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首先，我们正沐浴在日光之中。此刻，太阳与你之间的空气变得稀薄，太阳从未像现在这样清晰明了地展现在你眼前，不过浑浊的机窗也许会妨碍你看到这完美的景象。别直接用肉眼看太阳——人们通常不这么做是有一定原因的，因为这会对眼睛造成永久性的伤害。就算太阳部分被遮盖时，若直视，眼睛也会被迅速灼伤——每次发生日全食时，医院都会接收许多眼睛受伤的病人，有些人的视力再也无法恢复到从前了。
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除了使人类摆脱永久的暗夜之外，阳光带来的远比这要多得多，虽然远离黑暗对我们来说也很重要。阳光需要花8分钟到达相邻的地球，它的热量使人类能够生存。它推动了气候系统的运转。它滋养着处于食物链低端的植物和藻类，它参与制造了供人类呼吸的氧气。如果没有太阳，地球上也许就不会有生命的萌发。
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同样因为有了太阳，在它与空气的共同作用下，天空才会是蔚蓝的。如果你是一个20世纪的飞行者，你也许会有过这样的飞行经历
:大白天飞行，外面的天空却几乎是黑色的，这也证明了天空的蓝色是阳光和空气共同作用的结果。协和式飞机飞行的高度能达到60000英尺，这个高度的空气十分稀薄，窗外的天空也比在普通飞机上看到的明显暗淡许多。如果有机会乘坐维珍银河号太空船（Virgin Galactic）来趟太空之旅，你会发现虽然太阳发出耀眼的强光，但四周的天空仍是一片漆黑。
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既然提到协和式飞机，我们就附带地说下，对于那些确信科技将会以加速度发展的人来说，这种飞机的出现无疑是一个深刻的教训。
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让我们来回顾一下人类出行的历史。起初，人类受脚力之限，每小时只能走3～4英里，之后我们在马或是船的帮助下，提高了行驶速度。到了19世纪，火车的出现让时速最低50英里（约相当于80千米/小时）成为了出行的常态。接着进入20世纪，坐飞机出行使速度大增，我们以每小时500英里的速度（约800千米/小时）在空中穿梭。
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对于除了飞行员之外的其他人来说——基本上，这就意味着我们所有的人，如果想体验20世纪最快的速度，那就试试协和式飞机吧，它的时速能达到1350英里（约2170千米/小时），是声速的2倍，相当惊人。不过，就目前来说，我们还是只能坐着时速不超过500英里的普通飞机出行。有时科技的发展会进入停滞期，至少在某一时间段内是这样的。也许未来还会出现超音速飞机——制造商们总是会有层出不穷的新点子——协和式飞机从一开始接到上百架的订单到最终被停飞，这样的事实说明了对速度真正的限制并不主要来自于科技，而是来自于政治意志。
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飞行中的科学 为什么天空是蓝色的？
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假设你坐的不是维珍银河号太空船，白天飞行，望出机窗外你能看到蓝天。“为什么天空是蓝色的呢”这是孩子们在成长过程中最爱问的问题之一，而通常，他们得到的答案都和事实有所偏差。有人说天空反射了大海的颜色所以是蓝的，但其实不是。在维多利亚时期，人们认为是空气中的尘埃和颗粒使其染上了淡蓝的色调——不过事实上，把天空染成蓝色的物质更加微小，它是空气分子和阳光作用的结果。
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可见光是由各种颜色混合而成的，查验彩虹的光谱时，我们可以看到它从红过渡到紫。艾萨克·牛顿（Isaac Newton）发现了彩虹中有七色（赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫），不过它们之间的分界却很难界定。查看完整的光谱，你会觉得它要么是由上百万个差别甚微的色彩组成的，要么只包括了5～6个宽幅的色带——几乎没人能看出彩虹有7种颜色。
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我们不清楚牛顿是怎么得出7这个数字的，这其中还包括了那些深浅不一的青和紫，不过许多人认为7这个数字和音乐有着一定的联系。乐谱中有A到G7个音符，当一个八度结束后，下一个八度又从音符A开始。有人猜测，牛顿受到乐谱的影响，认为可见光谱中也应该有7种颜色，于是他就发明了这套说法，而我们只能被迫接受了。令人惊讶的是，以这样的形式命名光谱是不可能的。牛顿出生几年之前人们才开始用“橙”这个词来表示颜色，在此之前，它只是一种水果的名字。
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牛顿向人们展示了太阳光（彩虹也一样）包括了光谱中所有颜色的光（有一些是我们看不见的）。在牛顿生活的那个年代，人们相信彩虹斑斓的色彩是棱镜中的瑕疵造成的，因此，白光被染上了其他的颜色。但是，牛顿分离出单一的颜色，并把它射向第二个棱镜，它的颜色没有改变，这说明棱镜不是“罪魁祸首”。牛顿还发现将不同的光颜色组合在一起就能制造出白光。阳光中包含了所有的颜色。
