物理故事三百篇 51-100

《物理故事三百篇》51-10051第一個(gè)上太空的中國人不能失敗1985年4月29日，美國“挑戰(zhàn)者號(hào)”航天飛機(jī)在肯尼迪航天中心再度發(fā)射，進(jìn)行了第17次航天飛行。在這次飛行中，美籍華人科學(xué)家、宇航員王贛駿博士，成功地進(jìn)行了他的液滴動(dòng)力實(shí)驗(yàn)。所謂液滴動(dòng)力實(shí)驗(yàn)，也被稱為“零地心引力的液態(tài)狀況研究”。換句話說，就是液體在無地心引力和無容器狀況下的動(dòng)態(tài)研究，所以也叫“兩無”實(shí)驗(yàn)。我們知道，在地面對(duì)液體的物理狀態(tài)進(jìn)行研究是不能離開容器的，而容器對(duì)實(shí)驗(yàn)是有很大影響的。尤其是在高溫條件下，由于受容器“污染”的影響，許多實(shí)驗(yàn)只能限制在理論研究方面。直到人類登上太空之后，在“兩無”條件下進(jìn)行金屬液滴實(shí)驗(yàn)，才提到了議事日程上來。正如王贛駿自己所說：“二百年前牛頓就曾設(shè)想過在失重情況下進(jìn)行無容器冶煉試驗(yàn)。等二百年，我運(yùn)氣好，‘祖上積德’，終于讓我等到了！”在太空進(jìn)行的液滴實(shí)驗(yàn)，人們看到的是：一滴滴形狀各異的金屬溶液，它們不是在容器里，而是懸浮于半空中。王贛駿說，只有在太空中才能做出這種無容器的耐高溫或超低溫的金屬材料。當(dāng)航天飛機(jī)進(jìn)入軌道后，王贛駿來到太空實(shí)驗(yàn)室，誰知正在這個(gè)節(jié)骨眼上，液體動(dòng)力儀失靈了，致使實(shí)驗(yàn)無法進(jìn)行，這意味著十幾年的準(zhǔn)備工作很可能前功盡棄。王贛駿心想：“第一個(gè)上太空的中國人不能失敗，我一定把它修好，爭這口氣！”他立即與地面的助手聯(lián)系，幾乎把儀器全部拆卸了一遍，終于用兩天又8個(gè)小時(shí)的時(shí)間找出了故障——一個(gè)線路短路。故障排除之后，興奮萬分的王贛駿每天工作15個(gè)小時(shí)，抓緊有限的時(shí)間進(jìn)行液滴動(dòng)力實(shí)驗(yàn)，取得了大量寶貴的數(shù)據(jù)和資料；同時(shí)，還為別人完成了14個(gè)項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)。王贛駿液滴動(dòng)力實(shí)驗(yàn)獲得圓滿成功，“使科學(xué)界感到震驚”，對(duì)整個(gè)流體動(dòng)力學(xué)的研究、無容器冶煉先進(jìn)技術(shù)的開發(fā)，以及天文物理和地球物理理論的運(yùn)用等，都作出了突破性的貢獻(xiàn)。52威力無比的充氣枕1979年11月10日，加拿大多倫多市附近的一臺(tái)鍋爐爆炸，有毒的氯氣從破碎的鍋爐中紛紛逸散出來，有關(guān)當(dāng)局立即組織35萬居民撤離出事地點(diǎn)……突然，搶救人員輕便而迅速地用一種氣袋堵塞住了漏洞，使事態(tài)得以控制，人們也有家可歸了。這種搶救用的氣袋，就是目前在世界上風(fēng)行一時(shí)的充氣枕。充氣枕的發(fā)明人叫費(fèi)特爾，他原來當(dāng)建筑師，只是一個(gè)偶然的機(jī)會(huì)，使他改變了想法，成了一名發(fā)明家和實(shí)業(yè)家。有一次，費(fèi)特爾在飛機(jī)場上發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)的千斤頂之類的頂升機(jī)械，在搶救因事故而被關(guān)閉在飛機(jī)里的人時(shí)很費(fèi)事。能不能想一個(gè)簡便而快速的有效辦法呢？費(fèi)特爾想到了氣袋。一個(gè)重物下放個(gè)空袋子，只要向里面灌壓空氣，就可把重物抬升起來，這跟汽車輪胎的原理一樣。于是，他產(chǎn)生了空氣枕的發(fā)明設(shè)想。費(fèi)特爾的空氣枕用合成橡膠做成，然后再用鋼絲網(wǎng)絡(luò)交叉加固，使其更加穩(wěn)當(dāng)。這樣一種充氣枕竟能頂升巨型噴氣客機(jī)。費(fèi)特爾的發(fā)明成功了！由于這種充氣枕開始時(shí)是扁平的，非常容易插進(jìn)機(jī)身底下，搬運(yùn)方便，動(dòng)作迅速，而且有較大的提升高度，因而獲得了廣泛使用，包括能把200噸重的巨型卡車頂升起來。費(fèi)特爾的發(fā)明并未就此為止。一次，他看病時(shí)看著醫(yī)生為他量血壓，他又計(jì)上心來：充氣袋子伸進(jìn)管道再充上氣，不就可以堵塞管道、漏洞嗎？于是，費(fèi)特爾又把充氣枕的用途擴(kuò)展到管道建設(shè)、洞縫防水密封等方面，又獲得了很大成功?，F(xiàn)在，世界各地都在應(yīng)用費(fèi)特爾發(fā)明的充氣枕。在美國，喬治亞的大理石粉碎場還用它來爆破石塊；在芬蘭，還用它頂升一幢被破壞的建筑物；……53救命傘我國古代有個(gè)叫舜的人，是著名的帝王之一。有一次，他的兒子來殺他，把他逼到了高高的糧倉頂上，從下邊放起一把火，舜急中生智，抓著兩個(gè)大斗笠從上邊跳下來。舜被摔死了吧？沒有。那兩個(gè)大斗笠救了他的命。原來，斗笠的凹面向下，當(dāng)人在空氣中向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，凹面把氣流兜住了，產(chǎn)生了比較大的阻力。這就是降落傘的雛型。國外降落傘的出現(xiàn)比我國晚了許多年。1495年，意大利著名的藝術(shù)家和科學(xué)家達(dá)·芬奇設(shè)計(jì)了一具金字塔形的降落傘，但他沒有實(shí)踐過。1595年，一位名叫韋拉齊奧的意大利人在一個(gè)木頭架上安上帆布，成功地從塔頂上跳下。1628年，意大利監(jiān)獄里有個(gè)名叫拉文的犯人，想找個(gè)機(jī)會(huì)逃跑，可是當(dāng)時(shí)的監(jiān)獄是個(gè)很高的堡壘。于是他偷偷找到一把雨傘，用許多小細(xì)繩把雨傘的每根輻條系住，把小繩的另一頭攥在手里，抱著張開的雨傘跳了下去。拉文跳傘的成功，使航空家發(fā)生了很大的興趣。1783年，法國人勒諾藝制作了一具形同雨傘的降落傘，從塔頂上安全跳下。1785年，法國人白朗沙采用重物來進(jìn)行高空試驗(yàn)：從氣球上乘傘下降獲得成功。對(duì)降落傘作出杰出貢獻(xiàn)的，要數(shù)法國的加納林。1797年，他用薄帆布做了一具降落傘，吊在熱氣球下面，升到高空后再切斷與氣球相連的聯(lián)系，從9000米高的氣球上跳下，順利完成了第一次跳傘。他設(shè)計(jì)的降落傘，可以說是現(xiàn)代圓形傘的雛型。19世紀(jì)末和20世紀(jì)初，出現(xiàn)了完全用織物制成的全傘衣。1901年，美國跳傘員布羅德威克設(shè)計(jì)出傘包，使包裝后的降落傘體積大為縮小。不久，他又發(fā)明了背帶，使降落傘可以背在跳傘員身上。1912年3月1日，美國飛行員貝利成功地用降落傘從飛機(jī)上跳下。1918年，一次德國飛行員駕駛的飛機(jī)突然發(fā)生故障，他依靠降落傘僥幸逃生。降落傘的救生作用普遍得到重視。人從高空中向下落時(shí)，速度能達(dá)到每秒幾十米以上，撞在地上肯定會(huì)粉身碎骨。如果張開一頂救命的傘，情況就大不相同了：一頂迎風(fēng)面積為20～30平方米的降落傘，它產(chǎn)生的空氣阻力可以使人的下落速度減少到每秒5米左右，和從1米高的地方跳下來差不多。這當(dāng)然不會(huì)有危險(xiǎn)啦。飛機(jī)發(fā)明以后，降落傘不知拯救了多少飛行員的生命。隨著時(shí)代的推移，降落傘的用途遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了救生的范圍。第二次世界大戰(zhàn)中，蘇聯(lián)首先用降落傘空降傘兵和作戰(zhàn)物資，建立了赫赫戰(zhàn)功。氣象站利用降落傘收回探測儀器。行星探測器借助降落傘，在行星表面緩緩著陸。宇航員從天外歸來時(shí)，有時(shí)也張開降落傘安全著陸。降落傘還被廣泛用于體育跳傘運(yùn)動(dòng)中。幾十年來，降落傘有了飛快的發(fā)展。方形傘、圓形傘、導(dǎo)向傘、帶條傘……紛紛出現(xiàn)。材料也由棉和絲綢發(fā)展到尼龍。70年代初又出現(xiàn)了整傘，它不但可以下降，還能滑翔，是降落傘研制上的重大突破。54從雁陣說到節(jié)能盡管南來北往的大雁它們那劃破蒼穹的長鳴并非整齊劃一，但是即使是在茫茫夜航之中，它們的隊(duì)形也總是秩序井然。這，已不是什么秘密了，從鳥翼撲動(dòng)的空氣動(dòng)力學(xué)分析，人們知道，當(dāng)翅膀撲下去的時(shí)候，翼上方的空氣便變稀薄，壓力隨之下降，形成一個(gè)低壓區(qū)，相反，翅膀下方則成高壓區(qū)，身體便被舉起。當(dāng)領(lǐng)頭雁雙翅撲動(dòng)飛行時(shí)，其雙翅翼梢各產(chǎn)生一股“壓差氣流”。于是其身后的雁便依靠這股上升的氣流托住一只翅膀，它又可托住身后的一只雁的一只翅膀。因此除了領(lǐng)頭雁外，所有的雁均處于單翅飛行的狀態(tài)。它們正是利用這股微弱的向上的“壓差氣流”，節(jié)省體力以求勝利抵達(dá)目的地。無獨(dú)有偶，長途洄游的魚也總是列隊(duì)前進(jìn)，井井有條。它們亦深知借助第一排魚游動(dòng)所造成的一股前進(jìn)的水流力量前進(jìn)；而且它們還會(huì)不時(shí)地調(diào)換自己的位置，時(shí)而游向費(fèi)力的奇數(shù)排，時(shí)而退成省力的偶數(shù)排……你看，它們都有各自的節(jié)能高招。人類的本領(lǐng)當(dāng)然遠(yuǎn)遠(yuǎn)凌駕于各種生物之上。人們不但善于開發(fā)各種新能源，而且也巧于節(jié)省各種能源。就拿目前被列為“第五能源”——“節(jié)能”來說吧，人們?cè)缇褪种匾暳?。比如本世紀(jì)初英國人威廉·韋香特有感于夏季早晨的大好時(shí)光竟為人們睡夢(mèng)所浪費(fèi)，于是首先提出了改變夏季作息制度的建議——初夏把時(shí)鐘撥快1小時(shí)，等到秋分再撥回。保守的英國議會(huì)曾三次否決了這項(xiàng)建議，倒是德國看出它的巨大獲益，盡管當(dāng)時(shí)第一次世界大戰(zhàn)廝殺正酣，他們率先于1916年采用了夏時(shí)制。僅僅幾天之后，法國、意大利、葡萄牙、荷蘭、丹麥、挪威、瑞典、奧地利也都爭先效尤。法國議會(huì)更通過法令，說夏時(shí)制乃“珍惜電、石油和天然氣”之舉。