《迷人的温度》

第一章 37摄氏度 

不变的体温：恒温动物的体温恒定机制如何演化（大脑和身体活动的有效温度；新陈代谢效率；热传递和热传导，人类最初生活地区的平均气温可能决定了恒定体温值；主要原因-体内生化反应最优的温度） 

深入撒哈拉：体液的蒸发和降温效应（空气流动+表面有液体+环境湿度不太高，喘气和出汗，不同的降温策略，重点是控制中枢恒温，脱水） 

挺进南极：保温机制-短期：发抖产热；减少体表血液来降低皮肤温度，进而减少热传递。长期：增加脂肪；冬眠。陆生动物和水生动物降温机制的差异 

发烧：原因经常无法确定；对感染的认识；青霉素的使用； 

热度造成休克：发烧的好处-强化免疫系统功能；脊椎动物刚出现时就有下丘脑，于是动物界普遍对温度敏感且能调节温度； 

第二章 测量工具 

人类早先就能测量时间，距离，重量，但是对温度的测量直到17世纪才开始。 

第一缕火光：古人类对火的使用改变了他们的食谱和生活方式（烹饪根茎类，吓退动物，照明取暖-可以迁徙到寒冷地区）；对生火技术的改良影响金属加工技术和黏土烧制； 

温度计的发明：测量工具的发明并不具备科学意义，需要理解测量的意义，观察本身需要能够证明或推翻某个理论。度量的意义，只有在了解了度量的对象之后才会显现出来，即：度量需要目的。 一旦将压力固定，那么在摄氏0度左右时，温度每升高1摄氏度，所有气体的体积都会增加原来的1/273；反之亦然。摄氏零下273度，气体体积就会缩小到0。如果体积不变，则压力为零。零下273度是气体的最低温度，是为绝对零度。对热量本质的理解：燃素-热质-和机械能的关系 

蒸汽动力 

热力学三定律：热力学第一定律-热是能量的一种形式，而且能量作为整体是守恒的（容器中的热量相当于其中所有分子动能的总和）。热力学第二定律-一台将热能完全转化成机械能、效率达到100％的机器是不可能造出的。 

熵与生命 

第三章 认识地球 

哥白尼的和谐：公转对温度变化的影响（季节交替）；进动-地轴与公转平面的相对位置的轻微变化（赤道轴更长造成的）的影响理论，周期为两万两千年，地轴夹角不变； 

牧师，律师和鱼类化石专家：提出冰期的存在-灾变论、均变论、冰川移动论。 冰的循环：冰期理论-进动，偏心率，地轴倾角。米兰柯维奇循环：三个循环互相作用决定最低气温。 

冻土上的鲜花：研究冰层可以了解古代的气候，南极点附近的冰层可以追溯到四十万年前。除了米兰柯维奇循环计算的气温变化之外，还有一些气候突变。理论：洋流发生了偏移。可能的原因：冰盖融化。 

厄尔尼诺：厄尔尼诺-南方涛动现象ENSO。火山喷发与全球变冷。太阳黑子-微弱影响。 

温室效应的原理：温度与辐射的关系；温室气体的化学性质； 

温室效应的历史：对空气的了解过程-以太，二氧化碳，氮气，空气中的比例，温室效应的提出，影响气候变化的温室气体发现，对全球变暖的态度和关注 

温室效应-政治博弈：发达国家互相争斗，与发展中国家的分歧也日益严重 

第四章 极限生命 

巴顿和毕比的探海球：大陆漂移学说、板块移动；对板块分离缝隙的探索。 

烤蛤一区-深海热泉：深海压力下热泉温度可达350摄氏度，海底火山矿产丰富，财富和环境利益再次出现对立。热泉附近发现能在高温中生活的生物；与嗜热生物共生并为其提供营养的嗜热菌，是解开热泉孕育生命的奥秘。 

