启发青少年的科学探秘故事(txt+pdf+epub+mobi电子书下载)


发布时间:2020-05-09 08:26:49

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作者:竭宝峰

出版社:辽海出版社

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启发青少年的科学探秘故事

启发青少年的科学探秘故事试读:

前言

青少年朋友,科学人人都向往,可是你究竟了解多少科学的奥秘呢?光线能像水一样弯曲地流动,随手扔针居然得到了圆周率,机器人受不了人的折磨自己逃跑了,巨石竟然怕人挠痒痒,裙子能爆炸,小鸡也会得脚气病,植物也有各种血型,一束玫瑰传递了43年才到恋人的手中……这些话题是否让你倍感惊奇呢?

科学的世界奇妙无穷,处处都有令人惊奇的神秘发现。有的是貌似简单的现象,却蕴含着深奥的科学知识,甚至至今仍无法解释,有的是貌似纷繁芜杂的现象,其背后隐藏的科学知识竟然是如此简单!或许,看完本书,你除了羡慕先行者的天才、勤奋和运气外,也会幻想有朝一日自己也能有惊人的发现,因为惊奇很可能时刻都围绕在你身边。

本书从自然科学、理论科学到应用科学,涉及了广阔的科学领域。我们精选了若干个内容各异的惊奇故事,把更多意想不到的科学探索内情,生动地告诉你。在故事的编排上,我们摒弃了以往科技史式的教条罗列,而是依照每个探秘故事吸引力的强度,调整了其先后顺序,希望能给读者带来更多的阅读享受。

本书虽然不能穷尽所有的科学探秘故事,但我们相信,它能给广大读者带来各种启发,让读者从这些惊奇的探秘故事中找到阅读的乐趣,学到知识。但愿本书能够成为读者喜爱科学、学习科学、投身科学研究的“催化剂”。

任何现象的背后都有学问,更多的科学道理在等待你去发现,睁大你的眼睛,在惊奇中展开一次科学探秘之旅吧!“相信上帝,太阳绕地球转;相信科学,地球绕太阳转。”本书是献给尊重科学、学习科学,创造科学的青少年。过去培根说:“知识就是力量。”今天我们说:“科学就是力量。”科学是智慧的历程和结晶。从人类期盼的最高精神境界讲,朝朝暮暮沿着知识的历程,逐步通向科学的光辉圣殿,是许多有志于自我发展的青少年晶莹透明的梦想!《启发青少年的千万个科普故事》共分三册:《启发青少年的科学奥秘故事》《启发青少年的科学追求故事》《启发青少年的科学探秘故事》。

本书由竭宝峰任主编,王娟、李天民任副主编,参加编写的有王江华、张静、李艳花等同志。

我们的愿望是:让年轻人巡礼前人重大的科学发明历程,实实在在地激发起进一步创造发明的欲望和灵感,给这个尚在建设之中的世界带来智慧的光芒!这权且作为我们细心阅读科学文明史的一点体会,以求有助于社会,兑现顾炎武所说的那句名言“国家兴亡,匹夫有责”。但愿让科学的智慧之花绽开年轻人的精神家园。

第一章 科学探秘故事

阿基米德与王冠

阿基米德是古希腊著名的物理学家、数学家。

有一次,国王做了一顶王冠,他想知道那是不是纯金的,于是把阿基米德召来,让他查个水落石出。阿基米德找来一块和王冠同样重的纯金块、两只大小相同的罐子和盘子,然后把王冠和金块分别放进装满水的罐子里,当水溢出来时,各用一个盘子接着。最后,把这些溢出来的水分别倒进两只同样大小的杯子里,一比结果发现溢出来的水不一样多。王冠的秘密就这样被阿基米德揭开了——而揭开王冠秘密的方法就是物理学上的著名的阿基米德定理,即浮力定理。

肥皂泡中的启示

牛顿从剑桥大学毕业后,回家探亲。一天,他和父亲到田间锄草。休息时,牛顿摘下蒲公英的茎条,吹肥皂泡玩。吹着,吹着,他突然发现一个个肥皂泡在阳光下变得花花绿绿,便奇怪地问父亲。父亲说:“这有什么稀奇,肥皂泡本来就这样。”“不,这一定与太阳光有关,它说明阳光并不只是一种颜色。”谁不知道太阳光是白色的?傻孩子!”“问题没这么简单,我要认真地研究一下。”这个自小就有股子“牛劲”的牛顿,一旦遇上疑惑,不弄个水落石出,是不会罢休的。

第二天,天空晴朗,阳光明媚。牛顿收拾了一些必要的器具,开始了自己的实验。当他一边吹肥皂泡,一边拿着一块三棱形的玻璃片观察时,呈现出红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种色彩。“啊!阳光中包括七种颜色。”牛顿为自己的发现欢呼雀跃着,但他马上又想到:白光既然可以散成七色,那么,七色光聚在一起,是不是就可以得到白光呢?于是,他连忙试验,果然如此。

就这样,牛顿从普通的肥皂泡上,发现了光学物理中一个十分重要的原理——光的色散和聚合原理。

飞碟之谜

1947年6月,美国新闻界报道了这样一件奇事:一位灭火器材公司的老板驾驶着他的私人飞机在天空飞行,突然,他的眼睛被一阵强光所吸引,他定睛一看,只见在他的前方,出现了九个奇怪的飞行物,这些飞行物形状又大又扁,并且一蹦一跳地飞着,就像飞行的碟子一样,它们快速地升高、旋转,然后消失了。

飞碟一事轰动了美国。此后,在美国、加拿大、巴西等国相继有人报告说见过类似的物体。几十年来,世界各地都有人称看见过此类物体的出现。后来,人们根据目击者的描述,得知这类物体一般呈碟子形、草帽形、球形等,人们把它称为未经探明的空中飞行物,在英文中,它的缩写名字是UFO。

在我国,也有人看见过飞碟。1979年12月的一天晚上,昆明市一所中学的几个同学,下晚自习回家时,发现不远处的天空中有个红红的火球悬浮着。很快,它又高速旋转着飞起来,它上下左右轻盈地飞舞着,五分钟后,火球突然加速,瞬间消失得无影无踪。

飞碟究竟是什么?它从何而来?它是虚构的幻觉还是确有其物?围绕着飞碟,是一连串扑朔迷离的疑团,真相如何,我们正期待着科学家们的回答。

爱迪生发明灯泡

爱迪生在1878年完成留声机的发明后,转向对电灯的研究。他翻阅了大量的资料,发现要使电灯能照明,关键在于灯丝。于是他先后试用了1600多种植物纤维和矿物质做实验,可都没有成功。

有一天,爱迪生看见妻子用来缝制衣服的棉线,顿时眼睛一亮。他拿起一团棉线,直奔实验室,他把棉线烧成炭丝,做成灯丝安装在灯泡上。接通电源后,灯泡立刻发出耀眼的光芒,把整个实验室照得通明。世界上第一盏白炽灯终于诞生了!这盏灯足足亮了45个小时,后来,爱迪生又对灯丝进行了改进,使电灯亮了1200多个小时。

雷达的发明

1940年9月15日,疯狂的希特勒集中500架德国飞机偷袭伦敦,企图让这座著名的城市从地图上消逝。可是,德国法西斯的飞机还没有进入英国领空,就遭到英国歼击机和地面炮火的攻击,结果有105架飞机被击落。

原来,英国之所以能早早地发现敌机,是因为他们当时已经发明了雷达。这应归功于物理学家罗伯特·沃特森·瓦特。因为雷达是他发明的。

1934年的一天,沃特森·瓦特在实验室观看荧光屏上的图像时,突然发现图像中出现了一连串的亮点。经过反复地实验,发现那是距实验室不远的一座高楼反射回来的电波信号。这一意外发现使沃特森·瓦特想到:既然近处的高楼能反射电波,那么更远的东西是否也能反射电波?如果可以,那不就可以从荧光屏上及时发现入侵的敌机吗?在英国皇家司令部的支持下,他试制成了电波发射装置和接收电波的装置。经试验,飞机在12公里以内起飞后,发射出去的电波碰上了飞机后迅速反射回来,发现了目标。半年后,雷达更加完善了,外来信号在屏幕上能直接以光带的形式出现。这样,飞机的高度与距离就一目了然,并且能发现160公里内,高度5000米的飞机。世界上第一部雷达诞生了。

罐头的发明

200多年前的一天,法国街头贴出一张悬赏的布告:谁能研究出一种可以久藏远运水果和蔬菜的方法,便可得1.2万法郎奖金。

有个叫阿披脱的年轻人,看到这张布告后,兴冲冲地买回许多蔬菜和水果,开始了研究。开始几次实验都以失败告终,有一天晚上,阿披脱看见妻子为防止剩菜变馊,又重新煮一次。于是心头一亮想出了办法。他把新鲜蔬菜放进玻璃瓶中,再用开水煮一会,冷却后,用麻布将瓶子裹严密。最后放在常温下保存。两个月后,阿披脱取出食物试着品尝了一口,“嗨!真好吃。”他终于成功了。

谋杀的“凶器”——照相机

照相机是我们生活中的好伙伴,能帮助我们留下瞬间的美好回忆,但它的发明经历了很长时间,其中还有很有趣的故事。

18世纪以前,无论是“小孔成像”还是“摄影暗箱”,它们虽具有照相机的某些特性,但因不能将图像记录下来,仍不能称为照相机。

18世纪中期,人们发现了感光材料,这给照相机的问世注入了有效的催化剂。人们在“摄影暗箱”上装上感光片,照相机诞生了。

初期的照相机体积庞大,十分笨重且不便携带。为了照相,就像受罚一样,要端端正正地坐好长时间,使那些养尊处优的先生小姐们要受一阵苦。

对于照相机这种新生事物,曾有一批靠画肖像画为生的画家联名上书政府要求取缔照相术。他们的理由十分简单:怕摄影师抢走他们的饭碗。

1858年,英国人斯开夫发明了一种手枪式胶版照相机。由于镜头的有效光圈大,所以只要扣动扳机就能拍摄。一次,维多利亚女王在宫廷内召开盛大宴会,邀请各国使节。斯开夫作为新闻记者也到了场。当他拿出照相机对准女王拍照时,蜂拥而上的警卫将他扑倒,会场顿时大乱。原来,他们以为斯开夫要用“手枪”谋杀女王。后来才知道,“凶器”原来是照相机。

之后,随着感光材料及摄影技术的进一步发展、照相机不断地得到完善。科学的发展是没有止境的。将来,一定会有更令人称奇的照相机问世!

空中的花朵——降落伞

降落伞大家都很熟悉,在军事、体育和民用方面都有很广泛的用途。是谁发明了它呢?这个荣誉应当归于法国的卢诺尔曼。

卢诺尔曼从小就富于幻想,常常冒出不可思议的念头。少年时,他常和小伙伴们到家附近的一座高塔上玩,在那度过了许多美好的时光。“要是我能像小鸟那样,用翅膀翱翔多好!那就可以从塔顶飞到地上,用不着慢吞吞地下楼梯了。”他和小伙伴们叽叽喳喳地议论着。

长大后,那个想“飞”的梦想一直萦绕着他。于是他开始搜集资料。一次,他看到一篇小说,讲述了主人公从高层城堡越狱时,把两条被单的角系在一起,然后两手抓住被单的两端,利用风力的托举缓缓落地。这给了他很大的启发。

他根据这个故事所讲的,经过反复揣摩,设计出了第一顶降落伞,并决定到高塔上试降。

当天,闻讯而来的人们将高塔围得水泄不通,很多人都替他担心。为了安全起见,卢诺尔曼先把一块和他自己体重差不多的石头绑在降落伞上,然后将它们扔下。石头坠着像盛开的鲜花似的降落伞,缓缓地落在地上。

这大大地增强了卢诺尔曼的信心。他决定亲自“飞”下来。

只见他双手紧紧抓住降落伞的底绳,轻轻地纵身向塔外一跳,他真的像小鸟一样悠悠地飞翔着,慢慢地安全降落在地上。“成功了!”卢诺尔曼兴奋地大叫起来,周围的人们也齐声为他喝彩。

如今,这朵绽放在天空中的花朵越来越为人们熟悉和喜爱。

吊灯的启发

伽利略是16世纪意大利著名的物理学家、天文学家。

有一天他在教堂做礼拜时,门外刮起一阵风,吊灯被吹得来回摆动。这个现象引起了他的注意,伽利略用右手指压着左手脉搏数了起来:一二三……一共是二十下。吊灯的摆幅越来越小了,可他再用右手的脉搏来检查时,每次摆动的时间仍然是二十下。“原来吊灯摆动确实有等时性的特点呀!”

回家后,他经过反复实验发现:摆动一次所需的时间,与所有物体的重量无关,而跟绳子的长度有关:绳子越长,摆动一次的时间就越长;绳子越短,摆动一次的时间就短;若绳子的长度不变,那么每次摆动的时间相等。

这一规律就是“摆的等时定律”,伽利略根据这一定律,发明了测量脉搏的“脉搏器”。

鲁班和锯

鲁班是我国古代优秀的工匠和发明家。有一次,鲁班被召进王宫,国王对他说:“给你三年建造一座豪华的宫殿。”鲁班一听,心头一惊:“三年的时间,连砍木头都来不及,怎么能造宫殿呢?”但是,国王的话就是圣旨,鲁班只好应承下来。

那时候,伐木砍树使用的都是斧头。鲁班和徒弟开始伐木,一天,刚下过雨的山上,坡陡路滑,鲁班不小心身体一滑,便急忙抓住身边野草,这时只觉得一阵刺痛,手被野草划开了一道口子,鲜血直流。

他仔细观察发现野草叶子两边长着锋利的小齿。他从中得到启发,请来铁匠仿照野草打了一块带齿的长铁片,在一颗大树上来回拉了起来,一下子把大树锯倒了。就这样,鲁班发明了锯。

伽利略发明的体温表

你们知道医院用的体温表吗?300年前是没有的,医生只能凭经验给病人诊断。

有一天,伽利略在给学生上实验课时,一边操作一边提问:“当水温升高时,试管里的水为什么会上升呢?”学生回答说:“因为体积增大,水就膨胀上升。”“那水冷却后呢?”“体积就会缩小,试管里的水又会下降。”

这一回答,使伽利略突然想到:“既然水的温度变化会引起体积的变化,那么反过来,从水的体积变化中不就可以测出温度的变化吗?”

