知识爆炸"无疑是20世纪80年代使用频率最高的词汇之一,我们可以摘录一则当时比较有代表性的文字来感受一下其曾经引发的一种集体性不安情绪:"从本世纪开始,科学知识在短时间内发生了急剧的增长。国际上把这种情况形象地称之为知识爆炸。……当今世界平均每天发表1万余篇论文,平均35秒有一篇问世。各种书籍每年增加25万种。……1976年的大学毕业生到1980年已有50%的知识陈旧了。"(田夫等编著《科学学教程》,科学出版社1983年)。今天,沸腾已经过去,让我们来回顾一下"知识爆炸"论产生的来龙去脉,冷静地审视一番知识爆炸论对于今天教育的含义。
1944年,美国威斯利大学图书馆管理员Ryder对美国主要大学图书馆藏书量做了统计,发现自18世纪以来,它们的藏书量平均每16年翻一番。比如耶鲁大学18世纪初藏书量为1000册,那么1938年其藏书量应该为260万册,这与实际情况吻合。美国学者Price进一步明确地指出科学文献增长呈现出指数趋势,在1961年出版的《巴比伦以来的科学》中,Price根据自己对大约30种科学文献的统计分析结果,得出结论:"看起来没有理由怀疑日益增长的科学文献是按指数增长的,大约10到15年增长一倍"。在Price研究思路的启示下,许多社会科学工作者进行了更多的研究,结果与Price的结论都比较接近,于是"知识爆炸"说从此开始流布四海。
在承认Price工作价值的同时,人们注意到指数增长理论的适用性是有条件的,否则将出现荒谬的结论。事实上,Price本人在其《小科学,大科学》一书中就意识到:"如果科学在经历了5个数量级的发展后再跃升2个数量级,那么人口中每一个男人、女人、孩子和狗中间都会有两个科学家,而且用于科学的支出将两倍于我们现有的资金。这样,用不了一个世纪,科学的末日就将来临"。悖论出现的原因在于,指数增长理论忽略了一些不应该抽象掉的因素,特别是忽略了不同科学文献在质量上的重大差异。一篇具有重大影响的科学文献与普通研究文稿不可以等量齐观;菲尔兹奖获得者的研究水平与普通数学家显然存在很大差异。
这样看来,知识爆炸论只是一个经验性统计规则的外推,而且在外推过程中不恰当地忽略了不同知识的内在价值差异很大这一前提,进而不恰当地夸大了知识在量上的增长所产生的可能后果,更新很快的知识并非核心基础知识而是使用核心基础知识所产生的应用性知识,知识的总量确实有了爆炸性增长,但是在特定领域,值得我们去认真研究的文献,核心基础知识仍然在我们的能力所及之内。牛顿曾经说过,站在巨人肩膀上才能够看得更远,今天的人们只会在前人的成绩上不断前进,而不是在前人的成绩面前无所作为。20世纪科学的巨大发展已经证明了这一点。
OECD在其1998年度报告《科学、技术和产业展望》中提出了"知识经济"概念,并且把知识分为四个大类--know-what、know-why、know-how、know-who,清华大学吴季松教授认为,还应该加上know-when、know-where。的确如此,今天人类已经创造了互联网为标志的各种先进信息传播手段,人们的学习模式正在面临一个革命性的变革。这一点在互联网上体现最突出,刚刚接触互联网的人们也许会遭遇巨大的迷惑,互联网在提供了巨大信息量的同时,也制造了一个信息沼泽,任意敲入几个关键词,搜索引擎就搜索到数目庞大的网站,以及几乎是无限的超文本链接,因而很难迅速准确地定位到用户希望获得的信息上去。这时,know-where知识的重要性超出了know-what、know-why、know-how、know-who、know-when,关于know-where的知识价值自然也更大。
所以,重新审视知识爆炸论,其最大意义也许是强调了传统学校教育方式变革的必要与必然性。从诞生那一天开始,传统学校教育几乎就是社会知识正式传播的唯一途径,教育目标就是传授具体的知识。随着知识在量上的急剧增长、知识获取途径的丰富化、"终身学习"、"职业指向教育"等新学习观念的出现,学校以及教师的活动中心要从仅仅传授具体领域知识转换到注重知识领域整体动态把握、知识评价以及学习观念与良好学习方法的培养。也许答案早已存在于中国古代"授人以鱼不若授人以渔"的格言之中。"传道授业解惑",今天的高等学校作为国民教育的核心,"道"与"业"的平衡是一道必须回答的题目。
考点:几种常见的与化学有关的图标.
专题:公共标志型.
分析:解答本题可根据图中所示标志的含义及题目的要求进行分析判断即可.
解答:解:A、图中所示标志是禁止带火种标志,与燃烧和爆炸有关,故选项错误.
B、图中所示标志是禁止燃放鞭炮标志,与燃烧和爆炸有关,故选项错误.
C、图中所示标志是禁止吸烟标志,与燃烧和爆炸有关,故选项错误.
D、图中所示标志是禁止鸣喇叭标志,与燃烧和爆炸无关,故选项正确.
