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如何理解加速度与引力等效（第1页）

如何理解加速度与引力等效?

根据狭义相对论，物体加速运动会使时间膨胀，如果加速度与引力等效的话，引力也应该会使时间膨胀，引力大，时钟走得慢；引力小，时钟走得快。由此推知，离地球近的时钟走得慢，离地球远的时钟走得快。这是很好验证的。

1960年，美国哈佛大学的物理学家，对安装在水塔底部和顶上的两只同样的原子钟进行比较，结果发现水塔底部（即离地球近）的钟走得慢一些。

1976年，马里兰大学将精确度为1000万亿分之一秒的原子钟由飞机带到9000米高空，与地面上同样的原子钟比较，扣除速度效应引起的时间膨胀，发现地面上的钟确实每小时要慢几十亿分之一秒。

美国国家标准局一只离海平面1650米的原子钟，比英国皇家格林尼治天文台的一只离海平面25米的同样的钟，每年要快500万分之一秒（5微秒）。

如何探测W和Z0粒子?

在1967年预言存在弱相互作重粒子15年之后，即1983年1月，意大利科学家卡洛·鲁比亚等人，在欧洲核子研究中心的质子对撞实验中，几次捕捉到W+（带正电）和W-（带负电）粒子，它们的质量约为质子质量的90倍。

同年6月，鲁比亚等人又在质子对撞实验中发现不带电的中性的弱相互作用重粒子Z0。

根据理论推测，在宇宙大爆炸时，会产生大量的W和Z0粒子，而且会遗留至今，星系就沉浸在一大群呈团块状又缓慢运动的W和Z0粒子之中。但是，迄今没有确认捕捉到天然W和Z0粒子。

捕捉W和Z0粒子的核心仪器设备由锗、硅和其它晶体组成，放在致冷系统中，如果W和Z0这种重粒子撞击晶体内的一个原子核，就会产生晶体振**，发出很弱的声波，随着波的传播和衰减而转变成热能，接近绝对零度的探测器，就会敏感到这种热脉冲。为避免干扰，实验设备都放在很深的地下。如英国科学家就把它放在一座盐矿里。

宇宙是否还有其他生命形式?

我们对外星生命的搜索依然一无所获，宇宙里有其他生命形式吗?

我们一直在寻找外星生命……

地球人类对茫茫宇宙最挂怀的，就是想找到与自己类似的其他生物，他们似乎很孤独。到底宇宙里有没有其他生命形式?存在生命形式的可能性有多大?

地球生命的极限

天文学家们一直以来都在致力于发现外星微生物存在的证据，在火星上、木卫二上……太阳系内一切有条件的地方都是他们寻找的对象。但最近几年最激动人心的外星生命探索的进展却是在地球上完成的。外星生物学家来到地球最恶劣、最极端的地方，在智利最干燥的阿塔卡马沙漠中、在环境最恶劣的岩洞里、在南极洲的千年冰架下面、在几千米的深海下面、在几万米的高空上，他们发现了形形色色的与世隔绝的细菌，它们生命力之顽强令科学家惊叹不已。

在南极的古老冻岩中，有一种细菌舒舒服服地躲在石头表面下多孔的空间里，活得跟花店橱窗里的牵牛花一样旺盛；法国科学家曾在太平洋底3000米处，水温高达250℃的热泉口，发现多种细菌；1969年降落月球的“阿波罗12号”太空船，收回了两年半前无人探测船“观察家三号”留在月球上的相机，竟然发现其底部有地球上的微生物“缓症链球菌”，这种来自地球的微生物，在几近真空、充满宇宙射线的月球表面生存了两年半!

许多种类的细菌无需空气，它们或是通过分解（而不是氧化）有机食物，或是从硫酸盐或硝酸盐等氧化合物而不是从空气中获得氧；有的细菌通过转换铁化合物和硫来保持生命的延续，生存下来；有的细菌在沸水中滋生；有的细菌则在0℃以下的盐水中生存；有的细菌在不可思议_的高压下存活。看上去，多数细菌的生命是永无止境的，某些细菌的孢子可以休眠几千年。

它们生命的潜能与地球上其他生命的潜能完全或者几乎不同。正是这一不同，向我们暗示着生命的另一种可能，或许是生命在宇宙间其他星球上的另一种可能。

既然地球细菌展现了如此丰富的生命形态，那么宇宙中的生命该有多少种可能性呢?地球上的生命都是由核酸和蛋白质组成的，但这是否是生命存

在的惟一形式?可以有基于别的化学基础而发展起来的其他生命吗?

这个问题无疑是对生物学家的一项重大挑战。因为地球上的“蛋白质生命”是以碳元素为基础的，一些科学家于是翻开元素周期表，看看哪一种元素的性质与碳最为相似——当然是同一族中的硅。硅基生命甚至可以不摄取有机物，而只从宇宙空间中吸收星光维持生命，他的身体是由多数光线粒子和少数物质粒子组成，物质粒子在必要时也可以转化成光线粒子。可以设想，既然我们这些以碳为基础的生物呼出的废气是二氧化碳，那么，火星上那些以硅为基础的生物，呼出的自应是硅和氧的化合物——二氧化硅。二氧化硅其实就是我们平时在沙滩上所见的沙，也就是说，这些火星生物在呼吸时所喷出的是沙粒!

还有一些科幻作家留意到，元素周期表中的硫与同一族的氧在性质上有不少相似之处。那是否表示，在一些较高温的星球上（硫在地球上的室温时是固体），生物呼吸所需的氧气可以被硫所代替?

此外，水是一切蛋白质生命所必需的溶液和介质。有没有一种其他化合物可以取代水的地位呢?有!那就是氨。由于氨在冰点以下仍是**，一些科幻作家遂推想，在一些寒冷的巨型气态行星的表面下，可能存在着由氨组成的海洋，而海洋中则充满着以氨为介质的生命形式。

以上都只是个别的、零星的构想，真正对问题作出全面性的考察和系统性的分析的，是著名生化学家阿西莫夫所写的一篇文章《并非我们所认识的》。他在文中提出了六种生命形态：

一、以氟化硅酮为介质的氟化硅酮生物；

二、以硫为介质的氟化硫生物；

三、以水为介质的核酸／蛋白质（以氧为基础的）生物；

四、以氨为介质的核酸／蛋白质（以氮为基础的）生物；

五、以甲烷为介质的类脂化合物生物；

六、以氢为介质的类脂化合物生物。

其中第三项便是我们所熟悉的——亦是我们惟一所认识的——生命。至于第一、第二项，是一些高温星球上可能存在的生命形式，另外，地球上曾经出现过的那些生活在硫矿里的、厌氧的古细菌就很有可能是以硫作为自己生命的介质；而第四项至第六项，则是一些寒冷星球上可能存在的生物形态。

宇宙中的生命可能有着不同的化学基础，使我们认识到，生命对环境的适应能力各有不同——所谓“甲之熊掌，乙之砒霜”，我们认为舒适宜人的星球，对一些生物来说可能是酷热难耐，而对另一些则可能是寒冷难当。