他迫不及待地开始了自己的实验。先用手握住试管的底部,让管内的空气逐渐变热,然后倒过来插入水中,再松开手,这时,水被吸入试管。当他重新握住试管,水又被压了下去。然后,伽利略将一支极细的试管灌上水,在排出空气后密封,并刻出刻度。世界上第一支体温表诞生了。

富兰克林与雷电

在很久以前,雷电一直是一大谜。有的人认为它是“上帝之火”,是天神发怒的象征。后来有科学家猜测,雷电可能是某种毒气在空中爆炸的结果。美国著名科学家本杰明·富兰克林却认为雷电不过是自然界的一种放电现象。

为了证实自己的看法,在1752年,他亲自做了一个吸引雷电的风筝实验。富兰克林在风筝上安了一根尖细的铁棒,然后将风筝用麻绳系住,并在麻绳末端分成两支分别系上一片铜钥匙和一段丝线,并将风筝放上天。不一会,电闪雷鸣,风雨交加,当他用手指去碰铜钥匙时,一朵火花立即朝他射来,并感到一阵麻木。啊!这就是电!富兰克林在雨中兴奋地叫了起来。

后来,富兰克林根据凡是高耸的目标都容易招引雷电的现象,发明了避雷针。

听诊器的来历

若是请你给医生画像,你一定不会忘记在医生的脖子上画一副听诊器,但在100多年前,世界上还没有听诊器。你知道听诊器的来历吗?

1816年法国巴黎的莱纳克医生一直想着发明一种器械,能把病人的心跳声和呼吸声直接引到耳朵里来,以便作出正确的诊断。有一天,他到公园里散步,看见两个孩子在玩跷跷板,一个把耳朵贴在跷跷板上,一个在另一头用一根针在跷板上划着,并问“听见了吗?”“听见了,”另一个回答。莱纳克受到了启示,回到医院后,他找来了空心木棍,并把它的两端做成喇叭形,病人的呼吸声、心跳声、都听到了。

自行车的来历

在我们这个自行车的王国里,你知道自行车是谁发明的吗?

1888年英国医生邓洛普给儿子做了一辆自行车。可是当时自行车的轮子是木头做的,常常把儿子摔得鼻青脸肿。

一天,邓洛普拿着橡胶管在花园里浇花,由于水的流动,震得他的手心痒痒,橡胶管的这种弹性,使他一下子联想到儿子爱玩的自行车,他想:“如果把橡胶管灌满水,安到自行车轮上,不就可以减轻车子的颠簸吗?于是橡胶管制成的轮胎成为所有自行车轮、汽车轮等橡胶轮胎的老祖宗。

后来,人们把灌水轮胎改为弹性更大的充气轮胎。从此,自行车就成了既轻便、又灵活的交通工具,博得了人们的喜爱。

贝尔发明电话

贝尔1847年出生在英国的爱丁堡市。大学毕业后,和父亲一起创办了一家聋哑人学校。

在一次电教实验中,贝尔发现了一个有趣的现象,在电流接通或断开时,螺旋线圈会发出噪音,就像莫尔斯电码“嘀哒”的声音一样。“电可以发出声音!”思维敏捷的贝尔马上想到:如果能用电流来输送人的声音,那么,人类就能利用电流来交换语言!他的想法得到了电学专家亨利的赞同,于是和助手沃特森开始了电话发明的实验。

几天过去了,几个月过去了,两年过去了,一个个方案都被推翻了,失败的阴影笼罩在他们周围,苦苦地折磨着这两个年轻人。一天傍晚,贝尔站在窗前,锁眉沉思。忽然,从远处传来了悠扬的吉他声。那声音清脆而又深沉,美妙极了!“对了,沃特森,我们应该制作一个音箱,提高声音的灵敏度。”贝尔从吉他声中得到启迪。

于是,两人马上设计了一个制作方案。一时没有材料,他们把床板拆了。几个小时奋战之后,音箱制成了。

第二天,贝尔和沃特森正在各自的屋子里,准备又一次喊话试验。突然,话筒里传来了贝尔的声音:“沃特森,快来呀!我需要你!”原来贝尔不小心把硫酸溅到腿上了,“贝尔,我听见了!”贝尔也听到了沃特森的声音——这是有史以来的第一次电话通话。

神秘的狮身人面像

在著名的埃及金字塔旁,有一个奇异的巨大石像,这个石像有着人的脸和脖子,可是身子却像一只卧着的狮子,并且它的前爪还向前伸着。这就是举世闻名的狮身人面像。

狮身人面像究竟代表什么意思呢?千百年来,众说纷纭。有人说它代表法老的威望,有人说它就是斯芬克斯。

斯芬克斯是什么呢?传说,在很久很久以前,有一个怪物名叫斯芬克斯。斯芬克斯长着狮身人面,它守在一个路口,每当有行人经过时,它就拦住行人,问道:“请你告诉我,什么动物早晨用四只脚走路,中午却用两只脚走路,到晚上用三只脚走路?”

路人回答不出,就被斯芬克斯吃掉了。就这样,斯芬克斯吃掉了好些路人。

一天,一个叫俄狄浦斯的人经过这里,斯芬克斯问了他同样的问题。俄狄浦斯答道:“是人。人的一生就像一天那样短暂。早上,是人的童年,他刚出生,只会爬,所以是四条腿走路;中午,是人的成年,他直起身,用两条腿走路;晚上,是人的老年,他必须拄拐杖,所以是用三条腿走路。”

斯芬克斯见俄狄浦斯答对了,气得发狂,跳入悬崖摔死了。

墨西哥的金字塔

在很久很久以前,地球上那个普照万物、给人类带来光明的太阳突然熄灭了,地球陷入了黑暗之中。一次,许多神聚在一起开了次讨论会。一个神说:“没有太阳,天地太可怕了。咱们要想个办法,让光明重新出现。”

最富有的富神说:“我愿意投身到火中,把自己变成发光的星球,普照大地。”

最贫穷的穷神也庄重地说:“我也愿意这样做。”于是,众神点起一堆熊熊燃烧的大火,穷神勇敢地、毫不犹豫地跳进火中。穷神消失了,可一轮太阳却从东边升了起来。穷神变成了光芒万丈的太阳。

富神面对大火时,有些犹豫,他皱着眉头徘徊了许久,等大火快熄时,富神才跳了进去。富神消失后,一轮光线暗淡的月亮升上了天空。

人类为了怀念和祭奠伟大的穷神,便修建了一座太阳金字塔;同时,也修建了一座小一些的月亮金字塔。它们都矗立在墨西哥。

太阳金字塔有60多米高,塔顶是一座光彩辉煌的大庙。庙里是太阳神像,它面向东方,它的身上缀满了金子和银子。当太阳光照在神像上时,神像就放出耀眼的光辉。

月亮金字塔仿照太阳金字塔的造型,只是要小些。它们是举世闻名的伟大建筑。

植物寄生虫——大花王

人们把寄生在人肚子中的蛔虫等叫寄生虫,人们也用寄生虫来比喻那些剥削别人,不劳而获的坏家伙。在植物界中,也有被称为寄生虫的家伙,其中最著名的要数大花王了。

大花王,又名大王花,是生活在热带森林中的一种植物。大花王是一种非常奇特的植物。从外观上看,它不像别的植物那样有根、茎、叶,大花王只有一朵花。这朵花是由一粒米粒般大小的种子发育起来的。

大花王的种子落在某种植物上,只要几天时间,就发育成一朵硕大无比的花朵。花朵由5个花瓣组成,每个花瓣长30厘米,厚10厘米,花朵张开时,直径有1.4米。最大的一朵大花王有14千克重,难怪被称为花中之王了。

大花王的花是鲜艳的红色,散发着浓郁的、令人恶心的臭味,它依靠这种臭味吸引大批苍蝇传播花粉,繁衍后代。

那么大花王没有根、茎、叶等器官,它靠什么吸取养料呢?原来,大花王自身无法生存,它长着许多菌丝,大花王就靠这些菌丝从周围的植物中吸取养料,供给自己使用。

大花王完全依赖于别的植物而生存,难怪人们会鄙夷地称它为“植物寄生虫”呢!

报时泉之谜

想知道时间的话,就去看钟表,这是生活中的一般常识。但有的地方看喷泉就可以。

在南美洲乌拉圭的南格罗湖畔,有一眼泉水被称为“三餐泉”。这是为什么呢?这是因为这眼间歇泉每天只喷射三次。第一次在早上七点,是当地人吃早餐的时间。第二次是在中午十二点。这是当地人享受午餐的时间。第三次是在晚上七点,这又是晚餐的时间了。所以,这眼泉水一喷,人们就知道该吃饭了。

在美国的黄石公园有一个世界闻名的间歇泉——老实泉。它每隔60分钟喷发一次,每次连续喷发4分半钟。400多年,这些规律丝毫没变。

人类失踪之谜

小朋友们都知道在大西洋中的百慕大海区经常出现船只或飞机的神秘消失。这些事件不仅使人消失了,同时还伴随着人所乘坐的飞机或船只的丢失。我们下面说的是一种只有人神秘消失的怪现象。

1968年,一位叫杰拉尔德·波达的乘客在飞机上神秘消失。1915年12月,800名英国士兵在进入一团云雾中之后全部失踪。这些是“永久性失踪”。地球上还发现过一些“短期性失踪”的案例。1968年5月,一对夫妇开车行驶在阿根廷首都布宜诺斯艾利斯的公路上。当他们驶入一团云雾后失去了知觉,而在2天后,当他们苏醒后发现,他们在6500公里之外的墨西哥。

人体自燃之谜

人体自燃这个词对小朋友们来说可能很陌生,但它并不难理解。它是指人的身体在未与外界火种相接触的情况下自动着火燃烧的奇异现象。听起来有些不可能,但确有其事。

1673年,有一位巴黎妇女被人发现死在了自己的床上。当人们发现她的时候,只有头部和手指留了下来。其余部分都已烧成灰烬。据科学家说,要让人体的骨骼和组织全部烧毁,就必须在华氏3000度以上的温度下才行。但是在所有人体自燃的案例中,所有被烧者周围的椅子、地毯等东西都丝毫无损,看不出一点被烧过的迹象。

有人认为静电火花引起人体脂肪燃烧导致了人体自燃,而有人认为是磷的自燃引起的。总之,人们的猜测不断地出现,但真正原因还是个谜。

怪雨

在我国史书中,记载着这样一件事:公元55年的一天,陈留郡(现在河南省开封)一带乌云密布,进而又狂风大作,接着就降落下了大量的谷子。无知的老百姓说,谷雨是龙王爷对他们的施舍。科学家王充却站出来说,这是因为旋风卷起谷子,然后又随雨降了下来。

十九世纪末,在法国南部的土伦,一天下午突然下起了“青蛙雨”,一只只的青蛙从天而降,引得人们纷纷跑到屋外看热闹。谁知青蛙的个头虽小,但从高处落下后,力量却很大,好多人被打得鼻青脸肿,叫苦不迭。

1856年的一天,美国肯塔基州上空洒下了成千上万枚纺织毛线用的金属针,满天飞舞,颇为壮观。1940年,在俄罗斯的一个小村庄,突然降下了几千枚银币,全是伊凡五世时期的货币。1970年,在澳大利亚北部山区,大约有15000多条鲈鱼随着暴雨一起落下,形成了一场罕见的“鱼雨”。

像这样奇怪的雨还有很多,过去人们很迷信,以为是上天的恩赐。其实,这不过是旋风或龙卷风在作怪。青蛙雨是龙卷风把正在聚会的一大群青蛙卷上了天,然后抛了下来。金属针雨是龙卷风把一家工厂摧毁,把针带上天空,又随雨纷纷落下。银币原来就是在不远处的一座古代贵族的坟墓里,后来地面被侵蚀,风雨冲走了泥土,龙卷风把它卷向天空,再同雨一起落下。

十万烟柱谷

在美国的阿拉斯加州,有一个叫“十万烟柱谷”的地方,号称“天下第一奇观”。

1912年6月6日,这里的卡特迈火山发生大爆发,巨大的爆发声在千里之外都能听得见。在这次火山爆发中,有大约180亿立方米的火山灰冲入大气层,使周围100多公里的天空变得一片漆黑。“黑夜”一直持续了将近3天。8年后,一个科学考察队来到卡特迈火山。火山虽然几年前就停止了喷发,但山顶上依然是烟雾缭绕,热气腾腾。火山口的周围布满了裂缝,“滋滋”地往外冒着浓烟。裂缝口的温度非常高,考察队员试着把铁锅放在上面,没过多久,里面的牛肉块就烤熟了!

