爆炸的(知識爆炸的理解)

1.知識爆炸的理解

知識爆炸"無疑是20世紀80年代使用頻率最高的詞匯之一，我們可以摘錄一則當時比較有代表性的文字來感受一下其曾經(jīng)引發(fā)的一種集體性不安情緒："從本世紀開始，科學知識在短時間內(nèi)發(fā)生了急劇的增長。國際上把這種情況形象地稱之為知識爆炸?！斀袷澜缙骄刻彀l(fā)表1萬余篇論文，平均35秒有一篇問世。各種書籍每年增加25萬種?！?976年的大學畢業(yè)生到1980年已有50%的知識陳舊了。"（田夫等編著《科學學教程》，科學出版社1983年）。今天，沸騰已經(jīng)過去，讓我們來回顧一下"知識爆炸"論產(chǎn)生的來龍去脈，冷靜地審視一番知識爆炸論對于今天教育的含義。

1944年，美國威斯利大學圖書館管理員Ryder對美國主要大學圖書館藏書量做了統(tǒng)計，發(fā)現(xiàn)自18世紀以來，它們的藏書量平均每16年翻一番。比如耶魯大學18世紀初藏書量為1000冊，那么1938年其藏書量應該為260萬冊，這與實際情況吻合。美國學者Price進一步明確地指出科學文獻增長呈現(xiàn)出指數(shù)趨勢，在1961年出版的《巴比倫以來的科學》中，Price根據(jù)自己對大約30種科學文獻的統(tǒng)計分析結果，得出結論："看起來沒有理由懷疑日益增長的科學文獻是按指數(shù)增長的，大約10到15年增長一倍"。在Price研究思路的啟示下，許多社會科學工作者進行了更多的研究，結果與Price的結論都比較接近，于是"知識爆炸"說從此開始流布四海。

在承認Price工作價值的同時，人們注意到指數(shù)增長理論的適用性是有條件的，否則將出現(xiàn)荒謬的結論。事實上，Price本人在其《小科學，大科學》一書中就意識到："如果科學在經(jīng)歷了5個數(shù)量級的發(fā)展后再躍升2個數(shù)量級，那么人口中每一個男人、女人、孩子和狗中間都會有兩個科學家，而且用于科學的支出將兩倍于我們現(xiàn)有的資金。這樣，用不了一個世紀，科學的末日就將來臨"。悖論出現(xiàn)的原因在于，指數(shù)增長理論忽略了一些不應該抽象掉的因素，特別是忽略了不同科學文獻在質量上的重大差異。一篇具有重大影響的科學文獻與普通研究文稿不可以等量齊觀；菲爾茲獎獲得者的研究水平與普通數(shù)學家顯然存在很大差異。

這樣看來，知識爆炸論只是一個經(jīng)驗性統(tǒng)計規(guī)則的外推，而且在外推過程中不恰當?shù)睾雎粤瞬煌R的內(nèi)在價值差異很大這一前提，進而不恰當?shù)乜浯罅酥R在量上的增長所產(chǎn)生的可能后果，更新很快的知識并非核心基礎知識而是使用核心基礎知識所產(chǎn)生的應用性知識，知識的總量確實有了爆炸性增長，但是在特定領域，值得我們?nèi)フJ真研究的文獻，核心基礎知識仍然在我們的能力所及之內(nèi)。牛頓曾經(jīng)說過，站在巨人肩膀上才能夠看得更遠，今天的人們只會在前人的成績上不斷前進，而不是在前人的成績面前無所作為。20世紀科學的巨大發(fā)展已經(jīng)證明了這一點。

OECD在其1998年度報告《科學、技術和產(chǎn)業(yè)展望》中提出了"知識經(jīng)濟"概念，并且把知識分為四個大類--know-what、know-why、know-how、know-who，清華大學吳季松教授認為，還應該加上know-when、know-where。的確如此，今天人類已經(jīng)創(chuàng)造了互聯(lián)網(wǎng)為標志的各種先進信息傳播手段，人們的學習模式正在面臨一個革命性的變革。這一點在互聯(lián)網(wǎng)上體現(xiàn)最突出，剛剛接觸互聯(lián)網(wǎng)的人們也許會遭遇巨大的迷惑，互聯(lián)網(wǎng)在提供了巨大信息量的同時，也制造了一個信息沼澤，任意敲入幾個關鍵詞，搜索引擎就搜索到數(shù)目龐大的網(wǎng)站，以及幾乎是無限的超文本鏈接，因而很難迅速準確地定位到用戶希望獲得的信息上去。這時，know-where知識的重要性超出了know-what、know-why、know-how、know-who、know-when，關于know-where的知識價值自然也更大。

