第4章 科技常识(4)

我国的考古工作者利用现代技术揭开古剑的不锈之谜。原来，这些古剑的成分是青铜，也就是铜和锡的合金。古剑是把铜和锡按照一定的比例熔融后浇铸而成的，在经过研磨，使之锋利。越王勾践剑身上的黑色菱形格子花纹及黑色剑格，经过硫化处理，也就是用硫或硫的化合物和金属表面作用形成的，并且还有别的元素，使宝剑既美观又增加了抗腐蚀性能。到了秦始皇时代，又采用了防腐能力特别强的铬盐氧化法，就是用铬盐做氧化剂，在剑的表面形成一层非常致密的氧化层，使它不再起其他化学反应。这层氧化膜非常薄，只有百分之一毫米，大约是一张报纸的十分之一厚度，就是靠这层薄薄的氧化膜，古剑在阴冷潮湿的土层里埋藏了上千年，依然锋利，没有生锈。

弹起来的皮球

物体在受到力的作用时，它的形态和体积会发生改变，这种改变，在物理学中称为“形变”。物体在发生形变时，会产生弹力，形变消失时，弹力也随之消失。

皮球落在地面上，由于自身的重力与地面的反作用力，使皮球发生形变，产生弹力，因此，皮球就从地面上弹了起来。皮球运动到一定高度，由于万有引力，皮球落回地面，再发生形变，又弹了起来。

物理学的研究已经表明：任何物体在受到任意小的力的作用时，都会发生形变，不发生形变的物体是不存在的。当然，由于物体的质地不同，受到的作用力的大小也不一样，所发生的形变大小也不一样，产生的弹力大小也不一样。有的物体形变比较明显，产生的弹力较大；有的物体形变不明显，产生的弹力较小，不容易为肉眼所察觉。

皮球是用橡皮做的，质地较软，里面又充足了气体，因此在受力后发生的形变明显，产生的弹力大，所以弹得很高，并可以连续弹跳多次；如果是铅球，它的形变和弹力就更小，几乎难以感觉到了。

珍珠的形成

蚌的贝壳在每次的张合过程中，外界的泥沙、寄生虫等异物偶尔就会掉进去，贝壳上的外套膜受到刺激后，就会分泌出珍珠质，把掉进去的异物裹住，形成珍珠囊。以这个珍珠囊为核心，外套膜会不断分泌类似贝壳的物质，经过很长一段时间，晶莹圆润，细腻光滑的珍珠就形成了。

珍珠既夺目又含蓄，是惟一由生物造就的宝石。

关于珍珠的形成还有许多美丽的传说。古印度的人们相信珍珠是由诸神将晨曦的露水幻化成的，波斯的神话里则显示珍珠是诸神的眼泪变成的，罗马人则传说爱情维纳斯从充满泡沫的蚌壳里沐浴出来时，其身上滴下的水珠吸收了她身上的动人光彩，滴在地上变成珍珠。

珍珠的成分里90%是文石，其他成分是氨基酸和水。氨基酸不过百年就会分解，所以由文石、氨基酸和水形成的珍珠也就土崩瓦解了。这就是我们看不到古代保存下来的珍珠的原因。

克隆

1997年2月22日，英国罗斯林研究所52岁的胚胎学家伊恩？威文穆特博士对外宣布，他已经取自一只成年羊的乳腺细胞，首次培育成功了一头克隆绵羊。

这头名叫多利的绵羊，是1996年7月在英国罗斯林研究所诞生的，它的出世犹如当年美国在比基尼岛引爆第一颗原子弹一样，在世界上激起了轩然大波，引起全世界的广泛关注。

克隆是英语单词clone的音译，指的是生物体通过体细胞进行无性繁殖，也就是说，不需要生物的雄雌两性交配，直接由母体细胞进行生物后代的繁衍。

对植物的克隆，我们其实都很熟悉，如从柳树上剪下一根枝条，插在土中它就会长成一棵柳树；马铃薯切成小块种在地里，就会长出很多株马铃薯。但是这些都属于植物的克隆。而按照我们的常识，动物的繁衍只能通过雌雄交配，精子和卵子的结合，才能最终产生出新的个体。像狗、猫、牛、羊，包括人在内都不可能通过其他渠道生下后代。

克隆羊多利是怎么被制造出来的呢？首先，科学家在显微注射仪放大几十倍的条件下，用特制的极细玻璃管刺入一个成熟卵细胞，将细胞核吸出，这样就得到了一个无核卵细胞。然后把绵羊的乳腺细胞放在它的外膜上，在对它们进行几微秒的电击，诱使它们进入到类似受精卵的状态。

最后研究者得到了29个胚胎，对这些胚胎进行一周培养后，植入母羊的体内。许多胎儿都流产了，只有一只绵羊继续怀孕，并最终产下了多利。

克隆人

克隆羊多利的出生，标志着人类的克隆技术已经达到了一定的高度，许多动物都会被克隆出来。如果人体也被允许克隆的话，那么，克隆人也许早就出生了。但是许多人对克隆人持有反对意见，中国以及大部分欧洲国家都禁止克隆人。