在距离卡特迈火山10多公里的地方。有一条山谷,长16公里,宽8公里。在火山爆发前,这里曾经林木茂盛,但现在植物已经全部枯死了,整个谷里覆盖着一层厚厚的火山灰。穿过火山灰,有成千上万个喷气孔,大量的炽热气体从地下喷出来。有的像挺拔的气柱,有的像劲气十足的喷泉,直冲几百米的高空……在阳光的照耀下,像一条条色彩缤纷的彩虹,壮丽宏伟。如今,山谷中只剩下十几个喷气孔还在炫耀着它辉煌的过去。

增高身材岛

在位于加勒比海东部的西印度群岛中,有一个叫马提尼克的小岛。

这是个美丽的小岛,经常有旅游者到这里来。人们发现,当地居民身材修长,体格健壮,身高都在1米80以上,几乎没有一个矮个儿。篮球是他们最喜爱的运动。最神奇的是,外地人在这里住得时间长了,也会长得比较高大。即使身体早已停止生长的成年人,也会多多少少地长高几厘米。于是,这座岛又有了一个称呼,叫“能使人长高的岛”。

自从有了这个发现后,马提尼克岛吸引了更多的旅游者前往,当然,其中很大一部分是来自世界各地的矮个子。矮个子们在岛上住上一段时间,就会如愿以偿地长高几厘米,马提尼克岛真成了“矮子的乐园”。

马提尼克岛为什么有这种能使人长高的“秉性”呢?这吸引了科学家们的好奇。经过研究发现,在这座岛的岩石层中,含有一种特殊的放射性物质,可以使人体机能发生变化。这种物质的放射量不是很强,对人体构不成伤害,却能使人体内部的新陈代谢发生一系列变化,直接促进身体长高。

死亡谷

在美国加利福尼亚州与内华达州相连的山中,有一个令人恐惧的“死亡谷”。1949年,一支金矿勘察队迷失了方向,误入了一个不知名的山谷,几乎全部葬身在那里。有几名幸存者从山谷中逃了出来,但没过多久就不明不白地死去了。从那以后,曾有几批探险者前去,想要探索出其中的奥秘,但也大多都有去无回。令人不解的是,这个魔鬼般的“死亡谷”却是动物们的乐园,在哪里生活着许多鸟类、蛇类和蜥蜴,甚至还有一批批成群的野驴。动物们可以在这里随意进出,逍遥自在。

在意大利的那不勒斯附近,也有一个奇异的死亡谷。它刚好与前面所讲的那个美国死亡谷相反,只伤害动物,对人却毫无伤害。意大利人把它称为“动物的墓地”。

更奇异的死亡谷在印度尼西亚的爪哇岛上。这个山谷中有6个大山洞,个个都是“魔洞”。每当人或动物从洞口经过时,就会被一种无形的巨大吸引力所控制。一旦被吸入洞中,就无法逃脱死亡的厄运。科学家利用遥控的仪器进入山谷中,发现谷中堆满了死去的动物和人的尸骨,非常恐怖。但他们并没有发现巨大的吸引力来自何处。

海底喷泉

喷泉是地下水涌出地面而形成的。一般情况下,喷泉只分布在陆地,但奇怪的是,在海边、海底也有泉眼,泉水从那里喷出来。

俄罗斯的一艘考察船在黑海的海面上发现了一个奇特的喷泉,被命名为“甘吉亚蒂海泉”。它每秒喷出大约300公升的淡水,由于水压高,泉水冲过海水层,直接穿破了海面。远远看去,泉水在蓝色的海面上翻滚,就像烧开的水一样。考察队员用芦苇秆插进泛着白色泡沫的水里吮吸,泉水凉爽清甜。

美国佛罗里达半岛以东,在离海岸不远的大西洋里,有一片海水是可以饮用的,过往的船只常常来这里补充淡水。这片海水直径有30米,颜色、温度,连波浪都与周围的不同。这是为什么呢?最近,谜底终于被揭开了。原来,这里的海底是个小盆地,盆地中间有个喷泉,每日不停地喷出一股股淡水。在水流的影响下,淡水从泉眼斜着升到海面上。根据测量,这个海底喷泉每秒喷出的泉水有4立方米,比陆地上任何一个喷泉的喷水量都要大。泉水不断地喷,与周围的海水隔绝开来。久而久之,这片海水变成了一个纯粹的淡水区域。

喷冰的火山

冰岛靠近北极圈,有大约1/8的田地一年四季为冰川所覆盖。冰岛又是一个多火山的国家,全岛有大大小小的火山300多座,其中有30多座至今还在活动。

1984年10月,冰岛南部的格里斯维特火山再一次爆发了。但人们发现,这一次它所喷出的不是炽热的熔岩、火山灰、蒸汽,而是巨大的冰块!这一现象持续了整整两个星期的时间,在喷射最剧烈的时候,每秒钟可喷射出2000立方米的白色冰块。结果火山爆发还没有结束便在火山口周围覆盖了厚厚的一层冰。

常言道:“水火不相容”,那么火山为什么会喷射出冰块呢?

原来,冰岛是地球上火山活动频繁的地区,岩浆经常沿着地壳的裂缝活动。它们有的冲出地面,形成火山爆发;有的在半途中冷却凝结,不流出地面,使一些被岩浆阻塞的火山口和地下裂缝中,也充塞着冰川。当格里斯维特火山爆发时,首先将积聚在火山口的冰块喷出。由于冰岛的火山活动虽然频繁,却比较“温和”,火山喷出的气体接二连三地冲向空中,把来不及融化的冰块抛向地面,便形成了火山喷冰的一大奇观。

“哥德巴赫猜想”

1742年6月7日,德国数学家哥德巴赫在给大数学家欧拉的信中,提出了这样一个猜想:“任何大于5的奇数都是三个素数之和。”同年6月30日,欧拉在回信中确定了哥德巴赫猜想的正确性,并进而提出了“任何大于2的偶数都是两个素数之和”的猜想,但当时他们却无法证明它。

这两个问题引起了数学界的极大兴趣,这就是著名的“哥德巴赫猜想”。从此,展开了哥德巴赫猜想艰难的证明历程。

由于哥德巴赫猜想长期得不到证明,在1912年的第五届国际数学家大会上,又提出了一个较弱的猜想:存在着正数C,使每个大于或等于2的整数都可以表示为不超过C个素数之和。

1930年,前苏联25岁的数学家西涅日尔曼证明了这一猜想,并且估算出C不超过S,S≤800000,S就是西涅日尔曼常数。这是哥德巴赫猜想研究中的一次大突破。

1937年,前苏联著名数学家伊·维诺格拉多夫用“圆法”和他自己创造的“三角和法”证明了:充分大的奇数,都可以表示为三个奇素数之和。这是迄今为止在解决哥德巴赫猜想上最大的突破,被称为“三素数定理”。

在哥德巴赫猜想的证明过程中,还提出过这么一个命题:每一个充分大的偶数,都可以表示为素因子不超过m个与素因子不超过n个的两个数之和。这个命题简记为“m+n”。例如要证明“2+3”就是要证明任何充分大的偶数,都能表示为一个不超过两个素数的乘积与一个不超过3个素数的乘积之和。显然“1+1”正是哥德巴赫猜想的基础命题,“三素数定理”只是它的一个重要推论。

1920年,挪威数学家布朗改进“筛法”,证明了“9+9”,德国数学家拉代马哈于1924年证明了“7+7”,英国数学家埃斯特曼于1932年证明了“6+6”,前苏联数学家布赫夕塔布于1938年和1940年分别证明了“5+5”和“4+4”。

1956年,我国数学家王元证明了“3+4”,前苏联数学家阿·维诺格拉多夫证明了“3+3”。

1957年,王元又证明了“2+3”。

最早在相加的两个数中有“1”的是1848年匈牙利数学家瑞尼证明的“1+C”,其中C是一个很大的常数。1962年,我国数学家潘承洞证明了“1+5”,同年,前苏联数学家巴尔巴恩也证明了“1+5”。1963年,王元、潘承洞、巴尔巴恩都分别证明了“1+4”。1964年,阿·维诺格拉多夫、布赫夕塔布以及意大利数学家朋比尼又证明了“1+3”。

1966年,我国数学家陈景润对“筛法”作了新的重要改进后,证明了“1”,由于未发表详细的证明在国际上影响不大。1973年,陈景润发表了他修订过的论文,证明了任何一个充分大的偶数,都可以表示成为两个数之和,其中一个是素数,另一个或者是素数,或者是两个素数的乘积。这篇论文立即在全世界的数学界引起了强烈的反响,陈景润的证明结果被称为“陈氏定理”,是迄今为止哥德巴赫猜想证明的世界最高记录。不少数学家还致力于简化这个定理的证明,最简化的证明是我国数学家王元、丁夏畦和潘承洞共同作出的。

哥德巴赫猜想是数论中的一个重要猜想,从提出到现在已经有250多年,虽然还没有得到最终证明,还没有成为定理,但经过近70年来各国数学家的不懈努力,已经取得了巨大的进展,正在向“1+1”进军。

棋局里的暗示

一个万里无云春光明媚的日子,私人侦探阿良在公寓的侦探事务所里一个人悠闲地看着棋谱。下午两点左右,十文字悦子突然来访。她是某推理杂志的编辑,虽然个子不高,但气质很好,颇有魅力。阿良因经常应邀为这家杂志撰写随笔,所以与她很熟。“我本来是到舟木先生那儿去约稿的,正赶上他有客人,告诉我过半小时后再去,所以我就跑到您这儿来消磨时间了,多有打扰,您不见怪吧?”悦子客气地说道。“哪里,哪里,要是你来随时都欢迎呵,你看我正闲得无聊……”阿良热情地将她让进屋里。

舟木先生是住在这所公寓9层的一位推理作家。此人30岁出头,一直未婚,同阿良是棋友。“你说的来客,是不是一位女的?”阿良开玩笑地说。“不,好像是一个男的。因为我见门口摆着男人的鞋。那位先生,莫不是同性恋吧?”她也开着玩笑说。

阿良取来咖啡壶,煮咖啡给她。

她见桌子上放着棋盘,便说:“阿良,不同我杀一盘吗?让我见识见识你的棋艺。”“你也会下棋?”“哈哈,下下你就知道喽。”悦子边说边动手摆棋子。

最后还是阿良赢了,但悦子的棋确实下得不错。“对不起,我去去就来。”阿良起身去厕所了。

解完手,放水冲时,突然听到电话铃声。悦子就去接电话了。“是的,这里是阿良侦探社。噢,是舟木先生……是我,嗯,我刚和阿良下完棋……好的,明白了,那好,到时候再……”只听到她接电话时的答话声。

当阿良洗过手走出厕所时,十文字悦子已经放下电话,在收拾棋子。“刚才的电话是舟木先生打来的吗?”“是的。他让我再等20分钟。”“那么说,他知道你在我这里。”“我事先告诉他我有可能在你这里等他的……”“怪不得……那么,我再给你倒杯咖啡吧。”阿良又将咖啡壶端去热了一下,给她倒了一杯。“阿良,我去舟木先生那儿时,您陪我一块儿去好吗?”她一边喝着咖啡,一边隔着杯子看着阿良的脸。“怎么,这是为什么?”“舟木先生也喜欢下棋吧。我每次去约稿或是去取稿的时候,总是让我跟他下。而且也不知他是开玩笑还是出于真心,总说要追我,弄得我很为难。所以,要是有您在身旁就好办了。”“让我当你的保镖呵。”“拜托您了。”她深深地鞠了一躬,态度坦诚。

阿良虽然不大情愿,但又不好拒绝。

20分钟后,两个人乘电梯上到9楼。按响了905号房间的门铃,却无回音。“真怪,难道没人?”悦子拧了一下门把手。“哎,门没锁呀。”她推开门说。“先生在家吗?我是十文字,打扰您了。”说着她便走进屋。

这是一套三居室的房子。阿良也随着她进了屋。当走进有几个榻榻米大的房间时,不禁大吃一惊。舟木荣治好像是在和客人下棋似的,坐在有靠背的座椅上,头伏在象棋盘上已经死了。旁边丢着一个可乐空瓶。好像是被人用这个瓶子击中了头部,头发里渗出了血。

棋盘周围的棋子乱七八糟丢得到处都是,对面的位置上只有一个坐垫,而没见可乐瓶。“舟木先生是在下棋时,被对手杀害的。他只专心下棋了,没注意到对手的举动。”悦子倒不害怕。“你是说坐在这边坐垫上的人就是凶手。这个凶器可乐瓶是舟木先生拿给客人的喽。”“不管怎么说,他被杀还不到20分钟,刚才舟木先生还给我打过电话,正好是20分钟之前,听他的口气当时似乎有客人。”“噢,是我去厕所时来的电话吧?这么说,那个时候,凶手还在这个房间里。哎,他右手里好像攥着什么。”

阿良发现被害人右手紧紧握着,掰开手指一看是个象棋子——“飞车”。“这是什么意思呢?”悦子不解其意。“也许是暗示凶手的名字。”“那么说舟木先生是在断气之前,从很多棋子中选了这个‘飞车’作为凶手的线索。”“的的确确像个推理作家临终的样子。”“那么,‘飞车’有什么含义吗?”她歪着头思忖着。“你知道舟木的什么情况吗?譬如,恨他的人啦,或者……“是呀,单身的先生格外怕寂寞,所以就连他的私生活都毫不隐讳地告诉了我。我知道的就有两个人:一个是先生的叔父。他告诉我,为了土地所有权问题叔父正同他闹纠纷。”“另外一个人呢?”“另一个是他大学时代的上届同学,电影导演井上龙夫。他在制作艺术片时,向舟木先生借了很多钱,但那部片子失败了,似乎正为此而犯愁。肯定是借的那笔钱无法偿还了。”“那么,就查查这两个人看吧,这之前,不管怎么说,还是先报警吧。”阿良用隔壁书房的电话通知了报警台。

回答完现场勘查刑警的询问后,阿良马上开始了私下调查。

电影导演井上龙夫的工作间离家很近,步行只需几分钟,是在公寓的6楼。他似乎还不知道舟木被杀的事。当他从阿良嘴里得知这一消息后,顿时板起面孔。“反正我觉得他是不会好死的!”他冷淡地说道。“这是为什么?”“你没听说他一个劲儿地追逐,诱惑来取稿的女编辑吗?那家伙打从学生时代起就爱打女人的主意。所以,你们从那方面查一下怎么样,怀疑我纯粹是找错了门儿。”“你不是拍艺术片破产了,而借他的很多钱还没有还吗?”阿良又进一步逼问道。“那不是借钱,是出资!公司就算倒闭也没必要偿还。此事在他出资前也是讲清楚了的。”井上面带怒容地回答说。“那么,今天下午3点钟左右,你在什么地方,在做什么?”“你是问我不在现场的证明吗?今天从3点到5点,我就在这个工作间,看我导演的电视剧。”“谁能证明呢?”“不巧,这里是连老婆和孩子也不能进的工作场所,没有证人。”井上回答着,并从厨房的冰箱里取来罐装啤酒。“喝吗?冰镇的。”“不想喝啤酒,倒是想喝可乐。”阿良故意暗示了凶器可乐瓶,观察对方的反应。“可乐……那种小孩子喝的饮料,我这儿是没有的。”井上表情冷淡地说。“那就算了吧。您会下象棋吗?”“小时候倒会,可学会了麻将后,就再不下象棋了。”“被害人死时手里攥着棋子‘飞车’,我想他大概是想说明凶手的线索。”“这同我有什么关系?”“棋子‘飞车’背后写有‘龙王’或‘龙’,你的名字不是龙夫吗?”“因此,你就说我是凶手喽。哼!真是愚蠢透顶。就是靠这种幼稚可笑的推理,还当什么私人侦探。”井上龙夫一边喝着啤酒一边嘲笑着说。

