资源简介

1 曹绍夔为和尚除怪
　　唐朝开元年间，洛阳有一座寺院出了一件怪事：寺里有一个磬，没有人敲打它常常自己“嗡嗡嗡”地响起来，把寺院里的和尚都吓坏了。
　
　　那个磬样子像个瓦钵，放在老和尚房里。老和尚每天早晚烧香念经，都要用椿锤敲磬。　　磬就发出“当！当……”的清脆的响声。可是不知怎么搞的，有时候，老和尚并没有敲它，它无缘无故自己响起来了。寺里的和尚以为出了什么妖魔，请了许多会法术的人来降妖伏魔，都没有结果。那个老和尚疑神疑鬼，吓得生了病。
　　老和尚有个朋友叫曹绍夔。他听说老和尚病得很厉害，就到寺院里去探望他，问他得病的原因。老和尚就把磬自己发出响声的怪事一五一十地告诉了他。曹绍夔很懂音乐，会修理各种乐器。他一面听，一面心里捉摸。他想：这个磬自己发出响声，决不是什么妖魔作怪，总会有什么原因。正巧吃饭的时候到了，小和尚到钟楼里撞起大钟，老和尚房里的磬又响起来了。曹绍夔心里完全明白了，他笑着对老和尚说：“你明天好好请我吃一顿饭，我来给你除怪。”老和尚不相信曹绍夔真能除怪，但是看他说得那么肯定，也许有一线希望，就真的办了一桌很丰盛的饭莱，把曹绍夔请了来。曹绍夔吃过饭，从怀里取出一把锉，在磬上这儿锉几下，那儿锉几下，锉了几处，他对老和尚说：“你放心吧，磬再也不会自己响了。”
　　打这以后，磬真就不再自己响了。老和尚问曹绍夔：“为什么那个磬被你锉了几下，以后就不再自己响了呢？”曹绍夔回答说：“这个磬的律跟你们钟楼里那口大钟的律正好相同。因此只要饭堂里的大钟一响，这个磬就跟着响起来。我用锉把磬锉了几下，它们的律就不相同了。所以撞那口大钟的时候，这个磬就不再跟着响了。”老和尚听了这番话，消除了心中的疑惑，病也就好了。曹绍夔所说的“律”，是现在我们所说的乐器的“频率”。什么是“频率”呢？就是乐器在发声的时候，每秒钟振动的次数。老和尚房里的磬和饭堂里的大钟，频率恰巧相同。小和尚一敲大钟，大钟振动起来，发出一定频率的声波。声波通过空气，传到老和尚房里的磬上，磬的频率因为和声波的频率相同，就跟着振动起来，发出了响声。这种现象，在物理学上叫做“共振”，或叫做“共鸣”。曹绍夔把磬锉了几下，就改变了磬的频率。磬的频率和大钟不相同了，就不会再跟大钟发生共鸣了。
10 比萨斜塔上创造的奇迹
　　传说在1590年，年仅26岁的伽利略在比萨斜塔上进行了落体实验。他特意邀请了一些大学教授来观看，许多人也闻讯前来围观。
　
　　只见伽利略身带两个铁球，一个重45.4公斤（100磅），一个重0.454公斤（1磅），像出征的战士一样，威武地登上塔顶。当他向人们宣布，这一大一小的两个铁球同时下落，将会同时着地的时候，塔下面的人像开了锅似的议论开了：“难道亚里士多德真错了？这是绝对不可能的！”“这家伙准是疯了！”……
　　伽利略听到这些议论和讥笑，坦然自若，他胸有成竹地大声说：“先生们，别忙着下结论，还是让事实出来说话吧！”说完，他伸开双手，使两个铁球同时从塔上落下来，只见它们平行下落，越落越快，最后“啪”的一声，同时落地。面对无可辩驳的实验事实，那些亚里士多德的忠实信徒，一个个瞠目结舌，不知所措，只好灰溜溜地走开了。比萨斜塔实验不但推翻了古代权威的错误学说，结束了它对学术界近两千年的统治，而且开创了近代科学实验的新纪元。
　　今天，懂一点物理学的人都知道，轻重、大小不同的物体，从同一高度同时自由落下，要是没有空气阻力，它们必定同时着地。但是，在16世纪以前，人们都相信古希腊的权威亚里士多德的学说。他认为：物体下落的快慢是由物体的重量决定的，物体越重下落越快，比如10公斤重的物体下落，要比1公斤重的物体快9倍。在那个时候，教科书上是这样写的，大学教授也是这样讲的。
　　不过，还是有人怀疑，伽利略就是其中最著名的一位。他经过认真思考，反复实验，确认“物体越重，下落越快”的学说是错误的。要知道，当时在欧洲人的眼里，除了上帝，只有亚里士多德是绝对正确的。谁胆敢反对他，说他的不是，那是大逆不道。勇敢的伽利略坚持真理，义无反顾，决定当众实验，公开向古代权威挑战。
　　也许少年朋友会说，要是伽利略在斜塔上同时放下一个纸球和一个铁球，那么一定是铁球先落地。的确是这样的。当纸球还在空中飘荡的时候，铁球已着地了。这是不是亚里士多德的学说是正确的呢？
　　亚里士多德很可能正是从这类现象中得出结论的，但是他被假象迷惑了。事实上，物体在空气中下落，都要受到空气阻力。纸球轻，空气阻力的影响大，不可忽略；铁球重，空气阻力的影响小，可以忽略。如果在真空中进行纸球和铁球同时下落的实验，排除了空气阻力的影响，它们是一定会同时落地的。
100 巴格达古墓里的惊人发现
　　1976年6月，工人们在巴格达近郊建筑铁路时，挖掘到一座由一块石板盖着的古墓。在后来连续两个月的发掘中，考古学家找到了许多古物，其历史可以追溯到公元前248年至公元前226年的波斯王朝时期。
　　从这些古物中，他们还发现了一些奇怪的东西——陶制器皿、锈蚀的铜圆筒和铁棒。伊拉克博物馆的负责人、德国考古学家威廉·柯伟尼切说：“我们几个都仔细地看了。陶制器皿类似花瓶，白色夹杂一点淡黄，边沿已经破碎，高15厘米。铜制圆筒是用沥青固定在陶器底部的，直径为2.6厘米，高9厘米，顶端有一层沥青绝缘体。铜筒中有一根锈迹斑斑的铁棒，一端高出绝缘材料1厘米，有一层灰黄色的物质覆盖着。铁棒的另一端并不连接铜筒的底座，而是竖立在3毫米厚的沥青上。大家很自然地会想到它的用途，答案是离奇的。我们把它一件一件地拆开，又按它的原样重新装配。很显然，只要加上酸溶液或碱溶液就能工作……”他认为，这应是古代的原始电池。
　　威廉·柯伟尼切回到德国以后，把他在巴格达得到的古物和在柏林博物馆里的伊拉克古物——铁棒、沥青绝缘体、铜圆筒（锈斑可能是酸性物质的作用所致）组合成了10个电池。威廉认为，古代人很可能是把这些电池串连起来加强电力的，他们制造这种电池的目的在于用电解法给塑像和饰物镀金。英国科学博物馆馆长、物理化学家华尔特·温通访问巴格达时说：“如果你告诉任何一个自然科学家，早在世界上第一个电池的发明者伏特和伽伐尼之前约15个世纪，世界上已经使用电池，他肯定会说你是吹牛，是危言耸听。当我第一次听到这个消息时，我的反应也是这样，我心想，这若不是分析研究方面的错误，便是蓄意的伪造，因为这个现象如果得到证实，那就会是科学史上最剧烈的震动。”前联邦德国考古学家阿伦·依及布里希特博士进一步证实了柯伟尼切的观点。他仿巴格达电池制造了几个组件，从新鲜葡萄里榨出汁液，将葡萄汁倒入铜筒内，这时，他看到和电池连接的电压计指针立即移动起来，显示电池有半伏特的电压。
　　依及布里希特有一尊公元前400年古埃及主神兹里斯的银像，银像外面镀着一层既薄又软的金箔，用粘贴和压嵌的方法显然是做不到的。他想，是否古人已经使用类似巴格达电池一类的工具，用电解法镀的金呢？为了找到答案，他又做了一次试验。他把一座小银像悬挂着浸没在金溶液中，然后用巴格达电池的仿制品对它通电，2个小时后，获得了镀金银像。
　　在美国，曾经对巴格达电池进行了两次摹拟试验，科学家成功地从电池中获得0.5伏特电压，可持续18天之久。在这些试验中，他们使用了多种溶液，其中有浓度为5%的醋、葡萄酒、硫酸铜、亚硫酸等。上述物质在当时已为人们所用。参加试验的科学家认为，在巴格达郊区发现的这些古物除了生电外，别无他用。
101 伏特电池
　　几年前，曾有过这样一篇报道：瑞典一位失明了23年的妇女，拔去几颗蛀牙以后，重见光明了。医生分析了她重见光明的原因：失明前她补过牙齿，补牙的东西里含有金和银，这两种金属和唾液作用形成了一个小“电池”。“电池”发出的微弱的电流刺激了她的神经。由于她对这种刺激特别敏感，便失明了。如今“病根”一除，便复明如初了。
　　因为补牙而失明当然是一种极罕见的现象。但是，两种金属遇见盐类、碱类或酸类形成一个电池，倒是千真万确的。1791年，意大利物理学家伏特看到了他的同乡伽伐尼教授介绍动物电的论文。伽伐尼发现把青蛙腿放在一块铁板上，当勾青蛙的铜丝和铁板一碰，蛙腿就收缩一下。通过实验伽伐尼得出结论：蛙腿收缩是电击的作用，青蛙的神经能产生电流。他称这种电流为“动物电”。许多著名的学者都同意“动物电”的论点。可是，善于思索的伏特没有盲从。他进一步进行实验，用两块金属做成一个弯棒，一头放在嘴里，另一头和眼睛接触，接触的瞬间眼睛有光亮的感觉。他又用舌尖舔着一个金币和银币，当用一根导线把金币和银币接通时，舌头就会尝到苦味。由此伏特推想：电流不是青蛙的神经产生的，产生电流的本质在于不同的金属的接触，而青蛙只是电流的传导者和检验者。
　　为了证实他的想法，他制做了一个验电器，用来检验微小的电压。当他把一个锌制的圆片和一个铜圆片直接接触到一起以后，发现锌带正电，铜带负电。他废寝忘食地继续实验其他金属，发现许多金属都有这种性质。伏特把这种现象叫接触电位差。
　　但是，把两种金属片直接接触，不能产生恒定的电流。伏特又想起了伽伐尼的蛙腿实验。蛙腿中含有水，水里溶有各种物质，会不会是它们在起作用呢？于是，伏特把一张硬纸放在盐水中浸湿，然后夹在铜片和锌片之间，果真得到了比较稳定的电流。伏特高兴极了，他把许多铜片和锌片交错叠起来，中间都夹上浸有盐水的纸片。在这高高的一堆金属片上下，各引出一根导线，两根导线相互靠近时，便发出火花和爆炸的声响，甚至能把人的手臂击麻。伏特发明的电池，使人类第一次得到了稳定的电流，结束了靠摩擦起电研究电学的历史。科学家们用伏特的电池进行各种科学实验。但是，当人们把伏特发明的电池称为伏特电池时，伏特却谦虚地说：“应该叫伽伐尼电池。”所以，物理学上的伏特电池和伽伐尼电池指的是同一个东西。人们为了纪念伏特的功劳，1881年，在国际电力学代表大会上把电压的单位命名为“伏特”。
102 柠檬电钟
　　1980年1月7日，一家外国报纸登载了一条引人注目的消息：英国伦敦钟表修理匠东安尼·阿希尔先生做了一只新颖别致的电钟。
　　电钟本身没有什么特殊的地方，引人注目的是带动电钟的动力，昼夜不停地运转了5个月之久的动力，竟是一只由柠檬做成的电池。
　　柠檬，这是水果呀！它怎么能发电呢？
　　阿希尔先生自豪地回答：“能。尽管那只柠檬的表皮都已经干皱了，只要柠檬里还有汁，它就能发出电来。”这则消息引起了科学家的极大关注。
　　一只小小的柠檬竟能持续发电达5个月之久。目前有哪一种电池能够具备这样既便宜又实用的优点呢？光是这一点，就够叫科学家们兴奋的了，更何况，水果发电，既不污染空气，又不污染环境。它是多么理想的能源啊！
　　伦敦市蓄电池实验室的厂家人员立刻拥到市场上去，采购柠檬、柑桔和葡萄等各种各样的水果，实验室成了水果店。穿着白衣服的发电专家们围着一堆堆的水果忙碌着。他们按照阿希尔先生的办法，细心地把一块锌片和一块铜片插到柠檬里面，然后接上导线，成功了！
　　柠檬电池果然带动电钟的电动机旋转起来。应用柑桔做电源的电动时钟也走动起来了。
　　水果汁能够发电，这并不是什么新的发现，人们早已知道这里面的秘密：将锌片和铜片插到稀硫酸或其他酸的溶液里，就能做成一个简单的化学电池。
　　柠檬电池之所以能够发电，它的道理和化学电池发电的道理一样，柠檬汁就好比是化学电池中一种带酸的液体罢了。不过，阿希尔发明的绝妙之处不在这一点。普通的化学电池只要参加化学反应的稀硫酸用完，电流就中止。而柠檬电池却是有生命的植物制作的，在它完全干瘪之前，由于植物细胞仍旧具有新陈代谢能力，能不断地和空气、阳光作用，能不断产生新的柠檬汁进行补充。
　　尽管阿希尔先生不是一位科学家，他却解决了一个能源自动补充的难题，使科学家们赞叹不已。阿希尔先生对自己的发明也感到十分兴奋。他说：“如果一只柠檬就能使小马达一个月接一个月地转动，想想看，要是用一口袋的柠檬去发电，该能得到多大的动力啊。”从此，这位50多岁的老人整天和各种水果打交道，以至使他的老伴认为他大概“疯”了，其实他是在寻找更多的“活”电池。
103 怒发冲冠
　　1987年8月，一队登山队员遇上大风，坐在尼龙帐篷里休息，不料有几位队员的头发竖立了起来，宛如“怒发冲冠”。正当队员们议论纷纷，迷惑不解的时候，随队考察的科学家进来了。
　　科学家问清原由，他说，这是静电现象。在日常生活中，我们经常碰到静电现象。在干燥的空气里用塑料梳子梳头的时候，头发会被梳子吸引；晚上脱毛衣时，能够听见噼噼啪啪的响声，看见小小的火花。那小小的火花就是电火花。因为同性电荷会互相排斥，异性电荷会互相吸引，梳子和头发生的电荷不同，所以头发会被梳子吸引。登山队员坐在尼龙帐篷里，由于山上风大，空气干燥，风和尼龙摩擦会使帐篷带上静电，于是就把登山队员的头发吸起来了。形成了“怒发冲冠”的架势。
　　静电是人们在日常生活和工业生产中经常遇到的现象，它会使工业生产降低效率、影响质量，甚至引起火灾和爆炸，造成重大损失。
　　在目前多种消除静电的方法中，放射性静电消除器由于结构简单，使用可靠，所以深受人们欢迎。放射性消除静电是利用放射性同位素在衰变时能发射带电粒子，使空气电离产生正负离子的原理制成的。当消除器靠近带有静电荷的物体时，消除器和带电体之间就构成一个电场，在电场作用下，正负离子各自向相反方向移动，从而中和带电体的表面电荷。
　　使用放射性静电消除器时，只要用螺钉把它固定在离物体2～3米处，并通过设备接地就可以工作了。平时不需要特别的维护。这种消除器的能源就是放射性同位素衰变时发射的粒子，不需电源，它不发热，不打火，也不电人，特别适合在易燃易爆环境下使用。
　　条状静电消除器，一般宽约2厘米，厚不到1厘米，长度根据带电体的宽度而定。如在纺织厂的梳理机上装上它，可大大减少飞花和断头；装在印刷机上，能摞齐印张，加快车速；在造纸厂的切纸机上装上它，切纸时不受静电干扰，减少纸张损失；在胶片生产中装上它，可避免和减少静电灰雾……。对于各种不同形状带电体，则可生产不同形状的静电消除器以满足需要。
104 沙漠中的“妖怪”
　　1980年春，美国为营救被伊朗扣留的“人质”，实施了一个绝密计划。4月24日晚，凭借夜幕掩护，8架“海马”式直升机秘密飞往伊朗。不料，飞行中途突然刮起大风，“沙暴”拦路，顿时星月无光，四周一片漆黑，看不见地面丁点儿踪影。凑巧机上的红外扫描仪又失灵，通信联络像受雷电阵发性干扰一样，断断续续，时通时不通。此时空中的8架“海马”乱了阵脚，盲目转游，最后两架飞机失事坠毁，一次绝密行动失败了。
　　少年朋友也许会问：什么是沙暴，是怎样形成的，为什么会干扰通信？
　　沙暴是沙漠戈壁地带一种常见的奇特自然现象。就像人们常说的那样：“沙漠的天，小孩的脸，一日三变。”刚才还是晴空万里，风和日丽，刹那间，天昏地暗，狂风呼啸，飞沙走石，有时风速高达每秒30米以上，整个空间成为风沙弥漫的世界，这就是沙漠中的“妖怪”——沙暴，俗称“黑风”。
　　这是因为，在干旱的沙漠地带，年降雨量极少，一般不足15毫米。个别久旱的沙漠，年降雨量还不足3～4毫米，真是水贵如金。在每年的春、夏季节里，由于大气低层的“冷气垫”随着暖流的到来而消失，冷热气流便开始了上下频繁而迅速地交换，尤其是酷暑盛夏，地面温度很高，这种冷热气流的交换进入极盛期，当对流形成的风力超过地面沙粒重量的几十倍至几百倍时，沉睡的沙粒就会魔术般地离开地面并快速旋转，有时转速可高达每秒30000转。在气流强劲的升力作用下，地面表层上的沙粒腾空而起，形成飞扬的沙流。其中较重的沙粒在地面上成抛物线式移动；那些轻的沙粒竟好像长上了翅膀一样，越升越高，如同云朵悬浮在天空成为浮尘，这就是沙暴产生的原因。这些来自地面的浮尘，也并非安分守己之物，它们在风力的作用下，相互剧烈摩擦，致使有的沙粒因失去了电子而带正电；有的因获得了电子而带负电。这些带电沙粒在空气中随风运动，就形成一种不规则的电荷运动，而且电荷越多，流速越快，其“电流”就越大。由风沙产生的变化“电流”，产生变化不定的磁场，并在摆动的架空线路两端产生感应电压。这种外加的干扰电压会干扰有线电通信，特别是对无线电通信危害更甚。在沙暴严重时，可以看见在收、发天线上产生瞬间放电的火花，耳机中还不时地出现海涛般的干扰声。尽管通常沙暴出现时，不像大气中常见的瞬间放电那样大动干戈，既没有震耳欲聋的雷鸣，也没有耀眼的闪电，可是这种沙粒放电却能对通信形成“地毯式”干扰。有时，噪声幅度比大气放电的噪声还高几十分贝，对中波短波及超短波电台均有影响。遇有强沙暴时，甚至会导致通信中断一阵子。
　　近几年来，人们还发现，沙暴对通信的干扰虽然一般发生在低层大气中，但强烈的沙暴也能左右高空电离层的正常分布，使大片地域的通信深受其害。这种干扰的时间虽然不长，但对现有的常规通信手段，如架空明线、无线电台、电视转播，卫星通信及雷达等均有影响。
105 无形的杀手
　　1975年，世界卫生组织发现在芬兰的库奥皮欧、约恩苏、伊洛曼齐等几个城市，心脏病发病率居然遥遥领先，经过反复调查，真相大白了。原来，这几个城市都与苏联用来发射强大微波束用以监视美国导弹的微波台毗邻，其中又以伊洛曼齐为最近。1976年，美国五角大楼的一份报告说：“人们过分地置于微波之中会诱发心脏病。对青蛙的试验表明，跟心脏搏动次数相等频率的发射机会导致心脏的停搏。”目前，微波正愈来愈多地应用于军事、工业、医疗，以及厨房所用的快速加热炉。
　　迄今为止，对微波的研究已经证明，长时间置于微波中，是人们忍受不了的，对人们的健康威胁极大。为此，一些国家已制定了环境中最高的微波标准。如在前苏联，规定最高量是每平方厘米0.1毫瓦；美国则规定为每平方厘米10毫瓦。
　　红外线和紫外线都是一种人眼不能感知的电磁波。红外线比普通可见光传播距离远得多，有很强的热作用。可能造成与烫伤相似的皮肤伤害。大面积的红外线照射，还可导致全身体温升高，从而造成高温烧伤。紫外线主要使皮肤产生红斑，甚至形成水泡，脱皮等，波长在2800～3400埃的紫外线，还有很强的致癌作用！
　　本世纪初，人们发现气体分子能电离成正、负电子。正常空气中，每立方厘米大约有100～2000对离子。人体每分钟大约吸进500～2000对离子（这里所说的“对”，就是正负离子“成双配对”的意思）。但是，由于电器、马达等大量地“吞噬”着负离子，正离子常比负离子多些。很多实验表明，负离子对人体健康起着重要作用。如将动物置于没有负离子的大气环境中，2～8天内就会死去。此外，负离子对必需的氧，对病毒和细菌的扩散繁殖以及对于机体内的电磁水平都起着重要作用。大气电离现象的生物化学作用使人们逐渐弄清楚：减少负离子数目，会对机体产生有害的影响。比如，在生活环境中，负离子过多，可以使人舒适、兴奋、头脑清醒、工作效率提高；正离子过多，则能引起头痛、鼻塞、鼻痒、嗓音嘶哑、喉干、头晕、疲乏、瞌睡、恶心、虚弱等不适感觉。
　　人们通过长期研究后发现，纵横交错的高压线，除了破坏环境的美观外，在其周围产生的静电场会制造出很多麻烦。前苏联反复实验表明，在高压线下长期工作，可能会使血液、心血管系统及中枢神经不正常。
　　美国纽约州的一位外科医生将一些老鼠长时间置于电场中，发现其中一些出现肿瘤，一些患上了红眼病。所有这些老鼠的血球数目、蛋白质以及脾脏也都产生病理性的变化。如把人置于一个频率固定的电场中，也发现血脂发生了变化。在德国，每年有几千婴儿死因不明。但德国电气工程师依格昂·厄格尔特发现这些死亡大多发生在电气化铁路、无线广播电台发射台、雷达站附近。
　　经过研究，人们认为无线电广播发射机、电视广播发射机、雷达设施、电气铁路、核电站等发射出的强大的电磁辐射，能损害人的血液和眼睛，能损伤染色体，使胎儿出现畸形，甚至还会导致中枢神经失常。
　　电磁辐射，不仅威胁着人的健康，酿成无穷的隐患，而且由于电子产品数量迅速增加，漂移不定的电子到处游荡，不仅严重地干扰了电视和无线电收音机的接收；影响了家庭日用电子产品的使用；还会导致生产单位的电子设备操作失灵。为了尽量减少电磁污染对人类的危害，在设计电站和安装变压器以及大型电器设备时，一定要规定离开居住区的安全距离，对发射源应该建立必要的屏蔽。比如最近人们选用聚乙烯树脂与碳化硼制成的防热中子屏蔽板材，就能将辐射拒之于门外，从而减少其危害。在高压线等电器周围工作的人，要尽可能避免直接暴露在电磁场之下。随着科学的发展，人们对电磁污染的认识已经越来越深入，我们深信，人们完全制服它的日子，也为时不远了。
106 爱因斯坦测试特异功能
　　少年朋友，如果有人说，他能知道你正在想什么，你信吗？很多人都会说不信。大物理学家爱因斯坦也这样认为。传说他曾经亲自测试过这种事。一个名叫沃夫·梅森的人，他说他有这种特异功能。一天，爱因斯坦正和一位学者谈话，梅森来了。见到梅森，爱因斯坦忽然想起一件事。不料，梅森立即转身到隔壁房间拿来一把剃须刀。爱因斯坦大笑起来，原来他刚才想的就是“刮胡子”。
　　这件事虽然只是传说，但是一些科学家确实在探索这个问题。不久前，在前苏联的一次机器人展览会上，一台“生物电操作器”吸引了很多人。把一只金属手镯套在人的手臂上，只要套手镯的人脑子里想着“握紧拳头”，远处的机械手便立即握紧；当想到“松开手”时，机械手的手指也马上松开了。这说明了什么呢？说明思想并不像人们过去认为的那样，是装在大脑里摸不着的东西，它是物质的，可以通过导线传导。
　　当一个人的大脑在想事的时候，就会有生物电活动，通过导线的传导，机械手上的接收装置把这些生物电流放大，形成了操作机器的命令，机械手就随着人的思维握紧或松开手指。
　　人的思想能通过导线指挥机器装置，那么，能不能不通过导线，而以电波的形式直接传给另一个人呢？1979年，美国两位博士宣布，他们用计算机已经能把人思维时的脑电波翻译成词，并已鉴别出27个词的脑电波图形。
　　他们像做电脑图那样，把脑电图机的电极连在被试验的人头上，然后，要求接受试验的人重复想某一个单词，比如：“杯子”。当想到“杯子”时，人的脑子里就会出现杯子这个词的意念，这种意念又会呈现一定的脑电波波型。这样计算机就能把这个词的脑电波波型记录下来。后来多次试验证明：不论是谁，只要是说出或默想起“杯子”这个单词，计算机的荧光屏上就会出现相同特征的波型。
　　这些研究告诉人们：思想也是一种电波。将来也许有一天，人们真的能够用特殊的接收机收到人脑电波，然后输入计算机翻译成词，这样，就能了解人在想什么了。少年朋友，你愿意为这一天早日到来而去努力奋斗吗？
107 橡胶也能导电
　　一个燥热的夏天，有一辆汽油运输车在路上飞驰着。突然，一声巨响，车上的贮油罐爆炸了。这是怎么回事呢？
　　事情是这样发生的：当汽车在飞驰时，干燥的空气和汽车车身的金属相互摩擦产生了电，虽然大地能传电，但是汽车轮胎的橡胶是绝缘体，不能把因为摩擦而产生的电及时送进地里，因此车身上的电越聚越多。这样，事情就麻烦了，如果汽车一旦碰到了树木、墙壁以及其他突出地面的东西，就会产生强大的电流流入地里，同时也会产生火花。火花点燃了汽油，汽油迅速燃烧而导致爆炸。
　　如何避免这个灾祸？人们想出了一个办法，就是在装载易燃品的货车上垂下一根铁链，与地面保持经常的接触。以便输送电到地里。但是，科学家们认为这个方法还不是长久之计，于是进行了一系列的研究。结果一种导电的橡胶应运而生了。所谓导电橡胶，说来也很简单，就是在橡胶内掺进一些导电性能良好的金属粉末，使它变成电的导体，同时还保持着不被氧化、重量较轻等优良特性。
　　导电橡胶一出世，立即显示出非凡的才能，人们从它身上找到许多宝贵“品质”。譬如说，把它接上电源，就可以制成取暖袋和被褥，人们穿上它可以在冰天雪地里不感到寒冷。还有，由于导电橡胶不受外界温度变动的影响，能够始终维持一定的温度，因此可以制成恒温加热器，这在化学工业和食品工业中是非常需要的。用导电橡胶制成的柔软的恒温橡胶布，还可以作成人工孵化器，它能够和鸡蛋紧密的接触而获得同母鸡一样的孵化条件。
　　奇妙的事情接连发生，科学家们进一步研究发现，由于导电橡胶保持有弹性，在不同的温度、压力、拉力下，通过电流的能力也就发生很大的变动，因此可以作为各种自动控制设备中的测量仪表等。更有趣的是用铝粉制成的导电橡胶，只能传导交流电，而对于直流电仍然是绝缘体。这种铝粉的导电橡胶，可以做无线电中把交流电变成直流电的整流滤波器，以及铁路线路上的自动化线路闭塞器。
108 两栖“侦察兵”
　　我国历代都用水晶雕刻高级器皿。传说，汉武帝把一个十分精致的水晶盘赐给董偃。董偃在水晶盘里放了冰，放在桌子上。家里的人竟看不出冰下面还有个盘子，擦桌子的时候使劲一抹，结果冰和水晶盘同时落地，水晶盘打得粉碎。
　　到了魏朝，使用白色和紫色的水晶来装饰宫殿。纯净的水晶是无色透明的，如果含有一点杂质，就会呈现出紫色、烟色、墨色或黄色，显得更加美丽。水晶像泉水一样清澈透亮，古希腊人把它当作冰的化石，其实它跟水毫无关系。水晶是石英的晶体，是最纯的透明的石英。
　　远古时代，周口店的北京猿人用的石器，多半是用石英敲打成的。北美古印地安人的坟墓中，也找到过水晶制成的箭头。可以说，石英是人类最早认识和利用的一种矿物。直到100多年前，著名的法国物理学家居里才使水晶跳出了石器和装饰品的圈子，进入了科学技术领域。居里在一次实验中发现，切一片水晶薄片，把它夹在两块金属片中，如果施加上压力，水晶薄片会产生电流。这种现象叫压电现象。第二年他又发现，在水晶薄片上通过电流，水晶片会缩短或伸长，这叫反压电现象。这个发现，为水晶的使用开辟了广阔的前途。
　　第一次世界大战期间，德国海军首先使用了潜艇。当时，法国海军没见过这种从水里钻出来的军舰，更不知道怎么探测这种藏在水底下的军舰。法国政府要求著名的物理学家郎之万教授，找出一种有效的搜寻潜艇的办法来。郎之万决定利用超声波。他经过很多次实验，设计了一种超声波发生器，利用的原理就是压电现象，主要部件就是水晶片。法国海军有了这种超声波探测仪，加强了对德国潜艇侦察的能力。超声波的应用越来越广泛，水晶也成了人类的“眼睛”。在海上，它帮助人们发现水下的暗礁、鱼群和沉船；在医院里，帮助人们探测隐藏在皮肤下面的癌细胞；在工厂里，它帮助人们探测金属内部有没有气泡和裂缝……水晶的压电现象还应用到无线电设备中，帮助人们获得稳定的高频电流。
　　和人们的日常生活有密切关系的钟表，也用到了水晶。天文台用来“保存”准确时间的，大多是石英钟。这种钟非常准，几年几十年才差一秒。早期的石英体积庞大，经过不断改进，体积逐渐缩小，终于在1967年制成了石英电子手表。在石英手表内，水晶振荡器代替了摆轮和游丝。这就是人们说的第三代电子表，最精密的每年误差只有3秒钟左右。
109 偶然的发现
　　80多年前，美国科学家贝克兰正在研究一种新的有机物质——酚醛树脂，这是一种半透明的液体。有一次，他养的猫把瓶子打翻了，酚醛树脂流了一桌，撒在一块奶酪上面。奇怪的是，软软的奶酪竟因此变得光滑而坚硬。
　　对于这偶然的现象，贝克兰没有轻易放过，经过反复研究和实验，终于搞清了，把酚醛树脂和奶酪，或者把酚醛树脂和松散的木粉搅和在一起，会立刻变得异常坚硬、光滑。这确实是一种还没有被人们发现的新物质，这就是今天被广泛应用的“电木”。电木不怕酸和碱的腐蚀，加热后很容易成型，便于制造各种生活用品；同时又具有另一种重要性能，就是不导电，所以，电灯灯口、开关插座、电表外壳等绝缘部位都用它。
　　历史上这种偶然发现还有不少，但必须碰见知识丰富的“有心人”。一是不轻易放过，二是追究它的原因，才能导致重大的发现。在科技高度发展的今天，这种科学的灵感，与众不同的“慧眼”，还是十分重要的。
　　1975年，美国费城的艾伦教授到日本访问。当他参观东京技术学院时，在实验室发现了一种奇异的薄膜。这种薄膜又像塑料，又像金属，银光闪闪。于是便询问这是什么物质？陪同的白川教授不以为然地说，这是个外国学生做高分子聚合实验时的“废品”，这银光薄膜放在实验室里整整五年，做为不按导师指导实验而发生“事故”的见证！而艾伦教授却找到出“事故”的学生，详细询问了实验的过程：配料的比例，银光薄膜的特性。当他得知这种薄膜还具有导电性能时，一种大胆的设想油然而生——能不能发明一种能导电的塑料呢？这是一个颇有见地的设想。自从1868年发明第一种塑料（赛璐珞）以后，塑料广泛用在绝缘设备上，这已成定论，不信，请看各国的字典、辞海上，都明确记载着塑料是绝缘体。
　　艾伦教授独具慧眼，不受旧观念束缚。他当即决定，邀请白川教授去美国宾州大学，专门研究这种银光塑料。他们克服重重困难，进行了种种配方的大量实验。当有一次将少量碘加入这种塑料时，奇迹发生了！银光塑料的导电性能出现了巨大变化，导电率一下子提高了3000亿倍！这样，世界上第一种没有金属做导电介质的塑料问世了。并且从此打开了塑料在电气和电子工业上做为导电器件的大门。科学家发现导电塑料具有巨大的潜在用途。许多科学家和公司加紧研究，世界上仅在1984年发表的重要论文达200篇。
　　导电塑料质量轻，便于成型，可代替金属做导线，可制成塑料电池（另一极为锂）代替沉重的铅蓄电池；还可以制造廉价的太阳电池薄膜，直接将太阳能转换成电能。通过对导电塑料的研究，科学家们受到启发，并已经开始研究如何配制各种特殊性能的塑料。这种定向研究，必将给人类带来新的美好前景。
110 神秘的“损伤电流”
　　1958年，美国纽约州有一位名叫贝克的医生，他把蝾螈的一条条腿切除后，看到伤口周围的肌肉在微微地颤抖。他用一个灵敏度很高的电流计来测量，发现伤口周围有电流！随着电流的作用，蝾螈的断肢就开始再生：起初电流较强，再生速度也较快，后来电流逐渐减小，等到腿完全长好，电流也就消失了。
　　贝克又用青蛙等动物作实验。这些动物虽然没有断肢再生的本领。可是在它们身上也测到了这种神秘的电流。由于这种电流是动物身体受到损伤之后产生的，贝克医生就称它为“损伤电流”。这种“损伤电流”是从哪儿来的，有什么作用呢？贝克医生认为，动物身体某处的细胞组织受到损伤，疼痛就刺激神经中枢，神经中枢便向有关细胞发出修复组织的信息。损伤的细胞组织依据这种信息指示的修复次序和速度等，对机体进行修复。这种信息的表达方式就是“损伤电流”。
　　贝克医生还认为，这种“损伤电流”所传递的信息，指示血液把营养输送到损伤部位，形成细胞的原生质，然后伤口上不断地形成新的细胞组织，逐步进行修复。为了证实这个假设，贝克医生和他的学生们继续探索这种神秘的信息。他们用不同强度的电流和青蛙的血液接触，寻找需要多大的强度，才能使血液里的红血球转变为原生质。经过反复试验，他们终于在1970年发现，当电流强度为十亿分之二到三安培的时候，青蛙的红血球就会很快地生成原生质。青蛙损伤电流的“秘密信息”终于被贝克破译。通过多次实验，贝克医生还证实，损伤电流是一种普遍现象，不仅低等动物有，高等动物也有。就拿人来说吧，皮肤破了以后也能产生“损伤电流”，不过比起低等动物来要少得多，所以不能使失去的机体再生。
111 把电能贮存起来
　　1911年，荷兰物理学家卡墨林·昂内斯发现，水银冷却到零下269摄氏度的时候，不但变成了硬邦邦的固体，而且连电阻也消失了。
　　如果用水银做成一个线圈，放到超低温环境中，那儿只要给线圈通一次电流，电流就会在线圈中永不休止地流动。这就是有趣的超导电现象。
　　如果选用在超低温下具有超导电性质的物质——超导体，绕成线圈来贮存电能，不就成了很理想的电能贮存仓库了吗？
　　有人试验把一种性能优良的超导材料钛铌合金，做成多股电线，绕制成超导线圈，浸在接近绝对零度（-273℃）的液态氦里。把多余的电能经过交直流变换器变成直流电后，送入超导线圈中去，电流便在线圈里无损耗地流动着。一旦需要，随时可以从线圈中取出电流，再变成交流电使用。超导贮能的效率可高达90%以上，而且贮存的容量大，一个直径为100～200米的超导线圈，能够贮存容量为300万千瓦的发电站一整天的发电量！
　　小朋友玩的惯性小汽车，只要把车轮在地板上蹭几下，再往前一推，小汽车就能奔跑好一段路。它没有发条，也没有电力，怎么能跑得那么远呢？
　　原来惯性汽车里装着一个奇妙的东西——铅制的边缘较厚的的圆盘——飞轮。
　　飞轮的质量较大，而且质量集中在边缘，所以转动之后惯性很大。只要用能量使飞轮转动，飞轮就把能量变为动能贮存起来。待小汽车一着地，旋转飞轮积蓄的动能就释放出来，驱动汽车前进。这不跟蓄水池中储水放水的道理差不多吗？
　　能不能叫飞轮这种惯性蓄能器来贮存电能呢？能，有人设计了这样一种装置：把飞轮与一台能变速的电动发电机组连接起来，一同安放到一个封闭的容器中，当用电低峰时，电动发电机起着电动机作用，带动飞轮“哗哗”地高速旋转，把电网多余的电能变为飞轮的动能贮存起来；在用电高峰时，电动发电机组又自动摇身一变为发电机，被飞轮积蓄的能量带动，发出电流，补充电网中电力的不足。据试验，用高强度纤维复合材料制成一只直径为4.58米，重达200吨的飞轮，让它以每分钟3500转的高速飞转，可以贮存2万千瓦小时的电能。
　　科学家们正在研究的还有压缩空气蓄能、氢气蓄能、蓄电池蓄能等。不久的将来，将会有更多更完善的大型电能“仓库”为电力工业服务。
112 大商店防盗新技术
　　在伦敦牛津街的塞尔弗里奇商场，为数众多的高明扒手每年要窃取价值达75万英镑的货物。
　　可是，现在偷窃已不像以前那么容易了。这家商场在那些吸引人的商品上方的天花板上都装上了像人造卫星似的电子监视设备。
　　当这种设备开始使用时，有很多人认为这不过是用来吓唬吓唬小偷的。然而没过多久，这些设备就开始使谨慎的小偷望而生畏了。有一次，商场的侦探布雷恩·查德威克坐在监控室里，看到一个女人正在鬼鬼祟祟地将几瓶香水塞进她的包里。当她正转身想溜走时，忽然抬头看到上面悬挂着的监视装置，于是就停立不动了。她不大可能已经看到了对准她的电视摄像机，因为那是完全隐蔽在装置里面的。但是也许她的第六感官告诉她，摄像机正对着她呢。她犹豫了片刻，又回到柜台，把所偷的物品一一放回原处，末了还对着摄像机打开提包，似乎想表明里边空空如也，然后快步离开了商场。
　　该商场在营业时间，总有两名侦探在监控室里值班。他们坐在一排电视监视屏幕前，注视着营业面上摄像机所扫描到的各种活动。商场内装有44架电视监视设备，遍布各个角落。从监控台上，侦探可以将转换开关拨到任何一架电视摄像机。每架摄像机可以转动角度，追踪目标，聚焦，自由调整镜头焦距，把影像放大，甚至放大到连顾客手里钞票的金额都清晰可见的程度。
　　如果有人形迹可疑，就打开电视录像机，摄像机便一台接着一台地跟踪这个人从一个商品部走到另一个商品部。只有当他经过旁边的柱子时才能避过监视。与此同时，监控室通知该面上最近处的暗探参加这场追踪。在商场里有多达30名便衣侦探，他们装扮成顾客在各处巡视。每个人都能通过无线电与监控室保持联络。此后，这个倒霉的嫌疑犯就步步受到电视摄像机和侦探的跟踪，他的一举一动都给录下像来。倘若这个家伙愚蠢地动手行窃，那么一出店门就会被逮住。有些扒手被拿获之后大吵大嚷，愤愤地矢口否认对他们的指控。这时就给他们单独看看由他们自己主演的电视录像，这就足以使他们安静下来。
　　塞尔弗里奇商场所收藏的电视录像片汇集了所有的行窃技术，从多少带点负罪的眼神、左顾右盼，手段笨拙的少年的偶尔行窃，到职业惯窃集团的动作麻利的结伙盗窃，应有尽有。
113 亨普斯特德电厂的特殊燃料
　　长岛亨普斯特德的新发电厂和平常的发电厂一样，有烧燃料的锅炉，产生蒸气发电。但是，一闻到那股味儿，事情就露馅了。原来这个厂的燃料是美国最普遍的资源——垃圾，而这种东西的臭味又很浓。
　　亨普斯特德镇的这套设备，专门从垃圾中提取宝贵的金属和玻璃，把剩下的东西加工成质地很轻、适合发电厂和其他工厂当燃料用的东西。
　　亨普斯特德电厂自称是“世界上第一套全面回收资源和生产能源的设备”。目前，它每天把800吨垃圾发成电，供14500个家庭使用。电厂在全部投产以后，可以每天加工2000吨垃圾，或每年加工60万吨垃圾，生产25000万万度电，足够4万个家庭使用。到那时，整个生产过程就没有任何气味了。他们每年可节约45万桶油，回收5000吨铝，40000吨钢铁，23000万吨玻璃。
　　更重要的是，亨普斯特德镇为这个国家最迫切的环境保护问题——如何处理垃圾——提供了一个解决办法，原来不是把垃圾烧掉，就是把垃圾倒在露天，占用大块土地。1978年，联邦政府和各地一起开展了反对倾倒垃圾的斗争，向各州发布了一项命令，要求在1983年以前完全停止使用对环境卫生有害的垃圾处理方法。这就意味着，对垃圾必须进行回收。
　　亨普斯特德电厂是纽约市地区第一套回收装置。它用的是一种叫“湿浆”系统的技术。
　　货车把从附近地区捡来的垃圾倒在占地6公顷的亨普斯把金属和玻璃从中筛出，送到一台大型电磁铁旋转机里，再把钢铁和玻璃分开。可燃烧的物质再进一步粉碎后，挤压在一起成为无味的东西，送进工厂的锅炉燃烧，产生蒸气发电。
114 密码轶事
　　第二次世界大战中，1942年12月7日（星期日）早晨，日本未经宣战，以海空军突然袭击珍珠港，击毁击沉美国主要舰只18艘，其中包括战列舰9艘，飞机260多架。美国太平洋舰队遭到惨重损失。第二天，美国对日本宣战。太平洋战争从此开始。
　　偷袭珍珠港成功后，日本越来越骄横、不可一世。那么，他们的下一个目标是哪里呢？是夏威夷、中途岛，还是美国本土？美国方面竭尽全力要弄清日本方面的意图。当时，美国已成功地破译了日本密码，很快发现，在日本海军的密码电报中，频繁出现代表下一个进攻目标的代号“AF”。“AF”到底是哪里呢？谍报将领暗中指示驻守在中途岛的部队，用明码发报：“岛上淡水净化设备发生故障。”监听到这一电报的日海军马上用密码发出电报：“AF淡水不足。”于是，美国方面得知了日本下一个进攻目标“AF”是中途岛。战争一起，日本海军惨败。1984年8月11日，美国总统里根在发表广播讲话，试验话筒时，竟然开了一句惊天动地的玩笑：“我正式宣告，五分钟后，开始进攻苏联。”不料，此事却立刻传播天下，引起各界非议。四天后，苏联太平洋舰队基地的一封密码电报也向苏联特种部队司令部发出一道命令：“迅速与美军进入战斗状态。”监听到这一电报后，美日两国政府、军队首脑大吃一惊，立即命令美国军队和日本自卫队进入一级战备。三十分钟后，又监听到另一命令：“取消前电命令。”事态得以平息。美日政府的内部见解是：这是苏联方面针对里根的玩笑而开的一个报复性“玩笑”。这种事能“泄漏”出来，则又是美日警告苏联，你的密码瞒不过我们！
115 金字塔中的木乃伊
　　看过电影《尼罗河上的惨案》的人，无不对耸立在尼罗河畔的一群四锥形建筑物——金字塔，留下深刻的印象。坐落在开罗附近的大金字塔，它不仅以高耸入云、宏伟壮丽的古老建筑吸引人们，而且还以塔中古老的木乃伊闻名于世。这些木乃伊终年放在温度高、湿度大的洞穴中，为什么不会腐烂呢？过去一直是个谜。近年来才弄清楚：原来金字塔的内部结构，竟是一种较好的微波谐振腔体。微波能量的加热效应杀死了细菌并使尸体脱水而成为木乃伊。
　　所谓微波是指波长为1毫米至1米的电磁波，它遇到导体能反射，遇到绝缘体既不反射也不吸收，遇到介质则被吸收了，特别是含水的介质。目前，微波技术在国内外已获得了迅速的发展和广泛的应用，特别是微波加热技术。
　　微波加热实质上就是分子处于一个微波高频电磁场中，发生每秒25亿次的高频振荡，并不断相互碰撞，从而产生“摩擦生热”效应，整个物体的温度迅速升高。如何来产生微波？现在用于加热技术的微波源多半采用特殊的电子管——磁控管来控制电子流，既利用电场又利用磁场来产生微波能。波导管既能使微波电场高度集中于加热物体，又可以起到支撑加热物体的作用。由于热源分布在物体内部，所以热量能穿透被加热物体，里外加热均匀，时间短，升温快，可以大大提高产品的产量和质量。
　　微波加热设备由磁控管、控制电源和微波加热器等组成，装置简单，操作方便。
116 “贝尔！我听见了！听见了！”
　　在科技史上，新发明不被世人所理解而被埋没的例子，是屡见不鲜的。这时，科普宣传起着决定性的作用。电话的发明经过，就是一个生动的实例。
　　电话的发明人是一位苏格兰青年，名叫亚历山大·贝尔。他出身声学世家，从小受科学的熏陶，后来进过两所大学深造，22岁就被聘为美国波士顿大学的教授。那时，莫尔斯发明的电报刚风行全球，成为一种新兴的通讯工具。不过电报只能传递电码，使用时有很大局限。能不能发展一步，用电直接传递人的话音呢？贝尔在一次偶然的实验中得到启发，大胆地提出发明电话的设想。一些电学权威嘲笑他“狂妄无知”，而大科学家亨利却支持他。贝尔在亨利的鼓励下，开始发奋研究电话，1873年初夏，贝尔正式搞起实验来。他试图把电学和声学熔铸于一炉，万事皆备，尚需一名得力的助手。一个偶然机会，贝尔遇到一个年轻的电工技师，两人一见如故。这个小伙子只有18岁，叫沃特森。他对贝尔的理想坚信不疑，表示一定尽全力协助。沃特森后来履行诺言，始终不渝，成为贝尔的终身挚友。
　　贝尔的近郊公寓宿舍，成了他们的实验室。那间拥挤闷热的小屋，兼作两人的卧室。两位发明家埋头其中，一边研究电声转换原理，一边设计实用的机械。贝尔每有一种新的构思，沃特森立即从事制造。贝尔研制的电话是史无前例的东西，没有任何实物可借鉴，只能反复尝试，从失败中积累经验。有时贝尔在半夜里偶有所得，立即翻身起来画图，沃特森马上照图施工。
　　日复一日，两年过去了。究竟他们试过多少方案，有过多少失败，已无从统计。最后制成两台粗糙的样机。为了验证机器效果，他们把导线从住处架到公寓的另一端。试验开始了，贝尔和沃特森对着自己的装置大声呼叫，可是各自听到的声音，不是穿壁而来，就是越顶而过，机器像聋哑人一样毫无反应。他们一连试了好几天，好心的邻居们默默地忍受着毫无结果的大喊大叫。直到发明家嗓子都喊哑了，通话还是没有成功。
　　两位朋友沮丧到了极点。两年来，他们牺牲了所有的休息和娱乐，耗尽心血，造出来的电话竟是个不争气的“哑巴”！
　　为什么会失败呢？贝尔苦苦思索。是设计不行么？制作有误么？用电传递话音果真不可能么？
　　夜幕降临了。望着乍明乍暗的星斗，贝尔眼前浮现出大物理学家亨利亲切的面容，仿佛又听到老科学家坚定的声音：“贝尔，你有了一项了不起的发明理想！干吧。”正在贝尔锁眉沉思时，忽然听到沃特森在背后呼唤：“先生，您听！”贝尔转过头，困惑地望着助手。沃特森用手指着窗外，神色惊喜地重复道：“先生，您听！”窗外，隐隐传来一阵“吉他”的曲调，那声响，像山泉般在夜空里回荡。贝尔侧身凝神，听着，听着，突然醒悟。他跳起来兴奋地朝沃特森猛击一拳：“有啦！有啦！沃特森，你真行！”
　　原来，他们的送话器灵敏度太低，所以声音微弱，难以辨别。“吉他”的共鸣启发了聪明的年轻人。贝尔马上设计了一个助音箱，并画了一张草图。他们急盼成功，一时找不到材料，就把床板拆了下来。两人一齐动手，连夜赶制，待木箱做好，天已亮了。他们只吃了几片面包，又接着改装机器。两位发明家一连两天两夜没有合眼，到第三天傍晚，终于改装成功。当时正值夏天，天气炎热，贝尔和沃特森浑身汗水淋淋，脸上却显露出兴奋之色。两人心里都感到：成败在此一举！
　　他们架好了导线。贝尔在实验室里将门紧闭。沃特森在隔着几个房间的另一端，把受话器紧贴耳边。准备就绪，贝尔对着送话器呼唤起来：“听见了吗？沃特森。”沃特森屏声静息地听着，受话器里的声音，开始细如游丝，旋即清晰嘹亮。沃特森喜不自禁，急呼贝尔的名字：“贝尔！我听见了！听见了！”这时，两人欣喜若狂，互相大喊起来。
　　贝尔和沃特森不约而同地推开大门，向对方奔去。两个挚友在走廊上相遇，热泪盈眶，互相拥抱起来。历史记下了这难忘的时刻：1875年6月2日落日时分。此时此刻，晚霞满天，夕照如画，景象十分壮丽。当时贝尔年方28岁，沃特森20岁。两个敢想敢干的青年，克服了重重困难，终于发明了电话。
　　青年发明家本以为从此电话机必为世人争购使用。但是他们想得过于乐观。社会习惯势力对每一项新事物、新发明，开始前总是持怀疑态度的。电话也不例外。事实很快使贝尔明白：发明电话只是成功的一半，而且是一小半。要使电话为社会承认。还需他们作宣传。
　　从此，两个人利用各种场合，宣传电话的原理和应用前景。
　　两年过去了。1878年贝尔在波士顿和纽约间进行了首次长途电话试验，两地相距300公里。
　　试验高潮是用电话传播民歌。按原计划，贝尔和沃特森处各聘有一名歌手。但是，试验时间到了，沃特森那端的歌手还迟迟未到。贝尔急中生智，在电话里急令沃特森出马顶替。当时有数百名女学生前来参观，其中有位金发女孩自告奋勇，帮助青年技师操作电话机。沃特森从来没有当众唱过歌，当着一群妙龄少女的面，实在尴尬。小伙子满面通红，鼓足勇气，放声高歌。电话里顿时传出对方的欢呼和掌声，试验获得意外的成功。
　　第二天，波士顿一家报纸，用头条新闻报道了这次试验，并发表评论说：“这项发明，总有一天可能使长途电讯业务完全改观！”
　　为了扩大影响，推广电话，贝尔和沃特森又在美国各大城市东奔西走，巡回表演。他们是发明家，同时也是不屈不挠的科普宣传家。没有他们的大力宜传，电话的普及谈何容易！
　　他们不辞辛劳，四处奔走，终于正式成立了贝尔电话公司，这时距电话的发明时间已有5年了。
117 电灯一百多岁了
　　从19世纪开始，许多科学家、发明家专心研究的电力照明技术，取得了不少进展和成就。这启发并激励着爱迪生也投入了电灯的研制工作。1878年，爱迪生着手研究。他经常连续工作24或36小时，实在太累了，就用书当枕头，在试验台上打个瞌睡。他了解了煤气灯的悠久历史，阅读了数不清的有关图书资料，光用掉的笔记簿，是200本， 4万页。
　　爱迪生在选择了钌、铬等各种金属灯丝作试验后，又选择了碳精丝作灯丝。他把碳精丝插在电池的两极间，虽然这个碳丝发亮了，可是随着白亮之后，碳丝也就和空气中的氧起了氧化作用而断裂了。他又选用了银、白金等很难熔化的合金来作灯丝，虽然比较耐久，但因为电流太强，灯丝还是很快地烧断了。为了寻找一种合适的灯丝，爱迪生先后试验了1600多种材料。由于毛发的主要成份是碳，他甚至把朋友的胡子也要来作试验，可是全都失败了。在失败面前，爱迪生并没有泄气。他和助手们连实验室大门都不出，夜以继日地试验着。为了避免灯丝很快地氧化，他用自己设计的抽气机将灯泡内压力抽到大气压的十万分之一以至百万分之一。他把普通的棉线做成钗形，放在密封的容器里烧成碳化棉丝。他们小心翼翼地经过无数次试验，终于成功地把碳化棉丝装进了玻璃泡，制成了碳化棉丝白炽灯。当接通电流以后，这盏灯亮了。这第一盏电灯持续地亮了45个小时。这一天就是1879年10月21日。后来人们把这一天，作为爱迪生成功地发明白炽电灯的纪念日。爱迪生并没有就此止步。他决定另外再找材料进行试验。有人惊奇地问：“亮了45个小时，还不成啊？”他笑着回答：“差得远哩，要拿出去给大家用，最好使用寿命能达到1600个小时。”这数字是按一年365天，每天用4个多小时计算出来的。为找一种更为便宜和实用的灯丝，爱迪生先后用了6000多种植物作试验。一个偶尔的机会，他发现竹子的纤维结构条理分明，便装配了第一盏碳化竹丝白炽灯，结果竟连续亮了1200个小时。后来，他和助手们又花了十几年的功夫，直到1906年才用钨丝来做灯丝，制成了钨丝白炽灯，这就是今天的灯泡。
　　爱迪生一生以他名义正式登记的发明有1328项。有人问他成功的秘密在哪里？他说：“发明是百分之一的灵感加上百分之九十九的血汗。我平生没有做过一次偶然的发明，我的一切发明都是深思熟虑、严格试验的结果。”爱迪生发明电灯的过程，充分证明了他所说的话。
118 长驱直入的井下通信
　　说起来奇怪。远在本世纪40年代，世界已跨入了电灯、电话的新时代，然而，在那地下矿井里却依然靠着打手势、吹哨子、敲钟、摇铃等手段进行通讯联络。尽管也架设过简陋的有线电话，但是，由于无情的落石、塌方及各种机械的碰、撞、砸、震……，井下通信既不可靠，又不灵活，遇有险情、灾祸，线断音无，咫尺天涯，束手无策。
　　1948年春天，英国的一个通信小分队，为了探索井下通信的新途径，先后在井下作了上百次通信试验，终于发现，凡是有导体存在的地方，通信距离则出乎意料地增大，更令人奇怪的是，通信不受坑道拐弯、坎坷、层叠交错及噪音喧哗所左右。可惜这一发现境遇不佳，被打入冷宫。直到50年代末，德国科学家才利用这一发现制成了世界上第一部井下感应电话，从此，它像雨后春笋般在各国相继出现。
　　那么，“感应无线电”究竟是个什么玩艺呢？其原理很简单，就是利用普通的金属导体，如电线、电缆、钢轨等，与移动电台之间的电磁感应，静电耦合的一种通信方式。它似乎像有线电，又有点像无线电，美其名曰“感应无线电”。感应通信与普通电台的通信过程十分相似。它是把用户的话音信号调制成电台的高频电流，经过发射天线变换成高频电磁波（载波）发射出去。电磁波遇到导体时，磁场以奇异的魔力，神不知，鬼不觉地在导体中感应出电流，并沿着导体风驰电掣般地传播。待电流到达导体的尽头，走投无路之时，竟像孙悟空一样，又摇身变成磁场，磁场又开始与电场亲密无间地挽手前进……，再遇到导体，又是一场这样的表演。最后，电磁波满载着信息到达对方的移动电台，被接收天线引进并变成高频电流，再经解调、放大，对方清晰的声音便再现出来。
　　感应通信的突出优点，一是通信距离远。一台井上能轻而易举地通5公里远的步谈机，在井下坑道的狭窄天地里只能在20米内通话，即使将发信机功率加大100倍，通信距离只增大20%多，这是由于电磁波受奇形怪状、坎坷不平的井壁反射、吸收的缘故。与此相反，感应通信在井下却大显神通，它能以较小的发射功率实现较长距离的通信。二是能实现几个方向同时通信。由于感应线都有一个特别的带状覆盖区，因此，主坑道能与密如蛛网般的分支坑道自由通信。三是经济、灵活、保密。可作感应线的“导体”在矿井里相当多，不用专门铺设。通信人员利用小型步谈机，就可在感应线左右一定距离内边走边谈；又由于地壳的屏蔽，井上井下的电磁波各行其是，互不干扰，具有天然的保密性。
119 滴滴滴，哒哒哒，滴滴滴
你看过电影《尼罗河上的惨案》吗？要是看过，也许还会记得比利时大侦探波洛，在船舱里遇到眼镜蛇威胁的情景。在那十分危急的时刻，波洛果断地在墙壁上敲了三短、三长、三短。住在船舱隔壁的罗斯上校听到这样的声音后，立即赶到，一剑斩杀了凶残的毒蛇。
为什么罗斯上校听到三短、三长、三短的声音，就知道波洛遇到了危险呢？原来这三短、三长、三短的声音代表着国际上通用的呼救信号“SOS”。
“SOS”最早诞生于海洋的风暴里。它是英文“Save Our Ship”三个单词字头组合成的。译成中文就是：“救我们的船！”电台用电码拍发“SOS”，就是“…，---，…。”（即：滴滴滴，哒哒哒，滴滴滴）由于它简单易记，又适合用各种信号把它表示出来，所以，在1903年，世界上许多国家开始研究用它来作为国际上的呼救信号。到1906年，它正式上了户册。半个多世纪以来，靠“SOS”，多少人摆脱了在茫茫大海、浩瀚沙漠、深山老林遇到的危险！又有多少人听到“SOS”，奋勇抢救，谱成一曲曲人类的友爱之歌！
呼叫“S0S”时，不仅可以用电台来拍发，在没有电台的地方，也可用汽笛、枪、哨子来发出“三短、三长、三短”信号。如果在夜间，还可用手电简、火光或其他发光物表示出来。眼下，海军的大型舰艇、454吨以上船舶，大部分安装了自动报警器，遇难时，能自动拍发“SOS”。少年朋友，请记住“SOS”，人们在遇难时，就有可能转危为安。目前人们不仅用“SOS”作为救险的信号，在药界的处方里，医生也常用“SOS”表示急救药品。
11　比萨斜塔不倒之谜
　　比萨斜塔坐落在意大利古城比萨大教堂的广场上，1173年建筑师博纳诺·皮萨诺开始建造。当建到第3层时，塔身开始倾斜，博纳诺·皮萨诺只得把工程停了下来。94年后，建筑师焦旺尼·迪·西蒙内恢复建塔，他试图将倾斜的塔身调直，可是没有成功。由于迪·西蒙内死于1284年的战争中，建塔工程再度搁置。直到1350年，该塔才由建筑师托马索·皮萨诺最后完成。竣工时，因塔顶中心点已偏离垂直中心线2.1米，所以被人们称为“斜塔”。600多年来，塔身继续缓慢地向南倾斜。据自1911年以来的系统测量表明，它平均每年向南倾斜大约1毫米。如今，塔顶已南斜5.3米，斜度为5度6分。
　
　　塔身为什么倾斜？根据地下钻探的土样，已查明塔基下面地表至10米深度是混砂层，由10米至40米是含很多结合水的粘土层，再往下是含自由水的砂层。这层粘土层在建筑物的压力作用下，部分结合水就会被挤出来，跑到下面的砂层中去，造成粘土层的压缩和沉降，使塔倾斜。当下面砂层自由水被人为地抽汲而造成压力下降时，这种粘土层的压缩和沉降还会大大地加速，引起斜塔的倾斜速度加快。据测定，在从砂层中抽汲地下水的时期，斜塔的倾斜速度曾增至每年2毫米，比以前加快了约一倍。后来，人们发现了这个问题，停止抽汲砂层中的地下水，斜塔的倾斜速度才恢复原来的数值。这座塔为什么向南倾斜？据比萨大学一位老教授的解释说，可能是太阳的影响。因为意大利是在北半球，南面的大理石受日照强，热胀冷缩产生的力对下面的土层起着不间断的冲击作用，所以向南倾斜。另外，斜塔是在比萨城北部，原来城内蒙林取地下水的位置在它南面，南部地面沉降也可能造成塔身加速南倾。
　　眼下，塔顶中心点偏离垂直中心线已近5米。不过，按照目前的倾斜速度，比萨斜塔在未来的200年内还不会倒塌。这是因为从它的重心引下的竖直线并没有越出它的底面的缘故。
据说有位中国人在帮助他们扶直呢！你有什么好的举措呢？
12 太空行走为什么不掉下来
　　1984年2月7日，有两个美国宇航员在不系安全带的情况下走出航天飞机，在太空里“行走”一段时间，又安全地进入了“挑战者号”航天飞机。
　
　　美国宇航员的太空“行走”，引起了人们的浓厚兴趣。尤其是时速28000公里的“行走”速度，更令人“叹为观止”。那么，这里的奥秘是什么呢？
　　时速28000公里，相当于超音速喷气机速度的20多倍，对于站在地球上的人来说，可说是风驰电掣的“神行太保”了。其实，这正是离地球280公里高空轨道的航天飞机赖以不坠所必须具备的环绕速度。因此，只要乘在航天飞机上，就可以“坐享其成”地获得这样的高速度。美国宇航员布鲁斯·麦坎德利斯和罗伯特·斯图尔特滑离“挑战者号”进入茫茫太空后，便是靠了这个惯性速度，成为继续绕地球运动的“人体地球卫星”。而这个速度听起来似乎很吓人，其实，地球作为绕太阳运转的一颗行星，时速高达108000公里，几乎为这两名宇航员绕地球旋转速度的4倍！地球上人们都身处如此高速，但能毫无感觉，难怪宇航员以时速二三万公里在太空轨道上“行走”，也能若无其事，“胜似闲庭信步”了。
　　宇宙空间既无氧又无水，气压几近于零，还游荡着无数运动速度极快的流星。宇航员若“行走”太空，必须穿戴具有特殊防护性能的“航天服”。
　　目前，最新型的航天服由尼龙、涤纶、特氟隆等9层绝缘材料叠合制成。它既能抵御宇宙射线又能防止小流星袭击。服装小巧、灵活，具有供氧、供水、隔热、保暖、存尿、通信联络、电视摄影、照明等多种功能。为保证宇航员安全，还设有灵巧的电子报警系统。更有意思的是还备有给宇航员充饥的可口点心呢！
　　整套航天服从头到脚的密封性能极好，总重113公斤，可谓地地道道的“奇装异服”。这样重的服装若在地面穿戴，恐怕连大力士也够呛！不过，进入太空轨道，处于失重，穿戴也就十分自如。何况这种航天服的四肢、腰部等处均装有轴承关节，十分灵活。这套服装价值215万美元，这也是历代帝王龙袍感叹不如的。
　　宇航员穿上这套“奇装异服”便可在太空“亮相”。但若离开航天飞机“行走”茫茫太空，再要安全返回机内，真的用脚是走不起来的，尚需要带上一套动力装置。“挑战者号”的两名宇航员就是继穿上航天服之后又加穿背包式的喷气推进器，这才滑离航天飞机而进入太空漂浮。背包式喷气推进器由24个氮气装置和一套备用装置组成，通过宇航员手控器点燃，它可以根据需要任意调整推进器喷气方向，在空间自由来往而不受限制。最先滑离航天飞机的是宇航员麦坎德利斯，他在离机45米处欣赏着从未见到过的地球奇景。随后又利用推进器返回机内稍稍休息。接着又兴致勃勃地作另一次更远的行走。随后另一名宇航员也作了太空行走表演。两名宇航员在太空漫步都持续了一个多小时，不仅试验了一些设备，还修理了发生故障的电视摄影机。