到第二次世界大戰(zhàn)期間，為了更多節(jié)約燃料，更充分地利用白天的光線干第二班的活，甚至采用過“雙倍”夏令作息時(shí)間，甚至將時(shí)鐘撥快2小時(shí)，據(jù)說，德國每年節(jié)省費(fèi)用1億馬克。英國專家1970年對(duì)夏時(shí)制的經(jīng)濟(jì)效果的調(diào)查指出，每年節(jié)約的燃料費(fèi)值1億英鎊左右。據(jù)統(tǒng)計(jì)由于白天“延長”，交通事故可減少3～4%。至于下班后那“多出來”的1小時(shí)更是誰都高興的。早起早睡不還是長壽之道嗎？55海溝探秘全世界海洋中深度大于6000米的只占總面積的1.2%。其中，位于太平洋中西部馬里來——納那島東側(cè)的馬里亞納海溝是條非常著名的海溝。它南北延伸850公里，而寬度只有70公里，以近乎豎立的陡崖，深深地切入大洋的底部。有人估計(jì)，這條海溝的形成迄今已有6000萬年。1957年，蘇聯(lián)科學(xué)院海洋研究所的一艘海洋考察船“斐查”號(hào)對(duì)馬里亞納海溝進(jìn)行了詳細(xì)的探測，利用超聲波測深儀于8月18日在它西南部發(fā)現(xiàn)了一條特別深的海淵，它位于南緯11°20.9′，東經(jīng)142°11.5′，其最大深度達(dá)到11022米（也有11034米之說），這里就是迄今已知的全世界海洋中最深的地方。如果把珠穆朗瑪峰放在里面，它的頂峰離海面還相差2174米。根據(jù)發(fā)現(xiàn)命名的慣例，這條海淵就被稱為“斐查”海淵。由于海水深度每增加約10米，壓力就要增大一個(gè)大氣壓，因此海溝里的壓力將達(dá)到1000個(gè)大氣壓左右。再加上缺氧，有人以為在這樣的環(huán)境里，生物不可能生存。這樣高的大氣壓，一般金屬容器是無法承受的。1960年1月23日，瑞士的雅查·爾卡德和美國的唐·華爾會(huì)乘坐“曲斯特號(hào)”深海探測器，潛到“斐查”海淵的底部，成功地經(jīng)受住15萬噸巨大壓力的嚴(yán)峻考驗(yàn)。據(jù)報(bào)道，他們下潛不到幾百米，即已進(jìn)入完全黑暗的世界。在那里，偶爾出現(xiàn)繁星點(diǎn)點(diǎn)，或像箭似地一閃而過的動(dòng)物。經(jīng)過兩個(gè)多小時(shí)，他們終于潛到世界海洋的最深點(diǎn)，親眼看到魚蝦類悠然自得地遨游其中。56海豚獲得潛泳冠軍之謎70多年前，在新西蘭附近的海面上，經(jīng)常游弋著一頭身長4米活潑伶俐的海豚。每當(dāng)船只通過暗礁密布的海峽時(shí)，這只聰明的海豚都充當(dāng)“領(lǐng)航員”，引導(dǎo)來往船只順利地通過這段危險(xiǎn)地區(qū)。航行在南太平洋的水手們，無不為它助人為樂的精神所感動(dòng)。直到今天，水手們依然把海豚當(dāng)做親密的朋友，從不傷害它。根據(jù)科學(xué)家對(duì)它的生活觀察和解剖研究，發(fā)現(xiàn)它的智力僅次于人；若與猩猩相比，則毫不遜色。近年來，海豚更一躍成為動(dòng)物界的驕子。經(jīng)過訓(xùn)練的海豚，會(huì)表演各種精彩的雜技節(jié)目：敏捷地躍出水面，勇敢地穿越濃煙滾滾的火圈；神速地潛入水底，撈回落在水里的物件；機(jī)智地咬下觀眾拴在釣竿上用來戲弄它的東西，送給它的主人；……海豚能夠模擬人的數(shù)字口令，聽起來清晰可辨，宏亮悅耳；它還能發(fā)出各種聲音，來表達(dá)不同的意思，小海豚和母親失散后，會(huì)吹起“口哨”來，母海豚聽到之后就發(fā)出回聲，互相聯(lián)系，直到重新團(tuán)聚為止。海豚喜群游，少則數(shù)十頭，多者可達(dá)數(shù)百頭結(jié)伙活動(dòng)。倘若群體中有一頭海豚受傷，別的海豚決不遺棄伙伴各自逃命，而是將受傷者團(tuán)團(tuán)圍住，“扶”它游出水面呼吸?？茖W(xué)家在研究海豚這些有趣的習(xí)性的同時(shí)，發(fā)現(xiàn)它還是海洋里的“潛泳冠軍”，可以飛速地游來游去。海豚為什么能創(chuàng)造快速紀(jì)錄呢？我們知道，盡管潛水艇做成了阻力很小的流線型，獲得了驚人的高速度。但是，艇殼同水流仍然發(fā)生著摩擦。特別是當(dāng)潛艇的速度增加到某種程度的時(shí)候，接觸在艇殼表面上的水流，便會(huì)呈現(xiàn)混亂狀態(tài)，阻力驟然增加，潛水艇90%左右的推動(dòng)力，都耗費(fèi)在克服這種摩擦所產(chǎn)生的阻力上面了，多么可惜的無功損耗??！然而，一頭身長4米多的海豚，如果潛泳的速度是每秒15米，在水流不呈混亂現(xiàn)象的狀態(tài)下，它身體的摩擦阻力，便會(huì)降低原來的二十分之一左右。科學(xué)家們經(jīng)過長期的觀察、研究和解剖發(fā)現(xiàn)，海豚除了有適合快速游泳的流線型體形外，還有一層能減少水的阻力的特殊的皮膚構(gòu)造：在真皮里，有無數(shù)個(gè)細(xì)細(xì)的管狀突，管狀突內(nèi)有特殊的像水一樣的東西，海水一沖擊皮膚，管狀突內(nèi)水一樣的東西就相應(yīng)地流動(dòng)，形成波浪形的起伏，整個(gè)皮膚就像海綿一樣，具有很好的伸縮性和彈性。由于皮膚表面的形狀和海水的波浪形狀一致，皮膚與水的摩擦力很小，因此海豚產(chǎn)生的動(dòng)力幾乎全部用在增加游動(dòng)的速度上了。于是科學(xué)家使用富有彈性的特殊橡膠，模仿海豚的皮膚，制成了一種表面光滑，里面帶有無數(shù)個(gè)互相連通的細(xì)小而中空的小圓管的人造革薄膜，包在潛艇的外表上。結(jié)果，可以減少水流對(duì)潛艇所產(chǎn)生的50%的阻力。在不增加動(dòng)力的條件下，大大加快了航行速度。不僅揭開了海豚獲得高速度之謎，而且提出了潛艇如何獲得高速度的新課題。讀到這里，也許讀者會(huì)問：海豚的潛泳速度這么快，海底地形那么復(fù)雜，它靠什么本領(lǐng)來“導(dǎo)航”呢？科學(xué)家發(fā)現(xiàn)它有很特殊的感覺器官——聲納系統(tǒng)，能發(fā)出超聲波，探測周圍的環(huán)境，并根據(jù)聲波折回情況，判斷障礙物的遠(yuǎn)近，其準(zhǔn)確度高達(dá)98～100%！海豚的聲納系統(tǒng)，已經(jīng)引起了通訊技術(shù)人員的充分重視，并依據(jù)它改進(jìn)了海豚聲納系統(tǒng)，得到了廣泛的應(yīng)用。為保證艦艇航行的安全，可以用聲納搜水雷、量水深、探浮冰、測航速，完成導(dǎo)航任務(wù)；更可以用它搜索、跟蹤和識(shí)別敵潛艇，準(zhǔn)確地測定其方位和距離，實(shí)施攻擊。所以，聲納被人們稱做艦艇的水下“千里眼”、“順風(fēng)耳”。57善于運(yùn)用物理學(xué)的槍烏賊槍烏賊又稱魷魚，是游得最快的動(dòng)物。看它們的外形，就知道它們善游；菱形的肉質(zhì)鰭像把尖刀刺開海水，流線型的身體又減少了游泳的阻力。更重要的是，所有的槍烏賊都擁有“火箭推進(jìn)器”——外套腔，利用噴水原理使身體前進(jìn)。槍烏賊的軀干外面包裹著一層囊狀的外套膜，外套膜里面則是一個(gè)叫外套腔的空腔。一旦灌滿水，外套腔的入口便扣上了，槍烏賊使勁擠壓外套腔，腔內(nèi)的水沒處去，就從頸下漏斗噴出，噴水的反作用力推動(dòng)槍烏賊向反方向前進(jìn)。為了使自己獲得高速度，槍烏賊在進(jìn)化過程中，拋棄了沉重的外殼，用輕軟的內(nèi)骨骼支持身體。槍烏賊的游泳速度可達(dá)每小時(shí)50公里，逃命時(shí)更高達(dá)每小時(shí)150公里，被人們譽(yù)為“海中的活魚雷”。槍烏賊能以兩種姿勢交替游泳。吃飽了，沒有危險(xiǎn)，它就用菱形鰭慢悠悠地劃水，身體呈波浪型有規(guī)律地前進(jìn)。遇到危險(xiǎn)或捕食時(shí)，槍烏賊則將尾部朝前，頭和10個(gè)觸手轉(zhuǎn)向尾部，觸手緊折在一起，利用噴水方式前進(jìn)。此時(shí)，身體成為優(yōu)美的阻力最小的流線型。本領(lǐng)最大的一種槍烏賊，還能表演凌空飛行的絕技。這種槍烏賊體長16厘米，當(dāng)它們以極快的速度躍上波峰借著下跌的浪頭滑到空中時(shí)，菱狀肉質(zhì)鰭成為穩(wěn)定飛行的“機(jī)翼”。槍烏賊能飛7～8米高，然后呼地落回海中。倘若不幸落在甲板上，便成為海員的美味佳肴了。58“自信和毅力是我成功的動(dòng)力”1950年，在英國造船工業(yè)中工作了十幾年的科克萊爾，決心改進(jìn)現(xiàn)有船舶的整體結(jié)構(gòu)，研制出能在淺而窄的河床中高速靈活航行的新型船舶來。他變賣了全部家產(chǎn)，買下一家非常小的造船廠，他和妻子以及兩個(gè)女兒不得不住在篷車?yán)?，過著困苦的生活。要制造的新型船舶是什么樣呢？科克萊爾一邊思索，一邊制作。他用廢舊鐵片，制造了一個(gè)又一個(gè)新船模型，裝了拆，拆了又裝?？墒蔷镁门怀鲆粋€(gè)理想的模型來。一天，妻子要他和女兒一起到公園游玩瀏覽，以消除他多日的疲勞。中午了，他們坐在一片草坪上，科克萊爾順手把一頂大草帽平拋出去……突然他發(fā)現(xiàn)，當(dāng)草帽落地的一剎那，下落速度驟然變慢了！他高興地喊叫起來：“有了，有了！”便驀地從草坪上站起來，匆匆地向船廠跑去！草帽落地的一剎那，速度為什么會(huì)變慢呢？這是因?yàn)椴菝币贿呄侣?，一邊壓縮它下面的那股空氣，當(dāng)接近地面時(shí)，草帽下的空氣產(chǎn)生了反作用力，把草帽往上“頂”。這就是后來人們稱作的“地面效應(yīng)”?？瓶巳R爾就是根據(jù)這種原理，終于在1955年試制出第一艘用理發(fā)吹風(fēng)機(jī)作動(dòng)力裝置的模型氣墊船。試驗(yàn)成功后，科克萊爾想制造一艘像樣的模型氣墊船，可是希望難以如愿以償。他去找船舶制造商，船商們以為這不是船，不愿解囊相助；他又去找飛機(jī)制造商，他們認(rèn)為這不是飛機(jī)，拒絕協(xié)助。后來在一位摯友的幫助下，他才如愿以償。第二年冬天，他攜帶這艘模型船，來到倫敦自行街的一幢大樓里，為人們作表演。大廳里人群熙熙攘攘，當(dāng)這艘模型船向下噴吐煙霧，在地板上靈活地穿來駛?cè)r(shí)，在場的人無不為之雀躍，科克萊爾也激動(dòng)地流出了熱淚。這時(shí)，政府決定撥款給他，并請(qǐng)他監(jiān)制有實(shí)用價(jià)值的氣墊船。1959年6月25日，這艘氣墊船順利地橫渡英吉利海峽。氣墊船是在船的四周安裝上“圍裙”，讓強(qiáng)大的氣流通過管道向下噴射，使船體和水面之間形成一層氣墊，然后在功率強(qiáng)大的發(fā)動(dòng)機(jī)推動(dòng)下，船就在氣墊上飛速前進(jìn)。