第4章 科技大探索(4)
- 月球同地球比本領(lǐng)(中國青少年科普分級閱讀書系)
- 葉永烈主編
- 5047字
- 2016-10-11 16:41:03
不平靜的周末
徐光梅
這真是一個難得的好天氣,海面風(fēng)平浪靜。猩猩偵探坐在海邊的巖石上釣魚,享受著周末的悠閑。
突然,傳來一陣呼救聲。猩猩偵探條件反射地立刻放下釣竿,“騰”地站了起來。只見猴子和松鼠正駕著小船向自己駛來,大喊著救命。發(fā)生什么事了?半個小時前,猩猩偵探是看著他們駕船離開的啊。他走下高高的巖石,來到岸邊。
猴子和松鼠面容恐懼地下了船,說:“我們發(fā)現(xiàn)了一條可怕的船,上面……死了兩個人。”
“???”猩猩偵探大吃一驚,他立刻報警,然后跟著猴子和松鼠向大海上駛?cè)ァ?
不一會兒,他們就靠近了那條“可怕”的船。猩猩偵探讓猴子和松鼠呆在小船上,以免破壞了現(xiàn)場,然后他爬上那條大船。走進船艙,果然發(fā)現(xiàn)地板上躺著兩個人,猩猩偵探吃了一驚,死者竟是著名的科學(xué)家狗熊先生和他的太太。一定是謀殺!猩猩偵探腦子里閃過這個念頭。要知道,狗熊先生是很著名的科學(xué)家,發(fā)明了很多有價值的東西。而且他和太太的口碑極好。難道有人嫉妒狗熊先生的成就而暗害他?
很快警察和法醫(yī)趕到了。經(jīng)檢查,狗熊先生和太太的身上沒有任何傷痕?,F(xiàn)場也沒有留下什么可疑的痕跡。猩猩偵探不由得想起一年前發(fā)生的一件奇特的案子。
在一個山洞入口處,三名旅游者齊刷刷地突然倒地,停止了呼吸。在他們身上,沒有找到任何傷痕,也不存在中毒跡象,也不是心腦血管疾病的突然發(fā)作致死,因為法醫(yī)的解剖報告表明,死者生前個個都很健壯!猩猩偵探無法破案。后來他請教狗熊先生,狗熊先生說這可能是次聲波造成的。狗熊先生拿出他發(fā)明的次聲波測定儀,放在山洞口進行了測試。果然測出山洞口有大風(fēng)刮過的時候會產(chǎn)生強烈的次聲波。
次聲波是一種比普通聲音振動慢一些的聲波,人的耳朵聽不到它,可是它對人的危害卻很大。當(dāng)次聲波作用于人體時,人體器官容易發(fā)生共振,從而使人產(chǎn)生頭暈、惡心、嘔吐等一系列癥狀。如果次聲波的功率很強,會使人體內(nèi)臟受損而喪命。
這起案件和三個旅游者山洞口遇難的案件極其相似,可是猩猩偵探又感到疑惑,因為從昨天到現(xiàn)在天氣很正常,海上既沒有發(fā)生風(fēng)暴,也沒有雷鳴電閃等情況發(fā)生,不會產(chǎn)生次聲波。次聲波致死這個猜測可以被排除掉。那一定是謀殺了??墒亲锓赣质遣捎玫氖裁词侄危箾]有留下任何疑點呢?
經(jīng)過一天的調(diào)查,猩猩偵探得知,狗熊先生和他太太是昨天傍晚租了船去小島度周末的。猩猩偵探感到這個案子很棘手。他想還是從那條船上找找原因吧。
第二天一大早,他來到海邊,找來租船的老板,讓他把事情的經(jīng)過詳細地說一遍。
“前天早上,狗熊先生來租船,選中了這條船。中午時分,狗獾先生來租船,他也看中了狗熊先生租的這條船。我說這條船已被狗熊先生租下了。他就上船去看,過了些時候,他說這船不錯,可惜已被租給別人了。臨走的時候,他說等這條船空著的時候再來租?!?
“狗獾先生?”猩猩偵探眉頭緊皺。狗獾先生也是個科學(xué)家,并且和狗熊先生在同一個單位工作?!八洗袅硕嗑??”
“大概十來分鐘的樣子。因為他也想租這條船,所以他在船上仔細地查看了一番?!?