所以，重新審視知識爆炸論，其最大意義也許是強調(diào)了傳統(tǒng)學校教育方式變革的必要與必然性。從誕生那一天開始，傳統(tǒng)學校教育幾乎就是社會知識正式傳播的唯一途徑，教育目標就是傳授具體的知識。隨著知識在量上的急劇增長、知識獲取途徑的豐富化、"終身學習"、"職業(yè)指向教育"等新學習觀念的出現(xiàn)，學校以及教師的活動中心要從僅僅傳授具體領域知識轉換到注重知識領域整體動態(tài)把握、知識評價以及學習觀念與良好學習方法的培養(yǎng)。也許答案早已存在于中國古代"授人以魚不若授人以漁"的格言之中。"傳道授業(yè)解惑"，今天的高等學校作為國民教育的核心，"道"與"業(yè)"的平衡是一道必須回答的題目。

2.懂得一些燃燒與爆炸的基本常識可以避免一些危險事故的發(fā)生

考點：幾種常見的與化學有關的圖標.

專題：公共標志型.

分析：解答本題可根據(jù)圖中所示標志的含義及題目的要求進行分析判斷即可.

解答：解：A、圖中所示標志是禁止帶火種標志，與燃燒和爆炸有關，故選項錯誤.

B、圖中所示標志是禁止燃放鞭炮標志，與燃燒和爆炸有關，故選項錯誤.

C、圖中所示標志是禁止吸煙標志，與燃燒和爆炸有關，故選項錯誤.

D、圖中所示標志是禁止鳴喇叭標志，與燃燒和爆炸無關，故選項正確.

故選D.

點評：本題難度不大，了解各個標志所代表的含義是解答此類題的關鍵.

3.宇宙超新星爆炸的相關知識

有時在某一星區(qū)突然看到一顆原來沒有的亮恒星，經(jīng)過幾天到幾個月，它又慢慢看不見了。

因此，古人就把這類星叫新星。其實，它不是“新產(chǎn)生”的恒星，而是原來就有一顆可能是暗弱的恒星。

由于它突然爆發(fā)，向外拋射大量物質，光度大增，在一兩天內(nèi)光度增加十幾個星等，也就是亮度增長幾萬倍，使人們誤認為“新產(chǎn)生”了恒星。天文學家們已在我們銀河系內(nèi)發(fā)現(xiàn)200多顆新星。

中國史料里從公元前134年到公元17世紀末，有90顆新星記載，它們是非常珍貴的科學遺產(chǎn)。1975年8月30日晚上8點多鐘，世界上一些天文臺和天文愛好者，在天鵝座里就看到一顆新星。

中國許多天文工作者和天文愛好者都看到了并進行了觀測研究。 另外還有一類爆炸的星規(guī)模比新星還大叫做超新星。

在大質量恒星演化到晚期，內(nèi)部不能產(chǎn)生新的能量，巨大的引力將整個星體迅速向中心坍縮，將中心物質都壓成中子狀態(tài)，形成中子星，而外層下坍的物質遇到這堅硬的“中子核”反彈引起爆炸。這就成為超新星爆發(fā)，質量更大時，中心更可形成黑洞。

現(xiàn)在已發(fā)現(xiàn)多顆超新星，它們大多在河外星系中，在我們銀河系里只發(fā)現(xiàn)8顆超新星。歷史上最有名的超新星要數(shù)1054年出現(xiàn)在金牛座中的那顆了，關于這顆超新星，中國宋史中有詳細的記載：“至和元年五月，晨出東方，守天關，晝見如太白，芒角四出，色赤白，凡見二十三日?！?/p>

這是指公元1054年7月4日早晨4點多鐘，在金牛座天關星附近看到的超新星，它開始的亮度和太白金星亮度差不多，經(jīng)過23天，又慢慢暗下去了。 1731年，一位英國天文愛好者在這個位置上觀測到一個畸形天體棗外形似螃蟹，叫蟹狀星云。

可想而知，蟹狀星云就是1054年那顆超新星爆發(fā)拋出的物質。它是一個不滿千歲的天體，是天體中的“嬰兒”。

1987年2月23日，在大麥哲倫星系中觀測到一顆超新星SN1987A，成為轟動世界的新聞。 北京天文臺有一望遠鏡專門在河外星系中搜索超新星，他們在三年內(nèi)已發(fā)現(xiàn)了32個超新星。