成功地克隆出多利的威尔穆先生说，在克隆出多利的时候，曾经用了3个“妈妈”，总共使用了200多个卵子，其中只有29个发育到了可植入的阶段。整个克隆的过程竟然如此复杂，但是出生的克隆羊只有多利一只。所以，如果把这项技术运用到人体的时候，必然会遇到更大、更多的困难和问题。况且，一个育龄妇女一个月只能排出一个卵子，而利用这个卵子克隆成功的几率很小，还要多人参与才行。

科学家们担心用无性繁殖的方法复制人就无法保持人类遗传基因的多样性，这将会对人类这个物种的生存产生巨大的破坏作用。而社会科学家则以为，克隆人是对人体的“独特的基因型”权利的侵犯。人类应给热爱自己独特的基因型，从容地接受个体的自然死亡这一不可避免的结局。1997年11月联合国教科文组织通过了《人类基因宣言》，旨在知道基因研究的道德准则，明确禁止克隆人。

纳米技术

纳米是长度单位，10万纳米加起来的长度才相当于头发丝的直径。纳米材料是用晶粒心寸为纳米级的微小颗粒制成的各种材料，其纳米颗粒的大小不等，通常是1—10纳米，最多不能超过100纳米，所以纳米材料人眼是看不到的。

纳米材料包括金属、非金属、有机、无机和生物等多种粉末材料。

纳米材料是纳米技术应用的基础，而纳米技术则被世界公认为21世纪最有前途的科研领域。纳米铁材料的韧性比一般铁高12倍，气体在纳米材料中的扩散速度比在普通材料中快几千倍，纳米磁性材料的磁性也比普通的磁性材料高10倍。

“水”刀

柔软的水是可以变成锋利尖刀的。

我们给水施加上千个大气压，让它从细小的喷嘴中射出，形成速度达每秒几千米的高压水射流，这就是水刀。

我国研制的水刀可以对金属材料做精密切割，切缝只有0.2毫米，切缝边缘较光滑平整，切速快，噪音小，粉尘少，使用水刀进行生产时还很安全。

电影技术

电影赖以生存的原理是“视觉暂留”。图像在人的视网膜上遗留的时间是0.1—0.4秒左右。现代电影拍摄和放映速度是每秒钟24个画格，每个画格在观众眼前停留1/32秒。电影胶片上不动的画面，经过快速放映就成了活动的影像了。

最初的电影产生于1872年。当时，两个人在争辩马奔跑时四蹄是否都着地。为了验明这个问题，由一位摄影师在马奔跑的地方设了24架照相机拍摄奔跑的马。当摄影师迅速抽动照片，人们有了马奔跑的感觉。他又把照片卷到圆筒上，转动给大家看，由于视觉暂留的作用，马在人们眼前跑起来了。这就是最初电影的产生了。

光年

用厘米、米、千米等常见度量单位来衡量天体之间的距离是很不现实的，因为天体之间的距离是在是太远了，人们就把光年在作为衡量天体之间距离的度量单位。

光年指的是光在一年的时间里所走过的距离。光的速度是最快的，达到每秒钟30万千米，相当于绕地球7圈半，光在一年中走过的距离约为9.5万亿千米。

天文学上还有比光年小的计算单位，比如天文单位，1天文单位就是地球到太阳的平均距离，约14960万千米，它主要被用来计量太阳系以内的天体间的距离。还有比光年大的单位，比如秒差距、千差距、兆差距等。

电磁辐射的危害

电视、收音机、移动电话、雷达等，都在不停地向周围空间辐射电磁波。电磁波在给人们带来极大的方便的同时，也不可避免地造成了一些危害。

电磁波会干扰电子设备、仪器仪表的正常工作，使信号失误、控制失灵。我们看电视的时候遇到图像抖动和“雪花”现象，就常常是由于受到附近电磁波的干扰。电磁波的干扰还会引起更加严重的后果。如还会造成体悟控制信号的失误，会引起机车运行事故。若是造成飞行器指示信号失误，会引起飞机、导弹、人造卫星的失控等。

电磁辐射能直接对人体的健康造成威胁，研究表明，人如果长时间受电磁辐射，会出现乏力、记忆力减退等神经衰弱症状，以及心悸、胸闷、视力下降等症状。

电磁辐射对人类生存的环境已经构成了巨大的威胁，成为一种名副其实的环境污染。为了控制电磁辐射的危害，世界卫生组织和国际辐射防护协会制定了“环境保护准则”和有关的电磁辐射强度标准，我国卫生部也于1987年12月发布了“环境电磁波卫生标准”。

充满放射性的环境

放射性并不神秘，也不可怕，它是一种自然现象，它在我们周围无时不在，无处不有。人类就是在充满放射性的世界中存在、进化和生活着的。

习惯上，人们所讲的放射性是指物质中放出的α、β、γ及x等射线。在人类已认识到的构成物质世界的108种元素中，天然存在的有92种，其中1/3以上是天然元素，它们本身就能放射出放射性同位素，或者含有一定比例的放射性同位素，如铀、镭、氢—3、碳—14和钾—40等。而这些元素是许多物质的组成部分，它们包含在许多物质之中，分布在世界的各个角落，固体中有，液体中有，气体中也有。所以，地球上到处都有放射性物质。

