1、 中中 华华 文文 化化 撷撷 英英 生活科普小知识(四) 黄兵明 主编 北京银冠电子出版有限公司 图 书 在 版 编 目 (CIP)数 据中华文化撷英/黄兵明主编.北京：北京银冠 电 子 出 版 有 限 公 司 ， 2003ISBN 7-900060-29-4.中 .黄 .文 化 知 识 普 及 读 物 中 国 .Z228.527中国版本图书馆 CIP 数据核字(2003)第 007295 号北京银冠电子出版有限公司发行 (北 京 海 淀 区 增 光 路 45 号 100037) 全国各地新华书店经销 北京双青印刷厂印刷开 本 ： 7871092 1/32 印 张 ： 512 字 数 ： 4
2、 900 千字2003 年 12 月第 1 版 2003 年 12 月第 1 次印刷 印 数 ： 1 500 册版 号 ： ISBN 7-900060-29-4/Z03定 价 ： 9998.00 元 (1CD,含 配 套 书 )I目 录 用火探源 .1“热”是什么？ .9日美欧拟建超过“哈勃”10 倍的最大射电望远镜 .14悬浮列车来了 .15无线电波能在水下传播吗？ .17为什么子弹在飞行时旋转? .17杂技演员为什么能用牙齿挂着一个人? .18密度计的刻度为什么是不均匀的 .18看照片的艺术 .20神奇的磁化水 .26露 .28云 .28雾 .29无线电波 .29日光灯 .31气体导电 .
3、32霓虹灯 .33雹 .34虹吸现象 .34涵洞 .35I“三脚”与“三相” .35永远的“和平”号空间站 .36我国的核武器、核物理资料 .39载人航天的宇宙飞船 .40宇宙形成之初的景象 .43时间之迷 .47宇宙空间有温度吗，是多少？ .57在什么条件下，月球会变成淡红色? .57可能存在的外星文明能捕捉到我们的电台与电视 发射的信号吗? .58核能引擎让“伽利略”飞得更快 .59为什么在温度表上有下限而无上限呢? .62为什么激光有各种颜色? .62静电的利弊 .63什么是“核按钮” .65“赴汤蹈火”的物理道理 .66为什么凹镜中看到的图像是倒置的? .67空调制冷量的估算 .68帮
4、你选台家用电脑 .72如何选购数码相机 .76如何选择抽油烟机 .79I冰箱保养与使用 .80定期为冰箱除霸 .82电冰箱各间室的使用 .82食品贮存注意事项 .82家用电表分表与总表为什么又误差？ .83使用微波炉十忌 .84怎样旋开玻璃瓶上太紧的铁盖? .86怎样把开水冷却? .86用瓦煲翻热浓粥要提防爆煲 .88为什么粥烧开了会溢出来? .88为什么肉汤凉得较开水慢? .89为什么罐装的自动喷剂喷了一会罐身会变凉? .89为什么刚掀开的冷冻啤酒瓶口会冒出雾气? .90为什么从冷气间走出来，眼镜会模糊一片? .90为什么玻璃器皿遇忽冷忽热会裂开? .91饺子或肉丸煮熟了为什么会浮起来? .
5、91火箭升空的瞬间，地面升起的庞大白色 气团是什么东西? .92高空的白雾带是怎样形成的? .93干冰所产生的白雾是什么东西 .93炒栗子的糖砂有什么功用? .93冰为什么这么滑? .94I笔杆上的小孔有什么功用 .94生活科普小知识 1用火探源根据古人类遗址中发现的被烧过的灰烬和兽骨， 可 以 判 明 亚 洲 、 欧 洲 和 非 洲 的 古 人 类 很 早 就 进 入 了 用 火时期。 现 有 的 考 古 资 料 表 明 ， 北 京 周 口 店 北 京 猿 人 居 住 的 洞 穴 中 发 现 的 灰 烬 ， 是 确 凿 无 疑 的 人 类 用 火 的 最 早 遗 迹 之 一 。 在 这 里
6、， 考 古 学 家 发 现 有 很 厚 的 灰 层 ， 其 中 还 有 被 火 烧 过 的 兽 骨 和 石 块 ， 燃 烧 后 的 兽 骨 呈 现 不 规 则 的 裂 纹 和 黑 、 灰 、 绿 、 蓝 等 不 同 的 颜 色 ， 那 些 燃 烧 过 的 石 块 被 火 烧 裂 或 被 烟 熏 黑 。 用 现 代 方 法 对 几 十 万 年 前 留 下 的 灰 土 进 行 化 学 分 析 ， 结 果 证 实 有 单 质 炭 存 在 。 特 别 令 人 惊 讶 的 是 ， 考 古 学 家 在 名 叫 鸽 子 堂 的 洞穴的底部灰层中， 还发现过一块木炭。 这些都说明， 在 50 万年前的北京猿人
