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大数与小数(II)

(2007-11-01 15:34:24)
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分类: 杂文
 

今天妞妞的心情不太好,因为她的作业里面居然出现了两个低级的错误,一个是10+6算成了60,还有一个是应该计算阴影部分的面积确忘了把非阴影部分减掉。这样低级的错误让妞妞很难过,老师鼓励说没什么,妞妞心里却在责怪自己因为要参加同学的生日晚会,作业完成得太马虎。以后再也不这样了,作完作业一定要检查一下,妞妞心里下决心。

爸爸说:“我小的时候也粗心,不过后来认真了,注意力集中了,也就好了。妞妞不要着急,细心就是要注意细节,我们今天要从极其细小的数字开始讲起。”说着,用手慈爱地摸了摸妞妞的头。

“你一定听说过纳米,1纳米等于十亿分之一米,也就是1E-9米。-9表示小数点要向左移9位。假设一根头发的直径为0.05毫米,把它平均剖成5万根更细的头发,每根的厚度即约为1纳米。”

“哇!这么小哇,头发比纸还薄哩。”妞妞开始有兴趣,注意力也集中了。

“我们的世界都是由不同的化学元素构成的,目前我们了解的元素是110种以上。它们大多数在地球上都有原子的形式存在,原子是由原子核和围绕原子核旋转的电子组成的。”

“就像地球绕着太阳转吗?”妞妞问。

“是的,每一种元素的原子核和围绕原子核运动的电子数都是不一样的,比如我们熟悉的氧气分子就是由两个氧原子构成的,氧原子有八个电子围绕原子核,原子核里有8个中子和8个质子。”

“爸爸,我不是太明白它们是什么,他们有多大?”妞妞觉得有点难理解,也没什么大意思。

“电子的质量很小,只有9.109E-31千克,体积更小,直径在1E-18米。原子也很小,不过比电子大得多,他的直径有1E-10米左右,原子的质量也很小,如氢原子的质量为1.673 56E-27千克,原子的中心为原子核,质量占原子质量的99%以上。原子核的直径在1E-16~1E-14米之间。”

“原子核就像是太阳,电子就像是行星,对吗?”

“对呀,氢原子核的质量比电子的大1837倍,直径要大百万倍。这和我们的太阳系的比较很有趣。太阳的直径约为140万千米,地球的直径约为1.3万千米,太阳与地球相比,太阳的直径是地球直径的109倍。109的立方,约为1300000。那么,太阳的体积大约是地球体积的130万倍。太阳的质量为1.989E27吨,而地球的质量为5.975E21 吨,太阳是地球质量的33万多倍。”

“你想想,你现在是在地球上面,你的世界不过是上学、回家,爸爸妈妈,老师同学,如果你现在是在一个电子上面,你的世界最大估计也不超过是一个原子的范围,对不对?”

“我的世界确实还没有走出太阳系。”妞妞开始微笑。

“或许你手里的铅笔,对于一个生活在铅原子里面的小人来说,就是他的银河系哩!”

“这太好玩了,爸爸,这是不是说我们生活在地球上的人,能够观察到的所有宇宙,也可能是另外一个巨人世界里的一支铅笔?”妞妞眼睛里放着光。

“完全是可能的呀!科学家们观察到所有的星球都在远离我们,换句话说宇宙在膨胀,可是却没有办法解释。所以科学家们假设我们的宇宙起源于很久以前的一次大爆炸,爆炸之后才有了时间、空间。可是人们还是在问,爆炸之前的世界又是什么呢?时间之前又是什么呢?爆炸是如何形成的呢?没有人能回答。”

“爸爸,”妞妞觉得这个世界非常好玩,“这是不是巨人放的一个鞭炮呢?”

“哈哈,如果是巨人放的鞭炮,那么这个巨人和我们的差距就在1E30倍以上,就像我们的世界和原子世界的差距一样巨大。我们勉强能够观察到原子的样子,如果原子里面生活着有智慧的生物,电子的直径在1E-18米,以人类的身高和地球的直径比例来推断,它上面的生物当在1E-25米这个高度左右。”

妞妞心里想:“这个世界真是奇妙哇!要是我们不过是巨人放的一个鞭炮,今天的作业错误有算得了什么呢?下次做好就是了。不过要是能够进入巨人的世界,或是小人的世界看看就好玩了。”嘴边不由自主流露出微笑来。

爸爸注意到妞妞的微笑,“我们对巨大的世界和微小的世界的理解是在是远远不够,数量的变化限制了我们的能力。但是相信经过人类的长期努力,我们一定会对他了解得越来越多。这就需要像妞妞这样的孩子们更加细致认真地学习前人留下的知识。犯点错误是不要紧的,重要的是不要犯同样的错误。”

“好的,爸爸,我会做好的。”妞妞抿抿嘴,认真地点了点头。“下面我们去打羽毛球,好不好?”

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