猩猩偵探立刻讓助手上船搜索起來?!疤介L,你看!”助手在船艙底部,發(fā)現(xiàn)了一個黑色的小鐵匣子。憑感覺,猩猩偵探知道這一定不是個普通的匣子,也有可能是本案的關(guān)鍵所在。“立刻送到研究所,看看是什么東西?!?
隨后,猩猩偵探讓人把狗獾先生帶到了警察局。
在審訊室里,猩猩偵探讓狗獾說說前天中午在狗熊先生租的船上動了什么手腳。
“我什么也沒做啊。我也想租船去玩,后來發(fā)現(xiàn)沒有合適的,就說等狗熊先生旅游歸來我再租那條船吧。”
“你在船上放了什么?”
“放了什么?什么意思?我能放什么?”狗獾不屑一顧地說。
猩猩偵探把那個黑色的匣子拿出來,說:“這是什么?”
狗獾驚訝地看了一眼,連忙低下頭,“我不知道?!?
“你不知道是嗎?那好,我把這個開關(guān)打開,把這個匣子和你放在一起?!?
“不……”狗獾驚恐地站了起來,“我說,我說?!彼j然地坐在凳子上,緩緩地把事情的經(jīng)過說了出來。
“我和狗熊先生是競爭對手,可是我常常敗在他的手下。上次他發(fā)明了次聲波測定儀,受到重獎,這大大地打擊了我。后來我發(fā)明了這個次聲波產(chǎn)生器,它能產(chǎn)生次聲波。前天我聽說狗熊先生要租船去小島上度周末,我就有了殺掉他的想法。我在里面安裝了定時器,等他們在海上的時候,次聲波產(chǎn)生器就自動打開,發(fā)出次聲波?!?
這件奇特的案子終于真相大白了。狗獾鋃鐺入獄,得到了應(yīng)有的懲罰。他發(fā)明的次聲波產(chǎn)生器被銷毀了。
晚上,猩猩偵探精疲力盡地躺在床上,這個不平靜的周末讓他感嘆良多?!翱茖W(xué)家應(yīng)該有一顆為大眾服務(wù)的心,他們發(fā)明出來的東西如果僅僅用來將別人置于死地,用來謀取自己的名利,這樣的發(fā)明還有存在的必要嗎?”
“鉆天”
文有仁
“鉆天”是一種拴著一根細秫秸的爆竹,有的地方管它叫“起花”,也有的地方管它叫“九龍”、“二踢腳”。你點著了“鉆天”的火藥線,它就向后噴出一串火花,嗤的一聲,鉆到天空里去了。
“鉆天”是靠什么飛上天去的呢?
“鉆天”里裝滿了火藥。火藥燃燒的時候,就生成大量的氣體。這些氣體從“鉆天”下面的口子往外噴,就把“鉆天”推到天空里去了。
為什么朝下噴的器具,卻能夠把“鉆天”向上推呢?
你坐過小木船吧?上岸的時候,你用腳使勁把船頭往后一蹬,就跳上了岸。可是船呢?船倒退了,離開了岸邊。船倒退,是你蹬得它倒退的;你跳上岸,卻是船把你推上岸來的。原來在你用腳使勁蹬船頭的時候,同時產(chǎn)生了兩股力量:一股叫“作用力”,就是你蹬船頭的力量;一股叫“反作用力”,就是船把你推上岸來的力量。
作用力和反作用力是同時產(chǎn)生的,它們大小相同,方向恰好相反。
還可以做個試驗,你把船劃到湖中央,停住了,再拿起一塊大石頭,使勁朝前面扔過去,船也會朝后面退一段路。
這時候你扔石頭的力量就是作用力,石頭同時也推你的手,這股力量就是反作用力。你坐在船上,跟船連在一起,所以船就被推得往后退了。
你也許會問:作用力和反作用力既然大小相同,為什么石頭扔出去那么遠,而船只退后了一點點呢?
因為石頭比船輕得多。用同樣大小的力量,扔輕重不同的兩樣?xùn)|西,當(dāng)然輕的東西要扔得遠些。
“鉆天”就是被朝下噴的氣體所產(chǎn)生的反作用力推到天空中去的。它完全不需要空氣幫它的忙。
那么為什么“鉆天”到末了仍然要掉下來呢?