7、时期，我们的祖先已学会了 用火。 “飞 机 已 抵 达 华 盛 顿 ， 请 各 位 旅 客 作 好 下 机 准 备。 ”机 上 空 中 小 姐 这 一 清 脆 悦 耳 的 声 音 ， 打 断 了 中 学 教 师 的 沉 思 。 他 一 下 飞 机 ， 前 来 接 他 的 一 位 朋 友 领 他 到 自 己 的 家 里 。 不 料 这 位 中 学 教 师 却 驻 足 不 前 ， 又 引 起 他 的 沉 思 。 原 来 ， 就 在 这 位 华 盛 顿 朋 友 家 附 近 的 一个大建筑物前面，刻着下面几行字： 火 ： 一 切 发 现 中 的 最 伟 大 的 发 现 使 人 类 能 够 生 存生活科
8、普小知识 2于 不 同 气 候 之 中 造 出 很 多 的 食 品 并 迫 使 自 然 的 力 量 为他们工作 钻 木 取 火人 类 从 用 火 时 期 进 入 造 火 时 期 ， 其 间 又 隔 了 几 十 万 年 。 据 我 国 古 籍 记 载 ， 路 史 注 引 的 拾 遗 记 中就写道： “遂 明 国 不 识 四 时 昼 夜 ， 有 火 树 名 遂 木 ， 屈盘万顷。有鸟名枭，啄树则灿然火出，圣人感焉， 因 取 其 枝 以 钻 火 ， 号 燧 人 。 ”在 庄 子 的 “外 物 篇 ” 中 也 有 “燧 人 氏 钻 木 出 火 ， 造 火 者 燧 人 也 ， 因 以 为 名 ” 的说法
9、。 这 则 带 有 神 话 色 彩 的 故 事 告 诉 人 们 ， 在 太 阳 和 月 亮 都 照 不 到 的 西 方 荒 远 之 地 ， 有 一 个 遂 明 国 ， 不 见 天 日 ， 不 识 昼 夜 。 那 里 有 一 棵 根 干 枝 叶 屈 盘 达 万 顷 的 大 树名叫“遂木” 。 一 个 圣 人 来 到 这 里 ， 看 到 一 些 名 叫 枭 的 鸟 ， 用 它 们 短 而 硬 的 尖 嘴 去 啄 那 树 干 ， 引 发 出 灿 烂 的 火 光 。 圣 人 受 这 种 景 象 的 启 示 ， 领 悟 到 取 火 的 方 法 ， 就 从 遂 木 上 折 一 根 树 枝 ， 对 它 钻
10、搓 ， 从 而 引 出 火 花 。 这 位 圣 人 就 被 后 人 称 为 “燧 人 氏 ”， 燧 人 就 是 “取 火者”的意思。 我 国 的 文 化 源 远 流 长 ， 如 果 从 原 始 人 元 谋 猿 人 算 起 ， 已 有 170 万 年 的 历 史 。 就 是 从 北 京 猿 人 、 山 顶 洞 人 开 始 ， 后 来 进 入 仰 韶 文 化 时 期 和 龙 山 文 化 时 期 也 经生活科普小知识 3历 了 几 十 万 年 漫 长 的 与 自 然 界 搏 斗 的 艰 难 生 活 。 直 到 新 石 器 时 期 ， 我 们 的 祖 先 进 行 人 工 造 火 开 始 普 遍 起 来
11、 ， 因 为 已 发 现 的 新 石 器 时 期 的 地 下 或 半 地 下 居 址 中 ， 几 乎 无 一 没 有 一 个 小 小 的 灶 坑 ， 这 在 利 用 天 然 火 的时期是决不可能出现的。 那 么 人 类 究 竟 用 什 么 具 体 的 操 作 方 法 来 人 工 造 火 呢 ？ 看 来 ， 直 接 从 考 古 发 掘 中 一 时 还 难 以 找 到 解 决 这 个 问 题 的 充 分 可 靠 的 证 据 ， 所 以 目 前 公 认 的 科 学 方 法 之 一 ， 就 是 根 据 近 代 社 会 中 还 处 于 较 原 始 状 态 的 民 族的生活方式，结合文化较高的民族中的文献
12、记载， 探求出比较合理的答案。 我 国 是 一 个 多 民 族 的 历 史 悠 久 的 国 家 ， 也 就 具 有 解 决 这 个 问 题 的 优 越 条 件 。 根 据 文 物 1960 年第 6 期“海南岛黎族人民古代的取火工具”一文的记载， 黎 族 人 民 在 解 放 前 有 些 地 区 就 使 用 钻 木 取 火 这 种 非 常 古 老 的 方 法 。 它 的 操 作 大 体 上 是 这 样 的 ： 用 一 根 木 头（如山麻木）弄成扁平形，在上面挖一小的凹穴， 把 它 放 在 地 上 固 定 好 （ 如 用 双 脚 压 住 ） ； 再 用 一 根 一 端 稍 尖 的 木 棒 ， 插
