地球
总主编 韩启德
主 编 刘嘉麒
副主编 孙立广
图书在版编目(CIP)数据
十万个为什么(第六版)/韩启德总主编.-上海:少年儿童出版社,2014.1
ISBN 978—7-5324—9285-5
I.①十……II.①韩……III.①科学知识-青年读物②科学知识-少年读物IV.①Z228.1②R-49
中国版本图书馆CIP数据核字(2013)第055411号
十万个为什么(第六版)
总主编 韩启德
出 版 上海世纪出版股份有限公司少年儿童出版社
地 址 200052上海延安西路1538号
发 行 上海世纪出版股份有限公司发行中心
地 址 200001上海福建中路193号
易文网 www.ewen.cc 少儿网 www.jcph.com 电子邮箱 posmaster@jcph.com 印 刷 上海中华印刷有限公司
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常熟市华通印刷有限公司
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上海一众印务中心
浙江新华数码印务有限公司
开 本 889×11941/16
印 张 221.5
出版日期 2014年1月第1版第1次印刷
书 号 ISBN 978—7-5324—9285-5/N.962
定 价 680.00元(全18册)
版权所有 侵权必究
十万个为什么 第六版 编辑委员会
总主编
韩启德
编辑委员
(以姓氏笔画为序)
干福熹 马宗晋 王 越 王占国 王阳元 王威琪 王振义 王恩多 王梓坤 王绶琯 王鼎盛 韦 钰 方 成 尹文英 邓子新 邓中翰 卢耀如 叶叔华 叶铭汉 叶朝辉 付小兵 匡廷云 戎嘉余 朱能鸿 刘嘉麒 池志强 汤钊猷 许健民 许智宏 孙 钧 孙宝国 孙晋良 孙鸿烈 严东生 严加安 李三立 李大潜 李幼平 李载平 李家春 杨 槱 杨芙清 杨宝峰 杨雄里 杨福家 吴启迪 吴征镒 吴孟超 吴新智 何积丰 谷超豪 汪品先 沈文庆 沈允钢 沈自尹 沈学础 沈寅初 张弥曼 张家铝 张景中 陆汝钤 陈 颙 陈 霖 陈凯先 陈佳洱 陈宜瑜 陈晓亚 陈润生 陈赛娟 林 群 林元培 欧阳自远 周又元 周良辅 周忠和 周福霖 冼鼎昌 郑时龄 郑树森 郑哲敏 孟执中 项坤三 项海帆 赵东元 赵忠贤 俞大光 洪国藩 洪家兴 费维扬 贺 林 秦大河 倪光南 倪维斗 郭景坤 唐孝炎 黄荣辉 黄培康 戚发轫 崔向群 葛均波 韩启德 韩济生 程 京 傅家谟 焦念志 童坦君 曾溢滔 雷啸霖 褚君浩 滕吉文 潘云鹤 潘建伟 潘家铮 潘德炉 戴汝为 戴尅戎
十万个为什么 第六版 地球
主编
刘嘉麒
副主编
孙立广
板块负责人
黄 晶 孙立广 陆龙骅 李国建
撰稿人员
(以姓氏笔画为序)
叶泉志 田小森 冯 敏 毕 云 朱 贝 任贾文 刘 莹 刘芸芸 刘嘉麒 孙 波 孙卫东 孙立广 孙继敏 麦楚红 李国元 李国建 李振宁 杨勤业 何 鑫 沈 岩 宋英杰 张 尉 张义军 张子平 张保钢 陆龙骅 陈 正 陈天虎 陈思思 陈俊文 林之光 周 鑫 袁林喜 高登义 唐学远 黄 方 黄 晶 黄 寰 雪 歌 曾 文
审稿专家
陈道公 林之光
责任编辑:朱 机
美术编辑:张 怡
整体设计:袁银昌 李 静
版面设计:王 晖 王永容 董 鑫
科技插图:张 怡
美编助理:孙浩伟 王传林 叶丹丹 余姣卓 汤思佳 陈 靖 谭晓棠 王安丝 李宇辰 李虹庆