4.標準宇宙大爆炸的理論基礎

宇宙大爆炸理論大爆炸理論（Big Bang）是天體物理學關于宇宙起源的理論。

根據(jù)大爆炸理論，宇宙是在大約140億年前由一個密度極大且溫度極高的狀態(tài)演變而來的。本理論產(chǎn)生于觀測到的哈勃定律下星系遠離的速度，同時根據(jù)廣義相對論的弗里德曼模型，宇宙空間可能膨脹。

延伸到過去，這些觀測結果顯示宇宙是從一個起始狀態(tài)膨脹而來。在這個起始狀態(tài)中，宇宙的物質和能量的溫度和密度極高。

至于在此之前發(fā)生了什么，廣義相對論認為有一個引力奇點，但物理學家對此意見并不統(tǒng)一。大爆炸一詞在狹義上是指宇宙形成最初一段時間所經(jīng)歷的劇烈變化，這段時間通過計算大概在距今137億（1.37 * 1010）年前；但在廣義上指當今流行的揭示宇宙起源和膨脹的理論。

這一理論的直接推論是我們今天所處的宇宙同昨天或者明天的宇宙不同。根據(jù)這一理論，喬治·伽莫夫在1948年預測了宇宙微波背景輻射的存在。

1960年代，這一輻射被探測到，有力地支持了大爆炸理論，從而否定了另一個比較流行的穩(wěn)恒態(tài)宇宙理論。宇宙大爆炸發(fā)展歷史大爆炸理論是通過實驗觀測和理論推導發(fā)展的，在實驗觀測方面，1910年代，維斯特·斯里弗爾（Vesto Slipher）和卡爾·韋海姆·懷茲（Carl Wilhelm Wirtz）證實了大多數(shù)旋渦星系正在退離地球，不過他們并沒有因此聯(lián)想到這對宇宙學意味著什么，也不認為發(fā)現(xiàn)的星云其實是銀河系外的其他星系。

同時在理論上，愛因斯坦的廣義相對論成功建立并推出沒有穩(wěn)定態(tài)宇宙。通過度量張量描述的宇宙不是膨脹就是收縮，愛因斯坦認為他自己解錯了，并加入了一個宇宙學常數(shù)來進行改正。

第一個不使用宇宙學常數(shù)，而真正認真將廣義相對論運用到宇宙學中的是亞歷山大·弗里德曼，他的方程所描述的宇宙稱為Friedmann-Lema?tre-Robertson-Walker宇宙，時間是1922年。1927年，比利時天主教牧師勒梅特獨立推導出Friedmann-Lema?tre-Robertson-Walker方程，并在螺旋星云后退現(xiàn)象的基礎上提出了宇宙是從一個“初級原子”“爆炸”而來的—這就是后來所謂的大爆炸。

1929年，埃德溫·哈勃為勒梅特的理論提供了實驗條件。哈勃證明這些旋渦星云其實是星系，并通過觀測造父變星測算出了他們的距離。

他發(fā)現(xiàn)，星系遠離地球的速度同它們與地球之間的距離剛好成正比，這就是所謂霍伊爾的穩(wěn)恒態(tài)宇宙模型。在穩(wěn)恒態(tài)宇宙模型里，新物質在星系遠離留下的空間中不斷產(chǎn)生，從而宇宙基本不變化。

其實這個理論的名稱是出于霍伊爾的諷刺，他在1949年通過BBC廣播節(jié)目形式傳播的，論文《物質的特性》（The Nature of Things）發(fā)表于1950年。之后的許多年，這兩種理論并立，但觀測事實開始支持一個演變于熱密狀態(tài)的宇宙。

1965年宇宙微波背景輻射的發(fā)現(xiàn)使人們認為大爆炸理論是宇宙起源和演變最好的理論。1970年以前，很多宇宙學家認為宇宙可能在膨脹以前先收縮，這樣可以避免從弗里德曼模型推出一個無限致密的“荒謬”的奇點。

比較有代表性的是Richard Tolman的脈動宇宙模型（oscillating universe）。1960年代末，史蒂芬·霍金等人證明這個假設行不通，因為奇異點是愛因斯坦引力理論的直接和重要推論。

之后大多數(shù)宇宙物理學家開始接受廣義相對論所描述的宇宙在時間上是有限的。但是，由于對于量子引力規(guī)律缺乏認識，現(xiàn)在還不能斷定這個奇異點到底是真正集合意義上的無限小點，還是物理收縮過程可以無限進行下去，從而間接達到宇宙在時間上無限。

