爆炸的(知識(shí)爆炸的理解)
1.知識(shí)爆炸的理解
知識(shí)爆炸"無(wú)疑是20世紀(jì)80年代使用頻率最高的詞匯之一，我們可以摘錄一則當(dāng)時(shí)比較有代表性的文字來(lái)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(jì)開始，科學(xué)知識(shí)在短時(shí)間內(nèi)發(fā)生了急劇的增長(zhǎng)。國(guó)際上把這種情況形象地稱之為知識(shí)爆炸?！?dāng)今世界平均每天發(fā)表1萬(wàn)余篇論文，平均35秒有一篇問(wèn)世。各種書籍每年增加25萬(wàn)種?！?976年的大學(xué)畢業(yè)生到1980年已有50%的知識(shí)陳舊了。"（田夫等編著《科學(xué)學(xué)教程》，科學(xué)出版社1983年）。今天，沸騰已經(jīng)過(guò)去，讓我們來(lái)回顧一下"知識(shí)爆炸"論產(chǎn)生的來(lái)龍去脈，冷靜地審視一番知識(shí)爆炸論對(duì)于今天教育的含義。
1944年，美國(guó)威斯利大學(xué)圖書館管理員Ryder對(duì)美國(guó)主要大學(xué)圖書館藏書量做了統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)自18世紀(jì)以來(lái)，它們的藏書量平均每16年翻一番。比如耶魯大學(xué)18世紀(jì)初藏書量為1000冊(cè)，那么1938年其藏書量應(yīng)該為260萬(wàn)冊(cè)，這與實(shí)際情況吻合。美國(guó)學(xué)者Price進(jìn)一步明確地指出科學(xué)文獻(xiàn)增長(zhǎng)呈現(xiàn)出指數(shù)趨勢(shì)，在1961年出版的《巴比倫以來(lái)的科學(xué)》中，Price根據(jù)自己對(duì)大約30種科學(xué)文獻(xiàn)的統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果，得出結(jié)論："看起來(lái)沒(méi)有理由懷疑日益增長(zhǎng)的科學(xué)文獻(xiàn)是按指數(shù)增長(zhǎng)的，大約10到15年增長(zhǎng)一倍"。在Price研究思路的啟示下，許多社會(huì)科學(xué)工作者進(jìn)行了更多的研究，結(jié)果與Price的結(jié)論都比較接近，于是"知識(shí)爆炸"說(shuō)從此開始流布四海。
在承認(rèn)Price工作價(jià)值的同時(shí)，人們注意到指數(shù)增長(zhǎng)理論的適用性是有條件的，否則將出現(xiàn)荒謬的結(jié)論。事實(shí)上，Price本人在其《小科學(xué)，大科學(xué)》一書中就意識(shí)到："如果科學(xué)在經(jīng)歷了5個(gè)數(shù)量級(jí)的發(fā)展后再躍升2個(gè)數(shù)量級(jí)，那么人口中每一個(gè)男人、女人、孩子和狗中間都會(huì)有兩個(gè)科學(xué)家，而且用于科學(xué)的支出將兩倍于我們現(xiàn)有的資金。這樣，用不了一個(gè)世紀(jì)，科學(xué)的末日就將來(lái)臨"。悖論出現(xiàn)的原因在于，指數(shù)增長(zhǎng)理論忽略了一些不應(yīng)該抽象掉的因素，特別是忽略了不同科學(xué)文獻(xiàn)在質(zhì)量上的重大差異。一篇具有重大影響的科學(xué)文獻(xiàn)與普通研究文稿不可以等量齊觀；菲爾茲獎(jiǎng)獲得者的研究水平與普通數(shù)學(xué)家顯然存在很大差異。