13、在 小 穴 上 ， 手 掌 用 力 把 木 棒 来 回 搓 摩 ， 棒 端 与 凹 穴 接 触 处 就 会 由 于 剧 烈 磨 擦 而 生 热 ， 并 在 周 围 产 生 一 些 木 屑 粉 末 。 在 不 断 磨 擦 的 作 用 下 ， 最 后 就 会 因 热 而 产 生 烟 火 ， 点 燃 了 木 屑 粉 末 。 把 冒 烟 的生活科普小知识 4木 屑 粉 末 放 到 事 先 备 好 的 干 茅 草 等 引 火 物 里 ， 并 用 嘴 吹 气 ， 就 会 燃 起 火 焰 。 这 种 方 法 不 断 改 进 ， 就 可 用 绳 索 或 皮 条 缠 绕 木 棒 ， 绳 索 的 两 端 系 在
14、弓 的 两 端 ， 把 弓 往 返 拉 动 来 转 动 木 棒 。 于 是 ， 从 黎 族 人 民 的 取 火 方 法 中 就 可 以 对 古 代 钻 木 取 火 的 操 作 过 程 略 知 一 二 。 这 样 古 老 的 方 法 ， 就 连 资 本 主 义 发 展 最 早 的 英 国 ， 直 到 19 世纪还被人采用来为家畜治病。 阳 遂 取 火钻 木 取 火 是 一 种 费 力 的 原 始 方 法 。 随 着 生 产 的 发 展 ， 在 铁 器 出 现 后 ， 大 约 在 春 秋 战 国 时 期 ， 一 种 利 用 火 镰 石 的 取 火 方 法 随 之 生 。 它 是 利 用 铁 制 火
15、 镰 敲 击 坚 硬 的 燧 石 ， 铁 屑 剥 落 时 因 磨 擦 、 敲 击 而 变 热 ， 表 面 因 氧 化 而 生 成 火 星 ， 火 星 落 到 易 燃 的 纤 维 （ 如 艾 绒 ） 上 ， 即可取火。 丰 富 的 历 史 记 载 表 明 ， 我 国 古 代 人 民 早 就 开 始 利 用 凹 面 镜 对 着 太 阳 取 火 了 。 史 籍 中 常 见 的 “夫 燧 ”或 “阳燧” ， 就 是 古 人 对 凹 面 镜 的 称 谓 。 如 周 礼 秋 官司寇 ： “司煊氏，掌以夫燧，取明火于日。 ” 由 于 当 时 大 部 分 阳 燧 是 用 金 属 制 成 的 ， 所 以 又 称
16、 做“金燧” ， 如 礼 记 中 就 有 “左 佩 金 燧 ”、 “右佩 木 燧 ”的 记 载 。 就 是 说 ， 古 时 人 们 行 军 、 打 猎 ， 总 是 随 身 带 着 取 火 器 ， 晴 天 用 凹 面 镜 取 火 于 日 ， 阴 天 则 钻生活科普小知识 5木 取 火 ， 可 见 我 国 古 代 阳 燧 的 制 作 和 使 用 还 是 比 较 早 的。 庄 子 中 进 一 步 指 出 ： “阳 燧 见 日 ， 则 燃 而 为 火。 ”淮南子注中则详细介绍了阳燧的使用方法， “阳 燧 金 也 ， 取 金 杯 无 缘 者 ， 熟 摩 令 热 ， 日 中 时 以 当 日 下 ， 以 艾
17、 承 之 则 燃 得 火 也 。 ”即 取 去 掉 边 缘 的 金 属 杯 ， 用 力 擦 亮 ， 中 午 对 着 太 阳 ， 艾 绒 放 在 光 线 聚 合 的 地方 ， 可 燃 烧 取 火 。 王 充 在 论 衡 中 的 “率 性 ”、 “定 贤” 、 “乱 龙 ”诸 篇 中 都 提 到 阳 燧 ， 如 “率 性 ”篇 中 写 道： “阳 燧 取 火 于 天 ， 五 月 丙 午 日 中 之 时 ， 消 炼 五 石 ， 铸 以 为 器 ， 磨 砺 生 光 ， 仰 以 向 日 ， 则 火 来 至 ， 此 真 取 火之道也。 ”有 人 认 为 ， 这 可 能 中 国 典 籍 中 第 一 次 对
18、玻 璃 透 镜 取 火 的 描 述 。 阳 燧 取 火 ， 即 导 致 人 工 造 火 和 人 造 光 源 ， 又 是 人 类 利 用 光 学 仪 器 会 聚 太 阳 能 的 先 驱，是我国古代科技史上的突出成就之一。 观 察 “火 候 ”我 国 古 代 火 的 利 用 ， 除 了 满 足 生 活 需 要 外 ， 还 相 当 早 地 应 用 到 生 产 中 去 ， 如 将 粘 土 烧 制 成 陶 器 在 五 千 多 年 前 的 仰 韶 文 化 时 期 已 有 彩 陶 （ 陕 西 省 西 安 半 坡 村 出土） 。 与 此 同 时 ， 利 用 火 来 冶 炼 金 属 ， 制 成 金 属 工 具
19、、 武 器 及 各 种 器 皿 ， 在 河 北 省 唐 山 大 城 龙 山 文 化 遗 址 中 发 现 了 红 铜 制 造 的 铜 器 ， 说 明 四 千 多 年 前 的 冶 炼生活科普小知识 6技 术 （ 包 括 火 候 的 观 察 、 控 制 、 淬 火 、 退 火 等 ） ，已 达到了一定水平。 我 们 知 道 ， 金 属 加 热 时 ， 由 于 蒸 发 、 分 解 、 化 合 等 作 用 会 生 成 有 不 同 焰 色 的 气 体 。 黑 浊 之 气 主 要 是 初 炼 时 掺 在 矿 石 中 的 炭 粉 不 完 全 燃 烧 所 致 。 锡 焰 白 ， 铜 焰 青 ， 黄 白 之 气