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阳光中不同的光子释放出不同的能量，当它们混合在一起穿过空气时，一些光子被空气分子中的电子吸收。很快，它们又被重新释放，朝各个方向发射出去。这样的“散射”意味着通过空气的光线会有一部分偏离原来的运动方向而离开了原来的光束，它们的光子在空中四处扩散。
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不同能量的光子散射的程度也不同。能量较高的光子（光谱中位于蓝色末端）更容易发生散射。这意味着，除了太阳本身之外，经过空气分子散射后的光线都呈现出蓝色，所以天空就变成蓝的了。光谱中位于红色末端的光线散射能力较弱，夕阳西下时，由于斜照，光得经过很厚的大气层才能到达地球，这些红色的光线因为不像蓝光一样易于散射而损失最小，因此天空便被染成了红色——这就是为什么日出和日落时天空会挂满红霞。
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飞行中的科学 为什么太阳能一直发光发热
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孩子们总是把太阳画成橘黄色，但是，如果阳光不与空气发生反应，它事实上是一种白光。但令人困惑的是太阳被认定为一种黄色的星球。这是因为虽然阳光涵盖了光谱中所有的色彩，牛顿的实验也已经证明了这个事实，但是其中黄色光的比重最大。牛顿曾尝试着使阳光穿过棱镜，而光束瞬间幻化成七色的彩带。
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太阳表面5500摄氏度左右的高温导致了它现有的颜色。如果你觉得这个温度还不算高的话，那太阳中心的温度将达到1500万摄氏度左右。我们在这里谈论的太阳可是一个巨大无比的家伙——它的直径大约为1．4万千米，是地球直径的100多倍；而它的重量差不多有2.0×1027吨,是地球重量的33万多倍。
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是什么让太阳一直燃烧呢？在很长一段时间内，人们都对此感到困惑。维多利亚时期的科学家们曾经计算过与太阳体积相同的煤球能燃烧多久，他们认为太阳的燃烧时间只能持续几百万年，这远远小于地质学家估测的地球的存活时间。量子理论研究的是微观物质世界，如原子的基本规律。只有对量子理论有所了解，我们才能明白太阳的运行机制，弄清为什么它在活跃了45亿年后依然生命力旺盛——而45亿年只是太阳预测寿命的一半。
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太阳的能量来源于其内部的核聚变。所有原子中最小的氢原子的原子核（原子的核心部分）发生核聚变，形成更大的氦原子。（古希腊语中，“helios”表示太阳，人类最先在太阳上发现了这种之后被人们用来吹气球的物质，于是将之命名为helium（氦），后来人们在地球上也发现了氦，人如果吸入氦气，说话的声音就会变得又细又尖，十分滑稽。）在聚变的过程中，质量很小的物质将转化出巨大的能量。多亏了爱因斯坦将这个质量转化成能量的过程用一个简单的公式描述了出来：E=mc2。这里的“c”指的是光的速度，它本身就是个天文数字，所以光速的平方意味着一丁点儿物质所转化的能量该有多么的巨大啊。仅仅1公斤物质产生的能量相当于一座大型发电站6年的发电量。
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人类想尽一切办法来获取能源，但是在太阳面前，任何发电厂、核电站等统统都显得微不足道。每秒钟，太阳内部有将近400万吨的物质转化成能量——这是发电站运行240亿年才能输出的能量。或者这么来说吧，这相当于756000万亿座发电站同时工作时产生的能量。如果我们将这756000万亿座发电站平铺在地球上（包括陆地和海洋），每座发电站的平均对角线长还不到1厘米。
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太阳释放出来的大部分能量将进入太空，只有一小部分到达地球使我们生存下来。到达地球的能量仅为890亿兆瓦，还不到太阳释放总能量的十亿分之一——尽管如此，它仍然是现有地球消耗总能量的500倍。不过，当科学家们最初认识到太阳的工作机制并且进一步研究其持续发光发热的原因时，他们发现了一些奇怪的事情。就发生核聚变的条件来说，太阳内部本不该发生这种反应的。
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这么说是因为太阳内部的那些氢原子核只有紧密地挤在一起时，聚变才能产生，且必须得聚集得非常非常紧密才行。而原子核是带正电荷的，带正电的原子核之间相互排斥，就像两块磁铁磁极相同的两端凑不到一块一样。而且，当两个原子核距离越近时，它们之间的排斥力就越大。就算是太阳中心的炽热与高温也无法促使氢原子核积压在一起以实现聚变。太阳本应该是枚“哑炮”。
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