這樣看來(lái)，知識(shí)爆炸論只是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)性統(tǒng)計(jì)規(guī)則的外推，而且在外推過(guò)程中不恰當(dāng)?shù)睾雎粤瞬煌R(shí)的內(nèi)在價(jià)值差異很大這一前提，進(jìn)而不恰當(dāng)?shù)乜浯罅酥R(shí)在量上的增長(zhǎng)所產(chǎn)生的可能后果，更新很快的知識(shí)并非核心基礎(chǔ)知識(shí)而是使用核心基礎(chǔ)知識(shí)所產(chǎn)生的應(yīng)用性知識(shí)，知識(shí)的總量確實(shí)有了爆炸性增長(zhǎng)，但是在特定領(lǐng)域，值得我們?nèi)フJ(rèn)真研究的文獻(xiàn)，核心基礎(chǔ)知識(shí)仍然在我們的能力所及之內(nèi)。牛頓曾經(jīng)說(shuō)過(guò)，站在巨人肩膀上才能夠看得更遠(yuǎn)，今天的人們只會(huì)在前人的成績(jī)上不斷前進(jìn)，而不是在前人的成績(jī)面前無(wú)所作為。20世紀(jì)科學(xué)的巨大發(fā)展已經(jīng)證明了這一點(diǎn)。
OECD在其1998年度報(bào)告《科學(xué)、技術(shù)和產(chǎn)業(yè)展望》中提出了"知識(shí)經(jīng)濟(jì)"概念，并且把知識(shí)分為四個(gè)大類--know-what、know-why、know-how、know-who，清華大學(xué)吳季松教授認(rèn)為，還應(yīng)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(biāo)志的各種先進(jìn)信息傳播手段，人們的學(xué)習(xí)模式正在面臨一個(gè)革命性的變革。這一點(diǎn)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(huì)遭遇巨大的迷惑，互聯(lián)網(wǎng)在提供了巨大信息量的同時(shí)，也制造了一個(gè)信息沼澤，任意敲入幾個(gè)關(guān)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(wú)限的超文本鏈接，因而很難迅速準(zhǔn)確地定位到用戶希望獲得的信息上去。這時(shí)，know-where知識(shí)的重要性超出了know-what、know-why、know-how、know-who、know-when，關(guān)于know-where的知識(shí)價(jià)值自然也更大。
所以，重新審視知識(shí)爆炸論，其最大意義也許是強(qiáng)調(diào)了傳統(tǒng)學(xué)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(xué)校教育幾乎就是社會(huì)知識(shí)正式傳播的唯一途徑，教育目標(biāo)就是傳授具體的知識(shí)。隨著知識(shí)在量上的急劇增長(zhǎng)、知識(shí)獲取途徑的豐富化、"終身學(xué)習(xí)"、"職業(yè)指向教育"等新學(xué)習(xí)觀念的出現(xiàn)，學(xué)校以及教師的活動(dòng)中心要從僅僅傳授具體領(lǐng)域知識(shí)轉(zhuǎn)換到注重知識(shí)領(lǐng)域整體動(dòng)態(tài)把握、知識(shí)評(píng)價(jià)以及學(xué)習(xí)觀念與良好學(xué)習(xí)方法的培養(yǎng)。也許答案早已存在于中國(guó)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(xué)校作為國(guó)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(shí)可以避免一些危險(xiǎn)事故的發(fā)生
考點(diǎn)：幾種常見的與化學(xué)有關(guān)的圖標(biāo).
專題：公共標(biāo)志型.
分析：解答本題可根據(jù)圖中所示標(biāo)志的含義及題目的要求進(jìn)行分析判斷即可.
解答：解：A、圖中所示標(biāo)志是禁止帶火種標(biāo)志，與燃燒和爆炸有關(guān)，故選項(xiàng)錯(cuò)誤.
B、圖中所示標(biāo)志是禁止燃放鞭炮標(biāo)志，與燃燒和爆炸有關(guān)，故選項(xiàng)錯(cuò)誤.
C、圖中所示標(biāo)志是禁止吸煙標(biāo)志，與燃燒和爆炸有關(guān)，故選項(xiàng)錯(cuò)誤.
D、圖中所示標(biāo)志是禁止鳴喇叭標(biāo)志，與燃燒和爆炸無(wú)關(guān)，故選項(xiàng)正確.
故選D.
點(diǎn)評(píng)：本題難度不大，了解各個(gè)標(biāo)志所代表的含義是解答此類題的關(guān)鍵.