20、是 温 度 不 够 的 象 征 。 至 于 青 白 之 气 说 明铜未全部溶化。 直到全部青气时 （铜含量远大于锡， 全 部 溶 化 后 铜 焰 掩 却 锡 焰 ， 就 显 得 只 有 青 气 了 ） 青 铜 炼成。 以 火 灭 火火 的 发 现 和 利 用 ， 使 人 类 认 识 到 火 能 替 自 身 服 务 ， 也 能 带 来 祸 害 ， 特 别 是 火 灾 。 如 何 与 火 灾 作 斗 争 ， 人 类 又 创 造 了 许 多 方 法 。 其 中 ， 你 也 许 听 到 过 ， 最 好 的 、 有 时 也 是 唯 一 的 跟 森 林 或 草 原 上 的 火 灾 作 斗 争 的 方法，是
21、迎着大火的来向放火。 美 洲 草 原 发 生 大 火 的 时 候 ， 人 们 就 曾 经 使 用 过 这 种 方 法 来 扑 灭 大 火 。 关 于 这 件 事 在 库 帕 斯 所 写 的 长 篇 小说草原中有如下专门的描述： 老猎人突然采取了断然的措施。 “是行动的时刻了，”他说。 “你 想 行 动 已 经 太 迟 了 ， 可 怜 的 老 头 子 ！ ”米德里顿叫道， “大 火 离 开 我 们 只 有 四 分 之 五 英 里 了 ， 风生活科普小知识 7又是用这样可怕的速度向我们这里吹！ ” “是 吗 ？ 火 ， 我 也 不 怎 么 怕 它 。 好 ， 孩 子 们 ， 别尽 站 着 ！ 现
22、在 马 上 动 手 割 掉 这 一 片 干 草 ， 清 出 一 块 地 面来。 ” 在很短的时间里就清出了一块直径大约 20 英尺 的 地 面 。 老 猎 人 吩 咐 妇 女 们 ， 说 她 们 可 以 用 被 褥 把 自 己 那 些 容 易 着 火 的 衣 服 盖 起 来 ， 然 后 就 领 她 们 走 到 这 块不大的空地的另一边去，做了这些预防措施以后， 老 猎 人 走 就 走 到 这 块 空 地 的 另 一 边 ， 那 里 大 火 已 经 像 个 高 而 危 险 的 环 墙 ， 把 旅 客 们 包 围 了 。 他 拿 了 一 束 非 常 干 的 草 放 在 枪 架 上 点 起 来 。
23、容 易 燃 烧 的 干 草 立 刻 融 融 地 烧 着 了 。 老 猎 人 把 烧 着 的 干 草 扔 到 高 树 丛 里 ， 然 后走到圈子中央，耐心地等待着自己行动的结果。 他 放 的 这 一 把 火 贪 婪 地 扑 向 新 的 燃 料 ， 一 会 儿 功 夫草地烧着了。 “现 在 你 们 可 以 看 火 怎 样 跟 火 作 战 了 ， ”老猎人 说。 “这 不 是 更 危 险 了 吗 ？ ”吃 惊 的 米 德 里 顿 大 声 叫 道， “你 不 但 没 有 把 敌 人 赶 走 ， 反 而 把 它 引 到 身 边 来 了。 ” 老 猎 人 放 的 这 把 火 越 烧 越 大 ， 同 时 向
24、 三 方 面 蔓 延 开 来 。 但 是 在 第 四 方 向 却 因 缺 少 燃 料 ， 熄 灭 了 。 随 着生活科普小知识 8火势的越来越大，在火前面出现的空地也越来越大。 这 片 刚 出 现 的 黑 色 发 烟 的 空 地 ， 要 比 用 镰 刀 割 的 草 地 光 得 多 。 他 们 刚 才 清 除 出 来 的 这 块 地 方 就 随 着 从 其 他 几面包围着它的火焰而扩大开去，要不是这样的话， 那 避 难 者 的 处 境 是 会 变 得 很 危 险 的 。 几 分 钟 后 ， 各 方 面 的 火 焰 都 后 退 了 ， 只 有 烟 还 包 围 着 人 们 ， 但 是 这 对 于 人
25、 已 经 没 有 危 险 了 ， 大 火 已 经 疯 狂 地 向 前 面 奔 去 了。 但 是 这 种 跟 草 原 和 森 林 大 火 作 斗 争 的 方 法 ， 并 不 像 初 看 的 时 候 那 样 简 单 。 只 有 极 有 经 验 的 人 才 能 利 用 迎 火 燃 烧 的 方 法 来 扑 灭 火 ， 否 则 就 会 引 起 更 大 的 灾 祸。那么这位老猎人到底有没有什么秘诀呢？ 秘 诀 就 在 普 通 的 物 理 知 识 里 。 因 为 不 管 什 么 时 候 ， 火 焰 总 是 顺 着 风 的 方 向 的 。 以 蜡 烛 的 火 焰 为 例 来 说 吧 。 火 焰 中 的 空 气