氣墊船是當(dāng)今世界上最優(yōu)秀的水上運(yùn)輸工具之一，它的發(fā)明被認(rèn)為是自從輪子發(fā)明以來的重大突破。海峽試航的成功，科克萊爾的名字像長了翅膀，很快傳遍了全世界，氣墊船也在世界各國蓬勃地發(fā)展起來。在一次有關(guān)氣墊船的科學(xué)討論會(huì)上，有人詢問科克萊爾成功的秘訣時(shí)，年逾70的科克萊爾激動(dòng)地說：“自信和毅力是我成功的動(dòng)力！”59從雷諾實(shí)驗(yàn)到當(dāng)代“風(fēng)洞”1883年，物理學(xué)家雷諾在一根充滿了自來水的長玻璃管里，注射進(jìn)一種染了顏色的液體，速度可以適當(dāng)調(diào)節(jié)。開始，液體緩緩流動(dòng)時(shí)，看到的是一條與管軸平行的很細(xì)的直線；而當(dāng)流速加快到一定程度時(shí)，這根有色水柱會(huì)突然激烈地?cái)_動(dòng)起來。雷諾把前者叫“流”，把后者叫“湍流”。雷諾的發(fā)現(xiàn)揭示了一條重要規(guī)律：流體（包括液體和氣體）的運(yùn)動(dòng)特性，和它們的速度有密切關(guān)系。從流體力學(xué)的觀點(diǎn)看，飛機(jī)在空中飛行，等于是空氣以相同的速度流向靜止的飛機(jī)。所以，在現(xiàn)代技術(shù)條件下，當(dāng)一架飛機(jī)的總體設(shè)計(jì)完成后，完全不必像當(dāng)年發(fā)明飛機(jī)的先驅(qū)者們那樣，直接到空中進(jìn)行冒險(xiǎn)的飛機(jī)試驗(yàn)了，只需把飛機(jī)的模型，放進(jìn)一種用鼓風(fēng)機(jī)做風(fēng)源的“風(fēng)洞”就行。這是由于“風(fēng)洞”中的“人造風(fēng)”速度與飛機(jī)的設(shè)計(jì)速度相等，因而當(dāng)它吹過飛機(jī)模型后，經(jīng)過必要的數(shù)字修正，就可精確地則算出未來那架飛機(jī)各個(gè)部分在空中所受的力有多大，性能是否良好。但是，這種“人造風(fēng)”吹過飛機(jī)時(shí)，由于沒有顏色，因而人眼是無法看見的。于是，設(shè)計(jì)師們從雷諾實(shí)驗(yàn)中得到啟發(fā)，把煤油通過均勻的噴嘴射進(jìn)“風(fēng)洞”，產(chǎn)生黑色或藍(lán)色的“煙霧”，使空氣流像飛機(jī)的“流線”，形象地顯示出來。60“海龜”的下沉與上浮18世紀(jì)，美國爆發(fā)了反對(duì)英國殖民統(tǒng)治的獨(dú)立戰(zhàn)爭。那個(gè)時(shí)候，英國的海軍很強(qiáng)大，他們的戰(zhàn)艦老是在美國海面橫沖直撞。美國人很氣憤，想干掉幾艘。1776年，一個(gè)名叫大衛(wèi)·布什內(nèi)爾的美國人制造了一艘能在水里潛行的小艇，上面帶有水雷，準(zhǔn)備從水底下開過去炸毀敵艦。因?yàn)樗脑煨秃芷婀?，好像是兩個(gè)烏龜殼合起來的，人們都叫它“海龜”?！昂｝敗钡紫掠幸粋€(gè)水艙和兩個(gè)用手操縱的水泵。用水泵往水艙里灌水，“海龜”的總重量大于水的浮力，“海龜”就下沉；往外抽水，“海龜”就上浮?！昂｝敗钡耐饷嫜b置著兩臺(tái)手搖螺旋槳：一臺(tái)是水平方向，操縱它可以前進(jìn)后退；一臺(tái)是垂直方向，操縱它可以上升下降。背后還裝著一個(gè)舵，可以操縱航向。這年夏天的某一天，天剛擦黑，一名美國士兵駕駛著“海龜”，悄悄地駛向停在紐約港外的一艘英國戰(zhàn)艦?？煲咏鼞?zhàn)艦的時(shí)候，士兵轉(zhuǎn)動(dòng)垂直螺旋槳，使“海龜”下潛，接著就開到了戰(zhàn)艦底下。士兵起動(dòng)裝在“海龜”頂上的鉆桿，想把敵艦鉆出一個(gè)窟窿，好把水雷掛在里面炸毀它。出乎意料的是，這艘戰(zhàn)艦的艦底包了一層金屬，鉆頭鉆不進(jìn)去。那個(gè)“海龜”只好掃興地返航，一面不時(shí)地浮出水面換氣?！昂｝敗钡乃俣炔豢?，又辨不清航向，直到天快亮了，它還在海上忽浮忽沉地航行著。這時(shí)候，英國巡邏艇發(fā)現(xiàn)了這個(gè)行蹤鬼祟的怪物，立即開過去追擊。巡邏艇比“海龜”跑得快，眼看就要追上了。“海龜”駕駛員急中生智，解下背在艇上的水雷，點(diǎn)著引線，自己潛到水下逃跑。不一會(huì)兒，只聽轟隆一聲巨響，水雷爆炸了，水面激起高大的水柱。英國巡邏艇被這個(gè)怪物嚇了一大跳，也掉頭倉皇地逃跑了。這么一來，英國以為美國發(fā)明了一種神奇而威力巨大的水中武器，結(jié)果把封鎖紐約港的其他軍艦也撤得遠(yuǎn)遠(yuǎn)的了。“海龜”雖然沒有直接炸毀敵人的艦船，但是它也發(fā)揮了不少作用，因此贏得了第一艘軍用潛艇的美名?，F(xiàn)代軍用潛艇雖然有了很大的改進(jìn)，但是許多基本的設(shè)計(jì)和沉浮原理，和第一艘潛艇還是相差不多的。1979年4月9日，美國“俄亥俄”號(hào)核動(dòng)力潛艇下水了，它是當(dāng)今世界上最大的潛水艇?！岸砗ザ怼碧?hào)潛艇，長170米，寬12.8米，規(guī)定乘員130多人，潛航時(shí)排水量達(dá)18700噸。“俄亥俄”號(hào)潛艇還裝有很好的消音設(shè)備，可使噪音降低2～3倍，并且航速也是相當(dāng)快的，能突破由眾多核潛艇設(shè)下的水下封鎖，因而被譽(yù)為“靜悄悄的潛艇”。61誰是兇手在19世紀(jì)的沙皇俄國，發(fā)生了一起鐵路大慘案。事情是這樣的：沙皇政府的一位將軍，要到西伯利亞視察，事先通知沿途作好準(zhǔn)備。有個(gè)小鎮(zhèn)的駐軍司令很想借這個(gè)機(jī)會(huì)巴結(jié)這位將軍，這天一大早就把士兵集合起來，命令他們?cè)谲囌捐F軌兩旁列隊(duì)歡迎。士兵們持槍站在軌道旁，期待著將軍的光臨。一小時(shí)、兩小時(shí)……半天過去了，仍不見火車的蹤影。士兵們既累又餓，都快站不住了。忽然，遠(yuǎn)處傳來了汽笛聲，不一會(huì)兒就看到火車頭冒的煙。司令官高喊立正，士兵們強(qiáng)打精神立正。只見火車尖聲叫著，毫無減速的意思，風(fēng)馳電掣般地駛過士兵的隊(duì)列之間。就在這時(shí)，好像有一雙無形的大手，猛推著緊靠鐵軌的士兵向列車撲去。只見士兵一個(gè)接一個(gè)翻倒在列車下。眨眼之間，那個(gè)噴著白煙的鋼鐵怪物沖過去了，鐵軌上一片血肉模糊。司令官當(dāng)時(shí)就嚇昏了。誰是這起慘案的兇手？官司打到最高法院，法官們一籌莫展。官司打到彼得堡科學(xué)院，科學(xué)家們指出，把士兵們推到火車輪下的，是高速氣流。但是，難道不應(yīng)該說，制造這起慘案的，正是那個(gè)既愚昧無知又逢迎拍馬的駐軍司令嗎？為什么這樣說呢？早在慘案發(fā)生一百多年前的1738年，瑞典科學(xué)家丹尼爾·伯努利就指出：在氣體流動(dòng)時(shí)，流速大的地方壓強(qiáng)小，流速小的地方壓強(qiáng)大。后來人們把這個(gè)物理規(guī)律稱為“伯努利原理”。伯努利原理和慘案又有什么關(guān)系呢？列車高速行駛的時(shí)候，帶動(dòng)周圍的空氣一起高速運(yùn)動(dòng)，離列車越近流速越高，遠(yuǎn)處的空氣流速低。這就是說，離列車越近壓強(qiáng)越小，會(huì)把靠近鐵軌站立的士兵推到車輪下。由于駐軍司令愚昧無知，結(jié)果造成慘案?，F(xiàn)在，如果你到火車站去，站臺(tái)上離邊沿1米左右畫著一條白線，那就是告訴人們：站在線外，離開高速氣流遠(yuǎn)一點(diǎn)。同樣，城市中和公路上要求行人走人行道，自行車不要走機(jī)動(dòng)車道，也都有這方面的考慮。高速氣流造成的壓強(qiáng)差力量那么大，能不能用它來為人類服務(wù)呢？當(dāng)然可以。比如，你家里用的噴霧器，就是用活塞向噴口壓氣，造成高速氣流，在噴口形成低氣壓，于是，瓶中的藥就被吸上來，噴射出去。如果沒有高速氣流形成的壓強(qiáng)差，飛機(jī)也飛不起來，因?yàn)轱w機(jī)機(jī)翼上方氣流速度高，下方氣流速度低，使機(jī)翼上下出現(xiàn)壓強(qiáng)差，這就是飛機(jī)動(dòng)力的來源。62保守勢力啞口無言了十六、十七世紀(jì)歐洲，人們普遍采用抽水機(jī)抽取煤礦井下的積水。那時(shí)的抽水機(jī)很原始，用一根又粗又長的管子，里面安上一個(gè)和管子內(nèi)壁配合得很緊的活塞，把活塞推到管子的最下端，然后插到積水里。向上提起活塞，水就被抽上來了。為什么能把水抽上來呢？現(xiàn)在學(xué)習(xí)物理的少年朋友都知道，這是大氣壓力的作用?？墒窃趲装倌昵?，人們卻不懂得這個(gè)道理。他們還是沿用古希臘的一位著名學(xué)者亞里士多德的解釋：活塞上升以后，如果水也隨著上升，在水面和活塞之間，就出現(xiàn)了真空。由于自然界是厭惡真空的，水也就隨著活塞上升了?？墒?，有一年在意大利的一座很深的礦井里，出現(xiàn)了例外。當(dāng)工人使用抽水機(jī)抽水的時(shí)候，那水就像中了魔法似的。上升到10米以后，就再也不肯上升了。亞里士多德的這條“真理”失靈了。技師們絞盡腦汁，對(duì)抽水機(jī)做了各種改進(jìn)，仍然沒有效果，只好去請(qǐng)教著名的科學(xué)家伽利略。可是那時(shí)候伽利略已經(jīng)老了，他請(qǐng)自己的學(xué)生托里拆利幫助解決這個(gè)問題。托里拆利仔細(xì)地分析了抽水的情況以后，對(duì)亞里士多德的理論產(chǎn)生了懷疑。如果真是“自然厭惡真空”，為什么水只能上升到10米范圍內(nèi)呢？“一定有其他原因”，托里拆利想。當(dāng)時(shí)人們已經(jīng)知道，空氣是有重量的。不論是任何物體，有重量就會(huì)有壓力，那么，水面的上升會(huì)不會(huì)是由空氣的壓力造成的呢？托里拆利是個(gè)很聰明的學(xué)者。為了證實(shí)自己的想法，他想換一種比重不同的液體實(shí)驗(yàn)一下。他想到了水銀。因?yàn)樗y的比重是水的13.6倍，那托里拆利找到一根120厘米長，一頭封閉的玻璃管，把它灌滿水銀，用手指堵住管口，放在一個(gè)裝滿水銀的槽子里。把手指松開后，管里的水銀柱迅速下降，降到還有76厘米高，便停住了。76厘米的13.6倍正是10米左右，實(shí)驗(yàn)結(jié)果和自己的預(yù)想完全相等，成功了！托里拆利的實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)表以后，遭到一些保守思想嚴(yán)重的人的堅(jiān)決反對(duì)。