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四十级连跳,从不同的尺度看这个宇宙

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发表于 2007-8-21 15:15:32 | 显示全部楼层 |阅读模式
Kees Boeke的《Cosmic View》是一个了解事物尺度的经典著作,这本书和Morrison的《Powers of Ten》很相像,但是指向更年轻的目标人群。Kees在书中想要表达的观点,至今仍然像1957年这部书问世的时候一样,震撼着每一个看到的人。


下面就从把这四十张不同尺度的连跳照片,一一的展示给大家。
 楼主| 发表于 2007-8-21 16:09:22 | 显示全部楼层
图片中的1厘米等于现实中的10厘米。
    这是第一张图片,也就是我们的起点。画面中是一个孩子坐在学校前面,在她的腿上抱着一只猫。这张图片的比例是1:10,这意味着图中的一厘米等于实际中的十厘米。

图片中的1厘米等于现实中的100厘米。

  让我们拉远一点,中间的小方框就是前面我们看到的那张图片,只不过已经缩小了,在旁边摆着汽车和一条鲸鱼,目的是进行参照对比。

图片中的1厘米等于现实中的1000厘米。
  现在在周围已经出现了一些建筑物了。

图片中的1厘米等于现实中10的4次方厘米。
  正如前面的图片一样,我们的每次跳跃都是十倍的尺度,现在第一张图片上的女孩已经完全看不见了。在画面上多了一个奇怪的波浪线,一会儿我们就清楚是什么了。


图片中的1厘米等于现实中10的5次方厘米。
  我们现在的高度已经达到50000米了,这里其实是荷兰乌得勒支的郊区Bilthoven。虚波浪线代表波长为298米的无线电波从乌得勒支的西南抵达Bilthoven。

图片中的1厘米等于现实中10的6次方厘米。
  这里我们看到的是荷兰中部,中间的小方框当然是乌得勒支的位置。其他数字代表的位置分别是,1:阿姆斯特丹,2:海牙,3:鹿特丹,4:莱茵河,5:默兹河等等……

图片中的1厘米等于现实中10的7次方厘米。
  在这张图片中,我们已经可以看到欧洲的样子,还能看到北海、波罗的海和亚得里亚海。从图中的纬度线,可以看到地球轻微的曲率。


图片中的1厘米等于现实中10的8次方厘米。
  现在我们已经能够看到整个地球的样貌了,白天和黑夜的分割线,1是北极、2是赤道。


图片中的1厘米等于现实中10的9次方厘米。
  现在我们的高度已经是500000公里,远远超过了月球与地球之间的距离。

发表于 2007-8-21 16:24:01 | 显示全部楼层
记得还有与这则贴子相类似的短文,

好像是一张纸折叠32次后,厚度的问题.
具体答案不记得了,反正难以想象.
 楼主| 发表于 2007-8-21 16:30:22 | 显示全部楼层
图片中的1厘米等于现实中10的10次方厘米。
  月亮现在在5的位置,根据光速为300000公里/秒来计算,从地球到月亮之间光的传播时间为1.3秒。


图片中的1厘米等于现实中10的11次方厘米。
  在这里我们看到月球的轨道是一个接近圆形的椭圆样,3是地球的运行轨道,看起来有轻微的弧度。

图片中的1厘米等于现实中10的12次方厘米。
  1代表的小圆圈就是月球的轨道,地球的位置就是一个点,2是地球绕行太阳的轨道,3是金星的轨道。

图片中的1厘米等于现实中10的13次方厘米。
  位置2就是太阳,距离地球有1.5厘米远,现在就连太阳的尺寸也小到140微米了。3是水星、4是金星、5是火星、6是木星、7是哈雷彗星的轨道。

图片中的1厘米等于现实中10的14次方厘米。
  现在整个太阳系已经全部可见了,水星、金星、地球、火星现在都被压缩在1的小环当中,2是木星、3是土星、4是天王星、5是海王星、6是冥王星、7是哈雷彗星在1951年时候的位置,它将在1986年飞临地球。

图片中的1厘米等于现实中10的15次方厘米。
  这里我们能够看到整个太阳系。

图片中的1厘米等于现实中10的16次方厘米。
  现在我们距离地球已经很远了,如果以光速前进的话,抵达地球大概需要六个月。也就是说,如果我们有一个非常棒的望远镜,看到地球上的图像也已经是六个月前了。

图片中的1厘米等于现实中10的17次方厘米。
  这是一副很没有意思的画面,除了中间的小圆点之外,其他的一切都是黑乎乎一片,周围其他的星星还都离得挺远。

图片中的1厘米等于现实中10的18次方厘米。
  终于在已经缩成小点1的太阳系周围,看到其他的星星了。这个2是人马星座的Alpha星,这颗星星距离地球4光年。

 图片中的1厘米等于现实中10的19次方厘米。
  每次的一跃都让我们的观察角度大的不可置信,现在我们距离太阳有500光年远了,已经无法再用肉眼看到它。其实在这一尺度之下,太阳的大小也就是0.00014微米,也就是个原子的大小,看不到再正常不过了。
  

 图片中的1厘米等于现实中10的20次方厘米。
  中间的一小团乱糟糟的就是刚才看到的星星们。

图片中的1厘米等于现实中10的21次方厘米。
  现在我们已经跳的足够高,可以看到太阳系只不过是银河系中小小的一份子。


图片中的1厘米等于现实中10的22次方厘米。
  已经可以看到整个银河系了,太阳系在银河系中仅仅算是郊区。右下方的模糊的天体,那是大麦哲伦星云,是一个比银河系小的多的星系。