3.宇宙超新星爆炸的相關(guān)知識(shí)
有時(shí)在某一星區(qū)突然看到一顆原來(lái)沒(méi)有的亮恒星，經(jīng)過(guò)幾天到幾個(gè)月，它又慢慢看不見了。
因此，古人就把這類星叫新星。其實(shí)，它不是“新產(chǎn)生”的恒星，而是原來(lái)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(zhì)，光度大增，在一兩天內(nèi)光度增加十幾個(gè)星等，也就是亮度增長(zhǎng)幾萬(wàn)倍，使人們誤認(rèn)為“新產(chǎn)生”了恒星。天文學(xué)家們已在我們銀河系內(nèi)發(fā)現(xiàn)200多顆新星。
中國(guó)史料里從公元前134年到公元17世紀(jì)末，有90顆新星記載，它們是非常珍貴的科學(xué)遺產(chǎn)。1975年8月30日晚上8點(diǎn)多鐘，世界上一些天文臺(tái)和天文愛好者，在天鵝座里就看到一顆新星。
中國(guó)許多天文工作者和天文愛好者都看到了并進(jìn)行了觀測(cè)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(zhì)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(gè)星體迅速向中心坍縮，將中心物質(zhì)都?jí)撼芍凶訝顟B(tài)，形成中子星，而外層下坍的物質(zhì)遇到這堅(jiān)硬的“中子核”反彈引起爆炸。這就成為超新星爆發(fā)，質(zhì)量更大時(shí)，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(guān)于這顆超新星，中國(guó)宋史中有詳細(xì)的記載：“至和元年五月，晨出東方，守天關(guān)，晝見如太白，芒角四出，色赤白，凡見二十三日。”
這是指公元1054年7月4日早晨4點(diǎn)多鐘，在金牛座天關(guān)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(guò)23天，又慢慢暗下去了。 1731年，一位英國(guó)天文愛好者在這個(gè)位置上觀測(cè)到一個(gè)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(zhì)。它是一個(gè)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(cè)到一顆超新星SN1987A，成為轟動(dòng)世界的新聞。 北京天文臺(tái)有一望遠(yuǎn)鏡專門在河外星系中搜索超新星，他們?cè)谌陜?nèi)已發(fā)現(xiàn)了32個(gè)超新星。
4.標(biāo)準(zhǔn)宇宙大爆炸的理論基礎(chǔ)
宇宙大爆炸理論大爆炸理論（Big Bang）是天體物理學(xué)關(guān)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(gè)密度極大且溫度極高的狀態(tài)演變而來(lái)的。本理論產(chǎn)生于觀測(cè)到的哈勃定律下星系遠(yuǎn)離的速度，同時(shí)根據(jù)廣義相對(duì)論的弗里德曼模型，宇宙空間可能膨脹。
延伸到過(guò)去，這些觀測(cè)結(jié)果顯示宇宙是從一個(gè)起始狀態(tài)膨脹而來(lái)。在這個(gè)起始狀態(tài)中，宇宙的物質(zhì)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(duì)論認(rèn)為有一個(gè)引力奇點(diǎn)，但物理學(xué)家對(duì)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(shí)間所經(jīng)歷的劇烈變化，這段時(shí)間通過(guò)計(jì)算大概在距今137億（1.37 * 1010）年前；但在廣義上指當(dāng)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(yù)測(cè)了宇宙微波背景輻射的存在。
1960年代，這一輻射被探測(cè)到，有力地支持了大爆炸理論，從而否定了另一個(gè)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(guò)實(shí)驗(yàn)觀測(cè)和理論推導(dǎo)發(fā)展的，在實(shí)驗(yàn)觀測(cè)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(shí)了大多數(shù)旋渦星系正在退離地球，不過(guò)他們并沒(méi)有因此聯(lián)想到這對(duì)宇宙學(xué)意味著什么，也不認(rèn)為發(fā)現(xiàn)的星云其實(shí)是銀河系外的其他星系。
同時(shí)在理論上，愛因斯坦的廣義相對(duì)論成功建立并推出沒(méi)有穩(wěn)定態(tài)宇宙。通過(guò)度量張量描述的宇宙不是膨脹就是收縮，愛因斯坦認(rèn)為他自己解錯(cuò)了，并加入了一個(gè)宇宙學(xué)常數(shù)來(lái)進(jìn)行改正。
第一個(gè)不使用宇宙學(xué)常數(shù)，而真正認(rèn)真將廣義相對(duì)論運(yùn)用到宇宙學(xué)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(shí)間是1922年。1927年，比利時(shí)天主教牧師勒梅特獨(dú)立推導(dǎo)出Friedmann-Lema?tre-Robertson-Walker方程，并在螺旋星云后退現(xiàn)象的基礎(chǔ)上提出了宇宙是從一個(gè)“初級(jí)原子”“爆炸”而來(lái)的—這就是后來(lái)所謂的大爆炸。
1929年，埃德溫·哈勃為勒梅特的理論提供了實(shí)驗(yàn)條件。哈勃證明這些旋渦星云其實(shí)是星系，并通過(guò)觀測(cè)造父變星測(cè)算出了他們的距離。
他發(fā)現(xiàn)，星系遠(yuǎn)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(zhì)在星系遠(yuǎn)離留下的空間中不斷產(chǎn)生，從而宇宙基本不變化。
