据外媒报道，暗物质被认为可能是宇宙物质的主要组成部分（占宇宙质量约85%），其是不可见的，不容易被发现。它的属性也仍然相当不明显。现在， 加州大学河滨分校（UCR）的一位理论粒子物理学家及其同事在《高能物理学杂志》上发表了一篇研究论文，表明假设存在一种新型力量的理论如何能够帮助解释暗物质的特性。
物理学和天文学副教授、该论文的资深作者Flip Tanedo说：“我们生活在暗物质的海洋中，但我们对它可能是什么知之甚少。它是自然界中最令人困扰的已知未知数之一。我们知道它的存在，但我们不知道如何寻找它，或者为什么它没有出现在我们预期的地方。”
这项新的研究提出在时空中存在一个额外的维度来寻找暗物质，是Tanedo领导的加州大学河滨分校一个正在进行的研究项目的一部分。根据这一理论，一些暗物质粒子的行为并不像粒子。实际上，不可见的粒子与更多不可见的粒子相互作用，使后者不再像粒子那样表现。
“我过去两年的研究计划的目标是将暗物质'说话'的想法扩展到暗能量，”Tanedo说。"在过去的十年里，物理学家们已经意识到，除了暗物质之外，隐藏的暗能量可能支配着暗物质的相互作用。这些可以完全改写人们应该如何寻找暗物质的规则。"
如果两个暗物质的粒子相互吸引或排斥，那么暗能量就在运作。Tanedo解释说，暗能量在数学上被一种具有额外维度的理论所描述，并作为一种连续的粒子出现，可以解决在小型星系中看到的困惑。
他说：“我们正在UCR进行的研究项目是对暗能量建议的进一步概括。我们观察到的宇宙有三个维度的空间。我们提出，可能有一个只有暗能量知道的第四维度。额外的维度可以解释为什么暗物质在我们试图在实验室中研究它的过程中隐藏得如此之好。”
Tanedo解释说，尽管额外维度听起来像是一个奇特的想法，但它们实际上是描述“共形场论”的一个数学技巧--高等量子力学的普通三维理论。这些类型的理论在数学上很丰富，但不包含传统粒子，因此通常被认为与描述自然无关。这些具有挑战性的三维理论和更易操作的外维理论之间的数学等价关系被称为全息原理。
“由于这些共形场论既困难又不寻常，它们还没有真正被系统地应用于暗物质，”Tanedo补充说。“我们没有使用这种语言，而是用全息外维理论工作。”
外维理论的关键特征是，暗物质粒子之间的力是由无限多的不同质量的粒子描述的，称为连续体。与此相反，普通的力是由具有固定质量的单一类型的粒子描述的。这类连续体-暗部门对Tanedo来说是令人兴奋的，因为它做了一些 "全新和不同的事情"。
据Tanedo说，过去关于暗物质的工作主要集中在模仿可见粒子行为的理论上。他的研究项目正在 探索 更极端的理论类型，大多数粒子物理学家认为这些理论不太有趣，也许是因为现实世界中没有类似的东西存在。在Tanedo的理论中，暗物质粒子之间的力与普通物质感受到的力有惊人的不同。
"对于我在物理学入门课程中讲授的引力或电力，当你把两个粒子之间的距离增加一倍时，你的力会减少四倍。另一方面，一个连续的力，则减少了多达8个系数。"
这种额外维度的暗力有什么影响？由于普通物质可能不会与这种暗力相互作用，Tanedo转向了自交暗物质的想法，这个想法由加州大学洛杉矶分校物理学和天文学副教授于海波首创，他不是论文的共同作者。于海波表明，即使在没有与正常物质发生任何相互作用的情况下，也可以在矮球状星系中间接地观察到这些暗力的影响。Tanedo的团队发现连续力可以重现观察到的恒星运动。
Tanedo说：“我们的模型走得更远，比自相作用的暗物质模型更容易解释暗物质的宇宙起源。”接下来，Tanedo的团队将 探索 "暗光子 "模型的一个连续版本。
Tanedo说：“这是一个更现实的暗能量的画面。暗光子已经被研究得非常详细，但是我们的外维框架有一些惊喜。我们还将研究暗能量的宇宙学和黑洞的物理学。”
Tanedo一直在勤奋地工作，以确定他的团队在寻找暗物质方面的 "盲点"。“我的研究计划针对的是我们对粒子物理学的一个假设：粒子的相互作用是由更多粒子的交换来充分描述的，”他说。“虽然这对普通物质来说是真实的，但没有理由对暗物质进行这样的假设。它们的相互作用可以通过交换粒子的连续体来描述，而不是仅仅交换单一类型的力粒子。”
哈勃太空望远镜的这张图像展示的是星系团MACS J1206。像这样的星系团质量巨大，其引力非常强劲，甚至能像放大镜一样弯曲光线。
图源：NASA, ESA, M. POSTMAN (STSCI) AND THE CLASH TEAM
撰文：MICHAEL GRESHKO
与人类一样，星系也忍受不了孤独。受引力牵引的星系倾向于聚群，一些星系甚至最终成了宇宙里的“大都市”：高达一千个星系聚成的团，全部重量超过我们太阳1千亿倍。
虽然我们可以看到星系团中闪耀的恒星，但可见的只是整个结构的一小部分。据科学家所知，有一团真正的重量级的东西藏在物质里，而且不可见，那就是无形而神秘的暗物质。与城市之下的水泥、沥青一样，一大团球状的暗物质支撑着整个星系团。与从城市街道上拔地而起的高楼一样，每个星系也被包裹在自己的暗物质小球里。
几十年来，天文学家一直试图理解暗物质是如何肩负起宇宙“城市规划者”的角色，塑造我们宇宙的结构。不过，最新的研究发现，无论暗物质是什么，它的行为都出乎研究人员的预料。
近日，《科学》刊发的一篇论文中，研究人员调查了11个巨大星系团使经过的光线弯曲的情况。该研究发现，这些星系团里所蕴含的暗物质团的数量，比之前超级计算机模型预测的要多10倍。
“当你发现如此大的差距时，最常见的情况是模型里的某个元素需要调整。”该研究论文的合著者、美国耶鲁大学理论天体物理学家Priyamvada Natarajan说，“但有时，在科学史上非常罕见的情况下，这一差距其实是指向了一个新的理论。”
宇宙透镜
目前关于宇宙关键材料，及不同材料随时间相互交互理论的主要模型是Λ冷暗物质模型（Lambda-CDM），而这篇新论文是对该模型发起挑战的一项最新研究成果。
根据Λ冷暗物质模型，宇宙所有物质和能量中，重子物质不到5%，即构成行星、恒星、星系、有机体及所有我们能看到物质的粒子集合。宇宙的大部分，约68%是暗能量，以希腊字母Λ（英语读作/'læmdə/）表示。正是暗能量这种神秘的斥力驱使宇宙加速膨胀。
宇宙里剩下的27%是由一种不可见的东西组成，那就是暗物质。根据上述模型，暗物质有质量，并能够形成引力场，不会和它们自身发生反应，不会发光，也不会通过引力之外的方式与常规物质相互作用。
为了验证Λ冷暗物质模型，意大利博洛尼亚天文台的Massimo Meneghetti带领的研究人员决定审视一下已知最大的几个星系团。该团队通过测量在望远镜中形成炫光的现象，调查星系团中物质的分布情况。
正如一个保龄球放在蹦床上会使布料变形、拉伸一样，物质也会改变其周围时空的几何形状。星系与星系团这类巨大的天体会使时空弯曲得非常厉害，以至于能使经过的光线弯曲。天文学家能观测到这种名为“引力透镜”的现象。
当某个天体极大、密度极高时，它所产生的引力透镜甚至能使光线分裂。对我们有利的是，这种反常现象看上去就像是这个天体被同一个背景光源的多重影像所包围。
暗物质的引力又会使这种效应加强，而且星系团里似乎填满了这种东西。根据我们最佳的模型，不光有星系团被巨大的暗物质球形光环所包裹，星系团里的单个星系也处在自己的暗物质“亚光环”里。
Meneghetti的团队测绘了11个星系团，计算了较小的引力透镜的数量，结果发现数量是预期的10倍多。这一观测结果表明暗物质亚光环的密度比计算机模拟的更高，而这个结果似乎与Λ冷暗物质模型相悖。
