《物理故事三百篇》151-200

篇一：《物理故事三百篇》51-60

51 第一个上太空的中国人不能失败

1985年4月29日，美国“挑战者号”航天飞机在肯尼迪航天中心再度发射，进行了第17次航天飞行。在这次飞行中，美籍华人科学家、宇航员王赣骏博士，成功地进行了他的液滴动力实验。

所谓液滴动力实验，也被称为“零地心引力的液态状况研究”。换句话说，就是液体在无地心引力和无容器状况下的动态研究，所以也叫“两无”实验。

我们知道，在地面对液体的物理状态进行研究是不能离开容器的，而容器对实验是有很大影响的。尤其是在高温条件下，由于受容器“污染”的影响，许多实验只能限制在理论研究方面。直到人类登上太空之后，在“两无”条件下进行金属液滴实验，才提到了议事日程上来。正如王赣骏自己所说：“二百年前牛顿就曾设想过在失重情况下进行无容器冶炼试验。等二百年，我运气好，‘祖上积德’，终于让我等到了！”

在太空进行的液滴实验，人们看到的是：一滴滴形状各异的金属溶液，它们不是在容器里，而是悬浮于半空中。王赣骏说，只有在太空中才能做出这种无容器的耐高温或超低温的金属材料。

当航天飞机进入轨道后，王赣骏来到太空实验室，谁知正在这个节骨眼上，液体动力仪失灵了，致使实验无法进行，这意味着十几年的准备工作很可能前功尽弃。王赣骏心想：“第一个上太空的中国人不能失败，我一定把它修好，争这口气！”他立即与地面的助手联系，几乎把仪器全部拆卸了一遍，终于用两天又8个小时的时间找出了故障——一个线路短路。故障排除之后，兴奋万分的王赣骏每天工作15个小时，抓紧有限的时间进行液滴动力实验，取得了大量宝贵的数据和资料；同时，还为别人完成了14个项目的实验。王赣骏液滴动力实验获得圆满成功，“使科学界感到震惊”，对整个流体动力学的研究、无容器冶炼先进技术的开发，以及天文物理和地球物理理论的运用等，都作出了突破性的贡献。

52 威力无比的充气枕

1979年11月10日，加拿大多伦多市附近的一台锅炉爆炸，有毒的氯气从破碎的锅炉中纷纷逸散出来，有关当局立即组织35万居民撤离出事地点??

突然，抢救人员轻便而迅速地用一种气袋堵塞住了漏洞，使事态得以控制，人们也有家可归了。这种抢救用的气袋，就是目前在世界上风行一时的充气枕。

充气枕的发明人叫费特尔，他原来当建筑师，只是一个偶然的机会，使他改变了想法，成了一名发明家和实业家。有一次，费特尔在飞机场上发现，传统的千斤顶之类的顶升机械，在抢救因事故而被关闭在飞机里的人时很费事。能不能想一个简便而快速的有效办法呢？费特尔想到了气袋。一个重物下放个空袋子，只要向里面灌压空气，就可把重物抬升起来，这跟汽车轮胎的原理一样。于是，他产生了空气枕的发明设想。费特尔的空气枕用合成橡胶做成，然后再用钢丝网络交叉加固，使其更加稳当。这样一种充气枕竟能顶升巨型喷气客机。费特尔的发明成功了！由于这种充气枕开始时是扁平的，非常容易插进机身底下，搬运方便，动作迅速，而且有较大的提升高度，因而获得了广泛使用，包括能把200吨重的巨型卡车顶升起来。费特尔的发明并未就此为止。一次，他看病时看着医生为他量血压，他又计上心来：充气袋子伸进管道再充上气，不就可以堵塞管道、漏洞吗？于是，费特尔又把充气枕的用途扩展到管道建设、洞缝防水密封等方面，又获得了很大成功。现在，世界各地都在应用费特尔发明的充气枕。在美国，乔治亚的大理石粉碎场还用它来爆破石块；在芬兰，还用它顶升一幢被破坏的建筑物；??