你一定能夠回答:還是因為速度不夠。要知道,“鉆天”的速度達到最快的時候,也還趕不上炮彈吶!可是我們別忘記,“鉆天”跟炮彈不同,它本身有動力裝置,還帶著燃料——火藥。我們只要在動力裝置和燃料上打主意,就可以使“鉆天”加快速度。
現(xiàn)代的火箭就是根據(jù)“鉆天”的原理制造的?;鸺旧碛袆恿ρb置,還帶著燃料。燃料點著以后,就產(chǎn)生一股氣體,從朝下的噴口噴出來。把火箭推上天空去的,就是這股氣體噴出來的時候產(chǎn)生的反作用力。
當(dāng)然,火箭的構(gòu)造比“鉆天”復(fù)雜得多。
科學(xué)家的故事
龍吟
一、哈雷識彗星
這天晚上,小狗和小兔躺在草地上看星星。小兔突然想起來,奶奶說有一種星叫“掃帚星”,它一出現(xiàn),就有災(zāi)難降臨。
小狗聽了哈哈大笑,于是他給小兔上了一堂生動的課——
中國民間常有“掃帚星”一說。長時間內(nèi)每當(dāng)發(fā)現(xiàn)夜晚天空有一把掃帚形的星星劃過時,人們都誠惶誠恐地議論著,認為又有什么災(zāi)難要降臨人間了。因為這是一種異樣的星星,人們不知道它是什么星,就稱它為“妖星”,認為它會給人間帶來瘟疫、災(zāi)難。
事實真的如此嗎?于是小狗給小兔解釋了彗星的形成原因:
其實,所謂的“掃帚星”就是彗星,是太陽系中的一類小天體,由冰凍物質(zhì)和塵埃組成。它靠近太陽時,太陽的熱使其中的物質(zhì)蒸發(fā),在冰核周圍形成朦朧的彗發(fā)和一條彗尾。由于受到太陽風(fēng)的壓力作用,彗尾總是指向背離太陽的方向。
小兔聽了,不住地點頭?!澳敲催@種錯誤的看法,是什么時候被誰所揭穿的呢?”小兔又問。
“他就是英國著名的天文學(xué)家哈雷?!毙」氛f著,又給小兔講起了哈雷識彗星的事——
哈雷17歲那年進入了著名的牛津大學(xué),在那里攻讀數(shù)學(xué)和天文。他學(xué)習(xí)刻苦,成績十分優(yōu)秀。四年級那年,哈雷突然中斷學(xué)業(yè),離開了英國,到南大西洋的小島上去了。
為什么呢?難道是被流放嗎?不是。是他突然心血來潮要去那里冒險嗎?也不是。
哈雷對天文學(xué)神往已久,他發(fā)現(xiàn)以往的天文學(xué)家沒有在地球的南半球上觀察過星象;同時他認為在南半球觀察星象有許多有利條件,心里早就盤算著要親自去開辟一條新路。眼下,他繼承了一筆遺產(chǎn),有條件去實現(xiàn)自己的愿望了。哈雷便毅然放棄了唾手可得的學(xué)位,來到了遠離英國1萬多千米的小島。
小島猶如汪洋中的一葉小舟。東西長才12千米,南北只有8千米。小島上人煙稀少,人們過著自給自足的封閉落后的生活,生活很苦,沒有街道,沒有商店。哈雷顧不上這些,他向當(dāng)?shù)鼐用窠枇艘婚g房子安置好行裝,就領(lǐng)著兩個雇來的伙計去觀察地形,在一個他們認為合適的地點建立了一個小小天文臺。這也是人類在南半球建立的第一個天文臺。
兩年后,他把觀察到的星象編成《南天星表》。這張出色的星表使年僅23歲的哈雷被選為倫敦皇家學(xué)會的會員,也使他從此聲名遐邇。
大約在1682年,“妖星”又在南部天空出現(xiàn)了。人們又是驚恐不安地議論著,身為天文學(xué)家的哈雷當(dāng)然不信“妖星”說,但他當(dāng)時也不知此星為何物。
哈雷借此機會,一面敏銳地注視天空的“妖星”行蹤,一面到英國和歐洲其他國家搜集有關(guān)彗星的資料。經(jīng)過篩選和歸納,他發(fā)現(xiàn)1513年、1607年和這次,彗星出現(xiàn)的時間間隔都是70多年,而且其軌道接近。難道它們是同一顆彗星?哈雷為這一初步發(fā)現(xiàn)激動萬分,繼而又進行向前的搜尋,果然發(fā)現(xiàn)每隔70年就有一顆大彗星出現(xiàn),其形狀和軌道記載都非常相似。
哈雷心想,這確實是同一顆彗星了。那么這顆彗星的精確運行軌道是什么?哈雷為此進行了復(fù)雜而嚴格的運算,得出結(jié)論:這顆彗星在運行軌道上環(huán)繞太陽運轉(zhuǎn),其周期約是76年,這與史書記載完全一致。
1720年,哈雷在多年的研究基礎(chǔ)上,宣布了1682年的“妖星”其實是1607年的彗星的回歸,并且預(yù)計它在1758年底還將回歸。同時他還指出,彗星的出現(xiàn)完全是自然現(xiàn)象,用不著害怕。妖星之說沒有道理。
1758
年12月14日,哈雷預(yù)言的大彗星果然如期出現(xiàn),這時哈雷已經(jīng)去世,為了紀念哈雷,人們把這顆彗星命名為“哈雷彗星”。
其實,最早記錄哈雷彗星的是公元前613年我國的《春秋》,這是世界上公認的第一次關(guān)于哈雷彗星的確切記錄,比歐洲要早630多年呢。
二、瓦特與蒸汽機
小兔燒的水開了,開水頂著壺蓋“得得得”地響。
小兔一邊關(guān)起煤氣灶開關(guān),一邊說:“這一壺水就能輕松地頂起壺蓋,如果用很多很多的開水,那它的力量會多大呀!”