　　宇航员太空“行走”的成功，为修理正在轨道上运行的但已发生故障的人造卫星，以及为将来建立永久性的太空轨道站创造了条件。
120 传真世界的奥秘
　　中共中央于1991年9月23日至27日在北京召开中央工作会议。中共中央总书记江泽民主持会议并作了总结讲话。他主持会议并讲话的传真照片在28日的《长春日报》上就见报了。
　　这张照片当然不是飞机送来的，它是用无线电送来的，这种传送方法叫无线电传真。仔细地看，照片上尽是一行一行细小的黑点和白点，好像是布织的。
　　传真的本领可大了，它不仅用来传送报纸和图片，还用在铁路、厂矿、气象等部门。使人们长上了千里眼，转瞬之间就能知晓天下大事。
　　传真是怎么一回事呢？它是一种传送静止图像的通信方式。电视传送的是活动图像。传真传送的是静止图像，这是它们的不同之处。它们都是属于图像通信。传真是怎样传送图像的呢？首先，在发送端，将需要传送的图像分解为若干小单元。并按照一定的顺序把它们变为电信号，通过无线传输系统把这些电信号发送出去；在接收端把这些电信号还原为小单元，再组合成图像，这样，一个图像的传真过程就完成了。
　　由此看来，传真系统是由传真机和传真通道两大部分组成。传真机包括发片机。为了保证传送的图像不走样，发片机和收片机的相位和速度必须一致，也就是说要同步，这就靠同步电动机来达到这个功能。
　　传真的通道，可以是无线或有线。无线是用短波和微波；有线是实线通路和载波电话通路等。我国目前用得最多的是有线载波电活通道。
　　传真通信方式具有速度快、保真度高、容量大、可靠性高等一系列优点。你看它速度有多快吧，每整版《人民日报》只要五分钟就可以传送完毕，《人民日报》每天八版，四十分钟就够了。
　　无线电传真，还可以传送亲笔信和紧急的工程图样哩。
121 电波幻听
　　20多年前，一名雷达操纵手偶然被传过来的无线波束照射到头部，他立刻明显地听到了一种奇怪的嗡嗡声和嘶嘶声。更有趣的是，这“声音”的频率竟好像与雷达电波脉冲的重复频率相一致，是货真价实的5000赫脉冲声波。这名操纵手叫来同伴，在相同的条件下，现场的人都听到了“声音”。不久，美国微波生物学家弗雷和林在消声室内用矩形脉冲调制微波照射人的头部，受试者“听”到了清晰的“咔嗒”声。从而证实了人类的确可以听到射频和微波辐射。电波所产生的这种幻听现象，被命名为“射频幻听”或者“微波听效应”。随后，美国学者盖伊等人进一步研究，证明了某些动物也能听见脉冲电波。
　　当然，决不是所有的电波都能够被人听见。研究表明，只有某些特定频率、适当强度的声频脉冲调制电波，才能使人产生听觉反应。
　　人耳鼓膜只能响应于能使空气振动的声波，而电波并不会引起空气振动，那末人为什么又能听见电波呢？科学家通过大量实验终于揭开了其中的奥秘。科学家发现，不管受试者相对于电波场的方向如何，都立即产生听觉，而且感到“声音”仿佛就在头部或头后附近；不论电波的频率如何，受试者“听”到声音的频率都是一样的。这是因为人脑吸收微波能量之后迅速发生极微弱的温度变化，使脑物质出现热弹性膨胀而发射声波，其压强通过骨的传导，由耳蜗细胞检测出来，从而引起听觉。而声音却是以机械波直接经鼓膜传导，再由耳蜗细胞检测产生听觉，二者传导途径有所不同。研究电波幻听现象，为电波应用开辟了崭新的领域。实验证明，电波照射与声波刺激作用于人类听觉系统的方式大体上相同。因此，可以把噪声对人体危害的研究成果，推广用来估计未知的电波污染对人体的影响，加强电波安全防护。
122 电子冷冻
　　你若稍微留点心的话，在医院里，有的病人身上贴着一块“圆饼”，宛如一张膏药，但仔细一看，并不是真的膏药，而是一种电子冷却器，在给患者治病。
　　利用低温，可以杀死不断增生的带病细胞，治疗皮肤癌、疙瘩瘢、足跖瘢、疣子，也可以治疗疮疖和湿症。
　　冷，能够抑制细菌的繁殖，使它们的生命活动变得非常微弱，新陈代谢过程几乎停止。冷藏用来保存食品，可防止食品腐烂变质，保持食品的养分、味道、香气和自然色彩。在医疗上，用来长期地保存血浆、血清、脏器、疫苗和各种有机药物，保存细胞的菌株、植物的种子、动物的精液、器官移植用的角膜和骨髓。某些有爆炸危险的化学药品也需要冷藏。电子冷却器，是一种特制的温差电致冷器，是利用温差电致冷效应的制品。
　　这种方法是怎么发现的呢？那是在1821年，德国科学家塞贝克把两根不同材料的金属导线焊接在一起，再把导线的另外两端连接成回路，在加热金属焊接点的时候，发现了回路里有电流流过。由于受热的焊接点和导线的另外一头有温度差，而电流又是因此而产生的，所以这种现象叫做温差电现象。在生产中我们使用的热电偶，就是利用这种现象来测量温度的。
　　到了1834年，法国的钟表匠珀耳贴做了一个恰恰相反的试验。他在铜丝的两头各接上一根铋丝，再把两根铋丝分别接在直流电源的正负两极上，让电流通过这两种不同金属导线接成的回路。结果发现，铜和铋的两个接头，一头是热的，一头是冷的。热的一头，可以放出很多热量；冷的一头，能够吸收很多热量。利用冷的一头吸热降温，这就是电子冷冻。根据同样的道理，采用两种不同的半导体材料，能够制成半导体温差电致冷器。这种致冷器，还能够一级级联合起来，逐级降温。一级致冷可以达到-50℃左右，二级致冷可以达到-80℃左右，三级致冷可以达到-100℃左右。有一种用铋—锑合金作材料的致冷器，可以冷却到-217℃。达到低温的途径不只一条，就拿电冰箱来说，有利用氟利昂气体的电动压缩制冷，有利用氨的吸收式制冷，还有电磁震荡式制冷。这些方法各有优点，半导体温差电致冷的优点是体积小、寿命长、无噪声、无磨损，既可致热，又可致冷，致冷效率不随它的大小而变化，适合多种特殊需要。在医学和生物学上，为了研究生物的有机体组织，通常先把这些生物组织冷冻，再切成薄片，用显微镜观察它的结构。根据温差电致冷现象，可以制造显微镜切片冷冻台，只需要很短时间就能够把生物组织冻结起来。采用半导体温差电致冷器，可以制作电冰箱、空气调节器、恒温槽，以及各种类型的温度控制室，也可以制作仪器上专用的电子冷却器。
123 谁是罪魁祸首
　　1979年8月，我国某厂的精密车间做扫除，工人们为把水磨石地面上的油污擦净，把航空汽油淋洒在地面用拖布擦拭。但当他们正在欢快地劳动时，突然，轰！轰！轰！连续三次爆炸，车间里一片火海。虽经抢救，还是发生了死伤数人的重大事故。
　　当时车间已切断一切电源，那么，“凶手”是谁呢？经过科研人员的认真鉴定，原来“凶手”是被人不注意的静电。我们知道，造成灾害的条件有三个：存在易燃易爆物质；火源并能点燃物质；点燃后会造成破坏。而车间里已具备前两条，这时，一位女工穿着一双新的泡沫塑料凉鞋，走路时间生的电荷排放不掉，人体电位越来越高，当她走近一支立在地面上的铁管，在她脚触及铁管的刹那间其人体的静电对地放电，静电火花点燃了室内的汽油蒸汽，悲剧发生了。
　　固体绝缘材料受到摩擦后会起电，是人们熟知的现象。天气干燥时，脱毛衣或脱化纤衣服时，能听到噼啪放电声，黑暗中还可看到放电火花。可是，人们却没想到，走路时塑料鞋对地摩擦也会起电。这类事故，几乎年年都有发生。例如，一位工人脱下白色工作服，扔进一盆汽油内，顿时衣落火起。她原想洗去衣上油污，却没想到衣上的静电对油盆发生放电火花，点燃了汽油。
　　许多工业要处理大量的绝缘物质，如油品、试剂、塑料、火药、橡胶、硫磺，乃至纸张、果壳或药品等，如果处理量过大，都会产生很强的静电。例如胶木粉尘在空气过滤器内，会因积尘过多，发生静电起火。安基比啉药粉，因工艺设施不当发生静电火花而引起粉尘爆炸，至于火花园静电着火爆炸，就更容易理解了。
　　要想使物质不起电，几乎是不可能的。那么，该怎样防止静电灾害呢？一般讲，介质起电跟介质的性质、流动速度、介质与其他物体接触面的压力等有关；放电火花的强弱还跟介质的数量、设备的结构等因素有关。人们可以通过适当降低流速、减小接触压力、减少介质流通和改进设备结构等方法，减少介质的起电和减弱放电火花。另一方面，任何易燃易爆物质都存在一个最小放电点火能，当静电火花的能量低于这最小放电点火能时，介质就不能被点燃。如果我们使可出现的静电火花小于有关介质的最小放电点火能，就能使静电灾害不致发生。
　　讲到这里，你也许会认为静电是灾害之源。其实，静电是可以为人类服务的：用静电捕集烟尘可以保护环境和回收有用物质；采用静电复印术可大大提高抄写速度；用静电可以选矿和选种；还有静电植绒、静电涂敷等。而研究静电的功、过就是现代静电学的内容。
124 月球军事通讯
　　在第二次世界大战即将结束的最后几个月里，一批德国科学家在进行一项通讯试验。晚上，他们用一架大功率的天线对着皎洁明亮的月球，发射无线电脉冲。周围寂静无声，然而几秒钟以后，他们从无线接收机中听到了从月球表面反射回来的脉冲回音。科学家们欣喜若狂，因为这是人类第一次利用地球以外的物体作反射面进行的通讯试验。
　　1946年，美国将这种试验用在军事通讯上。美国陆军通讯兵利用月球作反射面，进行了军事通讯试验。尽管月球表面反射的效率很低，反射的电波能量只到达月球电波能量的7%，反射的信息很微弱，但是，他们还是进行了电报和无线电传真图片的试验。
　　1958年，美国与联邦德国正式建立了利用月球作反射面的通讯联系。1960年，美国海军司令部与远离美国本土的夏威夷基地，利用月球建立了图片传真和电传打字的通讯联系。利用月球作反射面的通讯，可以采用微波进行。这种电波不会受电离层的干扰，所以通信质量和保密性都很好，适宜于军事通讯，但是由于通讯双方要都能看到月亮才能通讯，所以每天只有几小时的通讯时间，不能全天通讯。另外，由于月球离地球太远了，电波来回传播的时间很长，如果甲地与乙地打电话，一问一答，电波在途中时间就要5秒钟。由于使用月球进行电话通讯很不方便，因此目前只停留在军事通讯上，还不能在商业通讯上推广。
　　不过，科学家们受到月球反射通讯的启发，设计了离地球较近的人造月亮，来进行通讯。这种月亮是用合成树脂薄膜制成的，表面上镀了铝，直径为30米。它在离地球较近的轨道上绕地球旋转。因为只是利用人造月亮上面的铝薄膜反射面反射电波来通讯，上面没有任何播设备，也没有电源，所以人们称它为无源卫星。1960年8月，回声一号和二号无源卫星第一次完成了跨大西洋的通讯试验。
125 京郊公路上的“秘密武器”
　　最近这几年，在北京郊区的几条公路上，汽车司机不敢开飞车了。司机们说，交通民警有了“秘密武器”，只要汽车一超过规定速度，马上就会被拦住。
　　少年朋友，会感到奇怪吧：交通民警怎么能及时测出车速呢？原来交通民警掌握了一件秘密武器——测速雷达。
　　它由两个主要部分组成：车上的是控制盒，能够显示出行驶车辆的速度；
　　车下的是发射机。能通过天线发射高频电磁波，并且能把过往车辆反射的电磁波收回。有的测速雷达上，安装着一台同步照相机，能在雷达发出报警信号的同时，自动对目标进行拍照。照片上可以显示出车的外形、车号，当时的日期、时间及雷达测得的瞬时速度。
　　雷达为什么能测出车速呢？
　　你遇到过急速的火车鸣笛的情况吧？当火车从你身边驶过的时候，觉得笛声刺耳，开过去了笛声就变得低沉了。其实火车发出的笛声的音调是一定的。火车停着鸣笛时，你就感觉不到笛声音调有变化。可是火车开得很快的时候，你听到笛声的音调就有变化。音调的高低是由声音的振动频率决定的。这个现象说明运动着的物体能够使振动的频率发生变化。速度越快，振动的频率变化越大。
　　电磁波也是一种振动，运动着的物体也能使它的频率发生变化。如果汽车停在雷达发射机前不动，那么反射回来的电磁波的频率和发射出去的电磁波的频率一样。如果汽车是运动着的，反射回来的电磁波的频率就会改变。汽车速度越快，反射回来的电磁波的频率的变化就越大。根据汽车速度和反射回来的电磁波频率的变化值之间的对应比例关系，经过一些专门仪器的处理，我们就可以从液晶显示器上读出汽车的时速。
126 忠于职守的“哨兵”
　　1884年，俄国物理学家斯托列托夫做了一个很有趣的实验：在一块磨光的锌板前面放一张金属网，用导线把网与电池组的正极相连接，把锌板串联一只电流计后再接到电池组的负极上。
　　由于锌板与金属网之间隔着一层不导电的空气，因此电路是中断的，电流计的指针当然不会动。接着，他用电弧灯的光透过网孔照射锌板，发现电流计的指针立刻偏转一个角度，说明电路中有了电流；一旦光照停止，电流计指针又回复到零刻度位置，电路中的电流消失了。难道光能够生电？奥秘究竟在哪儿呢？
　　原来，具有一定能量的光照射在锌板上时，能把电子打出来。脱离了锌板的电子便纷纷飞向金属网，经导线从网上传到了电池组，于是，电路里就产生了电流。这在物理学上叫做“光电效应”现象。这个现象，德国物理学家赫兹在1887年也发现了。
　　人们根据“光电效应”现象，制成了一种特殊的灯泡——光电管，如果接入电路中，当有光照射时，电路中就产生电流；光照停止，电流马上消失。用强光照射，产生的电流就大；弱光照射，电流便小。
　　光电管还有一群“兄弟姐妹”，如光敏电阻、光电池等，它们都是光电器件“家族”中的佼佼者，不仅对可见光非常敏感，有的连人眼看不见的红外线和紫外线也能够觉察到，怪不得人们称赞它们为目光锐利的“电眼”！。有些大型仓库，重要建筑和轮船内，安装着一种火警自动报警器，它有一种特殊的“电眼”——紫外光敏管，能觉察到人眼无法看到的紫外线。一旦物品燃烧起来，火光中的紫外线射向火警报警器的光敏管，它立即就会发出报警信号。“电眼”还是个忠于职守的“哨兵”。只要在仓库四周布下一道严严实实的无形警戒线——红外线，并使它们分别照射在几个隐蔽的光电器件上。倘若有窃贼闯入禁区，身体切断了红外线，“电眼”就立刻接到信号，毫不犹豫地命令讯号器报警。
　　目前，导弹上也安装上了“电眼”，能够感受敌机发动机辐射出来的红外线，自动跟踪追击，紧紧咬住不放，说时迟那时快，只听得“轰”的一声巨响，来犯的飞贼便空中开“花”，粉身碎骨了！
127 遇难者的“救星”
　　1982年10月9日，在离美国东海岸480公里的海面上，史密斯等三人驾驶着一只大帆船正在与风浪搏斗，他们的身体像踩在晃板上的杂技演员一样晃动着。突然一阵恶浪打来，这只孤舟眼看着就要翻船。在这危急关头，史密斯毫不迟疑地打开了用于紧急呼救的信标机。顷刻间，船翻了，三人全部落水。
　　落水者们经过一番苦斗，终于聚到一起。但这里离海岸近千里，即使有极好的水性外加救生圈也是游不回去的。怎么办？只能在这片水域上漂游待援。他们还有一线希望，无线电信标机已经发送出紧急求救信号。这种信号发出不久，远处空中确有两架飞机接收到了。只因信号太微弱，无法测出遇难地点，所以难以前往营救。经过一天的挣扎和期待，又饥又渴。史密斯他们三个人终于见到一架飞机朝这里飞来。有救了！落水者们使出仅有的力气，不住地挥动着手臂，浑身的血液都快沸腾了！可是这架运输机在他们头顶上盘旋了好一阵子，最终还是飞走了，那一线生的希望也随之破灭了。
　　史密斯他们三人疲惫不堪地在海上漂泊着，又送走了一个难熬的夜晚，迎来了一个风和日丽的清晨。史密斯等已无心欣赏这美好的景色，一种绝望的心情笼罩了上来。在他们绝望之际，忽然隐隐约约地听到一种“突突突”的声音正在由远而近。原来是一只汽艇直向他们所在的水域驶来，精疲力竭的三名遇难者终于死里逃生了。
　　头一天那架运输机是奉命前来侦察遇难者行踪的，汽艇是专程赶来营救的。事情是这样的：帆船失事那天，苏联发射的营救卫星——“宇宙—1383号”正飞越这个海域上空，尽管它距地面一千多公里，但靠着那异常灵敏的电子“耳朵”，收到了求救信号。经处理后，转交给美国空军基地的卫星地面站。地面站根据卫星的位置和提供的信号的方位等数据，运用电子计算机算出遇难者的准确位置，然后派出飞机侦察，再派出汽艇打捞。
　　营救卫星的出现，不仅给人类生活、生产带来了佳音，而且还为部队的战场救护和支援提供了行动依据。目前，美、俄、法、加拿大等国联合建立了一个国际搜索营救卫星系统。这个系统由几颗营救卫星和七个地面接收站组成。卫星上装有接收机、信号处理机和转发器等设备，能准确地接收飞机、舰船等发出的呼救信号，并能及时地对收到的信号进行快速处理，然后转发给地面接收站。一颗营救卫星每隔12小时就能覆盖全球一遍，它能接收来自下方、直径为700公里范围内的求救信号，平均误差只有1～2米。飞机和船舶只要它装一种紧急呼救用的小型信标机，就能利用这种营救卫星。
128 击沉“太平”号护航驱逐舰
　　1954年11月1日，中国人民海军6艘鱼雷艇在4艘 护卫艇掩护下，悄悄埋伏在大陈岛对面海域的礁群中，副大队长任智良在高岛山项雷达站设立了岸上指挥所。这些小艇在海上隐蔽了13个昼夜，耐心地等待出击的战机。
　　11月14日零时5分，雷达站发现目标，指挥所命令155、156、157、158号艇出击。
　　来犯的是国民党海军的“太平”号护航驱逐舰。它是美国在第二次世界大战中建造的，战后交给了国民党，是国民党海军的大舰之一。它的排水量1430吨，舰上装备76、40毫米炮各4门，20毫米机关炮10门，有官兵180人，是当时国民党的主力军舰。
　　在岸上雷达站的引导下，4艘鱼雷艇在夜幕掩护下疾速向敌舰驶去。1时28分，走在最前方的155号艇报告：“右舷发现灯光！”中队长铁江海立即命令各艇修正航向，加速前进。漆黑的海面上，翻起了四道白沫。
　　离敌舰越来越近了，铁江海命令快艇分成两队，由155、156两艇担任主攻，157、158两艇作配合，排成左护队阵势，进行突击。1时35分，铁江海发出命令：“鱼雷——发射！”只听到“砰！砰！砰！” 4艇先后发射了4条鱼雷，紧接着，又发射了4条鱼雷。8条鱼雷排成扇形，形成8道白沫向敌舰飞去。
　　1时37分，“轰”的一声巨响，巨大的水柱在敌舰首部升起，鱼雷命中了目标。我艇队立即调转航向，迅速撤出战斗。“太平”号被鱼雷击中。当鱼雷在舰首爆炸时，舰上官兵以为遇到了空袭，慌乱地向空中射击，并疯狂地呼救。3个小时后，3艘国民党军舰才从大陈岛方向赶来救援，收容了152名生还的官兵。“太平”号因进水太多，于7时42分向左倾斜，沉入汹涌的波涛之中。
　　人民海军当时使用的鱼雷快艇，排水量只有22吨，装备12.7毫米机枪两座和两个450毫米鱼雷发射管，最大航速46节，也就是每小时85公里。
　　鱼雷艇为什么能跑得这么快呢？主要是它采用了水面滑艇的形状，当达到一定速度时，舰底在迎面水流冲击下产生升力，快艇能在水面上滑行，大大减少了阻力。鱼雷是一种水中自动武器，头部装有大量高效炸药，靠自己的动力航行。但它射程近，航速低，所以要求鱼雷艇在攻击时要驶近敌舰，这样增加了攻击的危险，因此，人们常把鱼雷艇称为“海上爆破手”。到60年代，由于反舰导弹的发展，快艇逐渐把鱼雷更换为导弹，成为威力强大的导弹艇。
129 无线电探访外星人
　　无线电波传达信息的速度接近光速，达到每秒30万公里，它是我们与外星人通信联络的“千里马”。千里马携带的联络文字是一种宇宙语，这种语言是荷兰科学家弗登塞尔首创的一种数学语言。数学应该是全宇宙统一的，有智慧的外星人应该懂得。
　　早在1874年美国的阿雷西博天文台，通过无线电波，向太空中可能居住外星人的星球发送了一份构思极为巧妙的电报。报文有1679个二进制符号的“0”和“1”组成，每23个符号排成一列，共排成73列的长方块，把它翻译出来，能显出一幅粗略的图片：有人的外体，也有表示常量的数字。这份特殊的电报发出以后，离开地球已经十几个光年（1光年约等于10亿公里），也许还得有几百、几千光年才能走到外星人的世界。与此同时，各国科学家也在积极寻找可能是外星人发向地球的无线电信号。1965年，苏联科学家接收宇宙中传来的一种有周期变化的无线电波。他们认为这种电波包含某种特殊信号，极可能来自一个高级外星人世界。这一发现引起人们极大兴趣。20多年来，前苏联、美国、英国、法国、德国、加拿大等国家，纷纷建立了规模宏大的无线监听站，制成了许多纵横交错的无线电监测网，用以捕捉外星人发出的无线电信号。
　　随着航天技术的发展，前苏联和美国相继发射了一系列人造卫星，以便在远离地球的地方，能更清晰地监测、接收来自宇宙的无线电波。1977年美国发射了一个重达30吨的飞行器，它在距地球上空450公里的圆形轨道上，绕地球飞行，接收到许多地面上无法接收到的无线电信号，拓宽了人类寻找外星人的视野。
　　遗憾的是，人们迄今还没有真正收听到外星人发射的无线电信号。解释原因很多，也许外星人选用的无线电频率人们还未曾使用过；也许就在几百年前，外星人已经向地球发送过无线电联络信号，但由于当时我们还未发明无线电，错过了接收信号的机会；也许外星人至今还没有接收到地球上的无线电信号，认为地球上不存在智慧动物，已停止对地球进行无线电发送和接收；当然也可能外星人至今还没有发明无线电。果真如此，那人们利用无线电探访将前功尽弃，只有另辟途径了。
13 苹果变成了炮弹
　　1985年11月28日，沈空航空兵某团飞行员张汉成驾驶104号飞机，在800米高空以每小时600多公里的速度进行飞行特殊训练。突然，一群大鸟与飞机相撞，致使飞机几乎失去控制能力。我英雄飞行员果断地采取了最难操作、危险性最大的方法进行操纵，使飞机安全着陆。
　
　　机务人员当即检查飞机，发现机身上多处沾有鸟的血迹和羽毛，两台发动机严重损伤，压缩器叶片和进气整流罩全部被打坏，右机翼前沿被打裂20厘米长。
　　鸟撞飞机主要发生在起飞、着陆的过程中及低空飞行的时候。尤其是群鸟，危害飞机的可能性就更大。飞鸟像子弹一样，除了可以打坏喷气式飞机的压气机叶片外，也可以击穿飞机驾驶舱的风挡玻璃。风挡玻璃被击穿，不仅使飞机周围震裂，飞行员视线也会受到影响，使其不能清晰地观察外界，给驾驶飞机带来困难。更有甚者，玻璃碎片很可能打伤飞行员。
　　鸟撞到飞机上，为什么产生如此巨大的力量呢？这主要是由于飞机的速度太快了。据计算，一只0.45公斤重的鸟，撞在每小时以80公里速度飞行的飞机上，能产生153公斤力；撞在每小时以960公里速度飞行的飞机上，则能产生22000公斤力。倘若是一只7.2公斤的大鸟，撞在每小时以960公里速度飞行的飞机上，能够产生13万公斤力！由此不难看出，飞机飞行的速度越高，鸟撞在飞机上的力就越大，危害也就越严重。
　　飞机是这样，汽车也是这样。1924年举行过一次汽车竞赛。沿途的农民看到汽车从身旁飞驰过去，为了表示祝贺，向车上乘客投掷了西瓜、香瓜、苹果。这些好意的礼物竟起了很不愉快的作用；西瓜和香瓜把车身砸凹、弄坏了；苹果落到驾驶员身上，造成了严重的外伤。这个理由很简单：汽车本身的速度加上投出西瓜和苹果的速度，就把这些瓜果变成了危险的、有破坏能力的炮弹。我们不难算出，一颗10克重的枪弹发射出去以后所具有的能，跟一个4公斤重的西瓜投向每小时行驶120公里的汽车所产生的能不相上下。眼下，普通汽车最高时速也可以达到100多公里了，赛车的车速就更高了。所以，我们万万干不得70多年前人们干过的蠢事了。为避免鸟撞事故，人们一直进行着不懈的努力。比方说，清除对鸟类具有吸引力的水、食物、树木等生活条件；在机场周围设置带有声响和其他恐吓装置；在飞机上安装专门仪器，监测航线上的鸟群，提醒驾驶员避开鸟群飞行；在机场上设置雷达，监视跑道上的鸟群，指令驾驶员推迟起飞时间等。
　　尽管是这样，完全杜绝鸟撞事故也是不可能的。于是，人们又设法提高飞机有关部件，特别是提高风挡玻璃抗鸟撞的能力，最大限度地减轻由于鸟撞造成的损失。
130 让人费解的“电台病”
　　第二次世界大战是从1939年开始的。到了1945年5月，发动战争的罪魁祸首——德国和意大利法西斯都已经垮台，只剩下了日本帝国主义。在中国、美国、英国、苏联和其他国家军民的沉重打击下，日本法西斯也在1945年8月14日宣告投降。9月2日，停泊在日本东京湾的美国战列舰上，举行了日本投降的签字仪式，第二次世界大战宣告结束。
　　这时，整个世界沉浸在一片欢乐气氛中。可是，美军一些电台工作人员却正为一种怪病所困扰。得病的人头晕目眩，四肢乏力，关节酸痛，有的还发生淋巴节肿大，手心发痒的症状。让人费解的是，医生们怎么也查不出病因。只好给这病起个怪名字：“电台病”。
　　电台病人在病床上痛苦地呻吟了几十年，竟连自己的病因都不知道。直到最近，一位瑞典科学家仔细化验了电台内部的空气成分，总算找到了这种病的真正原因：原来是过量的电磁波辐射引起的！
　　看到这，少年朋友也许会问：地球本身不也存在磁场吗？那么，地磁为什么不会致病呢？科学家认为，这是因为地磁场远比电台产生的磁场弱，因而对生物体的影响不大。再说，在漫长的进化过程中，地球上的生物都早已“习惯”了地磁场的影响。
　　其实，不光电台有磁场，地球有磁场，在茫茫宇宙中，生物体还受到其他磁场的影响，比如行星的磁场、太阳的磁场以及宇宙射线对生物的影响，也是不容忽略的。地磁场保护了生物，抵消或减弱了这些不良影响。要是去除地磁场的保护，生物就会处于危险的境地。美国科学家做过这样一个实验：把一群小白鼠关进带有金属屏蔽网的笼子。尽管给它们吃好的食物，天天晒太阳，还是都生了病，有的甚至患了癌症。去除金属网罩后，绝大多数小白鼠才恢复了健康。由此可见，生物是不能缺少地磁场保护的。
131 飞行事故的“见证人”
　　1987年，苏联军用飞机击落南朝鲜民航飞机以后，美国苏联都在出事海域争相寻找“黑盒子”。另一次，一架军用飞机突然坠毁在挪威一个小岛上。挪威当局根据找到的飞机残骸，辨认出是一个“超级大国”的军用侦察机，据此提出抗议。那个“超级大国”当时却矢口否认曾在挪威领海进行过军事侦察，三天以后，挪威方面宣布找到了飞机上的“黑盒子”，以无可辩驳的事实证明这架军用飞机是有意入侵的。在铁证面前，那个“超级大国”只好不作声了。
　　“黑盒子”到底是个什么玩艺呢？
　　“黑盒子”就是“飞行记录仪”，是飞行事故的“见证人”。这种记录仪的外壳，是由黑色金属制成的，像个盒子，所以人们就叫它“黑盒子”。黑盒子是在第二次世界大战时期出现的。现在，装置在黑盒子里的飞行记录仪作为飞行事故的“见证人”，已得到国际上的承认，并具有法律效力了。其实，黑盒子就是一台高质量的磁带录音机。它可以记录飞机的飞行高度、速度；记录发动机的工作状态，无线电导航信号；记录飞机和地面间的无线电话和电报联系；记录驾驶舱内机组人员之间的谈话和机舱内播音员的播音等。这样，当飞机失事后，就可以作为分析事故和改进飞机性能的科学依据。1985年8月12日，在日本东京西部110公里的长野县和群马县交界处，日航公司的一架彼音747巨型客机不幸坠毁，机上的524名乘客和机组人员，除4名幸免外，其余全部遇难，酿成了日本也是世界民用航空史上最大的遇难事件。幸亏调查组人员在飞机残骸中找到了黑盒子，才使人们了解到这次事故发生前飞机上的一些情况，对事故的善后处理提供了可靠的依据。
　　科学家为了使这位飞行事故的“见证人”在飞机失事后能安然无恙，为黑盒子的设计绞尽了脑汁，使它能承受比重力加速度大100倍的与地面的撞击力量，能经受2200多公斤的压力，能在1100℃的火焰上烧烤30分钟，能忍受住海水或油、酸、碱之类的液体的腐蚀，几个月内都不受影响。为了让这位经受了严峻考验而安然无恙的“见证人”在失事后能顺利地被发现，设计师们考虑了两种方案：一种是把它装在飞机尾翼的翼根上，飞机坠毁时往往是倒栽葱式，机尾高高翘起。这样，人们只要找到坠毁的飞机，就不难发现这位幸存者；另一种是在飞机坠毁前，根据飞机上事故传感器发出的信号，炸开飞机蒙皮，迅速弹出，靠降落伞缓慢降落。为了便于人们寻找，黑盒子还带有染色标志剂和海水染色剂。染色标志剂能把周围的土地染上鲜艳的荧光颜色；海水染色剂经过海水浸泡后，则可以把四周的海面染成大片荧光颜色。这样，无论是白天还是黑夜，都能在几公里之外发现它。黑盒子里还装有一种紧急定位发射机，飞机失事以后，能自动发射信号，指示飞机坠毁的方位，可以连续工作30天。
132 “国际新闻”是怎样转播的
　　1981年3月30日美国总统里根遇刺，美国合众一独立新闻社当天就通过卫星把这一重大新闻传到了我国，使中国广大观众及时看到了里根遇刺的真实情景。《国际新闻》节目开阔了人们的眼界，丰富了人们的见闻，因此广大的电视观众是欢迎的。
　　那么，“国际新闻”是怎样远隔万里，穿洋过海，迅速及时地传到我们这里的呢？这应该夸夸卫星的功劳。“国际新闻”是从地球同步轨道卫星那里收录来的。地球同步轨道卫星在轨道上空，距地面36000公里，绕地球一周需24小时，刚好等于地球自转一周的时间。因此，我们从地 球上看，它好像静止不动地挂在天上。一颗这样的卫星，由于它覆盖整个地球面积的三分之一还多，因而可以利用它在万里之间传送电视节目。如果在地球赤道上空均匀地放三颗这样的静止卫星，那就足以实现全球的通信了。在卫星通信中，卫星是转发无线电波的中继站。单有卫星还不够，还必须设置卫星地面站。在地面站中有无线电发射机和接收机，用以向卫星发射和接收无线电波。这样通信卫星和地面站就组成了卫星通信系统。
　　那么，中央电视台的《国际新闻》又是怎样收录的呢？每天清晨5点多钟，中央电视台的技术人员开始收录“国际新闻”。这时，英、美两家新闻社按照预定的时间，先后把各自录制的“国际新闻”送往本国卫星地面站，通过地面站的微波天线，分别发送到印度洋和太平洋上空的两颗通信卫星上。卫星设有微波接收机和发射机，分别担负“国际新闻”的接收和发送工作。当卫星将接收到的“国际新闻”向地面发送的时候，我国北京的卫星地面站就可以及时地将它接收下来，并传送给北京长话大楼，再通过电缆传到中央电视台收录机房，由技术人员将它录到录像磁带上。为了保证“国际新闻”解说稿的准确，英、美两家新闻社还及时把新闻电讯稿送给我国驻该国的新华分社。分社的同志们再将其迅速传回北京新华总社，由总社传到中央电视台，并用电传机记录下电讯稿的全部内容。每天早上8点钟，电视台国际部负责《国际新闻》的编辑、翻译上班后，第一件事就是坐在荧光屏前挑选可供播出的新闻内容，内容确定后，翻译依据电讯稿并参照有关的录音带，进行紧张的翻译工作。翻译工作完成后，编辑根据画面和解说进行调整、删编，最后定稿。有关工作人员一直忙到下午3点多钟，才能开始配音合成。待播音员配完解说，完成录像合成工作，已是下午5～6点钟了。
133 柴汀卡村亡魂谷
　　自古以来，人们望着定时迁飞的鸟群，就思考着这样一个问题：鸟儿为什么能从千里之外返回故乡而不迷失方向？
　　开始，人们根据家鸽能借助地形、地物，可以返回鸽舍的事例，提出了鸟类视觉定向的说法。一些鸟类如家燕就是这样。可是，对最著名的迁飞鸟——北极燕鸥，就不能这样说了。它每年营巢北极而在南极越冬，飞行距离长达4万公里，其间海天一色，寻找熟悉的地形、地物是非常困难的。显然，长距离迁飞的鸟类不迷路、一定有更精确、更敏捷的定向方法。
　　其后，实验证实：鸟类能根据太阳的位置变化为自己定向，并且其体内有一种能够计算太阳移位的生物钟。这也就是说鸟类有时间感觉。但是，大多数迁飞的鸟类能在夜间正常地飞行，且白天在阴暗的条件下也不迷路。这就说明：鸟类必定还有其他的定向手段。实验又证明：鸟类可以以星座定位，它们具备用自己的生物钟校正星座四季变化的能力，从而准确地确定前进的方向。但是，阴天或是在没有太阳、星座的时候，鸟儿又如何定向呢？有人把铜棒和磁棒分别带在鸽子身上放飞，发现在晴天时，两组鸽都能顺利返回。但在阴天却只有带铜棒的能返回，而带磁棒的失去了定向的能力，从而说明了地磁定向是鸟儿非常可靠的导航系统。在印度东北部的柴汀卡村，每年八九月，在无月的夜晚，成群的鸟会在迷乱中掉落在灯火周围，为村民所取食，久而久之，这里便成为著名的“柴汀卡村亡魂谷”。为什么会发生这种现象呢？印度科学家认为，柴汀卡村怪事的谜底在于当地磁场作用。理由是，附近蕴藏着较为丰富的磁性矿物，八九月磁力活动较为强烈，当栖息的鸟受到磁力的干扰，体内“指南针”就会被搞乱，因而不安地飞起，在昏眩中看到村内的灯火，于是便扑过去而碰掉在地上。
134 鲑鱼磁感之谜
　　鲑鱼肉质鲜嫩味美，在高级饭店的菜谱中价格极高，可从生物学上讲，它却能做出令人吃惊的行为，鲑鱼能从遥远的太平洋游回它的出生地。
　　有五种北美的太平洋鲑鱼把卵产于从阿拉斯加到加利福尼亚的小溪中。在小鱼孵出后，成群的小鱼沿着小河游向太平洋。它们以1～5年的时间发育成长，并在北太平洋以逆时针的方向环游一个极其巨大的椭圆形。之后，它们一群群地离开了大椭圆形，往回游。不知怎地，它们找到了大河口，支流和小溪，几乎以月球火箭般准确性回到了它们数年前被孵出的地方。于是母鲑鱼在那儿产卵，公鲑鱼在那儿受精，最后，老鲑鱼精疲力竭地死去了。
　　其实，不光鲑鱼有这种远航本领，家鸽的远航和准确性颇负盛名，北极的燕鸥南飞大约19200公里到达非洲、南美洲和南极洲，灰鲸从它们的寻食地北太平洋游到它们的出生地贝加——加利福尼亚的近海地区，美洲产的一种橙褐色的蝴蝶能从美国飞到它们过冬的南墨西哥。不过，鲑鱼的长游比所有这些动物都神奇。它们游过淡水的小溪、小河，游向大海，完全适应咸水的环境，然后，再从几千公里之外，找到正确的河口，游经支流、小溪、瀑布、急流、湍流，到达当初它们出生的小溪。人们多年对鲑鱼的回游航行的研究，终于有了线索。鲑鱼并不是只有一个简单的导游系统，它有好几个，它能看着回家，也能嗅着回家，还能用类似海员的罗盘侦察航线的方法，觉察地球的磁场。
　　鲑鱼用嗅觉回家是人们早已知道的，每块产卵地有一种幼鱼熟知的气味，当鲑鱼向上游动时，是随着由它们出生地飘动到下游的气味游动的。
　　鲑鱼也能看着游。虽然它们不用海员利用的六分仪测量太阳的高度，但它们能觉察出太阳在天空的位置，据此它们可以知道自己处在什么地方，而且决定游动的方向，游到大海洋或是游到产卵地。
　　而这两种方法都有缺点。出生地的气味到河流下游被冲淡，而在经常阴天或多雨的太平洋西北部太阳并非总是看得见，这样一来，它的磁觉就很重要了。这是三元导航工具的一个组成部分。
　　美国的奎恩·汤姆建造了一个比照罗盘四个方向的四星形的大箱子，在夜间把三四十尾幼鲑鱼连原水放入其中。这些小鱼在华盛顿湖中是往北游的，夜间也如此。如今它们在箱子中也游向北边的那一角。但这还不说明什么问题。这可能是鲑鱼通过敞着的箱子看见了箱顶而仍向北游。鲑鱼有很好的记性吗？也许是的。奎恩·汤姆后来又用一块极强的电磁体使鲑鱼可能在感知的磁场的方向改变90度。这回鲑鱼又改变了方向，不管箱顶是敞向夜空，还是用黑塑料布遮着，鲑鱼都改变了90度航向，而且朝着改变了的磁场方向游去。
　　鲑鱼如何在太平洋作逆时针的环游，还是不知道。当它们游回家时，它们如何发现原河口的同样不明白，很可能磁觉在这两件事中都起作用，但也没有足够的证据来证明。还有，鲑鱼是如何感知地球磁场的？在家鸽、蜜蜂、蝴蝶中都发现了磁微粒——磁化铁。可是迄今为止鲑鱼中还没有发现这种微粒。
135 机器人当上了守门员
　　在1986年日本筑波国际科技展览会上，五光十色的展品中，有一样东西格外引人注目，这就是具有实用价值的机器人。特别是一个坐在钢琴旁的机器人可以看着乐谱，而不是凭记忆，弹出动听的音乐；还有一个机器人着守门员的服装，它可以灵巧地挡住从任意方向滚来的球。这种机器人具有根据外界的变化来做出反应的能力，使参观者耳目一新。那么，机器人是怎样识别物体的呢？
　　机器人同人一样也是靠它的“眼睛”来识别物体的，它的“眼睛”就是光学图像识别系统。该系统由一组特殊配置的透镜和计算机组成，透镜系统完成对三维光学图像的变换运算及相关运算，再由计算机完成控制、分析和判断任务。从日常经验中我们可以知道，人们平时区别一只狗和一只猫，不需要精确的测量，只凭人们头脑中所记忆的狗和猫的特征，通过对比来进行识别（区分）的。光学图像识别系统也是这样，具体做法是：首先把要识别物体的一些特征以一定方式提取出来，并把它存入计算机里。要遇到被识别目标，便把从该目标上所提取的信息与已存贮的特征进行比较，若相似到一定程度后，便可以认定要识别的目标是什么。显然，光学图像识别系统的关键是如何提取目标的光学特征与如何进行比较，这样，才能取最少的特征信息而达到准确判断。近年来，大量细致的科学研究已使该领域取得了令人瞩目的进展。现在人们已经能够把多个物体的特征同时存入系统，使之可对多个目标同时进行识别。可以想象，随着大容量计算机的出现，有可能使该系统具有学习功能，即如果碰到的目标不认识，系统就可以自动地立即完成对目标特征的提取和存入，以便以后辨认。如果能把这种系统集成化为小型设备，装在导弹上，就如同装上了眼睛，可以准确地攻击目标。
　　该系统在人类和平事业中的应用更是前途无量，如自然资源的勘查，破案时指纹识别，工业自动检测，自动跟踪等方面的应用，无疑将使人类向前迈出一大步。
136 黑色星期
　　1989年10月13日，是星期五，这一天被欧洲以至美洲舆论界称为“黑色星期五”，因为电脑病毒要在这一天使全世界2/3的电脑瘫痪。
　　在这个黑色星期五到来前夕，荷兰警方10月12日宣布，姓名不详的电脑狂徒于午夜时分在荷兰释放出病毒，目的是让全球2300万个电脑瘫痪。同一天，瑞士联邦机构办公室发言人说，电脑刑警专家发现，瑞士政府办公室已有75部个人电脑遭病毒感染。也是同一天，瑞典有报道说邮局电脑网络已瘫痪。美国的电脑界在黑色星期五到来之前，也纷纷采取防范措施，设法对付这一来自欧洲的电脑病毒的进攻。法国、英国等等也都严阵以待。
　　所谓电脑病毒是一套微电脑程序，只要把这套程序输入现有的电脑当中，电脑资料库里所存储的所有资料都会消失，变成一片空白。要把这种电脑病毒输进现有的电脑，十分容易，只要有一部个人电脑和一部电话，和别人的电脑联上线，就可以输进去；还可以把电脑病毒传给对方电脑。问题的严重性还不止于此，这种专门设计出来的微电脑程序所以被称为病毒，因为它像生物病毒一样，有两个特点：一是有潜伏期，即虽进入电脑并不立即动作，而等到原定好的一个日期或一个讯号发出，它才动作；二是有感染性，即只要进入一台电脑，而那电脑又和别的电脑联网，它就能悄悄地感染联网的所有电脑。所以，这种电脑病毒对电脑威胁极大。因为现在电脑已经成了各国政府机构、军事机构和企业存储资料、处理信息最普遍的工具，一旦某一电脑系统遭到电脑病毒侵入，几万、几百万个数据资料瞬间消失得干干净净，或是政府预算、税收没有依据，或是导弹控制失去指令，或是与客户往来交易无案可查，不论哪一种，后果都不堪设想。而这种电脑病毒，当初不过是一些学习电脑软件的年轻人由于好奇或无意之间设计出某种程序，现在则有人以释放电脑病毒向企业进行敲诈，据报道，全球电脑欺诈损失每年达10亿美元。
　　目前治疗电脑病毒的有效方法是使用“疫苗”程序。这是具有发现、治疗、修复功能的程序。在美国用以治疗苹果机病毒的“疫苗”程序有6种。在法国、荷兰等国已有“攻击”病毒的软件磁盘出售。英国的某些公司采用计策避开病毒侵袭。比如，当知道星期五要发生电脑病毒“感染”，就可编制程序将存档日期从星期四直接“过渡”到星期六，躲过令人心悸的星期五。此外，作为预防手段，应该把重要的程序和数据定期复制并存放起来，万一受到病毒破坏也不致丢失。不要胡乱用电子邮件来传递及使用来历不明的程序，这点很重要。
137 电猫
　　1347年，一艘商船满载着香料从黑海的港口驶向意大利热那亚的码头。船刚靠岸，躲藏在船舱里的老鼠，便偷偷地爬上岸来了。不久，这一带的许多人就得了腺鼠疫和黑症病，并且很快在欧洲蔓延开来，长达三年之久，总共夺去了2500万人的生命。当时，就连最高明的医生也百思不解：这种病魔是从哪儿传来的呢？他们万万没想到，这场灾难的罪魁竟是不起眼儿的小老鼠。
　　几个世纪过去了。据记载，这种病又曾经蔓延过上百次。1665年蔓延到英国，害死了10万伦敦人。1890年已经蔓延到了全世界，中国也没能幸免。
　　老鼠除了传染鼠疫外，还能传染血吸虫病、鼠咬热、森林脑炎、流行性出血病、地方性斑疹伤寒等。世界卫生组织1990年对12个国家的调查发现，当年因老鼠作祟爆发了大小1250起流行病。
　　老鼠具有不断生长的门齿，因此需要经常咬啮磨锉，倘若有几天不磨，就可能因为门齿长得过长而合不拢嘴。所以，即使不吃东西，它们也要乱咬乱啃。锋利的老鼠牙，能咬透铅管，喀碎木板和砖头，有时候甚至咬断电线，造成短路，酿成火灾。
　　老鼠糟蹋粮食的数字，也是十分惊人的。据统计，仅在亚洲，老鼠一年消耗掉的粮食竟达4800万吨，这些粮食足够25000万人吃一年。在全世界，老鼠糟塌粮食占总产量的20%！
　　老鼠的繁殖能力极强，母老鼠怀胎20天左右就生小老鼠，一年能产6～8胎，每胎最多可以生十几只。幼鼠生下来只要过两个月左右的时间，就可以生儿育女了。这样累计起来，一对老鼠一年就能繁殖15000个后代！世界卫生组织不久前出版的一期《世界卫生》双月刊说，老鼠的数量现在很可能已超过全球52亿人口。据美国约翰·霍普金斯医学中心专家詹姆斯·查尔兹估计，美国的“鼠口”在过去25年里增加了1.5倍，现已达到2.5亿只。
　　科学家经过研究发现，这几年老鼠多的主要原因是老鼠的取食和隐藏条件有了改善。要使老鼠减少，从根本上说，应该破坏这两个条件。
　　怎样破坏老鼠的取食和隐藏条件呢？首先，要把粮食和饲料保管好，放在老鼠钻不进去的器具里，其他食物也要妥善收藏。其次，在新修住宅的时候，应当考虑房屋要防鼠，比如，墙基和地面最好用石头，门、窗要严丝合缝，管道和电线管过墙壁的地方不要留空隙。
　　在野外，彻底破坏老鼠的取食和隐藏条件很难，但是，精耕细作，减少荒地，充分灌溉，及时收割和打场，都可以减少鼠害。
　　在搞好防鼠的基础上，灭鼠就容易得多。在老鼠已经很多的地方，为了及早除害，最好用老鼠药全面毒杀，以后，再根据具体情况，选用不同的措施。
　　尽管是这样，全世界老鼠的总数依然是有增无减。于是“电猫”便应运而生。日本电子计算机操作人员发现，家鼠特别喜欢往电子计算机房里跑，经常发生咬断电缆的事。他们细心研究发现，家鼠之所以乐意往电子计算机房里跑，并不是由于有食物吸引，而是受机器发出的一种24千赫兹的超声波所诱惑。
　　基于这种新的认识，他们设计了一种“陷阱”。这种自动器械由三部分组成：诱鼠的超声波发生器；真空吸引器，用它可把掉入陷阱的鼠吸上来；装满二氧化碳的容器，用真空吸引器把鼠吸上后，投入该容器内憋死，消毒后把尸体装入另一容器。
138 卡尔森和他发明的静电复印机
　　在现代化的办公室里，复印机和打字机一样，也成了必不可少的办公用具。
　　复印机是谁发明的呢？这位发明家叫查切斯特·卡尔森。
　　卡尔森12岁时，个子长得又瘦又高。为了帮助父母养家糊口，他在加利福尼亚州圣贝纳迪诺干零活。14岁那年，他挑起了抚养双亲的重担，每天早早就得起床，上学前先去商店擦玻璃橱窗，下午还得去银行和报社打扫，每星期六要从早晨六点一直忙到晚上六点。他的父亲是一位流动理发师，由于关节炎和肺病而无法工作。母亲也患有肺病，长年卧床不起。他俩就生卡尔森一人。
　　生活上的重担压得卡尔森喘不过气来，许多小孩子处于这种压力下早就退学了。但是，卡尔森顶住了。当他念初中时除了看门的工作外，还在印刷厂当学徒。高中时他除了继续干擦洗玻璃窗、打扫地板等活计外，还利用星期六和星期天在化学实验室工作。他先进入里弗赛德专科学校学习，然后又在加利福尼亚州理工学院念书。他艰苦奋斗了5年，可是，他却欠了1400美元的债。
　　1930年，工作特别难找，卡尔森给82家公司写信要求工作，但是只有两家公司给他复函，还表示不能雇用他。最后，卡尔森总算在纽约一家电子公司的专利部门找到了一个固定的工作。在那儿复制文件和图表之类的麻烦事给他留下了不可磨灭的印象。
　　手稿必须重新打印出来，图表得送到照相复印公司去复印，这既花钱又费时间。他心想如果在办公室里有一架机器，只要把原文本塞进这架机器里，一按电钮就可得到一模一样的复本，那该有多好呀！1935年，他开始着手研制这种机器。当时人们同现在一样，总认为没有设备完善、规模巨大的实验室就不可能有重大发明。29岁的卡尔森，瘦瘦的个子，虽然两眼近视，却是个意志坚强、锲而不舍的人。他单枪匹马埋头干了三年，细心观察光怎样作用于物质和探索图像从一张纸传到另张纸上面的独特方法。星期六、星期天和每天晚上，纽约公共图书馆内都留下了他勤奋学习的身影，甚至在地铁里他也在思考问题。对他来说，时间永远不够用，因为他身负三副重担，白天他得努力工作来保住他的饭碗；夜晚去夜校读书，以便取得学位；百忙之中还要实现他的夙愿——研制复印机。通过理论上探索，他终于掌握了静电学。1937年，他正式提出申请，要求获得“静电摄影法”的专利权。卡尔森确信他已掌握了静电复印的基本概念，但是他还得把理论用于实际。他便把自己唯一的一间起居室的壁橱改成临时实验室，但结果证明它不能适应实验需要。因此，他在长岛的阿斯托里亚租了一小间简陋房子，在里面配备了实验用的物品。另外，他节衣缩食，用节省下的钱雇用了一位实验助手，帮他一起做实验。
　　1938年10月22日，在这间简陋的房间里，卡尔森用墨水在一块玻璃板上书写了“阿斯托里亚1938.10.22”几个字，又用一块布手帕在涂硫金属板上拭擦，使它带上电荷，然后隔着写有字的玻璃板，在泛光灯下将这块金属板爆光3秒钟，又在板上显示出来了。接着卡尔森又把一张蜡纸平压在涂硫的金属板上，纸上也复印出了相同的字。这就是世界上最早的静电复印，以后这种方法被命名为“静电印刷术”。然而，对卡尔森来说，以后几年的经历并不是一帆风顺的。根据他的图纸设计生产的各种复印机总不能使他满意。他想方设法推广这种机器，以引起人们的注意，可是他发现人们对他的发明漠不关心。1939～1944年间，包括雷明顿·兰德和国际商业机器公司在内的二十多家公司拒绝接受卡尔森的新产品。尽管美国全国发明者理事会看到复印机的需要，但却否定了卡尔森的制作法。
　　卡尔森仍不断地向四处发信，打电话，以加强他的专利权地位。1944年，他专程到了俄亥俄州的哥伦布市向非盈利性工业研究机构巴特尔纪念学院表演了他的制作法，“巴特尔”表示同意从事复印机的发展工作，但要将收益的60%付给该学院。然而，制造商们对此仍毫无兴趣。其中有的人把卡尔森制作法称为“粗糙或玩具式器具”。
　　根据合同，“巴特尔”用于研究静电复印机付出的费用超过某个限度时，卡尔森就得多付15000美元。卡尔森取出自己的银行存款，好言劝其亲属慷慨解囊，帮助他凑足资金。不久，势头开始变了。纽约罗彻斯特的一家小公司开始为卡尔森作小笔推销。1947年4月，卡尔森收到了巴特尔公司汇出的第一张2500美元专利支票。但直到1950年，静电复印机才在市场上出售。此后又过了10年，该公司生产了914型书桌大小的复印机，人们只要一按电钮就可以在一般的纸张上得到干印复本。
　　当时，在市场上出售的复印机有好多种型号，其中有伊斯门柯达克公司的一种采用化合显影剂的“湿写”复印机和明尼苏达矿业公司的一种利用红外线灯光热量在纸上形成图像的“热写”复印机。而静电复印机突出的优点是：这种复印机用干写法，不需要化学药品或特殊的纸张，而加工出的复印件质量特别好。
　　静电复印机，在我国是70年代后期被广泛地应用起来的一种复印工具。它作为现代办公室用品大踏步地走进办公室，日益受到人们欢迎。
139 奇特的电热涂料
　　不久前，在日本鲁斯托公司的高级宾馆内，一场烹调操作表演吸引了众多宾客。公司的技术人员信手取来一只普通的陶瓷菜盘，并随即在菜盘上涂刷一层薄薄的灰色涂料，然后在菜盘的两侧各安上一根电极。这样，普通的菜盘眨眼之间便成了一只简易的陶瓷“蒸锅”。当操作人员在两极上接通24伏的电源后，“蒸锅”的温度瞬间就升到100℃。此时，操作者迅即在“锅心底抹上少许植物油，并敲入一只生鸡蛋”。只用30秒钟，一只黄澄澄的荷包蛋就端在了人们的面前。宾客们品尝后赞叹之余，对菜盘上涂刷的灰色涂料发生了极大的兴趣。
　　这种奇特的灰色涂料，就是该公司历经10年艰辛研究开发成功的“电热涂料”。“电热涂料”主要由无机物质和有机物质混合而成。其制作过程是：首先在无机物质表面覆盖一层银和镍等金属，使之变成扁平状的导电填料；而后再把它分散到热硬化性树脂中。于是，导电填料变成了发热材料，而热硬化性树脂则形成涂膜。这种涂料状似粘滞的液体，可用一般油漆刷或喷涂器具，非常方便地涂到金属、塑料、织物等各种材料表面上。在室温条件下，仅需20分钟，即可自行干燥。
　　将“电热涂料”涂刷在物体表面上以后，只须在涂膜并联的两个电极上，施加一定的交流或直流电压，电流就会流向导电填料，涂层立即升温发热。其温度高低主要取决于该涂料的物质组合、喷涂的厚度、施加电压的大小和两电极间的距离。
　　实践证明，“电热涂料”用作发热体具有耗电少、热效率高、使用简便等独特的优点。采用“电热涂料”涂装的取暖板材或壁材，与一般用镍铬电热丝作发热体的电阻取暖器相比，要达到同一温度效果，前者的耗电量只有后者的三分之一。尤其是当涂层通电升温后，它会产生远红外辐射，其表面辐射出的热量可达90%。如果使用特殊组分的“电热涂料”，它的热量辐射可完全处在远红外区，其热效率将会更高。日本鲁斯托公司的专家们还对电热涂料在普通加热、机翼除冰与除霜、汽车发动机启动、铁轨防冻、公路和屋顶融雪以及太阳能热水器等200多种潜在用途作了鉴定。目前，这个公司正试图将“电热涂料”应用于便桶垫圈、人工假肢、地毯等方面。
　　电热涂料有着十分广阔的应用前景。将来，人们不必安装取暖管道，也勿需添置电炉、红外取暖器之类的装置，只需在室内墙壁上涂抹一层薄薄的“电热涂料”，然后接通电源，便可在温暖如春的室内工作和生活了。
14 中幡不倒之谜
　　看过电视连续剧《甄三》的人，一定记得甄三和他师傅中幡老艺人骆小辫耍中幡的精彩场面。他们娴熟而又惊险的表演，使观众惊心动魄，瞠目结舌。他们那胸有成竹，轻松自如的动作，凝结着平时刻苦锻炼的汗水，依靠的是长期练就的钢筋铁骨，运用的是前人总结出来的力学原理。
　
　　中幡这种“头重脚轻”杂技造型的成功，除了因为演员的头有足够的力量之外，更重要的是演员掌握好了平衡。要使物体保持平衡，必须叫中幡杆子的重心沿力的作用线落到演员的头顶。这样，顶中幡杆子的演员头部向上用的力和中幡的重力，恰好在一条直线上，大小相等，方向相反，合力为零，使两个力处于平衡状态，所以中幡杆子越高，观众会越为演员们提心吊胆。其实，杆子越高，演员反而容易做到安然无恙，这又是为啥呢？让我们一块儿做个实验吧：假如我们用手指顶根铅笔，铅笔很难被顶立起来；假如用手指顶立个鸡毛掸子时，鸡毛掸子却很容易地被顶起来。这是由于鸡毛掸子杆儿比较长，当它要倒时，也就是重心偏离开时，人有足够的时间靠摆动手指来调整它的重心。由此可知，只要顶中幡的演员头部有足够的力量，杆子越高，就越容易掌握力的平衡。
　　利用力学原理排演的耍盘子就更巧妙了。你看吧，演员的双手拿着好几根细竹竿。每一根细竹竿的尖端都顶着一个旋转着的瓷盘。这时候，演员随心所欲地表演着种种动作，最后在台上倒翻一个筋斗，站起来，盘子仍旧稳稳地在竹竿尖上旋转。是什么力量使它“粘”在竹竿尖上不掉下来呢？如果我们自始至终仔细地观察，就会发现，演员在做着各种动作的时候，必须让盘子旋转着。换句话说，盘子“粘”在竿尖的秘密在于旋转。
　　旋转着的盘子为什么不容易掉下来呢？简单地说，这是物体运动惯性的表现。当竿子的尖端支撑着盘子的重量，而盘子以竿子为轴线绕着它旋转的时候，盘子上的每一个质点都在盘子所处的平面上作着圆周运动。由于运动的惯性规律，每一个质点都要保持已有的运动状态，也就是要保持在盘子所处的平面上运动，既然每一个质点都要保持在盘子一开始所处的平面上运动，那么，整个盘子就会继续保持在原来的位置绕着竿子旋转，而不掉下来。因此尽管演员的身体在运动，只要他掌握住竿子的方向，旋转着的盘子就不会掉下来。除了“中幡”、“耍盘子”等节目外，在杂技表演中，还有利用力平衡原理表演的“高台定车”、“走钢丝绳”；运用向心力和离心力原理表演的“水流星”等。倘若我们在欣赏杂技演员精湛的艺术表演的同时，又仔细地琢磨它里边的力学原理，打开“杂技之谜”的科学之窗，会更趣味无穷。
140 不烧汽油的飞机
　　1987年10月5日，加拿大航空机场上，记者云集，个个仰首遥望，争睹蓝天中一架新颖飞机的丰采。
　　这架飞机结构奇特，宽大的机翼下，攀挂着一个喇叭状接收天线。飞机时而直刺蓝天，时而疾速俯冲，时而翻滚拐弯……喇叭天线却始终对准着地面。更令人惊奇的是，在这架飞机的机舱内，没有携带汽油。
　　没有汽油作燃料，也能使飞机凌空翱翔！难道它是用太阳能开动的？不，它使用的是“束能”。
　　束能是什么？束能是和无线电波联系在一起的。早在1888年，德国青年物理学家赫兹用他自己发明的电波环，成功地进行了著名的电磁波实验，第一次证实了英国杰出的数学物理学家麦克斯韦提出的电磁场理论，向全世界宣告自然界确实存在着无线电波。当时，赫兹就已经预见：无线电波不仅能用来进行电的信息传递，也能进行电的能量传递。所以，束能实际上是一种通过发射无线电波传送和获取的电能。
　　频率几亿赫兹的微波段无线电波，是传送电能最理想的载体。因为微波是空中直线传播，传播途中没有导电场遮拦，从理论上能传得极远。因此，只要将电能像电信号那样，调制在微波上发射出去，被对方微波接收机收到后，再从微波中将电能解调下来，就能像通常的电能一样，供用电设备正常使用了。它省去了庞大昂贵的输电线路，具有很大的优越性。
　　束能飞机就是一种采用微波来传送电能而开动的飞机。难怪束能飞机的下方有一个喇叭状天线呢！正是这部天线在连续不断地接收地面上发射出来的无线电微波。在这种微波中，已经在地面发射机中调制上强大的电能，可以通过天线接收，经机舱内接收机解调后，就可转变成直流电能输出，功率能达到39千瓦，犹如在束能飞机中装进了一台容量不小的发电机。绰绰有余的充沛电力，自然使束能飞机在空中自由翱翔了。
　　在宇航中心，一个设在地面占地100平方米的微波天线阵，通过发射出一股强大微波束，使一架架束能飞机相继飞上了近2万米高空。只要地面上有微波发射，这一架架束能飞机就能在空中连续飞行。
束能飞机能长期留在空中，可用作理想的空中观察台。能居高临下，监察公路上车辆和海面上船只，是否在规定的区域内安全行驶。在森林和草原上空，它像一名忠实卫士，即使冒出一缕烟火或丁点火星，也能及时察觉，发出警报。如果在束能飞机内装上一台电视差转机，它就成了一台最理想不过的电视转播台了。
　　另外，束能飞机不需要携带沉重的燃料，自身重量骤减，能增加一倍以上的空运净载能力，大大提高了飞行效率。
141 兄妹俩躺在血泊中……
　　1980年12月20日，在法国一家面包铺里，10岁的卡特琳、9岁的克里斯托夫和4岁的斯特凡特正在聚精会神地收看电视节目。突然一声巨响，电视机显像管爆炸了，克里斯托夫和斯特凡特兄妹俩倒在血泊中，结束了短暂的一生，10岁的姐姐吓得跳楼致伤。
　
　　1981年，我国济南汽车制造厂总厂曾因电视机爆炸引起过火灾。
　　……