53 救命伞

我国古代有个叫舜的人，是著名的帝王之一。有一次，他的儿子来杀他，把他逼到了高高的粮仓顶上，从下边放起一把火，舜急中生智，抓着两个大斗笠从上边跳下来。

舜被摔死了吧？没有。那两个大斗笠救了他的命。原来，斗笠的凹面向下，当人在空气中向下运动时，凹面把气流兜住了，产生了比较大的阻力。这就是降落伞的雏型。

国外降落伞的出现比我国晚了许多年。1495年，意大利著名的艺术家和科学家达·芬奇设计了一具金字塔形的降落伞，但他没有实践过。1595年，一位名叫韦拉齐奥的意大利人在一个木头架上安上帆布，成功地从塔顶上跳下。1628年，意大利监狱里有个名叫拉文的犯人，想找个机会逃跑，可是当时的监狱是个很高的堡垒。于是他偷偷找到一把雨伞，用许多小细绳把雨伞的每根辐条系住，把小绳的另一头攥在手里，抱着张开的雨伞跳了下去。拉文跳伞的成功，使航空家发生了很大的兴趣。1783年，法国人勒诺艺制作了一具形同雨伞的降落伞，从塔顶上安全跳下。1785年，法国人白朗沙采用重物来进行高空试验：从气球上乘伞下降获得成功。对降落伞作出杰出贡献的，要数法国的加纳林。1797年，他用薄帆布做了一具降落伞，吊在热气球下面，升到高空后再切断与气球相连的联系，从9000米高的气球上跳下，顺利完成了第一次跳伞。他设计的降落伞，可以说是现代圆形伞的雏型。

19世纪末和20世纪初，出现了完全用织物制成的全伞衣。1901年，美国跳伞员布罗德威克设计出伞包，使包装后的降落伞体积大为缩小。不久，他又发明了背带，使降落伞可以背在跳伞员身上。

1912年3月1日，美国飞行员贝利成功地用降落伞从飞机上跳下。1918年，一次德国飞行员驾驶的飞机突然发生故障，他依靠降落伞侥幸逃生。降落伞的救生作用普遍得到重视。

人从高空中向下落时，速度能达到每秒几十米以上，撞在地上肯定会粉身碎骨。如果张开一顶救命的伞，情况就大不相同了：一顶迎风面积为20～30平方米的降落伞，它产生的空气阻力可以使人的下落速度减少到每秒5米左右，和从1米高的地方跳下来差不多。这当然不会有危险啦。飞机发明以后，降落伞不知拯救了多少飞行员的生命。随着时代的推移，降落伞的用途远远超过了救生的范围。第二次世界大战中，苏联首先用降落伞空降伞兵和作战物资，建立了赫赫战功。气象站利用降落伞收回探测仪器。行星探测器借助降落伞，在行星表面缓缓着陆。宇航员从天外归来时，有时也张开降落伞安全着陆。降落伞还被广泛用于体育跳伞运动中。几十年来，降落伞有了飞快的发展。方形伞、圆形伞、导向伞、带条伞??纷纷出现。材料也由棉和丝绸发展到尼龙。70年代初又出现了整伞，它不但可以下降，还能滑翔，是降落伞研制上的重大突破。

54 从雁阵说到节能

尽管南来北往的大雁它们那划破苍穹的长鸣并非整齐划一，但是即使是在茫茫夜航之中，它们的队形也总是秩序井然。

这，已不是什么秘密了，从鸟翼扑动的空气动力学分析，人们知道，当翅膀扑下去的时候，翼上方的空气便变稀薄，压力随之下降，形成一个低压区，相反，翅膀下方则成高压区，身体便被举起。当领头雁双翅扑动飞行时，其双翅翼梢各产生一股“压差气流”。于是其身后的雁便依靠这股上升的气流托住一只翅膀，它又可托住身后的一只雁的一只翅膀。因此除了领头雁外，所有的雁均处于单翅飞行的状态。它们正是利用这股微弱的向上的“压差气流”，节省体力以求胜利抵达目的地。

无独有偶，长途洄游的鱼也总是列队前进，井井有条。它们亦深知借助第一排鱼游动所造成的一股前进的水流力量前进；而且它们还会不时地调换自己的位置，时而游向费力的奇数排，时而退成省力的偶数排??你看，它们都有各自的节能高招。人类的本领当然远远凌驾于各种生物之上。

人们不但善于开发各种新能源，而且也巧于节省各种能源。就拿目前被列为“第五能源”——“节能”来说吧，人们早就十分重视了。比如本世纪初英国人威廉·韦香特有感于夏季早晨的大好时光竟为人们睡梦所浪费，于是首先提出了改变夏季作息制度的建议——初夏把时钟拨快1小时，等到秋分再拨回。保守的英国议会曾三次否决了这项建议，倒是德国看出它的巨大获益，尽管当时第一次世界大战厮杀正酣，他们率先于1916年采用了夏时制。仅仅几天之后，法国、意大利、葡萄牙、荷兰、丹麦、挪威、瑞典、奥地利也都争先效尤。法国议会更通过法令，说夏时制乃“珍惜电、石油和天然气”之举。到第二次世界大战期间，为了更多节约燃料，更充分地利用白天的光线干第二班的活，甚至采用过“双倍”夏令作息时间，甚至将时钟拨快2小时，据说，德国每年节省费用1亿马克。英国专家1970年对夏时制的经济效果的调查指出，每年节约的燃料费值1亿英镑左右。据统计由于白天“延长”，交通事故可减少3～4%。至于下班后那“多出来”的1小时更是谁都高兴的。早起早睡不还是长寿之道吗？

