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1、一个永恒运动的世界我们这个星球,宛如飘浮在浩瀚宇宙中的一方岛屿, 从茫茫中来,乂向茫茫 中去。生息在这一星球上的生命,经历了数亿年的繁衍和进化,终于在创世纪的今天,造就了人类的高度智慧和文明。然而,尽管人类已经有着如此之多的发现,但仍不知道我们周围的宇宙是怎 样开始的,也不知道它将怎样终结!万物都在时间长河中流淌着,变化着。从过 去变化到现在,乂从现在变化到将来。静止是暂时的,运动却是永恒!天地之间,大概再没有什么能比闪烁在天空中的星星, 更能引起远古人的遐 想。他们想象在天庭上应该有一个如同人世问那般繁华的街市。而那些本身发着亮光的星宿,则忠 诚地守护在天宫的特定位置,永恒不动。后来,这些星
2、星便 区别于月亮和行星,称之为恒星。其实,恒星的称呼是不确切的,只是由于它离我们太远了,以致于它们问的任何运动,都慢得使人一辈子感觉不出来!北斗七星,大约是北天最为明显的星座之一。 在天文学上有个正式的名字叫 大熊星座。大熊座的七颗亮星,组成把勺子的样子,勺底两星的连线延长约 5 5 倍处,可寻找到北极星。在北天的夜空是很容易辨认的。大概所有的人一辈子见到的北斗七星, 总是那般形状,这是不言而喻的。人 的生命太短暂了!几十年的时光,对于天文数字股的岁月,是几乎可以忽略不计的!然而有幸的是:现代科学的进展,使我们有可能从容地追溯过去,和精确地预测将来。人类在十万年前、现在和十万年后应该看到和可以
3、看到的北斗七星,它们的形状是大不一样的!不仅天在动,而且地也在动。火山的喷发,地层的断裂,冰川的推移,泥石的奔流,这一切都还只是局部的现象。更加不可思议的是。我们脚下站立着的大地,也如同水面上的船只那样,在地馒上缓慢地漂移着!本世纪初,德国年宵的气象学家魏根纳( WegenerWegener 1880-1930)1880-1930)发现:大西洋两岸,特别是非洲和南美洲海岸轮廓,非常相似。这其间究竟隐含着什么奥秘呢?魏根纳为此而深深思索着。一天,魏根纳正在书房看报一个偶然的变故, 激发了他的灵感。由于座椅年 久失修,某个接头突然断裂,魏的身体骤然问向后仰去,持在手中的报纸被猛然断裂。在这一切过去
4、之后,当魏根纳重新注视手上的两半报纸时。顿时醒悟了! 长期萦回在脑中的思绪跟眼前的现象, 碰撞出智慧的火花! 一个伟大的思想在魏 根纳的脑中闪现了:世界的大陆原本是连在一起的,后来由于某种原因而破裂分 离了!此后,魏根纳奔波于大西洋两岸,为自己的理论寻找证据。公元“大陆漂移说”终于诞生了!今天,大陆漂移学说已为整个世界所公认。据美国宇航局的最新测定表明, 目前大陆移动仍在持续:如北美正以每年 1.521.52 厘米的速度远离欧洲而去;而澳 大利业却以每年 6.8586.858 厘米的速度,向 U U 威夷群岛飘来!世问万物都在变化,“不变”反而使人充满着疑惑,下面的故事是在生动不 过了。公元
5、19381938 年 1212 月 2222 日,在非洲的科摩罗群岛附近,渔民们捕捉到一条怪 鱼。这条鱼全身披着六角形的鳞片,长着四只“肉足”,尾巴就像古代勇士用的 长矛。当时渔民们对此并不在意,因为每天从海里网上来的奇形怪状的生物多得 是!于是这条鱼便顺理成意地成了美味佳肴。话说当地博物馆有个年轻的女管理员叫拉蒂迈,此人平时热心于鱼类学研究。当她听到消息闻讯赶来的时候,见到的已是一堆残皮剩骨。不过,出于职业的爱好,拉蒂迈小姐还是把鱼的头骨收集了起来, 寄给当时的鱼类学权威,南非 罗兹大学的史密斯教授。教授接信后,顿时目瞪口呆。原来这种长着矛尾的鱼,早在七千万年前就已 绝种了。科学家们过去只是
6、在化石中见到它。 眼前发生的一切,使教授由惊震转 为打一个大大的问号。于是不惜定下十万元重金,悬赏捕捉第二条矛尾鱼!时间一年乂一年地过去,不知不觉过了十四个年头。正当史密斯博士抱恨绝 望之际,公元 19521952 年 1212 月 2020 日,教授突然收到了一封电报,电文是:“捉到了 您所需要的鱼。”史密斯见电欣喜若狂,立即乘机赶往当地。当教授用颔抖的双 手打开鱼布包时,一股热泪夺眶而出,那么,为什么一条矛尾鱼竟会引起这样大的轰动呢?原来现在捉到的矛尾鱼和七千万年前的化石相比,几乎看不到变异!矛尾鱼在经历了亿万年的沧桑之后,竟然既没有灭绝,也没有进化。这一 “不变”的迷惑,无疑是对“变”的
7、进化论 的挑战!究竟是达尔文的理论需要修正呢, 还是由于其他更加深刻的原因?争论 至今仍在继续!我们前面讲过,这个世界的一切量,都跟随着时间的变化而变化。时间是最原19121912 年,始的自行变化的量,其他量则是因变量。一般地说,如果在某一变化过程中有两个变量 x, y,x, y,对于变量 x x 在研究范围内的每一个确定的值,变量 y y 都有唯一 确定的值和它对应,那么变量 x x 就称为自变量,而变量 y y 则称为因变量,或变量 X X 的函数,记为:y=f (X)y=f (X)函数一语,起用于公元 16921692 年,最早见自德国教学家莱布尼兹的著作。记 号 f f(x)(x)则
8、是由瑞士数学家欧位于公元 17241724 年首次使用的.上面我们所讲的函 数定义,届于德国数学家黎曼(RiemannRiemann 1826-1866)1826-1866)。我国引进函数概念,始 于 18591859 年,首见于活代数学家李善兰(18111882)18111882)的译作。一个量如果在所研究的问题中保持同一确定的数值,这样的量我们称为常 量。常量并不是绝对的。如果某一变量在局部时空中,其变化是那样地微不足道, 那么这样的量,在这一时空中便可以看成常量。例如读者所熟知的“三角形内角 和为180180 ”的定理,那只是在平面上才是成立的。但绝对平的面是不存在的。 即使是水平面,由于地心引力的关系,也是呈球面弯曲的。然而,这丝毫没有影响广大读者,去掌握应用平面的这条定理! 乂如北斗七星,诚如前面所说,它前 十万年与后十万年的位置是大不相同的。 但在近几个世纪内,我们完全可以把它 看成是恒定的,甚至可以利用它来精确地判断其他星体的位置!