　　显像管为什么会爆炸呢？要想回答这个问题，得从显像管的结构谈起。显像管有一支“电子枪”，“枪”里的阴极加热会发射电子。电子排成的电子束在数千伏乃至二、三万伏的高压作用下，高速撞击显像管上的荧光物质，致使荧光物质发光。显像管内部都是高度真空。万一显像管破裂，四周的空气就会以极高的速度冲入，把玻璃管壳冲击成碎片，这个在瞬间完成的过程，就是通常所说的显像管爆炸。显像管爆炸主要是由于电视机的保养和使用不当引起的。当电视机遇有震动、冲击、碰撞、温度骤然变化以及机器里的尘埃污垢过多，工作环境又湿又热，致使局部过热等，都可能引起显像管爆炸。绝大多数电视机起火爆炸，是由于行输出变压器出现故障而造成的。就拿30厘米黑白电视机来说吧，它的高压达到10千伏以上，很容易引起跳火。再加上1980年前的国产电视机，所选用的产生高压的行输出变压器，没有采用阻燃材料，因此，当出现高压跳火时，行输出变压器就有被点燃的可能。一旦行输出变压器被点燃，随之电视机的木壳、塑料制品的元器件、印刷电路板等也将相继燃烧起来。如果处理不当，便会发生爆炸，乃至酿成火灾。然而，也不必过于担心，因为多数显像管都装有防爆圈，许多电视机在正面还加装了厚厚的防护玻璃。近年来，在国产电视机中绝大多数行输出变压器改用了阻燃材料，消除了行输出变压器起火的隐患。
　　不过，为防备万一，还应多加注意：要把电视机放在比较稳当的桌面或台架上；电源线、馈线不要到处乱拖；收看距离应在1米以外；收看中或刚收看完，不能用又湿又凉的抹布擦拭显像管表面；看完电视应切断电源，待冷却后再罩上防尘布套；不要加盖和衬垫易燃物品；刚用过的电视机不能马上挪动，更不要在温差悬殊的房屋之间搬来搬去；显像管表面有灰尘污垢时，切不可用利器刮划，应用柔软的绸布或棉花蘸酒精轻轻擦拭；如发现机器里打火、冒烟、有烧焦味或异常响声时要立即关机检查修理；倘若长期使用室外天线，最好安装上避雷器，以防雷击。
　　万一电视机起火，应立即关开关，切断电源，切忌用水浇；否则，会引起爆炸伤人。最好使用二氧化碳和干粉灭火机，也可以用热水浇后的湿被子捂在电视机上，将火扑灭。
142 天气警报收音机
　　1983年3月1日凌晨2点，一艘从广州开往肇庆的客轮因遭9～10级大风的突然袭击，翻船沉没，船上220余人不幸遭难身亡。
　　这次风向突然改变，风速骤然增大的飑线天气，广东省某气象台在事发前1个多小时就已发现。但由于目前广播电台发布气象预报的时间和次数都是固定不变的，不可能迅速把紧急情报传播出去。另外，即使能迅速传出，也无法保证每个人、每个单位都恰在此时收听广播。
　　为解决这个问题，近几年来美国采用了一种既能在几分钟内把危险天气警报公布于众，又能“强迫”群众及时收听的天气警报自动服务系统。即，气象台特设了一个发射功率在100～1000瓦的气象专用广播电台，一天24小时连续不断地广播天气预报，并根据随时获得的天气情报，及时更新预报内容。凡有天气警报收音机的用户，不论什么时候都可以随意收听。
　　气象台利用卫星云图、气象雷达等现代化设施日夜不停地对大地进行监测。一旦发现像龙卷风、台风、暴雨、冰雹及飑线等危险天气时，气象专用广播电台的发射机首先用1050赫的频率播发10秒钟的声频警报信号，然后便自动播发天气警报内容。只要用户的天气警报收音机平时将旋钮放在“监听”位置上，警报信号就立即被接收，经3～4秒的识别，确认不是干扰信号后，喇叭里便立即发出警报声，召唤人们迅速打开收音机，收听警报内容。性能较高的天气警报收音机，若不打开开关旋钮，警报声会一直不断。其音响足以把10米以外，正在鼾睡的人唤醒，因此根本不需要守候在天气警报收音机旁，就可及时收到每一个天气警报，还有一种天气警报收音机，不但能自动发出警报声，而且还能自动打开开关，发布天气警报内容。
　　天气警报自动服务系统，还可用于军事上发布空袭、地震、海啸和火山爆发等紧急警报。
143 电子计算机走进了田径场
　　美国有一位铁饼运动员，他的最好成绩是67米，始终掷不出70米的界线。他去请科学家用计算机帮助检查，计算机轻而易举地找出了他提高成绩的障碍。原来，这位铁饼运动员在投掷时，为克服鞋子和地面之间摩擦所消耗的体力太大了。科学家让他在投掷区内洒些水，并穿上一种改进了鞋底结构的鞋，于是惊人的情景出现了。只见运动员做了几个有力的旋转，“嗖”地一声，铁饼飞出了70米外，创造了新的世界纪录。
　　现如今，电子计算机已大踏步地走进了体育领域，并大显神通。人们把运动员的形态、素质、技术、生理、心理等多种指标输入电子计算机，然后进行分析整理，就可以预测、选拔合格的运动员。
　　目前，在世界大型比赛中，为了更好地发挥出运动员的运动能力，无论是场地设施，还是竞赛项目的编排，都使用电子计算机。越来越多的竞赛还运用电子计算机进行裁判。它铁面无私，准确无误。数千名运动员参加几十个项目比赛，即使竞赛非常激烈，电子计算机也能应付自如，准确无误地记下每个运动员的成绩。
　　最近几年，一些国家正在兴起的电子计算机生物力学的研究，证明电子计算机是一个优秀的“教练员”。美国佛罗里达州迈阿密市生物工艺研究部门制成了一种只有手掌大小的计算器，可以夹在裤带上。当运动员跑步时，它能显示出运动员的心跳次数、消耗的热量、速度、弹跳高度、每一步的跨度，通过的路程和时间，以便进行调整，保持适当的运动量。科学家用几架高速摄影机，同时从不同的角度，将每项运动金牌获得者的创纪录动作精确完整地拍摄下来，连同他本身的解剖学数据输入计算机，然后和成功的经验数据、理论数据作综合分析比较。最后，机器就可以告诉每位运动员，在运动过程中各部分肢体的最佳姿势和动作应该是什么样子。电子计算机所作的计算分析，可以在荧光屏上直观地显示出来，它的细微程度是人眼睛觉察不出来的，它的准确性可靠性更是任何教练员不能比拟的。
　　电子计算机还可以把重要的体育资料贮存起来，以备查询。它贮存信息数量之多，查询速度之快，都是人脑和手工操作望尘莫及的。电子计算机还附有打印等附加设备，可将查询资料立即翻印出来，工作起来十分方便。
144 藏在皮鞋后跟里的窃听器
　　第二次世界大战前，无线电窃听器还未出现，钢丝式录音机充当了唯一窃听设备。当时美国太平洋舰队司令部就曾使用过这样的窃听器。这种窃听器，高1米，重22.7公斤。录音机藏在水兵更衣柜里，喇叭在帷幕后，开关在办公桌下，需要一名电气技师安装。当长官踩动开关，才能把对方的谈话录下来。
　　本世纪50年代的窃听器，还像矿石收音机那样原始。随着微电子技术的发展，尤其是集成电路的露面，使窃听器可以造得像一粒米那么大，甚至更小。1969年3月，美国驻布达佩斯大使馆保安人员对使馆进行例行“消毒”时，从仪器中听到一位使馆高级外交官在讲话，当即通知该外交官脱离现场，但讲话声仍然继续，费九牛二虎之力，才从该外交官的皮鞋后跟里找到一只微型窃听器，是打扫房间的女工每天早晨用一支发卡拨开开关；晚上，用同样的办法把它关上，以节省电力。据报道，美国一家公司，为窃取竞争对手董事会里的内幕，竟在一只苍蝇上装了窃听器。执行任务前，让苍蝇“服毒”，通过镜孔进入会议室，到达阵地后死去，窃听器开始工作，避免了苍蝇翅膀发出的嗡嗡声干扰。日本一家银行，想侦探某公司的财务机密，收买了一名牙科大夫，在该公司的总会计师前往就诊时，在他镶的牙里安装了一只窃听器。70年代，美国中央情报局利用专门训练过的鸽子携带窃听器，然后将激光束射向要进行窃听的窗台上，鸽子按激光的导向乖乖地落下，它啄一下按钮，发射器脱离鸽身，鸽子完成使命后便飞回基地。现代技术，已经有可能在几百公里高空的卫星里窃听地面上的电话。近代的窃听器，也可说花样百出，无孔不入。尽管不少国家宪法规定，窃听是违法的，可是，宪法却并不禁止生产和出售窃听器。有些疑心病重的新婚男女，送给对方一只戒指作“礼品”，从此他就可以听到他或她与别人的谈话，给家庭更增添了一层忧愁。
　　虽有反窃听技术相对抗，但侦查一只窃听器远比放置窃听器复杂而困难得多，即使被查出，也大都成了马后炮，因此窃听技术一直在迅速发展着，使人防不胜防。
145 电子“侦探”
　　近些年来，在一些发达的资本主义国家，一些坏人利用盗取别人的某些证件、模仿别人签名笔迹的恶劣手段来骗取钱财、坑害别人，这类事情越来越多，成为使人非常头痛的问题。
　　怎样才能把模仿的假签名和本人的真签名区别开呢？在瑞士日内瓦巴泰尔研究院工作的路易·贝舍发现，每个人在签名的时候，什么地方写得快些，什么地方写得慢些，什么地方有停顿，什么地方拐个微小的弯，各自都有各自的特点和习惯。因此，签名时的速度，停顿点和某些拐弯就成了别人无法模仿的特征。一个冒名顶替的人，即使他的签名能达到以假乱真的地步，能瞒过笔迹鉴定专家的眼睛，但是由于他无法知道被模仿者签名时的速度、何处停顿等特征，因此真假签名在速度、节奏上终究不会完全一样。路易·贝舍先利用仪器把一个人的签名转换成电波信号，在示波器上显示出来。他把这种电波信号叫作“阵风”。随后，他通过电子计算机对阵风进行分析，以它速度、节奏的变化为基础整理出80个参数。用这些参数对这个人的其他签名进行鉴定，就可以鉴别是真是假了。这种仪器的分辨能力很高，签名不论是中文的，拉丁文的，还是阿拉伯文的，都能进行分析，从而得到了广泛的应用。在它们“明察秋毫”的眼睛里，很多冒名的假签字都露出了原形。
146 电子间谍
　　1976年5月，日本一家大公司——名古屋维尼公司面临破产，一再试图向银行借钱，以渡过难关。银行很谨慎，竭力设法摸清这家公司的底细，于是，求助于一家工业间谍代理行。有一天，公司的总会计师牙痛，医生（工业间谍的代理人）在他的牙根里安装了一台微型无线电发报机。几天之内，这台发报机就把这家公司的真实情况泄露出去了。于是，银行拒绝借款，这家公司不得不宣告破产。
　　资本主义国家，竞相利用电子技术的最新成就从事间谍活动，进行一般人觉察不到的秘密战争。
　　由于高度集成化电子技术的发展，有人利用苍蝇进行间谍活动。在一只苍蝇的背上可以装上一台配有拾音器的微型发报机，整个装置竟比大头针的针头还小，但可连续几小时向20米外发送侦察材料。在一间会议室里放进一只带有电台的苍蝇，整个会议情况就被发送出去。
　　美国贝尔电话公司研制了一种秘密装置，它可以在几百米之内，把激光射向玻璃窗。由于房子里的活动引起玻璃的微小震动，反射回来的激光频率也会发生微小变化，此信号在电视屏幕上变成图像，于是屋子里的秘密被侦察清楚了。有一天，美国有名的“牙膏大王”益贝得到一件礼品——一条有一对炯炯有神的眼睛的鳄鱼标本。过了几个星期才发现，鳄鱼身上装有一架微型电视摄像机，通过它的眼睛，拍摄了益贝家里所有的东西，包括他保险柜内秘密文件的内容。进行间谍活动的超现代化装备，有装在自来水笔里的磁带录音机，有装在一粒阿斯匹林里的发报机，还有一种微型针头灯，可以插进封住的信里，窃探信上的内容。
147 核袭击警报与电子罪犯
　　80年代第一个初夏的早晨，美国战略空军司令部的壁形显示屏上，突然出现了两枚从潜艇发射的核导弹，正向美国袭击。设在美国科罗拉多州夏延山花岗岩隧道深处的美国防空司令部里，黄色警报灯闪着恐怖的亮光。这是美国遭受突然袭击的紧急信号，再过20分钟导弹就会命中目标，美国将会有2000万人丧命，接着将爆发一场史无前例的核大战……
　　“一级战备！”美国各地的战略机场和洲际导弹部队接到命令，凄厉的战斗警报在山谷中回荡。一部分载有氢弹的战略轰炸机飞向蓝天；另一部分轰炸机装上核弹，加足燃油，部署在跑道的起飞线上，飞行员进入座舱待命，只等一声令下，他们将在5分钟内冲上天空去执行报复性的核攻击；洲际导弹装上核弹头，作好发射前的一切准备……一场核大战迫在眉睫，人们屏住呼吸等待美国总统的最后决策。时间在流逝，危险在逼近，只剩下10分钟了。正在这生死攸关的时刻，技术人员报告说，原来这是一场虚惊！他们查清楚这是计算机出了故障。幸亏计算机内部有一套自动故障诊断装置，它提醒操作员进行检查，一场大祸才得幸免。电子计算机不仅会因内部元器件不可靠而出差错，而且还容易受来自外部的干扰或破坏而失误。一台计算机遭到破坏，将给整个社会造成灾难。西方有一些“电子恐怖分子”，他们专门利用计算机干坏事。他们破坏发放福利费和救济金的计算机，从而引起市民的骚乱和暴动。有一次，他们故意捉弄计算机，给它输入错误的信息和指令，使原定星期一运往芝加哥的原料和产品，变成在星期二运到波士顿，使许多工厂停工倒闭，整个商业网瘫痪。美国某银行一职员稍微变动了一下计算机的一个程序，就轻而易举地偷走了2000多万美元。
　　在国外，由于对计算机信息的依赖程度日益加深，计算机的差错或失误，可在几分钟内使一个企业或银行破产，而且事后很难补救。
　　因此，在大力发展计算机技术及应用计算机的同时，人们对计算机的“安全”采取了有效措施，防止它出错。在设计、研制和使用计算机时，不仅要注意生产可靠性高的集成电路和其他电子元件，还要严格限制无关人员随便乱动要害部门的计算机。必要时，专门的操作人员掌握特定的密码，使用时先向计算机输入密码，密码对了，计算机才让他启用，执行他编的程序进行工作，以免“电子恐怖分子”捣乱。
148 电子犯罪与电子侦破
　　在纸醉金迷的资本主义社会里，随着电子技术的迅速发展，五花八门、千奇百怪的“电子犯罪”案件此起彼伏，层出不穷。
　　1985年5月12日，伦敦的大通曼哈顿银行收到哥伦比亚中央银行通过计算机发来的一项指令，要求把1350万美元转入纽约大通曼哈顿银行的一家帐户，从此，这笔巨款就开始了周游各国的转帐旅行，先后转到摩根保证信托公司、苏黎世和巴拿马，又从巴拿马转到欧洲，绕世界转了两圈。整个转帐过程都是作案人通过计算机用密码完成的。最后，一部分转回哥伦比亚，主要是转入发展部前秘书长索托·普列托的帐户内。这个案子牵涉面广，一直到11月才败露。警方虽然作了半年的调查，只抓到10多名嫌疑犯。后来德国警方在法兰克福将索托·普列托逮捕。但不久又由于证据不足而释放了他。普列托也断然否认他与此案有牵连。哥伦比亚财政部长最近承认，要追回这笔原打算用于国防开支的巨款已不大可能。在日本，利用电子计算机和信用卡进行犯罪活动也有增加的趋势。1985年9月，兵库县一位市政官员利用伪造的计算机输入卡，骗取了大约1356万日元的儿童津贴。这类犯罪比上一年增加了2934起，骗取金额高达81000万日元之多，有935人因此被捕。
　　国际研究计算机犯罪活动的主要专家之一多恩·帕克，在他著的《同计算机犯罪作斗争》一书中写道，同时破坏服务于交易所交易、资金周转、飞机订座、气象预报、社会保险支付的计算机可以严重地扰乱该国的经济，甚至可以使一个国家陷入经济大萧条。
　　帕克指出，现在，大的财政机构对计算机的依赖性很大。如果计算机部门停止工作或失误，要不了几天这个机构就得倒闭。这些专家还说，由于西方发达国家的经济是建立在电子货币系统上的，也由于一个人的财产状况是由电子卡片来表明的，因此计算机系统的运用导致了另一场战争。一项调查表明，利用计算机犯罪的行动包括：金融诈骗（占整个犯罪率的43%）、盗窃机密材料（占26%）、计算机部门的操作失误（占16%）和毁坏计算机部件（占15%）。1980年9月，美国加利福尼亚州立法院审查了一起利用电子计算机盗窃汽车的案件，主犯是一个在汽车事务管理所用电子计算机进行汽车登记注册交费等事宜的女职员。这位女职员指使其同伙盗窃汽车，让同伙得手后立即给她打电话通报被盗汽车的车号。她利用工作之便把被盗车号的车主姓名更换为别人的姓名，进行重新储存。然后这伙窃贼将汽车卖出，再由这个女职员把被卖掉的汽车登记在原车主的记事栏内。这种移花接木的手法不露丝毫痕迹，就是车主也难以找回。
　　更惊人的是，1978年1月18日，苏联驻美国大使多勃雷宁乘飞机由苏联抵达美国华盛顿肯尼迪机场准备着陆。机场上电子计算机控制的引导着陆的仪器设备显示出有关飞机飞行的全部数据，监控飞机安全降落。但是，一名不当班的塔台导航员无意中通过终端机清除了显示屏上监视飞机降落的全部数据，而值班导航员竟然没有察觉。这种情况很可能会造成飞机在空中相撞或着陆坠毁，那样，不仅机毁人亡，而且会发生一场涉及美苏外交关系的重大事故。幸而由于驾驶员技术高超，才避免了这场灾祸。
　　前不久，美国政府官员正在调查印度尼西亚非法偷截发给别国的卫星讯号这航天时代的“海盗行径”。在两年多的时间里，印尼政府所属的雅加达卫星地面接收站的工程技术人员，一直在接收美国的两颗地球勘测卫星发回的讯号，但印尼一直拒绝向美国支付为获得这些数据而必须支付的钱。为对印尼拒绝向美国付钱实施报复，美国有关公司遂在卫星飞经印尼上空时关闭讯号发射装置。但印尼通过偷截交给泰国和澳大利亚卫星地面接收站的讯号使这一报复措施遭到了失败。印尼偷截卫星讯号的“海盗行径”是在美国的一家矿业公司从印尼政府手中购得地球表面照片之后败露的。在当前犯罪形势发生了新的变化的时代，当务之急是警察要运用现代科学技术，尤其是电子技术。英国1985年在计算机协助下侦破了很多凶杀案。新的计算机已具有破译情报独立得出结论的能力。当英国发生重大事件，比如凶杀案时，关于此案的每一条零星线索均被输入MLCA计算机里，计算机对此进行检验并决定线索类型，提问并提供侦察路线。计算机对源源而来的资料进行组织和分析，同时还能调用当地警察局的电子文件档案以检索有关的资料。这是一项要花费上千小时的调查工作，计算机做起来不仅要比人快，而且还不会因疲倦、厌烦或成见而错过重要的细节。如果MLCA计算机能获得足够的资料，便能独立破案。日本也使用了利用计算机的最新式指令系统、紧急部署系统和汽车号码自动阅读器，以及激光、特殊药品、X射线和中子的分析装置，已经能够取到过去认为不可能取到的指纹，并能对金属片、纤维片和漆片等进行分子或原子一级的精确分析了。日本用计算机，把从全国各道府县交来的搜查信息统一地输入警察厅的大型通用计算机里，用终端机把通缉的犯人、被盗车辆、被盗物品和搜查信息立即通报给现场搜查人员。从1985年4月起，还启用了“检查有关重要事件的系统”，这个系统可以详细分析全国各地发生的各种事件，并且可以调查是否发生了牵连范围很大的犯罪活动。
149 惊心动魄的电子战
　　1940年，德国轰炸机通过设在洛伦兹的短波电台进行无线电导航，对英国主要城市进行空袭。英国得到情报后，就在海岸前沿阵地上设置了无线电收发电台，将洛伦兹短波电台发射的电磁波加以改造，然后再转发给德国轰炸机，德国飞行员信以为真，便随着“电子指挥棒”的指挥降落在英国机场上，乖乖地当了俘虏。德国发觉后，就秘密地派遣专门的导航人员，派飞机在秘密电台直接引导下，对伦敦进行大规模轰炸。在这危急关头，英国也将导航人员布置在空中，模仿德国领航员，用标准德语引导德国飞机把炸弹全部投到大海里去了
　　
　　在这场惊心动魄的战斗中，由于电子应征入伍，并在战斗中显示了奇异的本领，才把德国航空兵弄得懵头转向，吃了哑巴亏。
　　电子战又叫电子对抗，它是利用电子设备或器材来破坏敌人的探测装置，通信设备和武器设备，同时保护自己的同类设备不受敌人的破坏。
　　电磁波在空中传播，不仅通信的对方可以接收，别人也能接收。电子侦察兵就是利用电磁波的这个“弱点”进行战斗的。现在，用特制的接收电磁波的装置，不但能侦听对方的无线电通信，还能抓住对方的雷达信号、无线电导航信号等等。所有这些电子“俘虏”都像战场上抓到的“舌头”一样，能够提供许多情报。
　　为了更有效地进行电子侦察，人们给电子侦察兵配备了电子计算机，甚至还让它乘上舰艇，坐上飞机，登上人造卫星，去探测、侦察对方的军事设施、武器装备、军队调动、国防施工，以及洲际弹道导弹的发射，军舰的行动等情报。电子干扰，就是利用电子设备施放电子“烟幕弹”——实施电子干扰，使对方的电子装备降低效率或者完全失效。目前，电子干扰的种类很多。可以利用照明弹、电光弹、燃烧浮筒等强光源、热箔当诱饵，这些诱饵能发出与目标相似的红外辐射，使对方的红外传感器难辨真伪。也可以利用干扰机发射干扰信号，干扰对方通信设备，使其失去正常工作能力。
　　采用监听、破译和用假情报欺骗对方，也是一种行之有效的电子干扰手段。
　　雷达，是一个善于执行搜索、跟踪任务的多面手。所以对雷达的干扰，便成了电子干扰最主要的内容。雷达是依靠从目标反射回来的电波来捕捉目标的。当从飞机上大量抛撒金箔片，电波被这些玩艺反射回来，使雷达显示器上出现像烟幕一样的干扰，淹没了从飞机目标反射回来的信号，便起到了掩护飞机飞行的作用。
　　近年来，还研制出了金属屑气悬体，也就是金属气溶胶。它是把极细的金属粉末喷到空中，排成大排金属反射干扰云。这样的干扰云干扰敌方雷达，在雷达的显示器上排成较长的亮幕，飞机就能在这干扰云“长廊”中隐蔽地飞行。大量地运用无线电电子技术，极大地提高了武装力量的战斗力。但是，相应的电子对抗手段，也就应运而生了。电子战和反电子战的斗争是十分激烈的。“道高一尺，魔高一丈”。当我们弄明白敌人可能采用哪种电子干扰设备和战术后，就可以采取相反的电子抗干扰措施了。为了防备敌人抓到我方发出的电磁波，就要尽量压缩该电磁波的频带，并对所使用的频率严格保密。也可以无规则地更换频率，使敌方难于捕捉我方电磁波信号。另外，采用密码通信、快速通信、激光通信和有线通信等方法，也是对付敌人进行电子侦察的有效措施。
　　金属箔条、金属丝这些东西的运动速度比飞机慢得多，只要在雷达上装上一种活动目标显示电路，就可以从这些干扰物中辨认出真正的目标，予以迎头痛击。
15 奇妙的“被中香炉”
　　《西京杂记》这部古书上说，汉武帝时，首都长安有位叫丁谖的巧匠，他制成了当时已经失传的“被中香炉”。在香炉中贮存着香料，点燃以后，放在被褥之中，随意滚动，香炉能始终保持水平状态，不会倾翻，香火也不会倾撒出来。这种巧妙的香炉到底有没有呢？是不是《西京杂记》的作者夸大其词呢？这个不解之谜，直到1963年，考古工作者在汉唐的古都西安发现窖藏一处，在200多件金银器皿中，发现了好几个“被中香炉”，人们研究了它的构造，才算有了答案，确实像《西京杂记》上说的一样。
　　原来，这种“被中香炉”是一个银制的高约5厘米的球形炉子。外壳由两个半球合成。壳上镂刻着精美的花纹，花纹间有空隙，借以散发香气。球壳内部装有大小两个环，大环装在球壳上，小环则套在大环内，两个环的轴相互垂直。置入香料的金碗又用轴装在内环上，并使金碗的轴与两个环的轴都保持垂直。由于这三根轴互相垂直，不论香炉的外壳如何滚动，置放香料的金碗在重力作用下，能始终保持水平状态。
　　令人惊异的是，“被中香炉”的构造原理，竟与现代陀螺仪中的万向支架完全相同！陀螺仪在现代的宇航、航空、航海事业中，已经扮演了重要的角色。但是，当陀螺在飞速旋转时，需要有支架给以支撑。最简单的陀螺仪，就是依靠这种万向支架来支撑的。在这种仪器中，由于有了万向支架的支撑，可以让陀螺的转轴指向任意方向。在《西京杂记》的记载中，丁谖还不是“被中香炉”的发明人，只是将失传的事物再行创造出来，换句话说，“被中香炉”的发明还要早于丁谖活动的年代（公元前140年到80年）。西方直到公元1500年才由意大利科学家达·芬奇提出类似的设计，比我们的祖先起码晚了1600年。
150 从《红楼梦》人物进入电脑人事档案说起
　　1987年，由镇江市科委与南京工学院合作攻关的《红楼梦》人事档案电脑系统研制成功。这个系统贮有《红楼梦》人物的类别、姓名、别名、性别、身份、官衔、职业、月钱、首次出现回目等 12项。总人数为 525名，其中男性278名，女性247名。进入档案的是在小说中具有一定价值的人物。假如你需要查询《金陵十二钗》档案资料，或林黛玉、晴雯等人档案，或同时查询某几项栏目，只要在键盘上敲打一下简单的数字，几秒钟后即可在屏幕上或打字机上找到你需要的情况。这个系统为《红楼梦》的研究，提供了现代化手段，也为社会科学和自然科学之间架起了一座现代化的桥梁。
　　近几年来，伴随着超小型半导体集成电路的发展，不仅使电子计算机实现了微型化和大规模生产，电脑杂志、电脑小说、电脑报纸等电脑阅读物也应运而生。电脑杂志是指录在电脑软磁盘上的杂志，通常称为磁盘杂志。磁盘杂志跟普通杂志一样按期出版，还登有广告。把这种杂志存入磁盘机，读者通过显示终端的屏幕就可以阅读。磁盘杂志上的广告就可以阅读。磁盘杂志上的广告都分门别类列在清单中，读者想看哪方面的广告，通过电脑把它们调出，映在屏幕上；若是不想看，广告就不会出现。电脑小说比电脑杂志更有趣。阅读时，把录有小说的软磁盘放入电脑的磁盘机，终端屏幕上就可以显示小说的内容。电脑小说与普通小说不同，到了小说情节的紧要关头，电脑小说就会卖关子，通过屏幕显示问题，让读者自己去想下一步小说的情节发展，并把它输入电脑，电脑这时才显示原作品的情节发展内容，使读者加以比较，提高读者的阅读能力。当然，读者若不喜欢这种读法，也可让电脑连续显示内容。有的电脑小说有多达几十种结尾，电脑会根据读者的愿望给出一种结尾，这种小说在中途也可以停止显示。电脑报纸是当代最新的传播技术，它把情报资料电脑化、电子记忆化。这项新技术是英国首创的，于1980年前进入实际应用时期。当然，也不是所有的电视机都可以收看新闻消息，而只限于装有终端装置的能够播映文字的多功能电视机。美国、日本也从1979年底开始使用这种新技术。首先，由报社、电台、出版、广告公司、大百货店、旅社等情报提供单位用电子传真机把情报素材稿输入“文字”图像情报中心。核对合格后，就输入电子计算机。当各个家庭需要有关新闻或资料时，用户手按遥控式操作键按钮，通过电话回路，就在家中电视屏幕上映出由“文字图像情报中心”输出的所需要的文字情报和图形。
151 绸连衣裙的启示
　　19世纪初，丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应。人们考虑，既然电能生磁，那么能不能用电得到较强的磁铁呢？英国物理学家斯特金适应这种需要，发明了“电磁铁”。他把铜导线绕在一根U形铁棒上，一共绕了18圈。导线通电以后，铁棒就变成了一块磁铁，它的磁力比天然磁铁强多了。
　　亨利决心制造出比它更强的磁铁。他发现，导线在铁棒上缠的圈数越多，磁铁的磁性越强。可是，当时使用的铜导线是裸露的，没有绝缘皮，很容易短路，不能绕得太紧，要增多圈数，就得加大铁棒，使整个磁铁体积变大。怎样在磁铁体积不变的情况下，增强磁性呢？亨利想来想去，最好的办法是使铜导线相互绝缘。于是，他开始集中精力研究导线绝缘问题。
　　可是，一连几个方案都失败了。一天，亨利正在苦苦思索，妻子走进来。亨利目光无意中落到妻子的绸连衣裙上。突然，他叫起来：“对！你的绸连衣裙是绝缘体，用它将导线缠起来，不是可以防止导线短路嘛！”
　　把丝绸缠在导线上以后，导线的绝缘问题终于解决了，使同样大小的铁棒，可以密密麻麻地缠绕上许多圈导线，电磁铁的磁性一下子增强了许多倍。后来，经过他的改进，又制出了能吸引1吨重铁块的电磁铁。
　　继富兰克林之后，亨利成为又一位从学徒工成长为著名物理学家的美国人。亨利家里很穷，仅读过小学和初中，13岁时做了钟表店的学徒。由于他勤奋学习，考进了奥尔巴尼学院。毕业后，他在母校当了一名自然科学和数学讲师，后来曾任美国科学院院长。他在科学上有不少成就，曾制成了体积不大的强电磁铁，发明了电报、继电器、原始电动机等。为纪念他在电学领域取得的成就，国际电学会决定以他的名字“亨利”作为电感系数的单位。
152无意中的发现
　　1820年，在丹麦哥本哈根大学实验室里，物理学家奥斯特正在用不久前研究出来的伏特电池给铁丝通电，看看铁丝流过电流时会出现什么现象。他无意中发现：放在实验桌上的指南针动起来了。每当接通电路时，它就会偏转一个角度，电流一断又恢复原状。从前人们一直认为电和磁是毫不相干的，只有磁铁才能吸引指南针。这是怎么回事呢？奥斯特把指南针移近通电的铁丝，这时指南针偏转得更加厉害，当指南针放在铁丝的上面时，它的针头转向一方，放在下面时则转向另外一方，他确信，通电的导线具有和磁铁一样的作用。
　
　　这是一个重大的发现，它第一次向人们揭示：电和磁是互相联系的，电流通过导线的时候，可以产生和磁铁一样的作用。
　　人们立即努力想在实际中利用这个发现，1825年，英国人斯特金用裸铜线在一根U形铁棒上绕了18圈，制成了一个电磁铁，当线圈通电时，铁棒就能吸动比它重20倍的铁块。断电后它就什么也吸不动了。1829年，美国物理学家亨利用绝缘导线代替铜线，大大改进了这种装置。由于导线有了绝缘层，就可以一圈圈紧密地绕在一起，不必担心短路。到了1831年，亨利已制成一个很有力量的电磁铁，它的体积虽然不大，却能够吸引一吨重的铁。
　　今天，到处都在应用这个发现。工厂里采用电磁铁起重机搬运机器和钢铁材料；在运物料的传送带上方装一个强力电磁铁，可以吸出混杂在砂糖、木屑或水泥中的碎铁屑；许多机器人的手掌和指头安装上电磁铁，通过控制电流的大小，就可以调节抓握东西的松紧；电视机屏幕上的图像是由显像管发射出电子束产生的，电子束又受电视机中线圈产生的磁场控制，使荧光屏形成清晰的图像；……少年朋友可以看到，科学实验对人类的生活和生产会产生多么深刻的影响。为了纪念奥斯特的功绩，人们把磁场强度的单位命名为“奥斯特”。
153魔鬼石头
　　古时候，在希腊的麦格纳村，住着一位勤劳的牧民。每天他都是提着一根一头套着铁环的棍子，到附近的山上去放羊。
　
　　一天，他在山坡上放羊，突然刮起大风，大雨紧接着倾泻下来。把羊群赶回村子已经来不及了，他发现山坡上有个洞，就急忙把羊群往洞里赶。进洞以后，他又困又累，把赶羊棍往角落里一扔，躺在一块石头上睡着了。
　　牧羊人醒来的时候，雨停了。他伸手去拿赶羊棍，准备回家。他觉得有一种力量拉着棍子不放，再使劲拉，还是拉不动。牧羊人吓坏了，他连喊带跑回到村子里：“有鬼啦！有鬼啦！”村里人都跑进山洞去拔棍子，一个胆大的小伙子用力一拽，棍子拿起来了，铁环上却沾上了许多矿石的小颗粒。经过试验才知道，这个山洞里有一种特殊的石头，能吸引铁器。这种石头也含铁，所以叫它磁铁矿石。为了纪念发现地，希腊人把它叫做“麦格纳也特”。在这以前，我国就发现了磁铁，并且用它制成最早的指南针。欧洲人不知道，所以把发现磁铁的功劳归于希腊了。
154地震与腱鞘囊肿
　　1976年7月28日凌晨3点多钟，唐山地震波及北京时，有位同志正在伏案工作，他马上钻到书桌下躲避。天亮后，他突然发现病痛了好几个月的腱鞘囊肿奇迹般地痊愈了。后来反复分析原因，认为与他在地震时面向北蹲着受变化的地磁影响有关。这位同志怎么也没有想到，“桌下避难”竟是一次“磁疗”。
　
　　利用天然磁性物质和地磁治疗疾病，中医古文献早已有记载。而且，古今气功师都很讲究练功的方向性。闻名中外的硬气功家侯树英夜间练功就是面向北。福建气功家邓笑吟到上海后，由于受工业电磁影响，感到功力减退，因此常到郊区顺着地磁方向练功补偿。一些著名气功师认为：人在睡觉时应头朝南，长期下去会有益健康。有人曾作过试验：6人平日睡觉东西而卧改为南北而眠。一年后，除2人无反应外，其余4人渐渐产生了两种感觉：一是睡眠比过去实了，精力充足，食欲增加了；二是曾患神经衰弱、高血压病的人自觉症状有了一定的改善，或是服药疗效比过去显著了。这有没有科学道理呢？有。我们知道，人们生活在地球上，无时无刻不受到地磁的影响。地磁强度虽然很弱，但如果长期有意识地使人体顺着地磁的南北方向，那么地磁场可使人体的器官细胞有序化，产生磁化效应，生物电压、电流随之增加，器官机能得到调整和加强，因此便起到一定的治疗作用。
155人脑中有“指南针”吗
　　为什么候鸟、信鸽都有神秘的定向能力呢？科学家们发现，候鸟的脑子里有一颗小磁粒，好像是一根指南针，使它们能远距离飞行而不迷失方向。同样，信鸽的眼内有一块突起的“磁骨”，也起着指南针的作用，使信鸽具有特殊的定向能力。地球是一个大磁体，地球上的生物都受0.5高斯强度的磁场影响，所以，许多动物只要身上隐藏着“指南针”，就不会迷失方向。
　
　　那么，人的头脑中是否也藏着“指南针”呢？有的人朝南北方向能安睡，朝东西方向就失眠。有的人蒙上眼睛，转到生疏的地方，仍然能指明南北方向，这些现象说明人类也能感知地磁。
　　英国科学家罗宾博士，在几年前也发现了能和动物一样感觉地磁的人。他用曼彻斯特大学的学生做试验，发现不少人能蒙着眼睛，在生疏的地方正确地辨别方向。一天下午，罗宾博士带领巴纳尔城两所学校的31名学生，做了一个“外磁场干扰”试验。这些学生都是16～17岁的男生或女生，把他们分成两组，一半人头上捆着磁棒，一半人头上捆着铜棒，都蒙上眼睛，谁也不知道自己头上戴的是什么。然后用汽车把他们送到巴纳尔城西南5公里的地方，不摘除眼罩，要他们说出学校的方向，接着又开到巴纳尔城东南5公里的地方，重做上述试验。结果证实，头上戴有铜棒的学生指的方向大部分是对的；而戴磁棒的学生，在第一个地方指的方向，大多数与正确的方位向反时针转了90°角，而在第二个位置，多数都迷失了方向。证明戴磁棒确实有影响，在蒙眼转移地方时，丧失了辨认正确方向的能力。随后，用电磁头盔做了更准确的试验，结果表明，人确实有依靠磁感辨别方向的能力。而且这种能力受外磁场的干扰，外加磁场的方向不同，干扰的情况也不同。
156螃蟹为什么横行
　　少年朋友倘若留心的话，一定会发现螃蟹是横行的。可是，据科学家们研究，螃蟹原来是向前或向后爬行的。那么，现在为什么横行呢？这与地球磁场的变化有关系。
　
　　研究了地磁历史可以知道，大约在最近三百万年内，地磁极曾发生过三次方向倒转。这种倒转，改变了螃蟹正常的生活规律，于是它不得不采取另一新的方式赖以生存。螃蟹为什么对地球磁场这样敏感呢？原来在螃蟹身内长有定向用的小磁粒，由它产生行动信号。螃蟹经历了多次南北转向，指挥系统受到反复干扰，害得它不知如何是好，最后只好横行。人类研究和利用地磁的历史也很悠久了。远在春秋战国时期，我国名医扁鹊就开始用天然磁石治病，明代李时珍也把磁石引入《本草纲目》中；公元11世纪末，我国劳动人民发明指南针并用于航海。至于动物利用地磁定向，更是不胜枚举。信鸽可以在二三千公里以外回老家；北极燕鸥每年都飞到南极过冬，长途跋涉半个地球而不迷途；太平洋的大马哈鱼万里迢迢赶到黑龙江流域繁衍后代。如果没有地磁导航，恐怕是难以实现的。
　　更为有趣的是，人们通过研究发现，在磁场下养蚕，平均成熟期缩短，结茧既大又好；把青番茄放在磁铁下，靠近南磁极的要比远离磁铁的早熟好多天。这大概是天然磁场能使生物体内的一种酶加速活动，从而促进有机体新陈代谢的缘故。
　　事实上，所有的生物都受到地球磁场的保护。如果没有地球磁场，那么宇宙粒子流就会长驱直入的冲向地球，给人类带来灭顶之灾。所以有人认为：正是地球磁场形成并强大到足以起保护作用，地球上才开始孕育最初的生命。地球磁场为人类建树了和正在建树着许许多多不可磨灭的功勋。
157鸽子参军
　　在第一次世界大战中，德军包围了法国的凡尔登城，炮火摧毁了法军所有的通讯设备，整个城市与外界隔绝，当时只有鸽子不畏艰险地完成着联络工作。这些鸽子飞到城中的时候常常是胸破肠流，但它们终于把重要消息带到，救了城中千万人民的生命。
　
　　我国抗日战争的时候，延安有只叫“活电报”的鸽子，日巡千里，一次被敌人弹穿胸部，仍将情报送到。我国的军鸽早在50年代初便列军事编制。我国幅员辽阔，国境线漫长，尤其是西南边疆，山高岭陡，地形和气候又相当复杂，有些边防哨所设在这里，交通、通信都相当不便。因此，利用经过特殊训练的军鸽来送军情、信件和急救药品，极为有效。1976年，在云南勐巴森林中，有一伙敌人妄图切断我边防通讯线路，被我边防军民发现，由于敌众我寡，难以取胜，我边防军民便放出随行通信鸽两只飞返边寨报警，援军闻警赶来，全歼了敌人，保住了通讯线路。在1979年的对越自卫反击战中，某部一侦察员得了急病，经医生诊断后急需到后方取药，如果派人去取，往返得两天，这将严重威胁病人的生命。后来，决定由军鸽员使用军鸽取药，通过四只军鸽的往返传递，仅用30分钟就取回了必需的药物，使病员得到及时抢救。
　　鸽子为什么有这么高超的识途本领呢？
　　一是以“地磁感”导航：动物的某一器官发达到惊人的程度，这在生物界是常见的现象。譬如蛇能看见红外线，蝙蝠能听到超声波，而鸽子却能感觉到地球磁场作用力的方向和强度的微小变化。地球是一个巨大的磁体，它的磁性集中在地球的两极，即磁南极和磁北极。地球上任何一个带磁性的物体，都受到地球磁场作用力即吸引力和排斥力的影响。信鸽的眼内有一块突起的“磁骨”。这块磁骨能测量地球磁场的变化。有人做过这样的试验，用20只飞翔素质基本相近的鸽子，其中10只翅膀下装上小磁铁，另10只装上小铜片，然后一齐放飞，结果是装铜片的10只鸽子一天内有9只返回，而装有磁铁的10只鸽子4天后才有一只飞回来，而且显得精疲力竭。这说明鸽子身上所带磁铁的磁场，干扰了它对地球磁场先天具有的灵敏判断，产生了误差，造成它不能准确、迅速地寻路归巢。
　　二是以“飞返逆行”定位：信鸽经过长时间的训练和使用锻炼，环境的外部因素通过鸽体内部器官发生作用，养成了飞返逆行的习性，鸽子从住地携带出发，经过很多地方，因地形的差异，造成地磁数据信号、气压数据信号、颜色光反映信号等，在鸽子神经、循环和呼吸等系统留下不同的“印记”。到目的地放飞后，它就根据来时的这些“印记”，判断方向飞归返航。这种现象又称为“复印迹线定位”。三是凭体内“振撼小体”导航：经过科学试验，弄清鸽子的腿部、胫部和腓骨之间的骨间膜附近，有一种葡萄状的能感觉出机械振动的小体，每个大小为0.01毫米左右，每条腿约有百余颗，由坐骨神经的一个分支支配着。这许多振撼小体对每秒几十赫到一二千赫频率的微小振动非常敏感，信鸽在飞行途中，就是根据这些小体提供的信号参数来定位的，它还可以测定气候的变化以及地震的发生。四是“大气压数据”定位导航：信鸽对海拔高差产生的随季节变化的大气压数据，有灵敏的感觉。信鸽长期饲养在一个地方，它的循环系统、呼吸系统，对当地的地理条件很适应，很熟悉，一旦携带到陌生的地理位置上，鸽子感到的大气压数据“负荷系数”不一样了，就感到不习惯，放飞后，它便通过气囊、血管、肺部等进行双重呼吸时，很敏感地向适应的方向定位，这又称为嗅觉信息导航。五是以“生物钟”导航：信鸽体内有计量太阳位移的生物钟，这是它寻找归程的途径之一。信鸽为了适应环境，它的时间观念很强，例如信鸽在繁殖期内，雄鸽每天上午9时入巢孵蛋，换雌鸽出巢觅食觅水，下午4时雌鸽准时入巢孵蛋至第二天上午9时，换雄鸽出巢，日复一日直到孵出幼鸽为止。更引人注意的是，鸽子的孵化期一般是17天，超过这个时间孵不出幼鸽，它们就放弃旧巢，另寻新巢产蛋再孵。这种掌握时间的精确程度，确实是罕见的。信鸽在归航途中是用它的生物钟来校正时间，测量太阳位移和方位角的变化，确定自己的位置和运动方向，准确地判明应向哪里飞行，可以说：太阳是信鸽的定向标。
　　信鸽除了以上五方面能够自行导航定位的本能外，信鸽品种的选择、饲养技术和严格训练，也都是重要的因素。
158大显神威的超导磁体
　　一家远近闻名的制造猎枪弹药的工厂不慎爆炸了。铁沙飞溅，10名工人受了重伤，每个人的皮肉间嵌入了几百粒铁砂。外科医生拿手术刀，却爱莫能助。这时，一位低温技术专家自愿报名来拯救这些受难者。他拿来一根锡铌合金棒，把它的一端浸入-169℃的液氦中，然后通入电流；另一端接近受伤者的皮肤，并来回移动。这时候，奇迹出现了：铁砂从皮肉里被吸到了锡铌合金棒上，受伤的人得救了。这是一篇科学小说中虚构的故事，但却把超导磁体的面貌展现在我们的面前。
　
　　大家知道，许多物质当温度降到接近绝对零度时，电阻会突然完全消失。电阻的消失，意味着电流可以畅通无阻，这就是超导现象；具有超导性质的物质，就是超导体。现在，人们发现的超导体已有一千多种。
　　用超导体可以产生强大的磁场，强度可以超过普通人工磁场的几万倍，强磁场的超导体就是超导磁体。超导磁体神通广大。可以用来进行磁流体发电，这种装置效率高，启动快，大大减少了火力发电造成的污染，特别适用于军事上获得大功率脉冲电源和海军舰艇电力的需要。利用超导磁体还制造出了明察秋毫的电子显微镜。在几十万倍的超导磁体显微镜下，分子和原子的模样使人一目了然。
　　超导磁体还具有抗磁性，它排斥超导体，这样，世界上就制造出了最新的没有摩擦的轴承，这种轴承是在机器的旋转轴一套一个特殊形状的超导体圆环，把圆环嵌在能产生磁场的超导轴体中，在超导磁体磁场的排斥力，便使轴承能够悬空旋转。
　　超导磁体又被推广应用到现代火车交通上。目前世界上最快的火车在铁轨上每小时跑250公里，可是超导磁体所产生的巨大磁力，把火车悬浮托起的超导磁悬浮列车，速度每小时在500～800公里之间。
　　超导体在水上交通方面也颇具神威。一只万吨的轮船，如果用超导磁体作推力，在水下潜行，每小时速度可达356公里以上，如果用作大型的海军潜水舰，那将大大地加强国防力量。
159隐身飞机现原形
　　美国洛克希德公司制造的SR—71型侦察机，是目前世界上飞得最快和最高的飞机之一。由于它的身上涂了一种铁氧体材料，能够吸收雷达波，所以雷达“看”不见它，被人们称作隐身飞机。
　
　　不过，这架飞机有一次却在偶然中现了原形。那是1980年的一天早上，这架飞机在海拔3000米上空飞行，飞到了法国上空。法国的雷达没有发现它。后来，这架飞机的燃料不够了，如果不补充燃料，就飞不回起航的基地。于是，它要求在空中进行加油。在空中加油必然要让自己的加油机飞到它身边来。可是，加油机也“看”不见它呀，怎么去找它加油呢？这架侦察机没有办法，只好显出自己的原形。这样一来，雷达马上就发现它了。这时，人们才知道它原来是一架隐身飞机。现在，美国不只有了隐身侦察机，还研制成功了B—1B稳身洲际战略轰炸机。
　　隐身飞机的特点是，飞机的外型和侧影是特殊的，机身表面涂覆一层能吸收电磁波的材料，“吃掉”雷达发出的电磁波。同时，还研制了同种电子仪器，并能发射出飞机速度、距离伪装的反射信号，迷惑敌人的雷达，并且降低其噪音程度。它能显示出电波在大气层中的传导性能，可帮助飞行员选择不利于电波传送的飞行高度。
　　美国空军还在研制一种更先进的隐身轰炸机。机尾部装有一具激光武器，用以摧毁敌人的导弹和飞机，其雷达反射截面只有1%平方米。
16 “硬度之王”的秘密
　　1905年1月25日，南非普列米尔矿山的一个职员在矿场偶尔拾到了一块巨大的金刚石。它纯净透明，呈淡蓝色，有一个拳头那么大，重3106克拉，是迄今为止世界上发现的最大金刚石。人们把它命名为“库利南”。（1克拉等于0.2克。）
　
　　南非地方当局把库利南送给了英国皇室。后来，人们把库利南分开，磨成大小钻石105粒。最大的叫“非洲之星”，重30.2克拉，是世界上现有的最大钻石，它被镶在英国国王的权杖上。
　　据估计，全世界天然金刚石的总储量约有200余吨，其中95%集中在非洲。扎伊尔和南非是最重要的出产国。此外还有坦桑尼亚、加纳、安哥拉、澳大利亚、俄罗斯等。近些年来，我国也有发现。1977年12月21日，我国山东省临沭县常林大队发现了一颗158.7860克拉的金刚石，这在我国历史上是最大的，被命名为“常林钻石”。金刚石也叫钻石，是世界上各种珠宝之中最珍贵的品种。习惯上，人们把没有琢磨过的叫金刚石，把琢磨好的叫钻石。金刚石是世界上最硬的物质。科学家把物质的硬度分为10级，1级称为1度。金刚石的硬度是10度，号称“硬度之王”！
　　金刚石是什么材料组成的呢？几百年前，意大利佛罗伦萨科学院的几位院士揭开了这个秘密。他们把金刚石放在密闭的烧瓶里加热，结果金刚石“烧”掉了，变成了二氧化碳。这说明，宝贵的金刚石和普通的石墨、木炭是一家，成分是纯粹的碳。
　　既然都是碳，为什么金刚石是“硬度之王”，而石墨却软得可以做铅笔芯呢？原来，它们内部碳原子的排列方式不同。在金刚石内部，每个碳原子都被几个碳原子所包围，它们之间的距离、角度完全一样，具有高度的对称性，联系非常紧密。而在石墨内部，碳原子却是呈层状排列的，层与层之间的引力很小，结合的力量微弱，所以石墨很软。金刚石在工业上的主要用途是做刀具、磨具和钻头。玻璃刀上就有金刚石，玻璃很硬，钢刀也奈何不了它，而在金刚石面前，它是那样俯首帖耳。金刚石车刀的耐磨性是硬质合金刀的60倍，是高速钢的250倍！用金刚石做磨石，耐磨性能顶得上普通油石的3000块。用它做成碗口粗的地质钻头，打油井日进千尺；做成锈花针似的牙科钻头，钻蛀牙快而不痛。所以尽管金刚石价格昂贵，人们还是很愿意用它。此外，金刚石还可以用来做精密仪器的轴承，金刚石粉可以做砂轮和磨料。由于它的折光性很好，导热性能也不错，所以在红外技术、激光、精密测量等许多尖端技术上，都很有用途。
160“爱国者”大战“飞毛腿”
　　1991年1月18日，也就是海湾战争的第二天，沙特阿拉伯某城市上空响起了防空警报，原来，伊拉克向沙特发射了“飞毛腿”导弹。然而几分钟过后，来势汹汹的“飞毛腿”就被美国的“爱国者”导弹击落了。
　
　　“飞毛腿”导弹可不是第一次参加战斗了，它是沙场上的一员老将。在“两伊”战争中，“飞毛腿”曾射向伊朗的领土。如今，它又在海湾战争中再上沙场。“飞毛腿”的老家在苏联，1965年前后，苏联开始大批部署这种导弹，随后向一些中东国家出售。伊拉克装备的“飞毛腿”导弹有两种，一种是苏联的“原装货”，它的身长11米，射程达280公里，可携带一枚重860公斤的高爆弹头，也可携带核弹头。伊拉克军方感到“飞毛腿”的射程太近，于是对“原装货”进行了改装。新的“飞毛腿”变长了，人们给它起了另外一个名字，叫“侯赛因”。它的射程达640公里，可以轻而易举地飞抵以色列。一时间，“飞毛腿”的袭击着实让以色列大伤脑筋。
　　击落“飞毛腿”的“爱国者”导弹，原本是一种拦截飞机的地对空导弹，它的总长度是5米，重约950公斤，飞行速度是音速的3倍，美国用了整整15年的时间才研制定型。1980年，美军又在这种导弹上装了新的电脑装备，具备了追踪和拦截导弹的能力。
　　现在还是让我们看一看“爱国者”是怎样击落“飞毛腿”的吧！
　　首先，雷达不停地搜索天空，寻找来袭的“飞毛腿”导弹。我们知道，从外形上看，雷达的一个标志，使人一眼就能望见的，就是那高高竖起的一块用金属制成的板，或一个天线架。如果雷达被称作为“侦察兵”，那天线就是它的眼睛。雷达操作时，天线就要不停地转动。天线的作用是把雷达中产生的无线电波按照一定的方向向外发射出去，并把被反射回来的无线电波接收下来。正因为天线所起的作用好似人的眼睛一样，因此雷达要注视和侦察整个天空的状况，天线就要不停地转动，用一个驱动马达使天线作360度的旋转，这样它就能在360度范围内进行“搜索”。
　　当雷达捕捉到“飞毛腿”的踪迹时，雷达自动跟踪目标并通知发射台，发射“爱国者”导弹。
　　导弹发射后由地面雷达系统引导，使“爱国者”不断调整方向，飞向目标。
　　在接近“飞毛腿”时，“爱国者”导弹上的计算机系统引爆弹头，由弹头碎片击落“飞毛腿”。
　　“爱国者”导弹系统是由一部雷达、一个控制站及8个发射台组成，而每一个发射台都有4枚随时可以发射的导弹。如果敌方来袭导弹有许多枚，“爱国者”还可以同时瞄准不同的来袭目标并将其摧毁。正因为有如此神奇的本领，“爱国者”才在海湾战争中大显神通，为多国部队立下了战功。
161真假难辨
　　海湾开战数天后，多国部队宣布，已摧毁伊拉克境内的大部分军事设施。伊拉克人说，到1月22日为止，共击落多国部队飞机160架。而美国说，多国部队共损失17架飞机。
　
　　宣布战果常常是为了心理战，任何战争都是如此，但是多国部队宣布的损失飞机架数与伊拉克宣布的战绩几乎相差10倍，仅仅是为了心理战的需要吗？不！这其中另有奥秘。
　　美军拥有许多十分先进的无人驾驶飞机。这种飞机对雷达波有很强的反射能力，目的是使敌人的雷达误认为是来偷袭的战斗机。美军在空袭伊拉克时到底使用了这些飞机没有呢？美军方报纸私下登过：“伊拉克确实从空中击落一些东西，不过大部分不是战斗机。”到底是什么，少年朋友不难想象了。与无人驾驶飞机有异曲同工之妙的是伊拉克的“飞毛腿”导弹基地。伊拉克人说，多国部队轰炸的“飞毛腿”导弹阵地，有许多是用塑料制品和木板伪装的。这些伪装的导弹发射架，涂上了金属“外衣”，美军的炸弹和空对地导弹消灭的一部分“飞毛腿”，竟是这种“塑料腿”和“木腿”。难怪“飞毛腿”在弹如暴雨的轰炸下，仍旧不断地“踢”向沙特和以色列。
　　在地面上可以采用金属“外衣”来欺骗飞行的导弹。在空中，近年来，还研制出了金属屑气悬体，也就是金属气溶胶。它是把极细的金属粉末喷到空中，形成大批金属反射干扰云。这样的干扰云干扰敌方的雷达，在雷达的显示器上形成较长的亮带，飞机就能在这干扰“长廊”中隐蔽地飞行。
162小“麻雀”在海湾战争中立了头功
　　炮火连天的海湾，吸引了全世界的目光。
　　1991年1月17日，美军的4架F—15式战斗机，迎着黎明前的黑暗，向伊拉克首都巴格达上空飞去。
　
　　巴格达防空兵器喷射的火焰，织成了密集的火网，映红了整个城市。海湾战争开始了。伊拉克的飞机也升空了。伊拉克飞行员驾驶的是法国生产的“幻影”F—1型战斗机，这种战斗机可不是样子货，看一看它挂载的武器，就可以看出它的厉害。这种飞机可挂载反雷达导弹、空对空导弹，还可挂4个火箭发射器，每个发射器可装18枚空对地导弹，可载8颗450公斤炸弹或6个600升凝固汽油弹。它的最大速度是音速的2.2倍。美国飞行员驾驶的F—15战斗机外挂部重量7.2吨，速度比“幻影” F—1快，是音速的2.5倍。可以说，两种飞机是“旗鼓相当”。交战没几分钟，一架“幻影”F—1随着一声猛烈的爆炸声响，化成了一团烈火。原来它被一架F—15发射的“麻雀”空对空导弹击中。
　　本来，双方的飞机实力相差不多，但F—15战斗机上装了新式雷达和目标自动跟踪仪器，这两样东西配合起来，使F—15如虎添翼，能够准确地测定、识别目标。击中“幻影”飞机的“麻雀”导弹，它的原理说起来十分简单：雷达向攻击目标发射雷达波，导弹就顺着目标反射回来的波，射向目标。“麻雀”导弹不大，长只有3.6米，直径0.2米。“麻雀”虽小，但速度却很快，达到音速的4倍。“麻雀”在海湾战争中立了头功。
163击沉英舰的“飞鱼”导弹
　　1982年5月4日，阿根廷军队从“超级军旗”战斗轰炸机上发射一枚“飞鱼”导弹，击沉了英国排水量为3500吨的“谢菲尔德号”驱逐舰。5月25日，阿根廷军队又从“超级军旗”飞机上发射两枚“飞鱼”导弹，击沉了英国排水量为18000吨的“大西洋运送者号”运输舰。“飞鱼”导弹问世以来第一次参加战斗，就接连击沉大型舰艇，引起了世界各国专家们对它的关注。
　
　　在1967年中东战争中，埃及用三枚苏制“鱼河”式导弹击沉以色列的2500吨“艾拉特”号驱逐舰之后，世界各国加速了研制反舰导弹的进程。“飞鱼”式导弹，就是在当时研制反舰导弹的热潮中，由法国宇航公司于1968年10月开始研制的专用反舰导弹。
　　“飞鱼”导弹的动力装置，是由两级固体火箭发动机组成的。在“飞鱼”发射1.5秒后，弹上发动机开始点火，再经2.5秒钟后，导弹的速度就可达到每秒316米多。“飞鱼”导弹的制导系统，由无线电高度表、惯性导航装置、主动式雷达导引头等部分组成。它可全天候工作，即使在高于6级风的情况下，也不会受海浪、云雾、雨水的影响。对方施放的干扰电波，它的抗干扰机可以吸收掉。它在15公里的地方，能准确搜索雷达反射面积只有100平方米的目标（相当一个250吨的巡逻艇），并能提供与目标相遇的弹道所需的导航数据。在距离目标5公里时，导弹的飞行高度最后降到2～3米，甚至0.5米，因此它很难被对方的舰载雷达发现，具有较好的突防性能。
　　“飞鱼”导弹的战斗部重165公斤，内装高能炸药和延时能发式引信与无线电近炸引信。在接近目标之前，控制系统能根据目标的情况，选择不同的爆炸方式，因而杀伤威力较大。
164铝箔纷飞布迷阵
　　1943年7月25日，天空被夜色笼罩后，746架英国轰炸机满载炸弹和成千上万个特制的盒子，先后飞离了机场。当飞机临近汉堡上空时，英军监听站收到德军地面电台和空中电台慌乱的呼叫声：“请指示我的方位！请指示我的方位！敌轰炸机在哪里？敌轰炸机在哪里？”
　
　　“我不能指挥你了，你在没有地面指挥的情况下作战吧！”
　　发生了什么事情呢？原来是英国研制的一种干扰器材——金属箔条首次投入了实战。英国飞机快要进入德军火力范围时，他们将250万盒装有铝箔条的干扰物投放到空中，形成了一片片干扰屏障。这些箔条对电磁波有较强的反射作用，使德军的地面和机载雷达达到了饱和状态，根本无法指挥飞机作战，难怪德军发出了阵阵嘶叫声。由于这一新式“武器”的运用，在轰炸汉堡的战斗中，英军的746架轰炸机只损失12架。
　　俗话说，熟能生巧。英军在实施箔条干扰取得效果之后，在使用手段上，又有了新的发展。
　　佩涅明德是德军的一个火箭中心，平时戒备森严。要对它进行一次空袭，势必要付出不小的代价。英军经过周密策划，于1943年8月27日夜，先以8架飞机向柏林方向飞去，并投放了大量干扰箔条，模拟大机群袭击柏林。德军为了避免汉堡的悲剧在柏林重演，赶忙将本土与荷兰许多机场的飞机调往柏林方向。在他们知道上当后，佩涅明德已经成了一片火海，英国的飞机因此没有遭到多大损失。
165巧妙的伪装
　　一天夜间，某国的空军派出100架飞机，去侦察一座水库的大坝。飞机上装有高分辨力的雷达，结果99架飞机一无所得，只有一架飞机发现了目标。原来水库的大坝上敷设了一种伪装材料，致使雷达分辨不出目标。这次实验结果表明，伪装的成功率达到了99%。
　
　　近年来，高空侦察技术发展很快。在高空侦察机、无人驾驶飞机以及人造卫星拍摄的照片上，地面的军事设施如飞机场、导弹基地、兵工厂等等，全都看得清清楚楚。清晰的程度，甚至可以分辨汽车牌上的号码，驾驶员脸上的胡子茬。自从有了空中侦察，人们就想方设法来对付它。最早的时候是向昆虫的伪装学习，人们给汽车、桥梁、大水坝、发电厂等插上树枝，涂上各种颜色，罩上带着色带的网罩，使空中的侦察员辨不清地面上的目标。可是近年来，空中侦察的手段越来越多，有利用电磁波的雷达侦察，利用红外线的红外遥感侦察等等，伪装的手段怎么能不跟着相应地发展呢。对付照相侦察，可以用光学型的伪装材料。这种伪装材料同背景的光学反射特性十分接近。比如说，要隐蔽沙漠地带的哨所、雷达站和其他军事设施，可以采用具有这种光学特性的材料将它们伪装起来。这些材料反射出去的光和沙漠反射出去的一样，使高空照相机拍摄的照片无法把目标辨认出来。
　　对付雷达侦察，就要采用电磁波型的伪装材料。这种材料能够吸收雷达发出的微波，专门用来对付载有雷达侦察设备的高空侦察机。它又可分为吸收型和干涉型。吸收型的材料是利用某些物质具有吸收电磁波的特性，如碳黑、石墨等，将电磁波的能量转变为热能消散掉了。干涉性的材料能把透过材料被目标反射的电磁波与入射的电磁波相互抵消。比如说，士兵们戴的钢盔能反射电磁波，被高分辨能力的雷达侦察到了，就会泄露地面的兵力部署。如果在钢盔上涂上一层特种油漆，这种油漆含有一定比例的微波吸收材料，如石墨粉、铁氧体粉等，可以大大减弱电磁波反射能量，敌方侦察机的雷达就没有反映了。同样，军舰涂上一种跟海水的电磁波反射系数相同的材料，在雷达的荧光屏上，军舰就会“消失”在茫茫的大海之中。文章开头讲到的那座大坝，上面就蒙盖着能吸收电磁波的伪装材料，它欺骗了100架侦察机中的99架。
　　对付红外线遥感侦察，可以采用红外线型的伪装材料。这种材料透过红外线光谱的效率比较低，以保护那些能够发出红外线的目标不被发现。像坦克、飞机这类武器，不论在行驶的时候还是静止的时候，因为它们的温度和周围的环境总是会有差别的，很容易被红外线遥感技术侦察出来。人们在坦克或飞机上罩上能够吸收红外线的纤维网罩，就可以将它们隐蔽起来了。
　　各种伪装材料不但要有特殊的性能，还要有抗日晒雨淋和不易老化的优点。有些材料还要能防火。地面有了伪装，飞机难以侦察出来；反过来，飞机也可以伪装起来，使地面或空中其他飞机的侦察设备不容易发现它。
166“魔鬼的海”和“荷兰飞船”
　　一队骆驼商队在沙漠里长途旅行。烈日炎炎，人们干渴难忍，只希望能找到一点水喝。
　
　　突然在远处的沙漠里，出现了一片碧清的湖水，水面上湖光粼粼，还有茂盛的棕榈树和高大的寺院的倒影。
　　“前面有水呀！”人们高兴起来，拖着疲倦的身体，赶着骆驼向前走去。他们想：到了湖边，就可以痛痛快快喝水，就可以坐在树荫下面休息一会儿了。走啊，走啊，真怪，人们向前面走一步，湖水就向后面退一步，总也走不到湖边，他们走得精疲力尽了，湖水却突然消失了。