55 海沟探秘

全世界海洋中深度大于6000米的只占总面积的1.2%。其中，位于太平洋中西部马里来——纳那岛东侧的马里亚纳海沟是条非常著名的海沟。它南北延伸850公里，而宽度只有70公里，以近乎竖立的陡崖，深深地切入大洋的底部。有人估计，这条海沟的形成迄今已有6000万年。1957年，苏联科学院海洋研究所的一艘海洋考察船“斐查”号对马里亚纳海沟进行了详细的探测，利用超声波测深仪于8月18日在它西南部发现了一条特别深的海渊，它位于南纬11°20.9′，东经142°11.5′，其最大深度达到11022米（也有11034米之说），这里就是迄今已知的全世界海洋中最深的地方。如果把珠穆朗玛峰放在里面，它的顶峰离海面还相差2174米。根据发现命名的惯例，这条海渊就被称为“斐查”海渊。

由于海水深度每增加约10米，压力就要增大一个大气压，因此海沟里的压力将达到1000个大气压左右。再加上缺氧，有人以为在这样的环境里，生物不可能生存。这样高的大气压，一般金属容器是无法承受的。1960年1月 23日，瑞士的雅查·尔卡德和美国的唐·华尔会乘坐“曲斯特号”深海探测器，潜到“斐查”海渊的底部，成功地经受住15万吨巨大压力的严峻考验。据报道，他们下潜不到几百米，即已进入完全黑暗的世界。在那里，偶尔出现繁星点点，或像箭似地一闪而过的动物。经过两个多小时，他们终于潜到世界海洋的最深点，亲眼看到鱼虾类悠然自得地遨游其中。

篇二：《物理故事三百篇》211-220

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。

篇三：《物理故事三百篇》71-80

71 啄木鸟的头竟是绝妙的减震器

天牛、透翅蛾、吉丁虫等，隐藏在树干内部蛀食为害，造成树木枯死或风折，降低木材的利用价值。用药物或人工防治这类害虫，既费工、费钱，也不易达到理想的灭虫效果。于是，人们想到了善于在树干上攀登觅食，凿孔钩虫的啄木鸟。全世界有啄木鸟200多种，其中我国有20多种，有绿啄木鸟、棕胶啄木鸟、大斑啄木鸟、星头啄木鸟等。

啄木鸟每天可以消灭上百条藏在树干中的害虫。生了小鸟以后，它就更忙了，每天至少要给小鸟喂食25次以上。据试验，在1000亩人工林内居住的两对啄木鸟，一个冬季可啄食树干内光肩星天牛86%、吉丁虫97%，基本控制了蛀干害虫的发展。此外，食叶害虫天社蛾、黄刺蛾、避债蛾及其他在树干上的越冬茧等，也是啄木鸟冬季的食粮。啄木鸟虽然翅膀短而钝，不适于远距离飞翔，但是它却有一种极为高超的攀援树干的本领，可以在又直又滑的树干上攀登自如。这是因为它的趾长得非同寻常。一般鸟趾是三趾向前，一趾向后；而啄木鸟却是三趾向前，二趾向后，并有锐利的爪钩。啄木鸟还有一副坚硬而又有弹力的尾羽，可以用来支撑身体。因此，它不仅能够有力地抓住树于而不致滑下，还可以沿着树干向上跳跃和灵活地绕树干转动。啄木鸟的嘴巴又长又尖又硬，就像木匠用的凿子一样，不仅能啄开树皮，而且能一直插进坚硬的木质部，直捣害虫的老巢。它的舌头又长又细，还长了许多倒刺，表面布满一层粘液，不管害虫隐藏多深，都可以准确无误地把害虫钩出来，就是幼虫和虫卵也别想逃脱，啄木鸟舌头上的粘液可以直接把它们粘出来。