他們說，水銀柱上面不是真空，而是充滿了眼睛看不見的氣體，是這些氣體的壓力使水銀柱的高度保持在76厘米的。面對(duì)保守勢力的圍攻，托里拆利決心用實(shí)驗(yàn)證明水銀柱的上面的確是真空。他經(jīng)過細(xì)心思索，終于設(shè)計(jì)出了一個(gè)更加巧妙的實(shí)驗(yàn)。這一次，他準(zhǔn)備了一個(gè)大一點(diǎn)的槽子，底下是水銀，上面是水。接著，他重復(fù)了前邊實(shí)驗(yàn)過程。當(dāng)管里的水銀柱保持在76厘米的時(shí)候，他把玻璃管慢慢向上提，管口被提到水槽里水銀和水的交界面以上時(shí)，由于管里的水銀很重，一下子都流了出來，同時(shí)由于大氣壓力的作用，水在一瞬間充滿了全管。這個(gè)實(shí)驗(yàn)有力地證明，在托里拆利進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)中，管里水銀柱的上方確實(shí)是真空的。如果水銀柱的上方有氣體，那么當(dāng)水流進(jìn)去的時(shí)候，也應(yīng)該只上升到76厘米的高度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果恰好相反，在鐵的事實(shí)面前，保守勢力啞口無言了。63叩開“天門”的人20世紀(jì)初，世界上出現(xiàn)了一股高空探險(xiǎn)的熱潮。那時(shí)，主要的探險(xiǎn)工具是氣球。探險(xiǎn)家乘坐的氣球越飛越高，但是升到13000米的高度，再也升不上去了。人們向這個(gè)高度進(jìn)行了100次沖擊，都失敗了。原來，這個(gè)難以到達(dá)的“天門”內(nèi)是大氣的平流層。我們知道，大氣圈底部對(duì)流運(yùn)動(dòng)顯著的氣層稱為對(duì)流層。對(duì)流層厚度隨緯度、季節(jié)及其他條件而異：在赤道地區(qū)約6～18公里，中緯度約10～12公里，兩極約為7～10公里。對(duì)流層頂上到離地球50公里的大氣層，稱為“平流層”。平流層大氣壓力低，缺乏氧氣，人在那里會(huì)得高空病而死亡。難道平流層真是叩不開的“天門”嗎？年輕的瑞士探險(xiǎn)家奧古斯特·皮卡德在思索，他想，再也不能采用吊籃式的氣球了。必須設(shè)計(jì)一種密封艙，使艙內(nèi)和艙外隔絕，保持艙內(nèi)正常溫度、氣壓和氧氣供應(yīng)，人乘坐在這種艙內(nèi)，一定可以升到平流層去。1931年5月27日，一艘直徑足有30米的巨大氫氣球升上了天空，在氣球上吊著的不是平常那種敞開式吊籃，而是一個(gè)鋁制的圓球，這就是皮卡德首創(chuàng)的密封艙。皮卡德本人正坐在艙內(nèi)親自試航。氣球不斷上升，很快就進(jìn)入了平流層，升到15500米的高度，“天門”終于被叩開了?？墒?，氣球上沒有裝無線電通訊設(shè)備，當(dāng)氣球從人們的眼界里消失以后，就再也得不到皮卡德的消息了。報(bào)紙很快就發(fā)表了皮卡德犧牲的消息。哪知道皮卡德并沒有犧牲，他經(jīng)過16小時(shí)的飛行，從法國飛到了德國，降落到了一個(gè)偏僻的山區(qū)。皮卡德成功的消息很快傳到了全世界，祝賀的信像雪片一樣向他飛來。64“興登堡”號(hào)巨型飛艇遇難1937年5月初，“興登堡”號(hào)巨型飛艇滿載著乘客，橫過大西洋，飛到了美國新澤西州赫斯特湖航空港的上空。地面上站滿了人群，飛艇徐徐下降，準(zhǔn)備著陸。突然，幾秒鐘內(nèi)，火蔓延到全艇。飛艇一下子就變成一團(tuán)火球，墜落到地上，艇上36名乘員全部喪生。為什么會(huì)起火呢？原來當(dāng)時(shí)飛艇的氣囊里填充的是氫氣。氫氣的比重比空氣輕，所以飛艇能浮在空中。但是，氫氣是一種可燃性的氣體，碰到火星就容易引起急劇燃燒而爆炸。飛艇是一種古老的輕飛行器，它的“老祖宗”就是氣球。早在200年前，有人就主張?jiān)跉馇蛏涎b上槳，讓它能像船一樣在空中劃行。19世紀(jì)，發(fā)明了發(fā)動(dòng)機(jī)，并且裝到了氣球上。于是，一種帶有動(dòng)力和操縱裝置的新型飛行器——?dú)馔Мa(chǎn)生了。1894年，我國也制造出了中國第一艘飛艇。在這以后的半個(gè)多世紀(jì)，飛艇簡直成了空中最熱門的飛行器。各種各樣的飛艇在空中大顯身手。其中德國飛行家齊柏林設(shè)計(jì)的飛艇最出名。“齊柏林”飛艇經(jīng)過多次改進(jìn)，成為當(dāng)時(shí)最重要的商業(yè)交通工具。1936年，齊柏林又制造了一艘當(dāng)時(shí)最豪華的“興登堡”號(hào)飛艇。飛艇長200多米，上面有艙房、餐廳、客廳等，可以載客72人?？墒牵w行不到一年，就被一把火燒毀了。這以后，飛艇就逐漸被飛機(jī)取代，而在空中消失了。70年代以來，人們又懷念起飛艇來了，各國又紛紛爭著制造飛艇。這是因?yàn)轱w艇有許多飛機(jī)所沒有的優(yōu)點(diǎn)。它耗油少，對(duì)空氣污染小，而且沒有噪聲。它載重量大，飛行平衡，可以用它吊運(yùn)大型貨物或者作電視轉(zhuǎn)播等。并且用不可燃的氦氣代替易失火的氫氣。因此，它將是一種大有希望的飛行器，古老的飛艇將煥發(fā)青春。65空氣有多重1909年，那時(shí)候飛機(jī)剛發(fā)明不久。當(dāng)時(shí)，飛行員是社會(huì)上最受人注意的人物。有一個(gè)飛行員從德國飛到英國去。路上機(jī)件出了故障，飛行員被迫在一個(gè)小鎮(zhèn)附近降落了。他找一家飯店去吃飯。不料，飯店很快就擠滿了人，大家圍著飛行員，爭先恐后地請(qǐng)他簽名。一個(gè)商人也擠在人群里面。飛行員偶然把自己的名字寫在餐桌的臺(tái)布上。商人馬上向店主把這塊臺(tái)布買了去。飛行員走后，商人在他坐過的餐桌旁邊到處察看。他渴望能弄到一點(diǎn)飛行員留下的紀(jì)念品，可以高價(jià)出售。但是，他什么也沒找到。這時(shí)，他忽然想到飛行員在飯店里呼吸過的空氣。如獲至寶，他立刻把飯店里所有門窗都關(guān)上，跑去對(duì)飯店老板說：“親愛的店主，我想向您買這間屋子里的空氣，可以嗎？”飯店老板愣住了，他從來沒想過空氣也可以賣錢。他心想，這個(gè)商人一定是發(fā)瘋了，于是，決定乘機(jī)敲他竹杠?！拔彝耆??！憋埖昀习寤卮鹫f：“這間屋子的容積一共是100立方米。每1立方米空氣算10塊錢，一共是1000塊錢。”“這太貴了?！鄙倘苏f，“我看這樣吧：每1公斤空氣，給您10塊錢?！憋埖昀习逑耄諝馓p了，這有多少呢？但是，他還是同意了，因?yàn)樗罌]有第二個(gè)人會(huì)來買空氣的。商人把門窗都封好，就去拿抽氣筒。旁邊看熱鬧的人對(duì)飯店老板說：“你上當(dāng)了。空氣連一點(diǎn)重量也沒有。你把全屋子里的空氣都給了他，也得不到一個(gè)子兒的。”飯店老板聳了聳肩膀，無可奈何地笑了笑。然而結(jié)果怎樣呢？結(jié)果商人反而多花了293塊錢，他一共花了1293塊錢，才把空氣買了去。原來空氣是有重量的。每1立方米空氣的重量是1.293公斤。100立方米空氣的重量是129.3公斤。商人原以為空氣一點(diǎn)重量也沒有，可以不花一個(gè)錢買到手?，F(xiàn)在卻花了1293塊錢，把什么用也沒有的空氣買了去。66他們是怎樣飛起來的19世紀(jì)90年代中期，科學(xué)界發(fā)生了一起轟動(dòng)世界的大事：德國科學(xué)家、滑翔機(jī)專家奧托·科連撒爾，在經(jīng)過兩千多次滑翔之后，失事殞命。消息傳開，輿論嘩然，不少人喪失了飛上天的信心，甚至有人斷言：“空中是人類交通的禁區(qū)”?？墒?，當(dāng)這個(gè)消息傳到美國俄亥俄州代頓城時(shí)，卻引起了兩名自行車修理工人的關(guān)注和興趣，這便是飛機(jī)奇跡的創(chuàng)造者——萊特兄弟。這兩位青年工人，既沒有上過大學(xué)，也沒有金錢，有的僅僅是滿腔熱情和堅(jiān)定的毅力。他們一面經(jīng)營修理自行車業(yè)務(wù)，一面刻苦地自學(xué)，在短期內(nèi)，學(xué)會(huì)了德文，精讀了科連撒爾的著作《飛行問題》和《滑翔實(shí)踐》?？七B撒爾的名言是：“每一只鳥，都是一名雜技表演師”，“誰要飛行，誰就得模仿鳥?！庇谑牵麄儽慵?xì)心地觀察各種鳥的飛翔動(dòng)作，看它們?cè)鯓悠痫w，怎樣升降，怎樣盤旋。他們發(fā)現(xiàn)，鳥類轉(zhuǎn)彎的時(shí)候，往往用翼尖、翼邊撲動(dòng)，以保持身體平衡，他們把這些原理都一一用到了飛機(jī)的設(shè)計(jì)上。為了系統(tǒng)地掌握飛行理論，他們認(rèn)真地鉆研數(shù)學(xué)、空氣動(dòng)力學(xué)和材料力學(xué)等基礎(chǔ)理論。他們?cè)趯W(xué)習(xí)中，發(fā)現(xiàn)科連撒爾盡管滑翔了兩千多次，但在空中時(shí)間總共只有5小時(shí)，空中實(shí)踐太少了，致使他無法掌握空中的特殊規(guī)律。他們決心吸取科連撒爾失敗的教訓(xùn)，到空中實(shí)踐。他們?cè)囍屏艘矶司砬?，裝有活動(dòng)方向舵的滑翔機(jī)，先把滑翔機(jī)像風(fēng)箏似的用繩子在風(fēng)中放起來，然后再真正地進(jìn)行滑翔。從1900年到1902年三次進(jìn)行空中試驗(yàn)，測量了風(fēng)壓和氣流，記錄了許多詳細(xì)而確切的數(shù)據(jù)，從而揭示了不少飛行的奧秘。他們經(jīng)過改進(jìn)機(jī)翼和方向舵的形狀結(jié)構(gòu)。在初步解決穩(wěn)定操縱后就轉(zhuǎn)入了動(dòng)力飛行的研究。1903年秋天，萊特兄弟終于試制成功了“飛行者”號(hào)飛機(jī)，它是一架以輕質(zhì)木料為骨架，帆布為基本材料的雙翼飛機(jī)。平行安置的雙層機(jī)翼提供了升力，運(yùn)用活動(dòng)方向舵能操縱飛機(jī)升降和左右盤旋，一臺(tái)具有水冷設(shè)備的12馬力的發(fā)動(dòng)機(jī)，帶動(dòng)兩個(gè)螺旋槳。這架飛機(jī)雖然試飛的飛行距離只有36.6米，飛行時(shí)間只有12秒，可是它具有劃時(shí)代的意義，這是人類第一架動(dòng)力飛機(jī)，它揭開了人類空中飛行的序幕，實(shí)現(xiàn)了人們幾千年來夢(mèng)想像鳥類那樣飛上天空的愿望。試飛成功后，萊特兄弟并不就此滿足，或沉醉于“沽名釣譽(yù)”之中，而是精益求精，不斷地改進(jìn)飛機(jī)結(jié)構(gòu)又連續(xù)進(jìn)行了160多次飛行。