26、 受 了 热 （ 参 与 燃 烧 ） ， 体 积 膨 胀 ， 比 重 减 小 ， 于 是 上 升 ； 别 处 的 空 气 立 刻 来 补 充 。 这 样 就形成了向上的微弱的风，火焰自然也就向上晃动。 在草原上的大火燃烧时， 风虽然是从燃烧着的草 原 那 边 向 旅 客 吹 来 ， 但 在 火 焰 前 离 火 很 近 的 地 方 ， 是 有 相 反 气 流 向 火 焰 吹 的 。 正 像 蜡 烛 燃 烧 时 ， 空 气 即 从 左 边 吹 来 ， 又 从 右 边 吹 来 （ 实 际 是 从 四 面 吹 来 ） 一 样 。 这 种 情 况 使 得 老 猎 人 巧 妙 地 挽 救 了 自 己 和
27、其 他 人 。 老生活科普小知识 9猎 人 的 具 体 作 法 是 ： 他 先 仔 细 地 观 察 和 考 虑 ， 等 到 发 现 有 相 反 的 气 流 向 大 火 流 去 时 ， 才 动 手 顺 风 放 火 ， 使 自 己 放 的 火 顺 风 向 大 火 扑 去 。 这 种 作 法 成 败 的 关 键 在 于 ： 掌 握 好 时 机 。 放 火 太 早 了 ， 相 反 气 流 没 再 现 ， 放 的 火 自 然 是 烧 向 自 己 ， 就 会 造 成 更 大 的 灾 祸 。 放 火 太 晚 了 ， 放 的 火 还 没 有 扑 向 火 墙 去 ， 火 墙 就 已 经 烧 着 了 自己。放火必
28、须不早不迟。 “热”是什么？热 是 什 么 ？ 自 古 以 来 就 有 不 同 的 看 法 。 十 六 世 纪 以 后 ， 热 的 本 质 的 问 题 又 引 起 了 科 学 家 和 研 究 人 员 的 注意。 “热 ”是 一 种 运 动 ？培 根 从 摩 擦 生 热 等 现 象 中 得 出 “热 是 一 种 膨 胀 的 、 被 约 束 的 而 在 其 斗 争 中 作 用 于 物 体 的 较 小 粒 子 之 上的运动” ，这种看法影响了许多科学家。 波 义 耳 看 到 铁 钉 被 捶 击 后 会 生 热 ， 想 到 铁 钉 内 部 产 生 了 强 烈 的 运 动 ， 所 以 认 为 热 是 “
29、物 体 各 部 分 发 生 强 烈 而 杂 乱 的 运 动 ”； 笛 卡 尔 把 热 看 作 是 物 质 粒 子 的 一种旋转运动。 胡克用显微镜观察了火花， 认为热 “并 不 是 什 么 其 他 的 东 西 ， 而 是 一 个 物 体 的 各 个 部 分 的 非 常 活 跃 和 极 其 猛 烈 的 运 动 。 ”牛顿 也 指 出 物 体 的 粒 子生活科普小知识 10“因 运 动 而 发 热 ”。 洛 克 甚 至 还 认 识 到 “极 度 的 冷 是 不可觉察的粒子的运动的停止” 。 俄 国 学 者 罗 蒙 诺 索 夫 在 十 八 世 纪 四 十 年 代 提 出 了 两 篇 关 于 物 理
30、学 的 论 文 ， 第 一 篇 是 关 于 热 力 学 基 础 的 ， 题 为 关 于 热 和 冷 的 原 因 的 思 索 （1746） ； 第 二 篇 是 关 于 分 子 运 动 论 的 ， 题 为 试 论 空 气 的 弹 力 （1748） 。 在 这 两 篇 论 文 中 ， 罗 蒙 诺 索 夫 提 出 了 如 下 的见解： “热的充分根源在于运动” ， 即 热 是 物 质 的 运 动 ， 运 动 着 的 是 物 体 内 那 些 为 肉 眼 所 看 不 见 的 细 小 微 粒 ； 微 粒 本 身 是 球 状 的 ， 因 为 只 有 这 样 ， 固 体 变 热 时 才 能 保 持 它 的 外
31、形 ； 热 量 从 高 温 物 体 传 给 低 温 物 体 的 原 因 ， 是 由 于 高 温 物 体 中 的 微 粒 把 运 动 传 给 低 温 物 体 中 的 微 粒 造 成 的 ， 而 且 给 出 的 运 动 的 量 与 接 受 的 运 动 量相等， 一物体使另一物体变热时， 它自身便会变冷， 这 就 肯 定 了 运 动 守 恒 在 热 现 象 中 的 正 确 性 ； 气 体 分 子 的 运 动 呈 现 一 种 “混 乱 交 错 ”的 状 态 ， 是 杂 乱 无 规 则 的。 “热 ”是 一 种 物 质 ？但 总 的 说 来 ， 热 是 运 动 的 观 点 尚 缺 乏 足 够 的 实 验