看到这里，你可曾想过，啄木鸟啄树的时候，它那长嘴的前端有多大的速度吗？根据计算，啄木鸟的头部向前运动的速度，几乎是声音在空气中速度（334米/秒）的两倍。它以如此高的速度不停地带动着嘴啄树，既不会患脑震荡，又不会产生头痛症。它的脑部如此壮实，的确令人佩服。科学家对啄木鸟头部解剖分析，揭开了其中的奥秘。在它的大脑周围有一层海绵状骨胳，里面含有液体，能起消震作用。在它的脑壳外围还长满了能起减震作用的肌肉。当它啄树的时候，头部是严格地作直线运动。科学家们从这里得到减震防震的启示：在设计头盔和安全帽时，帽顶与头顶之间的填充物，要用坚固而又轻又密实的海绵状材料；帽顶要坚固但不要过厚，发生撞击时，要使人体头部尽量做直线运动，不产生任何转动。如果进一步研究，还可以找到更佳的防震办法，来改进车胎、房屋和精密仪器的消震设施。

72 章鱼与真空吸盘

据说，上世纪日本皇室一艘满载朝鲜贵重瓷器的货轮在日本海沉没，尽管知道沉船准确地点，但因潜水员下潜不了那么深，于是求助于章鱼??

章鱼跟乌贼一样，同属头足类动物。因为它的“脚”长在头顶上。章鱼有8只长脚，活像8条带子，故有人称为“八带鱼”。其实，章鱼本不是鱼，而是一种贝类。

章鱼脚上长有强有力的大吸盘，平时嗜好器皿，喜藏匿其中，吸附不出。人们利用它这个怪癖，得益不浅。

希腊的克里特岛，由于煤船的频繁往来装卸，海底堆积了厚厚一层煤。渔民们常捉来章鱼，拴在长绳子上丢进海里，让章鱼到海底去抓煤块，然后再把绳子拉上来，煤块也就捞上来了。

章鱼抓煤块靠的是脚上的吸盘，吸盘的构造和人们沿袭用的拔火罐相似。拔火罐里的燃烧物消耗了罐中的氧气，使罐内外产生了压力差，这就是拔火罐有吸力的原因。章鱼则是利用肌肉收缩排出吸盘内的水，造成吸盘的压力差而产生吸力的。章鱼吸盘的吸附能力很强，有时甚至能吸住比自己体重大20倍的煤块。

文章开头提到的日本沉船上的瓷器打捞正是利用了章鱼脚上的吸盘。人们把章鱼系上细绳投入大海，沉至海底，章鱼便觅罐而卧。随后，人们拉起绳子，顽固的章鱼死吸住器皿不放，于是一个个贵重瓷器被吸拉上来。章鱼强有力的脚和吸盘是它的防御工具。在海洋里，与它同样大小的动物都受其害，就是最大的、装备最好的虾，也难免成为章鱼的牺牲品。据说，产于北太平洋的大章鱼，其脚有3米长，潜水员碰上它，凶多吉少；它甚至能把脚伸到小艇上，把小艇拖翻！

章鱼凶残，可对其子女却照顾得无微不至。章鱼为了保护自己所生的蛋，常端坐蛋上，须臾不离，不吃不喝，以保下一代平安出生。

有趣的是，章鱼休息时，总是留一两条长脚“值班”。长脚不断转动，如触到敌害，它便会跳将起来，逃之夭夭。章鱼还有一套登陆越境的绝技。科学家吉利帕特里曾亲历过这么一回事：有一天，他提着一只盛有章鱼的水桶进书房，想让客人们观赏，在等待客人时，他专心看书，突然听到一声巨响，原来水桶里的章鱼竟越出水桶口，爬上书架，将一本厚书推了下来。

章鱼吸盘产生巨大吸力的道理，人们早已利用来研制用具和机器。常见的如“真空吸盘式”塑料挂衣钩。这种塑料吸盘只要往玻璃或者平整的木板上按，挤出盘内空气，就能牢牢地吸在上面，一个小小衣钩可擎住一件大衣的重量。在工业上，人们利用这个原理制成了真空起重机。这种起重机用吸盘代替了普通起重机的吊钩，工作时像章鱼一样，把装有吸盘的吊臂对准吊物的光滑部位，就能牢牢地抓住起吊物。国外有人曾用这种起重机吊运重达30吨的水泥预制板。

73 狂噪之神的耳朵

西西里有一座叫吉尔真提的大教堂。教堂的内部呈椭球体。我们知道，椭球体有两个焦点，倘若在一个焦点上发出声音，在另一个焦点上听来就和原来的声音一样响。

吉尔真提大教堂落成后，其中的一个焦点被无意地选择为放置忏悔椅的地方。一个人偶然发现在另一个焦点能听到忏悔人对牧师所作的忏悔，并以此作为一种乐趣。他甚至还邀请他的朋友一起去偷听。恰好有一天是他妻子来作忏悔，他和他的朋友们偷听到什么呢？这里正好用得上一句古谚：“靠在墙边偷听的人只能听到自己的丑行。”