修正宇宙理论
这并非宇宙观测结果与Λ冷暗物质模型首次出现相悖。然而，美国德克萨斯大学奥斯汀分校的天体物理学家Mike Boylan-Kolchin（未参与本研究）解释说，新发现之所以尤为令人意外，是因为这一错位与目前对这一模型的其他验证都不一样。
附近星系的结构意味着这些位置的暗物质的密度比理论预测的低。然而，这个新的反常却“另辟蹊径”，要求星系团中的暗物质的密度比Λ冷暗物质模型预测的高，否则就不可能出现这种观测结果。
Meneghetti说：“我们发现的这个难题完全走向了反方向。”
导致理论与观测结果之间产生新冲突的原因是什么呢？有可能是计算机模型未能完美地捕捉到星系形成的机制，也可能只是计算机模型没有解决方案去模拟如此庞大的结构。但是，该论文的作者们称，他们考虑到了这些可能的误差，而且截至目前，这些误差都无法解释观测与模型之间如此大的差异。
还有一个挑战在于，任何理论修正都要与Λ冷暗物质模型对宇宙其他特征的解释一样完美。Λ冷暗物质模型认为暗物质是“冷的”，或者说在宇宙早期粒子运动得相当缓慢。这种迟缓很有必要，能使某些地方的暗物质密度比平均值稍高一些。这些密度稍高的区域随后因自身重力坍缩，促使常规物质聚集形成恒星、行星和星系。
尽管Λ冷暗物质模型在解释大尺度宇宙系统时很出色，但它的预测却与直径小于330万光年（大星系或星系团的尺度）的结构并不相符。天文学家们通常所看到的小天体数量比Λ冷暗物质模型预测的少，星系内高密度区域的数量也比模型预测的少，而新观测结果发现的高密度区域甚至比模型预测的更多。
未来的理论模型必须要解释暗物质在小尺度下的两面性特征。美国加州大学尔湾分校的天体物理学家James Bullock（未参与本研究）称：“这就像是需要同时穿过几个不同的针鼻儿一样。”
英国杜伦大学的物理学家Mathilde Jauzac是引力透镜方面的专家（并未参与本研究）。她补充说，进一步验证这一问题会非常复杂。一个原因在于星系团并不常见。这次的新研究已经包含了尽可能多的星系团，也就是11个。
Mathilde Jauzac补充道，由于大星系团很罕见，因此在模拟中出现得并不频繁。所以，为了看到更多星系团，建模者必须得模拟出更大的空间，也就需要更大量的数据运算。
当天体物理学家们在Λ冷暗物质模型中发现足够多的矛盾，他们或许将能够发现新的理论，更精确地解释我们的宇宙：大爆炸如何引发一系列宇宙反应，最终一步一步地、一颗星一颗星地产生我们的地球，并最终孕育出我们。
（译者：Mikegao）
暗物质，约占宇宙质量 85% 的物质。不发光，不容易被检测到。它的属性也仍然相当模糊。 现在，加州大学河滨分校的理论粒子物理学家及其同事在《 高能物理学杂志》上 发表了一篇研究论文，该 论文 展示了假设存在一种新型力的理论如何有助于解释暗物质的特性。 “我们生活在暗物质的海洋中，但我们对它可能是什么知之甚少，”物理学和天文学助理教授、该论文的资深作者 Flip Tanedo 说。“它是自然界中已知的最令人烦恼的未知数之一。我们知道它存在，但我们不知道如何寻找它，也不知道为什么它没有出现在我们预期的地方。” 这项新研究提出在时空中存在一个额外的维度来寻找暗物质，这是由 Tanedo 领导的加州大学河滨分校正在进行的研究是项目的一部分。根据这个理论，一些暗物质粒子的行为不像粒子。实际上，不可见的粒子与更不可见的粒子相互作用，以至于后者不再表现得像粒子。 “我过去两年研究计划的目标是将暗物质‘对话’的想法扩展到暗力量，”Tanedo 说。“在过去的十年里，物理学家开始意识到，除了暗物质之外，隐藏的暗力量可能会支配暗物质的相互作用。这些可能会完全改写人们应该如何寻找暗物质的规则。” 如果两个暗物质粒子相互吸引或排斥，那么暗力量就会起作用。Tanedo 解释说，暗力是由具有额外维度的理论在数学上描述的，并表现为粒子的连续体，可以解决小星系中的难题。 “我们在 UCR 正在进行的研究项目是对黑暗势力提议的进一步概括，”他说。“我们观察到的宇宙有空间的三个维度。我们提出可能存在只有暗势力知道的第四维度。额外的维度可以解释为什么暗物质对我们在实验室中进行研究的尝试隐藏得如此之好。” Tanedo 解释说，虽然额外维度听起来像是一个奇特的想法，但它们实际上是描述“共形场论”的数学技巧——高度量子力学的普通三维理论。这些类型的理论在数学上很丰富，但不包含常规粒子，因此通常被认为与描述自然无关。这些具有挑战性的三维理论与更易于处理的额外维度理论之间的数学等效性被称为全息原理。 “由于这些共形场理论既棘手又不寻常，它们并没有真正系统地应用于暗物质，”Tanedo 补充道。“我们不使用那种语言，而是使用全息超维理论。” 超维理论的关键特征是暗物质粒子之间的力由无数不同质量的不同粒子描述，称为连续体。相比之下，普通力由具有固定质量的单一类型粒子描述。这类连续暗区对 Tanedo 来说是令人兴奋的，因为它做了一些“新鲜而不同”的事情。 根据 Tanedo 这种说法，过去对暗区的研究主要集中在模拟可见粒子行为的理论上。他的研究计划正在 探索 大多数粒子物理学家认为不那么有趣的更极端类型的理论，这可能是因为现实世界中不存在类似物。 在 Tanedo 的理论中，暗物质粒子之间的力与普通物质感受到的力惊人地不同。 “对于我在物理入门课程中讲授的引力或电力，当你将两个粒子之间的距离加倍时，力就会减少四倍。另一方面，连续力会减少四分之一最多八个。” 这种额外维度的黑暗力量有什么含义？由于普通物质可能不会与这种暗力发生相互作用，Tanedo 转向了自相互作用暗物质的想法，这是 UCR 物理和天文学副教授 Hai-Bo Yu 率先提出的想法，他不是该论文的合著者。Yu 表明，即使在与正常物质没有任何相互作用的情况下，也可以在矮椭球星系中间接观察到这些暗力的影响。Tanedo 的团队发现连续力可以再现观察到的恒星运动。 “我们的模型走得更远，比自相互作用暗物质模型更容易解释暗物质的宇宙起源，”Tanedo 说。 接下来，Tanedo 的团队将 探索 “暗光子”模型的连续版本。 “对于黑暗力量来说，这是一幅更真实的画面，”Tanedo 说。“暗光子已经得到了非常详细的研究，但我们的超维框架有一些惊喜。我们还将研究暗力的宇宙学和黑洞的物理学。” Tanedo 一直在努力寻找他的团队寻找暗物质的“盲点”。 “我的研究计划针对的是我们对粒子物理学所做的假设之一：粒子之间的相互作用可以通过更多粒子的交换得到很好的描述，”他说。“虽然这对普通物质来说是正确的，但没有理由假设暗物质也是如此。它们的相互作用可以用交换粒子的连续体来描述，而不仅仅是交换单一类型的力粒子。”