32、 根 据 ， 所 以 还 不 能 形 成 为 科 学 理 论 。 随 着 古 希 腊 原 子 论 思 想 的 复 兴 ， 热 是 某 种 特 殊 的 物 质 实 体 的 观 点 也 得 到 流 传 。 法 国 科 学 家 和 哲 学 家 伽 桑 狄 认 为 ， 运 动 着 的生活科普小知识 11原子是构成万物的最原始的、不可再分的世界要素， 同 样 ， 热 和 冷 也 都 是 由 特 殊 的 “热 原 子 ”和 “冷 原 子 ” 引 起 的 。 它 们 非 常 细 致 ， 有 球 的 形 状 ， 非 常 活 泼 ， 因 而能渗透到一切物体之中。 这个观念， 把人们引向 “热 质说” 。 波 义
33、 耳 也 动 摇 于 热 的 运 动 说 和 热 质 说 之 间 。 在 考 察 放 在 真 空 容 器 中 的 一 块 炽 热 的 铁 可 以 使 器 壁 感 受 到 热 的 现 象 时 ， 他 认 为 这 似 乎 只 能 用 “热 ”自 己 传 过 来 加 以 解 释 。 波 尔 哈 夫 认 为 ， 热 的 本 源 是 钻 在 物 体 细 孔 中 的 、 具 有 高 度 可 产 塑 性 和 贯 穿 性 的 物 质 粒 子 ， 它 们没有重量，彼此间有排斥性，而且弥漫于全宇宙。 1789 年 ， 拉 瓦 锡 还 将 “热 质 ”和 “光 ”列 入 无 机 界 二 十三种“元素”之中。 布 莱
34、 克 是 热 质 说 的 一 个 重 要 倡 导 者 。 他 虽 然 相 信 最 终 会 发 生 现 热 “将 不 是 化 学 的 ， 而 是 力 学 的 ”，但 他 又 很 难 否 定 热 质 说 。 他 觉 得 热 是 运 动 的 学 说 还 有 不 少 困 难 。 例 如 ， 如 果 说 热 是 物 质 内 部 粒 子 的 运 动 ， 那 么 密 度 大 的 物 质 由 于 其 内 部 粒 子 吸 引 力 强 而 不 易 振 动 ， 比 热 就 应 越 大 ， 但 为 何 水 银 的 比 热 反 而 比 水 的 比 热 小 呢 ？ 对 于 “潜 热 ”， 用 粒 子 的 机 械 运 动
35、更 难 作 出 解 释 。 所 以 布 莱 克 宣 称 他 “不 能 形 成 这 种 内 部 振 动 的 概念” ，而采取了热是某种特殊物质的观点。 生活科普小知识 12热 质 说 简 易 地 解 释 了 当 时 发 现 的 大 部 分 热 学 现 象 ： 物 体 温 度 的 变 化 是 吸 收 或 放 出 热 质 引 起 的 ； 热 传 导 是 热 质 的 流 动 ， 对 流 是 载 有 热 质 的 物 体 的 流 动 ， 辐 射 是 热 质 的 传 播 ； 物 体受热膨胀是因为热质粒子间的 相 互 排 斥 ； 物 质 状 态 变 化 时 的 “潜 热 ”是 物 持 粒 子 与 热 质 发
36、生 “准 化 学 反 应 ”的 结 果 ； 摩 擦 或 碰 撞 的 生 热 现 象 ， 是 同 上 于 “潜 热 ”被 挤 压 出 来 以 及 物 质 的 比 热 变 小 的 结 果 ； 等 等 。 由 于 热 质 的 物 质 性 ， 所 以 它 也 遵 从物质守恒定律，这是混合量热法的理论根据。 在 热 质 说 观 点 的 指 导 下 ， 热 学 研 究 所 取 得 的 主 要 进 展 有 ： 布 莱 克 发 现 了 比 热 和 “潜 热 ”； 瓦 特 从 理 论 上 分 析 了 旧 蒸 汽 机 的 主 要 缺 陷 而 引 导 他 改 进 了 蒸 汽 机 ； 傅 立 叶 依 据 这 一 物
37、理 图 象 建 立 了 热 传 导 理 论 ； 卡 诺 从 热 质 传 递 的 观 点 出 发 于 十 九 世 纪 初 提 出 了 消 耗 从热源取得热量而得到功的理论。 热 质 说 的 成 功 ， 使 人 们 相 信 它 是 一 个 正 确 的 学 说 ， 从 而 压 倒 了 热 是 运 动 的 看 法 而 在 十 八 世 纪 到 十 九 世纪初居于统治地位。 “热 ”还 是 一 种 运 动 ？ 但 是 ， 到 了 十 八 世 纪 末 ， 热 质 说 受 到 了 严 重 的 挑 战。 1798 年 ， 出 生 于 美 国 ， 后 来 加 入 英 国 国 籍 的 物 理 学 家 本 杰 明 汤