　　在沙漠里旅行的人，差不多都碰到过这样的事情。过去，人们不知道这是什么原因，把这种幻影叫做“魔鬼的海”。其实，这是光线耍的把戏，并不是沙漠里有什么魔鬼在玩弄幻术。
　　我们知道，沙漠里遍地都是沙，沙很容易反射热量，在烈日的照射下，它的温度很快地上升。贴近地面的空气就跟着变得很热，变得比较稀薄。但是离地面稍高的空气，仍旧比较冷，比较稠密。这时候，棕榈树反射出来的光线，就逐渐屈折经过一条向下凹的曲线进入人们的眼睛中。所以人们看到这棵棕榈树是颠倒的，好像是映在湖水里的倒影。同时，贴近地面的热空气在不停地浮动，所以出现了波光粼粼的现象。这就是沙漠中的“魔鬼的海”的秘密。海洋中出现的幻影，最神奇的莫过于六十几年前出现在大西洋上的“荷兰飞船”了。
　　有一艘轮船从欧洲开到美国去。航行到大西洋海面上的时候，轮船上几百个乘客非常清楚地看到，有一艘古老的帆船，张满大帆，船头没在水里，向他们的轮船迎面飞驶而来。轮船的船长吓坏了，他高声命令水手赶快改变航向，免得和远方可怕的古代船碰撞了。结果，这艘古代的帆船从轮船的旁边驶过去了。乘客们还似乎看到帆船上站着一些穿着16世纪古代服装的乘客。他们高举着双手，好像在欢呼。这艘“荷兰飞船”立刻轰动一时。当时许多冒牌的科学家就乘机传说，“荷兰飞船”的出现说明了天国和灵魂的存在。否则，在20世纪的海面上，怎么可能出现16世纪的古代帆船呢？事情不久就搞清楚了，原来有个电影公司在海边上拍摄一部影片，片名就叫《荷兰飞船》。突然一阵暴风把一艘帆船吹到辽阔的海洋上去了。轮船上的乘客看到的，正是这艘帆船在海洋中飘荡的幻影。
　　海洋上的幻影又是怎样出现的呢？海水和沙漠正好相反，它能够吸收很大的热量。所以在白天，贴近海面的空气比较冷，比较稠密，而上层的空气比较暖，比较稀薄。这时候帆船上反射出来的光线，就逐渐屈折，经过一条向上凸的曲线，进入人们的眼中。所以人们看到这艘帆船好像悬在半空里。这就是“海市蜃楼”的秘密。
167神兵从天降
　　18世纪初，在中亚细亚地区，有一个封建王国叫清军团。1865年，清军团出兵侵占了我国的新疆。为了驱除侵略者，当时的清朝政府派出军队去收复新疆。
　
　　一个严冬的早晨，清兵向驻守在乌鲁木齐以南的达坂城中的侵略者发动了进攻。
　　攻城还没有开始。因为天气太冷，清军将领命令部下在城外点起了三堆大火。
　　突然，城中的敌守军发现，无数体形高大，身穿黑衣的清兵，从天而降。这下可把他们吓坏了，很多人狂叫：“天兵天将来啦！”守军们乱成一团，慌忙开炮，结果大炮炸了膛，把城门炸开一个缺口。城外的清兵立刻抓住时机，冲进城去，一举收复了达坂城。
　　天兵天将从何而来呢？原来当时天气非常寒冷，靠近地面的一层空气密度很大。清兵所生起的火，使一股密度小的暖气流进入了上空。当光线穿过密度不同的空气时，就发生了折射，使物体的形象严重变形。恰好此时一队黑乌鸦飞过达坂城的上空，于是它们在守军的眼中就成了从天而降的神兵。
　　类似的情况在国外也出现过。1823年，法国军队偷袭阿尔及利亚的一个后方要塞时，离部队前方6公里远的沙漠中出现了一群火烈鸟，火烈鸟变成了阿军士兵，骑在面目狰狞的怪兽上向法军冲来。法军顿时大乱，后来在战斗中失败。事后经过科学家的分析，这也是由于大气折射而造成的奇景。
168魔鬼大三角的物理学解释
　　美国佛罗里达半岛南端，到波多黎各岛和百慕大群岛的“百慕大三角”海区，人们称它“魔鬼大三角”。因为曾有许多船只和飞机在这里遇难、失踪。单以这个水域离美国海岸40公里以内计算，每年就有1200人丧生。
　
　　1925年4月5日，天气晴朗，美国五架“复仇者”强击机，在这个地区上空飞行时突然方位仪发生故障，和基地失去联系，下落不明。
　　1973年3月某一天，海面平静，一艘载有32人的摩托艇驶进这个海区后突然旋转下沉，永远销声匿迹。……
　　科学家为了揭开魔鬼大三角之谜，进行了长期的调查和研究，但至今还没有得出科学的结论。只是提出了各种各样的假说，认为这个海区事故频繁发生可能和反旋风、强烈的自然激光和次声波、地壳下沉说有关，但都不能令人满意。近年来，科学家们又做了一个新实验。他们拿来一个澡盆，盛满水，然后搅动水体，成为一个旋涡，用一种特殊的强光，以60°～75°的入射角射向旋涡。奇迹出现了，放在澡盆上方的一张薄纸猛地烧起来了！原来，澡盆中的旋涡起到了一个凹面镜的作用。
　　魔鬼大三角海水的旋涡的直径非常大，达几百公里，寿命达几十天。它能把阳光会聚在一起，聚焦点的直径也有几百米甚至上千米，温度上万度！铝制飞机和钢制舰船进入“聚焦区”，会烧得片甲不留。于是科学家认为，海水旋涡很可能是飞机和舰船失事的原因。当然这仍然是个假说，需要进一步研究、探索。
169穆洛拉岛上的秘密财富
　　1665年秋天的一个深夜，法国驻威尼斯大使馆里一片寂静，只有大使办公室里还亮着灯光。法国大使不停地抽着烟斗在窗前来回走动。他在焦急地等待一个人。这关系到法国政府给他下的一个命令，命令要求他不惜任何代价把威尼斯穆洛拉岛上的秘密财富弄到手。并且说，这是关系到法国利益的重大问题。但是威尼斯的政府军对于穆洛拉岛防备森严，任何人想要接近它都不可能，还要弄到藏在那儿的“秘密财富”，就更是难上加难了。
　
　　一艘小船无声无息地顺着使馆后面的运河划了过来。船里钻出一个人，他向四周张望了一会儿，“噌”地一下跳上岸，随即溜进了虚掩的使馆后门。大使等待的那个人——穆洛拉岛上一家杂货店的老板来了。他们开始精心策划一项秘密的行动。
　　两个星期以后，也是这样一个漆黑的夜晚，在岗哨林立的穆洛拉岛上，从岸边礁石丛中，猛地跳出四条黑影，可以认出其中的一个就是那个杂货店老板。他们一起跳上事先藏好的小船，眨眼之间消失在黑暗的波涛之中。穆洛拉岛上的“秘密财富”，就这样被法国大使搞到手了。穆洛拉岛上的“秘密财富”究竟是什么呢？也许是黄金，或者是珍珠，也可能是稀有的大钻石吧？不，都不是，是一面镜子！就是我们现在洗脸梳头时候用的镜子。这岂不太可笑了！现在花块八毛钱就能买到的镜子，算什么财富呀？
　　不！镜子刚刚发明的时候，是非常非常宝贵的。最古老的镜子是平静的水面。但是，水面反射光线的能力很低。后来人们发明了“表铜镜”——把表铜镜的一面打磨得非常光滑，可以用来照见人影，背面刻上美丽的花纹。这样的镜子成了当时人们喜爱的精美艺术品。我国西汉时期制作的表铜镜就已经非常精致。
　　人们掌握了玻璃熔炼技术以后，发现把明亮的锡箔贴在玻璃上，比表铜镜照得还清楚。后来，威尼斯的制镜工人发明了一种新的制镜方法：先把一张锡箔贴在玻璃面上，然后浇上水银，水银慢慢地把锡溶解，形成了汞铝合金。它能紧紧地贴在玻璃面上，反光能力比青铜镜和锡箔更好。这种镜子一上市，立刻就被抢购一空。威尼斯政府看出这是个发财的好机会，就不愿意把做镜子的秘密泄露出去，立即下令把所有的制镜工厂都迁到穆洛拉岛上，并且派兵看守，还下令严禁任何人将制造镜子的秘密泄露出去，否则处以死刑。就这样，威尼斯制造的镜子畅销各国，而制作镜子的秘密被保守了300多年，直到法国政府下令叫他们的大使动脑筋去偷到了这里面的秘密。制镜的秘密才公开了。制镜子的秘密公开以后，人们又加以改进，用化学方法在玻璃上镀一层极薄的银，比水银镜照得更加清楚，而且省工省力省钱。
　　至于现在我们用的镜子，它的后面镀的是铝。它几乎可以把光线100%地反射出来，比铝镜更好的还有用金属中反光能力最强的铟做的铟镜。
17 子弹穿不透的玻璃
　　1903年， 一天法国科学家别涅狄克在打扫实验室，他用鸡毛掸子掸灰尘时，一不小心把一个长颈玻璃烧瓶从3米多高的架子上碰掉到地板上，他以为玻璃烧瓶非得粉身碎骨，可是仔细一看，尽管瓶壁上布满了裂纹，玻璃碎片却粘在一起，瓶中的液体一点也没有流出来。他拿起玻璃瓶子陷入了沉思，后来，他想起来了，原来这只瓶子中曾经装过硝酸纤维溶液，溶液挥发干净后，瓶壁上留下一层薄膜，它就像皮子一样紧紧地贴在瓶壁上，他又往瓶子注入一些水。这时，别涅狄克迅速地写了一个说明这一情况的标签贴在瓶壁上，又把它放在原处。过了数年以后，有一天，别涅狄克在阅读报纸，看到报上报道有雾的天气里，一辆小汽车撞在电线杆上，汽车被翻进一条沟里，三个乘客，一个当场死去，另外两个人被玻璃碎片把脸、手和身上刺成重伤……这时，别涅狄克想起似乎在什么地方见过不碎的玻璃。
　
　　于是，别涅狄克像发狂了一样的寻找着，翻遍了试验记录，查看各种试验成果，摸过了每一个试验用的器具，终于在一排试验架的最高层，找到了那个被摔坏的高颈玻璃烧瓶。别涅狄克出于救人的目的，他放弃了一切研究工作，开始着手研究和制造防碎玻璃。
　　防碎玻璃也叫夹层玻璃或叫安全玻璃，它是用数片玻璃和透明塑料胶片粘合而成的。防碎玻璃在受到强大的外力剧烈地撞击时，玻璃碎片由于有透明塑料胶片的粘结，碎片不会飞散，起到了保护作用。
　　防碎玻璃主要安装在高级轿车的前后风窗上和飞机、宇宙飞船的舷窗上。
　　近年来，防碎玻璃安全性能有了很大的提高，德国生产的一种25毫米厚的防碎玻璃，它是用数层薄玻璃和粘性强、弹性大的塑料薄膜压制而成的，从近距离发射的30发手枪和机枪子弹均被弹回，被击破的两层玻璃，碎片不脱落。英国还制造一种厚防弹玻璃，它的透明度很高，人们透过600毫米厚度的玻璃仍然能够阅读报纸。
170发疯的老绅士
　　有一天，英国皇家协会的一位研究员到莱斯装累特去拜访一位老太太。这位老太太大惊小怪地对他说：“我要告诉你一件新闻！我们的隔壁新搬来一个有点精神病的老绅士，你跟我来看，现在正是他出来的时候。”
　
　　这位研究员跟着老太太到阳台上一看，只见隔壁果然坐着一个老头儿，旁边放着一个大瓶子，这个老头儿对着阳光，不停地从大瓶子里蘸着肥皂水在吹泡泡。
　　老太太说：“你看这个老头怪不怪？都这么大岁数了，每天早晨，只要太阳一出来，他就坐在这儿不停地吹肥皂泡，吹呀，吹呀，也不嫌累，一边吹，一边还在不停地写呀，想呀……”
　　这个老头儿究竟是谁，他在干什么呢？这个研究员仔细一看，吃惊地对老太太说：“可别再嚷嚷了，你知道这位老人是谁吗？他就是大名鼎鼎的大科学家伊萨克·牛顿。”老太太不好意思地说：“哦，是这样，请原谅，我真的不明白他是在干什么。”
　　你一定知道，牛顿在一生中有许多伟大的发现，他年纪这么大了，干吗还玩吹肥皂泡呢？原来他是为了研究太阳的光。他用三棱镜使太阳光分散成为七色光，又用肥皂泡研究了球的膜面对于太阳光的折射。他在光学的研究上取得了很大成就，包括彩虹的秘密，都是通过这些实验揭开的。
171车胤夜读借萤光
　　在晋朝时候，有个人叫车胤，从小爱读书。可是他家里很穷，买不起灯油。夏天晚上，他看到萤火虫，就捉了许多装在一个袋子里，挂在墙上，成了一盏灯。他借萤火虫的光彻夜苦读。
　
　　外国也有许多利用萤火虫的光的故事。西印度群岛的人夜晚在丛林中行走，就捉一只很大的萤火虫缚在脚趾上，借它的光照路。1898年，美国军队在古巴打仗，一位医生给伤兵做手术，灯油烧干了。他就用一瓶萤火虫作光源，成功地完成了这次手术。
　　人类很早就利用萤火虫发的光了。可是萤火虫为什么能发光呢？这个谜近年来才被科学家逐渐揭开。萤火虫有一个发光器，在腹部的最后三节。它的构造很精巧，里面有几千个发光细胞。发光细胞中含有两种能发光的特殊元素：荧光素和荧光酶。荧光素只有和含能量的物质相结合。在氧气充足时受荧光酶的作用，才能使化学能转化为光能，然后经反射细胞将光亮反射出来。科学家做过一个实验：把许多只萤火虫发光器取下来，干燥后研成粉末。把这些粉末放在玻璃器皿中，用水掺和，就发出一种淡黄色光。但是过了一会儿，光就熄灭了。如果加进一点三磷酸腺苷溶液，又会发出光来，而且更加明亮。把这种混合物涂在手指上，能把文件和地图照亮到看得清的程度。
　　萤火虫大约有1500多种，发光的强率和颜色各不相同。有的发出短暂的浅黄色光，有的每间隔几秒钟发出一次桔红色光，还有的发翠绿色光、浅蓝色光。还有一些萤火虫喜欢合群，一块闪亮，一起熄灭，十分壮观。萤火虫发出的光一点不热，所以叫“冷光”。我们一般使用的电灯，只能把电能的6%转化为光，其余的都变成热浪费掉了。萤火虫的发光效率很高，几乎可以把能量100%地转化为光。
　　科学家从萤火虫身上得到了启发。有人从3万只萤火虫的发光器中，分离出了荧光索和荧光酶。有人用人工方法合成了荧光素。还有人研制出了一种新光源——生物灯。这种生物灯不用电线，也不放热，在矿下，在水中，都很安全，比电灯优越多了。
172“海妖”的脚印
　　19世纪初，荷兰人在南太平洋新几内亚岛上建起几块殖民地。由于夜间经常遭到来自海上的黑皮肤的巴布亚人的袭击，使荷兰殖民者惊恐不安，他们以为夜里来袭的巴布亚人是可怕的“海妖”。
　
　　一天晚上，伸手不见五指，狂风的呼啸和海的怒吼把一切声音都淹没了。一个在海滩上值勤的士兵觉得自己孤身一个太危险了，便下意识地向营房靠拢。这个士兵在黑沉沉的夜色中全神贯注地望着，细心地倾听着海浪声，不放过任何可疑的“海妖”的影子和任何一种预示着危险的声音。突然，他的目光被海岸上出现的微弱难辨的光点吸引过去。那光点看起来在向他逼近，如一条很窄的绸带一样在海岸上铺开。后来，光点又变宽了，并且形成了一串儿，越来越近。顷刻，士兵在沙滩上看见了一溜发光的人脚印。他简直被吓昏了。第二天，附近有一个人失踪了，这个人是夜间出去的，一直没见回来。更使人们惊恐万分。人们纷纷传说是“海妖”在海滩上留下了发光的脚印，并把那个人抓到大海里去了。
　　然而，这个“海妖”的传说很快被一个荷兰殖民者的亲身经历给否定了。也是在一个黑沉沉的夜晚，这个荷兰人到海边查看船只是否拴牢了。这时，邻居们惊恐地看到，他的身后有一串发光的脚印。于是，这个人被怀疑与“海妖”有来往。殖民当局派警察对他进行跟踪侦察，准备在获得他私通“海妖”的证据以后将他判处。可是，出人意料之外，奉命跟踪这个荷兰人的警察在海滩上也留下发光的脚印。经警方证实，在这样的夜晚，无论是谁在海滩上行走，都会留下发光的脚印。
　　这是怎么回事呢？原来，许多种生物体内都有一种荧光素，这种荧光素在荧光酶的帮助下氧化时就会发出荧光。在海水中，有一种甲藻属生物，能在晚上发出荧光。在刮风的夜晚，海水在风的吹拂下产生扰动，这时发出的荧光特别明亮。这些甲藻属生物被海浪抛上海滩，停留在潮湿的沙子上，这时如果有人在沙滩上行走，踩动沙子，这些甲藻就会闪出荧光，在夜行人的身后留下一长串发光的脚印。在热带和极地海域，甲藻大量繁殖，那里的海滩上便经常会有发光的脚印出现。
173人体发光的秘密
　　神话故事的人物插图上，圣灵们的头上往往围以一道圆光。其实，凡人也能发出奇妙的辉光来。很早以前，科学工作者们就注意到这种人体辉光现象。意大利在1669年已有关于一个女人能发光的记载；
　　本世纪30年代，又发现了一个能发光的女郎，她夜间行走时，仿佛有一道光环围绕全身。
　
　　人体辉光这种现象在我国也有。山东省气功师黄仲林，在两手发功时会使对方皮肤有触电似的麻木感。上海复旦大学的科技人员对黄仲林进行了测定，发现他两手发功时，唇口处会发出淡黄色的辉光来。人体辉光并非气功师独有，一般人在高频电场下是可以闪烁生辉的。前苏联科学家柯利尔用高频电场照相术，已把笼罩在一些人身体周围的彩色辉光拍摄下来。这种辉光十分奇妙：它能随人的部位、情绪改变颜色。通常，手臂周围呈青绿色，屁股周围是橄榄色，人在发怒时，辉光颜色会加深且转为红色，恐慌时则转为蓝白色，醉酒时又会变成苍白色。更奇妙的是，这些有辉光的人在男女指尖接触时，女人指尖的辉光会向前伸展，而男人指尖的辉光却向后退缩。
　　丹麦名医巴尔宁、英国著名科学家普利蓁特里、意大利科学家普罗斯基，都曾著书立说，认为这是人体内某些物质在细胞有丝分裂射线激发下，放出黄光的缘故。而现代科学则倾向于另一种解释：每个人体都会向四周发射微电子流，气功师运用气功时，可使这种电子流大大增强，以至能使得某些部位辉光闪闪；而一般人则较弱，不易测出。如果在高频电场下，人体发出的微电子流便会得到加速，从而使人体周围空气的分子电离，当离子温度高达一定值时，便会发出彩色辉光。同时，世界上还有一些是有特异功能的人，本身便能产生较强的电子流，使得周身被光环笼罩。
174人体“自燃”之谜
　　人体能够“自燃”吗？乍听起来很荒唐。但是，在千奇百怪的自然现象中，某些极个别的人体确实能够“自燃”。早在1958年，美国夏威夷有一位77岁的老人躺在摇椅上消遣的时候，突然身冒蓝火，房东太太见后急忙报警，当救援的人员赶到时，摇椅上只剩下一堆灰烬了。更使人觉得奇怪的是，摇椅上的垫子以及椅背上吊着的衣物却无烟火的痕迹。
　
　　1959年在英国伦敦的一个餐厅里，一位19岁的女郎正在翩翩起舞，突然她的全身喷发出一团湛蓝色的火焰，她那婀娜优美的身姿，变成一团闪烁蓝色寒光的火炬，转眼之间，少女化为灰烬。但令人百思不得其解的是：那团无名蓝色的火焰只焚烧了那位女郎，而对她的男女舞伴们丝毫没有损伤，个个安然无恙。
　　美国华盛顿州基雅姆市有个名叫贝蒂·萨依娜的50岁的妇女，因喝醉了酒昏睡在汽车内，而汽车的发动机开动着，这样，她吸入大量的一氧化碳而中毒死亡。一天夜里，装着她的棺材突然自燃起来。警方和消防队员进行了调查，发现棺材是用金属制成的，棺材里面并无引燃之物，但是尸体却已烧成灰烬。
　　有些报刊也曾报道过。世界上有极少数人在与他人相撞的时候，身上即能喷出火焰，这种人被称作“火人”或者“火娃”。
　　近年来科学研究证明，一个人的身体可以发光。根据日本专家的研究，癌症、糖尿病、黄疸患者的体内发光要强于正常人。这就为人体“自焚”提供了一定的依据。科学家们推测，这是一种生物光学现象，是由于体内超高温所造成的。这种高温可达1400℃，超高温所引起的蓝火来源于地球上的磁场变动。在这种情况下，某些人能够在天时、地利相配合下引起超高温而自焚。当然，这种解释还有待于光学和医学专家们进一步研究、探索。
175奇妙的冷光
　　1982年春天的一个夜里，浙江省温州市梧田区三乡一个农民刚刚熄灯准备睡觉，突然发现楼板下闪着点点绿荧荧的光。他当即点上灯一看，原来这些奇怪的绿光是从扔在楼板下的一只熟鸡身上发出的。他用手指甲在鸡上揩了一下，指甲沾上的油也会发光。
　
　　关于生物发光的事，我国古代著名科学家沈括在《梦溪笔谈》中，就曾记述他早年在一个夜里煮咸鸭蛋时，其中一个竟通身透亮，就像一盏明亮的灯把整个房间都照亮。在国外，意大利帕度亚城里一个屠夫于1592年发现他家里一块羊肉竟发出奇怪的光来。今天，人们发现会发冷光的生物简直多得难以统计。科学研究发现，这些会发光的生物体内含有荧光素和荧光酶，当荧光素吸收了氧气和糖分子，在荧光酶的催化作用下发生化学反应，便发出了冷光。有些生物本身并没有荧光素，也没有荧光酶，是由于发光细菌的作用，这些发光菌体内含有荧光素，于是氧化后照样发出光来。
　　生物发光属于冷光，发热极少，发光效率极高，几乎95%以上的化学能直接转化为光能，真正做到了“有一分热发一分光”。而且冷光不会遇火爆炸，是一种非常经济和安全的光源。
　　奇妙的冷光早就引起世界科学界的注目。1900年柏林的世界博览会上就展出过轰动一时的细菌灯。在今天，人们通过研究生物发光机理，进而模仿生物发光，研制理想化学冷光源，以广泛应用于生产和生活的照明。本世纪70年代，美国科学家发现如果把荧光素和激发剂两种化学物质放到一起，发生化学反应，能产生冷光。据此，他们把这两种化学物质放入塑料管内，中间用玻璃隔开，当需要使用时，只要把塑料管折弯，两种化学物质就混到一起，发出冷光。于是这只塑料管便成了一盏奇妙的灯。
　　科学家还发现利用电子、电场、基本粒子激发，能使好多物质发出冷光来。比如月光灯也是冷光的一种。当通电后，在电场作用下，它里头水银蒸气发出了紫外线，激发了灯管内壁上涂的硫化锌和硫化钙等荧光物质，于是发出了冷光。早在1936年，法国物理学家德蓁特劳曾发现强的交流电能使某些荧光物质发光，也就是不必先激发出紫外线，而将电直接转化为光。他把这种现象叫做“电致发光”。现在不少科学家正继续从事这个研究，不断探索其中奥秘。一些科学工作者正在着手进行把一些荧光物质掺进塑料或玻璃中来制造一种叫做“电致发光板”的材料。将来，当你住在用电致发光材料做墙壁和天花板的房间里时，虽然没有电灯，而你却可以利用按钮来调节，使房间里散发着十分柔和的光。物理学家认为，可见光也是在一定频率范围内的电磁波，只要使获得的电磁波在可见光的频率范围内，便能产生可见光。据报道，美国科学家曾将一枚火箭发射到250公里高空，它爆发性地释放出的钡气与太阳光作用后，竟然出现了范围达几十公里的好像“北极光”那样的光幕。
176“珠宝”招来的强盗
　　70年代末期，美国的一家珠宝商店采用激光全息摄影技术，拍摄了钻石、珍珠、翡翠等珠宝玉器照片，放在橱窗里。入夜，橱窗里色彩斑斓，琳琅满目，宛如陈列着真的珠宝一般，吸引了大批顾客。不料这些虚幻的“珠宝”竟招来了一伙强盗，他们破窗而入，妄图夺取珠宝。哪知打碎玻璃后，灯光灭了，激光照片黯然失色，那些逼真的“珠宝”也就“不翼而飞”了。
　
　　原来，激光全息摄影能使被授物体活灵灵地显现出来，达到真假难辨的程度。
　　普通照相只能记录光波的强弱信息，所以只能表现物体的二维空间。全息摄影不仅可以记录光的强弱，还能记录光波的相位信息。因此，它可以逼真地再现物体的三维空间。用全息摄影技术拍摄的物像，栩栩如生。更有趣的是，把视点上下左右移动时，人们就仿佛看到了真的东西一样，甚至从侧面还能看到原来物体被遮住的一面。全息摄影逼真的程度，使得原来人们认为能忠实记录物体的普通照相，也大为逊色。全息摄影的原理，是英国科学家丹尼斯·盖伯在1947年提出的，而全息摄影的出现，却是1960年激光出现以后的事。这是因为激光具有良好的单色性（波长一致），能产生比较清晰的相干性。所谓相干，就是无论哪种波，只要波长相同，都会产生干涉现象。如水波，在一个波峰和另一个波的波谷重合时，则降低波峰高度。至于光波，两波相干则引起光强度的改变。全息摄影就是利用光波相干性的原理，来记录物体的光强和相位。当激光照射在被摄物体上时，被反射回来，这种反射的光称为物光信号光；再用同一光源的光做参考光，使它与信号光在底片上相遇产生干涉，这样，波峰重叠的地方光强度增加，波峰和波谷重叠的地方则相互抵消，光强度为零。这样，就形成明暗十分清楚的干涉条纹。用照相方法把这些明暗条纹记录下来，经过曝光，显影和定影，就得到了全息图。
　　有了全息图，还看不到影像，必须用参考光照射，才能把物体影像再现出来。这是因为，参考光通过全息图时，产生不同方向的光波衍射，其中必有一部分光波和原来的信号光重合，也就是原来被摄物体反射光的再现。有了物体的反射光，虽然物体已经不存在，但人眼仍可通过这种物光看到它的虚像，这也就是全息摄影的再现。因为再现的影像包含着被摄物体的光强和相位等全部信息，所以它比普通照相机拍摄的影像更加奇妙。
　　目前，全息摄影已经得到广泛的应用，从宝贵的文化财产的记录到艺术表现，从社会文化生活到科学技术领域的应用，有些国家举办了全息摄影展览会，甚至建立了全息摄影美术馆，并出现一些全息摄影艺术家。特别是在生产和科研领域，例如在质量控制、结构分析、流体力学、热力学等方面都已得到应用。据认为它在光学信息处理、集成光学和医学研究等方面的应用，也都有极大的潜力。让人高兴的是：开始时全息摄影要用激光做光源，现在人们已经研制出白光反射型全息摄影，还发明了用太阳光和电灯光做光源的技术。这样，就为全息摄影的普及和更加广泛的应用创造了条件。
177奇怪的战斗
　　昏暗的路灯下，一名执行夜间巡逻任务的警察向一条巷子走去。突然，从巷子里窜出来两个人，他们发现了警察，就没命地跑起来。
　
　　这两个逃跑的人头上各戴着一顶钢盔，身上各背着一副背带。警察手里拿着一支手枪。他见到两个人在逃，就喊“站住！”可是连喊几声，对方却没有反应。于是，他单腿跪下来，举起手枪，瞄准一个逃跑者，轻轻勾动扳机。这个时候，既没有看到枪口的闪光，也没有听到清脆的枪声。但是，从那个逃跑者那里却传来了刺耳的“噼——啪”声，随即摔倒在地上。接着，警察又瞄准另一个逃跑者，又勾动了扳机，同样没有闪光和枪声，不过从第二个逃跑者那里却传出了另一种声音：一秒一次的有节奏的“噼啪”、“噼啪”声。那人像是受伤的样子，没有倒下，但是很快隐蔽了起来。
　　警察赶紧跑到那两个逃跑者身边，受伤的逃跑者也马上站了起来。他们三个居然握起手来，结束了这一场“奇怪的战斗”。
　　这到底是怎么一回事啊？原来这是一次警察执行任务的战斗训练。他们使用的是新近研究出来的“多用途激光实战系统”。
　　这种激光武器由两部分组成。一部分叫激光发射器，由射击的人携带，它只有一包香烟那么大，装在手枪或步枪的准星附近。射击的时候，勾动扳机，发射器就会射出人眼看不见的红外辐射，它代替了子弹，直接射向“敌人”。但是它射到“敌人”身上以后，不会构成任何伤害。这种激光武器的另一部分叫敏感器，装在被射击的人的钢盔和背带上，它对激光器射出来的红外辐射光束特别敏感。当它收到光束的中心部分的时候，说明已经击中了要害，报警器就会发出刺耳的、连续的报警声；当它收到光束的散射光的时候，说明只是受了一点轻伤，报警器就发出不断的报警声。
　　这种激光交战系统不发声，不发出可见光，可以模拟子弹射击，又绝对安全。因此，双方都可以由真人参加实战演习，既逼真，效果又好。它不但可以用来模拟手枪、步枪实战演习，也可以装在机枪、火炮、反坦克武器上，用来进行更大规模的实战演习。
178假如激光武器投入战场
　　在第二次世界大战的柏林战役中，苏军为增大进攻的突然性，曾利用143部探照灯组成的强光源，照得战壕里的德军呆若木鸡，有眼难睁，使地面部队一举突破德军的外围防御地带。
　
　　未来战争中，进攻发起者为了掌握战场主动，很可能会充分利用其掌握的各种激光武器，从地面、海上、空中，多角度、多层次、高密度地照射敌方的暴露人员，使之由于大量的视力伤害而丧失战斗力。对于防御者来说，在思想上应当超越时空的局限，清醒地认识到这一点。在未来战争中，如果激光武器投入战场，攻防双方的伤员中很可能会出现大量的视力伤。
　　美国军队曾进行过有关试验，用激光枪射击目标，百分之一秒内就可使人双目失明。用机载激光炮射击20公里处的坦克，仅需0.1秒就可使坦克观瞄仪失效，乘员致盲。被激光武器损伤的视力，轻则7天才能恢复，重则永久致盲。激光武器对人眼的巨大杀伤效应，是由于人眼对激光束的聚焦作用。实验表明，激光束进入人眼后，经过晶状体的聚焦作用，能量立刻高度集中于一点，迅速转换成热能将肉膜烧伤，造成失明。光学仪器对激光束的聚焦能力更强。经过光学镜头聚焦后的激光束，功率密度会成倍增长，一个普通10倍望远镜聚焦后的激光束，功率密度就会增大10倍。因此，激光武器对使用各种光学仪器的人员杀伤作用更为显著。第四次中东战争中，制导武器的精彩表演，使交战双方的武器装备损坏率大增。未来战争中，如果激光武器登台献技，可以断言，武器装备的损坏率还得大幅度增长。这是因为，激光武器具有超常的破坏性。一是速度快，命中率高。激光武器是以“光弹”——激光束制敌，飞行速度高达每秒30万公里，空间时几乎为零，一旦发现目标，无需任何提前量，即可瞄准射击，指哪打哪，弹无虚发。二是辐射强度高，聚焦能力强。激光束照射之处，在千分之一秒内即可产生上百万度的高温。其威力足以毁坏一切武器装备。三是由于激光束速度耗时近似于零，所以激光武器发射时无后坐力、无声响，可以随时改变射击方向，即使对高速飞行的歼击机，射击精度也丝毫不受影响。到目前为止，激光武器虽然还从未正式投入战场，但是在一系列试验中其破坏性已经得到验证。1975年，苏军用陆基激光器试验“反卫”，顷刻之间就使两颗美国侦察卫星变成瞎子；1976年，美军用激光炮“防空”，数秒之内击落两架万米高度的直升机。1983年，美军用机载激光炮试验“反导”，从波音机上射出的一束能量为4O0千瓦的激光，一次就使五颗空对空“响尾蛇”导弹同时遇难。未来武器装备将出现的高损坏率，就此也可略见一斑。
179热敏感的响尾蛇
　　在美洲、澳洲、非洲的某些地区，常会听到一种“嘎啦嘎啦”的声音，没有经验的人以为这是溪水发出来的流水声，可是在这声音的四周，却没有小河小溪。原来，这是由一种毒性极强的蛇，用它的尾巴剧烈地摇动而发出的响声。这就是大名鼎鼎的“响尾蛇”。
　
　　响尾蛇发出来的很像溪流的水声，是用来引诱口渴的小动物，也是一种捕食的方法。
　　使人不解的是，响尾蛇的眼睛已经退化得快要成为瞎子，怎么还能捉住行动那样敏捷的诸如耗子之类的小动物呢？经过观察和研究，科学家们发现，响尾蛇的两只眼睛的前下方，都有一个凹下去的小窝，这是一种特殊的器官——探热器，能够接受动物身上发出来的热线——红外线。这种探热器反应非常灵敏，温度差别只有千分之一摄氏度，它就能感觉到。所以只要有小动物在旁边经过，响尾蛇就能立刻发觉，悄悄地爬过去，并且准确地判断出那个猎物的方向和距离，窜过去把它咬住。
　　现在有一种“响尾蛇空对空导弹”，下面有一套“红外导引”装置。在导弹上装上这种装置，就是从响尾蛇那里得到的启发。飞机的发动机温度很高，也就是说，它发出很强的红外线。“响尾蛇空对空导弹”是在飞机上发射的。它靠着“红外导引”装置，能够自动地跟踪发出红外线的敌机，直到把它击中。
　　目前人们制造的“红外导引”装置只能感应千分之五摄氏度的差别，而且构造比响尾蛇的要复杂多了。
18 一万多公斤羊毛不翼而飞
　　1977年， 内蒙古某县的一个土产仓库在清仓时，发现少了1.5万公斤羊毛。仓库保管员成了怀疑对象。但是，他坚决否认自己贪污。1978年，该县计量所到仓库检修衡器，才真相大白。原来，仓库使用的两台台秤不准，一台每收购进100公斤羊毛要少2公斤；另一台每出售100公斤羊毛要多1公斤。这样，每进出100公斤羊毛，仓库就损失了3公斤左右。1.5万公斤羊毛就是这样日积月累丢掉的。
　　这两台衡器所以失准，主要原因是使用了近十年时间，没有检定过一次。按照检定规程要求，台秤最长使用一年就得检验一次，这两台台秤超过规定检验周期六年仍在使用，因而造成严重失准。
　
　　周期检定就是根据各种度量衡器使用的频率和精确要求，规定在一定的时间内，用精度高一级的度量衡器检定精度低一级的，看它的准确度是否保持在允许的误差范围以内，如果超出，就要修理。修理合格的，由计量部门检定并发给证书，才能继续使用，不合格的就要停止使用。我国历代政府为了保持度量衡器的准确度，实行过一些定期巡衡的制度，如周代规定，每年仲春与仲秋之月（农历二、八月）为“同度量、平权衡”的时间。新中国成立以后，人民政府为了保证度量衡器的准确，十分重视计量管理。1959年，国务院发布了统一计量制度的命令，1972年，国务院发布《中华人民共和国计量管理条例（试行）》。这些措施，对保证度量衡器的准确使用起到了积极的作用。
　　在一些资本主义国家也有度量衡器的定期检定制度。如美国，从50年代起，就把每年3月1日到7日定为全国度量衡周。在这一周里，提出活动的中心口号，举行纪念和宣传活动。
180“响尾蛇”为什么能咬住飞机
　　20多年前，第三次中东战争时，在和以色列交战中，阿拉伯国家的空军损失惨重，以色列频频发射“响尾蛇”导弹，摧毁了许多阿拉伯国家的飞机。后来，到第五次中东战争时，阿拉伯国家使用“萨姆—6”型导弹，回击以色列，击落敌人76架飞机。然而以色列不甘示弱，又使用了命中率极高的新式“响尾蛇”导弹回击，结果又一次占便宜。
　
　　20多年来，“响尾蛇”导弹就像一条吞噬飞机的毒蛇，它不仅在中东战争中吞噬了数以百计的飞机，而且还在马岛争端中吞噬了近百架飞机。为了适应新的作战对象，它不断“脱壳”变化，现在已经出现十多种型号，在现代化的军事作战系统中，形成了庞大的响尾蛇“家族”。
　　“响尾蛇”是被动式向导的制导导弹。飞机在飞行时，发动机尾喷管排出的热气流和空气摩擦形成的金属热，会产生很强的红外线热辐射。这样飞机组成了一个很大的热辐射目标。这就很容易被“响尾蛇”咬住，直至被其击毁。“响尾蛇”导弹虽然对飞机构成了严重的威胁，但是，科学家研究发现，它也有致命的弱点。“响尾蛇”导弹是可以受骗的。因为，它在寻找、跟踪目标时，完全依赖装在弹头上的红外线探测器，而这种探测器常不具备识别真假的能力。只要碰上能量足够的红外线源，它就会盯住不放。如果在被跟踪的飞机上能投放红外线“钓饵”，就能对“响尾蛇”导弹起到“欺骗”的效果。目前，这类“钓饵”有烟火型、燃烧型、复合型等。
　　烟火型是由镁粉、聚四氯乙烯和硝烃棉等组成。当飞机被“响尾蛇”咬住时，就发射“烟火钓饵”，在空中燃烧5～8秒时间，热辐射功率为15千瓦，发出与飞机尾热和尾焰光相近的红外线，引诱导弹而使飞机脱险。燃烧型钓饵是由飞机携带的一种专门燃料，在受到“响尾蛇”威胁时，就将燃料喷撒到空中点燃，形成燃烧区，造成与飞机尾热辐射特性类似的强大红外辐射源，诱惑导弹爆炸。
　　复合型钓饵是专门对付有“红外—雷达复合制导”的“响尾蛇”。它的结构一般可分为两类。一类是在同一弹体内装有红外诱饵和干扰金属箔条。当诱饵爆炸时，金属箔条散开形成干扰区，破坏雷达的工作，将导弹引爆。另一类是将烟火剂粘在金属箔条的一侧，而在另一侧涂黑漆。当诱饵爆炸时，在空中形成红外辐射区和干扰区，达到欺骗和干扰的双重目的。
　　随着红外技术的日益发展，科学家预言，必定会出现更新更奇的“红外钓饵”，它们的热辐射能量将更高，停留时间将更长、取得的效果将更理想。“红外钓饵”成了飞机的“替身”，凶残的“响尾蛇”家族再也不能为所欲为地吞噬飞机了。
181神通广大的红外线
　　1800年，英国科学家海谢尔做了一个实验，他把阳光分成彩色光带以后，用温度计来测量各种光的温度，发现了一个奇怪的现象：靠近太阳光深红色光外的不可见部分，温度竟比红光还高。这是一个意外的发现。因为以前只知道太阳光有七色，至于在七色之外的黑暗中还存在着什么物质，是不清楚的。于是，海谢尔设想在太阳的辐射中，除了可见光以外，一定还包含着一种人的肉眼看不见的辐射。后来经过实验证明：这种辐射还存在于其他物体发出的辐射中。当时，人们就称它为“不可见辐射”。由于这种“不可见辐射”是在红光的外边发现的，所以，后来就称它为红外辐射，又叫它红外线。
　
　　1887年，人们在实验室中成功地产生了红外线，使人们认识到：可见光、红外线和无线电波在本质上都是一样的。到了20世纪，由于生产实践的需要，推动了各项新技术的发展，红外科学也从实验室走出来，开始应用到生产上，并形成了一门崭新的技术——红外技术。
　　最近二三十年来，初露头角的红外技术，在各个领域里获得了广泛的应用。
　　红外线比红光具有更大的热作用，穿透能力也很强，用它来烘干东西既快又好。因此人们常常利用它来干燥飞机、轮船和汽车的油漆。过去，自然干燥常常使油漆物的表面形成一个硬壳，里面的湿气散发不出去，形成一个气泡，影响油漆质量。利用红外线干燥油漆，就没有这个弊病了。红外线穿透能力很强，可以利用它来染合成纤维织物。比如，红外线高温渗透到锦纶织物内部以后，会使锦纶织物的结构发生变化，使得颜料很容易进到纤维内部，把颜料固定在织物上，并把它烘干。这样，人们就能利用红外线把锦纶织物染成各种鲜艳的颜色。
　　红外线是一种人的肉眼看不见的光线，可以利用它组成一道看不见的防线。为了做好仓库的防护工作，可以借助于反光镜，将红外线巧妙地围着仓库绕一圈，然后投射到一只能感受红外线照射的光电管上，让光电管发出电流来。把反光镜、光电管等很好地隐蔽起来，组成一道难以察觉的防线。如果有人敢于向仓库侵犯，它就会遮断了红外线，红外线一旦被遮断光电管就停止了工作，连接在光电管身上的一个开关立刻关闭，警报电铃就会响起来。
　　不久前，科技人员研制成功一种叫做热释电摄像机的仪器，也就是红外电视。可以利用它来探测火源，检查火灾隐患，对火灾进行监视，并能及时发出警报，被人们誉为“监视火情的哨兵”。由于红外电视摄像机，是依靠被摄物体发出的红外线来摄像的，被摄物体的温度越高，发出的红外线越强，拍摄成的图像也就越清晰。所以，红外电视能不受烟雾、阴云和风雨等阻隔，非常灵敏地对各种火情进行检查，把火灾扑灭在刚刚露头的时候。
　　红外电视摄像机，再配置上火灾识别器、自动跟踪系统，搜索机构和望远镜，便构成了一种新型的城市火情自动监控系统。它可以自动搜索和发现五、六公里远处2～3平方米那么大小的火源，并能自动跟踪和报警。这样，就可以实现消防指挥调度自动化，为及时发现火灾，消灭火灾，提供了现代化的技术手段。
　　红外电视，还在工业上用于暗室操作的监控，无损伤，自然资源的热勘探；在农业上用于探测森林、牧场的火情；交通上用于透雾导航等。
　　红外电视还是个“夜光眼”呢！它可以在一片漆黑的情况下，对敌人的阵地、军事设施进行有效地侦察，即使隐蔽得十分巧妙的敌人潜伏哨，也逃不脱它的敏锐的火眼金睛；也可以用在边防哨所上，对某一特定地区实行监视；还可以“透”过雪层，“看”到躲在雪底下的敌人。还有一种红外显微镜。一提起显微镜，人们往往认为这是一种用来放大微小物体的仪器。其实，它却是一种用作测量温度的仪器。不过，它与一般的温度测量仪不同，可以用来测量十分微小的点上的温度。微小的点上的温度，虽然也可以用半导体点温计来测量，但由于它在测量时要与物体表面直接接触，很容易影响被测点的物理化学性质；如果用红外显微镜来测量，不仅可以克服这些缺点，而且比半导体点温计精确得多。
　　红外技术，虽然是初露锋芒，但我们深信，伴随着科学技术的不断发展，它必将为我们做出许多可以预料得到乃至预料不到的奇妙的事情来。
182仿佛身临其境
　　在新华电影院内，银幕上放映着彩色立体宽银幕故事片《欢欢笑笑》，剧场里也欢声笑语不绝：啊，彩色气球飘过来了，观众情不自禁地伸手去摸；杂技演员的飞碟向额头飞来，天真的稚童赶快扑向母亲的怀里；汽车从观众的头顶上开过，好惊险……真实、新奇的立体影像，仿佛使观众身临其境。
　
　　立体电影最基本的原理，是同时用两个在水平方向上相差一定距离的摄影镜头，从不同的高度将同一景物拍成两个画面，放映时把这两个画面同时放映在同一银幕上，使两个影像重叠，观众戴上了电影院分发的偏振眼镜，使左眼只看见左面摄影机所拍摄的画面，右眼只看见右面摄影机所拍摄的画面。由于两只眼睛看到了同一物体的两个不同的画面，这就与人们平时看到有体积并有远近感的物体一样，产生了明显的立体感。
　　目前，国内的立体电影多采用偏振镜法放映。偏振镜有这样的特性：当两块偏振镜的光轴互相平行时，自然光线通过第一块镜片变成偏振光后，还可以通过第二块镜片，如果两块偏振镜的光轴互相垂直，经第一块镜片变成的偏振光便不能通过第二块镜片。在两台立体电影放映机前，分别装有光轴互相垂直的偏振镜片。左眼的镜片与左机镜头前的镜片光轴平行，右眼的镜片与右机的偏振镜片光轴平行，这样，左眼看不到右机放映的影像，右眼也看不到左机放映的影像了。因而，不戴偏振眼镜看立体电影，银幕上便会出现双影。
183夜虹之谜
　　1961年1月5日晚间10点钟，苏联科学考察船“尤·米·绍卡尔蓁基号”上的科学家们，在太平洋热带地区，观察到了自然界的一个罕见现象——夜虹。
　
　　我国云南省一个气象站的观测员曾两次看到夜虹，他是这样记录的：“某年6月30日21时后，月光明亮，天空大半为分散的浓积云遮盖着，西面一座大山的山脉上的云彩下面出现了一个白色光孤，像白天的虹，但没有色彩，亮度比白天普通的虹要小些，大约只有它的宽高的一半稍多点。月虹出现的时间约有4个小时，到7月1日3时前才消失。”“某年9月30日晚上1时，月光从裂开的云缝中射出来，发现了白色光弧。光弧的背面衬着蓝黑色的高山，光弧的上面有积云，积云上是成条的层积云，积云下有两条光弧就像一张弓似地出现在天上，出现时间约有十多分钟。”夜虹是怎样形成的呢？要揭开这个天象之谜，我们就先从虹的成因谈起吧。
　　虹形成的基本原理，就是在雨后初晴的时候，天空中还飘浮着大量的水滴，此时阳光照射到这些水滴上，经过折射、内反射、再折射，把白色的太阳光分解成红橙黄绿青蓝紫七种有色光线，无数水滴把这些有色光线集合之后，反映到太阳相对面的天际，形成了灿烂缤纷的彩带，这时我们就看到一弯绚丽夺目的七色虹了。
　　这种常见的虹都是由太阳光直接照射小水滴形成的。但有时间接反射的阳光照射到空中的水滴里，也能发生虹。夜虹，就是由间接的阳光——月球反射太阳的光（即月光）造成的。在明月当空的时候，月光照射到对面有大量小水滴悬浮着的天空，这时就会出现夜虹奇景。因为月光是太阳光的反射光，所以夜虹光色的排列次序和昼虹一样、成虹道理也相同。只是月光比日光弱得多，因而夜虹也就比昼虹暗淡，难以被人们发现。
　　不论夜虹或昼虹，都是呈半圆形或弧形的彩带，横跨在天空。这是因为当我们观察彩虹的时候，我们只能够看到从某些水滴投射到我们眼里的各种有色光线。这些水滴在空中都是按圆周排列的，在这个圆周上，所有的水滴都居于向着太阳而又向着观察者的位置。只有从这个圆周上的水滴里所反射出来的彩虹光线，才会落入我们的眼帘，因此在我们这里的虹都呈弧状。
　　彩虹有时同时出现两条，这有两个成因：一个是，由于太阳光在水滴里的两次完全反射形成的。常见的虹是由一次内反射而成，但由于光线射入水滴的角度不同，光线会在水滴内发生反射两次，因而在虹的上方又形成了一条彩色较淡的光弧，这叫作“霓”，也叫“副虹”。因为霓经过了两次内反射，它的光序颠倒了，所以光谱的排列与虹相反。另一个成因是，由于水面反射光线形成的。这种现象在宽阔的水面上可以发生。比如这次观察到的夜虹是在太平洋地区，当太平洋水面很平静时，就能把月光强烈地反射到空中的水滴上，这种光线是从下向上射入水滴，在水滴里也是经过两次内反射，因此，它的形状和霓一样。
　　除此以外，有时候天空还会出现三条，甚至更多虹。例如，1948年9月24日傍晚，在列宁格勒的上空就出现过四条虹；1877年6月15日，在葡萄牙竟同时在天空出现了五条虹。
184双虹是怎么回事
　　1981年6月25日傍晚，北京城西边天际，在背向太阳的东方，出现了美丽鲜艳的两道彩弧，像双层灿烂的天桥，横跨在东方的地平线上。为什么会出现这种情况呢？
　
　　11世纪我国杰出的科学家沈括就说过：“虹乃而中日影也，日照两则有之。”可见，我国古代就知道，虹是光线以一定角度照在水滴上所发生的折射、分光、内反射、再折射等过程造成的。夏季，降水多为雷雨或阵雨，这种雨一般范围不大，往往这边下雨，那边出太阳，当日光照射在空气中的雨点上时，就像照射在小玻璃球上一样，原来呈混合色的白光在雨点和空气的交界处，一部分光线被反射掉，一部分光线射入雨点，在雨点里面发生内反射，然后再从雨点折射出来。由于各种颜色的光偏折程度不同，将白光分解为红橙黄绿青蓝紫七种颜色。红光折射率最小，紫光折射率最大，故虹的色序是内紫外红。假如日光在雨点内经过二次内反射再折射出来，就会在主虹外面形成一道副虹，也叫霓，它的色序与虹正好相反，是内红外紫。1981年6月25日北京城出现的双虹就是这样形成的。
185山中幻影
　　有一次，登山运动员在爬阿尔卑斯山时，忽然遇上了绵绵细雨，一会儿雨过天晴，天空重新又出现了一轮炎热的红日。登山运动员们继续向前行进，当他们登上山顶时，突然发生了一件意外的事情：就在第一个运动员踏上崖石的一刹那，在东方云朵的背景里，突然出现了一个巨大的人影，人影的周围环绕着一个像虹一样的彩色光环。他向上举起自己的木棍，那个巨影也做着一模一样的动作，使人感到很奇怪。其实，这种现象发生的原因异常简单。少年朋友可以想象一下这样的景色：太阳刚升起来或是刚落下去的时候，太阳对面的天空还有云或浓雾，射在人的身上，于是人的影子就投射在这上了。倘若这种云层相当厚，那么就会像在巨大的银幕上一样，上面会映出一个巨大的人影来。
　
　　同时，由于空气中经常有很多小水珠和小冰晶，当阳光通过这些水珠和晶体在空气里所形成的细小间隙时，光线就像在三棱镜里一样会发生折射而分散开来，形成单彩虹。山中幻影周围的巨大的彩色光环，就是由于这种原因引起的。
186太阳绿光
　　1979年7月20日傍晚，一艘波兰船“晨星号”从旧金山经赤道，驶进萨摩亚以西的海域时，突然，一名舵手激动地喊道：“快看哪！太阳绿光！”可是，当人们顺着他的手指望去时，只有落日的余辉，绿色已经消失了。
　
　　然而，太阳绿光确实存在。不过，它的出现需要一定条件。通常在空气干燥澄清，能见度好，落日处的地平线很平，而且清晰，没有树林、建筑物、烟雾等障碍物遮挡的情况下，才有可能出现这种绿光。所以，在海上或住在海边的人比较容易看见。这种神奇的太阳绿光是怎样形成的呢？
　　我们知道，太阳光线是一种变色光，它是由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等七种颜色的单色光混合而成的。而大气层由于上下密度的不同，恰似一个棱角朝天的大“气体三棱镜”。当太阳光线穿过大气层时，就会使光线折射而发生色散，分解成七种颜色光。但是，在太阳角度比较高时，由于太阳本身的光线很强，这种因折射而引起的色散作用是不明显的。只有当太阳靠近地平线时，光线才大大减弱；色散作用大大增强，太阳光就被分解成了七种颜色。红光波长最长，折射角最小，故排列在最下边，紫光波长最短，折射角最大，故排列在最上边，其余各色光依次类推，顺序排列。随着落日，红色光最先没入地平线，紧接着是橙光、黄光。这时，地平线上还有绿光、青光、蓝光和紫光。但是，由于紫、蓝、青等短波光在穿过大气层到达地面之前，几乎完全被大气层所散射掉了，因此，这时唯有绿光能穿过大气层到达我们眼里。绿光存在的时间很短暂，最长不超过3秒钟，最短不到1秒钟。一般纬度越高，绿光停留的时间越长。在春分和秋分时，绿光出现的时间最短；而冬至和夏至时最长。一般呈现绿光是天气晴朗的预兆。
187幻日
　　1986年12月19日上午9点15分到10点30分，西安地区上空东南方出现了五个亮斑，好像多了五个太阳。这种奇异景观引起了人们的浓厚兴趣。在我国幻日多出现在冬天北方地区的天空，如：1975年2月8日11时30分在辽宁本溪草河口天空出现过幻日；1979年2月22日11时30分和1987年1月16日15时10分在新疆阿勒泰地区天空也出现过。
　
　　关于幻日，我国早有记载，《淮南子》上说：“尧时十日并出，草木皆枯，尧命后羿仰射十日其九。”幻日不是神话，也不是一种不祥之兆，而是一种自然界的光学现象。原来，在地球上的天空被浓厚的大气包围，其中也有水蒸汽和小冰晶。它们在一定的条件下，可变成非常小的柱状或片状的雨滴或水汽，从高空徐徐下降，因受日（月）光的照射而产生折射。因日光是由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种色光组成；由于不同色光的折射率不同（红光的波长最长，折射率最小，紫光的波长最短，折射率最大，这种折射率随波长变化的现象叫色散），被柱状或汽状的雨滴或冰片折射后，偏转的角度也不同，这样形成的内红外紫的彩色光环，叫晕。由于水滴的形状、大小不同便产生两种不同的晕，其中汽状水滴所形成的是光较强的内晕，最小偏向角约为22°；而穿过汽状水滴所形成的是，半径较大的彩色光环，这就是外晕，其最小偏向角约为46°。只有在满足最小偏向角的条件下观察，才能形成晕。
　　在冬天，当高空的水滴凝结成细小的六棱形冰柱时，如果太阳光从侧面进入冰柱，而且能满足最小偏向角的条件，在内、外晕之间，靠近太阳两旁，与当地太阳同一高度的地方出现幻日的多少、暗明、大小随着高空小冰柱的分布情况而异。
188奥妙的原玉
　　古代魏国人田文有，在荒山中采得一块原玉，直径一尺，但是尚不能确定是不是宝玉。他把这事告诉了他的邻居。邻居欺骗他说：“这是一块怪石，藏在家里是不吉利的。”田文有虽然觉得疑惑，但是仍然把原玉放在厅堂边的廊屋里。当天晚上，他们看到原玉竟会自己发光，把屋里照亮了。一家人看到原玉的奇异放光现象，感到很恐惧，结果就把它丢弃于荒野。邻居偷偷地取回了这块原玉，献给了魏王。经过玉工的鉴别，这的确是一块无价之宝。魏王就赐给献宝者千金，并且封他做上大夫的官。这段故事的原文记载于《太平御览》。我们知道《太平御览》是一部给宋代皇帝看的大百科全书，并非神话小说，所以是一种事实的记载。从现在科学的观点来加以分析，原玉的发光是一种放射现象，其实质是放射性物质产生的荧光。这种事发生在公元前300多年的古代魏国，可以说是最早发现的放射性荧光现象，并有可靠的史书记载。但可惜限于当时的科学技术水平不可能对这种荧光现象作深入的研究，而后代人也没有引起重视。隔了2000多年，在19O2年底，居里夫妇经过深入研究物质的放射性现象，提炼出氯化镭。一天晚上，他俩在实验小栅屋里，第一次看到氯化镭放射出蓝色的荧光。
　
189钢刀分身
　　1982年，法国巴黎举行世界魔术锦标赛，在演出“人体腾空”的节目时，魔术师故意在幽深的舞台两侧设置燃烧着的火盆，升起熊熊的烈火，显得耀人眼目，并以柔和的舞台灯光照耀着女演员那美丽的身姿，两者紧紧地吸引住了观众的视线。而把那撑持女演员的黑色支架巧妙地隐蔽在黑沉沉的帷幕之中，使人视而不见。这样观众就觉得演员好像是慢慢地从地面腾空而起，悬浮在舞台的上方。这里，一方面魔术师采用了转移观众视线的方法，更重要的是利用人眼分辨物体靠反差和彩色不同的原理。如，在背景中，黑色物体不易被发觉；而在明亮的背景中，白色物体不易被发觉。美国魔术师大卫·科波菲尔在电视里表演了“自由女神的消失”、机场上“飞机的消逝”等节目，就是根据这一光学原理获得成功的。
　
　　在表演“推斗式人体三分柜”的节目中，让观众看到的情景是魔术师对柜内的女演员拦腰插入两块“钢刀板”，将她切成三段，而演员的头、脚在活动。等到把钢刀抽出后，女演员却安然无恙，真是惊险异常，令人赞不绝口。其实女演员纤细的腰身只占据一部分空间，并且是暗区，其余部分又特别明亮，使人们看不清楚。人们都有这样的悬念，同样大小的黑色物体和白色物体，看起来白色物体显得大些，而黑色物体显得小些，这是人眼视觉的错觉造成的。正是如此，在特别明亮的部分下的小暗区，看起来暗区显得特别狭窄，特别暗，好似钢刀真的将人完全割成三段。
19 顺手抓住一颗子弹
　　第一次世界大战期间，一位法国飞行员正在2000米高空飞行的时候，发现脸旁边有一个什么小玩艺儿正游动着。飞行员以为这是一只什么小昆虫，顺手把它抓了起来。飞行员一看惊呆了，原来是一颗热乎乎的德国子弹！幸亏他戴着皮手套。
　
　　这是怎么回事呢？原来，子弹并不是始终用每秒800～900米的初速度飞行的。由于空气的阻力，子弹的飞行速度逐渐慢了下来，而在它跌落前的速度则只有每秒40米了。这个速度是普通飞机也可以达到的。因此，很可能碰到这种情况：飞机跟子弹的方向和速度相同。那么，这颗子弹对于飞行员来说，它就相当于静止不动的，或者只是稍微有些移动，飞行员顺手把它抓住就可以理解了。至于子弹为什么是热乎乎的，是因为它穿过空气时摩擦的结果，有时能达到100℃呢！
　　无独有偶，在德国著名故事《敏豪生奇遇记》里的主人公敏豪生伯爵也曾用两只手捉住过正在飞行的炮弹。道理是一样的。
190把黑夜变成白昼
　　80年代以来的几场局部战争大多是利用夜“幕”发动的，美国空袭利比亚，入侵巴拿马是在凌晨，以色列轰炸巴解总部是在凌晨，1991年1月多国部队的“沙漠风暴”行动又是在凌晨。这难道是偶尔的巧合吗？不！高科技的发展和渗透，使得夜视器材日新月异。目前，不少发达国家的军队已装备了各种高性能的夜视器材，他们在夜间同白天一样行动自如，能同样进行可靠的观察、射击和驾驶。“夜幕”已不再成为装备有夜视器材军队的天然障碍了。
　
　　在二次世界大战时，德国就研制出了主动式红外夜视仪，这种夜视器材当初曾风靡一时，战后，被各国军队广泛采用。主动式红外夜视仪主要用于狙击手的夜间瞄准，坦克手的夜间驾驶和观察射击。这种夜视器材具有致命的弱点，就是工作中必须要向外辐射红外线照射目标，才能观察到目标。这种肉眼看不到的“秘密”，极易被对方红外探测器发现。由此而招来“杀身之祸”。一般的红外夜视仪70年代后正在逐步被夜视新秀所取代。
　　微光夜视仪是利用微光（月光、大气辉光等）进行工作的，是目前被军队广泛应用的夜视器材。通常情况下，微光夜视仪的观察距离在1000～2000米之间，远的能看清10公里处的目标。
　　微光电视是60年代后期装备的一种通过监视器间接观察目标的夜视器材，其观察图像清晰。在良好的气象条件下，作用距离可达几公里，甚至十几公里，适于在远距离观察、遥控摄像时使用。
　　利用微光工作，便于隐蔽，不易暴露，但却受周围环境和恶劣气象条件的影响，如在完全黑暗的条件下工作，它就无能为力了。是否有既不易暴露自己，又能“全天候”工作的夜视器材呢？有，这就是方兴未艾的红外热像仪。红外热像仪是现代战场上一种理想的夜视器材，它用目标的热辐射进行成像。
　　80年代以来，红外热像仪在军事上的应用日益广泛。它既可用于坦克、装甲车辆的夜间驾驶观察，又可用于夜间对目标的跟踪和射击，还可用于飞机的导航、空中侦察和高空摄影。红外热像仪如与各种武器系统配合起来，将大大增强武器系统在夜间搜索、跟踪和打击目标的能力。由于红外热像仪在飞机上的广泛使用，大大提高了作战飞机实施黑夜攻击的能力。
191灯光创造出的出奇制胜的奇迹
　　在战争中，无论是先进的飞机、导弹，还是普通的匕首、短枪，只要是动用得恰到好处，就会得到出人意料的满意效果。就像灯光这种司空见惯平平常常的东西，如果能科学地加以利用，也能创造出出奇制胜的奇迹来。
　
　　第二次世界大战期间，英国空军少校盖·吉布森接受轰炸德国麦乃水库的任务。德国麦乃水库的大坝基底宽34米，顶部宽8米，要炸毁这样的大坝，可不是件容易的事，必须解决炸弹和投弹高度两个问题。因为，一般的炸弹对这座庞然大物是无能为力的，而且投弹时要求轰炸机必须在离水面18米作超低空飞行，高低都不利于投弹和轰炸效果。
　　英国兵器专家很快就解决了第一个问题，专门设计了一种“地震炸弹”。这种怪模怪样的炸弹外径1.27米，长1.5米；像一个圆筒，内装3吨炸药。但是，第二个问题解决起来就不那么容易了，它必须靠飞行员自己掌握，因为40年代的飞机飞行高度表的错差很大，而这次重大行动是来不得半点马虎的。怎样才能解决精确测定飞行高度这个问题呢？吉布森少校大伤脑筋。
　　几天的冥思苦想搞得吉布森少校心烦意乱，坐立不安。一天晚上他来到伦敦歌剧院看戏散心，当他看到那交叉辉映的舞台聚光灯照在翩翩起舞的演员身上时，忽然眼睛一亮，一下子茅塞顿开。他想，如果在轰炸机的机头和机身各装一只聚光灯，通过调整角度使两束灯光相交时，机身到灯光交点的垂直距离恰好是18米，问题不就解决了吗？
　　想到这，再精彩的演出吉布森少校也无心看下去了。他急忙回去把想法向有关人员报告，并将全中队的轰炸机都装上聚光灯，经过反复演习之后，他带领自己的部下向麦乃水库飞去……，当聚光灯射出的强光交点相交在坝上时，他们投下了炸弹。炸弹沿大坝堤壁下滚至9米的地方爆炸。水库的大水淹没了德国麦乃工业区的125个军需工厂，冲毁了25座桥梁，使德国的军需工业处于瘫痪状态。
　　后来，英国空军又应用这种独特的“灯光定位法”炸毁了德国的堤德尔和佐鲁帕水库。
192金佛的秘密
　　国外曾发生过这样一件事：一家古玩店老板准备用重金买下一尊金弥陀。他用各种普通的方法检验后，都证明是尊近于纯金的佛像。
　
　　但临付款时，他有些放心不下。于是他托人求科研所用现代尖端技术进行最后鉴定。
　　结果很快出来了，金弥陀是假的！但却伪装得十分巧妙。伪造者在黄铜的外边镀一层金属，在这种金属外面镀了一层真金。