現(xiàn)在宇宙物理學的幾乎所有研究都與宇宙大爆炸理論有關，或者是它的延伸，或者是進一步解釋，例如大爆炸理論下星系如何產(chǎn)生，大爆炸時發(fā)生的物理過程，以及用大爆炸理論解釋新觀測結果等。90年代后期和21世紀初，由于望遠鏡技術的發(fā)展和人造探測器收集到大量數(shù)據(jù)，大爆炸理論又有了新的巨大突破。

大爆炸時期宇宙的情況和數(shù)據(jù)可以計算得更加精確，并產(chǎn)生了很多意想不到的結果，比如宇宙的膨脹在加速。宇宙大爆炸理論大爆炸理論測算出宇宙的年齡是 137±2 億年，這一計算是通過對Ia型超新星的觀測，對宇宙背景輻射強度的測量，以及對星系相關函數(shù)的測量得出的。

這三個獨立測算所得到的結果一致，從而被認為是所謂更詳細描述宇宙中星系性質的 Lambda-CDM model 的有力證據(jù)。早期的宇宙充滿了同源同性的物質，其溫度、壓強、能量都極高。

隨著膨脹和冷卻，宇宙物質經(jīng)歷了相變，這種相變與蒸氣冷卻時的凝結過程和水的凝固過程相似，不同之處在于前者發(fā)生在更基本的粒子層面上。普朗克時期之后大約 10-35 秒，相轉變引起宇宙產(chǎn)生指數(shù)級增長，稱為暴脹。

之后暴脹停止，此時宇宙的物質形式是夸克-膠子等離子體，這些物質的運動都符合相對論。宇宙繼續(xù)在空間上膨脹，溫度繼續(xù)下降。

在某一溫度下，一種至今未知的所謂重子相變的相變產(chǎn)生，夸克和膠子組成重子，就是質子和中子，同時還在物質和反物質之間產(chǎn)生了不對稱性，這種不對稱性已經(jīng)被實驗證實。隨著溫度進一步降低，更多無對稱的相變發(fā)生，形成了現(xiàn)在的基本粒子和基本相互作用。

之后，一些質子和中子結合，組成氘和氦的原子核，這個過程叫做太初核合成。隨著宇宙的冷卻。

5.面粉爆炸的相關知識

關于爆炸，可以舉出許多的例子，不過，我們最熟悉、最感興趣的爆炸大約要算是鞭炮炸響了。讓我們以鞭炮為例，具體看看爆炸是怎么一回事。

鞭炮中填裝的黑色粉末是火藥，它是用硫黃、木炭粉和硝酸鉀混合而成的。在這3種成分中，硫黃和木炭是可燃物質，與氧氣化合時會產(chǎn)生二氧化硫、一氧化碳和二氧化碳等氣體；硝酸鉀在加熱時會分解放出氧氣，幫助硫黃和木炭迅速燃燒。

鞭炮的藥線點燃后，會一直燒到鞭炮里的火藥中。這時，里面的火藥急驟燃燒起來，放出大量的熱，同時生成許多氣體，這時火藥的體積會猛增1000多倍，外面那層緊裹著的草紙層當然受不了這么大的壓力，于是，“啪”的一聲，草紙層炸破了。

在鞭炮里發(fā)生的，是小型的爆炸。如果我們將鞭炮做得很大，比如說有一個人那么大，里面裝進燃燒能力比火藥更強的炸藥，外殼包裝換上結實的鋼板，那么，這大“鞭炮”的爆炸就很可怕了。事實上，這樣的大“鞭炮”是有的，就是人們稱為“炸彈”的那類裝置。

附帶講一下，爆炸并不是非要在燃燒的情況下才能發(fā)生的。比如家庭里利用高壓鍋煮食物，如果高壓鍋的安全閥小孔被堵塞住了的話，那么鍋里產(chǎn)生的大量水蒸氣無路可走，就可能將鍋脹破，發(fā)出砰然轟響，這也是爆炸。

又如，原子核發(fā)生裂變時會放出巨大的能量，如果不加控制地讓原子核發(fā)生裂變的連鎖反應，那樣產(chǎn)生的能量將是極為可觀的。實際上，原子彈就是利用這一原理制造的。原子彈爆炸的威力，我們的讀者都是知道的。

另外，爆炸也不一定非要在密閉容器里發(fā)生，如果燃燒范圍較廣，速度又非常快的話，那就會使周圍的空氣迅速猛烈膨脹，從而發(fā)生爆炸。

掌握了這些關于爆炸的基本知識后，談剛才的問題就容易了。