阿良走访的下一个是舟木的叔父飞田银造。说是叔父,其实年龄只差10岁左右。是个鳏夫,在一家高级公寓当看门人。阿良在舟木荣治的房间里曾见过他一面。

他听到侄子的死讯后也是紧绷着脸。转而,又流露出无法掩饰的喜悦。“这下,那块地就完全归我喽。”“你是出于这个目的而杀了他吧?”“哪里话,这是他的报应。尽管他对我这个叔叔大逆不道,扬言要到法院告我,但看在他是我侄子的份儿上……”“究竟有多少土地?”“面积不过100坪,可那地方每坪值300万日元。”“那就是3亿日元,可见你杀人动机是充分的。”“怀疑我?还是少在我身上费心思吧。反正是那个家伙自己的事,无非是因女人的事被杀的吧,还是用点儿功夫在这方面去调查调查吧。”飞田刻薄地要下逐客令了。“那么,今天下午3点钟左右你在哪里?”“3点钟,我正在这个管理室睡觉呢,好像感冒了。吃了感冒药有些发困,就那么迷迷糊糊地睡着了。”“从这里到作案现场开车单程只需30分钟吧?”“也许吧。不巧,我不会开车。”他讪笑着。“那么,你会下象棋吗?”“这个吗,我还是业余初段的高手哩,不像荣治那样是个臭棋篓子。小时候,那家伙的象棋还是我教他下的哩。”“实际上,他死时手里还攥着一个‘飞车’棋子呢。”“什么?‘飞车’……”“是的,说不定这也许是要暗示你的名字飞田……”“喂,喂,你不要威胁我!要是‘飞车’和‘银将’两个都攥着的话,那么我的名字连名带姓都全了。不要只见一个‘飞车’就认为我是凶手。你不是说荣治被打中头部死的吗?要是那种死法,怎么可能还来得及留下临终遗言呢。”飞田银造好像是个地道的推理小说爱好者,连临终遗言这样的专业术语都知道。说起来他桌子上还真摆着几本推理小说,那都是些翻译过来的小说。“即使头部遭到猛击,也不一定会立即死亡,也有被打之后一段时间神志还清醒的。”“那也许是偶然抓了‘飞车’,在考虑走下一步时被杀的哩。”“是的,有这个可能性。”“今晚又要熬夜了,不得不去帮着安排葬礼……”飞田看了一眼墙上的挂钟,发现钟已经停了。“哎,是电池没电了吧!打电话问问正确的报时吧。”他拿起桌子上的电话,拨了314三位号码。“见鬼,号码拨错了。”飞田咂了一下嘴便把听筒放下了。“报时是117吧。”

阿良告诉了他,这时电话铃响了。飞田吓了一跳,不由自主地抓起了电话。“真怪,马上又断了,是打电话恶作剧的。”

嘟囔了几句后他又重新拨了117,知道了正确的时间。

阿良目不转睛地看着他,突然想到了什么,遂说声:“对不起,打扰您了。”便悄悄地退了出来。此时此刻他已经知道谁是凶手了。

晚上阿良请十文字悦子来到他的公寓。“悦子,下盘棋好吗?”“你叫我来就是为了下棋吗?”悦子笑盈盈地问道。“呵,顺便和你聊一聊嘛。”

阿良摆上了棋子。

下了一阵后,悦子忽然笑道:“阿良,你犯什么糊涂?飞车只能纵横走。”“是划十字吗?”“没错!”“唔,是十字。”阿良盯着悦子的脸说道。“啊。”十文字悦子忽然变得惊慌失措。“唉,我真想不到你会干这种事。”阿良不无惋惜地说道。“你怎么会想是我?”悦子的声音有些变调。“首先,舟木为来客准备了一个坐垫,这说明来客辈分要比主人低,而井上龙夫是舟木的大学时代的前辈,飞田银造又是叔父。舟木是不会让他们中任何一个人坐坐垫的,所以他二人是清白的。”阿良尽量平静地说道。“你在来我这之前,已经杀了舟木。趁我上厕所的时候,你拨打了314,而且放下电话后会马上被打回来,你想借此来隐瞒舟木被杀的时间。”阿良的语调有些发颤。“而最关键的是舟木手中的飞车,只能十字移动,这是暗示你——十文字悦子是杀人凶手。我说得对吗?”说到这,阿良觉得一阵心痛,他在为一个好朋友惋惜。

十文字悦子脸色苍白,她静静地对阿良说:“阿良,你能陪我去自首吗?”

阿良有点艰难地点了一下头。

握在死者手里的点心

法国数学家罗伯今年已经40多岁了,却一直过着单身贵族的生活。在念完博士后,他就一直致力于数学方面的研究,以至无暇顾及个人生活。

这天,他参加了一个数学成果颁奖大会,他的一项研究获得大奖,光奖金就一万法郎。

罗伯揣着钱兴冲冲地赶回了公寓,这些钱够他生活很长时间了。罗伯掏出钥匙,刚准备开门,就听见身后有轻微的脚步声。回头瞅瞅,却没有一个人影。罗伯笑了笑,自言自语道,“人要是有了钱,就喜欢疑神疑鬼。”

进了房间,把钱放进保险柜,罗伯倒了杯香槟,慢慢品味着成功之后的喜悦。

这时,门铃响了。进来的是公寓的看门人。

他一见罗伯,便高高举起手中的一盒点心,说:“亲爱的数学家,祝贺你拿了奖,这盒点心是我祝贺的礼物!”

罗伯接过点心,道了谢,看门人便告辞回楼下值班室去了。

当天晚饭后,看门人打着手电,按惯例开始了对公寓的巡视。他叼着烟,来到二楼,见到214-号房间——罗伯的处所房门虚掩,便想偷偷溜进去跟他开个玩笑。

他刚走到门口,竟吓得目瞪口呆,半天也讲不出一句话。

罗伯先生躺在地上,鲜血映红了绿色的地毯,他瞪着恐怖的眼睛,望着看门人。看门人吓得魂飞魄散,跌跌撞撞赶回值班室,向警方报了案。

警方在勘察了现场后觉得凶杀案十分头痛,现场没有任何线索,而罗伯的房间好像又没有丢失过什么。

正在他们查找线索时,门外传来了一阵嘈杂声。一个黑色礼服的中年人竭力挤开拦堵他的警察大声喊着:“罗伯怎么啦!他怎么啦!”

原来这个人是罗伯最要好的朋友,数学家洛西,他碰巧路过此地,便上楼来瞧瞧。

他一见罗伯躺在血泊中,便忍不住抽泣起来,他紧紧握住警长的手,沉痛地说:“警长,你无论如何要抓到凶手,你知道吗,罗伯的死给法国的数学界带来多大的损失!”

警长叹了口气,拍了拍洛西的肩膀。

洛西很自觉地站到门外,托着下巴,悲伤地凝视着倒在血泊中的罗伯。他觉得罗伯的眼睛似乎有什么话要告诉他。顺着罗伯的胳膊望去,洛西发现罗伯手里紧紧捏着一块点心,点心的一部分都被捏成了粉末。

警察们处理完现场,洛西也回家了,接连几天,他一直沉寂于悲痛中,罗伯同他的多年友谊和被杀的惨状交替出现。他最后决定去警察局打听打听案情的进展。

警长热情地接待了洛西,并告诉他凶手抢走了那一万法郎,这是一起杀人谋财案,可现在却没有任何线索。临走前,洛西找警长要了一张罗伯被杀现场的照片。

瞅着照片,洛西想到了一些疑点。罗伯为何死死攥住那一块点心?点心又代表着什么呢?洛西苦苦思索了好几天,蓦地一个念头闪过了他的脑际。在英语中,点心叫“pie”,派而在希腊语中与pie同音的π就是圆周率,圆周率约等于3.14。难道这是罗伯的暗示吗?不管如何,必须先去查查。

洛西连午饭也没吃,就直奔罗伯住的公寓。看门人对洛西说:“唉,罗伯真是个好人,可……警察怎么还捉不到凶手?”

洛西打断了他的话题,问起了314房间客人的情况。“那个混蛋呀,我真后悔让他住进来,他除了喝酒,就是赌博!”“他还住在这儿吗?”“不,罗伯先生被害的第二天他就搬走啦!”

洛西把他的疑问告诉了警方。警长认为这个想法太离奇。但由于罗伯的知名程度,还是决定查一查。

很快,警方抓到了凶犯塞斯。塞斯一见警察,吓得腿肚子直打抖,连声说:“我讲我讲,我什么都告诉你们,我并不打算杀害罗伯,可他认出了我!”

原来,那天塞斯赌博输光了钱,连晚饭都没了着路。路过街口的商店时,他看见橱窗里彩电正进行数学大奖的颁奖仪式。获奖的那个人如此面熟,好像在什么地方见过。

塞斯凝神细想:“对了。”他一拍脑瓜,“他就住在我的楼上,是个单身汉!”

为了钱,塞斯决定铤而走险。

事发当天,塞斯用匕首威胁罗伯,低声喝:“把钱交出来!”

罗伯却说:“你不是住在我楼下的邻居吗?”

塞斯愣了,他原以为公寓内有400多人,而自己又刚搬来没半个月,没人认识他。但他的如意算盘打错了。因此他只好来了个一不做,二不休,杀了罗伯。

讲完这一切,塞斯抱着头,说:“我不想杀人,可他认出了我,我没有办法……”

长江洪水:有多少问题需要解决

4月3日,刚刚在北京参加完“气候变化国际科学讨论会”的施雅风院士匆匆返回了南京,因为一项题为“气候变化与长江洪水”的讨论会正在等着这位84岁的老人。参加这次研讨会的近90人当中,有来自中、德等国的科学家,有水利部门的官员、技术人员。如果仔细观察就会发现,中方来宾的单位驻地几乎全部在长江两岸。

科学家们各自介绍预测模式、各种平台或者科研成果时都是侃侃而谈,但面对“未来5-10年,长江流域将发生多少次、多大规模的洪水”这个问题时,他们会讲,科学在这个问题上面临的很多困难,总之,现在给不出答案。

此外,还有许多问题困扰着科学家们:为什么在整个流域增暖增湿的状况下,四川却在逐渐的变冷、变干?为什么有记录以来的最大洪水却发生在比较冷的时期?为什么极端旱涝灾害发生在同一地区?

但是,大多数科学家可以肯定地说,未来5-10年内,长江流域将进入一个显著的增暖增湿的过程。至于增温的强度,科学家们的意见比较一致,到2050年,温度上升2℃左右;而降水量的预测范围则比较大,在10%-30%之间。

面对这样肯定的答案时,解决一切尚难说清的问题就变得更加急迫。面对长江洪水,人们有多少问题需要解决?

1.洪水预测:不确定性太多太多

在河海大学的陈喜教授看来,洪水预测的不确定性是由一系列的“不确定”决定的。

首先是观测资料的限制。全球观测资料存在两个问题,一是空间上密度不够,二是时间比较短。气候变化是一个长期的过程,而资料的匮乏使得模式的建立与检验都比较困难。

再有,气候模式本身的精确度不够,而它的精确度又取决于很多方面。目前的计算机在研究全球问题时速度还不够;全球气候模式又很复杂,计算时必须进行简化,因此也会造成误差;现有模式更多地考虑二氧化碳增加对未来气候变化的影响,然而其他工业气体的排放也会造成相应的影响;水量在气候模式当中也很简化,但它无疑是影响气候变化的重要因素。

降水量作为气候模式的输出结果,进入水文模式进行洪水预测。水文模式也同样存在计算能力以及资料等问题,再加上陆地空间变化非常大,地表状况复杂,以及降雨的许多偶然性,洪水预测的不确定性也就可想而知了。

关于气候变化和洪水的研究何时才能成熟呢?陈喜表示,这是一个长期的过程,研究资料的积累,研究水平的提高,都需要时间。

陈喜所讲的资料问题,已经成为科学家们面临的一个“公共性”问题。此外,由于长江流域各地区洪水原因存在差异,更增加了洪水预测的不确定性。

2.上游来水:冰川、降水各不相同

受上游来水量减少等因素影响,去年冬天长江部分河段出现了有水文记录以来的最低水位,长江沙市水位降至30.02米。这样的特枯水位一直持续到2月下旬,造成部分水道断航。

然而,如果把这次“特枯”事件放到一个比较长的时间角度来看,也许会找出它的“必然性”。国家气候中心任国玉研究员对1950年以来我国的降水和温度变化情况进行了分析,结果表明,四川盆地及其西北一带降水量呈减少趋势,在总降水量减少的地区,暴雨日数也减少,而且温度也逐渐降低。

降水量为什么减少,是年代际变化导致转干,还是由于西南季风减弱,科学家们显然还没有确切的答案。

中国科学院寒旱所的何元庆研究员认为,“长江上游来水量减少是由于西南季风减弱”的提法很模糊,因为西南季风实际有两个分支,一支来自于印度洋的阿拉伯海,主要影响我国的青藏高原;一支则来自于孟加拉湾,主要影响我国西南地区。

何元庆认为,长江上游降水有很大的不确定性。除了地形差别显著之外,大气环流形势十分复杂。除了西南季风的两个分支以外,东南季风也会影响到四川地区,冬季还会受到西风环流的一些影响。季风强度在上游有些地区有所减弱,有些地区反而增强,正是由于这种区域性差异,大气降水变化在长江上游很不均匀,有些地区增加,有些地区减少。

与降水不同的是,随着气温的普遍上升,长江上游的很多冰川都呈现出退缩趋势,而且这种趋势还将继续。何元庆说,冰川融水是长江上游很重要的补给,冰川变化对整个长江流量有着重要的影响。

3.梅雨:年年相遇的“陌生雨”

每年6、7月间,梅子熟了的时候,长江中下游和淮河地区都会出现持续阴雨天气,这就是人们通常所说的“梅雨”。它只是东南季风影响我国的一种天气现象。不过,拥有优雅名字的梅雨,正是造成某些年份长江中下游洪水的元凶。“洪水不完全决定于降雨量,它还和雨带走向有关。”复旦大学的满志敏教授说,“如果主要的降雨区随洪峰下行,那么洪峰就会越来越大,造成严重的洪涝灾害。”

1954年、1991年、1998年的大洪水都与梅雨有着密切的关系。正常情况下,梅雨期长约20-30天左右,6月中(下)旬开始,7月上(中)旬结束。而上述大洪水发生时,梅雨期都在两个月,甚至更长,延续的时间超过正常年份,常常达一个月以上。

梅雨带活动异常是人们解释大洪水的重要证据,但是究竟怎样才算“异常”呢?至今并没有科学的界定。一般认为,“时间长”、“雨量大”、“在某一地区停留时间长”就被看作为梅雨带异常。

显然,这样的解释并不能令人满意。满志敏认为,研究洪水的长期变化过程,必须弄清年内梅雨带的时空特征和梅雨带活动的长期变化。这些工作的开展要从恢复梅雨过程入手,然而观测资料序列太短,迫使我们必须从代用资料中提取相关信息。

4.泥沙:洪水期间遗漏统计数量惊人

在这次研讨会的文摘中有一篇题为《模拟1998年长江大洪水期间泥沙通量》的文章,模拟得出的结果令人吃惊:

1998年长江上、中、下游的泥沙通量估算分别为9.3亿吨、4.5亿吨和7.2亿吨,分别是过去40年来平均泥沙通量的1.9倍、1.2倍和1.8倍。2.5个月的洪峰期间,上游泥沙输出有8.5亿吨,约有4亿吨淤积在中游,是普通洪水年份的6.5倍;另外的4.5亿吨注入了大海,这一数字是普通洪水年份的3.8倍。

洪峰期间,降雨量可以达到每秒7万~8万,甚至10万立方米。在如此高能量高水位洪水面前,大坝能挡住多少泥沙呢?