无独有偶。在古代西西里岛有一个叫赛厄勒丘斯的地方，有一个暴君兴建了一所监狱。这所监狱的狱室呈钟形，地下还有一些弯曲的管道通到皇宫。暴君只要把耳朵凑近这些管道，就能听到犯人的谈话甚至耳语。后人称这样的窃听系统为代厄尼西斯的耳朵。代厄尼西斯是古希腊神话中宙斯的儿子，狂噪之神。

一个较为现代的例子是美国华盛顿国会的众议院大厅的半球形屋顶。在大厅一边轻声耳语，在另一边也能听见。所以，议员们的秘密谈话不止一次地被人偷听到。这都是因为：在一个椭圆形的房间里，在一个焦点上发出的声音会像光线那样在另一个焦点上聚焦。这就使得第二个焦点上能听到第一个焦点上的谈话。

74 危险的信号

1943年1月，天气非常寒冷。一艘美国新造的巨型油轮正在交付使用，突然发生了事故：油舱不可思议地裂为两截。据当事人回忆，油舱断裂前有一种嚓嚓的声响。这声响和那灾难是否有关系呢？

在生活中也常见到类似的现象：儿童攀登树木，当树杈发出“咯吱”“咯吱”的声响时，危险就要来临了；有经验的矿工听到坑木的某种声音，便知道要发生事故；老农把西瓜拿到耳边，用手一按，根据西瓜受压以后发出的声音，就能判断西瓜的生熟。

在金属世界，也会发生类似的现象：如果找到金属锡，你不妨用两手反复地弯曲它，听！它“噼啪”、“噼啪”地提抗议了，这就是“锡鸣”。精确的科学实验证明，材料承受机械负载时，它的内部会发射声波（包括听不见的次声波和超声波）。这种现象就叫声发射。强的声发射人耳可以听到，一般的声发射，我们是听不到的。

油舱断裂前的嚓嚓声绝非偶然，它是一种声发射。许多重型机械与大型工程结构发生断裂之前都有过类似的嚓嚓声。尤其严重的是，这些机械往往没有超载，事故是在安全应力下发生的。嚓嚓声是多么危险而又多么重要的信号啊！那么，能不能利用声发射来预测断裂呢？

50年代初，德国科学家凯塞尔在做金属拉伸实验时，发现金属试样变形会发出微弱的声音。这些微弱的声响使他想起了巨轮断裂等一系列事故，便对金属在拉伸或其他变形中的声发射现象进行了深入的研究。凯塞尔和他的同事们发现，金属在塑性变形时发出的声响是由于内部产生位错运动而引起的。

要说明位错运动，就要从晶体结构谈起。

不计其数的固态物质共分两大家族，金属所属的家族名曰：“晶体”，食盐、水晶、冰都是晶体。晶体中的分子、原子或离子是按照一定规则排列的，好像运动场上的运动员表演“叠罗汉”，每个运动员在空间都有一定的位置。叠罗汉的队形尽管琳琅满目，即都是由那些“罗汉”组成。晶体分子、原子或离子的“队形”，叫做晶格。在金属中的分子或原子虽每“人”都有一定的位置，但总有少量不守纪律者站错了队，而且在其中“暗藏”着外来的“奸细”——杂质。这些地方就是“位错”，在那里隐藏着内部的“破坏分子”。堡垒是最容易从内部攻破的，而位错则是个缺口。倘若有外力加在构件上，位错的地方就会出现裂口。“千里之堤，溃于蚁穴”，位错的运动往往导致裂纹和断裂。

重要的是，位错的运动并不是默不作声的，那些“破坏分子”的运动会产生音响，这就是声发射。既然位错运动是断裂的前提，而声发射又是位错引起的，利用声发射来预测断裂，查找缺陷，防止事故，当然是可以的。问题并不那么简单，金属的声发射信号远比周围的噪声微弱，而且有相当多是超声与次声，靠我们的耳朵去听，常常听不到，或者到时已经无力挽救了。

到了60年代，由于技术有了较快的发展，利用电子技术已经能把声发射信号和环境声区别开。电子“耳朵”能“听”到位错的动静，于是产生了理论的声发射检测技术。近十年来，声发射技术发展较快，在航空、航天、原子能以及金属加工方面大显身手；在巨大的高压容器、发动机和核反应堆旁，声发射监测器正在默默无声地工作着，保卫着人们的安全。

75 长跑健将

1883年8月26日爆发的印度尼西亚克拉脱火山产生的次声波，绕地球转了108个小时。

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