其實(shí)這個(gè)理論的名稱是出于霍伊爾的諷刺，他在1949年通過(guò)BBC廣播節(jié)目形式傳播的，論文《物質(zhì)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(cè)事實(shí)開始支持一個(gè)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(rèn)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(xué)家認(rèn)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(gè)無(wú)限致密的“荒謬”的奇點(diǎn)。
比較有代表性的是Richard Tolman的脈動(dòng)宇宙模型（oscillating universe）。1960年代末，史蒂芬·霍金等人證明這個(gè)假設(shè)行不通，因?yàn)槠娈慄c(diǎn)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(xué)家開始接受廣義相對(duì)論所描述的宇宙在時(shí)間上是有限的。但是，由于對(duì)于量子引力規(guī)律缺乏認(rèn)識(shí)，現(xiàn)在還不能斷定這個(gè)奇異點(diǎn)到底是真正集合意義上的無(wú)限小點(diǎn)，還是物理收縮過(guò)程可以無(wú)限進(jìn)行下去，從而間接達(dá)到宇宙在時(shí)間上無(wú)限。
現(xiàn)在宇宙物理學(xué)的幾乎所有研究都與宇宙大爆炸理論有關(guān)，或者是它的延伸，或者是進(jìn)一步解釋，例如大爆炸理論下星系如何產(chǎn)生，大爆炸時(shí)發(fā)生的物理過(guò)程，以及用大爆炸理論解釋新觀測(cè)結(jié)果等。90年代后期和21世紀(jì)初，由于望遠(yuǎn)鏡技術(shù)的發(fā)展和人造探測(cè)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(shí)期宇宙的情況和數(shù)據(jù)可以計(jì)算得更加精確，并產(chǎn)生了很多意想不到的結(jié)果，比如宇宙的膨脹在加速。宇宙大爆炸理論大爆炸理論測(cè)算出宇宙的年齡是 137±2 億年，這一計(jì)算是通過(guò)對(duì)Ia型超新星的觀測(cè)，對(duì)宇宙背景輻射強(qiáng)度的測(cè)量，以及對(duì)星系相關(guān)函數(shù)的測(cè)量得出的。
這三個(gè)獨(dú)立測(cè)算所得到的結(jié)果一致，從而被認(rèn)為是所謂更詳細(xì)描述宇宙中星系性質(zhì)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(zhì)，其溫度、壓強(qiáng)、能量都極高。
隨著膨脹和冷卻，宇宙物質(zhì)經(jīng)歷了相變，這種相變與蒸氣冷卻時(shí)的凝結(jié)過(guò)程和水的凝固過(guò)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(shí)期之后大約 10-35 秒，相轉(zhuǎn)變引起宇宙產(chǎn)生指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，稱為暴脹。
之后暴脹停止，此時(shí)宇宙的物質(zhì)形式是夸克-膠子等離子體，這些物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)都符合相對(duì)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(zhì)子和中子，同時(shí)還在物質(zhì)和反物質(zhì)之間產(chǎn)生了不對(duì)稱性，這種不對(duì)稱性已經(jīng)被實(shí)驗(yàn)證實(shí)。隨著溫度進(jìn)一步降低，更多無(wú)對(duì)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(zhì)子和中子結(jié)合，組成氘和氦的原子核，這個(gè)過(guò)程叫做太初核合成。隨著宇宙的冷卻。
5.面粉爆炸的相關(guān)知識(shí)
關(guān)于爆炸，可以舉出許多的例子，不過(guò)，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(zhì)，與氧氣化合時(shí)會(huì)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(shí)會(huì)分解放出氧氣，幫助硫黃和木炭迅速燃燒。
鞭炮的藥線點(diǎn)燃后，會(huì)一直燒到鞭炮里的火藥中。這時(shí)，里面的火藥急驟燃燒起來(lái)，放出大量的熱，同時(shí)生成許多氣體，這時(shí)火藥的體積會(huì)猛增1000多倍，外面那層緊裹著的草紙層當(dāng)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(shuō)有一個(gè)人那么大，里面裝進(jìn)燃燒能力比火藥更強(qiáng)的炸藥，外殼包裝換上結(jié)實(shí)的鋼板，那么，這大“鞭炮”的爆炸就很可怕了。事實(shí)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(wú)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(shí)會(huì)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(yīng)，那樣產(chǎn)生的能量將是極為可觀的。實(shí)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?？斓脑挘蔷蜁?huì)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(guān)于爆炸的基本知識(shí)后，談剛才的問(wèn)題就容易了。