由于水文站在洪峰期间不可能精确地记录含沙量的数字,因此洪峰期间究竟有多少泥沙没有被统计,成了一个非常令人琢磨的问题。模拟的结果自然而然把一个尖锐的问题摆在人们眼前:洪峰期间的泥沙量我们漏算了多少?

文章的作者是华东师范大学的陈中原教授,很显然,他的工作属于另一种思维方式,一种结合实测进行模拟的方式。陈中原说,洪峰期间大量的泥沙被大水冲刷下来,而人们往往忽略掉了。如果再按以前的逻辑,依靠水文站记录的数字来计算泥沙的通量,得出的往往是泥沙逐渐减少的结论;这与近年来上游地区大量的、强烈的人类活动事实不符。大坝可以挡住泥沙,但在洪水期间必然有相当部分给冲刷带入中下游、至河口区。否则近30年来逐年下降的泥沙通量很难解释中游河床淤高、洞庭湖萎缩,以及洪涝灾害频发的现象。

陈中原说,如果按照他们的方法把50年来的泥沙通量再演算一遍的话,结果将是惊人的!泥沙通量的计算对于河口海岸、航道、海洋生态环境有着十分重要的影响;它还会涉及到环境工程设计当中的很多问题。如果还按常规的计算方法,河流环境工程的设计指标将遇到洪水期间水沙波动的挑战。

5.越赤道气流:意想不到的洪水诱因

一般人很难想象,南半球的强冷空气竟会穿越赤道,成为我国长江流域洪水的诱因。然而,中国气象科学院李曾中研究员的研究表明,越赤道气流正是我国长江特大洪水的“罪魁”之一。

我们可以把越赤道气流的影响进行“复原”:当南半球进入冬季时,南极爆发的强冷空气向低纬度移动,穿越赤道时,气团底部增温增湿,而高空仍然保持着冰冷状态,于是气团变得很不稳定。随着继续北上,气团变得越发不稳定。如果这时遇到其他的暖湿气流,就会产生特大暴雨等灾害性天气。

早在上个世纪30年代,北京大学李宪之教授留学德国时就曾指出,北半球的冷空气可以穿越赤道,影响另一半球。1987年,李宪之教授在“降水问题”的专著中提出了“宏观系统”的概念,并指出东半球冷空气的侵袭,是造成另一半球特大暴雨的重要原因。

李曾中发展了李宪之教授的理论。近年来,他分析了越赤道气流与我国大陆地区的降水关系,发现东半球夏季越赤道气流总量的多寡与大陆地区有代表性的336个站6~8月平均降水量有着十分密切的相关。而5月越赤道气流的强弱又可作为当年夏季越赤道气流总量多寡的一个预测指标。因此5月越赤道气流的强弱可以看作我国夏季洪涝灾害的信号。

李曾中通过与中国地震局的曾小苹研究员的合作研究发现,当某地出现大面积地磁场异常时,1~9个月后,该地区将会有特大暴雨、洪涝灾害发生。尽管其中的机理尚未完全清楚,但李曾中相信,利用地磁场异常资料,可以预测出未来洪涝灾害发生的地区;通过地磁学与气象学的交叉研究,长江流域的特大洪涝灾害是可以预测的。1998年,他们准确地预测出了以江西省贵溪为中心的最大暴雨中心。

尽管这一理论出现得很早,但是并没有得到学术界得普遍认同。李曾中认为这是一种新的思路,理应得到更多的支持。

阿拉伯数字

1、2、3、4、5、6、7、8、9、0,历来被人们称为阿拉伯数字。然而,这所谓的阿拉伯数字其实并不是阿拉伯人发明的。阿拉伯数字最早出现在古代印度,直到公元8世纪,才由印度天文学家毛卡传入阿拉伯地区,阿拉伯人称其为“印度数字”。后来,这种数字经过阿拉伯人的不断改进,又传入了欧洲,并很快传遍全世界,为各国所采用。

这套数字系统最先只有1、2、3、4、5、6、7、8、9,当时还没有“0”。“0”这个数字,在那时还是一个黑点。后来,又经过了几百年的演化,“0”才正式出现。直到那时,这套完整的十位数字才真正形成。

大自然也需要生存

有人说当代全球性环境问题,主要是由人的思维、决策与行为上的偏差引起的。这话一点儿不错,人的思维一旦偏离正确轨道,随之而来的必然是决策与行为上的失误。这里的问题就是处理好人与自然的关系。

怎样才能处理好人与自然的关系呢?

首先要树立一种正确的观念。实际上,人类的力量远比人类自己想象的小得多。但是人类曾经将“欲与天公试比高、人定胜天、战天斗地、战胜自然、控制自然……”等口号喊得震天响。而自然界作为一个大系统、大生命,人类岂能消化得了呢?我们可以把大自然看成是一张网,而人类只不过是网上的一根绳,人类在网上的每一个动作都会波及自身,并且是牵一发而动整张网。只有顺应自然才能得到自然的回报,否则必然遭到自然的报复。如同战争没有赢家。同样,人与自然对抗更没有赢家。人类毕竟不凡,已经在反思自己的行为。1992年联合国在巴西的里约热内卢召开了各国政府首脑级别的环境与发展大会,通过《二十一世纪议程》,与地球签订了“天人合一之约”——实施可持续发展战略。

我们还要有正确的行为。过去人类把自己的需求永远放在第一位,而无视自然界的对策。自然界也有对策吗?有。它的对策是获得“最大的保护”——力图达到对复杂生物结构的最大支持。既然这样,我们人类应该节省大自然的支出。

人类依赖大自然而生存,从自然界中索取物和能量,从而实现自己的需求。如果人类完全以自己的利益对待自然界,就具有掠夺自然的性质,大自然的资源就会入不敷出。这不是明智之举。我们再也不能见到动物就要穿裘皮大衣,见到野鸡马上就想烹饪。

在我国古代,人们就认识到保护生态环境的重要性并进行道德规劝:“先王之法,畋不掩群,不取糜夭不涸泽而渔,不焚林而猎。豺未祭兽,置罩不得布于野。獭未登鱼,网置不得入于水。鹰隼未挚,罗网不得张于溪谷。草木未落,斤斧不得入山林。昆虫未蛰,不得以火烧田,孕育不得杀,彀卵不得探,鱼不长尺不得取。彘不期年不得食。”这段话体现了朴素的生态保护思想。取之有时,用之有度,就像小家庭过日子一样,精打细算,就会节省很多支出,减少资源的浪费。

不幸的地球在哭泣,不幸的地球在告急。人类需要生存,自然是个大生命系统,也需要生存。人类活动必须兼顾人类生存和自然界生存的利益,实现两者的统一。

森林是抽水机还是引水器?

最近,有些专家表示,中国西部的缺水情况正在加重。其中除了气候干旱的原因之外,还有工业用水和农业灌溉上的浪费等人为因素。此外,认为人工造林种树也是加剧西部水资源紧张的原因之一。同时,有人把我国西部地区的退耕还林形容为:森林变成了“抽水机”。

日前,记者采访了中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所王彦辉研究员。王彦辉是中国林科院森林与水资源研究领域的首席专家,他谈了自己对我国西部生态环境建设中林水关系的一些看法:不能简单地把西部水资源紧张归结为退耕还林造成的。森林植被和水资源,作为控制生态平衡和影响生态过程的主要生态环境因素,同时作为人为活动影响生态环境的载体,在影响、改变、治理西部生态环境中起着重要作用,存在着十分复杂的相互关系,在西部生态环境建设中格外引人瞩目,如何处理好林水关系,是合理进行西部生态环境建设的一个关键方面。

1.“外行”说法没必要讨论

在西部缺水的地方,要具体环境具体考虑,宜林宜草。种树时,首先要考虑的,是逐渐恢复生态环境。

有人认为,不恰当的植树,会像“抽水机”一样,让整个地区的水源变得紧缺起来。在西部部分干旱地区,树很难种活,就必须要用河水或者是把地下水打上来去浇灌树木。这样的树涵养不了水分,反而消耗水分。在这种情况下,植树不能形成水的良性循环。这样的植树所消耗的水量比它能涵养的水量还要多,这就形成了一个“抽水机”。

也有人认为,森林是“引水器”,能够增加降雨。

王彦辉介绍,我国曾进行了很多卓有成效的森林水文学研究,都表明森林植被具有涵养水源、调节径流、改善水质、保护土壤和水环境的巨大水文作用,这是毫无疑问的,但森林增加降雨和涵养水源是两个概念。对于森林是“引水器”的观点,曾有学者做过研究。森林的确能增加一部分降雨,但只占百分之几的比例,只是有限地增加。和大气环流对降雨的影响相比,微乎其微。“森林是抽水机还是引水器,这是截然不同的观点”,王彦辉认为,“但这两种说法都是不恰当的、不科学的,没有普遍意义,都是‘外行'的说法,学术界没必要花时间来讨论这个问题。”

王彦辉表示,退耕还林工程也好,生态环境建设工程也好,目的是为了改善生态环境,不能说表面上水资源减少了,就不再植树了。要改善生态环境,坚持社会的可持续发展,有些方面就要做出牺牲。

但同时,在西部缺水的地方,要具体环境具体考虑,宜林宜草。种树时,必须要考虑耐旱的树种,根要能扎得很深,但是不一定长得很高,也不一定成材。首先要考虑的,不是要得到什么木材,而是要逐渐恢复生态环境。

我国人工造林面积居世界第一位,退耕还林工程更是举世瞩目。目前,我国开展退耕还林工程只有两年多的时间,《退耕还林条例》也是今年刚刚出台,因此,在退耕还林的整个工程建设过程中,还应细化技术规程和加强工程管理的力度。《退耕还林条例》规定,还林还草,以自然植被为主,优先保护现有植被,原则是正确的,但在许许多多的具体情况下怎样应用这些原则,需要具体的研究和模式。

2.“洋枪洋炮”打内战

耐人寻味的是,很长一段时间,国内学界关于森林植被与水的争论,因缺乏国内的科学数据,引用的都是国外的研究数据。

有关人士介绍,长期以来,在学术界存在很多争论:森林耗水,到底耗多少水?哪个树种耗多少水,在什么结构的时候耗水?森林植被的耗水特征是什么﹖没有人能够说得清楚。归结起来,就是缺乏过硬的科学研究。

而且更耐人寻味的是,很长一段时间,国内学界关于森林植被与水的争论,因缺乏国内的科学数据,引用的都是国外的研究数据。一位专家曾把这种现象比喻为“洋枪洋炮打内战”。

中国存在水资源数量不足和时空分布不均、水质下降、水环境恶化、旱涝灾害频繁、水土流失严重等生态环境问题,影响着社会经济的可持续发展。增加森林植被是解决水资源水环境问题的重要途径,中国正在开展空前的大规模林业生态环境建设,迫切需要生态水文学的科学理论和技术支持。

我国在森林植被与水关系研究方面,开展了一些基础研究,建成了一些森林水文野外观测站,但已有的森林水文学研究结果,存在内容完整性和系统性差、尺度偏小、过程单一、缺乏对森林植被的水分稳定性认识、不能预测森林植被的区域水文影响等不足,还没有形成能有效指导调控林水关系和进行流域水分管理的成熟理论和技术,现有的科学理论、方法和相关的技术成果远远不能满足国家重大生态工程的科学需求。同时,重大基础理论研究滞后问题制约了国家的宏观决策,也影响到植被恢复技术的选择,降低了顺利实施生态工程的科技保障水平。

我国水利建设和林业建设已经有几十年的历史了,为什么到目前,森林和水资源关系的问题,还存在这么多未知数?

王彦辉认为,首先,问题的根源在于部门利益冲突。我国的机构设置是条块分割,搞水的就搞水这一部分,搞林的就搞林,牵扯到交叉领域,非常难以进行,包括搞课题搞研究。另外,是社会发展阶段和科学发展阶段的原因。随着全球范围内环境问题的呼声日趋高涨,我国林业从林业工业向生态优先的转变是最近几年的事情。水利部门也同样,最早的水利是为农业、工业服务,没有考虑生态、可持续发展问题。过去的单目标,“单打一”,已经不适合现在可持续发展的要求,需要考虑多目标的问题。

现在,王彦辉和他的同事开展的“中国林业发展战略专题——植被建设与水资源合理配置战略问题”,就是旨在充分发挥森林植被的涵养水源、减免洪灾、改善水质的作用,考虑森林植被对缺水地区的影响,科学而详细地进行林业生态环境建设规划,结合全国和区域水资源管理及综合配置规划,以保障我国社会、经济、生态环境的可持续发展。

3.谁挤占了谁?

