目錄

1  我們的世界——簡直太瘋狂了!
7  科學的魅力
8  我們已不再做夢
13  “知識半衰期”神話
20  月球上的一支鉛筆——落還是不落？
28  胖子和瘦子——誰下落得更快？
35  飛往地球中心
41  微觀世界中的瘋狂物理學
42  神聖的“希格斯粒子”
49  簡說弦理論
59  快子和其餘粒子動物園
65  快子如何做到超光速？
71  快子真的存在嗎？
76  有些東西比光還快！
84  是否存在永動機？
91  瘋狂的自然界
92  為什麼月球會產生兩次漲潮而非一次？
98  再見了，月亮！
105  為什麼地球是藍色的？
111  綠光的秘密
118  大黃蜂違背物理學了嗎？
128  什麼是表觀遺傳學？
135  宏觀世界中的瘋狂物理學
136  太陽繫中的地外生命？
143  超級月亮和月亮幻像到底是怎麼回事？
150  困擾愛因斯坦的“幽靈般的超距作用”
157  暗物質之謎
165  暗物質突破在即？
171  日常生活中的技術
172  燃料電池能做什麼/不能做什麼？
179  有關節約供暖成本的悖論
185  LED燈具知識知多少
194  禁止開車對防治粉塵顆粒物有效嗎？
200  艾倫打破菲利克斯的紀錄
205  日常生活中的科學
206  為什麼冰很滑？
213  為什麼熱水比冷水結冰更快？
221  飛機為什麼會飛？——下沉氣流帶來的浮力
227  飛機為什麼會飛？——浮力的物理學原理
234  你絕對不知道的電力知識
240  魔鏡啊，牆上的魔鏡
245  不必害怕微波爐
250  硬波輻射——現在變得危險了
255  當心輻射？——粒子輻射
261  我們都算錯了
269  如何計算足球比分？
276  科學的邊界
283  作者簡介

太陽繫中的地外生命？
[德]烏爾裡希·沃爾特

宇宙中是否存在地外生命？答案可能就近在眼前！

為什麼要去太空旅行？

人類探索太空，有四個主要原因：其中，兩個為實用性(功利性)原因，另外兩個為超越實用性(超功利性)原因，沒有一個原因是“在太空進行科學研究”，而這就是我們今天在空間站正在做的事。
兩個功利性原因：
一是避免來自太空的對部分人類或全人類的致命危險，例如抵御可能摧毀整個城市甚至消滅人類的小行星。
二是通過移民到其他星球來確保人類在地球以外能夠繼續生存。對此，物理學大師斯蒂芬·霍金以非常悲觀的預測而聲名鵲起。
第一項任務是非常現實的，因為具有毀滅性影響的小行星可能明天就會撞擊地球，盡管概率非常低。所以它是未來100年至1000年裡的一項重要的任務。雖然人類會因太陽燃燒殆盡而滅亡是不可避免的，但這種末世問題在數百萬年後纔會變得嚴峻。
另外兩個超功利性原因：
一是引導人類改變以自我為中心的觀點，即明確我們在宇宙中的真正地位(即不重要)。二是我們應該摒棄人類在文化上的自以為是，不要把地球看作上帝賦予的宇宙中心，它隻是浩瀚的宇宙海洋中一艘搖搖欲墜的小船。然而，人類隻有當自身以完全不同的視角看過地球之後，纔能明白這些道理。所以，太空旅行是人類自我認知的一個重要裡程碑。
最後，還有一個問題：“我們在宇宙中是孤獨的嗎？”早期經院哲學家艾爾伯圖斯·麥格努斯(Albertus Magnus，1200—1280)曾經稱其為“自然研究中最崇高和最莊嚴的問題之一”——這確實是有道理的。
為了給這個問題一個具體答案，我們必須飛到其他天體上去看看。這樣做的邏輯在於，如果我們沒有任何發現，並不意味著我們是孤獨的，可能隻是單純因為我們找錯了天體。但如果我們發現其他生命，即使隻是非常原始的生命，
也表明我們可能並不孤獨。

為什麼要漫遊宇宙？

不幸的是，在可預見的未來，如果存在其他生命的話，我們也無法載人飛行到其他星繫。雖然以今天的技術，無人駕駛飛行是可能實現的，但即使是到離我們最近的星繫，也需要至少幾千年的時間。而如果我們已經發現了太陽繫中存在其他生命的證據，也許就不需要進行如此大費周章的旅行了。
真的存在其他生物嗎？確實如此，而且我們已經清楚地知道該去哪裡找。原則上它必須是可以孕育生命的天體，即溫度在0攝氏度至100攝氏度之間。因此，溫度高於400攝氏度的水星和金星被排除在外。而木星、土星、天王星和海王星等大型氣體行星不僅太冷，甚至都沒有固體表面。它們隻由氣體組成！

火星上存在生命嗎？

那麼，火星就成了除地球之外唯一的候選熱門。如今我們知道，35億年前，火星上有熱帶溫度的海洋。如果當時那裡有其他種類的生命存在，今天我們仍然可以從火星的土壤深處發現它。幾十年來，這一想法驅使著科學家們一次又一次地前往火星。這也是為何歐洲空間局(European Space Agency，簡稱為ESA)的“Exomars 2022火星探測器發射計劃”顯得如此重要。該探測器將鑽入火星土壤並研究土壤樣本中是否存在地外生物細胞。因此，2016年10月19日，“夏帕雷利號”(Schiaparelli)火星探測器的墜毀對歐洲空間局來說是如此的痛苦，因為這是一次嘗試，表明人類可以將“Exomars火星研究實驗室”安全地帶到火星表面。

衛星上存在生命嗎？

不過，太陽繫中還有另外兩個可能存在地外生命的候選天體：木衛二歐羅巴和土衛二恩克拉多斯。多年來，我們已經知道這兩顆衛星上一定有巨大的液態水海洋，但我們無法直接看到，隻能看到表面的冰殼。
原本這兩顆衛星因溫度太低而不可能存在液態水，但由於它們非常大，其內部鈾、釷和鉀的放射性衰變所產生的衰變熱使它們內部升溫。此外，這兩顆衛星還被其各自行星的強大引力(潮汐力)加熱透了，而這也使它們強烈升溫，導致其內部的溫度很高，在海洋上空形成熱對流，一部分會形成高位噴泉向外釋放。所以在海床上，應該也會如同在地球上一樣存在熱液噴口，也叫海底黑煙囪。我們知道，這有可能是孕育第一批生命形態的溫床，因為這正是我們最早在地球上發現生命的地方。

探測任務是這樣的

要在其中一顆衛星上探測到單細胞生物，可以發射一個探測器到土衛二。一種方法是讓探測器在那裡著陸，被衰變能量加熱的探測器會慢慢地融化冰殼，最終在某一時刻成功進入海洋，在那裡人們可以通過采樣來進行單細胞生物檢測。更簡單的做法是直接讓探測器飛過噴泉上方，采集到一些帶有細菌或至少有生物分子的水滴作為地外生命存在的基礎並對其進行分析，但這種做法是否可行還不太確定。
這正是美國國家航空航天局(National Aeronauticsand Space Administration，簡稱為NASA)正在計劃的“土衛二生命發現者”任務，該任務尚未獲得資助。在我看來，這是美國國家航空航天局所策劃的最佳任務之一。