　　这种金属是一种很难腐蚀的金属，所以无论用试金石还是化学方法，都查不出任何破绽。为了掩盖黄铜比重比金小的差异，伪造者在金弥陀肚子里灌了适量的水银。科研所是怎么鉴别出金弥陀的真假呢？专家使用了“激光分析法”。当一束只有几十微米细的激光照在金弥陀上时，被照金属在高温下变成蒸气，同时发光，由于各种金属在高温下发出的光的色泽不一样，用专门仪器对光进行分析，就能判明金属的种类。因为激光光束极细，蒸发损失的金属极少（不到十亿分之一点），对文物没有伤害和损失，所以这是一种快速、理想的无损检验技术。
193光压力扰乱了生物钟
　　早在1729年，法国的一位科学家发现，他家中的一棵植物总是每晚垂下叶子，白天再次昂起叶子。他出于好奇，把这株植物放进一间密闭室内，使植物24小时全处在黑暗中。可是这株植物仍按往常的时间昂起和垂下叶子，犹如钟表一样有规律。后来，人们发现动物和人也有类似的规律，故称“生物钟”。
　
　　人类在进化过程形成了“日出而作，日入而息”的生活节律，这节律是人追随太阳日夜运动的规律自然形成的。比如，人的体温在入夜后开始降低，脉搏减慢，过了午夜到第二天早晨4点达到最高程度。人体内新陈代谢的过程都会受到这一体温变化的影响。一般说来，这个规律是不易更改的，即使身居深山老林的山洞里，身体内同样会出现这些变化规律，这就是人的“生物钟”。人人都要归顺这个“生物钟”的规律。无论什么原因扰乱了人体的“生物钟”，对人体健康都有影响。
　　倘若长时间开灯睡觉，灯光使人产生一种“光压力”，可使有规律的体温升降、心跳快慢、血压高低等变成紊乱，也就扰乱了你的“生物钟”，天长日久会导致疾病发生。所以，你若是有开灯睡觉的习惯，一定要改掉。躺在床上不要看书，一睡下就把灯关掉，这样有助于你改掉不良习惯。
194夜明珠
　　传说，唐朝建国之后不久的一个除夕之夜，唐太宗李世民宴请刚从突厥归来的隋炀帝的皇后萧氏。为此，他命令工匠把宫殿装饰一新，并且到处设灯火和蜡烛，把夜晚的宫殿照得如同白昼。万万没想到，萧氏却指责说，宫殿里灯火过多，只觉得黑烟缭绕，烟气逼人，虽然华丽，但不舒服。她接着夸口说，过去隋王朝在举行类似活动的时候，从来不用这些东西，而是在宫殿内外悬挂120颗夜明珠，珍奇华贵，光彩照人。世界上到底有没有夜明珠呢？
　
　　的确有，几年前，我国科学工作者曾在某地的钨矿床中，发现一种莞石原料，可以用来制成夜明珠。据测定，它的亮度在黑夜中，人站在离3米远的地方，能看到它发出的激扬亮光。但是如果想借助它的亮光看书报，必须把纸凑到它的边上才行。据科学史家的考证，我国古代流传的夜明珠，大多是用类似的莞石原料制成的。另外，人们还曾经发现过用钻石和水晶制成的夜明珠，它们的价值虽然昂贵，但亮度比莞石高不了多少。
　　那么，为什么夜明珠会在黑暗中闪光呢？
　　让我们从物质的发光谈起，在自然界中，物体的发光一般有两种情况：一种是热发光，像天体的发光、各种火光、电灯光等等。还有一种是冷发光。这种发光不是由于物体温度高造成的，而是指某些物质，当它们受到外来光或电子、高能离子等的照射时发出的光。例如，我们平时见到的日光灯等。一般的冷光，在停止照射之后，发光立即就停止了，或者仅仅能维持百亿分之一秒的余辉。可是有一种特殊的冷光，在停止照射以后仍然能维持较长时间的发光现象。比如夜光表，能在黑暗中闪闪发光，并保持较长时间的发光现象。夜明珠的发光，也属于这一类。
　　使科学家们感兴趣的是，在自然界中，莞石和水晶的分布都很广，但是，能发光、能用来制做夜明珠的却非常少见。最近详细研究后发现，夜明珠能发光，和其中含有硫化砷等杂质有一定关系。
195捕捉光的故事
　　1607年，意大利的伽利略，第一个用速度公式测量光速。他让两个人站在相距1.5公里的两个山头上，每人手提一盏前面有盖的信号灯。实验开始，第一个人先打开灯盖，对方看到灯光，也马上打开灯盖，把光和信号传回来。伽利略指出：测出这段时间，就能计算出光速。
　　可是，实验失败了。我们现在已经知道，光在1.5公里的距离上往返一次，只需要十万分之一秒。这样短暂的时间，一般钟表根本无法测出来，而且开灯、看表造成的误差，会比光在两座山中间传播的时间大几万倍。光速太快，要想利用速度公式测量，就要大大地加大距离。地面上找不到那么长的直线距离，于是人们想到天空，利用天体的光现象来测量。
　　17世纪70年代，不满30岁的丹麦天文学家罗默对木星和它的卫星进行了长期的观测。木卫星每42多个小时围绕木星转一圈。每当木卫星转到木星背面去的时候，我们就看不见它了。这叫“卫星蚀”。罗默发现，在一年当中，每次卫星蚀出现的周期是不同的，周期最长的一次要比最短的那次长1000多秒。这个现象使罗默十分惊异，他经过仔细的研究，得出了一个结论：这是由于地球和木星之间的距离变化造成的。当地球运行到太阳的另一边时，地球和木星之间的距离增大，所以我们看到卫星蚀的时间也长1000多秒。那么，究竟运行了多远呢？这个距离大约相当于地球绕太阳公转的轨道直径。根据当时已经知道的数据，罗默算出光速为每秒225O00公里。这是人类第一次从天空中测得的光速。但是，由于太阳在运动，地球在运动，木星和木星的卫星也在运动，它们之间的距离时刻都在变化。这样测得的光速精确程度很差。1849年，刚满30岁的法国物理学家斐索，仔细研究了伽利略测光速的实验以后，觉得他应用的原理完全正确，只是方法不够科学。他改进了实验装置，用一面镜子代替了第二个人，减少了开灯等许多误差。又用一只旋转的齿轮，代替钟表计时，他选择了两个相距7公里的山头，在一个山上安装了一个旋转的齿轮，另一个山上放了一面镜子。实验开始，首先让光从齿轮的某两个齿之间通过，照到另一个山头的镜子上，经过镜子反射的光线，又从齿轮的另两个齿之间传回来，根据齿轮旋转速度，可以计算出光往返所用的时间。斐索的试验成功了。他在地面上两点之间测出了光的速度——每秒315000公里。人们称赞他是“第一个捕捉住光的人”。
　　1923年，迈克尔逊集中了斐索等人实验装置的优点，特制了一个八角棱镜，让它旋转起来计时。在美国加利福尼亚州两个相距35.4公里的山头上，做了一个十分成功的实验，测出了光在空气中的传播速度。后来，他又把一个长1600米的管子抽去空气，让光在管子里往返10次，测出了光在空中的速度。他去世后第三年，公布了当时测得的最佳数字：光在真空中的速度是每秒299796公里。
　　随着科学技术的进步，光速测定也越来越精确。目前公认，光在安全真空中的传播速度为每秒299792.45公里，可以取作每秒300000公里，在空气中光的传播速度比在真空中每秒要慢67公里，由于这个差很小，一般可以把它们看成近似相等。
196魔镜
　　在上海博物馆的一间展览厅中，陈列着一面两千多年前西汉时代造的古镜，这面镜子正面异常光洁平滑，可以照人，镜子的背面有一些精细的花纹，并刻有“见日之光天下大明”八个字。
　
　　这面镜子从外表来看，没有什么特别之处，这是一块用青铜铸造的圆镜，可是当你把它的正面放到阳光下面时，奇怪的现象就发生了。这面古镜不像一般的镜子那样，只在墙上反射出一个明亮的圆面，而且还能把镜背面的花纹、字样也反射到墙壁上，好像光线可以透过青铜镜，达到镜背面似的。令人惊奇的是，青铜明明是不透明的，可在阳光下所看的古镜似乎变得透明了。这种反常的现象引起了许多学者的注意，有人为这面古镜起了一个神秘的名字——魔镜。
　　我国一些科学工作者决心揭开这块魔镜之谜。他们把魔镜借到实验室里，对它进行种种研究，运用了X射线、荧光分析，激光测量等现代化实验手段，发现秘密在镜子的正面。这个镜面看上去似乎很平滑，其实是有很微小的起伏，这明目张胆起伏的形状同背面的图案竟是一一对应的。当光线照在镜面上产生反射时，反射光线就按镜面上起伏形状在墙上组成一幅图案是对应的，我们好像“看”到青铜镜的背面花纹和字样。
　　那么古人是用什么方法在青铜面“刻”出如此微小的图案呢？他们推测古人是利用一种叫快速冷却的加工方法。即把加热后的青铜镜立即投到冷水中，利用图案部分厚度不均匀的青铜引起热胀冷缩的不均匀，使镜子的正面显现出相应的凹凸图案来。为了证实这种猜想，他们还复制了一面同西汉青铜镜完全一样的镜子来。
　　魔镜秘密的揭开，可以看到我国古代制镜工人对于光学原理和金属性质已有相当深刻的认识，因此魔镜不仅是一件珍贵的艺术品，也是我国古代科学技术的一个见证。
197世界上第一张太阳单色照片
　　1886年，18岁的海耳离开了芝加哥来到美国著名的麻省理工学院攻读物理。他勤奋刻苦地学习，积累了大量知识，掌握了当时科学家们在太阳研究中得到的最新成果；还利用课余，在哈佛天文观测站充当研究人员的助手，增加实际经验。在这些基础上，他开始为实现少年时代的愿望而努力了。
　
　　太阳是由炽热的气体组成的。科学家们把太阳外部的大气分成三个层次：最下层是光球，约有500公里厚；光球上面是色球，厚几千公里；最外面是日冕。我们平常用肉眼通过遮黑的望远镜观测太阳时，只能看见光球，因为它发出的光最强，把其他部分发出的光淹没了。这对研究工作十分不利，因为太阳上一些具有重大研究意义的现象，都发生在色球之中。当时很多科学家都在考虑：怎样找到一种给色球拍照的办法呢？
　　海耳也在琢磨这个问题。1889年的一天，他趁学校放假，坐火车回芝加哥。海耳没有心思去欣赏窗外秀丽的景色，他的眼前总是闪烁着太阳的光芒……这时，一个天真的小女孩把一张透明的红色糖纸遮在眼睛上，顽皮地叫着：“妈妈变红了，叔叔也变红了！”周围的乘客都笑了，海耳也笑了。突然，海耳的笑容停滞了，他在想：红玻璃纸把红光以外的其他色光都滤掉了，透过它只能看到红色，能不能设计一种滤光的仪器，把太阳其他部分的光滤掉，而只让色球发出的光通过呢？
　　火车上的小姑娘给了海耳很大的启示。他经过不懈的努力，终于制成了一台“太阳单色光照相仪”。这种仪器可以把光球辐射出的光清除掉，只让色球的影像出现在照片上。1892年，海耳用它成功地拍摄了世界上第一张太阳单色相片。后来，海耳成了世界闻名的天文学家。
198一分钟或相
　　少年朋友，你看过彩色宽银幕故事片《庐山恋》吗？影片中，华侨姑娘周筠在庐山游览拍照时，只按下相机的快门，随后就从照相机里取出了一张纸片，晃了几晃，出现在我们面前的竟是她刚刚拍摄景物的彩色照片。这是不是一种电影特技呢？不是，这正是我们要介绍的“一步摄影法”。
　
　　我们知道，用普通照相机拍照后，要在暗房中先把拍照完的胶片通过显影、漂洗、定影、干燥等工序加工成为底片，然后把底片的影像印在相纸上，再通过上述的工序才能得到照片。随着科学技术的发展，美国教授兰德于1974年发明了“一步摄影法”，完全省略了普通摄影的加工过程，可以随拍随看拍摄效果。从按快门到看到照片，连一分钟都不到。因此，也称之为“一分钟成相”。这种“一步摄影法”要用专门照相机和特制的胶片。这种胶片的边部附带着一种酸性促进剂的药夹。在拍照时，揿下照相机按钮后，底片即感光，随后，底片便揿照相机内的电动机械传动部分带进两个挤压滚轴之间，这时胶片上的药夹被滚轴挤破，药夹里的药也就均匀地铺在曝光的底片夹缝中，使底片上的染料显影剂形成影像，转移到接收照片上，并随传动部分被带到照相机外，刚刚取出的照片还常有淡蓝绿色，但片刻后，就会变成一张鲜艳夺目的彩色照片。目前，“一步摄影法”除用来拍摄生活照片外，已被广泛应用于科研、医学、地质勘探和科学考察等各个方面。
199高速摄影
　　1878年，英国摄影师爱华德·穆布利吉，在旧金山作了一次很有意义的实验：把几十架照相机，排在一条直线上，拍摄马奔跑的连续动作。这种方法曾经轰动一时。后来，经过许多科学家的不断改进，才使高速摄影的方法趋于完善。
　
　　如今，我们已经有了可以拍摄连续画面的电影摄影机，而且拍摄的速度越来越高。一般的高速电影摄影机每秒钟可拍摄250幅以上的画面，而科学技术上用于分析高速运动物体的摄影机，每秒钟可拍摄4000幅以上；有的还可拍摄15000幅，甚至1亿幅以上，真是达到了惊人的速度。高速摄影在科学技术研究上具有很大作用。如枪弹离开枪口后是否还在继续加速？这个问题在相当长的一段时间内，都得不到正确的答案。直到19世纪末，利用火花光源高速摄影方法，才测定了步枪子弹飞行的真实情况。爆炸物在许多技术领域中得到了越来越多的应用，诸如爆炸物的快速燃烧过程，冲击波的传播等，高速摄影为它提供了重要的研究资料。另外，高温等离子体的放电过程极为短暂，变化极不稳定，也只有用高速摄影才能进行详细的观察和研究。
　　如果把高速摄影和其他技术结合起来使用，更能发挥它特殊的作用。如装配追踪摄影的装置，可以探索火箭等固体材料在受高速度液态或固态分子冲击时所遭受的巨大压力，并可拍火箭飞行的轨道，借以计算出飞行的速度和加速度；装配长距离物镜，可拍摄炮弹、导弹的射击距离、爆炸范围、飞行速度和加速度；与显微镜配合起来，可以将被摄物体放大200～400倍，因此，可用于拍摄化学反应过程，以及许多微生物的活动现象。与红外光源结合起来，可以在黑暗中拍摄高速现象。与X射线结合起来，可透视炮弹在炮筒内的运动状态以及其他情况等等。
　　随着科学技术的发展，高速摄影还将会创造出更多的奇迹。
2 从昂热桥惨案说起
　　18世纪中叶，法国昂热市附近有一座102米长的桥梁，一队士兵正步通过这座桥时突然发生桥梁断裂，226人掉入河中殒命。1906年的一天，俄国彼得堡封塔克河的一座桥上，一队骑兵以整齐的步伐到达桥心时，桥突然裂成数段坠入河中。这样的故事，别的地方也发生过。当时人们进行了调查，发现桥所受的载荷远远没有超过许可的范围，坍毁前也没有任何损坏的地方，这在当时是个不解之谜。随着科学的发展，人们才弄清：这种破坏事故是“共振”造成的。如果用钳子夹住钢锯条的一端，另一端用手弹一下，它就要来回振动。尽管振动幅度越来越小，但每秒钟振动次数总是不变的。这个振动次数叫物体的固有频率。任何物体都有自己的固有频率。譬如近处有一个振源，它的频率接近于这个物体的固有频率，该物体在外界振源影响下会振动得越来越激烈，这种现象就叫做共振。
　
　　大队人马迈着整齐的步伐过桥，如果步伐正好与桥的固有频率一致，桥的振动就会加剧，振幅也逐渐加大，直到超过了桥的抵抗力时，就产生断裂。现在，世界各国都有一条不成文的规定：大队人马必须便步过桥。在现代铁路运输中也要考虑共振的影响。因为火车车轮撞击轨道要发生有节奏的强烈振动，如果这个振动频率与车轮弹簧的固有频率相接近时，乘客就要大受“颠簸之苦”了；如果这个频率和所经过的桥梁固有频率相接近，同样会造成桥断车覆的后果。
　　1890年，一艘外国远洋巨轮，在大海中拦腰折断而惨遭覆灭。经分析，船的发动机和主轴中心没有对准，在运转中产生了周期性的惯性离心力，它的周期性与船体的固有频率相接近，产生了强烈振动以致使船体破坏。在现代航天、航空、航海和机器制造中，都必需考虑到共振的破坏作用。共振在工程上有破坏作用，但只要掌握了它的规律也能让它为人们服务。
　　在建筑工地上，人们常能见到振动捣固机，有了它，混凝土制件就更结实。振动式压路机能迅速地把路面压平。在矿山里，利用快速振动的风镐开凿岩石、挖煤炭，其他如振动式粉碎机、振动炭沙机等无不是利用共振现象来制造的。
20 是苹果落地导致牛顿发现万有引力吗
　　美国哈佛大学科技史教授柯亨不久前撰文，对苹果落地的故事表示怀疑。柯亨引证史料，说明牛顿走向万有引力理论的重大一步是在1679年末到1680年初。 1679年 11月24日，胡克写信给牛顿，向他介绍一种分析曲线运动的新方法。胡克聪明地看到，物体沿曲线轨道的运动有两个分量，一个是惯性分量，一个是向心分量。惯性分51量势必沿曲线的切线方向作直线运动，而向心分量则总是拉物体偏离惯性的直线轨道。月球运动的稳定轨道就是这两个分量互相匹配，使得月球既不会沿切线方向跑掉，又不会螺旋式地接近地球。笛卡儿认为物体作曲线运动只是运动物体企图逃离中心的力造成的，但实际上没有这样的力存在。胡克信中请牛顿对这个假设提出意见或评论。这个假设显然是牛顿后来把曲线运动分解为一个惯性分量和一个向心分量这种想法的入门。因为在此之前，牛顿还常常用笛卡儿的离心力来描述运动。胡克在信中还大胆提出，将行星吸向太阳的向心力大小，与两星之间的距离平方成反比。由于胡克缺乏牛顿的数学才能，因此他不能再往前进，不能由直觉的预感与猜想，飞跃到严格的科学结论。　
　
　　11月28日，牛顿回信说，在未读胡克的来信之前，他没有“听到过您的把行星的天体运动看作沿曲线切线方向的直线运动”以及被“吸引”向太阳的运动两者“所合成之假说”。随之牛顿立即把自己的研究课题换成：地球自转对自由落体的影响。但是他却不正确地描绘了自由落体物体的路径是一条螺线。胡克发现了牛顿的错误，在12月9日的信中指出，自由落体物体的路径“将类似一个椭圆”。12月13日牛顿谨慎地答复了胡克对他的指正，但并没有对胡克提出的行星运动是“圆周运动”的分析发表什么意见。胡克并不灰心，在1680年1月6日的信中重述了向心吸引力与距离平方成反比的定量的假设，而且说明他的这种分析“十分清楚而正确地说明了天象”。牛顿仍未作答复。1月17日胡克发了一封简短的补充函件，请牛顿找出：一个中心引力使物体偏离它的惯性轨道作曲线运动，当力与距离平方成反比时，曲线是怎样的，它的性质及造成的原因是什么？
　　牛顿几乎就是按照胡克的思路去做的。但他一直没有把证明的结果告诉胡克或任何人。直至1684年8月，著名天文学家哈雷来访，说起他和雷恩都不能解决行星运动这个问题，胡克虽声称他已解出，却拿不出一个公式。牛顿听了以后，马上回答：“是椭圆。”哈雷问他怎么知道的，牛顿回答：“我算出来的。”经哈雷敦促，牛顿为皇家学会写了《论运动》，详细谈了他的计算过程。
　　应该说，牛顿在其大约是1684年11月写成的《论运动》的初稿中，还未建立万有引力这一概念。这时，牛顿还没有领悟太阳吸引每个行星，每个行星还要吸引太阳，而且行星间也互为吸引。不久，牛顿发觉了反作用定律的重要意义，1684年12月在他完成的《论运动》的修改稿中已用相互作用来描述行星运动。1685年春季，牛顿全力以赴地完成了《自然哲学之数学原理》初稿，才完整地得出一切物体以万有引力互相作用的理论。在牛顿发现万有引力以后，胡克声明是他向牛顿建议采用了“与距离平方成反比的万有引力定律”。很多历史学家也同意胡克的看法。
　　牛顿说过他是站在巨人的肩膀上才发现万有引力的，但牛顿毕竟比巨人们看得更远。胡克只提出了行星与太阳的关系问题，而牛顿提出的万有引力定律适用于宇宙间一切物体。这一质的飞跃是胡克的学识所难以达到的。后来，牛顿却想否认胡克曾给予他以提示。他于1717年编撰了一段苹果落地的故事，把他对万有引力定律的研究提早20年，变成了17世纪60年代的事。不过这个故事牛顿从来没有发表过，只把它写在一封给法国作家皮埃尔·德·梅佐的信的草稿内，而且又把它勾去。但是后人却将这个故事传开来。
200遥感
　　早在世界上第一架飞机发明之前，空中摄影就成为一门尖端的技术。当时，法国巴黎有个名叫兰达的摄影师，在工作之余常想从空中看看巴黎郊区家乡的面貌。经过长时间冥思苦想，终于想出一个巧妙的主意，那就是把照相机放在气球的吊篮里，凭气球的升力把照相机载到空中几百米处，待照相机在天空摄影完毕再用气球系留绳回收。用这种办法，他获得了最早的空中遥感相片。从上面他看到了家乡的房舍，峰峦起伏的山岗，蜿蜒伸展的河流，绿毯似的田园……
　
　　利用空中摄影得到的遥感相片，不仅能开阔视野，饱览大自然的美丽风光，而且可以用来绘制地图，为建筑和铺路提供科学资料，为经济建设和军事行动服务。在早期的空中摄影技术中，气球并非唯一的装载摄影机的遥感工具。有人用鸽子进行摄影，把照相机绑在鸽子腿上，让飞鸟为人们摄影。有人运用风筝运载照相机升天，取得空中的风筝相片。20世纪初，美国有个风筝摄影的代表人物劳伦斯，曾经发明了多种照相机。1906年4月8日，旧金山发生了强烈地震，并引起大火。劳伦斯把近500公斤的照相机用风筝升入600米高的灾区上空，取得了旧金山的全景照片，使他一举成为闻名世界的风云人物。
　　20世纪初期，由于飞机的发明和广泛使用，利用飞机进行航空摄影便取代了早期的空中摄影方法。开始，高空摄影并没有引起人们的足够重视，可是，第一次世界大战使它身价百倍。航空摄影观察成了军事情报的重要来源，航空相片判读员从每天飞机拍摄的相片中详尽地了解到对方的军事工事、军需装备和人员调动情况。英国皇家空军平均每天冲洗航空相片1000张，法国航空军队挑灯夜战，每天晚上冲洗1000张。战争中，投入使用的照相机多达2000台。第一次世界大战后，各国都对航空摄影投入大量人力和物力，在技术上有许多新的突破。从此，航空摄影成了人们遥感地球的崭新工具。
　　近年来，随着航空和空间科学的进步，遥感探测技术得到迅速发展和日益广泛的应用。飞行在离地面几十公里乃至几百公里的飞机或人造卫星、航天器，运用新型的遥感传感仪器，可以测定大气温度、湿度、压力，拍摄大面积云层，在几个小时内，算出整个地球的天气图，作出几个月以上的天气预报；也可以连续观测风暴的形成和突变，预报大风暴和台风。
　　遥感勘探活动不受地理条件和地形条件的限制，能达到勘探人员难以进入的深山老林、旷野荒漠。利用卫星遥感找矿，一天就能绕地球18圈。利用它可以进行大面积的地层结构勘探，绘制出矿产资源地图，探出铁、铜等各种矿物和石油的矿迹。
　　还可以利用卫星遥感监视农作物的长势，发现病虫害，估计大面积农作物产量；遥测水面温度、色泽、鱼群光反射，用来指导渔类生产；预报森林草场火灾、海洋污染，及洪水、火山爆发等。
　　通过装置在人造卫星上的遥感器，可以从上千公里的高空，观察到地面上的军事设施、兵力部署，部队调动和武器试验等各种军事秘密；测定出洲际弹道导弹地下井的位置；观测出飞机、坦克、汽车、舰艇的型号、动向；揭示各种伪装的军事目标。
201红油伞验尸
　　北宋的沈括在《梦溪笔谈》这本书里，讲过这样一个故事：当年，庐州慎县（今安徽合肥附近）有个县官叫李处厚。有一次，县里有个恶棍殴打百姓，打死了一个平民。当李处厚在验尸时，尸体上却看不见一点血迹和伤痕。正在他感到十分为难的时候，有一位老人告诉他，只要把新的红油伞撑开，让中午的阳光透过红油伞照射到尸体上，就可以验出暗伤来。李处厚按照老人的办法做了试验。果然，在红光照射下，在尸体上看到了斑斑驳驳的伤痕。
　
　　用伞能验出尸体的伤痕？这不会是迷信吧？不是，这里有着严密的物理学的依据。
　　原来，不透明物体的颜色，取决于它能反射哪种色光和用何种色光来照射它。而透明物体的颜色，是由这个物体所透过和反射的色光决定的。大多数透明体反射的色光跟透明的色光是相同的。当含有七种色光的太阳光照射红油伞时，除了红光能够通过以外，其他色光都被吸收了。皮肤下的瘀血一般都是青紫色的，在白光（复色光）照射下，不容易辨别出来。而在红光照射下，方会呈现出黑色来。红油伞在李处厚手里成了一个滤色镜，成为验伤破案的有用工具。
　　今天，这个原理已经被广泛应用在摄影上。在拍摄黑白风景照时，为了更好地看到白云，往往在镜头前加上一个黄色的滤色镜，滤去紫色天空射来的蓝光，让蓝天白云的对比度更为强烈。这时的黄滤色镜，作用就跟李处厚的红油伞一样，只不过黄滤色镜是增强了蓝天对白云的反衬度，而红油伞却是增加了肤色对伤痕的反衬度。
　　根据这个原理，人们发明了“去色渍翻拍法”。要是一张珍贵的照片染上红墨水，而又没法找到它的底片时，就可以把它放在红光下重新翻拍。因为在红光的照射下，被红墨水染污的地方是红色的，原来白色的地方也是红色的，污渍就看不出来了。因此，在翻拍出来的照片上，就再也看不到污渍了。同样，要是照片染上了蓝墨水，那就应该在蓝色光下进行翻拍，这样才能达到去色渍的作用。当然，这些办法只能用在黑白照片上，对于彩色照片来说，这种方法就不再适用了。
202推迟了40年的发现
　　1892年的一天，科学家泰勒用一架照相机拍完照片后发现，镜头由于沾附一层污膜而严重地失去光泽。于是他只能把镜头擦拭干净后重新拍摄。但是几天以后，他却惊讶地看到：用脏镜头拍的那张照片竟要比重拍的照片清晰得多。
　
　　这是怎么回事呢？泰勒向朋友们请教，可谁也不肯相信，泰勒也不再深究了。
　　整整近40年，这件悬案才引起了另一位叫鲍尔的科学家注意。他开始时虽然多次重复泰勒的试验，但都没有成功。最后他设法把一种溴化钾涂在石英上，并形成一层薄膜。他发现，薄膜反射光中失去了某些波长的光波，而使另外一部分光的透射效果增强。这个现象和肥皂泡在阳光下显得五彩缤纷一样，都是光在薄膜上干涉的产物。鲍尔运用这把“钥匙”终于解开了泰勒的疑问。
　　原来，照相底片和人眼的视网膜一样，对相片最敏感。泰勒当年那架相机镜头上污膜的厚度，碰巧起了一种光干涉作用。结果，使照相底片看起来清晰多了。相反，把污膜擦掉后，在镜头表面的反射光中，由于绿光的这种干涉抵消作用不再发生，照片也就变得模糊起来。
　　原来，一块普通玻璃的表面，能反射掉4%的直射光。而现代的许多光学仪器，一个镜头往往由几片甚至十几片透镜组成，累积的反射光损失是相当可观的，因而大大影响了仪器的工作质量。鲍尔的发现，为解决这一光学上的老大难问题开辟了新路。这就是在镜头表面涂上一层增透膜。少年朋友不妨留心注意一下，在比较高级的照相机镜头上，往往有一层青紫色薄膜，这就是用来增加绿光通透性的。目前薄膜光学已成为现代物理的一个重要研究领域了。
203令人迷惑的红雾
　　在西伯利亚靠近极地的地区，有时可以看到一种奇怪的红雾。
　
　　1978年一天的早上，一片灰蒙蒙的大雾笼罩着大地。地质学家尤里走进办公室以后，发觉他放在桌上的笔记本有一些红斑点，感到很奇怪，就用手指轻轻地一摸，结果手指上也沾染了这种红色的液体。尤里以为是谁在和他开玩笑，在他的笔记本上撒了颜料。但是当他环顾四周时，惊异地发现，屋内的许多地方都沾染了这种红色的液体。墙上的红色液体正沿着板壁往下淌，脚下仿佛有一股神奇的红泉在不住地冒出来。他看了一下窗外，发现原来灰白的雾正变成鲜红色的，渐渐地周围都染得鲜红。
　　就在这时，这红色的液体竟像磷火一般“燃烧”了起来，奇怪的是这种“火”是凉的，并不烧坏任何东西。尤里感到自己的脸颊有一些微微的灼热。他走到正变成像红宝石一般的镜子前，看到镜子中映出的是一张自己都不敢认识的面容，更奇怪的是他发现自己的头发也变成了红色，就像着了火一般，一根根朝上翘着……
　　这场红雾持续了一段时间就烟消云散了，火光和那鲜红的液体没有留下任何痕迹。
　　红雾究竟是什么？因为它非常罕见，科学家们无法给予肯定的回答。在它发生时，指南针，气压表和一些普通的仪器都没有发现异常。科学家们推测，这可能是发生在高纬度地区的一种特殊的光折射或光化学现象。
204罗马皇帝和单片眼镜
　　大约两千年前，罗马帝国有个名叫温纷的暴君，他很凶残，特别喜欢拿奴隶们在角斗场里的互相残杀来开心。可是他眼神不好，坐在看台上看不清那些凶暴残忍的场面。他命令工匠为他磨一副可以看清楚远处的眼镜。有位灵巧的工匠用绿宝石为他磨出一片凹透镜片，虽然粗糙一些，把它贴近眼睛，看远处的东西却清楚多了。这片罗马皇帝专用的单片眼镜，要算是近视镜的祖先了。
　
　　后来，在我国和外国，都陆续出现了用天然水晶磨制成的近视眼镜和远视眼镜。英国学者何康，在13世纪中叶曾专门撰写了有关水晶眼镜的著作，说明过去很长时期是利用天然水晶磨制镜片的。
　　那么，是谁发明了玻璃眼镜？发明家没有把他们的名字留在人间。
　　目前，我们知道最早出售眼镜的地方是意大利的威尼斯，时间大概是在六七百年前。那时候，尽管玻璃价格不高，但由于十分稀缺，一副玻璃眼镜价值千金，只能供少数王公贵族、官僚富商们享用。
　　那时候的眼镜不是架在鼻梁上的。有的眼镜装在帽沿上，有的眼镜装在木框、骨架或铁环里，看东西的时候要用手举着；也有人把眼镜镶在一根皮带上，看东西的时候把皮带系在头上。
　　大约到了16世纪末，才出现了今天这样的可以架在鼻梁上的眼镜。
　　眼镜和眼睛究竟是一种什么关系呢？
　　过去，人们配眼镜就上眼镜店去挑，戴上哪一副看得清楚些，就挑选哪一副。工匠们凭他们的经验磨制镜片，没有什么严格的规定。
　　16世纪末，天文学家开普勒揭开了眼睛的秘密，他发现眼睑里的黑眼球是个凸起来的透明水晶体，能调节射进去的光线。水晶体的边缘肌肉有吸缩和弛张的能力，随着所观看物体的远近，水晶体能变得凸起一些或扁平一些，使物体的像正好落在眼球后面的视网膜上，这样，人才能看到清晰的物体。
　　可是，眼球的这种收缩和弛张有一定的限度。有的水晶体已经变得很凸出，就成了近视，要配戴凹透镜才能看清远处的东西。有的水晶体因为过于扁平就成了远视，需要配戴凸透镜才能看清近处的东西。
　　本世纪初，出现了科学的检查眼睛视力的方法，叫做“验光”。经过验光，查出合适的度数，就能配到最合适的眼镜。
205异想天开的游戏
　　1609年，在荷兰的密特西波奇城里，有一家眼镜店。有一天，眼镜店老板汉斯的孩子，悄悄地拿了几块镜片，有老花的，也有近视的，和邻居的几个孩子在玩儿。
　
　　他们本来是想模仿大人，把镜片架在自己的眼睛上，可是他们的眼睛既不近视，又不老花，这些镜片对他们当然都不合适，只有把它们靠在离眼睛比较远的地方，才能看清楚镜片后面的东西。
　　有一个淘气的孩子忽然想到了一个异想天开的游戏。他一只手拿着近视镜片，一只手拿着老花镜片，把它们一前一后地举在眼前，他透过两块镜片向远处一望，不由得又惊又喜地喊了起来：
　　“嗨！真奇怪，礼拜堂的尖塔，突然变得这样近啦！”他的发现使得小朋友们异常兴奋。大家又喊又叫，惊动了眼镜店的老板汉斯。汉斯起来一看，真了不起，孩子们在游戏中竟发现了一种可以望远的透镜。
　　当时，荷兰正在跟西班牙打仗。汉斯做了一架望远镜献给了荷兰皇帝，可以用它来侦察敌情，皇帝很高兴，赏了汉斯很大一笔钱。
　　后来，望远镜的做法传到了法国，又由法国传到意大利。伽利略听到了这个消息，自己设计制造了一架天文望远镜，用来观察天上的星星。人类这才打开了宇宙的大门。
　　荷兰的那几个小孩还发现，镜片越是凸得厉害，用它来看东西越显得大。50多年以后，一位名叫曹汶胡克的英国看门人，知道了这个消息以后，自己磨制镜片，制造成了第一架显微镜。这位看门人打开了一个人类从没见过的微生物世界。
　　少年朋友，你大概没想到吧，游戏帮助人们打开了两个世界的大门。
206第一张X光片的故事
　　1895年，伦琴51岁时，进行一项新的试验——阴极射线试管的放电现象。伦琴自己也记不得进行多少次试验了，但每次都像第一次一样把全部身心都投入进去，简直达到了废寝忘食的程度。一天，他从教室出来，连讲稿也没放下，就匆匆走进物理实验室，他先用黑纸把阴极射线管包起来，再通电试验。这时，放置在旁边的荧光屏闪现出来亮光。伦琴那深邃的眼睛里，放出了异彩。他想，能透过这层黑纸的光线究竟是什么？是不是一种尚未被人类所知的射线呢？直到午夜，伦琴的脑海里还在翻波舞浪，不断整理、提炼着思想中的精华。后来，他实在感到疲倦了，便准备回家吃饭，明天再继续观察。他回到家里，悄悄走进餐厅，晚餐摆在长桌上，并盖着一块雪白的苫布。他轻轻揭开苫布，刚想拿起面包片，却又住手了，他发现电灯光透过苫布使面包流动黑影投射到餐桌上，一个极为普通的生活现象，一下子打开了科学家的心扉。他想：要在阴极射线管和荧光屏之间加上一个隔离物又该怎样呢？他忘记了胃肠的饥饿，雀跃着跑出餐厅，直奔实验室去了。被惊醒的伦琴夫人走出卧室，看到丈夫远去的身影，发现晚餐原封不动地摆在那里，只好包上几片面包，尾随丈夫到实验室去了。这时，伦琴已经开始了新的实验。他把平时放在管子附近的荧光板放到离阴极射线管2米远的地方，中间用一本厚书隔开。伦琴夫妇同时看到，荧光板上闪现着浅绿色的荧光和淡淡的书影。接着，伦琴让夫人手持荧光板由近向远移动，测试射线到底能射出多远？伦琴夫人走出不远，便惊讶地站在那里不动了，眼睛死死盯在荧光板上。伦琴担心妻子身体出了毛病，便走了过去。伦琴夫人激动地叫伦琴看荧光板，伦琴一下子惊呆了——在荧光板的后边，清晰地显现出手指骨骼的影子。伦琴兴奋的说：“亲爱的！你的手就要造福人类了！”接着，他们又改用照相干版进行试验，获得了相同的结果，他们把它洗成照片，那上面是一个完整的手骨影像。伦琴挥舞着这张不寻常的照片，大声说：“这是我们贡献给人类的礼物！”可是，这样使荧光物发光和有高度穿透能力的神奇射线到底是什么呢？伦琴夫人说：“这是个未知数，是X。”伦琴说：“对！就叫它X射线！”就这样，在一天的黎明前，X射线被发现了，第一张X光照片诞生了。这一天是1895年11月8日。
　
　　仅仅3个月后，X射线就在医疗上获得了成功的应用。最近几年，X射线在医疗诊断上又发生了革命性变化，出现了电子计算机断层摄影、全身摄影机、静电照像，全息照像等等。
207X光也能缉拿走私犯
　　报载：在第12届世界杯足球赛的新闻中心门口，执勤人员荷枪实弹，戒备森严，记者出示证件后，所带的行李还要经X光检查。
　
　　为什么搞得这么森严？据了解，因观看足球大赛涌入西班牙的人甚多，再加上西班牙国内情况不太乐观。前不久，就发生过四次爆炸。为了这一届足球大赛顺利进行，西班牙政府作了严密的布置，在新闻中心门口安装X光机，就是措施之一。
　　为什么行李还要照X光？这是因为X光具有高度穿透能力，它可以穿透人体、墙壁、木板等，这是特性之一；其特性之二是，凡是遇见化学药品它就可以产生荧光。只要所照射的物体密度不同，就能在荧光屏上产生不同的阴影，根据阴影的形态，就可以判断所照物是属哪一类别，以便防爆和反走私。
　　X光用于诊断疾病，早已为人所知，用于工业检查全套设备，也是比较常见的，现在用于治安保卫和边境海防也越来越多了。行李中若携带武器，只要X光一照，就可以显露出来；走私犯把金子吞入胃肠道中；高级手表藏于密封的罐头中，也都逃不过X光的眼睛。
　　随着科学技术的发展，把X光与电视结合起来，还可不用底片就可在电视屏幕上显示出图像来。
208神探爱克斯
　　十几年前，伊拉克曾发生过一起砷中毒死亡案件，保留下来的只有死者几根头发。面对这些微不足道的证据，侦探们都感到束手无策。正在这当口，神探爱克斯应邀前来侦破。
　
　　他对头发中砷的含量及其在头发不同部位的分布进行分析，结果发现在靠近发根5.1厘米处，砷的含量达到高峰，对比事先保存的资料再进行推断，死者是在取样前183天中毒的。
　　神探爱克斯初出茅庐是在1947年。当时发生了一起轰动世界的名画伪造案，荷兰一名三流画家米格伦复制了17世纪的名画家杰·弗美尔的作品，然后以高价转手卖给别人。由于米格伦的复制技巧十分高超，他不仅在绘画技巧上模仿到家，而且在伪造前代颜料上也弄得难辨真伪。警察当局费尽九牛二虎之力也难以定案，最后只得请来神探爱克斯。神探爱克斯认为，不同地方、不同时期的绘画纸张和颜料中的元素成分不可能全部相同，如果对历代名画都进行系统的分析鉴定，我们就能得到不同画家在不同时期和不同地点所使用的纸张和颜料的微量元素谱。以此为依据，就可以对新发现的历代名画进行鉴定。从这一思想出发，神探爱克斯对米格伦的赝品进行颜料成分的微量元素分析，结果证明是复制品。
　　1965年，我国出土了著名的越王勾践剑。后来，在出国文物展览期间，各主展国都不惜用重金保险这把古剑。这把2500年前的古剑，至今闪闪发光，锋利无比，能够同时剖开10张一迭的报纸。是什么原因使它长眠地下而不生锈呢？
　　1977年，经神探爱克斯精心研究终于揭开了这个谜。原来，勾践剑的剑格上镶嵌有一块像玻璃似的东西，难道在这么久远的年代，工匠们已经懂得融制玻璃了？经神探爱克斯鉴定，表明它确是钾、钙玻璃，而且由于掺进了铜离子而发出蓝光来。这一鉴定结果，充分显示了我国古代劳动人民的智慧和创造力。
　　爱克斯虽然是著名的神探，但有时也干些偷偷摸摸的间谍勾当。
　　例如，有的厂商想要仿制别人的精密仪器或大型精密机械，那么，全部工作的第一步就是要了解这些设备所用材料的组成成分。碰到这样的难题，他们往往求助于神探爱克斯。他干这样的活非常内行，几乎是立等可取。他可以把各种材料的元素成分，按原子序数的次序给你分析，什么元素占多少什么元素没包含，都列得明明白白。
　　神探爱克斯那精确的分析工作，经常能纠正人们对材料性质的错误判断。一个工厂的一种被怀疑为铝合金的精密仪器部件，经神探爱克斯分析之后显示，它含有大量的硅而不含铝。它的成分除硅以外，还含有钛、钒、铁、铜、硒等十多种元素，是一种复杂的合金钢。如果按照铝合金的判断来仿造，岂不坏事。使人更为惊讶的是，神探爱克斯干完这全部定性分析工作，只花了不到半个钟头。读到这里，你也许为他的高超本领赞叹不已，也许想见见这位神探。可是神探爱克斯是个“隐身人”，你是看不见他的。原来神探爱克斯就是X射线。
　　X射线为什么有这般高超的本领？这要从原子讲起，原子中有很多个电子围绕着原子核运动，它们分布在离原子核远近不同的“壳层”上。当原子中离原子核较近的内壳层电子被外来的高速电子打出去时，会留下一个空穴，就会发射出特征X射线。
　　所谓特征X射线，是一种波长很短的电磁波，不同元素的原子所发射的特征X射线的波长各不相同。因此，这些特定波长的X射线，就成了不同元素原子的特征标记。一定波长的X射线具有一定的能量，只要用一种硅（锂）半导体探测器，测特征X射线的能量和强度，就可以知道这种X射线是什么元素的原子发射的，它含量多少。这样一种分析方法叫“能量色散X射线分析法”。
　　世界上的无数物体所以千差万别，性质迥异，就是因为它们所包含的元素种类和多少各不相同。在某些场合下，决定事物差别的是含量极微的“痕量元素”。“痕量”的意思是比微量还少得多，大约在10-8克以下。要测定这么一点元素的性质，能量色散X射线分析法，也是一种行之有效的工具。例如，人的毛发是排泄人体中金属废物的器官，因此，测定头发中痕量元素的含量，就可以发现人体内重金属积累的情况，这对防治金属中毒有很重要的意义。从测定锰铁冶炼工人头发样品的能量色散X射线谱中可以看出，锰含量是高的，这表明工人因与锰接触而使体内锰的积累增加。不仅如此，铅的含量也比非接触者高，这是为什么呢？原来锰铁砂石中，不仅含锰和铁，而且还有铅和镁。因为铅的沸点比锰和铁低得多，所以铅比锰容易气化，被工人吸入体内。能量色散X射线分析法不仅灵敏度高，速度快，能一次分析多种痕量元素，还具有分析样品处理简单，要求的数量少，分析时不破坏样品等优点。美国的阿波罗飞船从月球上带来了一些珍贵的岩石标本，美国政府向其他国家赠送的这种月岩标本都是以克计算的。因此，接受礼品国家的科研人员分析这种月岩标本时，所用的样品只能以毫克计。这么一点样品要作多种元素的含量分析，而且要求是非破坏性的，即分析完毕后样品仍完好无损，这是一般的化学分析方法所达不到的，而能量色散X射线分析法却能施展它的本领。正因为有这些优点，所以，从90年代以来，能量色散X射线分析法发展异常迅速，成为现代分析技术中崭露头角的一枝新秀，X射线也就成了一名成绩卓著的神探
209杯中彩蝶翩翩起舞
　　我国有出古戏叫《游龟山》，剧中男主人公赠给女主人公的定情物，是一只具有特殊功能的杯子，当斟酒入杯，见有彩蝶飞舞，一当酒尽杯空，彩蝶也就不见了。这只杯子实在奇妙，所以戏名就改叫《蝴蝶杯》了。
　　这种杯子，并非文人、剧作家的虚构。几年前，山西省侯马市还仿制成功了。有的用美人头代替蝴蝶，制成“美人杯”，深受人们的欢迎。
　　这种杯的杯身比较深，犹如一只反口金铃安在高高的杯脚之上。在杯底中心嵌入一个凸透镜，在杯脚里面的某一点上，以极细的弹簧装上一只彩色小蝴蝶（或小金鱼），使它位于凸透镜焦点之外而接近焦点。当往杯里斟酒或倒水时，酒（或水）与凸透镜上表面形成一个平凹透镜，这个平凹透镜与凸透镜组合成复合透镜，它的焦距大于凸透镜的焦距。要揭开蝴蝶杯之谜，我们从放大镜（凸透镜）的成像说起，用放大镜看书，当文字位于放大镜焦点之内时，放大镜将文字形成一个放大的虚像（位于放大镜下方），眼睛通过透镜看文字的虚像，这时虚像到眼睛的距离为25厘米，看起来最清楚，称之为明视距离。把放大镜往眼睛这侧移动，移动某个位置之后，便看不见文字了，此刻文字位于放大镜的焦点之外而小于两倍的焦距，将形成文字的放大实像，实像位于放大镜上方（与眼睛同侧），由于像不在明视距离上，所以看不见文字。蝴蝶杯的成像与此相仿。空杯时，蝴蝶位于凸透镜焦点之外而接近焦点，所以看不见它，斟酒（或水）入杯之后，由于复合透镜的焦距变长了，使得蝴蝶位于焦点之内，因此能看见蝴蝶。将杯子拿在手中，细弹簧上的小蝴蝶总会有微小的颤动，它的放大像便翩翩起舞了。
21 向地球引力宣战
　　一百多年前，法国作家儒勒·凡尔纳写了一本科学幻想小说叫《从地球到月球》。小说中说：美国有个俱乐部，造了一门巨型大炮，炮筒有300米长，炮弹的弹壳有30厘米厚。炮弹里坐着三个人。轰的一炮，炮弹就把这三个人送到了月球上。
　
　　乘炮弹去月球，实际上是办不到的。往天上打的炮弹就像往上抛的一块石头一样，最后总要落回地面来，它们都摆脱不了地球的引力。
　　要想飞出地球去，就得向地球的引力宣战！如果我们有一门凡尔纳设想的大炮。我们把炮口向上，直对着天空，装上炮弹，开炮！炮弹出膛的速度如果是每秒1公里，它上升到50公里左右，就开始往下落；每秒3公里，它上升到490公里，就开始往下落；每秒5公里，它只能上升到1500公里；到每秒8公里，它也只能升到6700公里高！假如我们能使炮弹出膛的速度达到每秒10公里，这时候，它离开地面已经很远，地球对它的引力已经减弱到地面上的二十五分之一左右。但是同时，炮弹的速度已经减少到零了，它们仍得往回落向地面。
　　当然，炮弹离地面越远，把它拉回来的力量就越小。要使炮弹跑得更远，就得使它有更高的速度。假如不计算空气的阻力，要让炮弹彻底战胜地球的引力，我们必须使炮弹以每秒11.2公里的速度射出炮膛。达到了这样高的速度，炮弹就完全摆脱了地球的引力，飞向太空，一去不复返了。
　　现在我们把炮筒转过90度，让它和地面平行。在这种情况下发射炮弹，看看会发生什么情况。　　三百年前，英国科学家牛顿在一本书里写道：“如果在山顶上架一门大炮，用火药的力量把一颗炮弹沿水平方向射出去，炮弹在落地以前，就会沿着一条曲线飞过一段距离。假定没有空气阻力，我们使炮弹的速度增加一倍，它飞行的距离差不多也增加一倍；如果速度增加10倍，飞行的距离也会增加10倍。只要增加速度，就可以任意增加飞行距离。因此只要速度加大到一定程度，就可以使炮弹绕着地球转，甚至飞入宇宙空间。
　　牛顿的设想是很有道理的。现在人们已经知道，使炮弹的速度达到每秒7.9公里，它就会绕着地球转圈子，成为地球的卫星。每秒7.9公里就叫做环绕速度，或者第一宇宙速度。人们还知道，使炮弹的速度达到每秒11.2公里，它就永远离开地球，进入宇宙空间。每秒11.2公里就叫做逃逸速度，或者第二宇宙速度。
　　然而，它脱离的毕竟还是地球的引力范围，这时，还得把速度再增大，当增大到每秒16.7公里的速度，即第三宇宙速度时，飞行器就能脱离太阳的引力范围，可以飞到其他恒星世界之中去了。
210冻不死的冰上霸王
　　北极熊是世界上最大的食肉动物，以海豹为主要猎捕对象。
　　它们像流浪汉那样在地球上的冰冻地带漫游，其领域从西伯利亚到阿拉斯加，横越加拿大进入北极地段，一直到格陵兰和挪威北部岛屿，是这块方圆1200多万公里土地上的主宰，被人们称为“冰上霸王”。
　　有些爱斯基摩人还曾把这种巨大的肉食动物尊为具有智慧的“精灵”。
　　生物学家们只是最近才开始深入研究北极熊的起源。就物种而言，北极熊还很年轻，可能只是在10万年以前生活在荒凉的西伯利亚海岸地段的棕熊分化演变而来的。挪威科学家们在许多北极熊身上安装了微型发报器，并利用卫星跟踪北极熊在极地活动的情况。结果表明，北极熊会横穿阿拉斯加和东西伯利亚间的冰冻带，而加拿大的北极熊则一般一直呆在该地的北极圈内。对它们来说，格陵兰海的大块浮冰算不了什么障碍，格陵兰东部海上的北极熊常去挪威的斯瓦德岛。北极熊的皮下脂肪层有10厘米厚，能在冰水里以每小时10公里的速度游上160公里。
　　一只成熟的雄性北极熊重约450公斤，肩高约1.5米，其重量和身躯约是成年狮虎的一倍。相比之下，成年雌性北极熊要小得多，约重200多公斤。北极熊的熊掌宽达30厘米，能在冰上轻巧地行走。
　　北极熊是白色的。稍有动物知识的人都会解释：“这不过是一种天然的保护色罢了。”
　　实际情况如何呢？美国科学家马尔利姆·亨利指出：“不是！”
　　亨利指出，用来拍摄野生动物的红外照相机不适用于北极熊。这种动物不能被摄在红外胶卷上，因为它们的体温好像周围极地的冰雪一样冷冰冰的。至于在紫外照相中，白色的北极熊的毛皮反光能力很强，可是，却不知道是什么缘故，它的白色竟然吸收了照在身上绝大部分的太阳紫外线。亨利着手研究北极熊这一有趣的现象。
　　他通过扫描电子显微镜，分析北极熊的白毛，他惊奇地发现，北极熊的毛不是白色的，而是一根根中空而透明的小管。人类肉眼所看到的“白色”，是因为毛的内表面粗糙不平，以致把光线折射得非常凌乱而形成的。北极熊所披的竟是一身透明的毛。
　　亨利认为，北极熊的毛都是一根根的小光导管，只有紫外线才能通过，这就是熊捕集温度的“工具”。这就给人类提出一个问题：人类是不是可以从北极熊的“白毛”悟出一些道理，造出同样的御寒衣物，或是更高级的太阳能收集器呢？看来，还待科学家们进一步努力了。
211灯光惹出来的麻烦
　　在美国一个小镇的小学里，18个教师有16个都感到眼睛疲劳、充血。更多的学生们每天回家都对家长诉说眼睛疼痛。这一现象，发生在学校刚刚改装了节能的高压钠蒸气灯之后。
　　经过调查发现，高压钠蒸气灯在5分钟预热时间中发出的绿色光使许多人感到不舒服。平时，这种灯发出强烈的带黄色的光，使教室里的颜色很不正常，学生们常把红色的书说成是橙色。学生们在灯下学习时，注意力分散，显得烦躁不安。最后在教师和学生家长的反对下，这种新灯又被换了下来。
　　在爱迪生发明了实用的电灯泡之后的100多年里，很少有人想过这件东西对人也许有害。
　　爱迪生发明的白炽灯，是电流穿过细碳灯丝而发光。现在普遍用的是钨丝，但这两种情况都是由电子流引起摩擦使灯丝变热，直至发出明亮的光。
　　电灯光与阳光大相径庭。阳光发出红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七色光，另外还发出人眼看不出的紫外线。白炽灯没有日光强烈，而且大部分光是黄、橙、红色。日光灯是30年代发明的，它由一根充满氩气和水银蒸气的玻璃管构成。当电流穿过管子时，水银受激发并放出蓝色的光与肉眼看不见的紫外光，管壁上的磷光层被紫外光照射后就发出荧光。一支40瓦的日光灯发出的光同一支150瓦的白炽灯不相上下。
　　现在正在出现一门研究光同生命相互影响的科学——光生物学，研究者们想了解的是在自然光与灯光下人体健康情况的变化。
　　研究者们发现，与经常接触自然光（阳光）的人相比，长期生活在普通白炽灯和日光灯灯光下的人，吸收钙的能力严重减退，而钙是对骨骼和牙齿生长有重要影响的物质。引起皮肤癌的一个原因是长期接触紫外辐射，而普通的日光灯也发出紫外线。一位生物物理学家警告说，日光灯使人在每周内所获得的紫外线放射增加5%，对敏感的人来说，所增加的量已会引起皮肤癌了。研究表明，日光灯的非自然光会使许多生物（包括人）的细胞发生遗传突变。人体是通过“第六感官”来觉察时间的。要知道时间的一个关键是光。在正常的自然光情况下，人体表现出生理节奏的规律——在一天24小时内有规则地体温升高、降低及体内化学物质变化。如果在凌晨2点人们熟睡时突然开亮一盏电灯，这种非自然光就会使生理节奏的规律发生混乱，这就是科学家所说的“光压”。光压能引起人体内生物化学的变化，这与人体紧张时所发生的生物化学变化相类似。非自然光也许还改变了许多妇女生活，现在北美和西欧的女孩子性成熟的年龄要比她们的祖母早几个月到几年。当然，适当地使用非自然光能增进健康、防治疾病。蓝光能帮助治愈早产婴儿所患的一种黄疸；疱疹可用低强度荧光治疗；牛皮癣可先让病人服光敏性药物，然后使皮肤在紫外光下照射。
　　现在我们已经初步了解了灯光对人体健康的利弊，那么对灯光应采取什么态度呢？
　　应该让大家都知道灯光可能对人体有害；在家庭、教室和办公室要通过窗户引进日光，尽量减少使用非自然光的时间；
　　每天在日光下呆一定时间，让日光补养我们的身体。
212太阳帆船
　　利用风作动力的帆船，是大家都熟悉的。李白笔下“长风破浪会有时，直挂云帆济沧海”，此情此景，历来令人心向神往。
　
　　但太阳帆船又是一种什么船呢？几十年前，英国著名科幻作家阿瑟·克拉克发表了一篇杰作《太阳帆船》。
　　小说一发表，立即轰动了整个西方世界，甚至连那些一向自命为“治学严谨”的科学家都深感兴趣。这是为什么呢？
　　原因是作者写的虽是科幻作品，但他提出一个大胆的设想：到宇宙空间去，利用太阳风来进行帆船竞赛。它给人极大启示。美国由此设立机构，组织班子对“利用太阳风”进行专题探索。
　　什么是太阳风呢？太阳风就是从太阳的日冕层——太阳大气的最外层中发出强大高速运动的带电粒子流。
　　日冕是太阳最外一层大气，温度比太阳光部分（太阳最里一层大气）约高300倍左右。在这样高的温度下，日冕中的质子和电子，会由于日冕膨胀而向外运动。这些带电的粒子，运动速度每秒达350公里以上，最高每秒可达1000公里，尽管太阳的引力比地球的引力大28倍，但这样高速的粒子流，仍有一部分要冲脱太阳的引力，像阵阵狂风不断地“吹”向行星空间，所以被称为“太阳风”。
　　它“吹”到地球，一般只要5～6天时间。它一直可以送到冥王星轨道以外日冥距离的4倍处才被星际气体所制止。地球受太阳风的影响有以下几个方面：
　　太阳风可以引起地球磁场的变化。强大的太阳风，能够破坏原来条形磁铁式的磁力线所组成的磁场，将它压扁而不对称，形成一个固定的区域——磁层。磁层像一只头朝太阳的“蝉”，“尾巴”拖得很长。
　　太阳风的带电粒子流，可以激发地球上南北极及其附近地区上空的空气分子或原子（称为“微粒”）。这些微粒受激后能发出多种形态的极光。
　　带电粒子还会使地球上电离层受到干扰，也会引起磁暴，给短波通讯、电视、航空、航海事业带来影响。此外，太阳风对地球上的天气和气候的异常也有一定的影响。
　　太阳风的研究，对当代天体物理学来说，是一个意义深远的重要课题，其中有不少新的内容，需要人们作进一步的探索。
213晶莹夺目的水下“灯会”
　　喜欢欣赏夜景的人，每逢节日之夜，总愿漫步街头，欣赏那披挂彩练的高楼大厦和那如同珍珠般的美丽华灯。这些如玉似翠的灯光，在黑丝绒般的天幕衬托下，确实别具一景，但若逢元宵节灯会，则景色又不相同。那变化无穷的走马灯，华丽多姿的宫灯，红色的绣球灯，绿色的瓜灯，多彩的荷花灯，鱼灯……，光彩夺目，灿烂辉煌。
　　然而，这种迷人的灯景，并非人间独有。
　　在那漆黑的水下世界，我们同样可以看到龙灯飞舞，群灯闪耀的热闹场面，这就是水下“灯会”。
　　如果说人间灯会是人们巧手匠心的安排，那么水下“灯会”则是“天公授意”安排的，因为水下“灯会”是由发光的鱼类所组成的。
　　鱼类中有240多种鱼是能够发光的。现在，就让我们一起欣赏一下水下“灯会”的动人情景吧。
　　灯笼鱼目的许多鱼类，在长长的腹面两侧，都排列着许多发光器，可以发出晶莹夺目的光彩，就像华灯在闪耀。长尾鳕的深海种类和龙头鱼，身体的粘液含有发光物质，在水中整个身体都会发光，在那黑暗的深海，摆动那长长的身躯，真是犹如龙灯飞舞。
　　嘴巴下面发光的松球鱼、食管周围发光的小宝鲾、眼睛下面发光的金眼鲷，它们游来游去，正像提灯游览的路客。灯鱼和光头鱼头顶上长的大发光器，占掘了头部的大部分，就和采煤工人的矿工灯一样。
　　前肛天竺鲷等，发光器是在肛门附近，把个肛门照得雪亮，如同夜间小轿车的尾灯。
　　安?鱼的发光器是由背鳍转化来的，就好像用竹竿挑着一盏小灯笼。
　　这么多式样奇特的“灯”聚集在一起，再加上各种鱼类发光持续的时间不尽相同，有的较长，有的较短，有的时明时暗，有的忽隐忽现，使得“灯会”变化无穷。特别是鱼儿发光的颜色也不一样，有的为绿色，有的为蓝色，有的带黄色，这就更使“灯会”丰富多采。
　　那么鱼为什么会发光呢？
　　鱼所以会发光，是因为它们具有发光物质和发光器。根据发光物质来源的不同，我们可以将发光器分为两大类型，一种是在发光器内有发光细菌共生；一种是发光器内的细胞本身可产生发光物质。
　　与细菌共生的发光器呈中空的管状或囊状，在管或囊壁上有腺细胞。在中空的管内，生活着发光的细菌，细菌依靠腺细胞供给营养，鱼类就利用发光细菌产生发光物质而发光。二者互为利用，配合协调。发光器后部有反光层，防止光的散射，前方的肌肉呈半透明状，起到透镜的作用。
　　自身发光的发光器，构造也是很复杂的。典型的发光器，具有腺细胞、水晶体、反射层、色素层等部分，其构造的巧妙可与探照灯相比。
　　发光鱼类，依靠色素细胞的伸缩和控制发光物质排出的数量来调节光量，还有的发光器可以自行关闭。金眼鲷发光忽闪忽灭，是因为它的发光器呈半月状的回转式，发光器回转收缩，就使光亮忽明忽暗，如同海上的灯塔。
　　鱼类发光的本质属于化学发光，即由化学能变为光能。发光的基本物质是荧光素，荧光酶和氧气。荧光酶是一种催化剂，在它的催化下，荧光素和氧反应，生成氧化荧光素，同时产生光。
　　鱼类的发光物质和其他生物的一样，由化学能转变为光能的转变率是相当高的，据认为有95%以上化学能转变成了光能。
　　相比之下，我们所用的白炽灯，其电发光的转变率就相当低了，大约只有5%的能量发光，而其余95%的能量却变为热而消耗掉了。现在使用的日光灯，就是模仿生物发光而制成的，它是用水银蒸气产生紫外线，激发荧光粉发光，所以较白炽灯用电少得多。
　　水下“灯会”并不像人间灯会那样仅供游人玩赏。鱼类发光的生物学意义各有不同，有的和觅食有关，有的与寻找异性有关，另外也可能有防御的意义，如在黑暗中突然发光，可使追逐的敌人受惊逃窜也未可知。
214冯·梅格林是个骗子
　　有个名叫汉斯·冯·梅格林的人，是个出了名的名画仿造者。他把他的画画在一些没有价值的旧画上，旧画的古老画布使人产生了错觉，以为这些画真的是古代名画。用X光射线分析这些画时，证实冯·梅格林是个骗子。
　
　　少年朋友也许会问：当紫外线、红外线或X射线作用在旧画上时，同时也会作用在后来画上去的画上，怎样才能把它们区分开来呢？
　　借助X射线、红外线和紫外线能发现一幅画里各种不同颜料的层，因为不同的颜色和材料对各种光线的反应不一样。例如用红外线对冯·艾克的《阿诺菲尼的婚礼》一画分析时，发现画中是打有底稿的，底稿是用炭画在白色的石灰背景下的。这幅速写被后来画上的手整个覆盖住了。用炭画的手出现在红外照片上，因为它强烈地吸收红外线，而白色的石灰却不能。于是照片上的这只手显得比较黑。在紫外线的作用下，不同的颜料会发出不同的荧光，这样就可以确定原来的画所带来的变化。
　　人们不仅可以借助紫外线、红外线与X射线发现被覆盖的旧画，还可以发现画家后来对他的画所作的修改。
215警车深夜追踪罪犯
　　近年来，在某些国家的警察局里，出现了一种具有特殊功能的追踪警车。从外表上来看，这种警车和普通警车没有很大的不同，但是在追踪逃窜的罪犯时，就显露出它火眼金睛的高超技能了。当深沉的夜幕笼罩大地，罪犯很容易借助黑暗的掩护隐蔽在角落或树丛中时，靠普通警车追踪往往显得无能为力，而这种特殊的追踪车，由于车上红外线感应器的帮助，在车内屏幕上就能显示出隐蔽的罪犯。
　
　　这种新型警车叫红外线追踪车，它利用人体温度高于四周环境温度，因而能发射较强的红外线辐射能量的原理，将这种红外热辐射成像。这种警车灵敏度极高，只要有0.2℃的温差，就能准确地指示方向和位置。