38、 普 逊 即 伦 福 德 伯 爵 向 英 国 皇 家 学 会 提生活科普小知识 13出了一个报告，说他在慕尼黑监督炮筒钻孔工作时， 注 意 到 炮 筒 温 度 升 高 ， 钻 削 下 的 金 属 屑 温 度 更 高 的 现 象 ， 他 提 出 了 大 量 的 热 是 从 哪 里 来 的 这 个 问 题 。 他 在 尽 量 作 到 绝 热 的 条 件 下 进 行 了 一 系 列 钻 孔 实 验 ， 比 较 了 钻 孔 前 后 金 属 和 碎 屑 的 比 热 ， 发 现 钻 磨 不 会 改 变 金 属 的 比 热 。 他 还 用 很 钝 的 钻 头 钻 炮 筒 ， 半 小 时 后 炮 筒 从 60
39、 度 F 升温到 130 度 F，金属碎屑只有五十多克， 相 当 于 炮 筒 质 量 的 九 百 四 十 八 分 之 一 ， 这 一 小 部 分 碎 屑能够放出这么大的“潜热”吗？他在笔记中写道： “看 来 在 这 些 实 验 中 ， 由 摩 擦 产 生 热 的 源 泉 是 不 可 穷 尽 的 。 不 待 说 ， 任 何 与 外 界 隔 绝 的 物 体 或 物 体 系 ， 能 够 无 限 制 地 提 供 出 来 的 东 西 ， 决 不 可 能 是 具 体 的 物 质 实 体 ； 在 我 看 来 ， 在 这 些 实 验 中 被 激 发 出 来 的 热 ， 除 了 把 它 看 作 是 运 动 以
40、外 ， 似 乎 很 难 把 它 看 作 为 其 他任何东西。 ” 六 年 以 后 ， 热 质 论 者 还 在 辩 解 说 伦 福 德 实 验 中 的 热 是 从 周 围 的 “热 质 海 洋 ”中 吸 收 来 的 。 1799 年 ， 英 国 化 学 家 戴 维 进 行 了 这 样 的 实 验 ： 在 一 个 同 周 围 环 境 隔 离 开 来 的 真 空 容 器 里 ， 利 用 钟 表 机 件 使 里 面 的 29 度 F 的两块冰互相摩擦而熔解为水。在这个实验中， “热 质 海 洋 ”被 外 面 的 冰 壁 隔 绝 ， 而 摩 擦 的 冰 块 只 能 吸收“潜热”熔解为水，是不可能挤出“潜
41、热”的；生活科普小知识 14冰在熔解后又变成了比热更大的水。因此，在这里， “热 质 守 恒 ”的 关 系 不 再 成 立 了 。 戴 维 由 此 断 言 “热 质是不存在的” 。 在 对 粒 子 振 动 的 思 想 犹 豫 了 一 段 时 间之后，1812 年他终于明确提出： “热现象的直接原 因 是 运 动 ， 它 的 转 化 定 律 和 运 动 转 化 定 律 一 样 ， 同 样 是正确的。 ” 伦福德和戴维的实验都支持了热是运动的看法， 但 这 并 没 有 结 束 热 质 说 的 历 史 。 只 有 托 马 斯 杨 在 他 1807 年的那本书中对热质说进行了驳斥。 但依然有很多 其
42、他 人 坚 持 着 热 持 说 。 直 到 1848 年 ， W汤 姆 逊 还 从热质说的观点对焦耳的研究结果提出过质疑。 日美欧拟建超过“哈勃”10 倍 的 最 大 射 电 望远镜日 本 、 美 国 和 欧 洲 的 天 文 台 最 近 达 成 协 议 ， 计 划 联 合 出 资 在 智 利 安 装 世 界 最 高 性 能 的 大 型 射 电 望 远 镜，以便对宇宙进行高精度的观测。 日本国立天文台 6 日 向 新 闻 界 发 布 的 信 息 说 ， 这 台 大 型 射 电 望 远 镜 名 为 “阿 塔 卡 马 大 型 毫 米 波 亚 毫 米 波乾涉仪” （ALMA） ， 将 设 置 在 智
43、利 安 第 斯 山 脉 的 阿 塔 卡马沙漠里。那里海拔高度为 5999 米，雨水稀少， 是 世 界 上 最 适 合 进 行 天 文 观 测 的 地 点 之 一 。 该 工 程 总 建设费用约为 19 亿美元，由日美欧平摊，预定明年生活科普小知识 15动工，2010 年完成。 据 说 ， 这 台 望 远 镜 在 性 能 上 将 超 过 美 国 “哈 勃 “太空望远镜大约 19 倍，可捕捉到星云等发出的低能量 电 波 ， 如 毫 米 波 和 亚 毫 米 波 等 ， 并 可 获 得 有 关 银 河 系 进化、星体形成机制等的观测数据。 如 果 人 们 能 够 进 入 贯 穿 地 球 的 隧 道 中