序言
韩启德
经过数百位编委、作者和编辑历时三年的辛勤努力,第六版《十万个为什么》终于与广大读者见面了。对于中国的科技界、教育界和出版界,以及千千万万的少年儿童来说,这都是值得高兴的一件事。
《十万个为什么》是由少年儿童出版社于1961年出版的一套科普图书。在半个世纪的岁月里,这套书先后出版了五个版本,累计发行量超过1亿册,是新中国几代青少年的启蒙读物,在弘扬科学精神、传播科学知识、提高全民科学素质方面发挥了巨大作用。在我国,至今还没有一套科普读物能像《十万个为什么》那样经得起如此长时间的检验,并产生如此巨大的社会影响。
进入21世纪以来,科学技术的发展日新月异,尤其在网络通信、低碳环保、基因工程、航空航天、新能源、新材料等领域,研究进展更是一日千里,乃至从根本上改变着人们的生活与工作方式。为适应科技发展带来的深刻社会变革,提高国家的综合国力和竞争力,党和政府高度重视加强科学技术普及,重视提高全民科学素质,并将国家科普能力建设作为建设创新型国家的一项基础性、战略性任务,这对我国的科普出版提出了更高的目标。
2006年,国务院正式颁布实施《全民科学素质行动计划纲要》,其中特别强调要提升未成年人的科学素养,因为只有从青少年时期就开始养成科学的思维方式与行为习惯,将创新精神与实践能力并重,才能最终使得全民的科学素质得到根本性的提高。为此,编辑出版一套崭新的适应时代发展要求的《十万个为什么》,使其在繁荣我国科普创作的进程中发挥“旗帜”作用,其意义是非常深远的。
好奇心是青少年的可贵特质,是驱使他们亲近和接受科学的动力,一定要保护好。从50年来的经验看,“一问一答”是个好形式,也是《十万个为什么》被大家喜爱的重要原因,在编纂第六版《十万个为什么》时我们坚持了这一好形式,并力争在传授科学知识的同时,引导读者去思索问题,去感受科学文化和科学精神,去体会科学探索的乐趣。
出于积极参与科学普及工作,提高全民科学素质的社会责任感,中国科学院和中国工程院共有百余位院士应邀担任了第六版《十万个为什么》的编委。其中20余位院士在百忙之中担任了各分册的主编,具体负责组织相关分册的编纂工作,有40余位院士亲自撰稿。此外,还有700余位来自世界各地、各个学科的优秀科学家和科普作家参与了新版《十万个为什么》的编写。这么多高层次科学家参与到一套科普图书的编纂工作中来,这在我国科普出版史上是空前的。阵容强大的编委会和作者队伍,为新版《十万个为什么》的科学性、前沿性、权威性和可读性提供了最可靠的保证。在此,我也谨向所有参与第六版《十万个为什么》编纂工作的编委、主编、作者和社会各界表示衷心的感谢和深深的敬意。
第六版《十万个为什么》在总结前五版成功经验,并广泛征求各方面意见的基础上,综合考虑时代的发展和青少年读者的实际需要,将全书分为三大板块共18个分册。基础板块包括数学、物理、化学、天文、地球、生命,是传统六大基础学科;专题板块包括动物、植物、古生物、医学、建筑与交通、电子与信息,是由基础学科衍生出来的重点传统学科;热点板块包括大脑与认知、海洋、能源与环境、航空与航天、武器与国防、灾难与防护,则是近些年发展特别迅速,引起社会广泛关注的热点领域。在编纂每一分册的过程中,我们根据这个学科或专题的内容,充分考虑知识体系的完整性和科学发展的前瞻性,问题的设计和分布尽量与学科或专题的内在结构相吻合,从而使每一分册都成为具有完整的内在知识体系的读物。现代科学技术发展的一大特点是学科之间的交叉融合,相信小读者们在阅读过程中也会在不同的分册中发现一些共性的问题。