多年来,生产和生活用水挤占了生态用水,而不是生态用水挤占了生产和生活用水,现在是归还挤占的生态用水的时候了。

目前,社会上存在的一种观点认为,西部地区是因为植树造林用掉了宝贵的水资源,种树把用水的比例加大了以后,就会减少农业、工业用水,以及生活用水。这样,是做了一件并不是十分有意义的事情。

针对这种观点,王彦辉认为,是多年来生产和生活用水挤占了生态用水,而不是生态用水挤占了生产和生活用水,现在是归还挤占的生态用水的时候了,应该将长期忽略的生态用水列入水资源配置计划。

目前,生态用水得到了承认和认可,是一个认识上的进步,但还有很多具体问题。生态用水怎样归还?怎样降低生态恢复的成本,如何在生态和生产、生活用水之间找到最优的平衡点?现在,依然存在生态用水数量的计算依据缺乏实验基础的问题,在计算生态用水时不仅要包括地表水、地下水,还应该包括土壤水。

王彦辉说,计算项目的完整,是将生态用水纳入水资源配置计划的基础工作。

4.节水是关键

生态环境建设的出发点,应该是在目前的技术和经济力量可及的前提下,首先修正那些破坏生态平衡的人为行为和改变那些不当的人为行为造成的生态环境退化结果。

王彦辉谈到,西部生态环境问题分很多方面,造成这些生态环境问题的原因既有人为的,也有自然的,人为原因对不同生态环境问题所起的作用是不同的。生态环境建设的出发点应该是在目前的技术和经济力量可及的前提下,首先修正那些破坏生态平衡的人为行为和改变那些不当的人为行为造成的生态环境退化结果。

西部与水资源和森林植被有关的主要生态环境问题包括:旱灾和水资源短缺、洪灾、水土流失和沙漠化,以及大面积面源污染(酸雨、农药、化肥)引起的水质恶化。

其中,水资源短缺是水资源需求大于水资源供给的结果,它不仅存在于北方和西北,也存在于富水的南方。造成水资源短缺的原因很多,不仅仅是降水量,解放以来,随着人口、农业灌溉、工业、城市化的发展和生活水平提高,用水量快速增加,是导致水资源短缺和一些地区(尤其是西北绿洲)生态环境退化的根本原因,其中农业是用水大户,存在“管理型”、“污染型”、“工程型”缺水问题。虽然在西北地区恢复和增加森林植被覆盖会影响水文循环和消耗一些生态用水,但这是生态环境治理必须要付出的成本,节约用水和进行水资源的合理配置是解决水资源短缺问题的根本。

体验“聪明厕所”

几个引人注目的微生物生态环保厕所充分派上了用场,它们的“聪明”之处在于可以就地将大小便“消化”掉。据介绍,“聪明厕所”里的复合活性菌泥可以将粪便分解、消化,将其转化成沼气、二氧化碳和水,然后消毒灭菌,最后作为粪便循环冲洗水被再次利用。

测算表明,一个两蹲位的“聪明”卫生间,一年可节约1000余吨水,这些水可提供10平方米以上绿化面积的灌溉。该环保厕所全部用电脑来“打扫清理”,电脑按照固定程序进行自动化管理,还可通过联网进行远程监控。

据介绍,第一座“聪明厕所”被命名为“诸葛明庐”号,既取其“聪明”之意,还给厕所赋予了一种文化内涵。“聪明厕所”的最独特之处在于它符合了网络时代的潮流,任何人都可以在网上查看“聪明厕所”的内部情况,在“聪明厕所”的控制室里,有一个网络端口,只要将其端口接到电话上,就可以知道厕所里是否有人、工作状态是否正常。经厕所处理留下的固化物仅占整个粪便固化物的2%,一般只需6个月清理一次。

蚯蚓可吞庞大垃圾山

让蚯蚓来处理垃圾不失为一个环保的办法,戈峰、霍维周等专家献言2008年北京奥运会组委会。

蚯蚓可大量吞食垃圾中的有机物,如饭菜、纸张等。一个3口之家一天产生的生活垃圾,几千条成年蚯蚓可将其全部“消耗”。蚯蚓吃垃圾的同时会产生无味、无害、高效的多功能生物肥料。蚓肥用于花卉,可明显延长花期,使花更鲜艳;用于果蔬生产,不仅可提高产量,而且可提高品质和贮藏时间。

这并非突发奇想,澳大利亚人在2000年的悉尼奥运会上就成功地做到了这一点。160万条蚯蚓曾为奥运村的垃圾处理立下了汗马功劳。悉尼还动用数千万条蚯蚓清除全城垃圾,再将垃圾转化为高质量的肥料。戈峰博士说,美国1982年建立的一个蚯蚓养殖厂,可处理100万城市人口的城市生活垃圾;加拿大1985年建立的一个蚯蚓饲养厂,每周可处理75万吨城市垃圾;日本的许多家庭都利用蚯蚓来消灭每日产生的生活垃圾。

在国内,对适宜处理生活垃圾的蚯蚓种“太平2号”的全面研究已经有20多年的历史。对其生态习性、养殖技术、综合利用积累了大量资料。同时至少有三家部级直属研究单位,对蚯蚓处理生活垃圾进行过系统研究,一些成果已经经过国家鉴定验收。

同时,戈峰、霍维周等专家先后七次召开全北京市的专题研讨会,对蚯蚓处理生活垃圾产生的垃圾源头分类、蚯蚓产业链、蚯蚓与生态农业等问题进行了深入研究。他们的初步结论是,蚯蚓处理生活垃圾值得推广。

阳光可作“清洁剂”

在英国工程与物理学研究理事会的资助下,英国诺丁汉大学开发出一种清除微污染物的新方法,他们利用阳光和一种无害的化学物质钛白清除水中的微污染物,取得了良好效果。

科学家新开发的这种称为光催化喷泉反应器的设备,能有效地将杀虫剂或其他残存的农药分子分解为二氧化碳和水。其主要过程为,使受污染的水通过一个特殊设计的喷嘴,然后,在水中加入钛白粉,让阳光或人工紫外线从喷嘴产生伞状的喷泉顶端照下。这样,光催化剂充分吸收太阳辐射后,便能有效地使污染物分解。污染物一旦被清除,经过净化的水将注入一个沉淀池中,以便水中的钛白粉沉淀后重新利用。

研究人员称,实验证明这一方法是可行的,它尤其适用于欧洲南部,中南美洲,非洲和亚太地区等阳光充足的地方。在英国等阳光较少的国家,可用耗能低的人工光源代替阳光来实施这种方法。用这一技术处理生活污水或工业废水,不会对环境造成危害,是一种环保型清污新技术。

空气质量与气象条件

城市空气质量的好坏与季节及气象条件的关系十分密切。许多城市的大气污染元凶是燃煤烟雾,其次是汽车尾气和悬浮颗粒物污染,它们的共同作用使空气污染更加严重。在污染源排放量没有大的变化情况下,风、雨、气压、温度等气象条件则直接影响空气质量的好坏。

首先,大气逆温现象直接影响大气污染物的扩散。逆温是空气温度随高度增加而增高的大气垂直层结现象。一般来说,冬季逆温层较强较厚,维持时间较长;夏季则相对偏弱。通常在晴朗微风的夜间有逆温现象存在,使低层大气比较稳定,非常不利于污染物扩散。太阳出来后,随着地表温度的升高,使逆温层逐渐消失,大气湍流混合和垂直对流加强,有助于污染物质的扩散。冬天,一场冷空气过后,特别是其后连续几天不刮风或只刮微风,人们会渐渐感到空气污浊;如果近地面层空气湿度较大,又常常会有雾相伴。造成这种现象很大程度上与逆温有关。出现逆温天气会加重大气污染,危害人们健康,因此,有人称逆温是冬天的隐性杀人帮凶。

一般条件下,气温是随着高度的增加而降低的,平均每上升100米,温度约降低0.6摄氏度,这样,大气低层温度高,空气密度小;高层温度低,空气密度相对较大,造成了“头重脚轻”的现象,大气层结就不稳定,容易上下翻滚而形成对流,这样就会使低层特别是近地面层空气中的污染物和粉尘向高空移散,从而减轻在大气低层污染程度。可是,在某些特定条件下,比如一场冷空气过后,却会出现气温随高度增加而升高的现象,导致空气“脚重头轻”,大气科学中称这种现象叫“逆温”。发生逆温的大气层叫“逆温层”。逆温层的厚度可从几十米到几百米,它就像一层厚厚的被子盖在地面上空,空气不能向上扩散,“无路可走”后又向下蔓延,从而加重了大气污染。

对城市空气质量影响最大的是辐射冷却造成的逆温。秋末和冬季晴朗无风的天气里,一到傍晚日落时,地面强烈地向空中辐射热量,使地面和近地面空气温度迅速下降,而上层空气降温较慢,从而出现气温上高下低的现象,形成逆温层。又因为冬季昼短夜长,晚上辐射降温时间长,往往使低空辐射逆温层更多出现。白天,由于日照增温不足,使逆温层终日难以破坏,所以人们常会见到大气污染物整天覆盖着地面,特别是在城区,天空总是灰蒙蒙的。

其次,大气污染与风力的大小有关。一般来说:污染浓度与风速平方成反比,与污染源排放强度成正比。通常风速越大越有利于空气中污染物质的稀释扩散。而长时间的微风或静风则会抑制污染物质的扩散,使近地面层的污染物质成倍地增加。但也有例外情况。在我国冬春干燥季节,几乎每年都有强大的西北风席卷整个北方甚至南方广大地区,将内蒙古和黄土高原的大量地表泥土沙粒带到空中,形成大风浮尘、扬沙或严重的沙尘暴天气,使得天空呈现土黄色或漫天昏暗。

第三,大气污染与雨雪有关。自然降雨、降雪对空气污染物能起到清除和冲刷作用。在雨雪作用下,大气中的一些污染气体能够溶解在水中,降低空气中污染气体的浓度,较大的雨雪对空气污染物粉尘颗粒也起着有效的清除作用。但是需要指出的是,当前空气中的雨水已经不很干净。降水与空气中的二氧化硫等气体混合溶解会形成酸雨,则是大气质量差的另一种表现形式。

从季节角度来说,由于冬季北方降水较少,气候干燥,刮风天气较少,光照较弱,日照时间短,逆温层较厚,且温度较低,大气对流不活跃等不利于空气中污染物质扩散的因素较多。夏季由于太阳辐射很强,大气对流活动旺盛,逆温层的生成存在时间缩短,且降雨天气较多,降雨量很大,对污染物质清除作用明显,使空气污染程度相对减轻。

如何用“垃圾炼金”

美国的发达由欧洲人的“淘金热”而起,那个时代的人用及其简易的漂洗方法从泥沙中淘金。中国古代人,也曾用矿物炼金。因为金子曾是人们用以交换任何物品的中介物,有了金子便有了一切,所以一直到今天,很多人热衷于淘金。其实,“淘金”的方法多种多样,科学家们已经能够把垃圾变成金子了,中科院广州能源所就有一个专门变垃圾为金的实验室棗新能源与可再生能源实验室。不过他们的方法更巧妙,非直接“点垃圾为金”,而是把垃圾变成人们乐意接受的、社会需要的短缺资源棗电能或植物有机肥料,自然就“钱”途无量了。

变垃圾为电能或植物有机肥料的过程说起来简单,实际上复杂。首先,要去跟踪垃圾场几个月采集样品,建立数据库,对垃圾进行分类。因为不同地区有不同的垃圾类型,有的地区可燃烧物品多,有的地区食余多,只有分类后才能确定是采用垃圾发电还是堆肥。

如果用垃圾发电,则要对垃圾进行焚烧处理,把垃圾焚烧过程中产生的热能转化为电能。用垃圾发电的优点是垃圾堆放场地小,节省土地资源,但技术要求高。也许你听说过,垃圾焚烧若技术不过关,焚烧时会释放致癌物二恶英,产生二次污染。这正是目前科学家们投入大量精力进行研究的关键课题。如果用垃圾堆肥,则需要建立使垃圾能够发酵的堆放池。最高级的垃圾处理方式是发电和堆肥联用,而联用需要攻克的科学技术问题则更多。

用垃圾发电的关键设备是垃圾焚烧炉,炉子的优劣决定垃圾焚烧的效率。垃圾进入焚烧炉后能否得到充分燃烧?怎样才能让垃圾充分燃烧?等等,都是需要科学家解答清楚的重要问题。这些问题即是用“垃圾炼金”的基本原理。

由于科学家们的努力,目前我国“垃圾炼金”的方法已经不存在大问题。许多经纪人已经把垃圾焚烧技术从实验室移植于市场,用于处理生活垃圾,并获得了良好回报。如四川成立的环能公司,准备吃下包围成都市的垃圾圈,既为民除患,又能发家致富。

这家公司预测,目前,我国实施简易处理的城市垃圾仅占总量的2.3%,历年垃圾的堆存量已高达60多亿吨。2001年,我国城市生活垃圾已达1.5亿吨。若以低位热值800kcal/kg计算,折合热值为700kcal/kg的标准煤1714万吨;如果全部用以发电并按20%的发电效率计算,可安装发电设备3180兆瓦,即使全部使用国产设备建垃圾电厂,其工程投资将超过650亿元。而“环能”独有知识产权的国产SHNB垃圾焚烧锅炉,其工程投资成本仅为海外引进设备的24%,因此,“环能”独有产权的国产锅炉能为其实现垃圾发电带来独特有利的竞争优势。其市场前景一片光明。

绿色技术的价值

环境问题的主要表现为资源枯竭、生态恶化和环境污染。资源枯竭削弱了工业的物质基础,威胁到人类的可持续发展。生态恶化增加了农业生产投入,减少了产出,同时降低了人类的生存质量。环境污染导致生物物种灭绝,加剧了生态恶化,同时通过食物链危害人类。

为了解决环境问题,人类需要超越现代技术,寻求一种新的技术体系,以实现人类的可持续发展。在此背景下,绿色技术应运而生。所谓绿色技术,是指能减少污染、降低消耗、治理污染或改善生态的技术体系。

绿色技术是由相关知识、能力和物质手段构成的动态系统

这意味着,有关保护环境、改造生态的知识、能力或物质手段只是绿色技术要素,只有三个要素结合在一起,相互作用,才构成现实的绿色技术。环保和生态知识是绿色技术不可缺少的要素,绿色技术创新是环保和生态知识的应用。具体说,环境科学家、生态学家和相关技术专家是知识的载体,发展绿色技术,就要加强环保和生态知识基础研究和教育、培训。

绿色工艺不能等同于绿色技术。工艺是技术活动中加工程序(流程)和方法,是依据知识、能力来组合物质手段。同样,绿色工艺只反映了绿色技术构成要素之间的相互作用关系,是绿色技术从潜在性向现实性转化的中间环节。

环保设备只是绿色技术发挥功能的物质手段,不能等同于绿色技术。诸如煤粉收集器、超生雾化消毒机、浮油回收装置、电解防污防腐装置等环保设备,需要具有相关知识、经验的人来操作使用,否则,就是一些普通物品。