故选D.
点评:本题难度不大,了解各个标志所代表的含义是解答此类题的关键.
有时在某一星区突然看到一颗原来没有的亮恒星,经过几天到几个月,它又慢慢看不见了。
因此,古人就把这类星叫新星。其实,它不是“新产生”的恒星,而是原来就有一颗可能是暗弱的恒星。
由于它突然爆发,向外抛射大量物质,光度大增,在一两天内光度增加十几个星等,也就是亮度增长几万倍,使人们误认为“新产生”了恒星。天文学家们已在我们银河系内发现200多颗新星。
中国史料里从公元前134年到公元17世纪末,有90颗新星记载,它们是非常珍贵的科学遗产。1975年8月30日晚上8点多钟,世界上一些天文台和天文爱好者,在天鹅座里就看到一颗新星。
中国许多天文工作者和天文爱好者都看到了并进行了观测研究。 另外还有一类爆炸的星规模比新星还大叫做超新星。
在大质量恒星演化到晚期,内部不能产生新的能量,巨大的引力将整个星体迅速向中心坍缩,将中心物质都压成中子状态,形成中子星,而外层下坍的物质遇到这坚硬的“中子核”反弹引起爆炸。这就成为超新星爆发,质量更大时,中心更可形成黑洞。
现在已发现多颗超新星,它们大多在河外星系中,在我们银河系里只发现8颗超新星。历史上最有名的超新星要数1054年出现在金牛座中的那颗了,关于这颗超新星,中国宋史中有详细的记载:“至和元年五月,晨出东方,守天关,昼见如太白,芒角四出,色赤白,凡见二十三日。”
这是指公元1054年7月4日早晨4点多钟,在金牛座天关星附近看到的超新星,它开始的亮度和太白金星亮度差不多,经过23天,又慢慢暗下去了。 1731年,一位英国天文爱好者在这个位置上观测到一个畸形天体枣外形似螃蟹,叫蟹状星云。
可想而知,蟹状星云就是1054年那颗超新星爆发抛出的物质。它是一个不满千岁的天体,是天体中的“婴儿”。
1987年2月23日,在大麦哲伦星系中观测到一颗超新星SN1987A,成为轰动世界的新闻。 北京天文台有一望远镜专门在河外星系中搜索超新星,他们在三年内已发现了32个超新星。
宇宙大爆炸理论大爆炸理论(Big Bang)是天体物理学关于宇宙起源的理论。
根据大爆炸理论,宇宙是在大约140亿年前由一个密度极大且温度极高的状态演变而来的。本理论产生于观测到的哈勃定律下星系远离的速度,同时根据广义相对论的弗里德曼模型,宇宙空间可能膨胀。
延伸到过去,这些观测结果显示宇宙是从一个起始状态膨胀而来。在这个起始状态中,宇宙的物质和能量的温度和密度极高。
至于在此之前发生了什么,广义相对论认为有一个引力奇点,但物理学家对此意见并不统一。大爆炸一词在狭义上是指宇宙形成最初一段时间所经历的剧烈变化,这段时间通过计算大概在距今137亿(1.37 * 1010)年前;但在广义上指当今流行的揭示宇宙起源和膨胀的理论。
这一理论的直接推论是我们今天所处的宇宙同昨天或者明天的宇宙不同。根据这一理论,乔治·伽莫夫在1948年预测了宇宙微波背景辐射的存在。
1960年代,这一辐射被探测到,有力地支持了大爆炸理论,从而否定了另一个比较流行的稳恒态宇宙理论。宇宙大爆炸发展历史大爆炸理论是通过实验观测和理论推导发展的,在实验观测方面,1910年代,维斯特·斯里弗尔(Vesto Slipher)和卡尔·韦海姆·怀兹(Carl Wilhelm Wirtz)证实了大多数旋涡星系正在退离地球,不过他们并没有因此联想到这对宇宙学意味着什么,也不认为发现的星云其实是银河系外的其他星系。
同时在理论上,爱因斯坦的广义相对论成功建立并推出没有稳定态宇宙。通过度量张量描述的宇宙不是膨胀就是收缩,爱因斯坦认为他自己解错了,并加入了一个宇宙学常数来进行改正。
第一个不使用宇宙学常数,而真正认真将广义相对论运用到宇宙学中的是亚历山大·弗里德曼,他的方程所描述的宇宙称为Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker宇宙,时间是1922年。1927年,比利时天主教牧师勒梅特独立推导出Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker方程,并在螺旋星云后退现象的基础上提出了宇宙是从一个“初级原子”“爆炸”而来的—这就是后来所谓的大爆炸。
1929年,埃德温·哈勃为勒梅特的理论提供了实验条件。哈勃证明这些旋涡星云其实是星系,并通过观测造父变星测算出了他们的距离。
他发现,星系远离地球的速度同它们与地球之间的距离刚好成正比,这就是所谓霍伊尔的稳恒态宇宙模型。在稳恒态宇宙模型里,新物质在星系远离留下的空间中不断产生,从而宇宙基本不变化。