大家好，我是崔哥 点击此处可观看完整视频 如果仅仅依靠人类已知的物质，世界根本不应该是现在这个样子，一定有别的神秘力量在起作用。 我们原来认识的宇宙形态，是星球之间通过万有引力相互吸引，围绕着对方旋转。但后来，科学家通过计算星球之间的引力，发现星球自身的这点引力，是远远不能维持一个个完整的星系。在过去，我们一般认为宇宙，就是由恒星、行星，星系组成的。但是科学家们经过研究发现，这些物质只占宇宙总物质的。即便是算上黑洞，以及星际之间气体，也只不过占宇宙总质量的4%左右。那剩下的宇宙成分中，神秘物质约占23%，而神秘能量约占73%，这些神秘物质本身不发光，也不和光产生作用，不参与电磁力，所以到目前为止，我们都没有发现这种物质，它只存在于理论框架中，因此科学家称之为“暗物质和暗能量”。最早发现证据，并推断出暗物质存在的是，荷兰科学家，扬·奥尔特，他在1932年，根据银河系恒星的运动，提出银河系里面，应该还存在更多的质量。 1933年，瑞士天文学家弗里茨·兹威基，研究后发座星系团时，使用维里定理推断出，星团内部有看不见的物质。 但当是没有把它叫做暗物质，而是被称为丢失了的质量。在这之后，还有很多的天文学家，在观测时，都发现在宇宙中存在不明物质。 2006年，美国天文学家利用钱德拉X射线望远镜对星系团1E 0657-558进行观测，无意间观测到到星系碰撞的过程，星系团碰撞威力非常的大，将暗物质与正常物质分开，因此发现了暗物质存在的直接证据。 科学家通过计算，要保持现在宇宙的运行秩序，“暗物质”的品质必须5倍于我们现在看到的物质。但现在还没有真正的监测到暗物质，只是发现光线在经过某个区域时发生转弯，但是该区域没有我们能看到的物质，也没有黑洞。科学家通过观测发现，我们的宇宙正在加速膨胀。如果匀速膨胀，还可以理解。但加速膨胀，就需要有新的能量的加入。但科学家并不清楚它是什么，所以把它叫做“暗能量”。 科学家通过计算，通过质能方程式计算，要维持当前宇宙的这种膨胀速度，“暗能量”必须是现有物质和暗物质总和的一倍多。 什么是“量子纠缠”？科学实验发现，两个没有任何关系的量子，会在不同位置出现完全相关的相同表现。比如相隔几光年远的两个量子之间，，一个出现变化，另一个几乎也同时出现相同的变化，而且这不是巧合。 “量子纠缠”是经过实验证明过的。科学家已经实现了6-8个量子的纠缠态。中国科学家已实现了13公里级的量子纠缠态的拆分和发送。我们现在所有的物理学理论，都以光速不可超越为基础。但根据测定，量子纠缠的传导速度，至少4倍于光速。为什么会出现这种情况，科学家们也无法理解，于是把这种现象总结为，量子的一种纠缠态。由于暗物质既不释放任何光线，也不反射任何光线，因此，用目前人类已知的仪器，也无法直接探测到它。 根据科学家们的理论，暗物质通常也不会与大多数常规物质结合。但暗物质能够直接穿越人体，房屋，甚至是轻松就能穿过地球，于是科学家开始在地下建设实现室，寻找暗物质粒子存在的证据。为什么要把实验室建在地下。 因为在足够深的地下，除了暗物质。其他物质是无法到达的，探测器的原理，是由锗元素或硅元素组成的小块。如果锗或硅原子的原子核被暗物质粒子击中，它就会反弹并向探测器发送一个信号。2009年12月，美国“低温暗物质搜寻计划”项目组，发表声明称，他们在明尼苏达州地下一个矿井中，捕获到暗物质粒子。如果这一发现最终得到证实，它将成为近百年来物理学领域，最重要的发现之一。 中国四川省锦屏暗物质实验室，位于地下2500米，是目前世界上最深的暗物质试验室。该实验室最核心的装置，就是高纯锗探测器。 传统高纯锗探测器被广泛应于在基础研究、核监测、和放射性管理等领域。但要探测暗物质，对锗的纯度要求更高。它的纯度有多高呢，我们都知道千足金，它的纯度是纯度为99，9%，但是实验室需要的锗，纯度要达千足金纯度的4倍。 地球上另一种探寻暗物质的实验，就是粒子加速器，它的全名叫荷电粒子加速器，它可以将亚原子粒子加速到接近光速，然后让它们相互碰撞。科学家们的目的是希望，通过接近光速的高速碰撞，从而产生奇异粒子，其中就包括暗物质粒子。 2015年12月17日中国发射暗物质粒子探测卫星，名叫悟空号，，用于探测暗物质，它由中科院研制。是目前世界上观测能段最宽、能量分辨率最高的空间探测器。它能接收到，来自宇宙的高能原子核、电子和伽马射线的信号，观测能段是阿尔法磁谱仪的10倍，能量分辨率比国际同类探测器高3倍以上。 因此，中国已经建成地下，地上和空中，三位一体的暗物质监测实验室。在暗物质方面的研究，在世界范围内已经保持领先地位，进入21世纪以来，全世界的科学家们都达成一个共识，就是研究暗物质，是21世纪的重中之重，谁掌握了暗物质，谁就将引领科学的发展，在这里也希望我的祖国，在暗物质方面的研究取得巨大成果，就像探测卫星的名字，悟空一样，用火眼金睛发现暗物质，用超强的本领取得真经，让我们拭目以待 点击此处可观看完整视频 好了，今天就聊到这里，我是崔哥，我们下期再见。
古希腊人有个很好的想法：宇宙很简单。
在他们看来，宇宙的一切都由四种元素组成：土壤、空气、火，还有水。这个美妙的理论继续发展，它既简单，又优雅。它说，只要用不同的方式组合这四种元素，就能得到宇宙中多样的一切。比如说，土壤和火能合成干燥的东西。空气和水能合成湿的。
但是随着理论发展，问题来了。它的预测里，没有能被测量的东西，而测量是实验科学的基础。更糟的是，这个理论根本不对。不过，希腊伟大的哲学家留基伯，在公元前5世纪，提出了有史以来最久经考验的理论：我们能看到的一切都由一种叫原子的看不见的微粒组成。这个理论简单而优美，而且比起四元素学说，它更有希望被证实。几个世纪的科学思考和实验证实了真实的物质，比如氢、碳、或者铁，都能被分解成原子。留基伯的理论中，原子是物质最小的组成部分，就像氢、碳、或者铁。留基伯理论中唯一的错误，就是原子其实仍然可分。而且人们发现，他的理论只能解释宇宙组成的一小部分。宇宙中看似常见的物质，事实上相当稀少。留基伯的原子，以及它们的组成其实只占了宇宙的5%。
物理学家知道，宇宙剩下的95%都是暗宇宙，即暗物质和暗能量，我们是怎么知道的？因为如果我们看着什么，我们就会看见什么。看起来很简单，其实非常深奥，所有组成原子的物质都是可见的。它们反射光，从而被我们看见，当我们仰望星空，就能看见星星和星系。其中有一些，和银河系一样，美丽，螺旋状，在宇宙中优雅地旋转。
科学家在20世纪30年代第一次测量了星系群的运动和它们包含物质的重量，他们非常惊讶，他们发现没有足够的可见物质来让物质聚在一起。而后对各个星系的单独测量也证实了这个令人困惑的结果：星系中没有足够的可见物质来产生足够支持它们的引力。在我们看来，它们会飞散开，可是它们没有，所以一定有什么物质是我们看不见的，我们叫它们：暗物质。
如今，暗物质存在的最佳证明是测量一种叫“宇宙微波背景辐射”的余辉，产生于宇宙大爆炸中，那又是另一个故事了。我们所有的证据都表明了暗物质存在，并且是布满天穹的美丽星系的主要成分，所以我们要怎样呢？我们早就知道地心说是错的，我们生活的星球，其实相当普通，它的恒星也很普通，位于一个普通星系的旋臂中。发现暗物质使我们又揭开了物质的一层面纱，我们发现，组成我们的物质只是宇宙极小的一部分，剩下的还有很多。
本世纪初，科学家研究了宇宙的外围并证实，所有东西都在互相远离。想想开天辟地的大爆炸这并不令人意外，而且，宇宙膨胀的速度似乎也在加快，这是怎么回事？要么有一种能量推动了这种加速，就像你让 汽车 加速一样；要么就是引力的作用，这和我们想的不完全一样。大多数科学家相信前者，即有一种能量，推动了加速，他们叫它：暗能量。当下最先进的测量方法使我们能够算出宇宙中暗部分有多大。看起来，暗能量组成了宇宙的68%，暗物质则占27%。我们，和我们能看见的只有5%。
那暗物质和暗能量的组成是什么？我们不知道，但有一个叫“超对称”的理论可以解释其中的一部分。超对称简称SUSY（supersymmetry），预测了很多新粒子，其中的一些也许可以组成暗物质。如果能证明SUSY，我们就能从理解宇宙的5%，也就是我们能看见的东西，到理解大约三分之一。