直到1908年萊特兄弟分別在弗尼亞州邁爾堡和法國巴黎作了67分鐘和233分又43秒的飛行表演，贏得了世界聲譽(yù)，震動(dòng)了世界科壇，他們首創(chuàng)的飛機(jī)奇跡，從此載入了世界科技史冊(cè)。他們的成功又一次向人們揭示了一條真理：聰明在于學(xué)習(xí)，天才在于積累，只有勤奮的人才能攀登上科學(xué)高峰！注：我們不聰明在于我們不勤奮，我們不勤奮在于我們無壓力，我們無壓力在于我們沒有尋找到值得追求的目標(biāo)！原來我們好狂妄呀?。?7飛船會(huì)代替飛機(jī)重新航行嗎1937年5月6日，一個(gè)晴朗的初夏，美國新澤西州的萊克赫斯機(jī)場上，藍(lán)白色的龐大的飛船“興登堡”號(hào)漸漸降落，歡迎的人群正在揮手歡呼，慶賀它勝利地完成了長距離的飛行。飛船離地面200米時(shí)，突然人們聽見“喀”的一聲，一陣先是淡紅、后是深紅的火焰騰空而起，煙霧滿天，飛船上滿載的易燃的氫氣爆炸了，造成了30多人死亡。從此以后，飛船就幾乎在天空中消聲匿跡了。一直到90年代后期，由于油價(jià)飛漲，大多數(shù)航空公司虧本，人們又重新想起了飛船。當(dāng)然飛船重新受人注意，不僅是經(jīng)濟(jì)上的原因，還因?yàn)榻?jīng)過最近一個(gè)時(shí)期科學(xué)家的努力，技術(shù)設(shè)備大有改進(jìn)，安全系數(shù)已大大增加。一般飛船主要有3個(gè)部分組成：體形龐大的氣囊，里面裝有比空氣還輕的氣體使飛船具有浮力；前進(jìn)方向和上下控制設(shè)備；載貨和載人的船艙。現(xiàn)在，人們已用氦氣，不但比氫還輕，而且不易燃。另外，氣囊的牢固度、密封性都大大增加，人們已用非常牢固和耐用的尼龍織物制成氣囊的外殼，再用一層絲毫不透氣的合成薄膜作為氣囊的襯里，保證了氣囊安全可靠。載貨和載人的船艙，也用了高濃度的防腐蝕、防燃燒的新合金。美國有一家科研機(jī)構(gòu)使用這種氣囊的模型飛船航行了1年多，證明性能良好。安全問題一解決，飛船就顯示出它強(qiáng)大的生命力。首先它可大大節(jié)約燃料，空氣囊的氣體不像飛機(jī)一次就消耗完，而可長期使用。在上升時(shí)，飛機(jī)需要花費(fèi)很多燃料使其上升，飛船卻不需要。在空中，因飛船本身具有浮力，前進(jìn)時(shí)所耗的燃料也比一般飛機(jī)節(jié)約。由于飛船的浮力比飛機(jī)更大、更穩(wěn)定，載重量也可大大增加。一般飛機(jī)升降時(shí)都需要跑道，飛船卻不需要。它可以像直升機(jī)一樣，垂直地升降，只要有一個(gè)較平的地面就可以。在解決噪聲和污染方面，飛船與飛機(jī)相比有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。由于飛船可任意在空中停留，它對(duì)勘探石油、探測氣候、考察海洋等一些科學(xué)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)比飛機(jī)有更大的優(yōu)越性。目前，飛船在空中前進(jìn)的動(dòng)力技術(shù)也在日新月異。人們已使用一個(gè)較小的核反應(yīng)堆裝在飛船船艙里作為前進(jìn)的動(dòng)力，這成為可能，是由于飛船船艙的體積要比飛機(jī)大得多，這樣的核飛船可以作多次環(huán)球飛行，不用加燃料。另外，美國的兩位科學(xué)家已試驗(yàn)在飛船上裝太陽能電池，利用太陽能作為動(dòng)力，稱為太陽能飛船。68王冠之謎公元前287年，在古希臘的敘拉古市，誕生了一個(gè)很有才華的人，他的名字叫阿基米德。按照當(dāng)時(shí)的慣例，阿基米德被送到埃及的王家學(xué)校去學(xué)習(xí)。他學(xué)成回國以后，把所學(xué)知識(shí)用于實(shí)踐，解決了許多實(shí)際問題受到了國王的賞識(shí)。國王希艾羅是一個(gè)勇敢善戰(zhàn)的人。有一次打了勝仗，為了慶祝勝利，他決定要獻(xiàn)給神一頂王冠，于是下令找來了一個(gè)高明的金匠來制作。國王的會(huì)計(jì)官給了金匠必需的金子，不久王冠制成了，它玲瓏剔透，金光閃閃，國王非常滿意。但是，人們私下傳說金匠并沒有把全部金子用到王冠上，而是摻進(jìn)了一部分銀子。國王聽了，也起了疑心。他把金冠稱一下，和交給金匠的金子一樣重，顏色也黃澄澄的，看不出摻進(jìn)了什么。如果為鑒別真假打碎這個(gè)精致的王冠，又覺得可惜。他讓阿基米德解開這個(gè)謎。阿基米德接受了這個(gè)任務(wù)，回到家里左思右想，一直沒想出好辦法來。他茶飯無思，焦躁不安，帶著滿腦子問題在洗澡。澡盆里裝滿了水，阿基米德慢慢把身子沉了進(jìn)去。嘩啦——嘩啦，水不斷溢了出來。以前，出現(xiàn)這現(xiàn)象誰也沒有思索過它的意義。現(xiàn)在，阿塞米德一心在尋找解決問題的方法，所以一下子從澡盆溢水的現(xiàn)象中受到啟發(fā)。他意識(shí)到從盆子里溢出來的水就等于人體進(jìn)入水中的體積，如果在容器里裝滿水，把金冠沉進(jìn)去，根據(jù)溢出的水量，也就可以知道王冠的體積了。只要弄清王冠的體積，下一步就好辦了。想到這里，阿基米德忘記了自己在洗澡，光著身子從浴盆里跑出來，大聲喊著：“解決了！解決了！”他首先測出王冠的重量，然后準(zhǔn)備了和王冠一樣重的一塊純金塊和一塊純銀塊，還有一個(gè)裝滿水的容器。阿基米德把純金塊慢慢沉入容器，算出溢出的水量，根據(jù)他的推理，這些水的體積就是純金塊的體積。阿基米德再把純銀塊沉入裝滿水的容器，根據(jù)溢出的水量又算出純銀塊的體積。當(dāng)然，銀塊的體積要比金塊大。最后，他又把王冠放入裝滿水的容器，根據(jù)溢出的水量測出了王冠的體積。阿基米德把王冠的體積和純金塊與純銀塊的體積加以比較，發(fā)現(xiàn)王冠的體積比純金塊的體積要大，比純銀塊的體積要小，這就證明了王冠不是用純金制成的，而是用金銀混合制做的。根據(jù)測出的結(jié)果，他還計(jì)算出有多少黃金被換成了白銀，終于揭開了王冠之謎。他對(duì)金匠說了自己的測試過程，金匠只好承認(rèn)自己的罪過。69禍從天降1982年1月的一天，在熱鬧繁華，大廈林立的紐約市曼哈頓區(qū)，剛剛下班走出高層大廈的羅約·斯派爾烏吉爾小姐，忽然被身后沖來的一股猛烈的風(fēng)暴卷進(jìn)附近的水泥花壇中，碰得頭破血流，雙臂折斷。知識(shí)淵博的斯派爾烏吉爾立刻敏銳地意識(shí)到：這不怪天氣，而是“穿街風(fēng)”給她帶來的不幸。于是，她到法院起訴，控告了設(shè)計(jì)這座大廈的建筑設(shè)計(jì)師和紐約市政當(dāng)局。如果在10年前，她的控告會(huì)被駁回。但在今天，在建筑學(xué)家和氣動(dòng)工程學(xué)家、物理學(xué)家的協(xié)助下，法官們認(rèn)真審理了這起案件。結(jié)果，斯派爾烏吉爾打贏了這場官司，獲得了650萬美元的損失賠償費(fèi)。這件案件的判決是正確的。科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，由于高層建筑的先后興起，大城市街道上的風(fēng)，多半不能歸咎于天氣，而應(yīng)由建筑設(shè)計(jì)師負(fù)責(zé)。這是由于：高層建筑如果設(shè)計(jì)不當(dāng)，就會(huì)擋住高處的氣流，迫使其折向地面，在街道上形成小型風(fēng)暴，這種小型風(fēng)暴就叫“穿街風(fēng)”。人類進(jìn)入20世紀(jì)以來，競相建造摩天大樓成為時(shí)髦。如美國，1931年在紐約市落成的102層帝國大廈，高381米；1972年在紐約興建的110層世界貿(mào)易中心，高412米；1974年在芝加哥市崛起的希爾斯大樓，雖然也是110層，高度竟達(dá)442米。這些鱗次櫛比的超級(jí)摩天大樓引起的“穿街風(fēng)”，已經(jīng)給大城市帶來了不少的麻煩。科學(xué)家最新研究結(jié)果表明：“穿街風(fēng)”是由一些可以預(yù)見到的空氣動(dòng)力效應(yīng)造成的。人們知道，風(fēng)源在太陽，產(chǎn)生于大氣的運(yùn)動(dòng)。氣流運(yùn)動(dòng)便是風(fēng)。氣流運(yùn)動(dòng)愈強(qiáng)，風(fēng)力則愈大。建筑物等地面障礙可使風(fēng)速減弱，風(fēng)向改變，但往往在近地面處產(chǎn)生紊亂交錯(cuò)的“湍流”。在樓房高密林立的大都市，這種湍流又會(huì)“扶搖直上”到五六百米之高，爾后又會(huì)運(yùn)動(dòng)向下，當(dāng)進(jìn)入狹窄的空域，就會(huì)降至建筑物基礎(chǔ)部，沿著建筑物的“空隙”——馬路和巷道沖襲；一經(jīng)拐彎處，會(huì)迅速旋轉(zhuǎn)，強(qiáng)勁起來，宛若小龍卷風(fēng)肆虐橫行；如遇凹角處，則會(huì)變成風(fēng)速雖小但壓力極大的地面風(fēng)暴。這就是“穿街風(fēng)”。70耐人尋味的昆蟲飛行在五彩繽紛的大自然中，昆蟲世界是個(gè)引人矚目的生物群體。它們出現(xiàn)于距今4億年前的泥盆紀(jì)。在3億年前，部分昆蟲開始振翼在空中翱翔，比鳥類的飛行早15000萬年。是空中最早的主人。一般昆蟲的飛行都是靠擺動(dòng)翅膀。其中以蜉蝣擺動(dòng)翅膀的方式最為簡單，它的每片翅膀都是從上向下?lián)]動(dòng)，并和迎面而來的氣流構(gòu)成不大的角度。雙翅目昆蟲（如蚊子、蒼蠅等）和膜翅目昆蟲（如蜜蜂等）擺動(dòng)翅膀方式最為復(fù)雜，假如它們?cè)陲w行中是停止不動(dòng)的話，那么翅膀動(dòng)作將成“8”字形，與螺旋槳工作效果相同。當(dāng)人們把這種昆蟲向前飛行時(shí)翅膀所畫出的圖形進(jìn)行研究時(shí)，發(fā)現(xiàn)這竟是正弦曲線。昆蟲飛行時(shí)會(huì)發(fā)出嗡嗡聲。原來，聲音是我們用耳朵覺察到的空氣振動(dòng)，振動(dòng)快，音調(diào)高；反之，則低。如生活在馬糞中的甲蟲，拼命振動(dòng)翅膀，每秒只有87次，因而發(fā)出了低沉的聲音；而蚊子每秒則可振動(dòng)594次左右，因而聽起來音調(diào)極高。蝶形昆蟲振動(dòng)的次數(shù)最少，因而它們似乎是無聲無息地飛著。昆蟲飛行有速度高、飛行距離長、耗能少、機(jī)動(dòng)性大等特點(diǎn)。如果把昆蟲與鳥、飛機(jī)的飛行速度比較一下，昆蟲的速度當(dāng)然很慢。如丸花蜂的時(shí)速是18公里，烏鴉的時(shí)速是50公里，而螺旋槳飛機(jī)最高時(shí)速可達(dá)900公里。