$14.3水显近口点的进动537$14.4等效性538$14.5引力波..·539习题...540历史注记-541
第一章绪论多1.1自然界谁都会感到自然界似乎是无比巨大和异常复杂的,它象是一个包罗万象,变化万千的大舞台,我们大致估计一下关于自然界的一些重要量值的数量级,就可以证实这种印象。现在我们不必去讨论这些数值是如何测得的,如何推断出来的.对这些量最重要的是,我们毕竟已经知道了这些数字,至于其中有一些只是近似值,那倒不是千分重要的了宇审是无比巨大的。根据天文观测,我们已推断出一个关于宇审的特征长度,它的数值是10厘米或者说1010光年,我们含糊地把它叫做宇寓半径,这个数字可能会有两三倍的出入,作为比较,地球距太阳的距离是1.5×103厘米,地球半径是6.4×108匾米宇宙中的原子数昌非常巨大。宇宙中,质子和中子的总数据信是10°,这数字的不确定程度可能为100倍,太阳中的质子和中子数为1×10;在地球中为4×10宇宙中的全部质子和中子可以形成10个(即100/105)与太阳质量相等的恒星,(作为比较,一个克原子中所含的原子数是6×103-一阿伏伽德罗数.)一般认为,宇宙质量的绝大部分是在恒星中,而所有已知恒星的质量都在太阳质量的0.01到100倍之间,生命是宇宙中最为复杂的现象。人是较为复杂的生命形式之一,它由大约10个细胞组成。细胞是一个基本的生理学单位,含有大约102至1014个原子,据信,各种生物的每
一个细胞至少含有一个DNA(脱氧核糖核酸)或它的近亲RNA(核糖核酸)的长分子链,细胞中的DNA链保存着构成一个完整的人、等等所必需的全部化学指令或遗传信息,个DNA分子可能由10°至1010个原子组成,其中原广的精确排列对于不同的生物个体可能不同,而在种")与种之间这种排列则肯定是不同的,在我们尴球上,已经被描述和定名的“种”有10°个以上,无生物也表现出有多种形式。质子、中子和电子结合成一百动不同的礼学元套和大约种证的同待素
他们是诚实的,真正作了他们记录上写的那些观测;他们发表自已的工作结果使得其他人有可能重复这些实验或观测51.2理论的作用上面我们所作的关于自然界异常巨大和非常复杂的描述,并不是事情的全部,因为理论上的了解使得自然界图象的好些部分看起来更为简单,对于宇宙中一些主要的和重要的方面,我们已经有了很好的了解,我们认为已经了解了的那些领域(即下面概述的),加上相对论及统计力学,构成了人类智慧的伟大成就的一部分1.经典力学定律和引力定律(力学卷)使我们能以惊人的精确性预言太阳系内好些部分(包括慧星和小行星)的运动,正是依据这些规律,预言和发现了新的行星,这些规律还使人们提出了恒星和星系形成的可能机制;再借助辐射定律,对于观测到的恒星质量与光度之间的关系作出了很好的说明。经典力学定律虽然在天文上应用得最好,但它并不是成功地应用这些定律的唯一领域.在日常生活和工程技术中,我们经常在应用这些规律,当代的宇宙航行和人造地球卫星的使用,也是靠严密地应用经典力学定律和引力定律才得以实现的2.量子力学规律(量子物理学卷)对原子现象作出了非常好的说明,对于一些简单原子;量子力学作出的预言同实验结果十分符合,相差不到十万分之一或更小,,在应用到地球及天体这些大尺度事件上时,量子力学规律作出的预言和经典力学规律作出的预言两者没有区别.原则上说,量子力学为全部化学和冶金学以及为大部分物理学提供了一个严格的理论基础;可是,对于其中的方程,现有的或将会有的计算机常常是无法处理的,在有些领域里,几乎所有的问题在理论上都很难根据基本原理去直接解决
3.经典电动力学规律对原子尺度以外的所有电和磁的效应都作出了完善的说明,这些规律还是电力工程和通讯工程的基础,原子尺度内的电磁效应要用量子电动力学的理论才能精确地描述经典电动力学是本教程内《电磁学》和《波动学》的主要内容,最子电动力学的某些方面在《量子物理学》里论述,不过对这方面问题的全面论述,必须摆到以后的课程中去。4.在另一个比较狭窄的范围内,人们对于遗传密码的作用原理,特别是对于遗传信息的储存机制已经有所了解,我们发现,简单有机体的一一个细胞的储存的信息量就超过了自前最好的市售计算机,在我们地球上的几乎一切生命休中,遗传信息全都编码在DNA分子中;DNA分子仅由四种不同的分子团组成,它们排列成双线序列(按有机体的不同,这序列可以有10°到10°项),而且由些特定的简单规划决定(A) 腺嘌呤(T)脚腺睦啶(G) 岛嘌岭(C) 胞魅啶图1.1(a)生成DNA分于的四种核武酸的碱基示图SPSPSPSPSPSPSPSCAC+22(b)核试酸与糖基S相连,而S又与磷酸基P结舍成链4