理解暗能量也许会更难，但也有一些投机理论也许能指出一些道路，其中一些理论能追溯到古希腊人最早的伟大想法，就是我们几分钟前讲过的宇宙一定很简单的想法，些理论预言，宇宙的多样全都来自一个元素，也就是“弦 ”。我们知道的一切微粒都是弦的不同谐波，不幸的是，弦论至今都无法被证明。不过，可以 探索 的宇宙如此广袤，风险很高，这一切是否让你觉得自己很渺小？不用这样，相反，你应该惊叹我们已经发现的一切，你是宇宙中能思考自己这个神奇而唯一的物种中的一员，而且你生逢其时，能看到我们正在 探索 。
参考资料
百科全书
2.天文学名词
3. Tianshu Wang- Gabriella Hu-观汉居士
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最好写关于自己熟悉的事啊
我不想说什么了，写自己喜欢的就可以了
暗物质是什么？
科技论文怎么写?写一篇高质量的科技小论文，要注意以下几点： 一、 选好课题 撰写科技小论文，首先要考虑写什么，也就是课题的选择。选择课题是写好论文的关键。要注意以下原则：价值原则，即选题的理论价值和实用价值。要对其他的同学有启发、指导和参考的意义；可行原则，指主观和客观条件的可能性，即撰稿者个人的专业知识、理论修养、知识面、手头资料、实验条件、周围环境，不可贪大求深，应该量力而行；新颖原则，指课题应是他人未曾研究或研究过但未解决或完全解决，要注意“文贵创新”。 二、 拟定题目 文题如目，好的题目能够叫人拍案叫绝，一眼难忘。它好似推销产品的广告词，对吸引读者起着关键作用。好的科技小论文题目要讲求三个字：准、小、新。准，指的是题目要用精练的文字将论文内容确切的揭示出来。如某位同学撰写的科技小论文的题目是《肥皂的去污原理和最佳洗衣浓度》，一看题目，就可以知道论文阐述的内容，一目了然。小，指的是题目的角度小。角度小，就具有较好的指向性，文章的思路随之明朗，容易写得集中、紧凑。题目过宽，往往由于我们投入研究的精力少，范围窄，专业知识不深，而难以驾驭。如某位中学生撰写的科技小论文的题目是《静电除尘黑板擦的研究与制作》，题目小且具体，学生可以作深刻的阐述。新，指的是力求在题目中透露出新鲜的立意。选题新鲜，才有阅读价值。没有独特的见解，没有新的发现，即使表达再好，论证再有力，也是瞎子点灯白费蜡。 三、 写好开篇 文章开头处于定调的特殊位置，历来为写作者们重视。古人云：”若起不得法，则杂乱浮泛”。开头部分虽短，却是全篇的有机组成部分，提示作者的思绪和对众多材料的截取，因此落笔之前必须对全篇有总体把握。 科技小论文的开头，不一而足，并无固定的格式，但却有章法可循，这就需要对各种开头的技法细加领悟，根据写作实际灵活运用。 1、 例题引路法 写作科技小论文，开篇引题，显示了研究问题的实在性，激发读者顺藤摸瓜的愿望。如某同学撰写的《一道容易解错的力学题》一文，作者开头就摆出了一道同学们很熟悉而又容易出错的力学题，并将错误的解答过程陈述给读者，引起读者的强烈的兴趣，而急于读完全文，以知道这道题究竟错在何处。 2、 揭示背景法 将研究的问题，放置到当前社会经济发展的大环境和大背景下，让读者在较高的层次体味其研究的意义乃至方向性。如《乡镇工业环境污染防治对策》一文是这样开头的：“改革开放以来，乡镇企业迅速崛起和蓬勃发展创造了大量的物质财富，使农村经济发生了一系列深刻变化。在一些发达和比较发达地区，乡镇企业已成为农村经济的重要支柱和国民经济的重要组成部分。但是，伴随着乡镇企业的迅速发展，乡镇工业对环境的污染和对生态的破坏影响日益突出。 这一开头就将研究的问题与命题的发展趋势，当今乡镇工业对环境的污染和对生态的破坏影响紧扣一起，使人们认识到治理环境污染的紧迫性。 3、 指出危害法 许多争鸣、纠错的小论文，常常指出某些弊端，让人们骤然心惊，晓知解决问题的紧迫性。 4、 概述论点法 在前言部分，作者将主要观点集中呈现给读者，给人一种整体感，这无异于交给读者一串钥匙，往下阅读便是尝试去打开一扇扇大门。 5、 设置疑问法 设置疑问主要是给读者留下悬念，让其在好奇心的驱使下迫不及待地关注研讨的问题。 以上是写好科技小论文开头的五种方法，值得说明的是开头的方法不胜枚举，且各种方法常常是有机结合，渗透并用。 四、 分述要点 经验材料繁多复杂，怎样使它们井井有条地统一于中心论点呢？在小论文的主体部分，采用分条论述的方法，往往得心应手。这种写法的好处是条理性强，层次清楚，给人全面深刻的立体感。当然，每个观点，都必须是深思熟虑的结晶，概述性要强，客观性要强，创新性也要强。 五、 用好材料 科技小论文不是简单地将手头材料罗列成文，深透的说理，规律的导引是其本质特征。观点和材料是相辅相成的，论文的价值体现在论题的价值，论题的价值又通过材料的论证体现，二者的有机融合，就会形成一篇很好的科技小论文。 六、文稿写作常识 为了减少编辑发稿时的困难，也为了减少论文排版时的差错，作者在撰写科技小论文时，还要注意掌握一些文稿写作常识。 一般来说，要注意以下问题：文稿用标准稿纸书写清楚（或者用电脑打印）。每格一字，标点单独占一格。不需排印的说明文字一律用铅笔标注。书写时应使用规范的简化字，防止错别字，更不要杜撰生字。除成语、古文和引用文献的数字外，一般数字用阿拉伯数字。公元的世纪、年、月、日、时、分、秒均用阿拉伯数字。年份不能简写（如1999年不能简写成99年）。五位以上的数字可用“亿”、“万”作单位。四位以上的数字连写，不用分节点；外文字母、化学符号等要写得端正清楚。外文应用印刷体书写，大小写必须分明，并用铅笔标明玩儿文种，正斜体和上下角标。此项内容请以中学教材中的写法为准，化学结构式中各个线条位置的排列必须准确；数学公式和化学方程式应另行居中书写，并使用规范字体；使用规范的标点和其它的符号。书写时，破折号占两格、省略号占两格、连接号占半格，其余符号占一格。并注意顿号、逗号、冒号、分号、引号的书写位置；文稿中涉及到的计量单位应使用法定计量单位，文字叙述中用法定汉语名称；文稿中的表格应由作者填写清楚。表号和表名一般在表前，说明在表后。同一表格另页再写时，前面应注明“续表”字样。表内文字末尾不加标点符号，回行顶格；文字能叙述清楚的内容，一般不用插图。使用插图必须起到图文并茂的作用。要注意文字与插图的衔接搭配，插图均应按序编号。撰写科技小论文的方法和技巧 科技小论文是学生科学研究的总结，而不是文学作品。小论文的写法有一定的规范性，它包括以下内容： 1、论文题目：题目要与研究的内容相一致，不能文不对题。题目要求简洁、新颖、吸引读者。如《为什么咸蛋黄会出油？》明了，吸引读者。研究的题目不能太大，不然无从下手。 2、引言：是论文的开场白，简单说明进行该研究的目的或作者是怎样想到要开展这方面的研究工作的起因。 3、材料和研究方法：要写清考察和观察对象、实验的材料及材料来源；采用什么研究方法以及具体研究步骤；使用了哪些仪器等，这都要如实交代清楚，以便经得起他人的重复试验。 4、结果：是论文的论据部分。除了用文字，还可用表格中的数据，图片，照片，这样具有说服力。数据的真实可靠是实验研究的关键所在。 5、讨论：这是论文的论证和论点部分。通过实验得出了什么科学结论。并要在理论的基础上加以说明。论点必须是以科学的研究方法和研究结果为依据，要恰如其分，实事求是。如果脱离实际，故意扩大研究成果，就失去论文的科学性，结果将是一事无成。 本次的科技小论文选题可以参考丛书的有关课题，通过观察、考察、实验等手段。也可围绕自己劳技创意和制作过程等方面内容进行论述。论文的撰写用A4纸张。 .