不過，如果計(jì)算一下丸花蜂、烏鴉和飛機(jī)飛行相當(dāng)于自己身長的距離時(shí)，那么人們便會(huì)驚奇地發(fā)現(xiàn)，相對(duì)速度最低的卻是飛機(jī)，而最高的卻是昆蟲。丸花蜂每分鐘內(nèi)飛行的距離是自身長度的10000倍，烏鴉是1700倍，而飛機(jī)只是1500倍。不少昆蟲能持續(xù)飛行100公里，蜻蜒、蝴蝶可以不停地飛上幾百公里，有一群飛蝗竟從非洲的西北部直接飛往百慕大群島，全程是2400公里，其飛行高度，最高曾達(dá)6000米。這說明，昆蟲對(duì)缺氧和低壓有很強(qiáng)的適應(yīng)能力。在耗能方面，昆蟲比飛機(jī)要節(jié)約得多。蜜蜂飛行32公里只需消耗0.0035克糖，而在蜜蜂的素囊中一般能儲(chǔ)藏0.02克蜜糖液，大約相當(dāng)于0.004克純糖。因此，即使飛上30公里，它同樣是有利可圖的?；认x飛行一小時(shí)體重僅減少0.8%。更有趣的是，昆蟲在飛行中所消耗的能量，比它在陸地上“漫步”時(shí)更節(jié)約。德國研究人員發(fā)現(xiàn)，蜜蜂飛行78米所消耗的能量，同它們?cè)诘孛嫔吓佬?米所消耗的能量相等。昆蟲飛行的靈活性和機(jī)動(dòng)性都是引人注目的。它們能隨意升降、轉(zhuǎn)彎、前進(jìn)與倒退，并且不必滑跑就能直接起飛或降落。飛行器在飛行中會(huì)產(chǎn)生機(jī)翼顫振現(xiàn)象，這是一種極為有害的顫動(dòng)，常使一些高速飛行器折翼而墜。然而蜻蜓飛行時(shí)卻沒有顫振。原來，蜻蜒的每片翅膀前緣的上方長有一塊深色的角質(zhì)加厚部分——翼眼。這種組織有調(diào)整翅膀振動(dòng)、消除顫振的作用。在此啟發(fā)下，人們?cè)陲w機(jī)機(jī)翼前緣裝了一種加重裝置，這樣就可以消除對(duì)飛行有害的振動(dòng)了。71啄木鳥的頭竟是絕妙的減震器天牛、透翅蛾、吉丁蟲等，隱藏在樹干內(nèi)部蛀食為害，造成樹木枯死或風(fēng)折，降低木材的利用價(jià)值。用藥物或人工防治這類害蟲，既費(fèi)工、費(fèi)錢，也不易達(dá)到理想的滅蟲效果。于是，人們想到了善于在樹干上攀登覓食，鑿孔鉤蟲的啄木鳥。全世界有啄木鳥200多種，其中我國有20多種，有綠啄木鳥、棕膠啄木鳥、大斑啄木鳥、星頭啄木鳥等。啄木鳥每天可以消滅上百條藏在樹干中的害蟲。生了小鳥以后，它就更忙了，每天至少要給小鳥喂食25次以上。據(jù)試驗(yàn)，在1000畝人工林內(nèi)居住的兩對(duì)啄木鳥，一個(gè)冬季可啄食樹干內(nèi)光肩星天牛86%、吉丁蟲97%，基本控制了蛀干害蟲的發(fā)展。此外，食葉害蟲天社蛾、黃刺蛾、避債蛾及其他在樹干上的越冬繭等，也是啄木鳥冬季的食糧。啄木鳥雖然翅膀短而鈍，不適于遠(yuǎn)距離飛翔，但是它卻有一種極為高超的攀援樹干的本領(lǐng)，可以在又直又滑的樹干上攀登自如。這是因?yàn)樗闹洪L得非同尋常。一般鳥趾是三趾向前，一趾向后；而啄木鳥卻是三趾向前，二趾向后，并有銳利的爪鉤。啄木鳥還有一副堅(jiān)硬而又有彈力的尾羽，可以用來支撐身體。因此，它不僅能夠有力地抓住樹于而不致滑下，還可以沿著樹干向上跳躍和靈活地繞樹干轉(zhuǎn)動(dòng)。啄木鳥的嘴巴又長又尖又硬，就像木匠用的鑿子一樣，不僅能啄開樹皮，而且能一直插進(jìn)堅(jiān)硬的木質(zhì)部，直搗害蟲的老巢。它的舌頭又長又細(xì)，還長了許多倒刺，表面布滿一層粘液，不管害蟲隱藏多深，都可以準(zhǔn)確無誤地把害蟲鉤出來，就是幼蟲和蟲卵也別想逃脫，啄木鳥舌頭上的粘液可以直接把它們粘出來。看到這里，你可曾想過，啄木鳥啄樹的時(shí)候，它那長嘴的前端有多大的速度嗎？根據(jù)計(jì)算，啄木鳥的頭部向前運(yùn)動(dòng)的速度，幾乎是聲音在空氣中速度（334米/秒）的兩倍。它以如此高的速度不停地帶動(dòng)著嘴啄樹，既不會(huì)患腦震蕩，又不會(huì)產(chǎn)生頭痛癥。它的腦部如此壯實(shí)，的確令人佩服?？茖W(xué)家對(duì)啄木鳥頭部解剖分析，揭開了其中的奧秘。在它的大腦周圍有一層海綿狀骨胳，里面含有液體，能起消震作用。在它的腦殼外圍還長滿了能起減震作用的肌肉。當(dāng)它啄樹的時(shí)候，頭部是嚴(yán)格地作直線運(yùn)動(dòng)?？茖W(xué)家們從這里得到減震防震的啟示：在設(shè)計(jì)頭盔和安全帽時(shí)，帽頂與頭頂之間的填充物，要用堅(jiān)固而又輕又密實(shí)的海綿狀材料；帽頂要堅(jiān)固但不要過厚，發(fā)生撞擊時(shí)，要使人體頭部盡量做直線運(yùn)動(dòng)，不產(chǎn)生任何轉(zhuǎn)動(dòng)。如果進(jìn)一步研究，還可以找到更佳的防震辦法，來改進(jìn)車胎、房屋和精密儀器的消震設(shè)施。72章魚與真空吸盤據(jù)說，上世紀(jì)日本皇室一艘滿載朝鮮貴重瓷器的貨輪在日本海沉沒，盡管知道沉船準(zhǔn)確地點(diǎn)，但因潛水員下潛不了那么深，于是求助于章魚……章魚跟烏賊一樣，同屬頭足類動(dòng)物。因?yàn)樗摹澳_”長在頭頂上。章魚有8只長腳，活像8條帶子，故有人稱為“八帶魚”。其實(shí)，章魚本不是魚，而是一種貝類。章魚腳上長有強(qiáng)有力的大吸盤，平時(shí)嗜好器皿，喜藏匿其中，吸附不出。人們利用它這個(gè)怪癖，得益不淺。希臘的克里特島，由于煤船的頻繁往來裝卸，海底堆積了厚厚一層煤。漁民們常捉來章魚，拴在長繩子上丟進(jìn)海里，讓章魚到海底去抓煤塊，然后再把繩子拉上來，煤塊也就撈上來了。章魚抓煤塊靠的是腳上的吸盤，吸盤的構(gòu)造和人們沿襲用的拔火罐相似。拔火罐里的燃燒物消耗了罐中的氧氣，使罐內(nèi)外產(chǎn)生了壓力差，這就是拔火罐有吸力的原因。章魚則是利用肌肉收縮排出吸盤內(nèi)的水，造成吸盤的壓力差而產(chǎn)生吸力的。章魚吸盤的吸附能力很強(qiáng)，有時(shí)甚至能吸住比自己體重大20倍的煤塊。文章開頭提到的日本沉船上的瓷器打撈正是利用了章魚腳上的吸盤。人們把章魚系上細(xì)繩投入大海，沉至海底，章魚便覓罐而臥。隨后，人們拉起繩子，頑固的章魚死吸住器皿不放，于是一個(gè)個(gè)貴重瓷器被吸拉上來。章魚強(qiáng)有力的腳和吸盤是它的防御工具。在海洋里，與它同樣大小的動(dòng)物都受其害，就是最大的、裝備最好的蝦，也難免成為章魚的犧牲品。據(jù)說，產(chǎn)于北太平洋的大章魚，其腳有3米長，潛水員碰上它，兇多吉少；它甚至能把腳伸到小艇上，把小艇拖翻！章魚兇殘，可對(duì)其子女卻照顧得無微不至。章魚為了保護(hù)自己所生的蛋，常端坐蛋上，須臾不離，不吃不喝，以保下一代平安出生。有趣的是，章魚休息時(shí)，總是留一兩條長腳“值班”。長腳不斷轉(zhuǎn)動(dòng)，如觸到敵害，它便會(huì)跳將起來，逃之夭夭。章魚還有一套登陸越境的絕技?？茖W(xué)家吉利帕特里曾親歷過這么一回事：有一天，他提著一只盛有章魚的水桶進(jìn)書房，想讓客人們觀賞，在等待客人時(shí)，他專心看書，突然聽到一聲巨響，原來水桶里的章魚竟越出水桶口，爬上書架，將一本厚書推了下來。章魚吸盤產(chǎn)生巨大吸力的道理，人們?cè)缫牙脕硌兄朴镁吆蜋C(jī)器。常見的如“真空吸盤式”塑料掛衣鉤。這種塑料吸盤只要往玻璃或者平整的木板上按，擠出盤內(nèi)空氣，就能牢牢地吸在上面，一個(gè)小小衣鉤可擎住一件大衣的重量。在工業(yè)上，人們利用這個(gè)原理制成了真空起重機(jī)。這種起重機(jī)用吸盤代替了普通起重機(jī)的吊鉤，工作時(shí)像章魚一樣，把裝有吸盤的吊臂對(duì)準(zhǔn)吊物的光滑部位，就能牢牢地抓住起吊物。國外有人曾用這種起重機(jī)吊運(yùn)重達(dá)30噸的水泥預(yù)制板。73狂噪之神的耳朵西西里有一座叫吉爾真提的大教堂。教堂的內(nèi)部呈橢球體。我們知道，橢球體有兩個(gè)焦點(diǎn)，倘若在一個(gè)焦點(diǎn)上發(fā)出聲音，在另一個(gè)焦點(diǎn)上聽來就和原來的聲音一樣響。吉爾真提大教堂落成后，其中的一個(gè)焦點(diǎn)被無意地選擇為放置懺悔椅的地方。一個(gè)人偶然發(fā)現(xiàn)在另一個(gè)焦點(diǎn)能聽到懺悔人對(duì)牧師所作的懺悔，并以此作為一種樂趣。他甚至還邀請(qǐng)他的朋友一起去偷聽。恰好有一天是他妻子來作懺悔，他和他的朋友們偷聽到什么呢？這里正好用得上一句古諺：“靠在墻邊偷聽的人只能聽到自己的丑行。”無獨(dú)有偶。在古代西西里島有一個(gè)叫賽厄勒丘斯的地方，有一個(gè)暴君興建了一所監(jiān)獄。這所監(jiān)獄的獄室呈鐘形，地下還有一些彎曲的管道通到皇宮。暴君只要把耳朵湊近這些管道，就能聽到犯人的談話甚至耳語。后人稱這樣的竊聽系統(tǒng)為代厄尼西斯的耳朵。代厄尼西斯是古希臘神話中宙斯的兒子，狂噪之神。一個(gè)較為現(xiàn)代的例子是美國華盛頓國會(huì)的眾議院大廳的半球形屋頂。在大廳一邊輕聲耳語，在另一邊也能聽見。所以，議員們的秘密談話不止一次地被人偷聽到。這都是因?yàn)椋涸谝粋€(gè)橢圓形的房間里，在一個(gè)焦點(diǎn)上發(fā)出的聲音會(huì)像光線那樣在另一個(gè)焦點(diǎn)上聚焦。這就使得第二個(gè)焦點(diǎn)上能聽到第一個(gè)焦點(diǎn)上的談話。74危險(xiǎn)的信號(hào)1943年1月，天氣非常寒冷。一艘美國新造的巨型油輪正在交付使用，突然發(fā)生了事故：油艙不可思議地裂為兩截。據(jù)當(dāng)事人回憶，油艙斷裂前有一種嚓嚓的聲響。這聲響和那災(zāi)難是否有關(guān)系呢？在生活中也常見到類似的現(xiàn)象：兒童攀登樹木，當(dāng)樹杈發(fā)出“咯吱”“咯吱”的聲響時(shí)，危險(xiǎn)就要來臨了；有經(jīng)驗(yàn)的礦工聽到坑木的某種聲音，便知道要發(fā)生事故；老農(nóng)把西瓜拿到耳邊，用手一按，根據(jù)西瓜受壓以后發(fā)出的聲音，就能判斷西瓜的生熟。在金屬世界，也會(huì)發(fā)生類似的現(xiàn)象：如果找到金屬錫，你不妨用兩手反復(fù)地彎曲它，聽！它“噼啪”、“噼啪”地提抗議了，這就是“錫鳴”。精確的科學(xué)實(shí)驗(yàn)證明，材料承受機(jī)械負(fù)載時(shí)，它的內(nèi)部會(huì)發(fā)射聲波（包括聽不見的次聲波和超聲波）。這種現(xiàn)象就叫聲發(fā)射。強(qiáng)的聲發(fā)射人耳可以聽到，一般的聲發(fā)射，我們是聽不到的。