第六版《十万个为什么》在形式上适应了当代青少年的阅读需求,与国际上同类图书的最新出版潮流相接轨,首次推出彩色图文版,用大量彩色图片向读者展示当代科技前沿的无穷魅力。内容上具有鲜明的时代特色,从基础、前沿、关键、战略四个方面来组织问题和编写稿件,重点关注科技发展的前沿和当代青少年关心的热点问题。尤其值得称道的是,书中的大量“为什么”是通过各种形式向全国少年儿童征集来的,力求将当前孩子们最关心、最爱问的问题介绍给他们。同时,新版《十万个为什么》更加注重思考过程,提倡科学精神,引导创造探索,关注科学与人文、科学与社会的关系,通过“微问题”“微博士”“实验场”“科学人”“关键词”等小栏目激发青少年的好奇心和探究心理。
我们相信,第六版《十万个为什么》将以全新的问题、全新的体系、全新的内容、全新的样式,以及数字化时代全新的技术手段,再现《十万个为什么》每一版都曾有的辉煌,掀起中国科普出版和科学普及的又一个新高潮。第六版《十万个为什么》的出版,必将引领更多青少年走向科学,使共和国涌现出更多的栋梁之材。同时,这套书的出版,对于贯彻落实《全民科学素质行动计划纲要》精神,促使当代中国广大青少年科学世界观的形成和科学创新能力的提高,推进全社会在讲科学、爱科学、用科学上形成更加浓厚的氛围,使全民科学素质再上新台阶,发挥不可替代的关键作用。
导言
为什么要研究地球
地球养育了人类,人类也在不断地探索地球。在浩瀚无际的宇宙中,星球数以万亿计,直到现在,也仅发现只有地球拥有人类。地球是个有生命的星体:核素是它的细胞,岩浆是它的血液,地震是它的脉搏,火山是它的喉咙……它朝气蓬勃,日夜运行,构建了从核、幔到壳层,从岩石圈、水圈、生物圈到大气圈的“参天巨人”,它屹立于星球之林,遨游在广袤太空,养育着千奇百怪、数以亿计的生灵。它具备许多其他星球不具备的品格,时而宁静,时而咆哮,让整个世界为之动容。在宇宙大家庭里,在太阳系的八个兄弟中,地球是最有生气、最有作为的一员,地球是天之骄子!
地球隐含着无穷无尽的奥秘,上至天文,下至地理,大至宇宙,小至核素……令人类的探索永无极致。为什么只有地球上有人类?地球是怎么形成的?人类是怎样诞生的?地球的年龄是怎样得知的?为什么会有海洋、冰川、高山、洼地?为什么会发生地震、火山、狂风、暴雨?人类生存所需要的一切物资材料和能源几乎全是向地球索取的,这些物质会不会耗尽?耗尽了又该怎么办?面对这一系列问题,人们不断地探索着,求解着。从过去到现在,从局部到整体,从现象到本质,一个个新鲜事物被发现,一个个奥秘被揭示,于是有大陆漂移现象的发现,板块学说的创立,同位素理论的应用,全球遥感及定位系统的布控,数字地球的建成,新材料新能源的开发,全球变化的研究,可持续发展理念的确立……所有这些都是人类智慧的结晶,是人类的宝贵财富。
地球已有约46亿年的演变历史。从远古到现今,经历了太古宙、元古宙和显生宙。每个时代都有其特定的地质背景,特定的生态环境,定义了地球不同的地质历史。纵观地球的发展历程,总是渐变孕育着突变,突变再转化为渐变,每次变化都伴随着地质、生物、气候、环境等事物的重大演变,成为天翻地覆的地质事件。这些重大地质事件是在某一特定的历史时期发生的。就新生代而言,青藏高原隆升就是具有全球性的重大地质事件。那么,是什么力量、什么因素促使具有全球性的地质事件发生?