在受到赞扬和怀疑之后，发现NGC 1052-DF2的天文学家团队带着关于其奇异性质更有力的证据回来了。NGC 1052-DF2是已知第一个几乎不包含暗物质的星系。暗物质是一种神秘、看不见的物质，通常主宰着星系的构成；找到一个丢失暗物质的星系是前所未有的，而且完全出乎意料。如果有一个目标，你脑海中总会有一个小声音在说，但如果你错了呢？研究小组组长、耶鲁大学索尔·戈德曼家族天文学教授彼得·范·多克姆(Pieter van Dokkum)说：博科园-科学科普：尽管做了所有我们能想到的检查，还是担心大自然把我们扔进了一个怪圈，让一些东西看起来很特别，而实际上它却很平凡。现在范多库姆的团队有两项新研究来支持他们最初的观察，证明暗物质实际上是可以从星系中分离出来。团队成员包括多伦多大学天文学和天体物理学教授罗伯托·亚伯拉罕、圣何塞州立大学物理学和天文学副教授亚伦·罗曼诺斯基、哈佛大学天文学教授查理·康罗伊和耶鲁大学研究生珊妮·丹尼利。大约两年前首次发现该星系的达涅利说：我们看到了一些全新的东西，这是多么令人着迷的事情。没人知道有这样的星系存在，对天文学学生来说，世界上最好的事情就是发现一个物体，不管是行星、恒星还是星系，没人知道，甚至没人想过。在第一项研究中，研究小组证实了他们对NGC 1052-DF2(简称DF2)的初步观察，这表明暗物质实际上在星系中并不存在。利用W. M.凯克天文台的凯克宇宙网络成像仪(KCWI)，收集了更精确的测量数据，发现星系内部的球状星团确实在以与星系正常物质质量一致的速度运动。如果DF2中有暗物质，星团的运动速度会快得多。要作者Danieli说：KCWI是独一无二的，因为它结合了大面积研究。该仪器不仅能让我们同时看到整个星系，它的高光谱分辨率也能让我们准确地测量质量，世界上没有其他乐器具有这两种特性！在第二项研究中，研究小组使用凯克天文台的低分辨率成像光谱仪(LRIS)发现了另一个没有暗物质的星系，名为NGC 1052-DF4，简称DF4。DF4论文的第一作者范多库姆(van Dokkum)说：发现第二个只有很少甚至没有暗物质的星系，就像最初发现DF2一样令人兴奋。这意味着现在发现更多这样的星系几率比我们之前认为的要高。由于目前对这些星系是如何形成的没有很好的解释，研究人员希望这些发现将鼓励更多的科学家致力于这个谜题。研究结果发表在《天体物理学》上。和DF2一样，DF4属于一个相对较新的星系类别，称为超漫射星系(UDGs)。它们和银河系差不多，但恒星数量却比银河系少100到1000倍，这使得它们看起来毛茸茸、半透明，因此很难观察到。具有讽刺意味的是，这些udg中暗物质的缺乏加强了暗物质理论。它证明了暗物质是一种不与“正常”物质耦合的物质，因为两者可以分别被发现。这些星系的发现很难用改变大规模引力定律的理论来解释，作为暗物质假说的替代。这一令人震惊的发现在2018年3月该团队首次公布结果时招致了一些批评。有时候会有点压力，一方面，这是科学过程的工作原理，看到一些有趣的东西，其他人不同意，你得到了新的数据，最后你对宇宙有了更多的了解。另一方面，虽然大多数批评是建设性的和礼貌的，但并不是所有。每次有新的评论出来，我们都得赶紧弄清楚我们是不是漏掉了什么。范多库姆说，团队在那些艰难时刻团结一致而感到自豪。他们的努力得到了回报，宇宙的合作给了他们更多理由去寻找像DF2和DF4这样的udg。达涅利正在用蜻蜓远距摄影阵列(DTA)进行一项广域研究调查，以系统地寻找更多的例子，然后再次使用凯克望远镜观察候选对象。丹尼利说：我们希望下一步能发现这些星系有多普遍，以及它们是否存在于宇宙的其他区域，希望找到更多的证据，帮助我们理解这些星系的性质如何与目前的理论相结合，希望这将使我们进一步了解宇宙中最大的谜团之一：暗物质的性质。博科园-科学科普｜研究/来自: WM凯克天文台 参考期刊文献:《天体物理学》 DOI: DOI: 博科园-传递宇宙科学之美
参考文献是对小学科学论文引文进行统计和分析的重要信息源之一，对于小学科学论文起着重要的作用。下面是我带来的关于小学科学论文参考文献的内容，欢迎阅读参考! 小学科学论文参考文献(一) [1] 董保良，张国辉，李鑫，李晓燕，杨新旺. 基于信息熵的指挥信息系统效能评估研究[J]. 电子世界. 2013(15) [2] 孙国强. 浅谈出入口控制系统的建设、使用与发展[J]. 中国公共安全. 2013(15) [3] 李爱民. 中国半城镇化研究[J]. 人口研究. 2013(04) [4] 王赐江. 群体性事件现实考察与学理分析--从三起具有“标本意义”的群体性事件谈起[J]. 中国社会公共安全研究 报告 . 2013(01) [5] 冯文林，帅娟，姚红，邓波，魏莲芳，汪小林，冯荣. 四川特种行业治安管理创新调查研究报告[J]. 四川警察学院学报. 2013(01) [6] 李林. 中国法治的现状、挑战与未来发展[J]. 新视野. 2013(01) [7] 徐田坤，梁青槐，任星辰. 基于故障树模型的地铁750V牵引供电 系统安全 风险评估[J]. 北京交通大学学报. 2012(06) [8] 黄毅峰. 转型期中国群体性事件的征象考察与调控路径分析[J]. 成都理工大学学报(社会科学版). 2013(04) [9] 苗强，张文良，宗波，步立新，尹洪河，方忻. 核电站实物保护系统有效性评估 方法 研究工作进展[J]. 中国原子能科学研究院年报. 2012(00) [10] 王华安. 大安防时代：需要多元化发展战略[J]. 中国公共安全. 2013(12) [11] 何穆. 某大学图书馆安全防范系统设计[J]. 建筑电气. 2013(05) [12] 张苏. 司法中的量刑分析与操作--以石柏魁故宫盗窃案为例[J]. 中国检察官. 2013(10) [13] 杜治国，赵兴涛，李培岳. 美国安全管理专业解析[J]. 中国人民公安大学学报(自然科学版). 2013(02) [14] 唐海. 个性化概念图在网络自主学习中的应用研究[D]. 武汉大学 2010 [15] 杜治国，赵兴涛，李锦涛. 安全防范系统效能评估仿真模型研究[J]. 中国人民公安大学学报(自然科学版). 2012(01) [16] 朱随江，刘宝旭，刘宇，姜政伟. 有环攻击图中的节点风险概率算法[J]. 计算机工程. 2012(03) [17] 李秀林，李辉. 《安全防范系统运行检验规范》浅析[J]. 中国安防. 2012(Z1) [18] 李晓建. 基于语义的个性化资源推荐系统中关键技术研究[D]. 武汉大学 2010 小学科学论文参考文献(二) [1] 赵荣生. 车辆核材料检测装置的研制[J]. 中国原子能科学研究院年报. 2003(00) [2] 王国华，陈敬贤，梁梁. 系统评估研究现状及发展评述[J]. 现代管理科学. 2011(10) [3] 陈合权，魏莲芳. 论视频监控系统在公安工作中的应用[J]. 湖北警官学院学报. 2011(05) [4] 张旺勋，龚时雨，李康伟. 装备系统可靠性维修性保障性仿真策略研究[J]. 计算机仿真. 2011(09) [5] 魏莲芳. 当前群防群治工作存在的问题及对策探究[J]. 湖北警官学院学报. 2011(03) [6] 潘科，王洪德，石剑云. 多级可拓评价方法在地铁运营安全评价中的应用[J]. 铁道学报. 2011(05) [7] 吕海涛. 安全防范系统效能评估关键技术研究[D]. 武汉大学 2014 [8] 鲍君忠. 