油艙斷裂前的嚓嚓聲絕非偶然，它是一種聲發(fā)射。許多重型機(jī)械與大型工程結(jié)構(gòu)發(fā)生斷裂之前都有過類似的嚓嚓聲。尤其嚴(yán)重的是，這些機(jī)械往往沒有超載，事故是在安全應(yīng)力下發(fā)生的。嚓嚓聲是多么危險(xiǎn)而又多么重要的信號(hào)?。∧敲?，能不能利用聲發(fā)射來預(yù)測斷裂呢？50年代初，德國科學(xué)家凱塞爾在做金屬拉伸實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)金屬試樣變形會(huì)發(fā)出微弱的聲音。這些微弱的聲響使他想起了巨輪斷裂等一系列事故，便對(duì)金屬在拉伸或其他變形中的聲發(fā)射現(xiàn)象進(jìn)行了深入的研究。凱塞爾和他的同事們發(fā)現(xiàn)，金屬在塑性變形時(shí)發(fā)出的聲響是由于內(nèi)部產(chǎn)生位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)而引起的。要說明位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，就要從晶體結(jié)構(gòu)談起。不計(jì)其數(shù)的固態(tài)物質(zhì)共分兩大家族，金屬所屬的家族名曰：“晶體”，食鹽、水晶、冰都是晶體。晶體中的分子、原子或離子是按照一定規(guī)則排列的，好像運(yùn)動(dòng)場上的運(yùn)動(dòng)員表演“疊羅漢”，每個(gè)運(yùn)動(dòng)員在空間都有一定的位置。疊羅漢的隊(duì)形盡管琳瑯滿目，即都是由那些“羅漢”組成。晶體分子、原子或離子的“隊(duì)形”，叫做晶格。在金屬中的分子或原子雖每“人”都有一定的位置，但總有少量不守紀(jì)律者站錯(cuò)了隊(duì)，而且在其中“暗藏”著外來的“奸細(xì)”——雜質(zhì)。這些地方就是“位錯(cuò)”，在那里隱藏著內(nèi)部的“破壞分子”。堡壘是最容易從內(nèi)部攻破的，而位錯(cuò)則是個(gè)缺口。倘若有外力加在構(gòu)件上，位錯(cuò)的地方就會(huì)出現(xiàn)裂口?！扒Ю镏?，潰于蟻穴”，位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)往往導(dǎo)致裂紋和斷裂。重要的是，位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)并不是默不作聲的，那些“破壞分子”的運(yùn)動(dòng)會(huì)產(chǎn)生音響，這就是聲發(fā)射。既然位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)是斷裂的前提，而聲發(fā)射又是位錯(cuò)引起的，利用聲發(fā)射來預(yù)測斷裂，查找缺陷，防止事故，當(dāng)然是可以的。問題并不那么簡單，金屬的聲發(fā)射信號(hào)遠(yuǎn)比周圍的噪聲微弱，而且有相當(dāng)多是超聲與次聲，靠我們的耳朵去聽，常常聽不到，或者到時(shí)已經(jīng)無力挽救了。到了60年代，由于技術(shù)有了較快的發(fā)展，利用電子技術(shù)已經(jīng)能把聲發(fā)射信號(hào)和環(huán)境聲區(qū)別開。電子“耳朵”能“聽”到位錯(cuò)的動(dòng)靜，于是產(chǎn)生了理論的聲發(fā)射檢測技術(shù)。近十年來，聲發(fā)射技術(shù)發(fā)展較快，在航空、航天、原子能以及金屬加工方面大顯身手；在巨大的高壓容器、發(fā)動(dòng)機(jī)和核反應(yīng)堆旁，聲發(fā)射監(jiān)測器正在默默無聲地工作著，保衛(wèi)著人們的安全。75長跑健將1883年8月26日爆發(fā)的印度尼西亞克拉脫火山產(chǎn)生的次聲波，繞地球轉(zhuǎn)了108個(gè)小時(shí)。1960年，智利大地震發(fā)出的次聲波傳播了全世界。1961年，蘇聯(lián)進(jìn)行的1500萬噸級(jí)核試驗(yàn)產(chǎn)生的次聲波，足足繞地球跑了5圈。據(jù)國外報(bào)道，目前有人正在研究一種新式武器——次聲波武器。有的文章聲稱這種武器“能夠消滅一座城市或某一地區(qū)的人，甚至連那些躲在秘密掩蔽所里的人，藏在坦克、潛水艇里的人都不能幸免?！痹谶@以前，國外還曾發(fā)表過一則駭人聽聞的消息：有幾位科學(xué)家發(fā)明了一種令人恐懼的次聲槍，它發(fā)射后，可使十幾公里遠(yuǎn)的人震得血肉模糊，立即致死。對(duì)于這些聳人聽聞的報(bào)道，乍一聽來，不禁使人毛骨悚然，但仔細(xì)一想，覺得未免危言聳聽，言過其實(shí)。然而，這也并非毫無根據(jù)。那么，究竟什么是次聲波，它對(duì)動(dòng)物和人體究竟有些什么影響，能不能用次聲波來制造武器，難道次聲波對(duì)我們就一點(diǎn)好處也沒有嗎？盛夏之夜，海岸上萬家燈火?！皢琛獑琛焙］喌撵F號(hào)聲此起彼伏，劃破了寧靜的夜空。與此同時(shí)，人們會(huì)注意到，這些大輪船的“喇叭”有點(diǎn)與眾不同：它們的聲音都特別低沉、莊重。這是為什么呢？聲學(xué)的研究告訴我們：頻率越低的聲音，傳播時(shí)能量損失得越慢，就能傳得越遠(yuǎn)。比如，與鋼琴上最低的鍵發(fā)出的音調(diào)相近的頻率是27赫的霧號(hào)聲，在傳播16公里之后，還能被人聽到；通過專門儀器，在160～240公里外，仍然能被接收到。既然是頻率越低的聲音，傳播得越遠(yuǎn)，那霧號(hào)的頻率為什么不做得更低些，比方說，只有幾赫或零點(diǎn)幾赫呢？這是因?yàn)楫?dāng)物體的振動(dòng)頻率低于50赫之后，已不能引起人的聽覺。聲學(xué)上就把頻率低于20赫的振動(dòng)在媒質(zhì)里的傳播，叫做次聲，或次聲波。次聲波的特點(diǎn)，是在傳播過程中能量損失很小，所以跑得既快又遠(yuǎn)，被人們譽(yù)為聲波中的“長跑健將”。我們知道，強(qiáng)大的超聲波經(jīng)過幾百米后就精疲力盡，以至完全消失，但是，次聲波在數(shù)千里外，還能被人類制造的儀器“聽”到。尤其是在海洋、地層等光和無線電幾乎“寸步難行”的領(lǐng)域里，次聲波卻大顯神通，出入自由地廣為傳播。自然界中，許多壯觀和怵目驚心的現(xiàn)象，如火山爆發(fā)、流星爆炸、地震、極光、打雷、臺(tái)風(fēng)、龍卷風(fēng)等，都會(huì)產(chǎn)生次聲波。此外，人工駕馭的一些現(xiàn)象，諸如核爆炸、火箭的發(fā)射、飛機(jī)的飛行、輕武器的射擊等，也都能產(chǎn)生次聲波。就連運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)器、轉(zhuǎn)動(dòng)的螺旋槳、振動(dòng)的橋梁等，也都與次聲波結(jié)下了不解之緣。人的內(nèi)臟和軀體的固有頻率大多在幾個(gè)赫茲的次聲頻率范圍內(nèi)，倘若應(yīng)用的次聲頻率與這些固有頻率接近或一致，就會(huì)引起人體器官的共振，結(jié)果會(huì)使人感到不舒適，甚至?xí)茐娜梭w器官。到目前為止，雖然還沒有用人做過次聲波的殺人作用的試驗(yàn)，但已有人利用動(dòng)物做了試驗(yàn)。那些很有耐力的狗在高強(qiáng)度次聲波作用下，呼吸顯著感到困難，有的甚至停止呼吸。猴子還比較能耐些，但呼吸次數(shù)也下降了30%。當(dāng)再提高次聲波的強(qiáng)度時(shí)，它們便全部斃命了。動(dòng)物致死的主要原因是由于次聲波與動(dòng)物的內(nèi)臟器官產(chǎn)生了共振，使心臟破裂而致死。這似乎表明，高強(qiáng)次聲波對(duì)于動(dòng)物內(nèi)部器官的破壞，可能是不可挽回的。就此看來，次聲波或許同樣會(huì)致人于死地。既然高強(qiáng)度次聲波具有如此巨大的威力，那么制造次聲武器的可能性應(yīng)該是存在的。然而，要達(dá)到這一目標(biāo)并不是一件輕而易舉的事。主要原因之一是在偌大的自然界中，很難產(chǎn)生高強(qiáng)次聲，上面所提到的試驗(yàn)均是在區(qū)域較小的密閉空腔中進(jìn)行的；二是次聲波在傳播過程中，不斷地向四周擴(kuò)散，不易聚集或集束傳播。盡管時(shí)至今日，尚未找到一個(gè)制造次聲武器具有實(shí)用價(jià)值的理想方案，但科學(xué)家們還是提出了種種設(shè)想。這些設(shè)想究竟何時(shí)才能實(shí)現(xiàn)，威力有多大，可否微型化、實(shí)用化？隨著時(shí)間的推移和科學(xué)的發(fā)展，這些謎底遲早會(huì)揭曉的。次聲與人類的生活休戚相關(guān)，人類必須了解它，駕馭它，讓它造福于人類。利用次聲在空氣、海洋和地層中能作遠(yuǎn)距離傳播的特性，可以進(jìn)行海嘯、地震、火山爆發(fā)、磁爆等自然現(xiàn)象的預(yù)報(bào)；也可以用高靈敏的次聲探測器來監(jiān)視火箭發(fā)射和核試驗(yàn)。目前用這種方法已能“聽”到1500公里外阿波羅宇宙飛船的火箭發(fā)射，也能測知5000公里外地震的發(fā)生。在地質(zhì)學(xué)中，次聲波更是大顯神通。它在大地中不但能快跑遠(yuǎn)奔，而且從一種物質(zhì)進(jìn)入密度不同的另一種物質(zhì)時(shí)，會(huì)在分界上被反射折回來。利用這一特性，只要向地下發(fā)射次聲波，就能獲得地下深層的地質(zhì)資料，勘測埋藏很深的礦藏。次聲波無孔不入，即使在極小的機(jī)器零件中也能找到它。機(jī)器在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，如果零件因磨損而超過允許的限度，就會(huì)產(chǎn)生特殊的次聲波。檢修工人用次聲波探測器，就能及早檢查出隱患。更奇妙的是我們?nèi)梭w也時(shí)刻不停地向四周發(fā)射次聲波，心臟每分鐘跳動(dòng)70次，發(fā)出每秒振動(dòng)1.2次的次聲波；肺部每分鐘呼吸18次，發(fā)出每秒振動(dòng)0.3次的次聲波。血管的脹縮，胃和腸的蠕動(dòng)，以及其他組織器官的活動(dòng)，都會(huì)發(fā)射出不同頻率的次聲波。它們像廣播電臺(tái)一樣，各有專用的頻率向外播音。醫(yī)生用特殊的次聲波“收音機(jī)”，就可以收聽人體中各種播音，了解它們的工作原理，作出正確的診斷。次聲波是聲波家族中的小兄弟，過去對(duì)它研究得很少，比較陌生。