也许元素周期表最迷人的方面是它是如何产生的 。 俄罗斯化学家德米特里·门捷列夫首先创建了现代元素周期表 。 但是 ， 它缺少元素 。 并且使用他的表格 ， 他正确地预测了尚未被发现的元素的存在 。
#6 。 对称量化美
对称性 ， 这个有点模糊的概念 ， 涉及以各种方式折叠或扭曲三角形、立方体和其他物体 ， 其应用远远超出了高中几何课 。 事实证明 ， 宇宙充满了对称性 ， 或者说缺乏对称性 。
最美的人脸也是 最对称的 。 晶体中的原子以对称的重复模式排列 。 从蜂窝到螺旋星系 ， 自然界中的许多其他现象都表现出惊人的对称性 。
粒子物理学和天体物理学也被对称的概念所吸引 。 最大的不对称之一是我们的宇宙由 更多的物质组成而不是反物质 。 如果宇宙是完全对称的 ， 那么两者的数量就会相等 。 （但那时宇宙可能不存在 ， 因为物质和反物质相互湮灭 。 ）然而 ， 正如阿特金斯所写 ， 宇宙是 对称的 ， “如果 我们同时 将粒子换成反粒子…… ， 在镜子中反射宇宙…… ， 然后反转时间的方向 。 ”
这能解释为什么环球小姐总是那么漂亮吗？
#7 。 经典力学无法描述小粒子
Isaac Newton 和 James Clerk Maxwell 的经典物理学适用于大多数日常应用 。 但经典物理学的局限性在于它 不能完全准确地描述现实 。
对黑体辐射的分析首先发现了一些严重错误 。 想象一个热炉：它起初是红色的 ， 然后随着温度的升高变成白色 。 经典物理学无法解释这一点 。 然而 ， 马克斯·普朗克有一个想法：也许释放的能量以称为“量子”的小包形式出现 。 它不是采用连续值的能量 ， 而是仅采用离散值 。 （想想坡道和楼梯之间的区别；站在坡道上的人可以采取任何高度 ， 而站在楼梯上的人只有某些离散的高度可供选择 。 ）事实证明 ， 这些“量子” ”的光能在今天被称为光子 。 因此 ， 证明了在此之前通常被认为是波的光也可以像离散的粒子一样发挥作用 。
随后出现了路易斯·德布罗意 ， 他扩展了这一概念：所有粒子都可以像波一样 ， 所有波都可以像粒子一样 。 这个想法的灌篮证据来自著名的 双缝实验 ， 该实验最终表明光子、电子 ， 甚至像巴基球这样的分子都表现出波粒二象性 。 （一个实验室在 2013 年 5 月再次证实了这个实验的结果 。 ）
量子化和波粒二象性这两个概念构成了量子力学学科的核心 。 另外两个核心概念包括 不确定性原理 （即无法精确了解系统的各种特征对）和 波函数 （当平方时 ， 给出在特定位置找到粒子的概率） 。 这一切给了我们什么？ 薛定谔的猫 ， 既死又活 。
难怪斯蒂芬霍金 总是伸手去拿他的枪 。
#8 。 宇宙在膨胀
大约 138 亿年前 ， 宇宙经历了一段快速膨胀的时期 ， 即宇宙暴胀 。 紧随其后的是大爆炸 。 （是的 ， 宇宙膨胀发生 在 大爆炸之前 。 ）从那时起 ， 宇宙一直在继续膨胀 。
我们知道大爆炸的发生是因为它留下了明显的证据：宇宙微波背景 (CMB) 辐射 。 随着宇宙的膨胀 ， 大爆炸最初的光爆发被拉长了 。 （请记住 ， 光既可以是波也可以是粒子 。 ）当光被拉伸时 ， 波长会增加 。 今天 ， 这种光不再是肉眼可见的 ， 因为它现在位于电磁波谱的微波范围内 。 但是 ， 您仍然可以在带有天线的老式电视机上“看到”它；“中间”频道的 静态 部分是由于 CMB 。
但宇宙不仅在膨胀 ， 而且 由于暗能量 ， 它的膨胀速度也在加快 。 一个物体离地球越远 ， 它离开我们的速度就越快 。 如果你现在认为宇宙是一个孤独的地方 ， 那就 等一千亿年吧 。 多亏了暗能量 ， 我们将无法看到银河系以外的任何恒星（届时 ， 银河系和仙女座星系及其较小的卫星星系将发生巨大的合并） 。
#9 。 时空被物质弯曲
我们宇宙的结构是时空 ， 它由三个空间维度（长度、宽度和高度）与时间维度相结合 。 将这种织物想象成有弹性的橡胶板 。 然后想象在这张纸上放一个巨大的保龄球 。 床单会在保龄球周围翘曲 ， 任何放置在保龄球附近的物体都会滚向它 。 爱因斯坦广义相对论的这个比喻解释了引力是如何工作的 。 （尽管广义相对论是爱因斯坦最伟大的成就 ， 但并不是因为他获得了诺贝尔奖 ， 而是因为他在 光电效应方面的工作而获奖 。 ）
但这不是爱因斯坦唯一的贡献 。 他还提出了狭义相对论 ， 它描述了运动物体的时间是如何变慢的 ， 尤其是当它们以接近光速的速度行进时 。
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