面向综合安全评估的多属性专家决策模型研究[D]. 大连海事大学 2011 [9] 孙爱军. 工业园区事故风险评价研究[D]. 南开大学 2011 [10] 郭熹. 基于风险熵模型的安防系统风险与效能评估技术研究[D]. 武汉大学 2011 [11] 邬长城. 安全管理体系质量评估方法研究[D]. 中国矿业大学(北京) 2012 [12] 孙亚华，李式巨，李彬. 核电站实物保护系统的量化评估[J]. 核动力工程. 2009(01) [13] 陈志华. 试论安全防范系统的效能评估[J]. 中国人民公安大学学报(自然科学版). 2006(04) [14] 魏莲芳，陈志华. 浅谈安防系统中的风险评估[J]. 中国安防产品信息. 2005(04) [15] 徐哲，贾子君. 基于仿真的武器装备研制系统性能风险评估[J]. 系统工程与电子技术. 2011(04) [16] 吴穹，闫黎黎. 企业安全防范系统风险评价模式研究[J]. 安防科技. 2010(10) [17] 易光旺. 智能建筑安全防范系统的评价指标体系研究[J]. 中国 安全生产 科学技术. 2010(03) [18] 陈志华. 评估城市社会治安动态防范系统效能 促进城市监控报警联网系统应用建设[J]. 中国安防. 2009(12) 小学科学论文参考文献(三) [1]刘文帅.关于暗物质与暗能量统一的研究[D].云南师范大学2014 [2]梁周昌.怒江少数民族地区高中物理合作学习教学的实践研究[D].云南师范大学2014 [3]张云.focusonform对中学 英语口语 课堂教学的意义[D].华东师范大学2009 [4]赵婧.乌海市高中英语课堂 文化 教学现状的调查与 反思 [D].内蒙古师范大学2012 [5]赵瑶瑶.复数的历史与教学[D].华东师范大学2007 [6]潘婧.高中英语课堂中文化教学现状的调查[D].东北师范大学2010 [7]赵瑶瑶.复数的历史与教学[D].华东师范大学2007 [8]祝露.高中写作教学设计探究[D].海南师范大学2013 [9]李玉飞.计算机辅助语言教学在初中英语教学中的应用调查研究[D].河南师范大学2013 [10]卫晓丽.中外籍教师在高中英语教学中教学风格的调查研究[D].山西师范大学2013 [11]莫雷主编. 教育 心理学[M].广东高等教育出版社，2002 [12]冯忠良等着.教育心理学[M].人民教育出版社，2000 [13]杨治良，罗承初编写.心理学问答[M].甘肃人民出版社，1986 [14]江桂苹.高中英语教学中的西方文化渗透研究[D].哈尔滨师范大学2012 猜你喜欢： 1. 教育学论文参考文献 2. 关于小学科学教育相关论文 3. 关于小学科学教育研究论文 4. 关于小学科学教学论文 5. 小学科学方面的论文 6. 小学科学论文1000字
化学分析论文 在 591论文网上有很多类似的范文可以借鉴。如果你懒得借，就找那里老师原创。。。。。我表妹的就那儿搞定的。还行。挺讲诚信的
好难呐 亲自实验去吧
（分析化学进展）看看呗~经验也可以学习别人的，总结别人的哦
一、化学的来由 化学的英文词为Chemistry，法文Chimie，德文Chemie，它们都是从一个古字、即拉丁字chemia，希腊字Xηwa(Chamia)，希伯莱字Chaman或Haman，阿拉伯字Chema或Kema，埃及字Chemi演化而来的．它的最早来源难以查考．从现存资料看，最早是在埃及第四世纪的记载里出现的．所以有人认为可以假定是从埃及古字Chemi来的，不过这个名字的意义很晦涩，有埃及、埃及的艺术、宗教的迷惑、隐藏、秘密或黑暗等意义。其所以有这些意义，大概因为埃及在西方是化学记载诞生的地方，也是古代化学极为发达的地方，尤其是在实用化学方面。例如，埃及在十一朝代进已有一种雕刻表示一些工人下在制造玻璃，可见至少在公元前2500年以前，埃及已知道玻璃的制造方法了。再从埃及出土的木乃伊看，可知在公元前一、二千年时已精于使用防腐剂和布帛染色等技术。所以古人用埃及或埃及的艺术来命名“化学”。至于其它几种意义，可能因为古人认为化学是一种神奇和秘密的事业以及带有宗教色彩的缘故。 中国的化学史当然也是毫不逊色的。大约5000－11000年前，我们已会制作陶器，3000多年前的商朝已有高度精美的青铜器，造纸、磁器、火药更是化学史上的伟大发明。在十六、十七世纪时，中国算得上是世界最先进的国家。“化学”二字我国在1856年开始使用。最早出现在英国传教士韦廉臣在1856年出版的《格物探原》一书中。 二、化学的几个发展阶段 远古的工艺化学时期。这时人类的制陶、冶金、酿酒、染色等工艺，主要是在实践经验的直接启发下经过多少万年摸索而来的，化学知识还没有形成。这是化学的萌芽时期。 炼丹术和医药化学时期。从公元前1500年到公元1650年，炼丹术士和炼金术士们，在皇宫、在教堂、在自己的家里、在深山老林的烟熏火燎中，为求得长生不老的仙丹，为求得荣华富贵的黄金，开始了最早的化学实验。记载、总结炼丹术的书籍，在中国、阿拉伯、埃及、希腊都有不少。这一时期积累了许多物质间的化学变化，为化学的进一步发展准备了丰富的素材。这是化学史上令我们惊叹的雄浑的一幕。后来，炼丹术、炼金术几经盛衰，使人们更多地看到了它荒唐的一面。化学方法转而在医药和冶金方面得到了正当发挥。在欧洲文艺复兴时期，出版了一些有关化学的书籍，第一次有了“化学”这个名词。。 燃素化学时期。从1650年到1775年，随着冶金工业和实验室经验的积累，人们总结感性知识，认为可燃物能够燃烧是因为它含有燃素，燃烧的过程是可燃物中燃素放出的过程，可燃物放出燃素后成为灰烬。 定量化学时期，既近代化学时期。1775年前后，拉瓦锡用定量化学实验阐述了燃烧的氧化学说，开创了定量化学时期。这一时期建立了不少化学基本定律，提出了原子学说，发现了元素周期律，发展了有机结构理论。所有这一切都为现代化学的发展奠定了坚实的基础。 科学相互渗透时期，既现代化学时期。二十世纪初，量子论的发展使化学和物理学有了共同的语言，解决了化学上许多悬而未决的问题；另一方面，化学又向生物学和地质学等学科渗透，使蛋白质、酶的结构问题得到逐步的解决。 这里主要讲述近二百多年来的化学史故事。这是化学得到快速发展的时期，是风云变幻英雄辈出的期。让我们一道去体验当年化学家所经历的艰难险阻,在近代化学史峰回路转的曲折历程中不倦跋涉，领略他们拨开重重迷雾建立新理论、发现新元素、提出新方法时的无限风光。 三、化学学科在探索中成长 化学的发展可以说是日新月异，尤其是它的边缘学科或者说是它的分支学科，譬如生物化学、物理化学、晶体化学等等，令人目不暇接。就眼下炒得过热的基因工程、克隆技术以及共轭电场论等，更是令人眼花缭乱。而古往今来，有多少化学家为化学的发展做出了难以估量的贡献。你想了解他们吗？化学名人风采将带您走近他们。 燃素说的影响 。可燃物如炭和硫磺，燃烧以后只剩下很少的一点灰烬；致密的金属煅烧后得到的锻灰较多，但很疏松。这一切给人的印象是，随着火焰的升腾，什么东西被带走了。当冶金工业得到长足发展后，人们希望总结燃烧现象本质的愿望更加强烈了。 1723年，德国哈雷大学的医学与药理学教授施塔尔出版了教科书《化学基础》。他继承并发展了他的老师贝歇尔有关燃烧现象的解释，形成了贯穿整个化学的完整、系统的理论。《化学基础》是燃素说的代表作。 施塔尔认为燃素存在于一切可燃物中，在燃烧过程中释放出来，同时发光发热。