44、 ， 将 发 生 什 么事情？ 如 果 假 设 的 地 球 隧 道 内 没 有 空 气 ， 那 么 ， 进 去 的 人 就 会 像 一 种 飘 浮 不 定 的 物 体 来 回 振 荡 。 在 将 人 抛 入 隧 道 时 ， 势 能 转 换 为 动 能 的 过 程 就 开 始 了 。 人 跌 入 隧 道的速度越来越快，直至地球的中心，经过此点后， 人 的 下 跌 还 会 继 续 ， 但 速 度 会 慢 下 来 ， 因 为 地 球 引 力 开始对运动起作用。实际上，动能还会转变为势能， 一 旦 到 达 隧 道 出 发 点 的 对 立 点 上 ， 上 述 过 程 又 会 重 新 开 始 。 如 果
45、隧 道 中 有 空 气 ， 情 况 就 截 然 不 同 了 。 事 实 上 ， 摩 擦 会 消 耗 部 分 能 量 ， 在 一 定 的 振 荡 之 后 运 动 的 幅度就会减小。 悬浮列车来了二 十 世 纪 ， 众 多 的 交 通 运 输 方 式 群 雄 并 起 。 四 通 八 达 的 航 空 线 、 密 如 蛛 网 的 高 速 公 路 线 迫 使 一 度 独 领 风 骚 的 铁 路 运 输 业 步 入 “夕 阳 产 业 ”行 列 ， 而 高 速 铁 路的出现和迅猛发展，为它注入了新的生机。 生活科普小知识 161964 年 10 月 1 日，乳白色的“弹丸号”列车飞 梭 般 穿 越 在 东
46、京 至 大 阪 的 新 干 线 上 ， 道 道 流 光 与 白 皑 皑 的 富 士 山 交 相 辉 映 。 它 以 210 公 里 的 时 速 、 流 线 型 的 力 学 美 、 高 架 桥 的 雄 姿 ， 辅 之 以 现 代 化 的 设 施 ， 令 世 人 刮 目 相 看 。 根 据 世 界 标 准 ， 时 速 200 公里以上便 可称为高速铁路。 以 后 ， 法 国 、 英 国 、 德 国 、 瑞 典 等 国 家 相 继 建 成 高 速 铁 路 ， 时 速 不 断 攀 升 。 我 国 也 正 在 积 极 试 验 ， 计 划在 2000 年动工修建京沪高速铁路。比之航空和高 速公路，高速铁路
47、具有耗能低、占地少、运输量大、 安 全 性 能 高 的 优 势 。 且 高 速 列 车 种 类 繁 多 。 目 前 磁 悬 浮 列 车 是 高 速 列 车 的 宠 儿 ， 被 成 为 新 世 纪 的 “神 行 太 保” 。 磁 悬 浮 列 车 是 根 据 电 磁 学 原 理 研 制 的 。 在 列 车 上 设置线圈，当电流逆时针方向流动时产生北极向上、 南 极 朝 下 的 磁 场 ； 同 时 固 定 轨 道 上 也 设 有 线 圈 ， 使 电 流 按 顺 时 针 方 向 流 动 ， 则 产 生 北 极 朝 下 、 南 极 向 上 的 相 反 磁 场 。 列 车 与 轨 道 接 触 的 极 性
48、相 同 ， 所 以 相 互 排 斥 ， 使 列 车 悬 浮 起 来 。 加 速 或 减 速 取 决 于 列 车 前 轨 道 上 线 圈 产 生 的 磁 力 ， 当 轨 道 上 的 南 极 被 车 辆 上 的 北 极 吸 引 时 ， 列 车 就 加 速 ， 反 之 则 减 速 。 因 为 磁 力 使 车 体 浮起 510 毫 米 ， 所 以 列 车 受 阻 力 小 ， 就 象 一 架 低 空生活科普小知识 17飞机在磁场上滑行，是当之无愧的“神行太保” 。 现 在 ， 有 的 国 家 正 在 研 制 设 计 一 种 真 空 隧 道 式 高架 磁 悬 浮 列 车 ， 它 的设计时速将达到 1 万
49、公 里 ， 仅 次 于洲际导弹。那将是超级“神行太保” 。 无线电波能在水下传播吗？当 然 能 。 无 线 电 波 是 一 种 电 磁 波 ， 其 波 长 在 几 米 到 几 公 里 之 间 ， 与 太 阳 光 性 质 相 同 。 但 由 于 无 线 电 波 的波长很长(比太阳光的波长长 100 亿 倍 )， 所 以 不 可 能直接用肉眼看到，只能通过相应的天线才能发现。 当 无 线 电 波 在 水 下 传 播 时 ， 它 表 现 得 与 光 波 相 似 ： 速 度 减 缓 (与 在 空 气 中 传 播 相 比 较 )， 逐 渐 变 弱 。 正 如 大 家 所 知 ， 观 察 海 底 时 是 一 片 黑 暗 ， 这 是 由 于 水 能 吸 收 大 量 波 长 很 短 的 波 ， 因 此 在 水 下 联 络 时 (如 潜 水 艇 与 地面的联系)就使用波长很长的无线电波，即长波。 为什么子弹在飞行时旋