物质是不灭的,能量是守恒的,这是自然界的基本定律。地球这个庞然大物,平均半径为6371千米,体积达1.083×1012立方千米,质量为5.974×1024千克。地球的物质成分千差万别,可细细分析起来,所有物质皆由元素组成,整个地球几乎就是由90种或94种元素导演的。放射性同位素衰变产生的热能是地球内部能源的主要来源。组成地球的元素中包含有1700余种放射性同位素,它们以不同的半衰期衰变,释放热能,进而转变为机械能等能量,成为地球运动(包括海陆变迁,地质体的隆升、沉降、增生……)和物质转变的主要动力。随着衰变进行,其母体同位素的质量不断减少,最终走向枯竭,相应的放射性产能减弱,地球的内能减少,地球的活力也相应衰退。
世间任何有生命的物体,都有生老病死,有始有终,地球也不例外。只不过,相对于130多亿岁的宇宙来说,还不到46亿岁的地球,现在仍处于青壮年期,仍有漫长的路要走。有幸生活在地球上的人类,不能不感到地球的神奇和奥妙,不能不感到生活在地球上的幸运和自豪。人类在适应自然变化的过程中求得生存,在探索自然奥秘的过程中变得聪明,在掌握自然规律的过程中进步发展。不管你是学什么、做什么的,也不管你是男女老少,只要你生活在这个星球上,你自觉不自觉地都得接受自然变化的洗礼,问津各种各样的自然现象,从衣食住行到吃喝玩乐,从建国方略到国际事务,人类面临的资源、能源、气候、环境、自然灾害等一系列问题,无不与地球有关,无不与地球科学有关。地球科学工作以天地为己任,山川做课堂,为人类谋福祉,是无限崇高、无比豪迈的事业。
地球科学的发展集数学、物理、化学、生物、天文、气象、环境、人文等学科和信息、光学、空间等现代技术之大成,反过来,又极大地推动了基础科学、应用科学及技术的发展,丰富和提高了国计民生和科学发展观的内涵,成为人类上天入地、登顶下海的巨大推动力,实现生态文明和小康社会的重要理论支撑。
万物皆有道,自然最和谐。大自然是科学的知识库,创新的源泉。自然科学所做的一切,究其本质就是破解自然奥秘。
在漫长的历史长河中,地球千变万化:平地隆起了高山,沧海变成了桑田,气候有过炎热,也有过寒冷……整个自然界以其固有的频率和步伐向前发展着。历史是面镜子,历史会不会重演?自然与社会往往有许多惊人的相似与重演。尽管有些生物,譬如恐龙,灭绝了不再重生,但自然灾害、气候变化,却会周而复始地出现。它们有时来得迅猛,有时来得缓慢:迅猛时让人措手不及,遭受灭顶之灾;缓慢时又可能使人们放松警惕,积重难返。当前,地球正处于一个比较强烈的活跃期,不仅地震、火山喷发等构造运动频繁发生,气候变化也处于高频振荡期,这个时期将持续多长,现在还不好估计,但从自然演变的历史看,有振幅越来越快、周期越来越短的趋势。
在大自然面前,人类显得渺小、无奈。最好的办法是持续不断、广泛深入地进行科学探索,认识自然,掌握自然变化规律。人们对自然了解得越深刻,适应自然变化的能力就越强,就越能变被动为主动。当然,这是个漫长的过程。(刘嘉麒)
【微博士】地球名片
质量:5.974×1024千克平均密度:5515千克/米3体积:1.083×1012千米3赤道半径:6378千米极地半径:6357千米分层(由内至外):地核、地幔、地壳地球系统:岩石圈、生物圈、水圈、大气圈海陆分布:约29.2%(1.4894亿平方千米)是陆地,70.8%(3.6113亿平方千米)是海洋。
【微问题】如果可以“定制”一颗适合人类居住的星球,你认为它应该是什么样的?
【关键词】地球 太阳系