燃烧是分解过程： 可燃物==灰烬+燃素 金属==锻灰+燃素 如果将金属锻灰和木炭混合加热，锻灰就吸收木炭中的燃素，重新变为金属，同时木炭失去燃素变为灰烬。木炭、油脂、蜡都是富含燃素的物质，燃烧起来非常猛烈，而且燃烧后只剩下很少的灰烬；石头、草木灰、黄金不能燃烧，是因为它们不含燃素。酒精是燃素与水的结合物，酒精燃烧时失去燃素，便只剩下了水。 空气是带走燃素的必需媒介物。燃素和空气结合，充塞于天地之间。植物从空气中吸收燃素，动物又从植物中获得燃素。所以动植物易燃。 富含燃素的硫磺和白磷燃烧时，燃素逸去，变成了硫酸和磷酸。硫酸与富含燃素的松节油共煮，磷酸（当时指P2O5）与木炭密闭加热，便会重新夺得燃素生成硫磺和白磷。而金属和酸反应时，金属失去燃素生成氢气，氢气极富燃素。铁、锌等金属溶于胆矾（CuSO4·5H2O）溶液置换出铜，是燃素转移到铜中的结果。 燃素说尽管错误，但它把大量的化学事实统一在一个概念之下，解释了冶金过程中的化学反应。燃素说流行的一百多年间，化学家为了解释各种现象，做了大量的实验，积累了丰富的感性材料。特别是燃素说认为化学反应是一种物质转移到另一种物质的过程，化学反应中物质守恒，这些观点奠定了近、现代化学思维的基础。我们现在学习的置换反应，是物质间相互交换成分的过程；氧化还原反应是电子得失的过程；而有机化学中的取代反应是有机物某一结构位置的原子或原子团被其它原子或原子团替换的过程。这些思想方法与燃素说多么相似。 舍勒和普里斯特里发现氧气的制法 ：令后人尊敬的瑞典化学家舍勒的职业是药剂师--chemist，他长期在小镇彻平的药房工作，生活贫困。白天，他在药房为病人配制各种药剂。一有时间，他就钻进他的实验室忙碌起来。有一次，后院传来一声爆鸣，店主和顾客还在惊诧之中，舍勒满脸是灰地跑来，兴奋地拉着店主去看他新合成的化合物，忘记了一切。对这样的店员，店主是又爱又气，但从来不想辞退他，因为舍勒是这个城市最好的药剂师。 到了晚上，舍勒可以自由支配时间，他更加专心致志地投入到他的实验研究中。对于当时能见到的化学书籍里的实验，他都重做一遍。他所做的大量艰苦的实验，使他合成了许多新化合物，例如氧气、氯气、焦酒石酸、锰酸盐、高锰酸盐、尿酸、硫化氢、升汞（氯化汞）、钼酸、乳酸、乙醚等等，他研究了不少物质的性质和成分，发现了白钨矿等。至今还在使用的绿色颜料舍勒绿（Scheele’s green）,就是舍勒发明的亚砷酸氢铜（CuHAsO3）。如此之多的研究成果在十八世纪是绝无仅有的，但舍勒只发表了其中的一小部分。直到1942年舍勒诞生二百周年的时候，他的全部实验记录、日记和书信才经过整理正式出版，共有八卷之多。其中舍勒与当时不少化学家的通信引人注目。通信中有十分宝贵的想法和实验过程，起到了互相交流和启发的作用。法国化学家拉瓦锡对舍勒十分推崇，使得舍勒在法国的声誉比在瑞典国内还高。 在舍勒与大学教师甘恩的通信中，人们发现，由于舍勒发现了骨灰里有磷，启发甘恩后来证明了骨头里面含有磷。在这之前，人们只知道尿里有磷。 1775年2月4日，33岁的舍勒当选为瑞典科学院院士。这时店主人已经去世，舍勒继承了药店，在他简陋的实验室里继续科学实验。由于经常彻夜工作，加上寒冷和有害气体的侵蚀，舍勒得了哮喘病。他依然不顾危险经常品尝各种物质的味道--他要掌握物质各方面的性质。他品尝氢氰酸的时候，还不知道氢氰酸有剧毒。1786年5月21日，为化学的进步辛劳了一生的舍勒不幸去世，终年只有44岁。舍勒发现氧气的两种制法是在1773年。第一种方法是分别将KNO3、Mg（NO3）2、Ag2CO3、HgCO3、HgO加热分解放出氧气： 2KNO3==2KNO2+O2↑ 2Mg（NO3）2 == 2MgO+4NO2↑+O2↑↑ 2Ag2CO3==4Ag+2CO2↑+O2↑ 2HgCO3==2Hg+2CO2↑+O2↑ 2HgO==2Hg+O2↑ 第二种方法是将软锰矿（MnO2）与浓硫酸共热产生氧气： 2MnO2+2H2SO4（浓）== 2MnSO4+2H2O+O2↑ 舍勒研究了氧气的性质，他发现可燃物在这种气体中燃烧更为剧烈，燃烧后这种气体便消失了，因而他把氧气叫做“火气”。舍勒是燃素说的信奉者，他认为燃烧是空气中的“火气”与可燃物中的燃素结合的过程，火焰是“火气”与燃素相结合形成的化合物。他将他的发现和观点写成《论空气和火的化学》。这篇论文拖延了4年直到1777年才发表。而英国化学家普里斯特里在1774年发现氧气后，很快就发表了论文。 普里斯特里始终坚信燃素说，甚至在拉瓦锡用他们发现的氧气做实验，推翻了燃素说之后依然故我。他将氧气叫做“脱燃素气”。他写到：我把老鼠放在‘脱燃素气’里，发现它们过得非常舒服后，我自己受了好奇心的驱使，又亲自加以实验，我想读者是不会觉得惊异的。我自己实验时，是用玻璃吸管从放满这种气体的大瓶里吸取的。当时我的肺部所得的感觉，和平时吸入普通空气一样；但自从吸过这种气体以后，经过好长时间，身心一直觉得十分轻快舒畅。有谁能说这种气体将来不会变成通用品呢？不过现在只有两只老鼠和我，才有享受呼吸这种气体的权利罢了。”普里斯特里一生的大部分时间是在英国的利兹作牧师，业余爱好化学。1773年他结识了著名的美国科学家兼政治家富兰克林，他们后来成了经常书信往来的好朋友。普里斯特里受到好朋友多方的启发和鼓励。他在化学、电学、自然哲学、神学四个方面都有很多著述。 1774年普里斯特里到欧洲大陆参观旅行。在巴黎，他与拉瓦锡交换了好多化学方面的看法。正直的普里斯特里同情法国大革命，曾在英国公开做了几次演讲。英国一批反对法国大革命的人烧毁了他的住宅和实验室。普里斯特里于1794年他六十一岁的时候不得已移居美国，在宾夕法尼亚大学任化学教授。美国化学会认为他是美国最早研究化学的学者之一。他住过的房子现在已建成纪念馆，以他的名字命名的普里斯特里奖章已成为美国化学界的最高荣誉。 拉瓦锡和他的天平： 燃素说的推翻者，法国化学家拉瓦锡原来是学法律的。1763年，他20岁的时候就取得了法律学士学位，并且获得律师开业证书。他的父亲是一位律师，家里很富有。所以拉瓦锡不急于当律师，而是对植物学发生了兴趣。经常上山采集标本使他对气象学也产生了兴趣。后来，拉瓦锡在他的老师，地质学家葛太德的建议下，师从巴黎有名的鲁伊勒教授学习化学。拉瓦锡的第一篇化学论文是关于石膏成分的研究。他用硫酸和石灰合成了石膏。当他加热石膏时放出了水蒸气。拉瓦锡用天平仔细测定了不同温度下石膏失去水蒸气的质量。从此，他的老师鲁伊勒就开始使用“结晶水”这个名词了。这次成功使拉瓦锡开始经常使用天平，并总结出了质量守恒定律。质量守恒定律成为他的信念，成为他进行定量实验、思维和计算的基础。例如他曾经应用这一思想，把糖转变为酒精的发酵过程表示为下面的等式： 葡萄糖 == 碳酸（CO2）+ 酒精 这正是现代化学方程式的雏形。用等号而不用箭头表示变化过程，表明了他守恒的思想。拉瓦锡为了进一步阐明这种表达方式的深刻含义，又具体地写到：“我可以设想，把参加发酵的物质和发酵后的生成物列成一个代数式。再逐个假定方程式中的某一项是未知数，然后分别通过实验，逐个算出它们的值。这样以来，就可以用计算来检验我们的实验，再用实验来验证我们的计算。我经常卓有成效地用这种方法修正实验的初步结果，使我能通过正确的途径重新进行实验，直到获得成功。”早在拉瓦锡出生之时，多才多艺的俄罗斯科学家罗蒙诺索夫就提出了质量守恒定律，他当时称之为“物质不灭定律”，其中含有更多的哲学意蕴。