图片中的1厘米等于现实中10的23次方厘米。
  现在银河系已经变成一个只有8毫米左右的椭圆了,2是大麦哲伦星云,3是小麦哲伦星云。



图片中的1厘米等于现实中10的24次方厘米。
  在这张图片当中,是显示了天文学家所称的本地星系,而舍去了其他的部分。



图片中的1厘米等于现实中10的25次方厘米。
  现在我们的整个本地星系已经缩小为中间大小仅仅两毫米的小块。


图片中的1厘米等于现实中10的26次方厘米。
  往上跳的过程,就到这里停止吧。从这里我们也可以看到,即便是银河系也不过是整个宇宙中的一个微尘。距离地球最远的星系,已经有20亿光年的的距离了。
 楼主| 发表于 2007-8-21 17:34:25 | 显示全部楼层
图片中的1厘米等于现实中的10厘米。
  现在让我们回到最初的那个画面,这次咱们换个方向前进。

图片中的1厘米等于现实中的1厘米。
  我们看到女孩的手上,趴着一只蚊子,这种动物在冬季的荷兰并不常见。

图片中的1厘米等于现实中10的-1次方厘米。
   我们现在就在女孩手上方5厘米,就像是拿着放大镜在看她的皮肤。1所指示的是一些螨虫或者细菌,而蚊子也看得相当清楚了。

图片中的1厘米等于现实中10的-2次方厘米。
  此时我们的高度变成5毫米了,或许应该需要用显微镜看了。螨虫的样子已经非常清楚了,皮下组织也都看清了,其中9就是蚊子的那个吸血的口器。

图片中的1厘米等于现实中10的-3次方厘米。
  现在我们的高度已经降到0.5毫米或者500微米,我们来看看女孩手上的细菌吧,1是大肠杆菌、2是白喉菌、3是结核杆菌、4是肺炎细菌。右下角的是伤寒杆菌,这个小姑娘的体内也许已经携带这个病菌很久了。

图片中的1厘米等于现实中10的-4次方厘米。
  电子显微镜能够帮我们看到那些微小的生物,我们可以看见1白喉杆菌,2大肠杆菌正在被抗菌素攻击,同样还有4天花病毒。如5所示,皮肤的角质层卷曲起来。太阳光被7、8两条正弦曲线所代表。内部的伤寒杆菌9和鞭毛10,清晰可见。

 图片中的1厘米等于现实中10的-5次方厘米。
  在角质层的上面,许多病毒拥在一起,其中比较大的是2天花,在它旁边的是一个中型的噬菌体。现在的放大倍率是100000,已经是电子显微镜的极限了。

图片中的1厘米等于现实中10的-6次方厘米。
  现在的放大倍率是100万,电子显微镜已经不能给出清晰的图像了,所以,示意图的出现也不可避免了。这里1是小儿麻痹病毒,2是口蹄疫病毒,3这条正弦线代表紫外光

图片中的1厘米等于现实中10的-7次方厘米。
  又放大了十倍。钠离子1和氯离子2存在于同一个晶格之内,空气中的氮分子4比氧分子3多倍。

图片中的1厘米等于现实中10的-8次方厘米。
  组成盐晶体的钠离子1和氯离子2已经清晰的显示出来了,这里的阴影只是一个评价符号:灰度越深,代表这周围出现电子的几率就越大。氧分子3在空气中移动,在10摄氏度的环境中,其移动速度为470米/秒。在角落里是一个四分之一的氢原子。
 楼主| 发表于 2007-8-21 17:34:51 | 显示全部楼层
图片中的1厘米等于现实中10的-9次方厘米。

  这幅图片里面的暗度变化还是代表了电子出现的几率,由于钠离子被放大了十倍,所以我们看到的区域里面电子出现的几率也减少了100倍。图中的正弦曲线代表的是X射线。


图片中的1厘米等于现实中10的-10次方厘米。
  这里的灰度更轻了,因为电子出现的几率又变成上一图片的1/100。从左边过来的是一个典型的伽马射线,波长为5毫米,这个射线来自镭表盘手表的辐射。


图片中的1厘米等于现实中10的-11次方厘米。
  又近了一步,遇见电子的几率更小了。伽马射线的波长已经增长到5厘米了。


图片中的1厘米等于现实中10的-12次方厘米。
  现在钠离子已经呈现出可以见的大小了,同样氢原子(一个质子)同样清晰可见了。


图片中的1厘米等于现实中10的-13次方厘米
  这张照片里面,我们看到的是钠原子的原子核。我们甚至不能猜到11个质子和12个中子的位置,这里更深的灰色表示了更高的电荷密度,这里我们能看到一条伽马射线,带着惊人的穿透力,从左边袭来。其波长仅仅有百万分之一埃,换句话说就是一亿分之一厘米。

发表于 2007-8-21 20:03:26 | 显示全部楼层
震撼了,但是未能理解作者想表达的观点。。。
发表于 2007-8-22 11:39:03 | 显示全部楼层
奇妙的宇宙.我相信是上帝所创造的.
发表于 2007-8-22 16:52:16 | 显示全部楼层
这贴所表达的最基本的就是震撼感。

看这帖子我是这样想的,以人这个次寸为中心,向放大和缩小两边,还有那么多尺度。

时间无限,空间无限(这是通俗说法,不是科学的标准说法),这里就是尺度无限。

没变换一个尺度,世界观人生观必然会改变,这就是最奇特之处。
发表于 2008-1-21 18:30:10 | 显示全部楼层
我觉得
放大的时候是想表达
我们只不过是宇宙中连尘埃都算不上的东西
那么我们个人的喜怒哀乐就更渺小了
就此算来,又何必自寻烦恼了
从小的来讲
还有那么小的世界因我们存在
那么我们看似渺小的一个人
都是如同神一般的存在
那么我们有什么理由不骄傲呢
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