绿色产品在使用中履行着保护环境、改善生态的功能,是绿色技术活动的最终结果。绿色产品与绿色技术之间的关系是:同一绿色技术可以生产多种绿色产品,同一绿色产品生产可能需要多种绿色技术。产品的绿色包装(能自然分解或易回收)应属于绿色产品,可以这样理解:绿色包装本身就是一种产品,它是某种绿色技术(如用农作物秸秆为原料的新材料生产技术)活动的产物。但是,绿色包装里面的产品可能不是绿色产品。

绿色技术包括清洁生产技术、治理污染技术和改善生态技术

按联合国环境规划署的定义,清洁生产是关于生产过程的一种新的、创造性的思维方式。清洁生产意味着对生产过程、产品和服务持续运用整体预防的环境战略,以期增加生态效率并降低人类和环境的风险。无疑地,清洁生产技术属于绿色技术。但绿色技术不能等同于清洁生产技术。

假定在一个孤立、封闭的地理系统,生态平衡,没有污染。由于地理系统内部的居民一直使用清洁生产技术,从不使用任何污染技术,因此,地理系统中人与自然关系处于和谐状态。这时,清洁生产技术等同于绿色技术。但在今天的地球表面,不存在严格孤立、封闭的地理系统。不同地理系统之间存在着相互影响、相互制约的关系,任何地理系统的污染都会影响比邻地理系统。并且,人类在工业化进程中,一开始使用的技术具有高排放、高消耗和污染性质,造成了环境问题。正因为出现了环境问题,作为一种反思,才提出清洁生产技术概念。在已出现污染和地理系统呈开放的条件下,即使今后都采用清洁生产技术,也只能部分解决环境问题。理由是,清洁生产技术只能防止未来的污染,而不能消除已存在的污染。从这个意义上讲,清洁生产技术只是绿色技术的一部分,而不是绿色技术的全部。

在功能上,治理污染技术与清洁生产技术互补。治理污染技术是通过分解、回收等方式清除环境污染物,即解决存在的污染问题,而清洁生产技术是保证未来不发生污染问题。

在没有人为干扰的情况下,局部自然生态也可能出现恶化,如沙漠化、泥石流、湖泊沼泽化等。自然生态恶化同样会影响人类的生存,因此,需要相应的技术来改善自然生态,如沙漠植草、土石工程、湖泊疏浚等。尽管这些技术属于常规技术,但在功能上应划入绿色技术。

绿色技术负载着一种新型的人与自然关系,强调防止、治理环境污染,维护自然生态平衡。在现代,随着环境污染和生态恶化,那种认为人是自然的主人,“人定胜天”的观念已经得不到多数人支持。人是生物圈的构成要素,人与自然之间存在结果不对称的互动关系。无论人的作用多么大,人对自然的影响只是改变自然的具体演化方式,不可能毁灭自然,更不可能消除自然的存在。但自然对人的巨大反作用就有可能毁灭人类,消除人类的存在。即使全世界所有的核装置同时全部爆炸,毁灭的是人类,不是地球。因此,在最高意义上讲,自然才是人的主宰,人只能尊重自然、敬畏自然。自然作为人的生存环境,人对自然的任何影响最终都转化为对人自身的影响。环境污染和生态恶化,也只是相对人而言。离开了人,自然界无所谓污染和生态恶化问题。

人是生物经过亿万年进化的产物,是地球自寒武纪以来的演化方式造就了生命,造就了人。受人的生理特征所决定,人只能适应现阶段地球的演化方式或存在方式,而不能适应地球的其他演化方式或存在方式(如没有氧气,没有水)。因此,人类活动不应改变现阶段地球的基本演化方式,否则,地球基本演化方式的改变将给人类带来灾难。

以高消耗、高排放、易污染为特征的现代技术,奉行“人类中心主义”,追求的目标是征服自然。实践表明,现代技术正在改变地球的基本演化方式,这是很危险的。因此,必须进行技术范式转换,由现代技术过渡到绿色技术,制止人类“搬起石头砸自己的脚”,以维持现阶段地球的基本演化方式。

自然界的各部分紧密联系,地球表面不同区域之间相互影响。如果不加控制,点污染会发展为面污染,局部的生态恶化会逐渐影响到整个地球生物圈。绿色技术可以防止和治理污染,改善生态,实现人与自然的协调发展。绿色技术的开发、应用,总是在具体的区域进行。那些应用绿色技术的区域,环境问题就得到解决。具体区域环境问题解决了,就是对比邻区域的“生态支持”,对维护全球生态平衡做出了贡献。如果现在所有区域都开发、应用绿色技术,那么,困扰人类几百年的环境问题就可望在不久的将来从根本上解决。我们将留给子孙后代一个美丽、富饶的地表自然。显然,绿色技术的开发、应用是一种善的行为,绿色技术负载伦理价值。

绿色技术创新的主体是企业。在政府法规、市场力量和公众压力综合作用下,越来越多的企业积极选择绿色战略,推进绿色技术创新,生产绿色产品。企业之所以开发、应用绿色技术,主要是绿色技术负载经济价值。这些经济价值可能是显性的、货币化的,也可能是隐性的、非货币化的。

具体说,绿色技术的经济价值包括三部分:一是内部价值,指绿色技术开发者或绿色产品生产者获得的价值。如绿色技术转让费,清洁生产设备、环保设备和绿色消费品在市场获得的高占有率等。二是直接外部价值,指绿色技术使用者和绿色产品消费者获得的效益。如用高炉余热回收装置降低能源消耗,用油污水分离装置清除水污染,使用绿色食品降低了人们的发病率等。三是间接外部价值,指未使用绿色技术(产品)者获得的效益。这是所有社会成员均能获得的效益(如干净的水,清新的空气),也是绿色技术负载的最高经济价值。

新型生态住宅

美国公司最近研制出一种新型生态住宅,这种住宅水、电自给自足,使用生态环保材料,室内空间围合随意,宽敞、明亮、宁静、舒适。

新型生态住宅的特点是:收集雨水,循环利用——雨水汇集到房下的储水槽然后送到厨房,在厨房使用后还可冲洗厕所或浇灌植物;充分利用太阳光能——太阳能电池及时为电器设备供电,不用电或用不了的电由蓄电池储存,即使太阳能电池不工作,蓄电池可以保证5天用电;房屋结构灵活多变——外观呈圆柱形,坐落在矩形的轻钢质平台上,平台上的房屋由各种可拆卸组合的构件组成,空间分割围合随心所欲,房间更新只需变换隔墙板。

这种新型的生态住宅之所以走俏市场,除了能满足消费者强烈的生态环保需求外,更重要的是住宅本身功能完善、安静舒适且节约能源,实现了环境生态效益、经济社会效益与消费群体需求的统一。

沙尘天气的形成原因

浮尘、扬沙与沙尘暴统称沙尘天气。扬沙与沙尘暴都是由于本地或附近尘沙被风吹起而造成的,特点是天空混浊,能见度明显下降。扬沙天气风较大,能见度在1公里到10公里之间;沙尘暴天气风力很大,能见度小于1公里。而浮尘是由于远地或本地产生沙尘暴或扬沙后,尘沙等细粒浮游空中而形成,俗称“落黄沙”,出现时能见度小于10公里,大致出现在冷空气过境前后。

据统计,20世纪70年代沙尘天气共发生13次,80年代14次,而90年代至今已发生过30多次,并且波及范围愈来愈广,造成的损失也愈来愈严重。沙尘天气的形成要具备两个条件,一是地面上要有沙源;二是要有大风。影响中国的沙尘暴源区可分为境外源区和境内源区。境外源区主要有蒙古国东南部戈壁荒漠区和哈萨克斯坦东部沙漠区。境内源区主要有内蒙古东部、新疆南疆的沙漠地区。当沙尘从境外源区进入中国时,境内源区则成为加强源区。对北京地区影响最大的沙尘暴源区和路径主要分布在内蒙古和河北北部。造成这次沙尘暴天气的主要原因是,去年夏天至今我国北方持续干旱使草场等的沙化面积扩大。

不容忽视的热污染

所谓热污染,是指现代工业生产和生活中排放的废热所造成的环境污染。热污染可以污染大气和水体。火力发电厂、核电站和钢铁厂的冷却系统排出的热水,以及石油、化工、造纸等工厂排出的生产性废水中均含有大量废热。这些废热排入地面水体之后,能使水温升高。在工业发达的美国,每天所排放的冷却用水达4.5亿立方米,接近全国用水量的1/3;废热水含热量约2500亿千卡,足够2.5亿立方米的水温升高10℃。

热污染首当其冲的受害者是水生物,由于水温升高使水中溶解氧减少,水体处于缺氧状态,同时又使水生生物代谢率增高而需要更多的氧,造成一些水生生物在热效力作用下发育受阻或死亡,从而影响环境和生态平衡。此外,河水水温上升给一些致病微生物造成一个人工温床,使它们得以滋生、泛滥,引起疾病流行,危害人类健康。1965年澳大利亚曾流行过一种脑膜炎,后经科学家证实,其祸根是一种变形原由,由于发电厂排出的热水使河水温度增高,这种变形原由在温水中大量孳生,造成水源污染而引起了这次脑膜炎的流行。

随着人口和耗能量的增长,城市排入大气的热量日益增多。按照热力学定律,人类使用的全部能量终将转化为热,传入大气,逸向太空。这样,使地面反射太阳热能的反射率增高,吸收太阳辐射热减少,沿地面空气的热减少,上升气流减弱,阻碍云雨形成,造成局部地区干旱,影响农作物生长。近一个世纪以来,地球大气中的二氧化碳不断增加,气候变暖,冰川积雪融化,使海水水位上升,一些原本十分炎热的城市,变得更热。专家们预测,如按现在的能源消耗的速度计算,每10年全球温度会升高0.1℃~0.26℃;一个世纪后即为1.0℃~2.6℃,而两极温度将上升3℃~7℃,对全球气候会有重大影响。

造成热污染最根本的原因是能源未能被最有效、最合理地利用。随着现代工业的发展和人口的不断增长,环境热污染将日趋严重。然而,人们尚未有用一个量值来规定其污染程度,这表明人们并未对热污染有足够重视。为此,科学家呼吁应尽快制订环境热污染的控制标准,采取行之有效的措施防治热污染。

节水科技

1.推广农业节水技术

农业用水占我国总用水量的80%,但农业用水中的浪费现象也最严重,灌溉用水占农业用水量的70%,灌溉过程中半数以上在中途渗漏,采用漫灌又要浪费30~35%。今后应大力发展节水灌溉技术,从传统的粗放型灌溉农业和旱地雨养农业转变为节水高效的现代灌溉农业和现代旱地农业。对灌溉农业区,节水灌溉技术应以改进地面灌溉为主,推广适合我国国情的地面灌溉节水技术(如平地、沟灌、间歇灌等)。在北方渠灌区推行并渠结合的灌溉方式,有条件的地区可发展喷灌和滴灌。应使水利工程和农业技术相配合,进行节水的轮作制度,推广耕作栽培、培肥施肥和抗旱高产优质品种。对旱地农业区,应按照水旱互补的方针,充分利用雨水集蓄节灌等现代旱地农业技术,进行以坡改梯为重点的基本农田建设,并通过各种措施,降低无效蒸发,提高土壤有机质,建设土壤水库,增加贮水。同时,根据不同作物的需水特征和当地水资源条件,调整作物布局,优化种植结构,选育优良品种。

2.推广工业节水技术

工业生产也是用水大户。目前我国工业万元产值用水量是发达国家5~10倍,压缩工业用水量还有很大的潜力可挖。降低工业用水量可以从以下三个方面入手:(1)改革生产用水工艺,争取少用水。如我国炼钢等生产过程的单位耗水量比国外先进水平高几倍甚至几十倍,若用氧气转炉代替老式平炉,不但可提高钢的产量,而且可降低用水量86~90%。(2)提高水资源的重复利用率。国外先进工业企业的水重复利用率高达90%以上,而我国企业的用水绝大部分都在一次利用后作为废水排放。虽然我国一些缺水大城市的工业用水重复利用率较高,但地区差别很大,进一步挖潜可节约大量用水。(3)探讨利用海水、微咸水的技术。由于淡水资源的缺乏,沿海城市可利用海水作工业冷却水和生活冲厕水,华北和西北地区可开发微咸水资源。

3.推广城市生活用水节水技术

城市生活用水是水资源消耗的一个重要方面,也是水污染的又一重要来源。据建设部城市水资源中心的资料表明,我国城市生活用水的1/3由于水资供给和使用过程中跑、冒、滴、漏现象而白白损失了。由于许多城市自来水管道老化和质量低劣,每年我国由于管道漏损的水量就占自来水管网供水的20%以上,达到60亿立方米。面对这种情况,我国城市应通过节水技术改造供水管网,开发推广节水器具,宣传并鼓励节水,创建节水型城市。

4.开发、引进和吸收先进的治污技术

除了在农业、工业和生活用水中节水外,开发、引进先进的治污技术,提高污水处理率和再利用率也是节水的一个重要途径。面对水环境污染日益严重的问题,我国首先应从战略上变“末端治理”为“源头控制”。积极开发和引进吸收国外先进的治污技术,提高城市污水的处理深度,将城市污水开辟为“第二水源”。这种再生水可用作城市用水、工业冷却水、环境用水、地面冲洗水和农田灌溉水。这是保护供水水质和改善水环境的必然要求,也是实现城市水资源与水环境协调发展的根本出路。

植树造林消减噪声

在人口集中,交通、工矿企业发展很快的城镇,噪声对人类的危害越来越严重。据资料记载,噪声在50分贝以下,对人没有什么影响,当噪声达到70分贝,对人会有明显危害,如果噪声超过90分贝,人就无法持久工作了。目前在我国很多城市,噪声超过70分贝的环境很多,因此,噪声作为一种公害,已引起人类普遍重视,采取了各种减少噪声的措施,而绿化造林就是一举多得的好办法。

从科学试验中得知:公园成片林木可降低噪声5—40分贝,比离声源同距离的空旷地自然衰减量要多降低5—25分贝;汽车高音喇叭在穿过40米宽的草坪、灌木、乔木组成的多层次林带,噪声可以消减10—15分贝,比空旷地自然衰减量要多消减4分贝以上;在城市街道上种树,也可消减噪声7—10分贝,实践证明,在城市街道、空旷地以及房屋庭院种上绿树花草,能减轻噪声污染。

从林木防止噪声的效果来看,林带越宽越密越好。科学研究认为,在城市里,最少要有宽6米、高10米的林带,消减噪声效果比较明显,而且要求林带不宜离声源太远,一般在6—15米之间为好。