但由于“物质不灭定律”缺乏丰富的实验根据，特别是当时俄罗斯的科学还很落后，西欧对沙俄的科学成果不重视，“物质不灭定律”没有得到广泛的传播。 1772年秋天，拉瓦锡照习惯称量了一定质量的白磷使之燃烧，冷却后又称量了燃烧产物P2O5的质量，发现质量增加了！他又燃烧硫磺，同样发现燃烧产物的质量大于硫磺的质量。他想这一定是什么气体被白磷和硫磺吸收了。他于是又做了更细致的实验：将白磷放在水银面上，扣上一个钟罩，钟罩里留有一部分空气。加热水银到40℃时白磷就迅速燃烧，之后水银面上升。拉瓦锡描述道：“这表明部分空气被消耗，剩下的空气不能使白磷燃烧，并可使燃烧着的蜡烛熄灭；1盎司的白磷大约可得到盎司的白色粉末（P2O5，应该是盎司）。增加的重量和所消耗的1/5容积的空气重量接近相同。”燃素说认为燃烧是分解过程，燃烧产物应该比可燃物质量轻。而拉瓦锡实验的结果却是截然相反。他把实验结果写成论文交给法国科学院。从此他做了很多实验来证明燃素说的错误。在1773年2月，他在实验记录本上写到：“我所做的实验使物理和化学发生了根本的变化。”他将“新化学”命名为“反燃素化学”。 1774年，拉瓦锡做了焙烧锡和铅的实验。他将称量后的金属分别放入大小不等的曲颈瓶中，密封后再称量金属和瓶的质量，然后充分加热。冷却后再次称量金属和瓶的质量，发现没有变化。打开瓶口，有空气进入，这一次质量增加了，显然增加量是进入的空气的质量（设为A）。他再次打开瓶口取出金属锻灰（在容积小的瓶中还有剩余的金属）称量，发现增加的质量正和进入瓶中的空气的质量相同（即也为A）。这表明锻灰是金属与空气的化合物。 拉瓦锡进一步想，如果设法从金属锻灰中直接分离出空气来，就更能说明问题。他曾经试图分解铁锻灰（即铁锈），但实验没有成功。 拉瓦锡制得氧气之后： 到了这年的10月，普里斯特里访问巴黎。在欢迎宴会上他谈到“从红色沉淀（HgO）和铅丹（Pb3O4）可得到‘脱燃素气’”。对于正在无奈中的拉瓦锡来说，这条信息是很直接的启发。11月，拉瓦锡加热红色的汞灰制得了氧气。在舍勒的启发下，拉瓦锡甚至制造了火车头大小的加热装置，其中心是聚光镜。平台下面是六个大轮子，以便跟着太阳随时转动。1775年，拉瓦锡的实验中心已从分解金属锻灰转移到了对氧气的研究。他发现燃烧时增加的质量恰好是氧气减少的质量。以前认为可燃物燃烧时吸收了一部分空气，其实是吸收了氧气，与氧气化合，即氧化。这就是推翻了燃素说的燃烧的氧化理论。与此同时，拉瓦锡还用动物实验，研究了呼吸作用，认为“是氧气在动物体内与碳化合，生成二氧化碳的同时放出热来。这和在实验室中燃烧有机物的情况完全一样。”这就解答了体温的来源问题。空气中既然含有1/4的氧气(数据来自原文），就应该含有其余的气体，拉瓦锡将它称为“碳气”。研究了空气的组成后，拉瓦锡总结道：“大气中不是全部空气都是可以呼吸的；金属焙烧时，与金属化合的那部分空气是合乎卫生的，最适宜呼吸的；剩下的部分是一种‘碳气’，不能维持动物的呼吸，也不能助燃。”他把燃烧与呼吸统一了起来，也结束了空气是一种纯净物质的错误见解。1777年，拉瓦锡明确地讥讽和批判了燃素说：“化学家从燃素说只能得出模糊的要素，它十分不确定，因此可以用来任意地解释各种事物。有时这一要素是有重量的，有时又没有重量；有时它是自由之火，有时又说它与土素相化合成火；有时说它能通过容器壁的微孔，有时又说它不能透过；它能同时用来解释碱性和非碱性、透明性和非透明性、有颜色和无色。它真是只变色虫，每时每刻都在改变它的面貌。” 这年的9月5日，拉瓦锡向法国科学院提交了划时代的《燃烧概论》，系统地阐述了燃烧的氧化学说，将燃素说倒立的化学正立过来。这本书后来被翻译成多国语言，逐渐扫清了燃素说的影响。化学自此切断了与古代炼丹术的联系，揭掉了神秘和臆测的面纱，代之以科学的实验和定量的研究。化学进入了定量化学（即近代化学）时期。所以我们说拉瓦锡是近代化学的奠基者。舍勒和普里斯特里先于拉瓦锡发现氧气，但由于他们思维不够广阔，更多地只是关心具体物质的性质，没有能冲破燃素说的束缚。与真理擦肩而过是很遗憾的。 拉瓦锡对化学的另一大贡献是否定了古希腊哲学家的四元素说和三要素说，辨证地阐述了建立在科学实验基础上的化学元素的概念：“如果元素表示构成物质的最简单组分，那么目前我们可能难以判断什么是元素；如果相反，我们把元素与目前化学分析最后达到的极限概念联系起来，那么，我们现在用任何方法都不能再加以分解的一切物质，对我们来说，就算是元素了。”在1789年出版的历时四年写就的《化学概要》里，拉瓦锡列出了第一张元素一览表，元素被分为四大类： 简单物质，普遍存在于动物、植物、矿物界，可以看作是物质元素：光、热、氧、氮、氢。简单的非金属物质，其氧化物为酸：硫、磷、碳、盐酸素、氟酸素、硼酸素。简单的金属物质，被氧化后生成可以中和酸的盐基：锑、银、铋、钴、铜、锡、铁、锰、汞、钼、镍、金、铂、铅、钨、锌。简单物质，能成盐的土质：石灰、镁土、钡土、铝土、硅土。拉瓦锡对燃素说和其它陈腐观点的讥讽和批判是无情和激烈的。这使他在创建科学勋绩的同时得罪了一大批同时代和老一辈的科学家。在《影响世界历史的一百位人物》中，在许多有关历史、科学史、化学史的书籍中，作者都对拉瓦锡总是突出自己的人格特点进行低调的描述和评价，指责他在《化学概要》里没有提起舍勒和普里斯特里对他的启示和帮助。但我们得看到，拉瓦锡确实具有非凡的科学洞察力和勇往直前的无畏精神。虽然不是他最先发现氧气的制法，但他通过制取氧气分析了空气的组成，建立了燃烧的氧化学说。氧气因此不同于其它气体，被赋予非凡的科学意义。拉瓦锡十分勤奋，每天六点起床，从六点到八点进行实验研究，八点到下午七点从事火药局长或法国科学院院士的工作，七点到晚上十点，又专心从事他的科学研究。星期天不休息，专门进行一整天的实验工作。拉瓦锡28岁结婚时，他的妻子只有14岁。他们一生没有孩子，但生活非常愉快。她帮助拉瓦锡实验，经常陪伴在他身边。在拉瓦锡的著作里，有很多插图都是他的妻子画的。1789年法国大革命爆发，三年后拉瓦锡被解除了火药局长的职务。1793年11月，国民议会下令逮捕旧王朝的包税官。拉瓦锡由于曾经担任过包税官而自首入狱。极左派马拉曾与拉瓦锡有过激烈的科学争论，心存嫉恨，便诬陷拉瓦锡与法国的敌人有来往，犯有叛国罪，于1794年5月8日把他送上了断头台。对此，当时科学界的很多人感到非常惋惜。著名的法籍意大利数学家拉格朗日痛心地说：“他们可以一瞬间把他的头割下，而他那样的头脑一百年也许长不出一个来。”这时，拉瓦锡正当壮年，是51岁。 四、化学学科的发展前沿 中国运动医学杂志000124 基因工程也叫遗传工程(Genetic Engineering)，是20世纪70年代在分子生物学发展的基础上形成的新学科。基因工程就是在分子水平上，用人工方法提取(或合成)不同生物的遗传物质，在体外切割、拼接和重新组成，然后通过载体把重组的DNA分子引入受体细胞，使外源DNA在受体细胞中进行复制与表达。按人们的需要产生不同的产物或定向地创造生物的新性状，并使之稳定地遗传给下代[1]。基因工程技术主要包括分离基因、纯化基因和扩增基因的技术，其核心是分子克隆技术。它能帮助人们从各种复杂的生物体中分离出单一的基因，并把它纯化，再把它大量扩增，用于研究。 20多年来，基因工程技术得到了迅速地发展，特别是限制性内切酶、DNA序列分析及DNA重组技术等三大技术的发现和应用，不仅把分子生物学提高到了基因水平，而且也把生物学与医学中的其他学科引上基因研究的道路，并取得了许多揭示生命秘密和生命过程的重大成就 ......