科学无国界我们是知识的搬运工福利时间今天我们将送出由科学出版社提供的优质科普书籍《天文学新概论》。
本书是作者在积累多年教学经验的基础上，结合天文学最新进展编写而成。
前四版已得到广大读者的认可，第五版修订增加了引力波、重子声学振荡、人类第一张黑洞照片、中国500米射电望远镜FAST、中国悟空号暗物质探测卫星和慧眼号硬X射线调制望远镜等内容。
本书可以使读者比较系统地获得关于天体和宇宙的各种知识，科学地认识神秘而和谐的宇宙，了解人类生存的宇宙环境及人类探索宇宙的科学方法、艰辛历程和未来前景，达到开阔视野、启迪人生、提高科学素养和综合知识水平的目的。
只要你认真阅读下面的这篇文章，思考文末提出的问题，严格按照 互动：你的答案 格式在评论区留言，就有机会获得奖品！作者：Jim Baggott翻译：重光审校：Nuor你也许是在纸质书、平板电脑或者电子书上阅读这篇文章。
不过这没什么关系，无论你在什么上面阅读这个，我们都有理由认为它是由某种东西制成的：纸、卡片、塑料或者在印刷电路板上包含的微小金属电子物品等。
无论是什么，我们都称其为物质。
它具有我们称之为坚固的特征，它具有质量。
但是物质到底是什么呢？设想一个立方体冰块，边长约1英寸（或2.7cm）。
想象一下，将这块冰块握在手掌中。
冰块很凉，且有点滑，在感觉上它几乎没有什么重量，尽管我们知道它有重量。
让我们精炼一下问题：这块冰是用什么组成的？此外，还有第二个的问题：什么是产生质量的原因？要了解冰块是由什么组成的，我们需要借鉴化学家的经验。
这些科学家以炼金术士建立的悠久传统为基础，区分出了不同的化学元素，例如氢、碳和氧。
约翰·道尔顿（John Dalton）和路易斯·盖伊·卢萨克（Louis Gay-Lussac）对这些元素的相对重量与气体的结合体积的研究，得出了这样的结论：不同的化学元素由具有不同重量的原子组成，这些原子根据一组涉及原子总数的规则进行结合。
当人们认识到氢气和氧气都是双原子气体H2和O2时，氢气和氧气的混合产生水的奥秘得以解决。
那么水就是由两个氢原子和一个氧原子—H2O—组成的化合物。
这部分回答了我们的第一个问题。
冰块由规则排列的H2O分子组成。
我们也可以开始第二个问题。
阿伏加德罗定律指出，1mol化学物质包含大约6×1023个离散的“粒子”。
现在，我们可以简单地解释1mol物质，因为其分子量按克数递增。
氢（以H2的形式）的相对分子量为2，这意味着每个氢原子的相对原子量为1。
氧（O2）的相对分子量为32，这意味着每个氧原子具有相对原子量为16，因此，水（H2O）的相对分子量为2×1+16=18。
质子和中子中约有99％的质量似乎无法解释假如碰巧我们的冰块重约18g，意味着它或多或少地代表1mol水。
根据阿伏伽德罗定律，其包含约6×1023个H2O分子。
这似乎为我们的第二个问题提供了明确的答案。
冰块的质量来自存在于6×1023个H2O分子中的氢和氧原子的质量。
但是，当然，我们可以想得更深。
我们从J.J.汤姆森（J.J. Thomson），欧内斯特·卢瑟福（Ernest Rutherford）和尼尔斯·玻尔（Niels Bohr）以及20世纪初期的其他物理学家中知道：原子中心都是重的原子核，原子核被轻的电子环绕。
随后我们了解到原子核由质子和中子组成。
原子核中的质子数决定元素的化学性质：氢原子有1个质子，氧原子有8个质子（这称为原子序数）。
但是原子核的总质量由原子核中质子和中子的和决定。
氢仅仅只有1个核子（原子核由1个质子组成，没有中子）。
氧的最常见同位素是——猜猜怎么着？——16个核子（8个质子和8个中子）。
这些质子和中子的数量与我上面所说的相对原子量相同，这显然不是巧合。
如果忽略轻的电子，那么我们很容易得出冰块的质量存在于氢和氧原子核中的所有质子和中子的结论。
每个H2O分子贡献10个质子和8个中子，因此，如果冰块中有6×1023个分子，并且忽略了质子和中子之间质量上的细微差别，我们得出结论，这块冰块总共包含108×1023个质子和中子。
到目前为止，一切看起来都很好，但是我们还没有完全解决问题。
现在我们知道，质子和中子不是基本粒子，它们由夸克组成。
一个质子包含两个上夸克和一个下夸克，一个中子包含两个下夸克和一个上夸克。
在这些较大粒子中则是通过胶子将夸克结合在一起。
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