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Christian, David.(2011)Maps of time: An introduction to big history.(2nd ed.)Berkeley and Los Angeles: University of California Press.(1st ed., 2004).
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Christian, David; Brown, Cynthia Stokes; & Benjamin, Craig. (2014). Big history: Between nothing and everything. New York: McGraw-Hill.
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Gleiser, Marcelo.(2014).The island of knowledge: The limits of science and the search for meaning. New York: Basic Books.
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Green, Mott T.(2015). Alfred Wegener: Science, exploration, and the theory of continental drift. Baltimore, MD: Johns Hopkins University Press.
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网址
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http://www.cfa.harvard.edu/ejchaisson/cosmic_evolution/docs/splash.html 蔡森的多媒体网站,展示了从宇宙大爆炸到人类的宇宙演化过程。
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http://twitter.com/bighistory 弗莱德·斯皮尔的推特主页,推送科学证据的新发现。
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http://www.youtube.com/watch?v=ZSt9tm3RoUU 《一分钟讲人类故事》(Our Story in One Minute)尽在YouTube Melodysheep,伴着音乐,聆听一分钟的故事。
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大历史,小世界:从大爆炸到你 第2章 临界点1:宇宙大爆炸(138.2亿年前)
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物质——也就是所有的物体——都是从哪儿来的呢?宇宙中的万物都有其开端,科学家称这一开端为宇宙大爆炸。
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每个文化背景下的人都会经常问这个问题,而答案也通常是有关创造世界的故事。这种答案叫作“创世神话”或“起源故事”。
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从逻辑上说,关于万物从何而来的解答,有两个可能的答案:万事万物或自有其开端,或根本没有开端——就一直在那里,永远在那里。
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20世纪时,科学家认为这两种答案或称之为假说,都有可能。随着证据的积累,他们排除掉一种假说。貌似宇宙中的万物确实都有其开端,科学家称这一开端为宇宙大爆炸。
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大爆炸理论的故事
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20世纪早期,科学家认为人类周围的宇宙是静止的、固定的。宇宙不会移动,也不会改变。他们不知道宇宙有多大,还以为银河系是宇宙中唯一的星系。
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随后,20年代后期,天文学家埃德温·哈勃(Edwin Hubble,1889—1953)有了令人意想不到的发现。他借助位于加利福尼亚洛杉矶附近的一架全新的大型望远镜,以及多位天文学家手中的数据,探测到宇宙中还有许多星系。除了距离银河系较近的星系,其他的都在逐渐远离彼此。星系间的距离远两倍,远离彼此的速度也是快两倍。
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这一发现在科学界迅速传播开来。比利时一位名为乔治·勒梅特(Georges Lemaiiiiitre,1894—1966)的天文学家,同时也是一位天主教神父,根据这一新发现,做出了符合逻辑的推论:假如宇宙随着时间推移,越来越膨胀,那么之前宇宙的体积就会相对小些。实际上,如果我们穿越时光隧道回到过去,最终会回到“奇点”,万事万物都压缩在这个奇点内。
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这个想法太奇怪了,甚至包括哈勃在内的科学家都不愿意接受。他们不得不放弃对恒星的研究,转而去寻找最微小的粒子。俄国出生的美国科学家乔治·伽莫夫(George Gamov,1904—1968)想到,如果宇宙起源于一个奇点,那么最初宇宙的温度就会极高,任何原子都无法形成。那时它应该是一团气态糊状物,由在极高能量中运动的微小亚原子粒子组成。没有光线能够穿过这些糊状物。
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如果宇宙一开始温度极高,那么就一定会随着自身的膨胀逐渐冷却下来。而且一定会有这样一个时刻,宇宙冷却到一定程度,亚原子粒子可以形成原子。伽莫夫和同事意识到,如果确有此事,就会突然爆发出一束光,那时,光开始能够穿越空间,不会与带电的亚原子粒子纠缠在一起。他们预测,空间中应该还有这些光的残留。
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大约20年之后,物理学家开始探索如何寻找这束光的残留。难以置信的是,两位射电天文学家在1964年偶然间发现了它。
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阿诺·彭齐亚斯(Arno Penzias)和罗伯特·W. 威尔逊(Robert W. Wilson)在新泽西的霍姆德尔尝试使用一台大型微波天线,而这个微波天线此前是用于卫星通信的。二人想把所有的背景信号全部屏蔽掉,但是他们总能接收到从四面八方传来的能量造成的嗡嗡声或嘶嘶声,就是无法屏蔽掉。他们试了所有办法,甚至还把天线上的鸽粪清理掉了,但仍然不起作用。
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彭齐亚斯和威尔逊联系了约50千米外普林斯顿大学的物理学教授罗伯特·迪克(Robert Dicke,1916—1997)。迪克立即意识到,他们找到了他自己的团队刚刚开始寻找的东西——根据伽莫夫的宇宙大爆炸理论预测出来的那一束古老的光。“我们被人占了先机,”他挂掉电话的时候说道。历经130亿年的宇宙膨胀,那束光已经被拉伸,变成了波长很长、低频率的微波辐射,虽然人类看不到,但可以通过地球上的天线探测到,而太空中的卫星探测的效果会更好,因为地球大气层把大部分信号都屏蔽掉了。
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多数科学家都认为这一证据足以支持“宇宙大爆炸”的构想,使之从“假说”上升为“理论”。世界上的主流科学家,大部分都已接受大爆炸理论,认为大爆炸理论是对现有证据的最好诠释。
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