但是，它雖然初出茅廬，卻鋒芒畢露。不久的將來，它一定會(huì)像超聲波一樣，被廣泛地應(yīng)用在科學(xué)與技術(shù)的各個(gè)領(lǐng)域中，為人類貢獻(xiàn)它的一份力量。76能預(yù)知海上風(fēng)暴的海蜇宋朝有一位名叫沈與求的詩人，在一首描述海蜇的詩中寫到：“出沒吵嘴如浮罌，復(fù)如緇笠絕兩纓；混沌七竅俱未形，塊然背負(fù)群蝦行?！边@首詩不僅寫出了海蜇的生態(tài)，說它像一個(gè)口朝下浮動(dòng)的大肚罐子，又像一頂圓形帽子，……而且最有意思的是寫出了海蜇的一個(gè)秘密：“塊然背負(fù)群蝦行”，說它身上附著許許多多的小蝦，它總是同這些小蝦一道行動(dòng)。原來這是自然界生物之間經(jīng)過長期自然選擇而形成的一種“共生”關(guān)系。這些小蝦俗名大肚蝦，也叫海蜇蝦。在海蜇厚實(shí)的圓頂下，生有8個(gè)柄狀的觸手，下端垂著稠密的細(xì)長的絲，成群的小蝦就附著在觸手和細(xì)絲上。這樣，小蝦自然就受到保護(hù)。而海蜇呢，也離不開小蝦。當(dāng)別的動(dòng)物向海蜇襲來的時(shí)候，小蝦就向水下游動(dòng)，海蜇也就跟著下沉，當(dāng)遇到海蜇喜歡吃的矽藻類和微小生物的時(shí)候，小蝦就引導(dǎo)海蜇靠攏上去，進(jìn)行捕捉。這些小蝦恰好彌補(bǔ)了海蜇沒有眼睛的短處。所以人們說，海蜇是以蝦為眼睛的。海蜇是靠8個(gè)柄狀觸手頂端的口捕捉食物的。它吃剩下的微小生物，又正好是小蝦們的美餐。除了大肚蝦之外，還有一種名叫“牧魚”的小魚，也是海蜇的終生伴侶。在海洋中，這種小巧靈活的牧魚總在海蜇的身邊游動(dòng)。當(dāng)大魚游來，它就急忙躲進(jìn)海蜇那稠密的細(xì)絲當(dāng)中，把自己隱蔽起來。同時(shí)，牧魚又可以為海蜇效勞，吞吃掉海蜇身上有害的小生物。海蜇，就是書上說的水母，是一種古老的海洋腔腸動(dòng)物，早在5億多年以前，它就飄浮在寒武紀(jì)時(shí)代的海洋里。年代如此久遠(yuǎn)，大海波浪滔滔，這種既沒有五官，又沒有骨胳，如同膠狀物質(zhì)一般的低級(jí)生物，為什么能夠安全生存、繁衍至今呢？原來，在海蜇的身上，有著許多適應(yīng)海洋環(huán)境的秘密，說來是很有趣的。海蜇的8個(gè)觸手和觸手下的細(xì)絲上，生有許多刺細(xì)胞。這些刺細(xì)胞能分泌一種毒液。當(dāng)遇到敵害或者食物的時(shí)候，它就射出這種毒液，使對(duì)方麻醉，這樣它就可以躲避或者獵取。海蜇還有一種高超的本領(lǐng)，這就是它那非常靈敏的“聽覺”。原來在海蜇的8個(gè)觸手上，生有許多小球，小球腔內(nèi)生有砂粒般的“聽石”。這小小的“聽石”刺激球壁的神經(jīng)感受器，就構(gòu)成了海蜇的聽覺。這種奇特的聽覺，能聽到人耳聽不到的8～13赫茲的次聲波。就是靠著這種本領(lǐng)，海蜇居然可以提前十幾個(gè)小時(shí)預(yù)知海上風(fēng)暴的到來！海蜇這種神奇的聽覺在科學(xué)上很有價(jià)值。自從仿生學(xué)作為一門獨(dú)立的學(xué)科誕生以來，科學(xué)家們對(duì)海蜇的聽覺器官進(jìn)行了深入的研究?，F(xiàn)在已經(jīng)有人設(shè)計(jì)了模擬海蜇聽覺器官的儀器，用來預(yù)測風(fēng)暴，可以提前15個(gè)小時(shí)作出風(fēng)暴的預(yù)測。在多地震的日本，人們把小白魚養(yǎng)在魚缸里，每當(dāng)小白魚在魚缸中上下不停地翻騰時(shí)，便知有地震發(fā)生。原來，地震和風(fēng)暴一樣是自然界中巨大的次聲波源。劇烈的地震發(fā)生的次聲波，通過空氣和地殼表面能夠傳播到地球上任何地方，當(dāng)強(qiáng)烈的次聲波刺激小白魚的時(shí)候，它便不安地翻騰，成了活的地震儀。77動(dòng)物王國里的音樂家傳說，德國著名音樂家貝多芬小的時(shí)候，很喜歡去野外森林聆聽大自然美妙的音樂。林子里鳥兒的婉轉(zhuǎn)鳴啼使他留戀；樹梢枝頭蟬兒熱烈的戀歌使他沉醉；池塘邊的青蛙以及蟋蟀、螽斯等的合唱更使他著迷。后來，他創(chuàng)作了舉世聞名的《田園交響樂》。那么，這些“音樂家”是怎樣發(fā)出“種種動(dòng)聽多變的聲音呢？是不是也像人類一樣，由氣流通過咽喉的聲帶，引起振動(dòng)而發(fā)出的？在它們中，鳥兒與青蛙和人類倒有些相似。鳥兒的發(fā)聲器叫“鳴管”，也是長在喉嚨里頭。鳴管振動(dòng)韌帶，歌兒就唱出來了。為什么一種鳥兒唱的是一種調(diào)呢？大家都聽過音樂，知道長簫發(fā)出的聲音比較低沉、柔緩，而短笛發(fā)出的聲音卻很尖銳、急促?？梢?，鳴管的長短、嘴巴的形狀與鳥兒的發(fā)聲很有關(guān)系。小巧的黃鵬和麻雀的“鳴管”都很短，尖尖的小嘴巴唱著清脆、悅耳的曲子，使春天的早晨顯得更加清新；而長脖子、扁平嘴巴的大雁唱起歌來音韻悠長、低回，引起古代詩人們悲凄的秋思……人們還可以修剪八哥的舌頭，訓(xùn)練它模仿人的聲音呢。青蛙的發(fā)聲器則是長在嗓門里的一對(duì)粘膜褶襞，也叫聲帶。它那圓鼓鼓的大肚子里頭還有一個(gè)氣囊能起共鳴作用。當(dāng)它瞪著眼睛，鼓著腮幫子唱起來時(shí)，歌聲通過氣囊的共鳴變得格外洪亮，幾百米外都能聽到“聒聒聒……”的和聲。蟬、蟋蟀、螽斯……這些昆蟲和人類的發(fā)聲就完全不一樣了。它們的喉嚨里根本沒有聲帶這類發(fā)聲器官，也不是用嘴巴來唱歌的。它們靠身體上特殊的“樂器”奏樂，而且，只有雄的昆蟲才獨(dú)具這個(gè)本領(lǐng)。蟬的“樂器”長在肚子上，結(jié)構(gòu)非常精細(xì)，兩邊各有一個(gè)白色的、圓而大的薄膜，叫音蓋，很有彈性。音蓋下面長著像鼓皮似的聽囊和發(fā)音膜，和身體里十分發(fā)達(dá)的聲肌緊緊相連。當(dāng)發(fā)音膛內(nèi)壁肌肉收縮振動(dòng)時(shí)，蟬就可以發(fā)出“喳喳喳”的聲音。這單調(diào)細(xì)小的聲音通過氣囊的共鳴作用，再加上折膜和鏡膜也跟著一起振動(dòng)，就變成了嘹亮、高亢的“知了、知了”的歌聲了。蟋蟀、螽斯的“樂器”與蟬又有些不同，它們的“樂器”不是長在肚子上，而是靠著雙翅相互摩擦來“奏樂”的。如蟋蟀，右邊翅膀基部下表面有一條橫脈，上面長著許多小齒，像一把小小的什錦銼刀，稱為音銼，在左翅膀上表面則形成尖尖的摩擦緣，叫刮器。當(dāng)它“奏樂”的時(shí)候，右翅急劇地疊在左翅上面又馬上分開，通過音銼和刮器的相互摩擦，發(fā)出了“”的聲音。螽斯恰恰相反，是左翅疊在右翅上發(fā)出聲的。它們的抑揚(yáng)清越的小夜曲使黑夜顯得更安謐迷人。人們常把浩瀚的大海比作靜靜的世界，其實(shí)，海洋并不平靜，這里有許多“歌手”和“樂師”，無時(shí)無刻不在演奏著美妙動(dòng)聽的音樂。魚類學(xué)家和物理學(xué)家共同研究證明，幾乎每一種魚都有其獨(dú)特的語言，發(fā)聲的方式也是多種多樣的。如有的魚在吞水時(shí)從喉嚨里發(fā)出聲音；有的魚在呼吸時(shí)發(fā)出輕輕的“咻咻”聲；有的魚則由于游動(dòng)時(shí)胸鰭的骨刺急劇震動(dòng)胸鰭下面的皮面發(fā)聲。大多數(shù)魚的發(fā)音器官是由鰾、肌肉和脊椎骨組成的。魚類不僅能發(fā)出聲音，而且許多魚類都能聽到和感覺到同類的聲音。水是聲的良好傳播媒體，如在0℃時(shí)，在空氣中聲音的傳播速度為每秒332米，而在水里則為每秒1440米。這些鳥兒、蟲兒、蛙兒、魚兒的歌聲不是為了啟發(fā)音樂家的靈感，也不是表現(xiàn)它們自己的音樂才能，而是為了生理上和生活上的需要。穿云的山雀、繞梁的燕子，它們的清脆多變的鳴叫，主要是為了招呼掉隊(duì)的伙伴和報(bào)告突然發(fā)現(xiàn)的敵情。昆蟲的發(fā)聲，主要是為了尋求配偶。比如蟬，當(dāng)雄蟬振動(dòng)翅翼“奏樂”時(shí)，聽覺器官非常靈敏的雌蟬往往就能從很遠(yuǎn)的地方順著音響飛去找它。有人曾做過這樣有趣的試驗(yàn)：把錄著蟬鳴的錄音帶放在一棵樹下播送，它們以為真是有雄蟬在召喚哩！當(dāng)魚類發(fā)出聲音，或風(fēng)吹水面，石塊落水以及其他生物游近魚體，在海洋里都會(huì)產(chǎn)生微弱的聲波。這聲波擴(kuò)散出去，都能被魚的聽覺器官或感覺器官聽到、感覺到，魚類就依靠對(duì)聲波的反映來辨別周圍的障礙和敵人。我們還不能確定是不是所有魚類發(fā)出的聲音都有一定的作用，但至少有些魚的聲音是有特殊作用的。如在水面可聽到20多米深處黃魚發(fā)出的咕咕的叫聲，可能是利用這種聲音來召喚同伴，形成魚群的。近代科學(xué)的發(fā)展，音響作用被廣泛利用到漁業(yè)上來。如在船上裝置一種特殊的儀器——水底錄音機(jī)，在船行時(shí)就可以聽到各種魚類的聲音。把這些聲音記錄下來，加以研究，便可以判斷船的附近有什么樣的魚類，以及魚群的大小，從而迅速找到漁場，進(jìn)行捕撈。78蜘蛛的音響探測器1925年4月間，在圭亞那的加布利山里捕獲的一只雄蜘蛛，身長8.9厘米，軀肢伸直后竟達(dá)25.4厘米，體重50多克。無獨(dú)有偶，1945年在巴西的麥那歐斯地方捉到一只雌的南美袋蜘蛛，全長24厘米，體重近84克，是迄今為止的“體重冠軍”。然而，在薩摩亞群島上有一種雄蛛，身長僅為0.043厘米，比印刷體的逗號(hào)還小哩，只及袋蜘蛛的五百六十分之一！蜘蛛分布廣泛，種類繁多，已發(fā)現(xiàn)約35000種。蜘蛛與網(wǎng)有著形影不離的關(guān)系。在熱帶有一種奈菲爾蜘蛛，編織的大圓網(wǎng)真是碩大無比，周長可達(dá)5.8米，比宴席用的圓桌面還大些。而另一種雕蜘蛛所結(jié)的網(wǎng)最小，僅為一般普通郵票大小。蜘蛛生相丑陋，常在人們心目中產(chǎn)生厭惡的感覺。世界上最毒的蜘蛛是產(chǎn)于美洲的一種叫“黑寡婦”的毒蜘蛛。它中等身體，渾身滾圓烏黑，腹部長著一個(gè)紅色漏斗狀的斑點(diǎn)。被“黑寡婦”咬上一口，便可致人畜于死命，幸虧人被咬死的紀(jì)錄屈指可數(shù)，不必杞人憂天。你欣賞它呢，還是討厭它呢？你想不想細(xì)細(xì)地觀察一下蜘蛛的生活呢？你也許還不知道，這種不招人喜歡的生物卻吸引了許多科學(xué)家的注意。最系統(tǒng)地研究蜘蛛生活的科學(xué)家，是19世紀(jì)末期法國科學(xué)家法布爾。他觀察了各種種類的蜘蛛——黑腹毒蜘蛛、克羅素蜘蛛、有帶紋的蜘蛛、囊蜘、蟹蜘、圓蜘、迷宮蜘蛛等等。法布爾非常細(xì)致地觀察過蜘蛛的絲。在顯微鏡下面，他驚奇地看到，細(xì)得不能再細(xì)的蜘蛛絲原來是由更細(xì)的細(xì)絲繞成的空心管子