从水、土壤中释放出的氡气，燃烧煤、天然气等释放出的放射性物质，使每个人每年从空气中受到的辐射剂量约为100毫雷姆（雷姆是人体辐射量单位。）

各类食物均含有放射性物质。每人每年从食物中受到的辐射剂量均为20毫雷姆。

大地和各种建筑材料也都含有放射性物质，每人每年从中受到的辐射剂量约为50毫雷姆。室内的放射性气体（主要是氡气）一般高于室外，常开门窗，使室内通风透气，是降低室内放射性气体浓度的有效措施。

此外，人在吸烟、戴夜光表、进行x射线透视的时候也会受到放射性物质的侵害。

感到疲劳的金属

人因为体力不支会感到非常疲劳，这是很正常的现象。金属像人一样，也会感到“疲劳”的。

金属在长时间的工作中，处于不同环境，分别会产生“腐蚀疲劳”、“擦伤疲劳”、“热疲劳”、“噪声疲劳”等现象，时间长了，就会发生断裂。

现在可以用冲击、腐蚀、高温、低温等多种方法对金属进行疲劳测验，利用显微镜可以掌握各种环境下金属疲劳的程度，以达到预防事故的目的。

逆风起降的飞机

飞机之所以选择逆风起降，是因为飞机通过机翼获得的升力的大小取决于飞机与空气的相对速度，而不取决于飞机与地面的相对速度。

飞机顺风起飞时，与空气的相对速度等于飞机滑跑速度减去风速，由于相对空气运动速度小，获得升力也就小，滑跑距离自然要比无风时长；而顺风着陆时，同样因为相对空气运动速度小，飞机必须克服风速影响，这不仅会使飞机着陆滑跑距离增加，而且给飞机准确着陆带来困难，极易造成超过规定地点接地，使飞机发生冲出跑道事故。

而逆风起降时，飞机以小于无风条件下的滑跑速度，便可获得足够的起降升力，既可以缩短起飞滑跑距离，又可以减少着陆冲出跑道的事故。

逆水靠岸的轮船

每当轮船要靠岸的时候，总是要把船头顶着流水，慢慢地向码头斜渡，然后再平稳地靠岸。这是因为，使轮船逆水靠近码头，就可以利用水流对船身的阻力，而起一部分“刹车”作用，是船速降低，这样就可以方便平稳靠岸。另外，轮船靠岸或是停留抛锚总是逆水，也是由船的形状所决定的。造船时，为了使船在水中行驶时减小阻力，一般都把船造成船头尖、船尾大。当船在逆水的时候，船头朝着水流方向，这样水的冲力随着船头分成两个分力，船头受到的冲力就很小。铁锚又在船头上，它完全可以稳住船身。另外，逆水抛锚时，当锚下水，船就顺着水流倒退，正好使锚紧抓海底，驾驶也非常方便。水流越大，锚越能抓住。如果船在顺水方向抛锚，由于船尾大，受到水的冲力大，会把船推进，不容易稳住船，甚至会使船旋转，这样容易使锚翻转，影响锚的抓力。因此，在一般情况下，都是逆水抛锚的。

奇妙的大气压力

由于人和动物在长期的进化进程中，逐渐适应了当地的环境，使体内所受的压力相等，所以在一般情况下感觉不到大气压的存在。

生长在深海里的鱼类也是一样的。虽然深海里的压力比海上大几百倍，但是由于长期演化，鱼类已经适应了那种环境。如果把深海里的鱼放在陆地上，它就会由于外界压力小，肚里压力大，胀破肚子而亡。

抓住飞行子弹的人

第一次世界大战期间，有一次一个法国飞行员在2000米的高空进行侦察飞行。突然发现眼前有一个小东西在游动。飞行员很奇怪心想：“这么高的地方还有昆虫啊！”他伸手抓了一下，将小东西抓到手中。不料，他却吃惊地发现这是一颗德国人向他射来的子弹。

飞行员将子弹放进衣袋，回去拿给同伴们看，可是同伴们都不相信，认为他在开玩笑。

为了证实自己说的是真话，飞行员找来一位大学教授。教授笑着解释说：“这是完全可能的。虽然子弹的出膛速度为800米/秒，远远大于你们飞机的速度150米/秒，但是当子弹和飞机保持在同一个方向飞行时，子弹的速度由于空气阻力而越来越慢，当它与飞机同速时，它对于飞行员来说就是不动的，因此完全可以伸手抓住它。这就是说物体的运动具有相对性。”

物体的运动具有相对性，如空中有甲乙两架飞机，甲机在前，乙机在后。如果甲机的速度是400米/秒，乙机的速度是200米/秒，子弹的速度是800米/秒。那么，当乙机向甲机射击时，对甲机来说，子弹的速度就不是800米/秒，而是600米/秒。如果两架飞机相对飞行，那么乙机射向甲机的子弹相对速度对于甲机来说就是1400米/秒。

“坦克帽”妙用

军人一般都带着统一的轻巧的钢盔。而坦克兵就比较奇怪，戴着厚厚实实的坦克帽。