小狗聽了這話,興奮得跳起來說:“你真聰明!科學(xué)家瓦特就這么想過,于是他發(fā)明了現(xiàn)代意義上的蒸汽機?!?
“瓦特和蒸汽機是怎么回事?”小兔不解地問。
于是,小狗講起了瓦特發(fā)明現(xiàn)代意義上的蒸汽機的故事——
瓦特是英國的大發(fā)明家,他發(fā)明了紡紗機,還發(fā)明了現(xiàn)代意義上的蒸汽機,并使其得到了真正的推廣使用,推動了英國工業(yè)革命的飛速發(fā)展。
瓦特于1736年出生在英國蘇格蘭西部格林克鎮(zhèn)。父親是一名專門制作及販賣航海器材的工匠,家庭比較貧窮。小時候他沒有機會上學(xué),在家里幫助父親干活或做家務(wù)。但瓦特受父親影響,對于制作十分感興趣,而且十分好學(xué)和好問。
一次,瓦特幫媽媽燒開水。水開了,蒸汽把壺蓋頂了起來。瓦特突發(fā)奇想:如果能把壺里的水增加幾千倍、幾萬倍,力量將是多大呢?
除了幫助父親干活,瓦特也跟父親學(xué)了一些文化。但他最大的興趣是制作。
歲那年,心靈手巧的瓦特立志出外闖蕩,想靠制造科學(xué)儀器來謀18生。
他先是在一家制造廠學(xué)習(xí)技術(shù),后又去了一家鐘表店學(xué)習(xí)修理鐘表。22歲那年,他來到格拉斯哥大學(xué)當(dāng)一名教學(xué)儀器修理工。工作之余,他努力自學(xué),用心學(xué)習(xí)物理學(xué)、數(shù)學(xué)、化學(xué)等課程,并同一些著名的大學(xué)教授成為好朋友,常與他們探討一些力學(xué)問題。
在那里,他聽說當(dāng)時已經(jīng)有了以蒸汽為動力的機器,這勾起了他童年時的向往。他決心了解現(xiàn)有蒸汽機的制造原理。
經(jīng)過一番研究,瓦特掌握了當(dāng)時蒸汽機的原理,并且認為這種蒸汽機效率極低。能不能再制造一臺效率高的蒸汽機呢?瓦特從此苦苦地思索。
功夫不負有心人,瓦特終于獲得了成功。瓦特蒸汽機的發(fā)明,才導(dǎo)致火車、輪船的發(fā)明,才給大機器生產(chǎn)提供了應(yīng)有的條件。
不少人認為,蒸汽機的發(fā)明可以追溯到古希臘數(shù)學(xué)家希羅于1世紀發(fā)明的汽轉(zhuǎn)球。
1679年前后,法國物理學(xué)家丹尼斯·巴本制造出第一臺蒸汽機的工作模型。同時代的薩繆爾·莫蘭也對蒸汽機的發(fā)展有著重要貢獻。
早期的工業(yè)蒸汽機主要應(yīng)歸功于1712年托馬斯·紐克曼和1769年詹姆斯·瓦特的發(fā)明制造。
1807年,羅伯特·富爾頓第一個成功地用蒸汽機來驅(qū)動輪船。