　　远在1800年，英国物理学家威廉·赫歇尔用三棱镜的分光作用探测不同色彩的温度时，发现了在红色光谱外端存在有能使灵敏温度计水银柱上升的不可见光线。他称这种不可见的辐射能量为红外光，以后，史蒂芬和波滋曼又在理论上提出和证明了热辐射能量大小和物体的绝对温度四次方成正比，这就是物理学上著名的史蒂芬——波滋曼定律。随着电学和光学的不断进步，人们不仅能制造出对热红外线感应非常敏感的各种半导体元件，而且通过光——电转换技术，能将这种不可见的红外线能量显示在荧光屏上。
　　在现代科学技术日新月异的今天，热红外成像应用范围更加广泛。从癌症早期发现到浩瀚大海中暖气流的制图；从手提式遥测温度的装置到人造卫星上的传感器；还可以广泛的用来勘察地热、发现地下热管道的布局、监测水质污染。检查储油罐中存油数量和交通工具发动机的起动情况等等。
216视黑夜如同白昼的歼击机
　　以美国为首的多国部队于格林威治时间17日0点整对伊拉克和被占领的科威特的目标进行大规模的战略空袭。其准确率令人咋舌。
　
　　美国使用“B—52”型定点战斗轰炸机、“F—11”型、“F—15”型和“F—16”型等战斗轰炸机，之所以能在漆黑的夜晚准确无误地行动，是因为它们拥有夜间作战的新技术：灵敏的光学技术、电子学技术、激光制导技术和红外线探测技术。部署在航空母舰上的“AV8B”型垂直起飞夜间战斗机都配备有红外线摄像机。飞行员戴有“科学幻想式头盔”，上面装有“猫眼”增光双筒望远镜。射击目标的图像被扫描在红外线摄像机上，又被投影在位于飞行员头盔前额部位的瞄准器里。“猫眼”增光双筒望远镜可以观测到22度范围内的目标。
　　用一张具有数据标准的彩色地图与飞机上的先进装置相连。借助这张地图，驾驶这些可怕的“捕食者”的飞行员就可以像在白天一样顺利地执行低空飞行任务，而又不易被发现。这是由于拥有了先进装置：即激光导航和瞄准的装置系统——低空飞行和红外线夜间扫描系统。这种系统由两个部分组成，一个用于导航，另一个用于导弹和激光炸弹的制导。低空飞行和红外线夜间扫描系统，使这些飞机具有在相对地面而言的固定高度秘密进行飞行的能力。地面情况的红外线图像被投射在飞行员的机座前。飞行员如果愿意，可以转动摄像机的方向或调大它的摄像范围，以便更好地确定目标的方位。一旦确定好射击目标，飞行员可以在8公里或10公里远的地方开火，然后立即从容地攻下一个目标。专家们认为，低空飞行和红外线夜间扫瞄系统的可靠性非常好。人们在内华达沂溪地区60米高的空中进行近300万公里的夜间训练飞行，没有发生任何事故。“眼镜蛇”式、“阿帕”式、“小羚羊”式和“大山羊”式反坦克直升机也同样具有夜间作战能力，因为它们也拥有双筒望远镜、增光头盔和安装在飞机头部的红外线回旋式稳定瞄准器。美国的“阿帕”式反坦克直升机已经在美国干预巴拿马、反对谍列加将军的战斗中证明了自己的能力。11架“阿凰奇”式反坦克直升机夜袭巴拿马，投下激光制导的“狱犬”式反坦克导弹，凯旋而归。与空军相比，海0军也不落后。法国率先给它的几艘战舰配备了夜间警戒和红外线目标指示系统。
217“小男孩”摧毁一座城市
　　1945年8月6日凌晨2时45分，“安诺拉盖”号B—29型轰炸机从提尼恩岛起飞。飞机负载甚重，勉强从跑道飞起。所携炸弹等飞机飞入空中才打开保险，以免起飞时可能发生核意外。“安诺拉盖”号偕同一架测量飞机和一驾摄影飞机，飞向日本。蒂比茨机长告诉机务人员：“这次是为了创造历史而飞行……我们携带是第一颗原子弹。”
　
　　三架气象观测机已出发在先，分别侦察目标城市广岛、小仓和长崎的天气。上午7时25分刚过，蒂比茨收到艾斯雷少校的气象观测机发出的密码“同花须”，意思就是广岛上空天气晴朗。“安诺拉盖”号以近1万米的飞行高度接近广岛，途中未遇到敌机拦截：日本人不想浪费战斗机去拦截少数的高空飞机。早晨8时15分17秒，原子弹投了下去。8时16分，戴着特别护目镜的机务人员看到一道紫色闪光。“我的天哪，”副驾驶员罗纳特·刘易斯上尉说道，“我们干了些什么……”要想了解什么是原子弹，还得从20世纪30年代说起。1938年秋天，德国化学家哈恩和物理学家斯特拉斯曼一同做了一个实验，他们用中子去轰击铀核，结果真是令人惊奇：铀核分裂成几乎相等的两块碎片，变成了氪和钡的原子核。
　　原子核被打开了，这个消息震惊了世界。全世界各大实验室都忙碌起来。证实了原子核可分裂的科学家越来越多了，而且发现，分裂的同时，会释放出巨大的能量来。这便是现在常说的原子能，说得完全点，应该叫做原子核能。当然，一个或几个原子核裂变产生的能量很有限，就像几粒炭火烧不成饭一样，不能指望它有什么用途。当有人不免有些失望的时候，又传出了一个令人振奋的消息：铀核被中子轰击核会一而二，二而四，四而八地连锁地分裂下去，同时释放出巨大无比的能量，就好像一发炮弹射中了弹药库，刹那间就会引起巨大的连续爆炸一样。科学家把这种反应叫做链式反应。
　　核裂变的链式反应进行得非常迅速，放出的能量叫核能。核能非常大，又非常猛烈。一公斤铀裂变放出的热量，相当于燃烧2500吨优质煤所放出的热量。燃烧煤所得到的能叫做化学能。看，核能与化学能之间的差别有多么悬殊！
　　原子弹就是利用链式反应产生巨大能量的原理制造的。
　　要使原子爆炸，也就是产生链式反应，必须具有一定质量的核燃料。要是核燃料太少，中子就会大量逃出燃料之外，不能发生链式反应。这种维持链式反应的最小质量叫临界质量。要使原子弹爆炸，还需要有引爆机构。有一种原子弹用的是枪型引爆机构，它里面装着两块小于临界质量的核燃料。一块球形，放在枪筒的一端；另一块圆柱形，放在枪筒另一端。圆柱形核燃料的下面是普通烈性炸药。一旦引爆烈性炸药，就会使圆柱形的核燃料和球形核燃料迅速合拢。它们加在一起就超过了临界质量，就产生了原子弹。1945年8月，美国投到日本广岛的那枚原子弹就是枪型原子弹，代号叫“小男孩”。它用的核燃料是铀235，威力当量达到1.4万吨梯恩梯。
　　另一种原子弹用的是内爆型引爆机构。这种原子弹的内层装着几个小型球状核燃料。外层装的是球形普通烈性炸药。烈性炸药引爆以后，产生一个向心的压力，把内层的核燃料突然压拢引起原子爆炸。1945年8月美国投到日本长崎的那枚原子弹就是内爆型的，代号叫“胖子”。它用的核燃料是价格比较低廉的钚239，威力当量为2万吨梯恩梯。
218纸片测出了原子弹的能量
　　1945年7月16日凌晨，美国新墨西哥州的沙漠上，爆炸了第一颗原子弹。“轰”的一声，蘑菇云腾空而起，强大的冲击波掀起猛烈的气浪。参加试验的人们全都伏在附近的掩体里，等待着试验的结果。突然从掩体里跃出一个人，他向着原子弹爆炸的试验场飞跑，一边跑一边从衣袋里掏出一把纸片，举在头上迎风撒开。纸片立即像长了翅膀一样随着气流飞翔起来。他又马上转过身大步追赶被刮走的纸片。躲在掩体的人这才看清楚了，他是有名的意大利物理学家费米。
　
　　大家被费米这种突如其来的行动惊呆了！在这样紧张危险的时刻，他这样是干什么呢？只见费米拾起落到地上的纸片，气喘吁吁地对大家喊道：“诸位！爆炸的威力相当2万吨T.N.T（一种烈性炸药）！”
　　大家更感到诧异了。费米跑回掩体，向大家解释说：“刚才我用纸片测量了气流的速度，根据这个速度大体估算了一下爆炸的能量。”两小时后，送来仪器测定的结果，这一颗原子弹的威力果然是2万吨T.N.T。
　　原来，原子弹爆炸是一种剧烈的原子核裂变过程，它的巨大的能量，在极短的时间内，以三种形式释放出来：一种是在爆炸中心产生极高的温度，辐射出大量的热；一种是产生相当多的放射性的污染；还有一种是空气受热剧烈膨胀，产生激烈的冲击波。费米预先分析了这三种能量之间的关系，选择了其中容易测量的一种——利用空气剧烈膨胀产生的强大气流的动能，作为推算整个爆炸能量的依据。而气流的动能，又可以根据它的速度推算出来。当然，要推算出这一切，需要用一系列很夏杂的公式来运算。费米把这些公式简化了，可以估算出近似的数值。
　　为什么费米扔出一把纸片，就能测算出气流的速度呢？原来纸片离开了费米的手，一方面受到原子弹形成的气流的推力，跟着气流一起运动；一方面受到地球的引力，朝着地面降落。在这两种力的作用下，纸片就会沿着一条抛物线的轨迹缓缓地往下落。这时候，纸片水平移动的速度就是气流的水平速度，这个速度可以根据纸片飘下的时间和距离求出来。比如说，纸片飘行5秒钟后落到地面，飘行距离200米，它的气流速度就是每秒40米。
　　费米就是这样测出了纸片飘行的速度，用他推导出来的一个简单公式，估算出了原子弹爆炸的威力。在这一刹那间发生的故事，能给我们许多有益的启示：像计算原子弹爆炸能量这样复杂的问题，费米却能用这样简单的方法在两三分钟内得出一个大约的结果，不能不令人佩服。他对基本物理规律理解得多么深刻，应用得多么灵活啊！从这里我们可以看到，研究尖端科学的人，决不能丢了基础知识。基础知识学得越扎实，将来解决复杂的科学技术问题的能力就越强。
219他投下中国第一颗实战氢弹
　　科学家发现，除了原子核分裂会放出大量能量以外，轻元素的原子核合成比较大的原子核，也会放出大量的能量。科学家把这种反应叫做聚变反应。
　
　　氢是最轻的元素，将氢的同胞兄弟——氢的同位素氘和氚的核聚合，会合成氦核，同时释放出巨大的能量来，比一般核裂变反应放出的能量还要大好几倍。氢弹就是利用这种聚变反应原理制成的。但是，氘和氚很不容易产生聚变，必须让它们获得极大的速度才成。怎么获得高速呢？可以把氘和氚加热，加热温度要高到几百万甚至几千万摄氏度。所以氢弹又叫热核武器。从当前的技术条件来看，只有原子弹才能得到这么高的温度。因此，氢弹的引爆装置用的是一颗小型的原子弹。氢弹的爆炸原理并不复杂，它利用原子弹引爆，借用爆炸时候产生的高温使氘和氚发生聚变反应，放出大量的能量。1952年11月在太平洋的埃尼威克岛爆炸了世界第一颗氢弹。我国第一颗实战氢弹是在1972年1月7日爆炸的。提起氢弹爆炸，还有一个惊心动魄的故事呢！1971年12月30日。警备森严的军事要地：西北某机场。飞行员杨国祥凝神屏息，驾驶强击机腾空而起，飞向碧空。他深知这次飞行任务重大：将在预定报点投下中国第一枚实战氢弹！
　　杨国祥进入预定地点，向塔台作了报告。塔台发出投掷命令，杨国祥果断地把手伸向推膛装置机关。然而，投掷装置无动作。
　　杨国祥愣了片刻，驾着飞机绕了个“8”字，采取应急办法，又进入投掷圈。他的手第二次伸向推膛装置的机关。然而第二次投掷也没有成功！
　　杨国祥的心一下子提到嗓子眼。额头上沁出了细密的汗珠。他一咬牙，又飞了一圈，进入投掷范围后，采取超应急措施第三次投掷，依然没有成功。这时飞机里的汽油仅够飞半小时了！
　　北京，周恩来总理一直守在电话机旁，等待西北某机场的信息。终于，电话铃响了，对方急促的话音，使总理浓眉一颤。一颗具有数万吨当量的实战用氢弹，随着杨国祥驾驶的强击机在空中盘旋，任何气候的、温度的、气流的、速度的变化，都可能使这颗氢弹突然爆炸；不仅飞机和飞行员转瞬之间灰飞烟灭，整个基地也会成为第二个广岛，一片废墟……为了保护科技人员，总理下令：除塔台指挥外，所有人员，无一例外，全部撤！撤！撤！
　　杨国祥呢？总理提着话筒，沉吟半晌，终于沉重地说道：“要相信我们的飞行员！”
　　此刻，属于他的时间越来越少，他必须作出抉择。他不在乎中国热核科研的史册上是否会增添一位烈士的英名，但党和国家巨大财富、科学家的心血结晶，就要毁于一旦！强烈的使命感，使杨国祥头脑冷静下来，他坚定地说：“我要带弹返航！”杨国祥稳稳地驾驶飞机，在惊人寂静之中，稳稳地在西北某机场着陆。人们蜂拥而上，向杨国祥欢呼。北京又来了电话，周恩来总理说：“带氢弹着陆成功，这是一大奇迹，要好好总结经验。”
　　1972年1月7日，西北某机场再次进入一级战备状态。鹅毛大雪，漫天飞舞，整个机场已经成为琼玉世界。这样的天气起飞，无疑对他是一次严峻的考验，杨国祥驾机起飞，进入沙漠后，塔台发出命令，杨国祥一按开关，推脱装置动作了，惊天动地的一声巨响。杨国祥驾驶着飞机，一个大回旋，天空划过一道闪电。随即，氢弹爆炸！天空闪起一朵硕大的蘑菇红云，翻卷奔腾！世界舆论惊呼：中国成功地爆炸了第一颗实战氢弹！
22 胡克与弹性力定律
　　古代，人们从建筑劳动中，获得了大量有关材料强度方面的知识，不少科学家做过这方面的实验。像意大利著名的科学家达·芬奇，曾经用铁丝吊起一只篮子，然后慢慢向篮中加沙子，当铁丝断裂的时候，记下沙子的重量；伽利略也做过类似的实验，还测量过悬臂梁加上重物以后的弯曲程度。他们用这些实验，来研究材料的强度。通过总结前人成果，第一个发现弹性力定律的是英国物理学家胡克。
　
　　胡克研制天文仪器时，接触到了弹簧。为了研究弹簧的性能，胡克做了许多实验。他把弹簧的一端悬挂起来，在另一端加重量，观察弹簧长度的变化。当他把多次实验数据列在一起的时候，他发现，弹簧上所加重量的大小与弹簧的伸长量成正比。
　　这一发现，使胡克十分兴奋。弹簧的这种性质是不是对所有的弹性体都适用呢？胡克知道，必须用实验来证实自己的推理。
　　他把表的游丝固定在黄铜的轮子上，加上外力使轮子转动，游丝便收缩或放松。改变外力的大小，游丝收缩或放松的程度也会改变。实验结果表明，外力与游丝收缩或放松的程度成正比。他又用6～12米长的金属线实验，发现金属线上受到的外力也是与金属线的伸长量成正比的。金属物质有这种性质，其他物质有没有呢？他找来一根干燥的木杆，将木杆水平放置，一端固定，另一端挂上重物，结果也是一样：所加重量的大小与木杆弯曲的程度也成正比。他还用丝、毛发、玻璃、土块等做实验。从实验中他得出：任何有弹性的物体，弹性力都与它伸长的距离成正比。1678年，胡克写了一篇《弹簧》论文，向人们介绍了对弹性物体实验的结果，为材料力学和弹性力学的发展奠定了基础。
　　后来，不少科学家为进一步发展胡克的思想，做了大量工作。19世纪初，英国科学家托马斯·杨的成绩最为卓著。他总结了胡克等人的研究成果，指出：如果弹性体的伸长量超过一定限度，材料就会断裂，弹性力定律就不再适用了，明确地指出弹性力定律的适用范围。他还指出，弹性体的其他的形状改变，也符合弹性力定律。同时，他还推算出外力与不同物体的改变的比例常数，这个常数被人们称为杨氏模量。从胡克到托马斯·杨，经过许多科学家的辛勤劳动，终于准确地确立了物体的弹性力定律。后人为纪念胡克的开创性工作和取得的成果，便把这个定律叫做胡克定律。
如何度量弯曲形变量呢？
220寻找丢失的氢弹
　　1966年1月17日，天气晴朗，西班牙帕洛玛雷斯地区的农民正在田间播种扁豆、洋葱和番茄。10时30分左右，突然在天空中下了一阵“火雨”，飞机碎片和燃烧着的散落物向田间播种的农民们袭来。幸而农民们及时躲避，在这场从天而降的灾难中，田间工作的1200多个农民并未遭受“火雨”的伤害。那么，这场火祸是怎样产生的呢？
　
　　原来，美国空军在西欧上空进行军事演习，当时有9架飞机在靠近西班牙的地中海上空飞行，其中有一架是载有四枚氢弹的“B—52”战略轰炸机。这些飞机在高空中昼夜巡逻，并由运输机“KS—135”给它们空中加油。上午10时许，加油机接近“B—52”轰炸机。在时速600公里、飞行高度为9300米的情况下，两机以50米的间隔并行，准备空中加油。10时10分，两机实现空中连拉，开始加油，当时飞机正好飞行在帕洛玛雷斯上空。忽然，不幸的事情发生了，由于两机的驾驶员操作不慎发生碰撞，“B—52”飞机上的一个喷气发动机发生爆炸，火光和烟雾笼罩飞机的一翼，驾驶舱内发出了事故警报。10时32分，驾驶员采取严重事故时的应急措施——丢下了保了险的4枚氢弹，它们都系着灰色的大降落伞。紧接着驾驶舱也起火了，驾驶员不得不弃机跳伞，从着火的座舱强行跳出。不久，在帕洛玛雷斯附近的海面上，出现了三顶彩条降落伞，降落伞的下端悬吊着有17年飞行经历和熟练的跳伞技术的驾驶员。
　　与此同时，在离西班牙海岸8公里外，有一艘渔船在航行，船主是法国人西蒙·奥托斯。他们先看到从天空落下一顶灰色大降落伞，上面挂着一具比人还长的金属物体，落水之后随即被蓝色的大海吞没。接着3名飞行员降落在离船100米外的大海上，渔船及时地把他们救了上来。
　　就在驾驶员离开座舱后的一瞬间，飞机发生爆炸，两机的碎片散落在帕洛玛雷斯附近39平方公里的地面和海洋上，大块的飞机残骸还在地面上燃烧了5小时之久。事故发生后，在高空的另外七架飞机也奉命停止飞行。
　　不久，在帕洛玛雷斯上空出现了执行搜索和拯救任务的飞机。在海上出动了各种军舰和快艇，在陆地上出动了坦克和军用车辆，寻找飞机残骸、氢弹和幸存的飞行员。第二天早晨，许多航空专家、工程师和事故鉴定人员聚集到帕洛玛雷斯，对飞机的失事原因进行调查和鉴定。到傍晚，参加调查的人数已超过300人。于是在帕洛玛雷斯的绿色田野上搭起了帐篷群，以供这些专业人员住宿。与此同时，帕洛玛雷斯的地面和上空被辟为一个禁区，暂时停止外国飞机在此领域上空飞越。
　　在飞机失事后18小时，有关人员在帕洛玛雷斯附近的陆地上找到了3枝氢弹。它们的爆炸当量为25兆吨梯恩梯，威力为普通原子弹（2万吨级）的1250倍。如果在落下时爆炸了，在离爆炸中心15公里范围内，估计会造成5万多居民的死亡，在离中心100公里的范围内，还会受到强烈的辐射。幸亏落到地上的氢弹没有爆炸，这是因为载在机上的氢弹是保了险的。
　　但是，从高空落下的氢弹，摔到地面时遭受了损伤，作为氢弹引爆物的铀235、钚239产生了漏泄。高空探测的结果表明，在帕洛玛雷斯100公顷的肥沃土地上已受到放射性污染，对人和动物造成了严重影响。所以必须加以清除，需要把大量带有放射性物质的土壤，运到美国去埋入核废料埋置场。严格的陆上搜查结果表明，还有一枚氢弹没有找到，根据分析和渔船船长西蒙提供的情况，它肯定坠入了大海。茫茫大海上怎样去找氢弹呢？美海军在西班牙组织了强大的测扫船队，动用了18艘军舰、6艘深潜器和3800名人员，耗资8400万美元，在海上寻找了近3个月，才把它打捞了上来。打捞的经过是这样的：美国政府在1月中旬命令海军驻南欧的盖斯特将军组成特别指挥部部署搜索和打捞氢弹的工作。接着从1月下旬开始，在帕洛玛雷斯沿海进行了大规模的搜索工作。水深在40米以内的浅海区由海军蛙人寻找；40～60米深度下，空气潜水不太安全，由配备氦、氧潜水装具的潜水员寻找；60～120米深度由水声设备和小深度潜水器搜索；大于120米的深海，由深潜器寻找。到3月9日为止，在海底发现了358个水下目标物，经过进一步探查，它们都不是氢弹，其中 175个是飞机的碎片。接着，深潜器到西班牙外海的大陆坡上寻找，因为那里有海底峡谷，如果氢弹落在里面，不易被一般的水声探测仪所发现。盖斯特将军的决定终于取得了成果，深潜器“阿尔文”号经过几天的跟踪，沿着斜坡越走越深，终于在777米深度处发现了降落伞。经另一艘深潜器“阿鲁明纳”号进一步观察，降落伞上仍系留着一枚氢弹。这一喜讯从水下向盖斯特报告后，由水面舰只精确测定了位置。
　　几天之后，“阿尔文”又下水去工作，准备用机械手去抓降落伞的绳子，设法把水面放下的打捞钢丝绳系上去。不幸的是，由于“阿尔文”号推进器的搅动，氢弹向峡谷深处滚去，停留在850米深的斜坡上。“阿尔文”的尝试失败了。盖斯特将军从美国加利福尼亚调来了一艘无人深潜器，与“阿尔文”号一起下水打捞。无人深潜器的大机械手挟住了整个氢弹，但提它上升100米时，由于钢丝绳断裂，氢弹又掉了下去。“阿尔文”号艇员从观察窗中眼看着它跌入深谷，消失在海底的一股混水中。为了再次找到它，深潜器在水下又寻找了几天，到4月5日，终于发现它埋在960米深谷的淤泥中，只有降落伞露在外面。由于氢弹已埋入淤泥，无人深潜器已不能去抓它了。因为在看不清的情况下去触动氢弹是危险的，所以只能用钢丝绳去扣住降落伞索的方法，才能打捞上来。4月7日8时45分，3米长的氢弹终于被吊到离水面30米的浅水区。
　　接着，蛙人下水捆住氢弹之后，又花了1小时45分钟，终于把它起吊到工作船的甲板上。至此，一枚在水下停留了79天22小时又23分钟的氢弹，终于被安全地捞了上来。4月7日10时14分，盖斯特将军宣布找到了氢弹，并不再有任何危害。事后，功绩卓著的专家们接受了记者的采访，并拍摄了氢弹照片转发全世界。
221氢弹能消灭台风吗
　　据联合国统计：每年平均有80～100次台风横扫世界各大洋，使大约2万人死亡，造成60～70亿美元的损失。大约有50个国家处于台风威胁之下，其中菲律宾的7000个岛屿平均每年受到台风袭击不下19次之多，是世界上遭受台风袭击最频繁的国家。
　
　　据记载，1979年，名为“戴维”的飓风，使多米尼加的全年香蕉收入在短短的几小时内损失85%；“费德里克”飓风使美国损失20多亿美元。太平洋的台风区以及孟加拉湾和阿拉伯海的热带气旋区遭到的损失，已从1952～1963年间平均每年5亿美元猛增到1965～1978年间平均每年近30亿美元，14年总共损失高达360亿美元。这是多么骇人听闻的数字啊！台风席卷到哪里，哪里就出现灾难。难怪多少年来，世界各地的气象专家或者气象爱好者，接连不断地提出建议：用一种办法来消灭台风，至少也要削弱它！第二次世界大战以后，有人建议用氢弹的无比威力来“炸毁”台风，甚至连发射氢弹的运载工具也找到了：用新式火箭或飞弹把氢弹发射到台风中去。提出这个建议的人，愿望是好的，只可惜他对台风的能量和氢弹的能量究竟哪个大？两者相差多少？可以说是一无所知。
　　比方说，1946年，在比基尼试验的原子弹水底爆炸，曾举起大约有0.1亿吨的海水。但是，有一个台风经过波多黎各时，在数小时内竟获得了25亿吨水，两者相差250倍！据计算，一个中等台风在24小时内释放出来的水分可达200亿吨。因此，气象学家认为，巨大的氢弹能量还远不能和台风相比，也就更不可能用来消灭台风。
　　1955年，美国气象局制订了“国家飓风研究计划”，并于1960年制订了“狂飙风计划”，即人工影响台风的具体计划（又称削台试验），并提出了“狂飙风假说”。根据狂飙计划和假说，就选择在台风狂风暴雨的附近云中气温在0～40℃的地方进行试验性的作业。作业的方法与人工降雨方法几乎一样，即向具有大量冰期和过冷水滴的云中播撒成百千克的催化剂银——碘化银。我们知道，1克碘化银可产生1012～1014个冻结核，随之在云中形成许许多多的冰晶，水滴冻结时将释放大量的潜热。大量冰晶的出现，反过来又成了剩余过冷水滴的有力竞争者。通过冰水角逐，大量过冷水滴经蒸发、冻结而转化为冰晶。在转化过程中又释放出大量潜热，使空气增温。加热的空气在浮力作用下迅速上升，膨胀冷却，使更多的水汽凝结或凝华，而进一步释放出潜热。
　　从1961年以来，陆续进行试验。通过多次试验，看来削台试验是可行的。风速下降10～15%，这不是小数字。风力变化是风速变化的两倍，即 50米/秒风速的风力是 25米/秒风速的风力的4倍。风吹动便产生风压。强大的风压造成了巨大的破坏力。一个32米/秒风速的台风每平方米建筑物正面所承受的风压就有 230千克；如果遇到一堵高 5米，宽 10米的墙，台风将以10吨左右的压力冲击墙壁；一个以100米/秒速度行进的台风，每平方米建筑所承受的风压就在2吨半左右。这样强大的风压，其摧毁力就十分可怕。因而，风速减少10～15%，可使风力减小20～35%。而且从试验的实况来看，损害减少程度更大。例如，1971年，美国又对一个飓风进行了试验，台风最大风速从50米/秒减至45米/秒，估计可使财产损失减少65%。
222核电站爆炸
　　1986年4月26日清晨1时23分，苏联切尔诺贝利核电站发生了一起严重的爆炸事故，引起了全世界的密切关注。
　
　　切尔诺贝利核电站位于乌克兰首府基辅市东北的普里互季河右岸，距基辅130公里。这座核电站使用的是压力管式石墨慢化沸水堆。正在运行的有四套组。据报道，整个核电站工作人员约1000人。
　　据苏联《真理报》在事故后10天的报道称“该电站第四号机房发生爆炸，毁坏了反应堆机房建筑物并引起了火灾……，放射性物质外泄……”苏联部长会议副主席谢尔比纳在记者招待会上说：“……最大可能是反应堆没有设置安全壳，一旦发生事故，则无法阻止放射性物质直接向大气排放。”
　　苏联塔斯社在5月14日发布的消息说，在这次事故中死亡7人，因受核辐射致伤的共299人，其中35人处于严重状态。苏联国家水文气象和自然环境监督委员会称，核电站失事后，这个地区辐射强度最高曾达到15毫伦1小时。核电站周围地区居民约5万人，从26日晨开始撤离这一地区。泄漏的放射性尘粒被当时的东南风吹向北欧诸国，瑞典于4月28日首先发现大气里放射性温度比正常高出5～10倍，丹麦、芬兰、挪威、德国，而后法国、奥地利及波兰等国也相继发现了空气中的放射性污染，这样就造成下风向大面积的放射性污染。
　　事故的后果是严重的。分析来看，事故现场至少有百余名工作人员受到不同程度的损害，其中可能包括高剂量核辐射的受照者以及其他复合性损伤。对这部分人员的救治，凡受中等剂量（例如200拉德）照射的，基本可治愈。受照剂量较高者（600拉德以上），则需采用包括骨髓移植在内的特殊治疗。倘若措施得当，多数受害人员可获得较好的治疗效果。
　　撤离核电站周围的居民，推测他们所受照射多数不超过25～50拉德，对这部分受照者除血相可有一过程改变外，不需任何治疗可自行恢复，对健康不致产生明显的影响，但远后效应（致癌和遗传效应）的机率将有所增加。对放射性尘埃飘落的下风向地区，虽然辐射程度较正常本底高5～10倍，假若核反应堆释放放射性物质已被控制，则这样的辐射剂量不致给人类健康带来明显的危害。值得提出的是，放射性尘粒中包含有短寿命的放射性铯等。它们污染水源，沉积在地面，可通过生物循环（生物链）再次进入人体。这就需要采取较复杂的防护措施，有的需要待其蜕变，才可能消除其污染的后果。这次事故给人们以深刻的教训，说明在核电站的建设中，从选址、设计、施工、安装、调试及运行的各个环节上必须对安全给予高度重视，同时还应有事故预想方案及事故发生后的应急措施，这样才能充分利用核能的优势，将其潜在的危害加以控制。但另一方面，我们也应对核电应用给予全面分析。纵观核电站建成以来，从1957年发生第一起事故，至今共发生六起重大的核事故。根据国际原子能机构统计，到1985年底已建成运行的核电站共374座，事故发生机率为6/374，仅占1.6%。为了便于了解核电站的潜在危害，现将常规能源系统的几种电厂的危险性加以比较分析则：煤＞石油＞风力＞太阳能＞核能＞甲醇＞天然气，可见损失最小的能源发电是天然气，其次是核能。核电站对人身造成的伤害仅是相同的电量煤电危害的0.5～5%。核电站虽具有潜在危害，但与其他能源（如煤电厂）相比，还是一个清洁的安全的能源。因此，面对苏联核事故的危害，我们一方面要从中吸取经验教训，注意安全，但同时不应产生任何恐怖心理，更不应对我国核电发展远景及计划持任何怀疑态度。
223价值千金的重水
　　1939年，法国物理学家约里奥·居里和他的同事们正在从事原子能研究，第二次世界大战爆发了。
　
　　德国法西斯发动了闪电般的攻势，1940年5月入侵荷兰，紧接着占领了比利时，矛头直指巴黎。那时候，在约里奥的实验室里保存着200升重水。他们非常担心这些宝贵的液体会落到侵略者的手中，就把它秘密转移到一座监狱里藏了起来。不久，法国政府向纳粹德国投降了。为了不让重水被纳粹党徒抢走，在约里奥的安排下，物理学家哈尔本和柯瓦尔斯基冒着生命危险，带了这些重水从波尔多乘船逃往英国。那天，共有三艘船由波尔多港起航，一出海就被德国空军炸沉了两艘。德国人知道重水被偷运走了，气得暴跳如雷。他们质问约里奥：“你的同事乘哪条船逃跑的？”约里奥沉着机智地说出了被炸沉的一艘船的名字。德国人就没有追究。其实，哈尔本和柯瓦尔斯乘坐的那一艘船没被炸沉，200升重水幸运地保存下来了。
　　1940年秋天，德军侵入挪威，占领了那里的一座世界上唯一的制造重水的工厂。英国政府获得这个情报，立即组织突击队，不惜一切代价炸毁了那座工厂。重水是什么？为什么人们这样重视它？
　　通过实验，我们知道，水在电流的作用下，能分解成氢气和氧气。但是在电解水的过程中，有一个奇怪的现象，就是电解到最后，总剩下少量的水，无论怎样都不能再分解了。直到1932年，美国物理学家尤雷用光谱分析发现了重氢，人们才搞清楚，这难以电解的水，原来是由重氢和氧组成的。普通的氢原子也叫做氕，它的原子核就是一个原子，原子量为1。氕与氧结合，成为普通的水，它的分子量约为18。重氢又叫做氘。氘的原子核比普通的氢原子核多一个中子，原子量是2。氘与氧的化合物也是水，不过它的分子量是20，比普通水大约要重10%，所以叫做重水。
　　为什么有那么多国家的科学家这样重视重水呢？因为重水有一个重要的特性，它在原子核反应堆里能降低中子的速度，又几乎不吸收中子，是最好的中子减速剂。只有经过减速以后的中子，才能够有效地使铀235发生裂变，促使核裂变反应能够不断地进行，当时，有些国家在设法制造原子弹，没有中子减速剂就不能进行原子核裂变的试验。可是，制取重水又非常困难，因为它在水中的含量只占百分之一点五，平均大约每7吨水里，才有1公斤的重水。要是采用电解的方法制取这1公斤重水，就得消耗3倍。难怪重水这么宝贵，价值千金！
224卢瑟福“画”的原子模型
　　1910年，英国曼彻斯特大学里，卢瑟福领导下的实验室发生了一件意料不到的事，竟然无意之中促成原子模型图的成功。事情经过是这样的：
　
　　一天下午，青年助手盖革问卢瑟福，是否可以在放射性方面做点工作；同时让刚来的助手马斯登也一起参加。卢瑟福同意并建议他们用α粒子去轰击金箔，看看穿过金箔的α粒子向什么方向飞去。
　　原以为这个实验纯粹是练习性的，没有多大意义。因为当时的科学家认为原子就像一只葡萄干面包。原子内部的负电荷电子就好像葡萄干；正电荷好像面粉一样是均匀连续分布的物质。按照这种想法，可以预料：金原子里的电子根本无法抵挡住比它重几千倍的α粒子炮弹；金原子中的正电荷物质虽然有同α相匹敌的质量，可惜它是均匀地分散在整个原子空间，也不会有什么了不起的抵挡力。所以，射向金箔的α粒子将继续向前飞去，最多稍微改变一下角度。盖革和马斯登遵照老师的意见，着手准备这项练习。整个实验装置非常简单：作为炮弹的α粒子由藏在一只铅室里的放射性元素供给，它们的轰击目标是一张极薄的金箔，在金箔的后面放了一个可以改变方位的闪烁屏，只要α粒子撞到屏上，便马上发生一次闪光。盖革和马斯登两名炮手，躲在一架低倍显微镜后面观察着这种微弱的闪光，并记下闪光的次数和角度。
　　第三天，卢瑟福正在自己的办公室里看书，忽然盖革冲了进来，惊慌地报告：“我们竟然看见好几起α粒子被金箔弹回来了！”这真是难以置信的消息。这等于告诉你用一枚重磅炮弹去轰击一张报纸，炮弹竟然被报纸弹回来了那样荒唐。卢瑟福很快恢复了镇静，这里面一定有奥妙。如果这两位学生没有看错的话，莫非是我们以前对原子的看法有问题？卢瑟福紧张地思考了几个星期。他想，原子中的电子是早就被人观察到了，但是原子中连续分布的正电荷物质，却从来也没有露过脸。原子里的正电荷难道不是均匀分布，而是集中在一个很小的核心上？因为只有集中了原子质量90%以上的正电核心，才可能有足够的力量来抵挡那些凑巧撞在上面的α粒子，并把它们弹回去。
　　按照这个想法，卢瑟福计算了α粒子穿过原子后面各个方向飞出去的次数，计算结果同盖革、马斯登的测量结果完全一致。在1911年2月，卢瑟福写了题为《α和β粒子物质散射效应和原子结构》的论文，正式提出了被后人称为卢瑟福的原子模型。
　　虽然，这个模型以后又被进一步的研究所改进，但是卢瑟福模型的提出开创了原子物理的新纪元，所以今天人们常常用这个模型的图案作为近代物理学的一个标志。
225苏联核动力卫星在加拿大坠毁
　　1980年11月21日，加拿大外长马克·麦圭根宣布：苏联将向加拿大赔偿300万加元，以补偿苏联核动力卫星在加拿大坠毁所造成的损失。这到底是怎么一回事呢？
　
　　1978年 1月 24日凌晨4点多钟，突然，一个巨大的熊熊燃烧的火球在加拿大的黄刀市上空降下，转眼之间，它消失在冰雪覆盖的苍茫大地上。这个“怪物”就是苏联 1977年 9月 18日发射的核动力军用侦察卫星——“宇宙-954号”。“宇宙-954号”重达5吨，载有核燃料45公斤。为了消除放射性可能造成的污染，加拿大国防部和原子能控制局当天下午就派出军队和科研人员前去调查。根据电子计算机运算结果，“宇宙-954号”卫星重新进入大气层时曾经飞越黄刀市上空。穿过大奴湖，朝着东北方向的贝克湖坠落。这是一条长800公里，宽50公里的狭长冰川雪原，加拿大科学家要在此进行搜索，是十分艰苦的。搜索工作分两个阶段进行。第一阶段从1月24日到4月中旬，加拿大空军派出了3架装有放射物质测量仪的运输机进行分段空中搜索。1月30日，搜索队员在飞机的指引下，冒着严寒在大奴湖东端找到了这个卫星的残骸，它以每小时200个伦琴的强度污染着周围环境。对此，加拿大原子能控制局现有的原子防护铅桶都不能保证有效的保护，他们赶制了一个特殊的容器。2月4日上午，在国防部长丹森的监督下，用直升机把一个500公斤重的特制铅桶运到大奴湖，人们使用长柄钳子小心翼翼地把那个可怕的“怪物”装入铅桶中。搜索工作的第二阶段从7月中旬至10月中旬结束。搜索队在西北区的冻土带、沼泽地和灌木丛以及一些中小城镇和居民区，搜索那种细小的、肉眼看不见的放射性微粒（核反应堆的裂变物质）。10月18日，加拿大原子能控制局宣布，找到了卫星残骸75公斤，大小不等的放射性碎片约3000个。为了找寻这颗卫星的残骸，加拿大花费了1480万加元。根据联合国1972年通过的《空间实体造成损失的国际责任公约》规定，发射国对受害地区应负赔偿的绝对责任。所以，苏联才向加拿大赔偿部分损失。
226干净的武器
　　1977年7月13日，美国参议院授权总统卡特着手生产一种中子武器，来对付苏联的军事威胁。这种中子武器叫中子弹。中子弹在国际上引起了很大的争论，反对的意见很多。支持的人说这是一种“干净”的武器，不会引起核污染；反对的人说，这种武器杀伤力太大，违背人道主义。
　
　　中子弹究竟是一种什么武器呢？原来，普通的原子弹和氢弹产生巨大的杀伤力和破坏的因素有四个：冲击波、光热辐射、放射性污染以及由伽玛射线和中子流产生的贯穿辐射。前面三个因素，会大量破坏建筑物，会引起大火，同时，造成大面积的放射性环境污染，短时期内不易消除，所以，从它们一诞生，就不断受到舆论的谴责。而中子弹，它主要靠辐射出来的中子流对生物起杀伤作用。在中子弹爆炸地点的人或动物，如果没有任何防护，不消几分钟，身体里的细胞就会因为电离作用而被破坏，立即死亡。在半径200～300米的范围内，中子流甚至可以轻易地穿透坦克钢板和钢筋混凝土建筑物，杀伤里面的人。因为中子弹并不破坏建筑物，也不产生放射性污染，所以有人说中子弹是一种“干净”的武器。其实，它照样有冲击波、光热辐射和放射性污染，只不过程度相对地减弱了许多。
　　中子弹实际上也是利用聚变反应原理制成的，它比氢弹要小。真正的“纯”中子弹，不能用原子弹的裂变反应去引爆，而需利用诸如大功率激光等其他方法产生高温去触发氘和氚，使它们发生“纯”聚变反应，这样就可以避免放射性污染。不过，目前生产的中子弹据说还是用原子弹引爆的，只是在结构上进行了改进，使爆炸时候产生的能量尽可能少地转变为冲击波和光热辐射，尽极大努力加强中子辐射。所以，目前中子弹也叫“强辐射武器”。一颗当量为1000吨梯恩梯的中子弹，辐射强度可以提高到相当于一颗当量为1万吨梯恩梯的氢弹。
　　中子弹杀伤力虽然很大，但是只要有1米厚的泥土遮挡，辐射强度就降到3%。所以，中子弹也不是不可防御的。
228不知疲倦的火警监视哨
　　巴西名城圣保罗繁华大街的交叉路口，有一座豪华的31层“安的斯”大厦，里面都是各大公司的办公室。1972年2月24日下午，五层楼突然起火。大火迅速向上蔓延，火焰高达100米，宽40米。扑到街上15米长的火舌，立即烤着了周围的高楼。出动了32部消防车和两架直升机，才把大火扑灭。在这场火灾中，有19人死亡，300多人受伤，财产损失达200多万美元。
　
　　随着城市的现代化，高楼大厦越来越多。在这种高层建筑中，一旦发生火灾，蔓延极快，烟火在垂直方向上流动速度可达每秒几米，几分钟内就可腾冲上十几层，几十层的高楼。美国文考夫饭店大火，由3层直烧到15层，楼上人员下不来，消防人员上不去，造成119人死亡，死伤人数超过旅客总数的70%。
　　为此，人们十分重视大城市的火灾报警。在形形色色的，现代化火灾探测器中，最有前途的是放射性同位素镅-241“离子感烟式探测器”。这种探测器的原理是简单的：镅-241可以不断地放出α射线，射线使空气分子电离成正负离子，在电压的作用下，空气离子导电产生一定大小的电离电流。一旦室内出现火情，产生的烟雾的微小颗粒把空气离子吸附在自己的周围，使离子的运动速度大大减小，从而改变电离电流的大小。这个变化转换成声光信号，便可以达到报警的目的。整个探测器很小，犹如一个精巧的乳白色小茶杯，镶嵌在天花板上。这个小小的“哨兵”，日夜监视着几十到100平方米房间内的火情。大厦里每个房间的火警探测器都把信号集中传到控制间。有的装置不仅可以及时发出警报和指示火警目标，而且可以同时启动电视监视系统，自动启动火灾房间里的灭火装置，自动关闭门窗以隔绝空气等等，1976年的某一天，北京饭店新楼16层，一个房间里的旅客睡着了，烟头燃着了被子，满房烟雾腾腾。就在这千钧一发之际，“火情监视哨”发出警报，服务员应声而入，及时把火扑灭。这就是放射性同位素火警报警器立下的汗马功劳。这种小巧的火情报警装置价格便宜，灵敏可靠，使用安全，不会产生放射性污染。大型旅游饭店、剧场、人员密集的火车站、候机室，以及博物馆、档案馆、银行、计算机房、大型飞机、远洋客货轮、贵重物品金库等重要场所，都得越来越多地请这种看不见的射线来为我们“站岗放哨”。
229拿破仑悬赏一万二千法朗……
　　18世纪末叶，不可一世的拿破仑指挥金戈铁马在疆场上所向披靡，视敌如草莽，然而对细菌和微生物却束手无策，远征的士兵吃了食物上吐下泻，锐气大减，于是拿破仑悬赏一万二千法朗，鼓励人们发明一种保藏食品的新方法。当时一位名叫尼左拉·阿培尔的工人，经过10年努力，于1804年研制出一种新的保藏食物的方法。
　
　　这种新方法就是预先将食物加热，再装入广口瓶内，用软木塞住瓶口，置于沸水锅中加热，至瓶内食品沸腾30～60分钟后取出，趁热将软塞塞紧，再用线或涂蜡密封瓶口，这就是最初的罐头。阿培尔的发明很快就传到欧洲各国，一种新兴的食品工业便随之发展起来。1823年马口铁皮开始大批生产，使罐头食品又有了新的突破。
　　但是，铁皮罐头存放时间长了，含锡量会大大增加，所以，也不宜存放很久。于是，近年来又出现了食品储藏的新技术——辐射储藏。
　　这种新技术利用放射性同位素放射出来的γ射线照射食品，使得食品可以在比较长的时间里保持新鲜不变质。因为放射性同位素发射出来的γ射线，有杀虫、灭菌的功能，也有对某些生理活动的抑制作用。
　　据统计，在消毒条件下屠宰的新鲜牛肉，每1克里含有100个菌落，到了零售商店里，每1克牛肉里含菌落高达5000万个。而鲜牛肉经过γ射线照射以后，90%以上的菌落会被杀死。如果加大γ射线照射的剂量，还可以完全消灭食品里有害的微生物，成为真正对人体无害卫生食品。γ射线还可以改变生物体的生理生化活动，延缓生物体的自身新陈代谢，抑制蔬菜发芽、腐烂。一般情况下，土豆、洋葱等储存两个多月就过了休眠期，开始大量发芽，营养价值逐渐降低。如果把土豆、洋葱等用一定剂量的γ射线照射以后，储存7～8个月，也不会发芽、腐烂。研究结果表明，用γ射线照射过的食品是没有放射性的。因为食品根本没有同放射源接触，只受到放射源放出的射线的照射，这就好像我们透视的时候，被X射线照一下一样，食品不会因此被放射性物质污染。
　　另外，要使食品中的碳、氧、氮等元素，发生原子核反应，变成放射性物质，γ射线的能量最小也要10兆电子伏。而照射食品用的射线的能量只有1兆电子伏左右，差不多只有可能产生放射性物质需要能量的十分之一，这是不可能使食品产生放射性物质的。而且，食品的营养成分也没有发生变化。
23 是如来佛的“神力”吗
　　位于河南洛阳市南13公里的伊河两岸的龙门石窟，是世界闻名的艺术宝库。石窟造像开创于北魏寿文帝迁都洛阳（公元493年）前后，历经东西魏、北齐、隋、唐、北宋四百余年的大规模营造，两山窟龛，密似蜂窝，共计2100多个，造像10万余尊，题记和其他碑刻3600多件，佛塔40余座。
　
　　在洛阳龙门石窟中，最大的石窟主佛像，经常吸引着不少游客。很多人争先恐后地把硬币向佛像基石的石壁按，“啪啪”的响声不绝于耳。据说，谁的硬币能粘在石壁上，谁就有好运气。
　　说也奇怪，有的硬币真粘住了。难道真的是如来佛的“神力”吗？当然不是，这是分子力的作用。在日常生活中，我们几乎到处都可以看到分子力的表现。分子力是物质能聚成固体或液体的主要因素。使被抻长的橡皮筋恢复原状的力，就是分子力；使荷叶上的露水聚成露珠的力，也是分子力；把邮票粘在信封上，靠的是浆糊和纸张分子间的吸引力；钢丝不易被拉断，也是由于钢铁分子间的吸引力。大量的事实告诉我们，分子力有吸引和排斥两种形式。当两个分子间的距离小于10-8厘米时，分子力表现为互相排斥。当分子间的距离介于10-7～10-8厘米之间时，分子力表现为互相吸引。当分子间的距离大于10-7～10-6厘米时，分子间的作用力就小到微乎其微，可以忽略不计了。既然分子间有引力，为什么不可能把两块铁块压合在一起呢？原来，铁块的表面，无论多么平滑，实际上细微结构十分粗糙，凹凸不平。这样的两个表面互相接触，只有少数几个点的分子力发生作用，当然不能使两块铁块粘合起来。有一种很精密的量具，叫标准量块。它们是一系列厚度不等的长方形金属块，表面被加工得高度平滑。把两块标准量块迭放在一起，稍加挤压和错动，它们之间的距离达到了分子力起吸引作用的范围，便能够连在一起了。如来佛石座吸引硬币的力，正是分子力。仔细观察基座的石壁就会发现，石座分外细腻、光滑，所以能像标准量块那样，把硬币粘住。
230这只船多大岁数了
　　考古学家在日本东京附近挖出一只古代船只，但很难确定这只船究竟有多少年的历史了。考古学家便去请教物理学家。物理学家并没有被这个难题难倒，不消片刻，便毫不犹豫地告诉考古学家说，这只船的年龄是3000岁。
　
　　物理学家怎么能准确地说出这古船只的年龄呢？原来，在自然界有许多元素能够放射出看不见的射线，就在它们放出看不见射线的同时，它们就变成另一种元素了。这并不是像过去炼丹士所幻想的点石成金的变化。而是一种遵循着严格规律的变化。这些元素叫做天然放射性元素。举个例子来说，一克铀经过45亿年以后，就有一半变成铅和氦。再过45亿年，在剩下的铀中又有一半变成铅和氦。直到全部的铀都变光为止。
　　在自然界中，除了常见的碳外，也存在着放射性的碳，它是上部大气层中的氮，在来自宇宙空间的射线的作用下形成的。在空气的放射性碳跟普通碳一样，它先与氧作用，生成一氧化碳，再进入植物和动物的体内。放射性碳的寿命比起铀来要短得多，每经过5700年，它的一半就要变成别的元素。平时，空气中放射性碳的含量是不变的，老的变化掉，新的又产生了，而植物或动物活着的时候，它们体内放射性的含量也是固定不变的。可是生物死了以后的情形就不同，因为随着食物一道进入体内的放射性碳的供给停止了，原有的放射性碳便开始减少。经过5700年，死去的生物体内的放射性碳只剩下一半了，经过11400年就只剩下四分之一，科学家正是利用这一线索，揭开许多古代遗物年龄的谜。物理学家从古代船只上取下一块碎片，把它烧成碳，放在容器内。容器中有计数器，它专门测定放射性元素所放出的射线的次数。这时只要测出一克这样的碳中所含放射性碳原子的数目，然后和新砍下的树木烧成的碳中放射性碳原子相比较，就能一下子算出这古代船只的年龄。因为不论是新砍下树木烧成的每克碳，还是新死去的动物骨头中的每克碳，每秒钟都是发生着12.5次变化。
231鉴别名画的“火眼金睛”
　　第二次世界大战结束后，一位叫米格伦的人，把一幅17世纪荷兰著名画家杰·弗美尔的油画卖给了德国人。这样做是非法的，米格伦因此被捕入狱。但是在审讯中，米格伦口口声声地说，他卖出的画不是真品，而是他自己作的仿制品。这画到底是真是假呢？遗憾的是一直到米格伦死去，这桩疑案也没有搞清。直到1968年，美国的一所大学才用放射性探测了个水落石出。
　
　　油画使用的多是矿物质颜料，主要成分中常含有铅原子（比如铅210）有放射性，它会自发地放出射线，同时转变成其他的元素。每过22年，铅210的数量减少一半。除铅以外，颜料中还有极少量的镭、钋等放射性元素，这些放射性元素也都有这种性质。因此使用专门的探测仪，根据颜料产生的放射性的强弱，就可以分析出颜料中放射性元素残存量的多少，推出古画存在时间的长短，从而辨明真伪。科学家正是借助了这种方法，发现米格伦出卖的油画所用颜料还很新，才断定它是复制品的。这样，拖了二十多年的疑案终于真相大白了。
　　还有一种鉴别名画的方法，是用一束热中子流照射在画面上，画的颜料中的原子吸收中子的能量后会产生瞬时放射性，放出射线。这种射线会使底片曝光，曝光一定时间后，再换一张底片。这样重复若干次以后，由于不同色彩颜料所产生的放射性强弱和时间长短不同，几次曝光得到不同的影像，就能反映出画面由里到外不同层次的色的变化。专家们曾用这种方法，对一幅19世纪的罗马女战神贝洛娜的画像真品进行了技术剖析。照片上清晰地映出了画布层上画家可画的草图轮廓、服饰的绘画过程、修改的痕迹以及绘画局部的先后顺序等等。例如照片分析显示出：画布上原先有一条服装饰带，从肩部拖到胸前并延伸到左手，但后来被画家抹掉了，画家在画左手套之前，先勾画出左手掌的轮廓等等。有了这样详尽的资料，当然能准确地鉴别出画的真假。假品的伪造者无论在表面上做得多么巧妙逼真，也难免在“火眼金睛”下露出马脚。
232拿破仑死于砷中毒
　　在欧洲近代史上叱咤风云的法国资产阶级政治家和军事家、法兰西第一帝国的百日王朝皇帝拿破仑，在滑铁卢战役失败后，被流放到南大西洋的圣赫勒拿岛，于1821年5月5日去世，终年52岁。史籍都说拿破仑死于胃癌。
　
　　134年后，一位瑞典医生在阅读一本由当年看守拿破仑的人撰写的回忆录后，对一个多世纪里，几乎没有人怀疑的拿破仑的死因产生了疑问。回忆录说，拿破仑死前曾患严重的脱毛病，除头发外，周身汗毛都掉净了。与此同时，他双脚浮肿，牙根露出啮根，心动过速、胃痛，还经常腹泻。这位医生根据这些症状，断定拿破仑不是死于胃癌，而是死于砷中毒。科学家为了证实这一点，利用中子对一根拿破仑尸体上的头发进行放射化分析，得知头发中砷的含量比正常人高出几十倍，他确实死于砷中毒。
　　中子，是英国物理学家查德威克于1932年发现的。中子是一种基本粒子，在地球上，除氢以外，所有的原子核里都有中子存在。
　　方才提到的中子放射化分析是种先进的分析方法。它不仅灵敏度高、分析速度快，而且能够分析化学性质十分相近的元素或同一元素的不同同位素。在工农生产、医疗卫生、环境保护、地质勘探、天体化学、考古学以及法学等方面，都大有用武之地。例如，在美国新生婴儿中，常见一种“纤维化囊性病”（其症状是胰腺、肺、小肠及男性生殖器有缺陷，死亡率较高），早期诊断，可以剪下几毫克新生婴儿的指甲，用中子进行分析。如果含钠量较高，则表明患有此病，及时治疗。其他像分析月球岩石、检验进出口食品，厂家微量元素对人体的影响、测定高纯材料的杂质以及鉴定罪证材料、协助侦破案件等等，中子都大有用武之地。许多重要的军用设备内部常装有烈性自毁炸药。当缴获到敌人的军用器械时，如果不知安放炸药的准确部位，拆卸时就会招来爆炸之祸。要探明这种情况，可靠的方法就是中子照相。
233餐桌上的实验
　　晚餐端上来了，有炸土豆、炖洋菜、炒肉丝……房东太太满脸堆笑地站在桌前，客人们也都端起盘子，手拿刀叉准备就餐了。有一位房客一点不着急，他还在摆弄一个小方盒子。当他把盒子靠近那盘炒肉丝的时候，盒子里就发出“滴嗒、滴嗒”的响声。
　
　　“对不起，房东太太！”这位房客抬起头来说：“您这肉丝是用昨天剩的肉片炒的。”
　　“天啊！他怎么会知道得这样清楚？”房东太太惊讶地张大了嘴。
　　这位房客名叫范赫维西，是一位德国科学家。他拿的那个小方盒子叫盖革计数器，它接受到放射性的射线，就会发出报警信号。近几天来，范赫维西一直怀疑房东太太把头一天吃剩的肉片炒一下再给客人吃。为了证实这一点，他在自己吃剩的肉片上滴了一滴含有少量放射性同位素的溶液。如果房东太太用这剩肉来炒菜，那就瞒不过盖革计数器。果然不错，这个餐桌上的小实验证实了他的猜测。放射性同位素是神秘的侦察员，它大显神通的场所也不仅在餐桌上，各行各业都可以请它帮忙。那么，什么是放射性同位素呢？
　　我们知道，物质是由原子组成的，原子又是由质子、中子和电子组成的。同一种元素的原子核里，质子的数目是相同的，中子数却不一定相同。例如氢原子核，有的没有中子，有的有一个中子，有的有两个中子，但是它们都只有一个质子。我们把核内质子数目相同而中子数不同的原子称为同位素。目前我们已经知道的化学元素只有107种，它们的同位素却有2000多种，几乎每一种元素都有几个、甚至几十个同位素。在这些同位素中，有的很稳定，叫做稳定同位素；大部分都不稳定，它们的原子核会自动地放出几种射线，结果自己变成了别的元素。这种不稳定的同位素就叫做放射性同位素。海上的船只能在夜间安全行驶，是因为有航标指示方向；警犬能准确地嗅出各种气味。在这种场合，灯光和气味都成了信号。但是有很多变化，像生物体内的化学反应，看不到光，看不到颜色，闻不到气味，也听不到声音，那么，凭什么信号才能知道它的变化，和那里面的规律呢？放射性同位素就能解决这个难题。
　　一种元素的放射性同位素和稳定同位素，它们的化学性质是完全相同的，不同的是前者不断地放出穿透能力很强的射线，后者却不能。只要我们有一架放射性探测仪，比如范赫维西用的盖革计数器，那么不论放射性同位素是在人体中，还是在植物的细胞里，或者是在岩石深处，我们都能很快找到它的踪迹。所以人们又把放射性同位素叫做“示踪原子”。示踪原子的用途可大啦！
　　把由放射性的磷化合成的磷肥，同普通磷肥混在一起施到棉田里。等棉苗吸收以后，用探测仪测出棉株各部分的放射强度，就会发现，棉花叶面对磷肥的吸收能力比根部要强。埋在地下的管道漏水了，把含有放射性同位素的水输进管道，再根据测出来的放射强度的变化，就能找到漏水的地方。
　　病人的脑子里长了瘤，需要动手术，可是它长在哪儿呢？只要给病人注射一针含有放射性磷的试剂，探测器就能把瘤的准确位置告诉医生。因为放射性磷大部分集中在瘤子里。靠示踪原子的帮助，科学家们还有许多有趣的发现！示踪原子告诉我们，蛋白和蛋黄是由一个月以前母鸡吃下的食物变成的；而蛋壳却是来自当天食物。如果你家的鸡下了软壳蛋，赶紧喂一些含钙的食料，第二天就会好转。示踪原子还告诉我们，玉米和甜菜只在生长初期吸收肥料。这样我们就可以合理地施肥，节省大量人力物力。
234圣乔治惨案
　　在1954年的一些日子里，美国犹他州的干燥而荒凉的圣乔治沙漠，忽然一反往常热闹起来。只见一队队古代蒙古骑兵，跃马扬鞭，挥剑舞戟，在沙海中冲杀格斗着，为首的是那位只识“弯弓射大雕”的一代天骄——“成吉思汗”。
　
　　这个700多年前的历史风云人物，为什么出现在这里？原来，是美国一家影片公司正在拍摄传奇故事片《征服者》的外景呢！主角成吉思汗由美国著名影星约翰·韦恩饰演。
　　演员和摄制人员共有220名。他们在圣乔治沙漠里辛辛苦苦忙了整整两个月，然后回厂进行内景摄制。为了使内景更加逼真，导演命令剧务人员，把沙漠上的黄沙装上几卡车运回摄影棚。《征服者》在美国上映以后获得人们的好评。遗憾的是，摄制组的演员和工作人员一个接一个病倒了。经过医院检查，竟然有91人同时患上了癌症。不久，46人被病魔夺走了生命。连大明星韦恩和制片夫妇都未能幸免……这就是轰动一时的圣乔治惨案。
　　为了查明这些人员的患病原因，美政府组织了专门的调查委员会，派出专家到外景地拍摄场取样分析。他们惊讶地发现，那里的放射性剂量竟比遭受原子弹轰炸过的广岛和长崎还要高！可是，圣乔治沙漠中的放射性物质又是从哪里来的呢？原来，在离圣乔治沙漠200公里的内华达州的沙漠中，有一个美国军方的核试验场，这儿曾爆炸过11枚原子弹。放射性污染的物质随风飘到圣乔治，使这里成了可怕的区域。放射性微粒的主要污染物是锶—90和铯—137。它们是核爆后所生成的物质，具有很强的放射性，犹如杀人不眨眼的“刽子手”。锶—90被人吸收后，能长久地“住”在人们的骨骼里，在那里不断地放出杀伤力很强大的射线，破坏附近的组织，造成骨癌和白血病。铯—137一旦进入人体，便在肌肉中“安家”，肆无忌惮地放出射线损害人的肌体，引起严重的疾病。值得引起人们警惕的是，由于现代工业的发展，人类生活的环境正在受到严重的污染。别的不说，就拿锶—90和铯-137两种同位素来说，30多年前，在人们体内还找不到它的踪迹，但目前可不同了，科学家发现，在人体和一些其他动物体中，这两个凶恶的“杀手”都已经成为“常客”，其含量都已能用仪器检测出来了。只是它们的量还很少，尚未达到危险的程度。
　　现在人们对放射性污染的问题越来越重视。放射性污染物主要来自抛弃和排放的放射性废料，核爆炸试验产生的放射性散落物，以及核动力船舰和原子能反应堆事故。对这些污染源，人们已采取严格的防范措施。希望圣乔治惨案类似的事件再也不要发生。
235比芝麻还小的子弹
　　1978年，美国一颗侦察卫星在苏联中亚地区上空测得了大量核辐射。几天以后，一架美国飞机飞到美国阿留申群岛上空，也测到一种核辐射，根据推算，这种核辐射也来自苏联中亚地区。
　
　　这两件事情引起了美国军事专家的注意。他们认为，苏联在中亚地区爆炸了核武器，可是情报部门提供的资料表明：在这段时间里，苏联在中亚地区没有进行核试验，也没有爆炸过任何核武器。那么，中亚地区上空的核辐射是从哪儿来的呢？军事专家们猜测：苏联在中亚地区正在试验一种新型武器——粒子束武器。
　　粒子束武器射出的“子弹”是粒子，粒子就是一种比芝麻小许多许多倍的子弹。那么，什么是粒子呢？现代科学证明：任何物质都是由分子组成的，分子是由原子组成的，原子则是由一些更小的粒子组成的。这些粒子有的带负电，如电子；有的带正电，如质子；有的不带电，如中子。在粒子束武器里充当子弹的就是电子、质子和中子等粒子。所以说，粒子束武器是原子工厂的产品。单独一颗粒子当然没有多大的力量。但是把许多粒子集合成束，以光速那样的高速度发射出去，它就会具有极高的能量。利用这种能量转化成的热量能够摧毁远处的目标，使千里以外的导弹爆炸，使高空飞行的卫星失去控制。而且，这种“子弹”可以穿透空中的云、雾、雨、雪，不受天气的影响。
　　因为粒子束武器是这样神奇的武器。苏美两国都在争着秘密研制它。
　　枪弹用枪发射，炮弹用炮发射，粒子“子弹”用什么发射呢？原来发射粒子束的是一种神奇的“大炮”——粒子加速器。
　　粒子加速器是利用电磁场来加速带电粒子的一种机器。不带电的中子不能直接利用电磁场加速。要得到高速中子，可以让带电粒子通过电磁场加速后，经过一个电荷转换装置吸去电荷。”不带电的中性粒子束就是这样发射出去的。但是，从一台加速器出来的粒子的速度还不够高，要用几台加速器串联起来使用才行。就像让粒子坐上多级火箭那样，越来越快，逐步获得极高的速度和能量。现代研究用的加速器大都是圆形的，安装在地下，有的直径竟有两公里长。直径两公里的“大炮”当然不符合战争的需要，必须想办法把粒子加速器做得非常小，使它不仅能在地面使用，还能在火箭上使用。这是相当困难的，所以粒子束武器还是一种试验的武器。
236啤酒冒泡的启示
　　原子核和电子等带电粒子非常小，例如原子核的直径只有10-13～10-12厘米，肉眼是看不见的。多少年来，科学家们一直在想方设法看到它们的踪迹。过去用一种“云室”去观察，但看不太清楚。
　