其实这个理论的名称是出于霍伊尔的讽刺,他在1949年通过BBC广播节目形式传播的,论文《物质的特性》(The Nature of Things)发表于1950年。之后的许多年,这两种理论并立,但观测事实开始支持一个演变于热密状态的宇宙。
1965年宇宙微波背景辐射的发现使人们认为大爆炸理论是宇宙起源和演变最好的理论。1970年以前,很多宇宙学家认为宇宙可能在膨胀以前先收缩,这样可以避免从弗里德曼模型推出一个无限致密的“荒谬”的奇点。
比较有代表性的是Richard Tolman的脉动宇宙模型(oscillating universe)。1960年代末,史蒂芬·霍金等人证明这个假设行不通,因为奇异点是爱因斯坦引力理论的直接和重要推论。
之后大多数宇宙物理学家开始接受广义相对论所描述的宇宙在时间上是有限的。但是,由于对于量子引力规律缺乏认识,现在还不能断定这个奇异点到底是真正集合意义上的无限小点,还是物理收缩过程可以无限进行下去,从而间接达到宇宙在时间上无限。
现在宇宙物理学的几乎所有研究都与宇宙大爆炸理论有关,或者是它的延伸,或者是进一步解释,例如大爆炸理论下星系如何产生,大爆炸时发生的物理过程,以及用大爆炸理论解释新观测结果等。90年代后期和21世纪初,由于望远镜技术的发展和人造探测器收集到大量数据,大爆炸理论又有了新的巨大突破。
大爆炸时期宇宙的情况和数据可以计算得更加精确,并产生了很多意想不到的结果,比如宇宙的膨胀在加速。宇宙大爆炸理论大爆炸理论测算出宇宙的年龄是 137±2 亿年,这一计算是通过对Ia型超新星的观测,对宇宙背景辐射强度的测量,以及对星系相关函数的测量得出的。
这三个独立测算所得到的结果一致,从而被认为是所谓更详细描述宇宙中星系性质的 Lambda-CDM model 的有力证据。早期的宇宙充满了同源同性的物质,其温度、压强、能量都极高。
随着膨胀和冷却,宇宙物质经历了相变,这种相变与蒸气冷却时的凝结过程和水的凝固过程相似,不同之处在于前者发生在更基本的粒子层面上。普朗克时期之后大约 10-35 秒,相转变引起宇宙产生指数级增长,称为暴胀。
之后暴胀停止,此时宇宙的物质形式是夸克-胶子等离子体,这些物质的运动都符合相对论。宇宙继续在空间上膨胀,温度继续下降。
在某一温度下,一种至今未知的所谓重子相变的相变产生,夸克和胶子组成重子,就是质子和中子,同时还在物质和反物质之间产生了不对称性,这种不对称性已经被实验证实。随着温度进一步降低,更多无对称的相变发生,形成了现在的基本粒子和基本相互作用。
之后,一些质子和中子结合,组成氘和氦的原子核,这个过程叫做太初核合成。随着宇宙的冷却。
关于爆炸,可以举出许多的例子,不过,我们最熟悉、最感兴趣的爆炸大约要算是鞭炮炸响了。让我们以鞭炮为例,具体看看爆炸是怎么一回事。
鞭炮中填装的黑色粉末是火药,它是用硫黄、木炭粉和硝酸钾混合而成的。在这3种成分中,硫黄和木炭是可燃物质,与氧气化合时会产生二氧化硫、一氧化碳和二氧化碳等气体;硝酸钾在加热时会分解放出氧气,帮助硫黄和木炭迅速燃烧。
鞭炮的药线点燃后,会一直烧到鞭炮里的火药中。这时,里面的火药急骤燃烧起来,放出大量的热,同时生成许多气体,这时火药的体积会猛增1000多倍,外面那层紧裹着的草纸层当然受不了这么大的压力,于是,“啪”的一声,草纸层炸破了。
在鞭炮里发生的,是小型的爆炸。如果我们将鞭炮做得很大,比如说有一个人那么大,里面装进燃烧能力比火药更强的炸药,外壳包装换上结实的钢板,那么,这大“鞭炮”的爆炸就很可怕了。事实上,这样的大“鞭炮”是有的,就是人们称为“炸弹”的那类装置。
附带讲一下,爆炸并不是非要在燃烧的情况下才能发生的。比如家庭里利用高压锅煮食物,如果高压锅的安全阀小孔被堵塞住了的话,那么锅里产生的大量水蒸气无路可走,就可能将锅胀破,发出砰然轰响,这也是爆炸。
又如,原子核发生裂变时会放出巨大的能量,如果不加控制地让原子核发生裂变的连锁反应,那样产生的能量将是极为可观的。实际上,原子弹就是利用这一原理制造的。原子弹爆炸的威力,我们的读者都是知道的。
另外,爆炸也不一定非要在密闭容器里发生,如果燃烧范围较广,速度又非常快的话,那就会使周围的空气迅速猛烈膨胀,从而发生爆炸。
掌握了这些关于爆炸的基本知识后,谈刚才的问题就容易了。
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