管虫及其体内的细菌：杀死细菌的巴氏消毒法是71摄氏度，而深海热泉附近的菌能在77度高温生存。地表也陆续有嗜热和超嗜热菌被发现。嗜热菌称为一个新兴的产业，耐高温的酶可以作为生物技术产业所需的催化剂。此外还有极低温、强酸、高盐度环境中生活的菌。当气候危机来临时，嗜热菌可能会成为生命火种。 

雪球地球：自然灾害会改变生物栖息地，促进自然选择。气候的突然变化会导致物种灭绝，开辟新的演化道路，产生新的物种。雪球地球时期的特征：冰冻-油炸事件（温度跳跃式变化）。7亿年前大陆集中在赤道附近，比海面反射更多热量早就较低的赤道温度；导致极地冰川向南扩张进一步降低赤道气温；结果整个地球被冰川覆盖。直到火山喷发释放大量二氧化碳；冰冻的地表没有植物和岩石降低二氧化碳浓度；于是失控的温室效应导致全球变暖。气温从零下五十度升高至零上五十度。 

生命的第三支：生命起源理论；对产甲烷菌的研究发现一个新的生命形式-古生菌。古生菌的发现影响对生命起源的解释及其探讨标准；地球最初几百万年的温度并不确定 

熔化地球：类地和类木行星在密度和大小上的差异是由形成时的温度决定的。强烈的流星撞击地表会引起气候变化，每十万年就可能经历一次。严重的会导致大规模物种灭绝，并促进新物种的繁荣。 

地外生命：在地球早期历史中，小行星还没有固定到今天的轨道中，大规模撞击频繁发生。其中一次撞击形成了月球，撞歪地轴制造四季，影响了地球自转产生日夜更替。陨石撞击产生的热量大部分留存在地球内部，至今仍是地球内部主要能源。生命来自外星的可能性。 

冰封两英里下的生命：最可能容纳生命的星球-木卫二。科技的发展使人类探索的领域越来越广阔。 

第五章 来自太阳的消息 

太阳核心：对太阳的了解过程；太阳核心产生能量的基本原理；链式核反应机制；对太阳核心温度的测量 

中微子：对太阳发射的中微子的捕捉，理论上每天一颗，实际三天一颗，可能有三分之二在到达太阳表面时发生了变化。根据捕获的中微子精确地测量出太阳核心温度 

热力旁白-伽莫夫、卢瑟福与核势垒 一颗恒星的诞生：据观察，太阳的能量是在一直变强，太阳过去比现在冷，意味着地球过去也应该比现在冷，而这不符合事实，除非地球上二氧化碳浓度曾经是现在的一千倍。并且可以推测地球温度将持续升高，步金星后尘变成死气沉沉。太阳温度达到最高后会膨胀称为红巨星，然后能量耗尽塌缩至白矮星。 黑洞和小绿人 

基本元素-氢和氦：早期宇宙历史：空间扩张、时间流逝、温度下降。其中只有温度需要具体研究。 

大爆炸和大挤压 

第六章 量子跃迁 

达拉第的完美气体 

最后的液体：氦气的分离是将所有气体液化的最后目标；地球的能量有两个来源-放射性和早期小行星碰撞产生并储存的热量；同位素的作用；昂内斯液化了氦气，后又发现了超导。理论物理可能是年轻人的天下，而需要积累的实验物理学家则可能年纪偏大。 

超导：制造了足够液氦的昂内斯团队开始研究物质在低温下的行为。理论上在绝对零度时，电子会停止运动，电流停止，电阻无限大。实验时却发现在极低温下电阻会降至零，温度超过那个温度后就会电阻变很大，此电阻消失现象称为超导。超导应用技术最关键的是温度，制造极端低温成本高昂。较高温度条件下实现超导的物质的发现使常温超导成为一种可能。 

二相性、不相容性和不确定性：量子力学有助于对超导的理解 低温世界 

爱因斯坦的冰箱：1925年量子力学的开始标志着爱因斯坦在学术界领导力的结束。他的理想是将广义相对论和电磁场论合并为统一场论，批评量子力学，尽管量子力学很大部分是建筑在他所奠定的基础之上的。他还在发明更好用的冰箱，并获得了几项其他专利。 

钱德拉的旅行