　　1952年的一天，26岁的物理学家格拉塞在紧张工作之余，打开了一瓶啤酒。啤酒冒出一串串气泡，他还在想刚才的实验，竟忘记了喝啤酒。过一会儿，气泡渐渐不冒了。格拉塞沉思起来，难道再也不能产生气泡吗？他将一粒沙子投进啤酒杯，只见沙子在下沉的过程中，沙子周围不断地产生着气泡。他又扔下一小撮沙子，这时啤酒就像沸腾了似的，产生出大量气泡。格拉塞从这小小的实验得到了启发，竟作出了一项了不起的发明，这就是能清楚地看到电子径迹的气泡室。
　　啤酒的气泡究竟给了他什么启发呢？
　　原来，啤酒里的气泡，是在高压下溶在啤酒里的二氧化碳气体。平时，啤酒瓶盖子紧紧地盖住瓶口，使瓶内保持一定的压强，啤酒里的气体就不会冒出来。一旦打开瓶盖，压强减低了，溶在啤酒中的二氧化碳气体就从啤酒中逸出来，变成大量气泡上升。刚冒空气泡的啤酒，还处在不稳定状态，遇到沙子的扰动，就会继续产生气泡。
　　格拉塞回到实验室，把液态氢装在密闭的容器里，然后使容器内部突然减压，这时的液态氢就相当于冒过泡的啤酒，处在不稳定状态。这时，如有带电粒子射进液态氢，就在粒子经过的路径上发生“沸腾”，出现了一串串小气泡，这种情况就像在啤酒里扔下沙粒一样。啊，带电粒子终于留下了一条清晰的“足迹”，可以用高速摄影机拍摄下来。在这个基础上，格拉塞发明了气泡室，从而发现了一批介子和超子。气泡室的发明，为原子核物理学的研究提供了极大的方便。为了表彰发明者，格拉塞被授予1960年诺贝尔物理奖。少年朋友，你看，啤酒冒泡和往啤酒里投沙子本来是一个很简单的实验，可是在有心人的手中，却导致了一项重大发明！真是世上无难事，只怕有心人哪！
237一个有放射性的人
　　哈罗德·麦克洛斯基成了一个有放射性的人。麦克不能到理发店去理发，旁人怕受到他的辐射，看见他来理发，就躲开。
　　他的老朋友不肯和他握手，怕受到辐射。因为麦克的肺里、肝里、骨头里都有放射性镅，会把放射线从体内放出来。
　
　　麦克现在已经老了。1951年就在美国华盛顿州南部的里奇兰受训和工作。这里， 1940年时还是一个小村子，只有247个人。今天那里已成为原子弹原料钚的生产基地。麦克就是在那儿的一次事故中，成了有放射性的人。
　　1976年8月29日麦克上夜班，有个接班人员请假，他只好接着做下去，他的工作是从生产原子能材料的残渣里，提炼出放射性的副产品镅。镅的放射性比钚要强大50倍，在工业上有很多用途。
　　提取镅，要用一连串的管柱等来进行反应。8月30日早晨麦克接管的工作，就是看管生产镅的第14—A反应柱。柱内有树脂层，硝酸通过树脂层把镅吸取出来。14—A反应柱里的放射废料，是5个月前放在里面的。由于受到罢工的影响，这批树脂层，一直搁到8月29日下午11时45分，才由上一班的操作人员通进硝酸，进行萃取。午夜后2时，他把样品送化验室分析。那次样品颜色特别黑，也许是树脂镅的混合物由于长期搁置起了变化。麦克穿着防护衣，戴着面具，以免吸进放射性物质。他正在等分析执行报告，突然听到刺耳尖声，赶紧到反应柱观察窗口观看。只见棕色烟尘，似滚滚云雾，充斥柱内。他又听得柱底响声隆隆，麦克说：“不好，压力升高了，恐怕要爆炸！”他想起屋门开着，如果爆炸，辐射烟雾就会伤害其他地区的人，于是转身去关门。他门还没有够着，只觉眼前一亮，一道闪光从反应柱窗口冲出，把麦克的面罩冲破，硝酸和混有辐射线的玻璃树脂金属喷洒在他脸上、肩上、颈上。他几秒钟吸进的镅，就等于一个正常人保持安全所容许吸取的辐射量的 500倍。
　　他虽头晕目眩，可心中明白，应该到喷水处去洗掉辐射残渣，他爬到走廊，眼睛因被酸腐蚀，已经看不见了。这时警铃响了，警灯亮了，人们赶来，他才被救出，送进医院。医生说：麦克除了受到辐射之外，眼也受到灼伤，更重要的是如何清除体内污染，像肺、肝、骨骼受到的辐射，就非目前医药所能奏效的了。
　　过去是用二乙撑三胺五醋酸钙治疗，这是一种螯合剂，可以和重金属化合，生成废物，排出体外。经过10天医治，除了体内的镅被排出体外，把体内的锌也排泄出来，人体内减少了锌，肾就会出血。另外，二乙撑三胺五醋酸钙是种新药，只给动物服用过，人还没有服用过，现在只好先用了再说，用后效果还好。于是经常注射螯合剂并经常作血球计算，检验辐射量，剥除脸上结痂，挤出体外渣渣，但是体内还有许多镅。到第10天，左眼也能看得见了。不过医生们还是很担心，怕他会脱头发，骨髓会遭破坏，呕吐，出现辐射病的征兆。可是这类病象倒没有发现。1977年1月，医生同意他回家，仍要经常诊治检查。1980年11月记者采访了麦克，那时他右眼的白内障也摘除了，只是身上有时觉得针刺般疼痛，医生也说不出是什么道理。看来，他体内的镅，要长期呆在身体里了。
238实验室里的意外发现
　　原子反应堆是人工建造的利用原子能的大型设备，它的发明还是近几十年的事。可是你知道吗，世界上还有天然的原子反应堆，而且早在18亿年前就存在了。
　
　　1972年的一天，在法国皮埃尔拉特铀矿分析实验室里，化验员被一种异常的现象惊呆了。他们发现在一批铀矿石中，铀235的含量比常规值低得多，最低的竟然只有0.29%。
　　自然界存在的铀，主要由两种同位素组成，一种是铀235，它占0.72%。另一种是铀238，它占99.28%。这种比例对无论从世界上哪一个铀矿中采掘来的矿样都是一样的，包括从海水中提炼出来的铀在内，都毫不例外。
　　化验室里的意外发现惊动了人们，开始时有人还以为实验发生了误差，但后来经过反复核实，证明从加蓬采掘来的一大批铀矿石中，都存在着这一反常现象。这一发现引起了法国科学家的兴趣，于是他们派人去加蓬做实地考察，结果在奥克洛铀矿区发现了18亿年前发生自发裂变反应后留下来的天然原子反应堆“化石”。据分析，18亿年前，这里至少有6个天然原子反应堆在运行。它们像近代原子反应堆一样，时断时续地足足运行了几十万年之久。总计约有500吨以上的铀参加了裂变反应，释放出来的能量相当于100亿度电。
　　国际原子能机构接受了加蓬和法国的建议，于1975年6月共同组织了一次专题讨论会，研究分析了这一罕见的现象。专家们指出，要使铀矿藏里发生自发裂变反应，必须具备三项必要条件。首先，要有含铀235浓度较高的富矿；其次是周围不存在强烈吸收中子的元素；最后要有水参与减慢中子的速度。在远古时，要满足这三项条件的可能性比现在要大得多。
　　据推算，18亿年前天然铀中铀235含量可达 3.6%，这比现代发电用的轻水反应堆燃料中铀235的浓度还要高。其余两项条件，在千变万化的远古地壳中也是不难找到的。因此，天然原子反应堆的诞生就不足为怪了。
　　研究天然原子反应堆的意义，不只限于反应堆“化石”本身，而是通过对它研究，可丰富地质史学知识，还可能找到贮存核电站废物的好方法。
239钻地穿海显神通
　　19世纪末，物理学家发现镭、铀等元素在衰变为其他元素的过程中，不断发射出α、β、γ三种射线。在研究β射线衰变时，偶然发现实验前后测量到的能量值不等。这一发现当时曾轰动世界，甚至怀疑到能量守恒定律有问题。
　
　　1933年，奥地利青年物理学家泡利提出一种设想：认为实验后原子核失去的那部分能量，是被一种不带电荷，质量极小的粒子所带走。泡利这种设想得到了当时著名的意大利物理学家费米的支持。费米用他的设想成功地解释了β衰变现象，并命名这种粒子为中微子（即微小的中性粒子的意思）。1956年，在实验室里证实了中微子的存在。其实，在阳光中、宇宙射线中都含有大量的中微子。这是因为太阳内部时刻都在进行核反应。由于质子和中子的转化，太阳每秒钟产生的中微子总量在 2×1038个。这些中微子从太阳内部出发来到地球，所需时间仅8分钟。为了捕获太阳光里的中微子，从1956年起，美国科学家戴维斯在南达科塔州地下一公里深处的一个金矿里，安放了盛水的大罐子，用作浮获中微子的“陷阱”。从宇宙来的中微子由于散射强度减弱是到不了这样深的地方的，因此从宇宙射线来的中微子可以排除在外。这个试验于1968年获得成功，证实了太阳光确含有大量的中微子。
　　中微子是一种静止质量为零而不带电的微粒。1962年，物理学家在实验室又进一步肯定了中微子有两种：一种是μ分子中微子（总是伴随μ介子产生的）；一种是电子中微子（总是伴随着电子产生的）。
　　自然界中存在着四种力：牛顿发现的万有引力所产生的重力；常电体相互吸引或排斥的电磁力；在原子核衰变时发现的弱相互作用力；将质子和中子结合成为原子核的强相互作用力。现已证实，在发现了的300多种基本粒子中，唯独中微子只参与弱相互作用力，这是中微子的一个非常重要的特性。由中微子流形成的中微子束与激光束也很相似。它以接近光速的速度直线行进，方向性极强（发散度仅为1毫弧度）不会反射、折射、散射，能量又大，即使有成千上万公里厚的金属墙阻挡，中微子束照样能轻易地一穿而过。估计它穿过整个地球，衰减还不到1%。
　　中微子束另一个重要特性是：它穿过水中时，能和水原子核的中子或质子产生核反应，形成为μ介子中微子。这种中微子在水中高速前进时，会产生光电应，放射出光子，发出微弱的蓝色闪光。
　　由于中微子有两个非凡的特性，故它以巨大的魅力吸引着人们，想到用它来进行钻地球、穿深海的通信。中微子束如能在实际上应用，就可取代卫星和海底电缆而实现全球范围内的通信。也可能用它对地球内部进行X摄影，甚至与月球背面和其他行星上的“宇宙人”通信。为什么呢？由于中微子束方向性极强，可以确保中微子束严格地进行点对点的通信，信息不会被他方截获，满足保密性强的要求；中微子不带电，与电磁场不起作用，所以抗干扰性也极好；尤其是因为它不与其他任何物质相互作用，所以即使在热核战争的环境下，中微子束通信也不受核辐射的影响。另外，中微子通过水时会发生蓝光，这使得我们可以用控制发射间隙（即蓝光闪烁）的办法来拍出和接收电码。要实现中微子束通信，必须突破两大关键技术。第一个关键技术，是要获得经过调制的中微子束。这就要用高能质子加速器来加速质子，以获得几千亿电子伏特高能的质子束。然后用它来轰击靶子，从而产生不稳定的粒子。这些粒子一边运动，一边发生质变分裂，最后形成为中微子及其他粒子。然后让它们一起通过厚钢板。厚钢板就像筛子一样，把其他粒子吸收掉，剩下来的便是纯粹的中微子束，通过调制，便可用它来发电报。
　　第二个关键技术是，要研制出高转换率的新型光电转换仪器，以接收中微子束载送的信号。由于中微子不带电，所以目前无法用电子器件进行直接接收，只能用大量的水用作“天线”间接接收。当水“天线”接收到中微子束时，水原子核与它相碰撞，发生核反应，发出与调制信号相应的闪光。用光电倍增器接收，就能获得电（或声音）的信息。1978年12月底，美国华盛顿大学正式宣布，中微子束通信首次试验成功。这次实验虽在极短的距离进行，但证实了中微子束通信是可能的，为中微子束通信技术的发展迈出了可喜的第一步，美国华盛顿大学已打算从伊利诺斯州到华盛顿州相距2700公里长的距离内用中微子束通信。当然，要实现这一点困难还是不少的。人们估计中微子束通信系统的第一个样机至少还要10～15年才能制出来。至于小规模的特殊领域内的应用，从经济角度上考虑，起码在20年甚至30年以后。
24 禁闭在船舱里的实验
　　今天，少年朋友都知道，地球是环绕太阳公转并环绕地轴自转的。可是，在古代，人们却以为地球是静止不动的，日月星辰是环绕地球运动的。因此，最初人们听到地球运动的说法，都感到不可思议。人们认为：如果地球真的在动，那么，地球上的人总会有感觉，就像乘车或乘船的感觉那样。　
　
　　在公元一世纪，我国东汉时代有一位学者（可惜他的姓名没有流传下来），为了解除人们的怀疑，做过一个有趣的实验：在一个风平浪静的日子里，他把自己“禁闭”在一艘大船的舱里，把门窗统统关严，船外的景物一点也看不见。船开稳后，他毫不知道船在行驶。原来，人们所以能觉察车船的运动，主要是依靠外面景物做参照物来判断，或感到车船的颠簸、转弯来判断的。大船在平静的水面上平稳的航行，没颠簸、转弯，又看不见船外的景物，所以无法判断自己运动与否。由此，这位学者理直气壮地宣布：我们站在地球上，就像坐在船里一样。因为地球的运动非常平稳，所以我们感觉不到它在运动。
　　无巧不成书，为了解释人为什么察觉不到地球的运动，著名的意大利科学家伽利略，也作过一次类似的实验。1632年的一天，伽利略也把自己关在船舱里，不过，他更精密地规定，船必须匀速、直线行驶。为什么这样规定呢？因为船速和船向变化时，船上的人就会因为惯性的作用而前俯后仰，东倒西歪，也就能察觉船的运动了。根据实验结果，伽利略指出：坐在匀速直线运动的船上，人的感觉就和坐在静止的船上，甚至坐在岸上一样。只有借助船外的其他物体作参照物，人们才能判断自己的运动。
　　由于这个发现，人们把运动相对性原理叫作“伽利略相对性原理”。其实，中国人发现这个原理要比伽利略早1500多年呢！
　　当然，地球的公转和自转，都不是匀速直线运动，速度时刻都在变化。但是，因为地球的半径太大了，有6000多公里，人们坐在地球上向前运动111公里，方向才变化一度，所以根本察觉不出自己在拐弯。地球公转的半径更大，有15000万公里左右，地球前进260多万公里，方向才变化1度，人们更感觉不出它在拐弯了。正因为地球的公转和人随地球的自转接近于匀速直线运动，所以我们才觉得地球是静止的。
240小儿辩日
　　《列子》一书中，有这样一个故事：孔子东游，见两小儿辩斗，问其故。一儿曰：“我以日始出时去人近，而日中时远也。”一儿以日初出远，而日中近也。一儿曰：“日初出大如车盖；及日中则如盘盂，此不为远者小而近者大乎！”一儿曰：“日初出沧沧凉凉；及日中如探汤，此不为近者热而远者凉乎！”孔子不能决也，而小儿笑曰：“孰为汝多知乎！”
　
　　两个小孩所争执的问题是早上和中午太阳距离观察者的远近。头一个孩子认为物体离开人们的眼睛，越近越大，越远越小，所以太阳是刚升起来的时候，离观察者近，中午就远了。而第二个孩子认为发热的物体，越近越热，越远越凉，所以太阳是刚升起来的时候远，中午就近了。两个孩子都是根据日常生活的片面经验，判断太阳在早上和中午的远近，得出了完全相反的结论。
　　那么，在一天当中，到底什么时候，太阳离我们较近呢？如果地球是依着真正的圆形轨道运行，而太阳又正在这个圆形轨道的中心，那中午我们离太阳较近的说法是正确的，因为在那个时候地面的那一些点，由于地球的自转，正好朝向太阳。对于赤道上的各点来讲，这时候跟太阳距离比黄昏时近6400公里（地球半径的长度）。但是，地球的轨道是椭圆形的，而太阳正位在它的焦点上。因此，地球离太阳有时近有时远。在上半年地球逐渐离开太阳，到了下半年又逐渐接近太阳。
　　因此，对于上面所提出的问题，答案应该是这样：在上半年里我们在中午比傍晚和清晨离太阳远些；而在下半年，我们在中午比傍晚和清晨离太阳近些。
　　至于大小和冷热的感觉是这样的：
　　太阳刚升起来时，夹在山水树木房屋等的里面，看起来显得大。到了中午，太阳在无穷的苍穹里，没有烘托，看起来就觉得小。另外，球形的太空，常常会被看成是扁平的，因此造成了太阳有大小的错觉，所以单凭人们的眼睛来判断太阳与地面的距离是不正确的。
　　地球表面包围着一层大气，旭日初升，光线是斜穿大气层到达地面，中午是近乎直穿大气层到达地面。斜穿经过大气层的路程长，被吸收去的热量就多；直穿经过大气层的路程短，被吸收的热量就少。并且斜穿的时候，地面单位面积上的照度小，因而热量少；直穿，单位面积上的照度大，因而热量多。另外，早上太阳刚出来时，地面热量尚未积蓄，晚上热量已逐渐消失，只有中午热量积蓄得较多，所以，中午热而早晚凉。
241太阳爆发
　　1981年8月，南京紫金山天文台观测到一次持续两个小时的特大太阳爆发，并观测到强烈的边缘耀斑状爆发日珥、耀斑及伴随的太阳质子事件，与此同时，短波无线电通信中断。这是怎么回事呢？
　
　　太阳爆发，是指猛烈的太阳活动。太阳是由太阳大气构成的一个庞大、炽热的气体球，其大气层由里往外可分为光球、色球和日冕三层。就总体而言，太阳是一个稳定、平衡、发光的气体球，但它的大气层却处于局部的激烈运动中。这种局部的太阳大气的激烈运动，称为“太阳活动”。我们在地球上要知道太阳活动强弱的尺度，主要是通过观测太阳活动的现象，如黑子群的出没、日珥的变化、耀斑的爆发及各种太阳射电和爆发等现象，进行研究确定。
　　日珥，是突出日面边缘的一种美丽的太阳活动现象，因形状似人耳，故称“日珥”，日珥比太阳表面的光线要暗得多，平时为日晕所淹没，不能直接被人们所观察到，只有在日全食或使用太阳分光仪、单色光观测镜等仪器，才能看到。天文学家根据日珥的形态和运动的特征，分成了六大类，即活动日珥、爆发日珥、黑子日珥、龙卷日珥、宁静日珥和冕珥。这次紫金山天文台观测到的，就是一种激烈活动的爆发日珥。耀斑，是一种非常明亮的斑块，是当局部太阳大气激烈活动时，在短暂的时间内释放的大量能量。通常天文学家把超过了3亿平方公里的增亮面积称为“亚耀斑”。太阳质子事件，是当太阳出现大耀斑时，伴随而发出的大量高能带电粒子，这种太阳活动现象，叫做“太阳质子事件”。在大的太阳质子事件中，质子瞬时最大强度，可超过银河宇宙线1000～10000倍。当这些高能质子光临地球附近时，可使人造卫星、宇宙飞船上的某些仪器失灵；更为严重的是，它对于在字宙飞船外面执行任务的宇航员，是个致命威胁。太阳爆发，使地球大气的电离层发生变化，会引起短波无线电通信中断，影响人造卫星、空间飞行器、导弹等的运行轨道；同时对气象、水文、地震等都有直接影响。因此，观测、研究太阳活动的规律，进而做出较准确的太阳活动预报，对宇宙航行、空间研究、国防、经济等方面，都有极其重要的意义。
242希腊妇女大战罗马舰队
　　传说，公元前214年，罗马舰队曾逼近希腊的叙拉古，迎战的却是许多手里拿着小镜子的希腊妇女。一声令下，许多镜子把太阳光投射到罗马舰队的木头舰船上，聚成了一个焦点，结果引起了一场大火，埋葬了侵略者。这段动人的古希腊传说，除了告诉人们侵略者的必然下场外，还叙述了一个朴素的真理：太阳是光和热的源泉，是能量的源泉。
　
　　太阳，直径大约是1390600公里，它所喷发的巨大火焰高达100多万公里。太阳表面的温度是6000℃，其中心温度高达1500～2000万度！在1秒钟里，从太阳那里辐射出来的热量，就等于燃烧115亿吨煤。倘若把这些热量集中起来，能在1小时内，融化掉覆盖着地球的1000公里厚的冰层。而这一难以估量的巨大能量，只不过占太阳总能量的20亿分之一而已。
　　据计算，地球平均每10天接受太阳辐射的热量，就等于全世界全部储藏煤的总发热量。若能把太阳赋予人们的所有能量都利用起来，将会发挥出不可估量的作用。可惜，地球只利用了大约6%的能量来驾驭空气流动，5%驱使江河奔流蒸腾，生云致雨，3%使植物发育生长。
　　我国劳动人民，远在唐朝时，就掌握了利用太阳能的技术。历史上有关于“阳燧”的记载，就是用铜质凹面镜为主体，使阳光反射凝聚一点，成为高温取火的办法。今天看来，这正是近代太阳能热水器的雏型。
　　但是，普遍的大规模地利用太阳能，还是最近几十年的事。目前，我国正在积极研究、设计，并制造出各种各样的利用太阳能的装置。
　　太阳能干燥器，用以烘干水果、蔬菜、粮食、棉花、烟草、蚕茧，以及纺织品和砖、瓦等建筑材料。这种烘干办法比单纯地在日光自然照射下晾晒，要快2～5倍，质量也好。太阳能热水器，可生产40～60℃的热水，作医院、旅馆、浴池、农场、建筑工地、体育馆、厂矿、学校等生活用水，也可作工业和锅炉的预热水。
　　荷花式太阳灶，撑开时，像一把倒置的伞，对准太阳光就可以煮饭、做菜、烧水；收拢时，像一朵大荷花，便于挪动或保养。还有适于野外分散作业人员使用的箱式太阳灶，它具有受光面积大、效率高、重量轻、携带方便等特点。还可以利用太阳能发电。小型的太阳能电站最适合无电、缺电地区，特别是边远地区农村作为动力源，如果能为我国广大农村提供大批完善的小型太阳能电站设备，将为实现农业机械化增添有利的条件。此外，还可以利用太阳能净化废水，处理钢筋混凝土制品，解决冬季住房和温室取暖等等。太阳是取之不竭，用之不尽的可靠的能源，我们一定要向大自然索取更多的阳光，让它为我们伟大的社会主义祖国早日实现四个现代化，贡献一份不可忽视的力量。
243太阳元素的发现
　　在日全食的时候，常常可以看到一股股巨大的火焰从色球层升腾而起，有时候可以上升到100万公里那么高。这就是“日珥”。
　
　　1860年7月16日，在西班牙发生日全食，许多天文学家画下了自己看到的日珥形象，但是大家并不明白日珥中有些什么东西。
　　1868年8月18日，在印度又发生了日全食。法国天文学家让桑带着分光镜赶赴现场。他从分光镜里看见日珥光谱中有条陌生的黄色谱线。这条黄线非常明亮，当时的化学家和物理学家都没有见过，也不了解它。
　　第二天，日珥早就淹没在耀眼的太阳光中。让桑又把分光镜对准了太阳边缘上昨天看见日珥的地方。果然，这条明亮的黄线再次出现了。他立即向法国科学院报告自己的发现。但是他在路上走了两个多月，10月26日才到巴黎。就在收到让桑来信的同一天，法国科学院还收到了英国天文学家洛克耶10月20日写的一封信。原来他在英国也发现了日珥光谱中有这样一条明亮而陌生的黄线。这条黄线跟当时已知的所有化学元素的谱线都不相同，因此它必定是由一种人类还没有发现的元素发出的。洛克耶把它命名为“氦”，意思就是“太阳元素”，因为它首先是在太阳上发现的。
　　直到27年之后，人们才第一次在地球上找到氦。再回想一下当时观测日珥的故事，难道不能说日全食帮助科学家发现了氦吗？正因为这样，科学家常常不远万里，漂洋过海，翻山越岭，奔波十天半个月，按时赶到日全食的地区。日全食的时间短的只有几分钟，甚至几秒钟，最长也只有七分钟。
244追逐日食
　　公元前585年5月28日下午，在中亚细亚某地，空中万里无云，太阳格外耀眼，两支军队正在进行战争。武士们拼命地厮杀，阳光照射到盔甲上，闪现出一道道刀光剑影，忽然，大地渐渐暗了下来，太阳的边缘出现了一个小缺口，缺口越来越大，太阳完全看不见了，只在它的周围出现了一片淡淡的银白色的光晕。黑夜仿佛提前降临，星星在空中闪烁。
　
　　武士们惊惶地放下武器。双方首领以为他们的战争激怒了“上天”，立即停战，并不断祈祷。不一会儿，太阳重露出了光芒，起初像一弯新月，很快恢复为一轮红日，依然万里无云。惊异的人们仍然不断地祈祷，相互表示要永远和解。一场已经打了五年的战争这才结束了。
　　这就是罕见的日全食。古代人不知道灿烂的太阳为什么突然发生巨大的变化，因而非常恐惧。利用宗教迷信来解释自然现象，反而是很自然的事了。
　　我国古代，十分注意观察和记载日食。在《诗经》里，记载着公元前776年9月6日发生过的一次日食，这是世界上最早的日食记事。
　　我国记载的日食，不但历史最早，而且数量也最多。史书上的记载有1000多次，经过现代科学家的考证，大多数是可靠的。这是科学研究上的宝贵财富。
　　那么，日食究竟是怎样形成的呢？
　　早在战国时代，我国有个叫石申的人，认为日食可能和月亮有关系。到了西汉末年，刘向更明确地说：“日食者，月往蔽之。”认为发生日食，是因为月亮挡住了太阳。在两千年以前，这是很卓越的见识，即使在今天，仍然是正确的。因为月亮是绕着地球转的。月亮正好运行到太阳和地球之间，三个星球在同一条直线上，月亮挡住了射到地球上来的一部分太阳光，就会发生日食。
　　由于月亮比地球小，离地球也比较近，月亮不能把照到地球上来的太阳光全部挡住，只能挡住射到某个地区的这一部分阳光，所以，每次日食只有一小部分地区看得到。就地球上的一个地方来说，如果看到太阳光完全被月亮挡住了，那就是日全食，如果只挡住太阳边上的一部分，那就是日偏食。还有遮住了太阳中央的绝大部分地方，只是在太阳周围留下了一圈狭窄的亮环，就叫做日环食。这样说来，日食并不神秘，只要根据太阳、地球和月球运行的轨道，就可以推算出发生日食的时间和地点。在一般情况下，每年至少有两次日食，最多可多到4～5次，可是日全食的机会是很少的。本世纪最后一次日全食，是在1980年2月16日。在我国大部分地区，看到了日偏食，而在云南、贵州两省，在宽约100公里的地带里，看到了日全食。全食的时间是2分钟！
　　古代人害怕日食，现代人却热心地追逐日食。这是因为太阳太亮，使人们不可能直接观测它表面各层次的结构和它附近的太空。只有发生日食，特别是发生日全食的时候，强烈的阳光被月球遮住了，才造成了人们可以仔细观察研究它的大好时机。
　　日全食是很难得的。它轮流发生在世界上不同的地方，对于住在一个固定地点的居民来说，平均要300年左右才能遇到一次。因此，每逢世界上有某个地方发生日全食，就有许多天文学家和天文爱好者提前赶到现场，抓住这难得的机会，开展观测和研究工作。
　　为了争取更多一点的考察时间，人们还设法运用最先进的交通工具去追逐日食，飞机早就开始用了，现在还用火箭和人造卫星。
245太阳黑子酿成的疾患
　　1978年12月，英国赫赫有名的《自然》杂志上刊登了一份资料，它揭示了这样一条乍看起来令人觉得荒唐的规律：地球上流行性感冒的大流行年，大都是太阳黑子活动的高峰年。不管你相信不相信，事实是：自从有完整的太阳黑子活动记录的1700年开始，近300年间，人类一共遭受过12次遍及全世界的流行性感冒大蔓延，而这12次大瘟疫中，除了1889年的1次以外，其余11次无不发生在太阳黑子活动的高峰年。
　
　　流行性感冒对人类健康和社会经济造成的破坏是严重的。就以1918年席卷世界的那场“西班牙流感”来说，在世界范围内引起的死亡人数多达4000万。当时正在进行第一次世界大战，于是流感病毒也参与了对人类的屠杀。据美国公布，死亡于流感的美军总数，大约相当于该国参加战争阵亡人数的五分之四。
　　不久前，又有科学家们注意到了太阳黑子杀人的另一条线索。前一时期已经发现人类皮肤癌的发病率，有一条周期性的变化曲线。而现在发现这条曲线的变化周期正好与太阳黑子的活动周期是合拍的，并且皮肤癌发病率的高峰往往是出现在黑子高峰以后的第二年。皮肤癌是癌症中比较常发的一种，它对人类健康的危害也是很厉害的。为什么太阳黑子的活动和地球上人类的流行性感冒、皮肤癌会有这样紧密的关系呢？
　　通过长期的科学观察，至少我们已经知道了一个重要的线索，那就是每当太阳出现黑子的时候，它的周围就一定会有耀斑。耀斑是比太阳原来的表面还要亮的斑点，随着它的出现，太阳就会发出强大的紫外线、X射线和其他的粒子流。这些电磁射线8分钟就到达了地球。但是，对我们影响更大，而谁也察觉不到的，则是阳光中高能紫外线辐射强度骤然增加。
　　于是，不久前有人提出这样的解释：高能紫外线强度的增加，会引起感冒病毒细胞中遗传因子的变异，发生以后，如通过动物、人等媒介体更会迅速地蔓延，以至酿成气势凶猛的流行性感冒。
　　高能紫外线还是诱发人类皮肤癌的重要因素。据报告，阳光中每增加20%的紫外线强度，人类皮肤癌的发病率就会增加50%。据最近的研究报道，这种诱发性皮肤癌有两年的潜伏期。
　　太阳黑子对人类健康的威胁，应该引起我们的密切注意了。
246有棱有角的太阳
　　1933年9月，美国学者查贝尔来到美国西海岸高纬度的地方观看日落。黄昏时分，一轮又红又大的太阳慢慢西沉。突然，奇迹出现了：先是圆圆的太阳变成了椭圆形，接着又变成了馒头形，上圆下平。渐渐地，太阳的上半部也被削平了，出现了四个棱角，成了一个罕见的方太阳！查贝尔把这个奇景拍成了一组照片，引起了人们的很大兴趣。太阳为什么会变成有棱有角的方形呢？原来这是大气“哈哈镜”耍的把戏。因为在高纬度地区靠海面或地面的空气温度低而且密度大，越向上温度越高，密度也越小。当靠近地面或海面的阳光从这种密度不同的大气中通过时，就会发生折射。随着太阳的下沉，就会发生折射。随着太阳的下沉，太阳的下半部光线会折射得非常厉害，就像刀子削过那样平直。随着太阳继续下沉，上半部也进入低空大气层时，太阳的上下都成了直线形，形成了“方太阳”。不过，这种情况必须发生在极地和高纬度地区，而且要在无风无云、空气中没有冰晶雾的严格条件下才能产生，所以非常罕见。
　
247夸父追日
　　传说，在大荒山里住着一个巨人，名叫夸父。他看到每天太阳落山以后，大地便是一片黑暗，心想，要是能捉住太阳，不让它落山，世界就会永远光明。于是，他放开大步向西方跑去。他跑啊跑，终于跑到了太阳旁边。灼热的太阳晒得他口干舌燥，七窍生烟。他趴在渭水边上，一口气喝干了渭水，又把黄河一饮而尽。后来他还是渴死了。临死时，夸父把拐杖扔了出去，拐杖马上化成了一片树林，树上果实累累，为后来追赶太阳的人解渴。
　
　　从这个神话故事中可以看出来，古人很早就认识到太阳东起西落是不可抗拒的自然规律，他们渴望有永久的光明，要是太阳能永远照耀大地，该多好啊！
　　科学发达以后，人们知道，在地球上看到太阳东升西落，是地球自转造成的。地球24小时自转一圈，也就是360度，相当于每小时转15度。
　　一个圆球旋转时，球面上各点速度大小是不相等的，球面上离旋转轴远的点，速度大；离旋转轴近的点，速度小。在赤道地区，地面到地球自转轴的距离最远，正好等于地球的半径6378公里。随着纬度的增加，地面到自转轴的距离逐渐缩短。
　　那么，赤道地区的速度有多大呢？赤道周长接近4万公里。计算下来，地球在赤道地区的速度是每秒464米，是声音在空气中传播速度（331米/秒）的1.4倍。目前，百米赛跑的世界冠军每秒才能跑10米多，所以，在赤道上，人靠两腿奔跑，是无论如何也追不上太阳的。古人把夸父追日比作不自量力，是有道理的。
　　但是，人类创造的交通工具速度越来越高，使追赶太阳的幻想变成了现实。现代超音速喷气式飞机飞行速度远远超过了地球自转速度。当你乘坐这种飞机从东往西飞时，太阳就会总在你头顶上，你不就真的追上太阳了吗！科学家不仅使神话变成了现实，而且使这种奇迹为科学服务。有一次日全食，科学家就带着观测仪器，坐上了一架速度达到声速2倍的“协和号”飞机，贴近日食还追随着太阳，和太阳“同步”飞行。坐在飞机上的科学家就能长时间地观测日食，直到日食结束。这真可以叫做“夸父追日”了。
248“丢一天”与“赚一天”
　　1519年9月，西班牙的一支探险队在麦哲伦的指挥下，分乘五只大船，由西班牙的圣罗卡往西航行，开始了人类历史上的第一次环球航行。途中历尽曲折艰辛，麦哲伦不幸丧生，最后只剩下一条船。这次为时3年的环球航行，证明了地球是圆的。
　
　　回到西班牙的那一天，发生了一件意料不到的事情。在水手们的航海日记上，明明记载着这一天是9月6日，可是岸上的人却异口同声说，这一天是9月7日。这是怎么回事呢？神甫们用原谅的口吻对水手们说：“弟兄们一定是路上太辛苦了，把日子记错了。”可是，水手们都记得清清楚楚，指挥官埃尔·卡诺甚至向神甫们保证，他们决不会把日子记错。事实上，水手们和岸上的人说的话都是对的。向西环球航行一周，确实会“丢掉一天”。但是这一天是怎么丢掉的，当时谁也说不清。法国著名作家儒勒·丹尔纳写的小说《八十天环游地球》中，主人公福克先生在伦敦与人打赌，要八十天内环游地球一周。福克先生带着仆人路路通从伦敦启程，一路向东，经过欧、亚、非、美四大洲，最后回到伦敦。按他自己的精确计算是迟到了5分钟。福克先生以为自己输定了，非常懊丧。可是第二天，路路通却发现了一个奇迹，按照伦敦的日历，他们早到了一天。福克先生终于在限定的最后一分钟赶到了改良俱乐部，他赢到了两万英镑赌注。
　　福克先生是一个精明透顶的人，他是不会把日子记错的。原来，“丢一天”与“赚一天”都与国际日期变更线有关。我们知道，地球不断地自西向东转动，各地都有自己的“地方时”。为了统一区分“今天”和“昨天”，人们确定了一条“国际日期变更线”。在这条线西边附近地区还是昨天。按照这样的办法，当轮船或是飞机从东向西越过这条界线时就要增加一天，而从西向东越过这条界线时就要减去一天。知道了这个规定，“丢一天”与“赚一天”的谜底就揭开了。麦哲伦船队丢掉一天，是因为他们是自东向西越过这条界线的，应该加一天；而福克先生环游地球的方向正好相反，应该减去一天。
249地球像个大鸭梨
　　地球是个啥形状？
　　据英国物理学家牛顿计算，由于地球不停地以每小时1666.7公里的速度，自西向东快速旋转（自转），它的腰部（赤道部位）在离心力的作用下，应向外鼓出来，而两极部分呈扁平状。因而，他认为地球的形状，像个大桔子，而不应像个大皮球。
　
　　为了弄清地球的真实形状，1735年和1736年，法国有两个测量队，分别出发到两个相距很远的地方去测量。一队去赤道附近的秘鲁，一队去北极附近的拉普兰。经过八九年的艰苦工作，终于证实了牛顿的说法是正确的。地球果真是个像桔子一样的扁椭球体。它的东西直径（赤道直径）为12682.7公里，东西直径比南北直径长了42.5公里。然而，由于地球的体积为10800亿立方公里，所以，从宇宙飞船或月球上拍摄的地球照片看，仍像个很圆的圆球。
　　目前，据最精确的测量证实：地球也不是个真正的椭球体，而是一个不太规则的椭球体，北半球较细、较长，北极凸出；南半球较粗，较短，南极凹进。因此，严格地说，地球的形状既不像皮球，也不像桔子，而更像一个立着的大鸭梨。
　　那么，地球为什么是一个扁球呢？要揭开这个谜，必须知道地球是怎样运动的。
　　地球一方面绕着太阳旋转，每转一周，就是一年，这是地球的公转；另一方面，地球还绕着贯穿着它的南北极方向的“轴”而旋转，每转一周，就是一天，这是地球的自转。由于地球在自转，地球上每一部分都在作圆周运动。这和汽车在转弯时，乘客也都在沿圆周运动一样。经验告诉我们，汽车转弯时，乘客都具有向远离圆心方向倾倒的趋势，这种趋势是由于乘客受到惯性离心力所引起的。地球在自转的时候，地球上每一部分都受到惯性离心力的作用，因而也都具有一种离开地轴向外跑的趋势。
　　经验和理论都证明，地球上各个部分所受惯性离心力的大小，与它离开地轴的距离成正比，离开地轴的距离愈大，所受的惯性离心力也愈大。赤道部分比两极部分距离地轴远得多，所以赤道部分所受到的惯性离心力也远远大于两极部分。这样，千百万年过去以后，在地球逐渐凝固的过程中，由于惯性离心力的差别，终于使地球的两头变小而肚子变大。
25 倔强的陀螺
　　1958年10月11日，美国发射的一枚月球火箭失败了。追查起来，原来是上面的陀螺出了毛病。这枚火箭上装了一种陀螺导航仪。陀螺是在轴承上转动的，由于轴承中间有摩擦，使它转动不灵活，这样仪器就产生了偏差，使火箭向上仰了3.5度，结果没有击中月球而失败了。
　
　　陀螺，是少年朋友十分熟悉的玩具。陀螺的老家在中国。从我国山西夏县新石器时代的遗址中，就发掘到了石制的陀螺。可见，陀螺在我国最少有四五千年的历史。
　　在1700年前的晋代，我国还出现了一种有趣的玩具——竹蜻蜓。这种玩具18世纪传到欧洲后，被西方人称为“中国陀螺”。
　　为什么把竹蜻蜓叫做“中国陀螺”呢？原来正式提出“陀螺”这个术语的，是19世纪中叶的法国物理学家傅科。在英语中，陀螺就是“回转体”，竹蜻蜓也可以说是一种陀螺。少年朋友，你注意到了吧：静止的陀螺，在地面立不起来；可是当它旋转起来以后，就立得很稳了。这是为什么呢？原来一个东西旋转起来以后，它就具有一种特性：保持旋轴方向不变。陀螺的这种倔强的脾气，科学家称这为“定轴性”。高速旋转的陀螺，这个特性更明显。即使地面上高低不平，或者在斜面上，它也“稳如泰山”。而且，转速越高，转得越稳。
　　杂技里的转碟、耍盘子、丢帽子都是利用陀螺这种怪脾气，才能玩出很多花样。
　　陀螺的这种脾气，可以用来指示方向。比如把它装在飞机上，事先让它的轴对准南北方向，然后让它高速旋转。这样，不管飞机如何改变航向，而陀螺轴总是指向南北方向，这就是绝妙的“指南针”，叫“陀螺罗盘”。1889年，奥地利军官奥波里首先将陀螺应用在军事上。他设计的世界上第一架“陀螺自动操纵舵”，安装在鱼雷上了。装有这种仪器的鱼雷，能准确无误地击中目标。1904年，德国发明家安许茨制成了航海陀螺罗盘，并将它装在潜艇上。由于磁罗盘在北极失去作用，而陀螺罗盘在极地也照常工作，所以航海陀螺罗盘在北极探险中起了很大作用。1908年，他制造的陀螺罗盘使用到德国海军舰艇上。1909年，世界上第一辆载人单轨车厢产生了，它能运载40人。因为上面装有一个大陀螺，所以运行十分稳定。1914年，英国和俄国工程师不约而同地用同样原理，制成了前后各有一个轮子的“双轮汽车”。这种车被人称为“魔车”。这种轰动整个欧洲的魔车不倒的秘密原来是上面装了一个大陀螺。
　　从30年代开始，陀螺仪用到了航空上。后来又用到火箭、导弹及其他航天器上。
250过不着星期天的船长
　　在太平洋里的赤道附近有个叫基里巴斯共和国的国家。它是一个岛国，大小岛屿星罗棋布，分散在500万平方公里的辽阔洋面上。国内有一条轮船的定期航线，因旅客不多，每周只开一班。每星期六晚上18时从凤凰群岛的坎顿岛启航，驶向首都塔拉瓦；星期四早6时，由塔拉瓦返航，航程为6小时。这条航线开航后，大家反映很好。可是船长满腹牢骚，他抱怨说：虽然他在两地都可以休息，却享受不到一个正常的星期天。
　
　　原来基里巴斯共和国的领土恰好分布在“国际日期变更线”的两侧，轮船自东向西驶向首都塔拉瓦时，要经过日期变更线，这一下，就把一个好端端的星期天给跳过去了。提起“国际日期变更线”，还有这样一个故事。美国心理学家曾经做过这样一个实验，当一批乘客从美国中部的奥克拉哈马飞抵菲律宾的马尼拉之后，由于两地有10个小时的时差，心理学家发现，这些乘客在到达后的24小时内，没有一个人能长时间的集中精力。让他们把10个两位数字连续加起来，有些人需要的时间竟是平时的3倍。实验表明，穿越时区的飞行，将会引起人们比较显著的生理与心理变化。但是从事南北方向飞行的驾驶员，不会有这种精神异常。
　　从日本东京到美国西雅图的飞机，在每星期二的下午两点起飞：飞机向东飞行，10多个小时内横过6个时区，也穿越“国际日期变更线”。到西雅图的时间反倒是星期二上午六点三十分。乘客们经过一天劳累，他们认为早应该是深夜了，可是机窗外西雅图的太阳却刚刚升起。这个星期二对他们来说，实在太长了。
251埃拉托色尼的巧妙计算
　　物体在亮地里总有个影子，所以俗话说“形影不离”。可是也有例外。每年到了夏至这一天的正午，在埃及的塞恩一切垂直的东西都失去了影子。
　
　　塞恩有一口枯井，很深，井口很小。每年夏至日的正午，阳光可以一直照到井底。当阳光正好垂直照射在塞恩的时候，所有垂直物体的影子都缩成了一个点，影子就消失了。而塞恩以南或以北的任何地方，阳光和弧形的地面会形成一个夹角，所以会留下影子。
　　天文学家埃拉托色尼想，根据一个垂直物体所形成的影子的长度，可以求出阳光和这个垂直物体所形成的夹角。如果从地球的中心画两条直线，一条引向塞恩，一条引向出现影子的地方，那么，根据几何上的原理，这两条引线所形成的夹角，等于阳光和这个垂直物体间形成的夹角。只要知道了夹角的大小和它们对应的那段弧的长度，就可以算出地球的圆周长来。
　　有一年夏至，埃拉托色尼来到距离塞恩正北有5000斯塔迪姆的亚历山大里亚，在地面上垂直地面竖起一根木杆，量出它在正午时最短的影子，求出了阳光与垂直物体所形成的夹角大约等于7°。一个圆周等于360°，7°大约等于360°的五十分之一。埃拉托色尼因而求出了地球的圆周是250000斯塔迪姆。1斯塔迪姆大约等于十分之一英里，250000斯塔迪姆相当于25000英里，即40000公里。这个数字和现在已知地球的赤道为40076公里非常接近。
　　知道了圆周长，也就可以求出地球的半径：R=40000公里÷2π=6363公里。它和现在已知地球半径为6357～6378公里当然也非常接近。
　　两千多年以前的天文学家埃拉托色尼，在没有任何仪器的帮助下，这样精确地求出了地球的大小，的确是很了不起的成就。这完全是由于他对自然现象观察得非常细心，又对几何知识掌握得非常娴熟的结果。
　　少年朋友，你是不是也想自己试一试呢？
　　在秋分或春分的那一天中午，你垂直地面竖立一根木杆，根据它的影子求出阳光和这根木杆所形成的夹角。再从地图上量出你们在的地方到赤道的距离（因为这一天阳光中午垂直照在赤道上）。按地图上的比例尺算出它的里程。然后就可以用上面介绍的埃拉托色尼的方法，自己算一算，看看你测出来的地球是多大。
252首次证明地球自转的人
　　目前，人们对于地球在围绕着太阳进行公转的同时，又进行自转这一真理已经确信无疑了。大家可知道，第一次直观地证明地球自转的实验是谁做的吗？
　
　　1542年，波兰天文学家哥白尼提出了著名的“日心说”，向当时占统治地位的“地心说”进行了公开挑战，以后许多科学家和学者，如布鲁诺、伽利略等人又为这一学说进行了英勇斗争。但由于当时历史条件的限制，他们都不可能做直观的、公开的实验，说明地球在自转。
　　1851年，是法国学者傅科第一次用实验的方法验证了地球的自转。傅科的实验是在巴黎伟人祠进行的。试验用的仪器主要是一个悬摆，是由一根约70米长的铁丝和一个质量为28千克的摆球组成的。实验时，他把悬摆挂在伟人祠的大圆顶下面，并采取措施使这个摆能在任何平面内自由摆动。然后在地面上找出正对着悬挂摆的那一点。再以该点为圆心，围上一圈栏杆，并使这个圆周的半径保持在3米左右。最后，在栏杆上撒一层细沙，当悬摆摆动时，尖端就会碰掉沙子，以便测算必要的实验数据。
　　从这个公开演示中，人们直观地看到悬摆摆动的平面是沿着顺时针方向改变方位的。经测算，这个悬摆的运动平面在1小时内改变11度多，约32小时摆动一圈，由栏杆上那一圈沙脊就可以算出，每摆动一次，摆动平面就移动3毫米。这样，通过傅科实验，直观地证明了地球的自转。对于天文学发展来说是一个重大的贡献。
253地球直径是怎样得来的
　　公元前210年6月，盛夏的烈日高悬在埃及亚历山大古城的上空。行人都不愿在骄阳下久留，只有一位秃顶的老人，肩披一件白色宽袍，跟着骆驼的步子。骆驼冉冉向前，每走一步，驼铃就“当”的响一声。老人聚精会神地数呀数，当骆驼走完一千步，老人就在手中的一根木棍上刻上一道刀痕。就这样，老人随着骆驼队在炽热的沙漠上朝南走，一直走到阿斯旺。
　
　　经过几十次反复地测量，老人终于算出了从亚历山大古城到阿斯旺的距离，还利用正午太阳的投影计算出地球子午线的长度，然后推算出地球南北极之间的直径是12630824米。这是人类第一次推出地球的极直径。这位老人就是古希腊的科学家埃拉托色尼。
　　经过了1763年，到1553年春，巴黎的费涅尔博士乘着马拉的轿车，驶向避暑胜地亚眠。他一面闭目养神，一面数着车轮的转数。车到亚眠，他量了一下轿车轮子的直径，坐下来就算起来了。不一会儿，博士就算出了巴黎到亚眠的距离。接着，他也利用了正午太阳的位置，算出极直径的数值是：12680253米。
　　又过了近200年。1735年5月16日，一艘法国军舰护送着一支由天文学家、数学家和制图学家组成的考察队，从法国的拉罗舍尔港出发，直驶南美。舰上配备着当时最新的测链、转镜经纬仪、望远镜等仪器。经过8年的考察，1743年，他们宣布了极直径的数值：12707216米。1841年，著名的德国天文学家贝塞耳精心计算了关于地球的一系列数据。他宣布，地球的极直径应该是12712156米。第二次世界大战结束后，美国空军利用先进的航空测量技术，又作了一次更为精确的测量。结果是12713756米。60年代初，科学家借助于人造卫星和电子计算机，算出了极直径是12713884米。
　　1976年，国际天文学家联合会宣布了地球赤道半径的数字，根据这个数字推算，极直径应该是12713510米。这个数字以后还会不会再次修正呢？少年朋友如果有兴趣的话，让我们拭目以待吧！
254向月球城迈进
　　1967年7月21日，美国两名宇航员乘坐“阿波罗”飞船首次登上了月球。
　　后来“阿波罗”12、14、15、16、17号飞船又将10名宇航员送上月球。
　　他们采回382公斤月球岩石和土壤，还在那里设立了5个核动力的实验装置。
　　苏联的“月球”号无人飞船也几次在月球着陆和采集样品。
　　所有分析结果都表明：月球十分干燥，毫无水的痕迹。人们不再怀疑，月球确实是一个没有生命的世界。月球上虽然是一片荒凉，但却有许多宝贵的资源。人们已经发现55种矿石，其中6种矿石是地球上没有的。月球的岩石和土壤中有20～30%的金属，其中有铁、铅、钴、钛等，30%的硅和4%的氧，另外还有放射性元素铀和钍等。使科学家们感兴趣的是，月球上有大量的钛铁矿，它们的含氧量很高。把这些矿物进行分离处理，就能得到各种金属材料，同时获得大量的液态氧和氢气，不仅能满足人们生活和加工的需要，还可以作为轨道转运船的燃料。科学家预测，月表城将在2017年以前出现。它实际上只不过是一座月球工厂。工厂的设备和人员将乘轨道转运船分12次到达月球。
　　建设月球的先遣队机器人、挖土机、推土机等设备，在地面的遥控下工作。待工程初具规模后，才有3～7名宇航员分批登上月球。
　　宇航员们居住的舱室埋在坑内，四周堆盖1～2米厚的月壤，以防止强烈的宇宙辐射。在开始阶段，月球建设者所需的生活用水、食品和氧气等都是从地球上运去的，使用过的水，通过生命再生系统循环使用，氧气不成问题，因为第一批月球工厂几乎全是制氧厂。夜晚长达15天，利用太阳能不方便，动力可能来源于核电站。
　　随着大批建设者的到来，工厂和城市的界限越来越模糊了。
　　月球的矿石大部分存在于浅表面层，可以用简单的露天开采法采矿。月球工厂只能处理很少的一部分。大部分矿石要通过大炮一样的电磁发射器抛射到空间一个集矿站，然后由运输船运回同步轨道上的空间工厂或地球。月球离不开水，好在已经可以大量生产氧气，只需补充一些氢就可以了。月球的土壤里几乎包含着植物生长所需的全部矿物质，问题是还缺少一些氮气。
　　经过人们一番努力，月球温室里将郁郁葱葱地长满了蔬菜和瓜果。这样又将产生最早的一批月球农民。月球上最忙碌的地方是航天港口，除了装满巨大球形液氧罐和转运渡船不断地起降外，月球居民还得接待越来越多的旅游者，为他们安排住宿和参观。
　　神秘的月球将是21世纪人们最向往的地方，可望而又可及。
255月亮在远去
　　1963年，美国科学家威尔斯发现：珊瑚外壁上的环，能代表每年的生长物，而相邻两环之间的生长脊数，就是地球公转的周期，一年应有的天数。因此，用珊瑚化石，就可观测地球公转速度不断变化的情况。在6000万年前，每年约有402天。因此人们将珊瑚化石叫珊瑚计时器。同样的鹦鹉螺化石，也能反映月球的情况。1978年，美国科学家卡姆和普鲁庇发现鹦鹉螺化石与月球围绕地球旋转的周期有关。鹦鹉螺是一种软体动物，壳体作包卷状，直径二三十厘米。壳质薄而脆，壳体内部被许多模板分隔成若干小室叫气室，最外的一室体积最大，为动物的肉体和内脏所在。每个气室的外壳上有着一种生长线，每个生长线是一天的生长痕迹，每个气室正是一个月的生长物。现代的鹦鹉螺，每个气室恰是30条生长线，和现代的塑望月完全一样。而古代的鹦鹉螺化石，则不同于现代。500万年前，鹦鹉螺的每个气室只有9条线；345万年前，每个气室只有15条线。由此可见，月亮围绕地球旋转的天数，古代较少，现代愈来愈多。这是由于月球围绕地球的运行轨道愈来愈大，离我们愈来愈远的缘故。他们二人还利用万有引力学说进行计算，计算结果完全符合鹦鹉螺化石的反映，而由此推断出：400万年前，地球和月球之间的距离，只有现在地球与月球距离的43%，7000万年间，月球远离地球的平均速度为每年94.5厘米，而且现在仍在进行。
　
　　由此可见，月亮确实在逐渐远离地球而去。
256令人神往的月亮村
　　美国休斯敦约翰逊航天中心领导人温德尔·门德尔已正式向白宫提交了向月球上殖民的计划。他声称“航天飞机事件对宇航计划毫无影响”，并证实说，第一批月球新村将在20年后搬到月球上去。
　
　　在巴西的圣卡塔林岛，美国科学家正日以继夜地营造“生物圈-1”号，为将来在月球上建立永久性的地球外人类新村进行一系列的工作。未来的“月亮人”将与外界断绝关系，进入这座人造综合工程，在模拟的太空城中生活两年。
　　在月球上殖民计划将分段实施。第一阶段是从1997年开始，发射出去的人造月球卫星在围绕着月球的轨道上旋转，其任务是探定在月球上殖民的最佳地区。这块殖民地应是令人惬意的小角落，具有丰富的可开采的矿物资源，而且地面又必须结实可靠。届时，将派勘测队实地制定未来的月亮村施工计划，然后开始向月球殖民并运去基建机械，诸如掘土机、推土机、起重机等。地球外的第一个人类新村将建筑在一公顷见方的岩石上，地基用微波技术加以硬化处理。在这片月球地面上，首先安装“集装箱”巨型管道（直径6米，长18米），它们彼此连接成等边六角形；首批“月亮人”在“集装箱”内赖以栖身。然后又把一个个六角形彼此连接起来，就像蜜蜂营造蜂房一样形成建筑群，里面可以容纳一百人生活。第一个月亮村将用21根“集装箱”管道连成3个六角形。在每个六角形中间，用高压空气的办法鼓吹起18米高的巨大圆仓。第一个仓作为生产食物的农场；第二个仓作为月球表面研究实验室；第三个仓则是“月亮人”的公寓。
　　那么，人们将怎样在月球上生活呢？这跟在太阳能基地生活有点类似，但要更为深居简出。因为月亮没有大气层，各种对人体器官有害的宇宙射线得不到过滤减弱。而且这个地球的天然卫星会遭到规模不等的陨石雨的轰击。唯一的办法是用月球上的沙土装成沙袋，在我们漂亮的月亮村上面堆一层缓冲层，外形酷似金字塔。
　　自然，这个小小的世外桃源会让人想起鼹鼠掘洞时形成的小土穴。庆幸的是，在月球上生活也有其优越条件：由于月球引力比地球小得多，又没有大气包围，就可以用极少的能源来完成许多任务。我们在月球上将减轻自身的重量，我们个个将飘飘欲仙……月亮城比空间轨道站的最大优越性在于，人们可以稳当地直立，人的骨头也不会失钙，不会有恶心的反应。而且太阳能是充沛的，很容易收集。这些能源可以满足未来月亮居民的需求。
　　登月考察结果表明，月球有丰富的矿产资源，月表岩层含有4%的氧，20%的钴，20%的硅，此外还有铁、钛等金属资源。
　　氧气可以通过化学方法从地下提取，然后配制成可供人呼吸的人造空气。氢可以从碳氢化合物中提取。氧气与氢气化合就能生成水，有了水、空气和阳光，植物就可以生长……这里将成为地球的先遣基地。人们可以用很少的能源建造或发射在地球上难以实现的巨型火箭。人们可以在月球表面上建造天文望远镜，特别是射电天文望远镜，它们的工作将不受地球各种电子干扰。
257月球尘土上第一次印上了人类的脚印
　　明月当空，幽淡的光辉照着地球的黑夜时，形成美丽的夜景。嫦娥奔月、吴刚伐桂，多少年来，人们一直对月亮有着美丽的幻想。
　
　　国外也有类似的神话。17世纪德国天文学家开普勒首先写出了飞向月亮的幻想故事。开普勒认为月亮上有空气，也有水。的确，对人类和生物来说，空气、水实在太重要了。不过，后来人们弄清了，月亮上既没有空气，也没有水。少年朋友也许会问：在一个没有空气和水的星球上，会不会出现生命？月球上有没有生命？如今已有了可靠的答案。1969年7月21日，美国宇航员阿姆斯特朗和奥尔德林，乘坐阿波罗11号宇宙飞船经100小时的飞行到达月球。3时51分，阿姆斯特朗爬出登月舱的气闸室舱门，在5米高的进出口平台上呆了几分钟，以安定一下激动的心情。然后他伸出左脚慢慢地沿着登月舱着陆架上的一架扶梯走向月面。他在扶梯的每一级上都稍微停一下，以使身体能适应月球重力环境。走完9级扶梯共花了3分钟，4时7分他小心翼翼地把左脚触及月面，然后鼓起勇气将右脚也站在月面上。于是在静寂的月球尘土上第一次印上了人类的脚印。
　　阿姆斯特朗和奥尔德林在月面上总共停留了21小时18分，在舱外活动了2小时又21分钟。在这无声无息的环境里，他们安装了自动月震仪、激光定向反射器、太阳探测仪，并收集了23公斤的月球岩石和土壤标本，插上了一面美国星条旗。电视摄像机不断地把他们的活动拍摄下来送回地面，使地面上千千万万观众与他们一道经历了这一场冒险。通过他们的亲自观察和带回来的岩石和土壤分析结果都表明：月球十分干燥，毫无生命痕迹。人们不再怀疑，月球确实是一个没有生命的世界。
258太空探险者哈姆
　　1969年7月16日，美国东海岸佛罗里达州卡纳维拉尔角的肯尼迪宇宙飞行中心的发射场上，一只像36层楼高，110米长的巨型火箭，在震耳的轰鸣声中起飞了。由它和登月舱组成的阿波罗11号宇宙飞船将把第一批登月者阿姆斯特朗和奥尔德林送上月球。经过100小时的飞行，7月21日登月舱连同两位宇航员在月面上缓缓着陆，静寂的月球尘土上第一次印上了人类的脚印。
　
　　在人类欢呼登月成功的时候，我们不应该忘记太空探险者——猩猩哈姆。
　　1960年7月，美国国家宇航局提出了宏伟的阿波罗计划，要把人类送上月球。可是人类要到宇宙中充满了来自太阳的高能粒子和紫外线，以及各种宇宙射线，它们都可能对人类造成危害；宇宙飞船在飞离地球的时候，加速度会达到每秒钟几十米甚至上百米；而在进入人造卫星轨道以后，却又处于失重状态之下……人能适应这种复杂、奇特的环境吗？采取哪些措施才能保证不发生意外呢？为了宇航员的安全，美国科学家们决定，把一些动物送到宇宙中去，通过实际飞行检验它们在太空中的适应能力，取得安全数据资料，为人类进入太空作准备。这个光荣的、历史性的任务，就落到了猩猩哈姆的肩上。
　　哈姆原来是美国霍洛曼太空医疗中心的一只实验动物。1961年1月31日，哈姆乘坐“水星号”太空船从佛罗里达州的卡纳维拉角腾空而起，进入了广阔无际的太空。它是这艘宇宙飞船上的唯一乘客。
　　当然，哈姆并不明白自己所肩负的重任。它的这次太空旅行是短暂的，从火箭发射到降落只有16分半钟，环绕地球只飞了不到一圈。旅途中还出点差儿：由于运载太空船的“江石”火箭的推进系统发生了故障，水星号太空船的飞行轨道比原来计划高出64公里，降落地点也偏离了206公里。因此，哈姆不得不在海洋中漂流了几个小时。当人们把它从溅落地点打捞回来时，它正焦急地盼望着人们给它食物呢！专家们主要对它进行了严格的身体检查，发现它的各方面状况良好，它这次成功的飞行为美国第一个宇航员谢浮德进入太空提供了可靠的安全数据。
　　从那以后，哈姆结束了宇航员的短暂生涯。“退休”后，在华盛顿的哥伦比亚动物园过着闲散的生活，经常和来自全国各地游客们“会面”。1981年4月，它又迁到了北卡罗来纳州，1983年去世，终年26岁。
259大自然留给我们的一个谜
　　在我国江浙一带，流传着一个美丽的神话故事。在远古时代，盘古开天辟地后，天地间还是一片黑暗。一天，盘古发现了一个很亮的地方。原来是一对孪生姐妹太阳和月亮住在这里。盘古传她们上天，照亮整个世界。姐妹俩高兴地答应了，并且商量好轮流“值班”：白天是太阳妹妹，晚上是月亮姐姐。
　
　　她们是农历十月初一登上天宫的。因为妹妹有些害羞，所以白天出山以后，姐姐就陪着她，行走了好长一段路才回去。以后成了习惯，每年农历十月初一这天早晨，姐姐都要和妹妹一起出来一会儿。这个时候，站在浙江钱塘江北岸的“鹰穿顶”上，就会看到太阳和月亮同时出现在天空中，亲亲热热地挨在一起。这就是“日月平升”。
　　这个美丽的传说，流传了很多年，但是“日月平升”的奇观，却几乎没人见过，直到1980年，杭州大学的一位教师在古书中看到了这个天下奇观，才在当年农历十月初一赶到了“鹰穿顶”，第一次亲自目睹了太阳和月亮在清晨同时出现的美景。
　　据说“日月平升”时，太阳和月亮同时跃出钱塘江江面，紧紧地挨在一起，太阳显出美丽的红色或藕色的光环；有时月亮先出来，随后几乎在同一垂直线上太阳露面，太阳托住月影一起跳动；有时太阳升起后，旁边会出现一个暗灰色的月亮，一会儿，跑到太阳左边，一会儿又跑到右边，时而在太阳上面，时而又出现在太阳下面，好像忙碌的月亮姐姐在不辞辛苦地照料着太阳妹妹；有时月亮还会从太阳前面滑过，太阳表面大部分被月亮遮掩，颜色变暗，周围闪现出金黄色的月牙形……真是千姿百态，绚丽多彩。我们知道，月亮是地球的卫星，它又和地球一起围绕着太阳旋转。月亮的直径只有3476公里，而太阳的直径长达139万公里，相差十分悬殊。当然也不会同时出来了。其实，“日月平升”的现象也是由于天气折射造成的，也是“大气哈哈镜”的杰作。这面哈哈镜是怎么把太阳和月亮同时送上天空的呢？为什么只能在每年十月钱塘江北岸的“鹰穿顶”才能见到这一奇景呢？是因为十月空气干燥而造成的一种太阳光折射现象吗？“鹰穿顶”上有什么特殊条件，才酿成了这一天下奇观呢？这是大自然留给我们的一个谜。少年朋友，你长大了想去揭开这个耐人寻味的谜吗？
26 骡子“自行”火炮
　　这是一个真实的故事。　　一百多年前，在美国西部的一个要塞中，一名爱动脑筋的少校想：“现在的炮车要马和骡子拉。道路不好走时，还要把它拆开来驮运，射击时再组装起来，太麻烦了。如果把火炮直接安在马和骡子背上，不但行军速度提高了，而且进入、撤出阵地的时间也会大大缩短。”他把这个想法上报给要塞司令官，司令官大加赞赏，决定让少校马上组织进行实验。少校命令士兵们挑选了一门榴弹炮和一匹非常健壮的野战骡子。士兵们七手八脚地用皮带把榴弹炮炮口朝后牢牢地捆在骡子的背上，并且在炮管里装入一枚球形榴覆弹，少校把骡子牵到悬崖上，让它转过身来使炮口指向河中的目标。军官们在距骡子不远处围着骡子站成一个弧形看热闹。少校得意洋洋地宣布说：“世界上第一门自行榴弹炮射击实验开始。”接着把定时引信插入榴弹炮火门中。
　
　　骡子听到自己背上发出嘶嘶的响声，心神不安地害怕起来。它转过头来想看到底是什么东西在自己背上，它一回头不要紧，身子也跟着转了过去，炮口在水平方向横扫起来，当它看清楚是刚才捆在自己背上的那个大黑家伙冒着烟时，终于惊蹶起来，四条腿缩成一束原地打起转来。榴覆弹的作用半径是3公里多，眼看周围的每一个人都有被炮弹击中的危险。
　　军官们慌乱起来，要塞司令官像猴子一样爬到一棵大树上；中尉们连滚带爬地向崖边跑去，一个接一个地跳进河中。副官掉头撒腿向要塞跑去；军士们原地卧倒，用刺刀匆匆地建造着围墙；少校呢，被骡子撞倒在地上。骡子的背上不断地喷出一团团烟雾，“轰”，发出了沉闷的一声巨响。只见骡子往后边连续翻滚着，滚下了悬崖。而炮弹却朝着要塞飞来，正好击中了少校宿舍的烟囱。聪明的少校为什么会失败？原因是他忽略了火炮射击中的后座力。炮膛内火药气体产生的压力推着弹丸向炮口方向运动时，会产生一个向后的力，推动炮膛后壁，这个压力即使在那时火炮威力较小的情况下也有几千公斤之大。几千公斤的力一瞬间作用在体重不足一二百公斤的骡子上，后果不难想象。这次失败给人一个启发：注意后坐力。因此现代自行火炮除具有反后坐力的装置外，还把火炮装在一个很像坦克底盘的大铁家伙上，就是充分考虑了后坐力的缘故。
260“拥挤”的太空
　　苏联宇宙1275号导航卫星于1981年6月4日在普勒泽茨克宇宙中心发射之后，绕地球持续飞行了50天，每绕地球一周为105分钟。位于近1000公里高空中的宇宙自动遥控装置控制着它的运行轨道，犹如牵引平滑如镜的海面上的浮筒。
　
　
　　可是宇宙1275号在美国阿拉斯加的北部冻土带上空突然失去了联系：一个几乎看不见的金属碎片，像榴弹炮那样的威力沉重地撞击在苏联的这一卫星上。于是，这个工作正常的工程师们的杰作在几分之一秒的时间内就变成了144块绕地球飞行的宇宙碎片。
　　这是一次所谓“克斯勒综合症”的最严重的事件，即专家们称之为宇宙运载工具和一块宇宙碎片的相撞。克斯勒是一位天体物理学家，多年来，他在美国国家航空和宇宙航行局的约翰逊太空中心，一直在研究使地球宇宙飞行的令人担心的无主飞行体。他预言“宇宙中这类事件我们今后还要经常遇到”，因为自从开始宇宙飞行以来，宇宙环境污染一年比一年严重了。
　　燃料耗尽的各级火箭、脱落的气体动力外罩、损坏了的驱动装置，以及最为危险的、为数众多的爆炸了的卫星残片和燃料箱，这一切构成了环绕地球运行的碎片。美国专家谢鲍托夫计算出，在一次为期4天的宇宙飞行中，飞行高度为270公里的航天飞机靠近较大（直径为1米或1米多）物体达67次之多，相隔距离小于200公里。尽管相撞的可能性仅为百万分之一，但也还有许多较小的物体飞越这一地区。目前，对载人宇宙飞行来说，问题还不十分严重，但是美国人计划发射的大型宇宙站将会被宇宙尘所击中。他认为，“如果我们今天在宇宙间有10个直径为100米的宇宙站的话，那么宇宙尘就有可能每年击中其中的一个，使其遭到损坏。”
　　人造天体每一次相撞，不论是人造卫星和燃料耗尽的各级火箭相撞，还是碎片与碎片相撞，都会产生一种新的引起危险的碎片来。实验的结果表明，在宇宙间的相撞会产生数千甚至数百万个微小的碎片。天体物理学家克斯勒警告说，通过这些相撞，在今后还将形成无数的、绕地球运行的碎片。此外，专家们显然对宇宙的自我净化力估计过高。他们认为，尤其是较小的碎片很快向地球降落，然后在大气层中烧毁。可是这一过程持续时间比专家们预计的要长。一个在800公里高度运行的物体在30年左右的时间才降低100公里。克斯勒说：“燃料燃尽的碎物却很快被更多新卫星碎片所取代。”
261关于牛郎织女的传说
　　农历七月初七，是我国民间传说中牛郎织女相会的日子。传说，织女是王母娘娘的亲闺女，在天上织云彩。牛郎是人间的一个看牛娃，备受兄嫂虐待。老牛很同情牛郎，有意帮助他。一天，老牛告诉他向织女求婚的办法。牛郎照样做了，果然达到了目的。他们婚后生了一男一女。可是，王母娘娘知道后，却把织女抓回天庭。老牛让牛郎把它的皮披在身上，挑着两个孩子追上天去。王母娘娘拔下发簪在织女后面一划成了一道天河，把这对夫妻隔开了。他们隔河相望，悲伤极了。后来，王母娘娘只允许他们每年七月七日相会一次，届时由喜鹊架桥渡河。
　
　　的确，夏秋之夜，天上银河西侧有颗明亮的星，旁边四颗小星，构成一个平行四边形，像织布用的梭子，这颗星叫织女星。银河东侧，与织女星遥遥相对的那颗明亮的星就是牛郎星，也叫牵牛星。牵牛星两旁各有一个小星，三星成一线，统称为“扁担星”。牛郎星、织女星，容易辨认，成为古代航海导航的星辰之一，那白蒙蒙的银河，从北向南，横跨整个天空。这是由大约1400亿颗太阳般的恒星所组成的光带。
　　织女星是一颗亮星，躯体庞大，有30个太阳大。亮度比太阳亮50倍左右。它的表面温度在9000℃以上，比太阳温度高3000℃。牛郎星的直径不到两个太阳的直径，比太阳亮10倍，表面温度比太阳高2000℃。
　　我们地球与织女星的距离，若用每秒30万公里的光的传播速度“走”的话，也要27年才能“走”完（光“走”一年为一光年，一光年约等于10万亿公里）。相距之遥，简直不可思议。“牛郎”、“织女”虽被古人称为“盈盈一水间”，但实际上相距有16光年。如果像人们所说的那样，牛郎、织女一定要相会的话，就算牛郎腿快每天能走100公里，走到织女星也要四五十亿年。即使乘坐每秒11公里速度的火箭，也要40万年以后才能相会。
262天王星的发现
　　人们常说：天王星的发现是个偶然，不过，在这个偶然的背后，却是几十年如一日的勤奋。
　
　　1781年3月13日是天文史上的一个可纪念的日子：在这一天以前，人类观测过太阳表面的黑子、月亮上的环形山、木星的卫星、土星的光环，但是从来没有想到过土星的轨道之外还有行星。而这一天威廉·赫歇耳发现了一颗新的行星，一下子把太阳系的边疆扩大了一倍。威廉·赫歇耳是1738年出生于德国，以后在英国定居的伟大天文学家。他的父亲是一个贫困的乐师。19岁时赫歇耳离开德国，渡海到达英国，在一个叫作巴斯的小镇依靠演奏和教授音乐谋生。就在这时，他为了提高自己的演奏技巧，开始研究乐理，接触到了数学，由此对数学发生了浓厚的兴趣。以后他又从数学转到研究天文学，并在天文学上作出了巨大贡献。
　　1767年他的父亲去世了，他把妹妹卡萝琳从家乡接到了英国，以后这个妹妹就成了赫歇耳毕生从事天文研究的得力助手。他妹妹终生没有结婚，把自己的一生完全献给了天文学研究。赫歇耳开始用来观察天空的唯一工具，是从友人那里借来的一个小小的望远镜。他迫切渴望得到更大的望远镜。但当时他非常贫困，不得不自己动手制作望远镜，他很快在这方面也表现出了出色的才能。他制作的望远镜很快就出了名，受到当时天文学家的高度评价，畅销一时。赫歇耳为了制作望远镜，把家里变成了一个小作坊。他白天有时写乐谱，有时找演员演奏，而更多的是从事制作望远镜，他的双手一刻也闲不住。到了晚上，他兄妹二人就用自制的望远镜探索天空，不论严寒或酷暑，从不间断。尽管夜间寒气凝重，手脚常常被冻伤，他们也毫无倦意，探索宇宙的奥秘已成了他们最大的乐趣。就在这长年累月的观测中，他们积累了十分丰富的资料，从中引出了许多重要的发现，改变了人类对宇宙的认识。从前人们认为，恒星是固定不动的，他们的观察证实了它们也在运动，而且还发现了整个太阳系在宇宙空间内沿着一定方向运动，银河是由无数的恒星组成的，我们的太阳只是银河中的一个恒星，而宇宙中有许多银河。
　　赫歇耳最重要的发现是在1781年3月13日。这天夜里，他们和往常一样，坐在自制的望远镜旁观察天空，他的妹妹坐在旁边作着记录，赫歇耳转动着望远镜观察。他意外地在双子座H星附近发现了一颗其貌不凡的小星。他开始怀疑它是一颗恒星。但经过三、四个月的连续观察，计算了这颗星的轨道，终于发现了它是一颗沿着圆轨道绕太阳公转的新行星，离太阳的距离大概是日地距离的19倍。由于这一发现，英王查理二世把他们请到宫廷，赐予他一笔年金，拨给他巨款制造更大的望远镜，并授予爵位，还赐给他妹妹一笔年金，以表彰他们兄妹对天文学所作出的伟大贡献。
263彗星是灾星吗
　　两千多年前，我国秦始皇时期，曾经出现过大彗星，有人认为，这预示着秦朝即将灭亡。
　
　　公元前44年，古罗马帝国统治者恺撒去世。恰巧在第二年，天空中出现了彗星。于是古罗马人认为，这颗彗星是运载恺撒上天的灵车。
　　在科学不发达的古代，无论是中国还是欧洲，人们对彗星都产生过迷信和恐惧，认为只要彗星一出现，战乱、饥荒、洪水、瘟疫灾祸就会降临。直到最近几百年，科学的发展才帮助人们逐步揭开了彗星的秘密。严格地说，彗星简直算不上是一颗星，它只是一大团气体，夹杂着冰粒和宇宙尘。天文学家证明，彗星的主要化学成分是碳、氢、氧、氮。
　　彗星明亮的“头”，叫“彗头”；又有长长的“尾”，叫“彗尾”。彗头又包括两部分：彗核和彗发。彗核很小，直径只有几百米到几十公里，可是，彗星的绝大多数物质都集中在彗核里。它的平均密度是每立方厘米1克，和水差不多。彗发包围着彗核，它的体积不固定，离太阳越近，体积越大，有时甚至超过了太阳。彗发的物质非常稀薄。彗星在离太阳远时，是没有彗尾的，在走近太阳时，彗尾就逐渐形成，并且变得越来越大。当它离开太阳远去的时候，彗尾又逐渐缩小直到完全消失。彗尾通常总是背离太阳的。彗尾的体积大极了，大的有上亿公里长，宽度从几公里到一二千万公里。彗尾的物质非常稀薄，密度只有地面上空气的十亿亿分之一！透过彗尾和彗发，人们可以看到它们后面的星星，星光一点也没有减弱，所以，人们把彗星叫作“看得见的真空”。
　　我国是世界上记录彗星最早的国家。早在三千多年以前，周武王率领着大军，征伐商代最后一个皇帝，当队伍走到共头山的时候，一颗彗星从东方升起。古书《淮南子》中讲了这个故事。我国当代著名天文学家张钰哲利用电子计算机算出，这颗彗星就是著名的哈雷彗星。
264我们这里也看到了北极光
　　1982年6月18日晚上10点钟左右，吉林省有不少人看到了一种奇特的景象：在北面天空离地平线不远的地方，先出现一个和月亮大小差不多的半圆形乳白色光片；紧接着，光片呈扇形向东北方向逐渐扩大。大约10点15分，形成了弧形光幕。随后，光幕拉开，几乎占去整个天空的五分之一。直到10点58分左右，光幕才全部消失。这种在北方极为罕见的绚丽景象，在天文学上，叫做北极光。
　
　　极光主要发生在地球南北磁极的周围地区，我国领土位于北半球的中部，除最北部地区外，观测到来自北方的极光的机会是较少的。但在我国漫长的历史中，却留下了大量的极光记载。早在几千年前人们就观测到“大星如虹”等美丽的极光现象，当时是作为吉祥的象征而流传下来的。
　　近代科学研究已经证实，天空中出现极光，是由太阳耀斑引起的。太阳耀斑就是太阳的局部爆炸现象。太阳耀斑的发生率与太阳黑子数周期性变化有密切关系。
　　极光主要发生在南北磁极的周围地区，我国领土位于北半球的中部，除最北部地区每年可以看见一次极光，中部和南部地区，则需要几年到十几年才能看见一次。
　　如果遇到太阳大爆发，会抛出大量的带电粒子，并引起地球磁场的巨大变化，在世界大范围地区里就可以观测到极光。如1872年2月4日太阳大爆发，在印度地方和更南的孟买，都观测到极光。对这次极光我国记载很多。如湖北《光化杂志》上记有：“同治十年辛未冬十二月二十六日，夜半红光起西北，倾刻蔽天，日出始散。”
　　自1979年以来，太阳一直处于活动时期。据中国科学院北京天文台观测：1982年6月14日北京时间14点20分左右，在太阳东、西半球靠近边缘的地方，分别发生了两个大耀斑。它们几乎同时爆发，同时达到极大，西边的耀斑伴有物质抛射现象，耀斑的硬射线辐射引起短波通讯中断几乎长达一个钟头。光线自太阳到达地球只需要500秒钟，因此通讯中断几乎与耀斑同时发生。但从太阳发射出的带电高能粒子流则在4天之后到达地球，于是产生了吉林、黑龙江、辽宁、内蒙古、河北、山东、山西等地在6月18日晚上看到的极光现象。
　　通过科学研究知道，极光宛如天空中一个强大的发电机，能发出高达1亿千瓦的电力。如此强大的能量常常扰乱无线电通信，甚至使电力传输线发生故障，曾造成加拿大、美国北部及北欧广大地区暂时失去电力供应。极光的各种光谱，还会影响到人造卫星上的一些光学仪器对地面的测量工作。正因为这样，人类对极光的研究是很重视的，挪威、瑞典和芬兰三国是世界的极光研究中心。
　　威力强大的太阳爆发每11年发生一次，这时极光的能量最大。自1979年以来，太阳处在活动的时期，科学家们积极的搜集有关极光的资料，在世界各地安置了100多架远距极光摄影机，在瑞典、芬兰的北极圈内还设置了两个雷达站，以探测太空中极光的活动状况。
　　有人曾设想，在靠近北极的地区，建造一座100多公里高的巨型铁塔，把极光的巨大电能引下来。在科学技术高度发展的今天，把极光引为能源的设想是一定会实现的。
265到海王星上去“作客”
　　“旅行者”2号宇宙探测器自1977年发射升空后，创造了许多奇迹。1981年它与土星相遇，1986年与天王星交会，1989年8月又成功地“作客”海王星和海王星最神秘的卫星“海卫一”以及另外7颗较小的卫星。
　
　　当“旅行者”2号抵达海王星时，它那台经历了长途跋涉的摄像机，勉强拍摄了这颗亮度只有地球1‰。的行星的照片，探测器内的无线电发射机只能依靠20瓦灯泡那样微弱的能源发回信息，而当微弱的信号经过4小时，45亿公里传送到地球后，它的能量已减弱了许多。然而，经过地球上超级计算机的处理，居然把“旅行者”2号飞掠海王星所获得的照片复原得如同直接拍摄的一样清晰，使地球上的人能第一次目睹海王星的尊容。从大量送回的照片中可以看出海王星的一些重要特性：首先海王星被一层厚厚的云团包裹着，有些地方还发现地球大小的“大黑斑”。由于木星上的“大红斑”是由巨大的风暴形成的，因而科学家推测，海王星保持着行星形成时留下的热量。这些热扰乱了遮盖海王星的寒冷气体，使其动荡，产生时速高达1100公里的飓风，于是形成了“大黑斑”。其次是海王星的磁极偏离其地理磁极50°（而地球只偏差10°）。经研究认为：海王星的大气下层有一层像水一样具有传导性的流体，海王星的磁性可能就是由这些流体产生的，因而，当行星内部的热量或其他动力，使这种流体以某种特定的方式流动时，只要流体的流向不与地理磁极垂直，则它所产生的磁极就会偏离地理磁极。海王星的另一个特点是和天王星一样，极地和赤道的温度几乎相同，它们相比中纬度地区高。对于天王星而言，造成这种奇异现象的原因是它的旋转轴每年的某个时期是向着太阳的。但海王星的旋转轴并不向着太阳，因此，天文学家认为海王星肯定存在某些特殊结构，才使它出现这一令人费解的现象。
　　如果天文学家对来自海王星的发现感到吃惊的话，那么他们对海王星那颗巨大的卫星“海卫一”简直要惊得目瞪口呆了。海王星虽然是太阳系最冷的天体，但却有火山活动，而且火山坑星罗棋布。从照片上可以看出，海王星表面剧烈喷发着高达8公里的气体，分析认为，这种由氮和其他气体组成的令人惊奇的喷泉是由海卫一内部喷发出来的。此外，海卫一也是继土卫六后的第二个有极光的卫星。由于极光是带电粒子通过大气时大气分子电离所产生的，由此可知，海卫一也存在大气层。
　　在大量的海卫一信息中，最令人兴奋的并不是海卫一本身，而是在于它所带来的信息。因为“旅行者” 2号已不能再去访问冥王星了，但由于海卫一和冥王星大小和密度都相似，也许它们的表面和大气层也相似，因而通过海卫一可以间接了解冥王星。海王星是“旅行者”2号的最后一站，但并不意味着它工作的结束。它的传感器和无线电发射机还能持续工作25年，使它能到太阳系的真正边缘。
266宇宙中最重的物质
　　宇宙中最重的物质是什么呢？
　
　　要想回答这个问题，得先从物质结构说起。我们知道物质是由原子组成的，原子又是由质子、中子和电子这三种基本粒子组成的。质子和中子组成原子核，电子在原子核的周围旋转。也就是说，在原子的内部存在着巨大的空隙。不论是地球上的哪种物质，它们的原子内部都有这样的空隙，所以它们根本不可能是宇宙间最重的物质。原子有一个有趣的特性，如果让里面的质子和电子撞在一起，就会形成中子。于是科学家们就提出了一个有趣的设想：如果想办法让原子里所有的质子和电子都结合在一起，形成全部由电子组成的物质，那么原子里的空隙不就会填满，物质的密度不就会大得多了吗？
　　怎样才能做到这一点呢？关键是要有足够的压力，硬是把本来围绕原子旋转的电子压回到原子核里去。因此，在50多年以前，有些思想活跃的物理学家就提出：宇宙中间可能存在着完全由中子组成的中子星。
　　中子星的设想一提出，就引起了各国天文学家的注意，大家纷纷去寻找，可是找来找去，杳无踪影。不过，有一句老话说得好：“踏破铁鞋无觅处，得来全不费功夫。”
　　1967年，英国天文学家休伊什对中子星的发现也是这样。休伊什利用一台自制的天文射电望远镜，对着太阳附近的空间，接收来自星球的讯号，讯号记录在纸带上。每天记录的纸带有30米长，然后由一位女研究生对资料进行分析处理。
　　女研究生叫乔丝琳·贝尔，那一年她刚24岁。她工作起来总是一丝不苟。一天，她发现了一个非常奇怪的信号，每隔1.337秒跳动一次；换句话说射电望远镜每隔1.337秒收到一次脉冲讯号！
　　贝尔把这奇特的情况告诉了休伊什，他们一起对总长约500米的纸带进行了检查。讯号是从太阳发出来的吗？显然不是。是仪器出了毛病吗？更不是。他们认为，这种信号一定是从一种人们尚未发现的天体上发射出来的。由于它总是像人的脉搏一样作周期性的变化，他们就把这种新天体命名为“脉冲星”。
　　脉冲星的发现引起了国际天文学界的轰动，世界上几乎所有的大型射电望远镜都一齐指向了这个奇怪的天体。仅在1968年一年中，人们就发现了23颗脉冲星。人们把这项发现作为20世纪60年代天文学的四大发现之一，休伊什在1974年获得诺贝尔物理学奖金。
　　人们为什么这样重视脉冲星呢？原来它就是天文学家们寻找了几十年的中子星！脉冲星是目前人类所知道的宇宙间密度最大的物质。在脉冲星里，原子内部的电子和质子结合在一起，成为中子；所有中子都一个个地紧紧排在一起。由于物质内部没有空间，它的密度大得惊人，每立方厘米重1亿吨！倘若将来有一天，人类从太空中采回一些脉冲星的物质，哪怕只有一粒花生米大小，也要派200多艘50万吨级的轮船去迎接，每艘船上只要装载芝麻大小的一块就可以“满载而归”了。
　　脉冲星的体积很小，平均半径只有10公里，这显然是太小了，甚至没有太阳系中的一些小行星大。脉冲星，是由于它能发出像人的脉搏一样作周期变化的脉冲信号而得名的，比方说，1968年发现的第一颗脉冲星，它发出的脉冲信号周期是1.33730119227秒，精确度达到了10-11秒，有的脉冲星比它还要准确，达到10-14秒，几万年才产生1秒误差！
　　这样稳定而短暂的信号是由于脉冲星高速旋转造成的。虽然宇宙间的所有天体都在旋转，但使人惊异的是脉冲星自转一周只要1秒多钟。在人类目前已经发现的各类天体中，除了脉冲星以外，没有一个能够受得住这样高的自转速度。脉冲星的发现，对物理学的发展产生了巨大的影响。随着对它的研究，还诞生了一门新的跨学科理论——密物质物理学呢！
267宇宙中的钻石
　　金刚石是一种碳原子的特殊晶状结构物，是地球上所有的物质中最硬的。经过人工琢磨和艺术加工的金刚石被称为钻石。钻石的用途很广泛，各种精密仪器仪表的轴承、高硬度和耐磨的钻头等都离不开它。钻石还被用来加工成戒指、项链、奖章等高级艺术装饰品。
　
　　但是，据现在普查资料来看，地球上的金刚石蕴藏量很少，目前只在南非有一些金刚石矿床，开采量也很小。这是因为金刚石的形成除了要有一定的碳元素之外，还要有相当高的温度和压力，而在地球的形成过程中，同时具备这三个条件的地方是太少了。
　　在地球上金刚石十分稀少的情况下，人们却意外地发现，金刚石广泛地存在宇宙中飘忽不定的无数质点和星群之中，有的甚至随着陨石和陨石雨降落到地面。一些科学考察队在澳大利亚、芬兰、法国、前苏联、南极洲、南非等地区都曾经找到过一些金刚石，经过分析鉴定，它们确实是一些“天外来客”。
　　不久前，美国、英国和澳大利亚的天体物理学家，经过分析研究一些天文资料，发现天王星和海王星的整个球面都覆盖着金刚石。据科学家预测，这两个星球在形成的早期是一些含冰的气团，外层由氨和甲烷气体包围着，而星球所处的温度达3000～12000℃之间，压力达到20～600万个大气压。根据计算和试验，在超过3000度和20万个大气压的条件下，甲烷首先分解成氢和碳原子，然后碳原子再在温度和压力的作用下，被压缩成特殊晶状结构的金刚石；而氢原子在这样高的压力和温度下，也可能游离存在于金刚石之中，也可能单独形成另一种特殊结构的物质。
　　据科学家们分析，天王星和海王星的金刚石，多数覆盖在球体表面，它们的体积占星球总体积的三分之一到二分之一，有的甚至还多到无数小块的形成在这两颗星球的下层大气中漂浮着；这些漂浮着的金刚石有时由于引力的变化，甚至降落到其他行星表面，或者形成其他漂浮质点的核心和其他星群。
　　看来，天王星和海王星确实是遍地钻石，如果能运一点回来也可满足地球上人类的需要。仅此一点足见发展航天事业的前景是诱人的，更何况宇宙中还有其他无数星球蕴藏着地球上所没有的稀有矿产呢！
268星系中的一次大爆炸
　　1980年2月20日，新华社报道了一则《宇宙中的一次大爆炸》的消息。消息说：“1979年3月5日，在太阳系中不同位置上运行的9颗人造卫星，同时记录了在遥远空间发生的这次大爆炸的伽玛射线。科学家认为，‘这是有史以来人们所见到的一次最剧烈的爆炸’。”还说：“爆炸只持续了十分之一秒，但释放出来的能量，相当于太阳三千年释放的能量。”
　
　　听了这条消息，人们不禁会问，这是怎么回事？原来，这是一次宇宙伽玛射线爆发，它是20世纪70年代天文学最重大的发现之一。早在1972年4月27日，美国监测核爆炸的“维拉”侦察卫星，意外地接收到一种非常强烈但又非常短暂的辐射信号。这奇怪的辐射是从哪儿来的呢？是哪个国家进行了核爆炸？还是太阳上又产生了大耀斑爆发？这个问题使美国的两位天体物理学家很感兴趣。经过认真研究，他们发现这并不是地球上的核爆炸，也不是太阳的耀斑大爆发，而是来自太阳系以外宇宙空间的伽玛射线爆发。他们这一发现在1973年6月公开发表之后，引起了世界各国天文学家和物理学家的重视。为此，1979年9月，美国发射了一颗名叫“高能天文台3号”的卫星，专门用来观测宇宙伽玛射线。
　　伽玛射线同无线电波、光和爱克斯射线一样，都是电磁辐射。不过，伽玛射线的波长最短，频率最高，能量也高。可见光的能量约为2.5电子伏，而伽玛射线爆发，就是伽玛射线的一种极短暂、极猛烈地释放能量的过程，它的能量可高达几万到几兆电子伏。
　　由于大气层对伽玛射线有强烈的吸收作用，所以在地面上是不能直接探测到的。要想发现它，就必须利用火箭和人造卫星，到地球大气层以外去探测。可是，人造卫星上用来记录各种信号的仪器方向性较差，再加上伽玛射线一次爆发之后就再不露面了，因此很难确定爆发源的方位和离地球的距离。1973年以来，对伽玛射线爆发事件已经记录了数十次，其中只有少数几次能定出爆发源的确切位置。几年来的观测资料表明，宇宙伽玛射线爆发，大约平均每年发生7～8次，引人注目的一次伽玛射线爆发，就是1979年3月5日这一次。在太阳系中不同位置上运行的9颗人造卫星，由于都记录到这次爆发，因此爆发源的位置，已比较准确地定出是在著名的河外星系中。这次爆发的剧烈程度令人难以想象，以至于有的科学家第一次看到观测记录时，简直惊讶得说不出话来。这次爆发的功率高达每秒1044尔格，比太阳的辐射功率大1000亿倍。
269太空中的“车祸”
　　1979年8月30日，美国的一颗卫星P78-1拍摄到了一个罕见的现象：一颗彗星以每秒560公里的高速度，一头栽入了太阳的烈焰之中。照片清晰地记录了彗星冲向太阳被太阳吞噬的情景，12小时以后，彗星就杳无影踪了。
　
　　这种“太空车祸”的记录还可以推前近100年。1887年，人们观测到一颗彗星在行经近日点时彗头被太阳吞噬；1945年，也有一颗彗星在近日点“失踪”。由于太阳表面温度甚高，所以太阳曾与多少行星、彗星相撞过，我们无法考证。而在月球上，星体的每一次撞击，几乎都留下了痕迹。所以从望远镜中看，月亮的表面竟伤痕累累，遍布着坑坑洼洼。据观测资料，月亮上的坑洼多达3万个以上。根据这些坑洼中月岩的绝对年龄测定，在距今39亿年前，曾有过频繁的行星轰击现象。当时撞击月球的陨星密似“雨点”，形成了现在被天文学家称为“雨海”的坑洼群。在人类历史上，有人曾亲眼目睹过流星撞击月亮的瑰丽景象。1178年6月18日黄昏，坎特伯雷修道士杰瓦斯看到：正当新月刚刚爬上天际之时，突然上端的月牙被分裂为二，裂缝中间出现一把点燃了的火炬，火焰一跃而起，向上窜出，烈火熊熊，好像炽热的煤块，迸发着火星；火焰使得新月变了形，随后，当新月回到常态时，弯月从一角到另一角，通身失去了光亮，显得乌黑。
　　太阳系中大约有1000颗小行星，在许多星体表面，都有着大小不一的陨石坑。这说明星际间的碰撞现象是很多的。1979年3月5日，在不同轨道上的9颗人造卫星同时记录到一起罕见的γ射线爆发，不仅爆发的强度比以往探测到的强得多，而且爆发之后，又出现了一个持续好几分钟的，周期为8秒的微弱脉动。美国洛斯·阿拉莫斯实验室的迈克尔·纽曼认为，这一γ射线爆发来自星际间小行星与中子星的碰撞。
　　在遥远星际空间的小行星，很像是星际“流浪汉”，它们很可能是超新星爆发时被击碎的行星碎块。洛斯·阿拉莫斯实验室的科学家用电子计算机模拟跟踪一颗假想的1000亿吨的小行星，考察它与一颗中子星撞击时的情景：在相距10万公里距离时，使小行星土崩瓦解，碎片被拉成100公里长、几十米宽的细长条。碰撞时间大约为十亿分之一秒，碰撞产生的巨大动能，很快就转变成热能，从而产生强大的γ射线爆发。
　　地球也遭到过行星撞击，地球环绕着倾斜的地轴自转这一事实，就是证据之一。
　　地球侧斜着身子绕太阳运转。正因如此，地球上才有春夏秋冬之分。那么，地轴为什么会倾斜的呢？前苏联天文学家沙弗洛诺夫指出：在地球形成后约一亿年，地球轨道近处一个小行星突然闯进地外空间，与地球猛烈相撞，由于原始地球没有大气层保护，这颗直径约1000公里重量达10亿吨的星体以每秒11公里的速度撞向地球，使地球的自转轴发生了23.5°的倾斜，表面温度升高了1000度。幸亏当时地球还没有生命存在，否则也一定都遭毁灭了。但是这一飞来横祸结果反而成了好事，使地球从此有了四季，更适宜生物繁衍生长。
　　证明地球曾受过行星撞击的另一个事实，是在地壳中的中生代地层和新生代地层的边界面，发现了一层含铱较丰富的薄粘土层。铱是比黄金、铂更贵重的稀有金属，在地壳中含量极少。而在地核和小行星、彗星中，铱的含量就多一些。科学家认为那时（距今约6500万年前）地球遭到了一颗巨大的镍铁陨星的撞击，它的化学结构与地核十分相似，因此含铱量比地壳中丰富，从而在地壳中留下含铱量突增的痕迹。科学家还认为，当这颗巨大的镍铁陨星撞击地球时，由于气温的升高，尘埃的弥漫，地球上有75%以上的物种被灭绝，地球险些成为不毛之地，只有那些繁殖率高、适应性强的较小物种，才勉强存留下来，而许多大的两栖类爬行动物，都灭绝了。生物考古证明，曾称霸于地球的恐龙，就是那个时期在地球上销声匿迹的。因此，有不少科学家认为，地球上恐龙灭绝的原因，是因为小行星或巨型彗星的撞击。人们会问：偌大的行星、彗星撞击了地球，怎么没有像月球那样在表面留下累累伤痕呢？主要由于长期的冰川刨蚀、雨水冲刷、河川侵蚀，把行星撞击地球留下的大部分痕迹都抹平了，有的则被深埋在地表覆盖物之下。尽管如此，当人们乘着飞机、宇宙飞船或从卫星拍摄的照片上看，仍可发现地球上分布着众多的陨石坑痕迹。在地球上现在可以确定的直径大于10公里的陨石坑就有95个之多，其中有两个直径大于100公里。
　　1978年，两位物理学家偶然在墨西哥尤卡坦半岛地下1公里处，发现外围呈环形，直径长达180公里的地下陨石坑。在此之前，俄罗斯西伯利亚直径达100公里的波尔盖凹地，曾被认为是世界最大的陨石坑。在众多的陨石坑中，保存最为完整的是美国亚利桑那州科科尼诺县沙漠的“巴林杰陨石坑”。它直径达300米，深达180米，周围有30～45米高的泥土边缘，很像月亮上的小环形山。而最奇特的陨石坑则是加纳的波森维湖，这是一个世界上最圆的湖，就像圆规画出来一样。
27 骏马拉铜球
　　1646年， 德国科学界激烈地争论着一个问题：气体到底有没有压力？当时马德堡市市长葛利克，决心要用实验来证明大气压力是存在的。开始，他把密封的木桶中的空气抽去，结果木桶被大气“炸”碎了。以后又用薄铜片做一个球，抽去其中的空气，结果铜球被大气压扁了。后来，他制造了一个特别结实的空心铜球，分为两半，直径约为几十厘米，球内空气没有被抽去时，因为内外空气压力平衡，它很容易分开；当球内空气被抽去时，由于球只受外面单方面的大气压力，失去了平衡，当时用16匹骏马，每边8匹才将这两个半球拉开。1654年，葛利克将这个实验在勒根堡当着皇帝和廷臣面前进行表演，在场的人都十分惊异，不得不信服大气压力的存在。
　
　　其实，只要我们稍微留点心，就会感觉到气压的存在。比方说，为什么当人们登高山时，会出现头晕、心跳、呼吸急促的症状呢？又为什么人体通过肺部吸入氧气，呼出二氧化碳，而不是吸入二氧化碳，呼出氧气呢？原来这些都是反映人体和气压的关系。由于空气中的氧的压力比血中的高，所以氧就往动脉里渗，再通过血管带到全身；而静脉出来的血液里，二氧化碳的压力比空气中的高，所以就钻出血管跑到肺泡里呼出来。在人们登上高山时，情况正好相反。由于空气中氧气少，动脉血液中氧的压力比外界高，氧气很难进入人体，因此一般人到了海拔600米左右高度时，就会感到呼吸困难，出现心跳加速、头晕等症状。
270小行星能与地球相撞吗
　　1989年12月14日，许多报纸刊出了“一颗小行星可能撞击地球”的使人大为震惊的爆炸新闻，引起了广大读者极度不安，直到中央电视台和一些报纸发出消息予以更正，才使大家松了一口气。
　
　　那么，太阳系一共有多少颗小行星？小行星撞上过地球吗？
　　1801年元旦，意大利天文学家根据斯波舆定则测算，找到了位于火星和木星之间的小行星——谷神星，这是人类发现的第一颗小行星。打这以后，陆续找到了其他一些小行星。到目前为止，观测到的小行星已近6000颗。其中已测算出运行轨道的大约有3000颗左右。算起来，人类对小行星认识的历史已有近2000年了。
　　“太空车祸”频繁，居住在地球上的人类是否危险呢？其实大可不必忧心忡忡。因为地球与行星相撞事件大多发生在地球形成之初，那时，地球还没有大气层这层天然的防护衣，大小星体都可以长驱直入撞击地球。而现在，星体穿过稠密的大气层时将摩擦燃烧，待落到地面，大多已烧成灰烬和碎片了。据统计，未烧完的陨石平均每年在地球上只能找到几块；能在地球上轰出成直径1公里陨石坑的星体碰撞事件，大约每100万年才发生3次，而能产生10公里直径陨石坑的碰撞事件，要1～2亿年才有一次，所以，我们有充分理由认为小行星与地球相撞的可能性几乎等于零。至于人类如何避免小行星与地球相撞以及危害的程度，那是地球物理学家们关心的问题。1989年3月曾发现一颗距地球较近的小行星，命名为“1989FC”，3月23日该星在距地球75万公里处飞过，已远离地球而去。对这种近地小行星的研究，是目前国际天文学家的前沿课题，研究监视它们的动向和运动规律，特别是其物理性质。
　　随着近代科学发展，人们还希望化祸为利，如设想应用航天技术来制导、截俘这些可能轰击地球的小行星，或设法使它改变轨道，或用氢弹在太空中将它炸碎。如果将要降落到地球上来的天体是含贵重金属的矿体，则可以让其按人们指定的地域，落到地球上来形成一个富矿。如俄罗斯有一个金刚石矿，就是陨星撞击所形成的。位于加拿大五大湖畔的萨德伯里镍矿，是17亿年前一块特大陨石撞击地面形成的。国际上有一个公认的小行星研究中心，这就是美国天体物理中心史密逊天文台，这是世界上小行星研究方面的资料汇总、轨道运算和信息发送的最权威机构。紫金山天文台行星室是我国研究小行星的权威，始终与史密逊天文台保持业务往来与信息的通报交流。
271通古斯大爆炸之谜
　　1981年12月，苏联天体物理学家波契兹透露了一项新闻：1955年12月18日，一艘来自另一星球的太空飞船企图在地球着陆时爆炸，飞船被炸成10块碎片。目前，这些残片仍不停地在距离地球1930公里的轨道上绕着地球徘徊徜徉。地球的卫星，因此一下子增加了10个小姐妹！
　
　　这一消息尽管尚待证实，但已轰动一时。同时使人们又重新回忆起1908年的通古斯神秘爆炸，这个未解之谜再度发射出诱惑的闪光。
　　1908年6月30日，印度洋上空突然闯出一个庞然大物。它喷射着蓝白色的耀眼之光，以迅雷不及掩耳之势直冲西伯利亚中部通古斯地区泰加莽林。随后，从那里传出了一阵山崩地裂的巨响，并高高升起一团蘑菇状烟云。灼热的气浪席卷森林，所到之处，玉石俱焚。强烈的地震波传至遥远的美国东部，印度尼西亚椰林和英国海岸。
　　这次大爆炸，引起了人们的种种猜测。1946年，苏联军事工程专家卡萨茨夫大胆地提出了通古斯大爆炸是一艘外星球太空飞船而引起的推测。他的推测在科学界中引起了极大的震惊和骚动。此后，人们在那里找到了一些球状的硅酸盐和磁铁矿，这些材料恰好是制造宇宙飞船外壳的最理想的防爆材料。此外，还发现了一些含钴、镍、铜、锗的亮晶晶的矿物小体。人们估计：这些铜可能是来于外星球太空飞船仪器上的导线，锗来自于半导体器件。
　　不过，卡萨茨夫的推测实在太富于幻想了，以至不少人都认为根据不足。特别是当苏联科学家把从该地区采集到的泥炭放在特制的高温炉中焚烧，结果在余烬中发现不少金刚钻微粒后，不少研究者的立场又回复到最原始的观点上来，认为通古斯大爆炸只不过是陨石造成的。因为金刚钻只能在超高压的条件下生成，而在自然界中，只有地球深处才具备超高压的环境。此外，宇宙中天体的高速碰撞，也能产生超高压，例如有一种叫纤闪石的陨石，其金刚钻含量就达到1～2%，而它一直被认为是天体碰撞的产物。在通古斯地区发现的金刚钻，其中所含的放射性碳14的数量，也与陨石中碳14的含量相仿。这些证据说明，通古斯的金刚钻很可能来自陨石；科学家并根据这个推算出通古斯大爆炸时的陨石，至少有4000吨重。他们认为，通古斯大爆炸是由于一颗巨大陨石闯入地球大气层时引起的；该陨石很可能是著名的艾恩克彗星的一块大碎片。艾恩克彗星是周期性地靠近地球的一颗彗星，6月底夏空常出现的陨石雨，被人们认为是由它的尾巴碰到地球大气层而引起的。通古斯大爆炸发生的时间也正巧是6月底，这就说明大陨石很有可能来自艾恩克彗星。因为陨石是石质的，所以，当它坠落穿过地球大气层时，它经受不住摩擦而在到达地面之前爆炸。爆炸时产生的高温和地震波，把地面的一切摧毁贻尽，只留下一些碎粒散落在周围地面，没有像通常那样留下陨石坑。
　　通古斯大爆炸之谜，直至今日仍未有定论。不过，可以肯定，倘若1955年12月18日那次天外爆炸事件得以真相大白，那么它也必将迎刃而解，疑云尽消。结果如何，人们正翘首以待。
272来自宇宙深处的不速之客
　　20世纪初，奥地利物理学家赫斯在一个上升的气球上，安装了能自动记录空气电离强度的验电器。当气球上升到离地面1公里、5公里、9.3公里的高空时，他出乎意料地发现：空气的电离强度在不断地增加，最后竟高于地面40倍！按理说，空气电离是由于地球上放射性元素辐射引起的。
　　奇怪的是，为什么反而增强了呢？赫斯推测，一定是有一种来自宇宙深处的新辐射。于是他不辞劳苦，反复测验，终于发现了这位来自宇宙深处的不速之客——宇宙线。宇宙线的发现，激起了许多物理学家的浓厚兴趣。1932年，美国物理学家密立根用一种特殊装置连续两天两夜每隔15分钟进行一次拍摄，在几千张记录照片中，突然发现一种质量和电子相等，但是带正电的粒子——正电子。1937年，又发现一种质量介于电子和质子之间的新粒子——μ介子。随后，π介子、重介子、超子接踵而至。这些从宇宙深处射进地球大气层内的能量非常高的粒子流，状似线型，人们亲切地称它们为宇宙线。1946年，美国科学家鲍威尔使用高度准确的“核子乳胶照相法”，证实了宇宙线中确实存在有不同类型的介子。
　　50年代以后，在高能核作用的研究中，又发现一些粒子及其运动规律。从这个时期开始，我国宇宙线工作者在云南高山站对奇异粒子特性，高能核作用等进行了研究。1972年在新粒子研究中，发生了一个质量大于质子质量10倍的重粒子，引起了国际上广泛的注意，被称做“云南事例”，誉为“开辟新天地的使者”。
　　这些形形色色的宇宙来客，是天体演化过程的产物。它们为我们提供了天体演化过程的信息。同时，在天体演化过程中，不断形成的诸如超高温、超高压、超高真空、超强磁场、超高能量等等非人工所能实现的极端物理环境，又为微观世界各种基本粒子的反应提供了决定性的条件，并为研究微观粒子、元素合成提供了一个无限广阔的宇宙实验室。在高能加速器建成以前，让我们伸开双臂，热烈欢迎宇宙线这位贵客，同我们一道做一些有利于研制和发展探测器，培养实验人材的高能物理实验；在高能加速器建成以后，我们这位远方朋友仍然可以继续为加速器实验提供新线索。倘若我们有什么新的物理思想，而加速器的能量又暂时达不到时，也不妨求助于这位朋友一块试试。这有助于人类进一步认识自然界的历史，掌握自然界的基本规律，寻找新能源。遗憾的是尽管宇宙线已经成为基本粒子这个大家庭的重要成员，然而，这位谦虚的朋友，时至今日也没告诉我们它是来自宇宙深处的什么地方。它到底是来自太阳呢，还是来自银河系或者是河外星系呢？还有待于高能物理学家协同高能天体物理学家们去内查外调。
273陨石趣话
　　人们都见过夜空中飞逝的流星，知道这是空间物体坠入大气层时与空气摩擦所产生的燃烧与发光。陨石是落到地上的在大气层中未能烧尽的大体积流星，虽然亲眼见过的人不多，可是现在越来越多的人对陨石的知识有所了解。研究陨石已成为一门新兴的学科。
　
　　不过，你可知道，一二百年以前，人们是怎样认识陨石的呢？
　　1770年7月24日，在法国的一个小城儒里亚克，一块巨石从天而降，巨大的响声把居住在这里的加斯可尼人吓了一大跳，尤其令人惊异的是，这块石头把加斯可尼人教堂旁边的屋子砸了一个大窟窿。市民们目睹了这一切，纷纷认为这块破坏了他们宁静生活的怪石来历不明。他们认为这块石头可能还会飞上天去，为了防止它“逃走”，就给巨石凿了个洞，用铁链穿起来，然后把铁链锁在教堂门口的大圆柱上。最后市民们又通过决议，要写一封信给法国科学院，请派专家来研究这块陨石。儒里亚克市的市长证实了市民们在信上所写的事实，并且签上了自己的名字，又派人将信送往巴黎。在巴黎的法国科学院里，当宣读儒里亚克的这封来信时，人群中突然爆发出阵阵哄笑，有的人甚至笑得前俯后仰，还有人连眼泪都笑出来了。有些科学家带着嘲笑的口气说：“哈哈，加斯可尼人是最爱吹牛皮的人，今天他们向我们报告天上掉下巨石，过几天他们还会来报告天上又掉下5吨牛奶，外加1000块美味的带血的牛排……”在笑够了以后，他们以科学院的名义作出了决定，对加斯可尼人的撒谎和儒里亚克市长的愚蠢表示遗憾，同时号召所有有科学头脑的人，不要相信这类荒诞不经的报告。
　　那么，究竟是谁有科学头脑，是谁更愚蠢、可笑呢？历史已作出了公正的答案。
　　无独有偶。1807年的一天，在美国首都华盛顿，当时的总统杰斐逊正在发表演说。在演说中，总统一再提到了从天上掉下石头的事，这究竟是怎么回事呢？
　　原来，在这一年的早些时候，有两个康涅狄格州的学者亲眼看到了一次陨石降落。这个消息很快传到了首都，传遍了美国全国，人们都在纷纷议论这件在当时似乎是不可思议的事。
　　杰斐逊总统当然也知道了这件事，可是他坚决不相信，认为如此荒唐的事绝不会发生。只要一提起这件事，这位总统总是嗤之以鼻。如今在演说中，他又固执的坚持着自己的看法。他说：“我宁可相信这位学者是在撒谎，也不会相信石头会从天上掉下来。”
274天外来客
　　1983年4月11日12时50分左右，无锡东门区上空，突然一声尖啸，人们还来不及躲开，只听“呼”的一声，地面上出现一层雾气，周围的电杆和电线强烈地晃动起来。定睛一看，原来地上掉下一堆冰块，最大的直径大约有50～60厘米。
　
　
　　经过科学家们考察研究，已证明它原来是“天外来客”——陨冰。陨冰，对于许多读者来说是比较陌生的。它是从哪里来的呢？
　　据科学家们研究，在宇宙间有相当数量的冰物质。经过粗略的计算，光是在太阳系里的冰物质，质量竟然有将近4700个地球那么多！
　　1979年3月，当“旅行者1号”宇宙飞船飞经木星上空时，人们发现木星的卫星木卫二竟然能反射太阳光的70%，相比之下，地球的卫星——月亮就黯然失色了，它只能反射太阳光的7%。为什么木卫二有如此强的反射能力？原来它上面有近100公里厚的冰和水。再看木卫三和木卫四，冰的厚度竟有几千公里以上。但是如果和更大的冰球——海王星与天王星比较，它们又变得微不足道了。据推测，天王星上冰的总量竟比7个地球还重，冰层的厚度足有上万公里。除了这些巨大的冰球之外，宇宙中还有一些冰的“流浪汉”。它们主要是彗星和一小部分以冰为主要成分的流星。它们在太空中漫游时，偶尔与其他天体相撞，个别碎块在飞经地球附近时，受到地球吸引而坠落，这就是陨冰。坠落在无锡的天外来冰，很可能是“流浪汉”中的一个。地球上自然形成的冰，是水在低温下凝结成的，它的成分是水。宇宙中的冰物质除了水结冰外，还有另外一些碳、氮的氢化物和氧化物所结的冰。宇宙中也有水结的冰，但它常常含有较多的铁等杂质，并且混杂了一些氨冰等。还有一些宇宙中的水冰则是有和地球上的冰完全不同的物理特点和内部构造。科学家们把宇宙中的这些水冰按照它们物理性质的不同，分为冰Ⅱ冰Ⅲ……
　　在地球上，即使在最冷的南极地区，最厚的冰层也只有4公里多，冰层底部承受的压力不会超过四五百个大气压。宇宙中的冰层厚以几百公里、几千公里或上万公里计，因此位于深部的冰层承受着巨大的压力。据科学家们研究，当压力超过3000大气压，温度低于-80℃时，就会形成冰Ⅱ。它的密度不仅比普通的冰大得多，比水也要大20%。所以这种冰块不会浮在水面，而是沉在水底。我们不妨叫它“重冰”。更有趣的是冰Ⅲ，它在压力超过2万个大气压时才会出现，由于它的密度和内部构造不同，所以温度高达76℃时还不会溶化，享有“热冰”之称。
　　在那些大的宇宙冰体内部，由于深部热量的聚集，会使内部的某个部分温度逐渐提高。当达到一定温度时，深部的冰便会融化，随着发生膨胀，使上面的冰壳破裂，融化后的水便夹带着冰块从裂缝中喷出，形成冰火山。这种火山喷发和地球上的火山一样剧烈，只不过它喷出的不是炽热的岩浆，而是温度很低的冰水。
　　陨冰的物理、化学性质以及它所含有的杂质，对于研究宇宙间水的存在、天体生命的起源等许多问题都有重要的科学价值。所以，它们永远是地球上最受欢迎的“客人”。
275一块来历不明的陨石
　　南极的夏天，正是进行考察的黄金时节。1981年1月，美国地质学家卡西迪领导的7人小组，离开了麦克默多考察站，向西北出发，几天后，他们来到了阿伦山区。这里距考察站230公里。他们注意到，在这白茫茫的冰晶世界中，一个陡峭的冰坎下，散落着一些大大小小的奇怪石块。很明显，冰地上是不可能有岩石碎块的，也不可能是谁带到这儿来的。他们认为，这些石块唯一的可能是来自太空的陨石。当它们坠落在冰原上以后，随着冰的运动而离开坠落地，慢慢地移向冰流的终端，并在那里堆积起来。年长日久，多次不同时间坠落的陨石，就会逐渐汇集在一起。经过仔细的搜查，总共收集到了378块陨石标本。
　
　　和常见的陨石一样，这些天外来客都有一层黑色的熔壳，上面还有许多被叫做“气印”的小坑。这些都是它们与大气摩擦燃烧留下的痕迹。然而，人们注意到，在这众多的陨石标本中，有一块却与众不同，它略微呈淡红色，是由许多大小不一的角烁状碎块胶结而成的。它与世界各地已经收集到的所有陨石比较，可以说找不到与它面目相似的“同胞兄弟”。人们把这块陨石编号为“ALHA81005”。那么它是从哪里来的呢？
　　当人们仔细地研究这块陨石时，发现它与月球岩石标本有许多相似的地方，因此有人认为它是来自月球的“逃亡者”。
　　主张它来自月球的研究者认为，距月球上的月海大约150公里的布鲁诺陨石坑，很可能就是这块陨石的诞生地。因为这个坑比起月球上的其他陨石坑显得更明亮一些，说明它的上面覆有较少的月球土壤，是新近形成的。正因为它是近期撞击出来的，这就使从它那里飞迸出来的高速碎块，在脱离月球的引力成为陨石以后，有可能落在年代也比较新的南极冰盖上，并随着冰的运动来到了阿伦山区。但是，月球上的岩石怎么会到地球上来的呢？因为月球毕竟不同于小行星，它有大得多的质量，有足够的吸引力来控制它的每一块石头。这和我们向天空抛一块石头，它必定还会落回地面一样。这块来自月球的“逃犯”是怎样获得自由的呢？
　　那些科学家认为，当月球受到巨大陨石的轰击，或者月球火山喷发时，其中有些碎块有可能达到脱离月球引力的速度，成为月球上的逃犯而闯进地球的怀抱。不过事情是不是真是这样，还要等到有朝一日从布鲁诺陨石坑找到它的“同胞兄弟”以后，才能真正确定这块南极陨石的身世。
276热是物质，还是能量
　　瀑布飞流直下，激起晶莹的水花，映着阳光，现出五颜六色的彩虹。一个青年人拿着一支温度计，一会儿急急跑上瀑布的源头，一会儿又跑到瀑布的脚下，忙忙碌碌地不知在做什么？
　
　　这个青年人就是詹姆斯·普雷斯各·焦耳，后来成为英国大物理学家。他正在测量瀑布顶端和底部的水温，为了证实他的一个想法。
　　焦耳出生在一个啤酒酿造商的家庭里，少年时代勤奋好学，喜欢思索问题。上学以后，他受到教师——著名化学家道尔顿的影响，更加热爱科学实验，有了问题，总想通过实验求得解决。在焦耳生活的那个时代，人们普遍认为，热是包含在物体中的一种物质，物体的温度越高，包含的热越多。这种关于热的本质的学说，叫“热质说”。根据“热质说”，可以解释热从温度高的物体传导到温度低的物体的现象，就是说：热质从温度高的物体流到温度低的物体中去了。但是，假如“热质”是一种包含在物体里的物质，那么两个本来没有热质的物体互相摩擦，温度会升高，也就是摩擦可以生热，它们的“热质”是从哪里来的呢？这一点，用“热质说”就解释不通了。因此，一些人产生了怀疑，他们认为，热不是一种物质，而是能量的一种形式。焦耳就是这样想的。早些时候，人们已经注意到，电流通过导线，有热放出来。焦耳想：在这个现象里，热量是和电流导体、时间这样几个因素联系在一起的。它们相互之间有些什么关系呢？焦耳做了许多实验来分析它们的关系。他发现，电流强，发出的热量就多，热量和电流强度的平方成正比；导体的电阻大，通电的时间长，发出的热量也多，热量和电阻、时间也成正比。经过多次测量，焦耳把热量和电流、电阻、时间的关系归纳成为一个公式。第二年，俄国一位名叫楞次的物理学家，也发表了这个公式。所以这个公式就被命名为焦耳——楞次定律。
　　焦耳——楞次定律说明热不是一种物质，而是一种能量。电流通过导体可以生热，那是电能转化成为热能；摩擦可以生热，压缩气体也可以生热，那是机械能转化成为热能。既然这样，是不是所有的能都可以转化成为热能呢？焦耳想到：高处的水，是有一定的热能，落到底下，热能转变为动能，如果能量都可以转化为热能的话，那么，这些能量冲击岩石后应转变为热能，水温应该升高。他在瀑布的上下忙来忙去测量水温，就是为了验证这个想法是不是正确。
277飞雪救王子
　　传说，1206年，挪威发生了内战，国王被对方军队围困，为了保存王位的继承者，他急中生智，派两名脚上绑着桦树皮的滑雪能手，把年仅两岁的王子藏在怀里，飞雪突破重围，摆脱了敌人。这个王子就是后来的哈康四世。他当了国王后，就每年举办一次滑雪比赛来纪念这一事件，这个传说一直流传了下来。在我国，滑雪运动也很悠久，唐代就有在雪上“骑木而行”的滑雪记载。20世纪30年代，现代滑雪技术传入我国，滑雪运动开始活跃起来。
　
　　在雪上为什么能滑行呢？
　　桦树皮也好，滑雪板也好，它们都是又宽又长，面积比较大，这样，单位面积中的压力就小了，不容易陷进去。雪是一个个小冰渣，冰一受到压力，冰面上就会出现一层水，形成一层极薄的水膜，减小了滑雪板和雪面的摩擦力，所以就能在雪上滑行了。“烙铁”运动就是利用了这一物理学。运动雪橇是在弯弯曲曲的人造冰滑道上进行的运动项目。运动雪橇外形酷似小爬犁，这种比赛有个不太为人所知的绰号：叫“烙铁”比赛。原因是，早期奥运会雪橇比赛时，运动员们为了加快速度，事先要给雪橇底部的两个滑雪板加热。这样在滑行时，滑雪板上的热量使冰面稍有融化，出现一层水膜，阻力大大减少。给滑雪板加热的方法五花八门，有的用火烤，有的给滑雪板通电，有的干脆用空心管做成雪板，把烧得滚开的油灌进去。后来，国际运动雪橇联合会废除了加热法，并规定，比赛前由裁判员检查滑雪板，如发现有加热现象则取消运动队或运动员比赛资格。在美国举行的第23届世界运动雪橇锦标赛中，就有苏联两名女选手因为赛前给滑雪板加热，被取消了比赛资格。
278冰嬉
　　滑冰这项活动，在我国有很长久的历史，早在宋代就开始有了。过去叫“冰戏”或叫“冰嬉”。到清朝时这项活动就更盛行。不仅民间普遍开展，就是在宫廷里，每年也要举行一次规模很大的滑冰活动。
　
　　“冰嬉”，在清代是一个军训练习项目。统称为“跑冰”。每年到12月，冰结得很厚实，冰上活动就开始。皇帝也经常来观看。今北京北海漪漾堂，就是乾隆皇帝和后来的慈禧太后观赏冰戏的地方。按清代规定，每年冬至到三九，于太液池即北京之三海校阅八旗溜冰。冬至节后，皇帝就到瀛台等地方看表演冰戏。表演的兵丁分为两翼，每翼头目12名，穿红黄马褂，其余的人穿红黄齐肩褂，射球兵丁160名，幼童40名，也都穿马褂，背插小旗，按八旗各色，依次走冰。然后奖励优胜者。除了一般滑冰之外，还有在冰上表演射箭、打球和单人、双人的表演。这种表演有点像现在的花样滑冰。当时单人和双人表演的形式很多，技术也很高。有金鸡独立、蜻蜒点水、紫燕穿波、凤凰展翅、哪吒探海、双燕飞、朝天蹬等项目。现在，滑冰活动已经相当普及了。也许你也会滑冰吧，可是你想过没有：在冰上为什么能滑行呢？有位科学家曾经做过一项试验：一体重50公斤的人穿上冰鞋在冰面上滑动，开始时需要15公斤的力量才能滑动起来。但是滑行起来以后，冰面对冰刀的阻力就越来越小，所需要的力量也越来越少了，从15公斤一直可以减少到3公斤、1公斤……于是人不必费多大力气就可以在冰上迅速地滑行了。
　　冰面对冰刀的阻力为什么会变小呢？经过研究原来是这么一回事：冰面，用肉眼看来似乎很光滑。如果放在显微镜下去瞧，就会发现它也是凸凹不平的。因此，冰刀在冰上滑行的时候，必然产生摩擦。由于这摩擦而产生了热量。虽然热量是很微弱的，但也使得刀刃所接触的冰的表面溶化，而形成一层很薄的水膜。由于这层水膜的作用就减少了冰刀和冰面间的摩擦力，因此冰刀就能够轻快地滑行了。
279锡疫
　　19世纪的一个冬天，俄国彼得堡的天气异常寒冷。彼得堡军用仓库管理员向军队发放了崭新的军大衣。官兵们接到这批军大衣后，发现所有的军大衣都没有钮扣。他们非常气愤，于是上告到沙皇那里。沙皇听了勃然大怒，下令要严惩监制军装的大臣。大臣哀求沙皇宽限他几天，以便进行调查。
　
　　大臣到了仓库，一看别的军装也都没有扣子。管理员告诉他，军装入库时是有扣子的。为什么军装在仓库里钮扣就消失了呢？大臣非常惊奇。他又仔细观察了一会儿，发现钉扣子的线没有割断的痕迹，只是在每个钉扣子的地方有一小堆灰色粉末。管理员告诉他，军装上原来钉的是锡做的钮扣。
　　“为什么锡扣子在仓库里变成灰色粉末了呢？”大臣百思不解，找到了彼得堡科学院，请他们给予解释。科学家们为这个问题搅尽了脑汁。后来，一位科学家跑到大臣那里，说他能解开这个谜。大臣半信半疑，就和科学家一起去拜见沙皇，说锡钮扣变成粉末是天冷冻的。沙皇不相信，非要科学家拿出证据不可。科学家要了一把锡酒壶放到花园里的一个石头桌子上。几天以后，科学家和大臣陪同沙皇一起到花园去观察锡壶。一看，锡壶仍旧放在那里，沙皇、大臣不约而同地怒视着科学家。科学家胸有成竹地走到锡壶跟前，轻轻地用手指一捅，锡酒壶就像沙子堆似的塌了下来，变成一堆粉末。科学家解释说，因为今年冬天天气特别冷，所以把军大衣上的锡钮扣和锡酒壶冻成锡粉末了。寒冷为什么会把锡钮扣冻成锡粉呢？
　　原来，锡有两种同素异晶体。在熔点以下，18℃以上时，锡为白色，叫白锡，很稳定，具有正方晶格，比重为7.3；温度低于18℃时，锡多为灰锡，其结晶为钻石形的立方晶格，比重为5.85。锡随温度的降低由白锡变为灰锡时，其晶格结构要发生改变，其体积增加30%左右，锡便崩解了。人们把锡的崩解，叫做“锡疫”，也叫做锡的“相变”。但我们为什么不能经常看见锡的这种崩解现象呢？这是因为在温度略低于18℃时，相变速度很慢，随着温度的继续下降，相变速度加快。当温度下降到-30℃时，相变速度最快。锡的相变速度除了与温度有关外，还与锡所含的杂质有关。就拿锑来说吧，它就可以减慢锡的相变速度，当锡中含锑量达到0.5%时，就可以阻止相变的发生。
28 沙漠之舟的最佳航线
　　头些年，一批前苏联地质学家在哈萨克斯坦进行重力测量时，发现了一个怪现象：长期以来，骆驼队所通过的沙漠或草地，与地质学家们所测得的最小重力分布线，惊人地吻合一致。看上去，这些“沙漠之舟”在行进途中，会自己寻找一条最佳“航”线，以便使自己身上的负担减轻一些。
　
　　那些骆驼究竟是以什么方式来选择这条最佳“航线”的，至今还是个谜。但是，这一现象的发现却启发了地质学家，能不能利用它来找矿呢？大家知道，在地球表面各处的重力大小并不是完全相同的，它表现为各地的重力加速度的值不一致。为什么有这种差异存在呢？这是由于组成地壳的岩石中所含矿物到处不同，凡是有铁、铅、锡等矿藏的地区，由于这些矿物比重大，因而这些地区的重力比其他地区大一些。这种“重力异常”是找矿的重要线索。但要精确地测量重力加速度并不是一件容易的事，想确定大面积的重力异常，在技术上的困难更多。
　　有人设想，既然骆驼队所通过的路线，就是最小重力分布线，利用这一点岂不是可以大大缩小寻找重力异常地区的范围吗？这一设想是否可行，目前正处于试验之中。

展开更多......

收起↑