为了提高绿化消减噪声的常年效果,应尽量选用四季常绿树种,以乔木为主,灌木、花草相结合,构成多层次的消声林带,效果会更佳。

熊猫粪便里有“宝贝”

熊猫以硬邦邦的竹子为主食,却不会出现消化不良。日本北里大学田口文章等人猜测,是不是它们的肠道里有一些能高效地分解植物的微生物。

这有必要通过实验来找寻答案。他们从东京上野动物园要来了满满一桶熊猫粪便。分析发现,其中含有一些能高效分解厨房垃圾的细菌。麦麸、豆腐渣等现有处理设备难以分解的食品废弃物,若用这些细菌处理,分解率也能达95%以上。

据日本《朝日新闻》日前报道,田口文章等从熊猫粪便中分离出约270种微生物。按照这些微生物对油、蛋白质、糖的不同分解能力,挑选出40种相对高效的。再从中挑出反应速度快并且在70摄氏度以上也能增殖的5种细菌。

他们将这些细菌放入目前市场上出售的普通厨房垃圾处理机,让其增殖。17周后,再向处理机中投入70-100公斤烂菜叶等厨房垃圾。一段时间后,这些垃圾的95%-97%都被分解成了水和二氧化碳,剩余的渣滓不到3公斤。对混有麦麸、豆腐渣等的垃圾的分解率也超过95%,而此类垃圾用常用细菌很难分解。

目前日本全国每年产生200万吨麦麸,70万吨豆腐渣。能加工成食品和饲料的只是很少一部分,如何处理这些废弃物一直是个难题。

宇宙射线是全球变暖的原因之一

长期以来,有关全球变暖的原因,科学家们一直争论不休,但这些争论可望得到解决。最近有科学家提出了一种新的观点,认为来自宇宙的射线也是全球变暖的原因之一,它通过改变低层大气中形成云层的方式使地球变暖。

新的观点并不否认被广泛接受的“温室气体是引起全球变暖的主要原因”的论点,但不同意“温室气体是全球变暖的唯一原因”。因为如果温室气体是引起全球变暖的唯一原因,地球表面和大气的变暖程度就应该相同,而卫星测量表明事实并非如此。事实是地球表面在过去100年虽然升高了0.6摄氏度,但大气层最下面8公里处的温度变化却很小。

因此一些研究人员认为,宇宙射线水平的变化可能是解释这一疑难问题的关键所在。他们指出,由于来自外层空间的高能粒子将原子中的电子轰击出来,形成的带电离子可以引起水滴的凝结,从而可增加云层的生长。也就是说,当宇宙射线较少时,意味着产生的云层就少,这样,太阳就可以直接加热地球表面。

对过去20年太阳活动和它的放射性强度的观测数据支持这种新的观点,即太阳活动变得更剧烈时,低空云层的覆盖面就减少。这是因为从太阳射出的低能量带电粒子(即太阳风)可使宇宙射线偏转,随着太阳活动加剧,太阳风也增强,从而使到达地球的宇宙射线较少,因此形成的云层就少。

但一些评论家指出,这种新理论的一个突出问题是宇宙射线看来并没有影响高空云层的形成,对此,美国纽约州立大学的于方群(音译)做出了解释。于方群认为,在高层空间,如果宇宙射线产生的带电粒子浓度很高,这些带电离子就有可能相互碰撞,从而重新结合成中性粒子。但在低空的带电离子,保持的时间相对较长,因此足以引起新的云层形成。于方群说,新的理论有助于解释为什么地球表面变暖而低空大气层没有变暖。他认为,温室气体和宇宙射线都对全球变暖产生影响。

美国得克萨斯大学的大气学家布赖恩·廷斯利说,由于云层的覆盖面随高度的变化而变化,因此新理论也可能有助于解释为什么地球的某些地区比另外一些地区变得更温暖。

人造卫星可识别大气人为污染物

依靠精确的新卫星测量仪器和复杂的新计算机模型,美国宇航局的研究小组近日成功绘制出第一幅全球性小悬浮物的天体图。这一天体图可以帮助人们区别人造污染性颗粒与天然悬浮颗粒,从而测定人类活动带来的悬浮颗粒污染究竟有多严重。

这一突破性成果发表在19日最新一期《自然》杂志上,该研究小组表示,他们接下来会更精确地量化人类悬浮颗粒污染对地球天气和气候的影响。

美国宇航局有史以来第一次利用成像辐射分光光度计(MODIS),这一设备搭载在Terra号和Aqua号人造卫星上。他们利用这一设备,精确地测量了每天悬浮颗粒所反射回太空的太阳光在太阳光谱0.41-2.2微米范围内的波长。一般地,1微米以下的颗粒会以较短波长(蓝光)集中反射太阳光,而1微米以上的颗粒会以不同波长(蓝光、绿光、红光及远红外光等)大致平均地反射回太阳光,而人造颗粒一般都在1微米以下,天然悬浮颗粒在1微米以上。根据这一原理,科学家们就可以根据MODIS所测得的数据来辨别人造污染性颗粒。

但是,还有一些状况并不完全遵守这一原理,自然界也会产生1微米以下的悬浮颗粒,而人类也会通过农业劳作和滥伐森林等产生1微米以上的颗粒。因此,科学家还结合其他相关数据,比如通过卫星获得的土地使用和火灾情况的数据、事先输入到计算机中的人口和经济活动等数据。Terra号和Aqua号所搭载的这些新型悬浮颗粒测量设备,与近20年来的卫星设备相比有了非常可观的改进。

另外Terra号卫星上还搭载着多角度成像辐射分光光度计MISR,可以从9个不同方向观察颗粒所反射和分散的光线情况,多角度的MISR和多波长的MODIS可以相互补充。另外,美国宇航局还准备在以后发射的卫星上搭载雷达装置,使用雷达将光束送回地球,进一步分析悬浮颗粒团的纵横结构。

雾的危害

雾是地面气温下降,饱和水汽在尘埃、微粒、细菌等凝结核上凝结的小水滴,是常见的自然现象,秋冬季由于地表辐射逆温作用,雾天出现频繁。说到雾,人们就会想起它对交通出行的危害。是的,大雾天造成的交通事故很多,而且也很惨重。据某地统计,一年因雾影响产生的交通事故多达40%。但是,雾对人类的危害绝不仅于此。

首先,雾有较强的吸附性,雾滴在低空飘移时,在不断与污染物碰撞,能使污染物积聚,让雾的有害成分大增。据测定,雾滴中酸、胺、酚、重金属微粒、尘埃、病菌含量比通常大气高出几十倍。

第二,雾滴中含有的二氧化硫、硫化氢等物对金属腐蚀性很大,使外露金属物件寿命缩短,据统计,全球每年让酸雾锈蚀的钢铁有上千万吨。

第三,雾对农作业危害也很大,在农作物、水果、蔬菜生长过程中粘附上有害雾滴,不仅会使果实蔬菜长上斑点,而且能促进霉菌的生长。有文章介绍,某些农作物在扬花或生长期,遇上持续的雾天,可造成1-3成的减产。

第四,由于大气污染,形成雾的凝结核性质的变化,雾对人体的危害越来越严重,人在呼吸了污染雾后,使鼻炎、咽炎、支气管炎、肺癌发病率明显增多。

为减轻雾对人类的危害,除加强交通管制,增强安全意识,根本地是控制大气污染,减少自由大气中有害凝结核的数量,还雾本来面目――洁净。

一分为二的南极臭氧洞

南极臭氧洞已经不可思议地缩减到原来的1/3大小,并且在近日一分为二。迄今为止仅有的解释是,空前的大规模气候变化将同温层变暖,于是抑制了能对臭氧层产生破坏的大气中化学物质的反应,同时还能引入一部分新的臭氧。新增加的臭氧可以帮助阻挡有害的紫外线辐射,这对于企鹅和居住在南半球南部的人来讲无疑都是喜讯。但是目前看起来,这种强烈的臭氧洞缩小并没有延续的趋势。

臭氧洞的形成是由一些污染物引起的,例如过去常用于电冰箱和空调的含氯化合物等。在过去的6年当中,臭氧洞的面积一直稳定在大约2400万平方公里左右。然而,在过去的两周里,臭氧洞的面积下降到1500万平方公里,是从1988年以来的最小数值。9月29日,根据美国国家航空航天局的大气物理学家Paul Newman提供的数据,臭氧洞面积下降到仅仅200万平方公里。在今年9月,臭氧洞开始拉长,并且向南极方向移动。上周,它开始分裂,形成了两部分,一部分在南极海岸朝向非洲的地方,另一部分靠近南美。

人造卫星上的臭氧监测仪,是由美国国家航空航天局和美国国家海洋和大气层管理署管理使用的,它从1979年就被开始用来观察臭氧洞。但是过去臭氧监测仪一直都没有观察到类似今年发生的这种变化。

气象学家将臭氧洞的奇怪表现归因为全球范围内的大气环流。气流仅限于较低大气层,其能穿过同温层,进而改变臭氧的分布模式,在南半球,现在的环流尤其明显。研究人员认为,这能使同温层变暖,就会降低化学物质对臭氧层的破坏,通过抑制能促进化学物质反应的冰云粒子的形成,气流能通过携带富含臭氧的空气来修复部分空洞。

目前大家都在试图找出这其中的原因。但是,新增加的臭氧只能临时性的缓解问题。只有靠大气层中的那些可以破坏臭氧层的污染物的缓慢自净,以及持续减少排放这些化学物质才是解决问题的关键。

第二章 神秘消失故事

尼安德特人消失之谜

1856年,人们发现了尼安德特人的化石,从此,尼安德特人的命运就一直是人们探讨的问题。尼安德特人是人类的“近亲”,生活在大约12万到3万年前,那时正是地球上的冰河时期。他们居住在欧洲及西亚,性格温和,但脑容量比现代人少,所以普遍认为他们比现代人的智力低。之所以说他们是人类的“近亲”,是因为后来他们并没有进化成人类,而是在大约3万多年前灭绝了。

有人称,尼安德特人就是原始人类研究中的恐龙,而且像恐龙一样,突然之间就消失了。

研究发现,尼安德特人销声匿迹的时候,正是现代智人刚进入欧洲的时候,他们一起共同生活了1000年左右。因此,有学者认为,是现代智人的入侵,占据了他们大量的生活空间,而且抢夺了他们的食物,从而使他们渐渐灭绝。

随着研究的深入,又有学者认为,尼安德特人灭绝之前,冰川世纪突然来临,当地天气突然变冷。尼安德特人为了躲避寒冷的天气,分别逃向气候相对较暖的各个山谷中,各个群体之间的联系越来越少,而近亲交配机会的增多,使得他们的竞争力越来越弱,根本不能与新来的现代智人相比,于是他们在优胜劣汰的竞争环境中渐渐走向了灭亡。

再后来,又有新的研究表明,尼安德特人之所以灭亡,是因为他们不能适应摄食环境的改变。在3万年前的冰川世纪中,气候渐渐变得越来越冷,植物也越来战少,大批食草动物迁向气候温暖的南方,尼安德特人的生存环境也越来越差,经常有人饿死。为了活命,他们甚至吃自己的同类!尼安德特人就这样消失在恶劣的生存环境中。

尼安德特人消失的真相究竟是什么,科学家们还在继续研究中。

高度文明的姆大陆

很久很久以前,太平洋上有一个姆大陆,大陆上有巨大的神殿和美丽的城镇。环境宜人,四季花果飘香,商业繁荣,人们之间和睦相处,过着自由自在的生活。可是,突然有一天,不幸降临了!

这天,大地先是发出一种骇人的轰鸣声,接着地面开始像海浪般地起伏。更不幸的是,火山也开始喷发,霎时间,天崩地裂,岩浆横流,曾经美丽的城市就像孩子的积木一般,不堪一击,瞬间灰飞烟火,随着古老的大陆沉入了海底。

有人可能会问,既然姆大陆已经消失了,人们又是怎么知道它曾经存在过呢?

事情要追溯到1863年,一个法国人发现了一本手稿。这本手稿中记载了很多古老的事情。后来,他又有幸看到了收藏在西班牙的玛雅文献《特洛阿诺抄本》,发觉这两本书中都提到了一个因火山喷发而消失的大陆,发音为“姆”。他认为这是曾经真实存在的一个大陆,并且应该位于太平洋。

如果真的存在这样一个大陆的话,是不是应该有遗迹留下呢?随着潜水考古的发展,越来越多的发现为姆大陆的存在提供了佐证。考古员在密克罗尼西亚群岛中,一个叫波纳佩的岛附近的海底,发现了至今保存仍很完整的住宅、街道、石像等人类生存痕迹,并且捞出了许多黄金和珠宝饰物。

而且,在太平洋中的许多岛屿上,都留有巨大的石头城和石头雕像等。有学者猜测:这一地区曾经存在着一个高度文明的种族,因为某种我们迄今尚不知道的原因而集体撤离或是集体灭绝,只留下了壮观的建筑遗迹。

姆大陆的存在似乎已经成为事实,但其沉没原因也成为人们争论的焦点之一。真的是因为火山喷发?还是由于大地震时期的地震?又或者是冰河期的造访?谁也不知道。这一个又一个谜团,只能等待未来去发现。

雷姆里亚大陆是否真的存在

除了著名的姆大陆之外,在印度半岛和南非大陆之间曾经还存在过一个雷姆里亚大陆,大陆上恐龙等爬虫类动物非常繁盛:陆地上巨型恐龙漫步,空中翼龙飞舞,水里鱼龙出没……这是很多科学家提出的一个猜疑。因为一些特殊的哺乳动物和有着相似语言的人种及文明,同时出现在这两个现在已经相互远离的大陆上,以及中间断断续续的岛屿上。印度洋里分布着马达加斯加岛、阿尔达布拉群岛、塞舌尔群岛、马尔代夫群岛、拉克代夫群岛等一系列海中孤岛,这些从非洲南端一直延伸到印度半岛的海洋中的岛屿,似乎就是曾经雷姆里亚大陆的残余。

如果这个大陆真的存在,为什么又突然消失掉了呢?是慢慢地沉入了海底?还是突然之间烟消云散了呢?海底是否有一条从非洲到印度的文明带呢?为什么那些海岛上还生活着丰富的动植物,以及与消失大陆貌似有着千丝万缕的联系的土著居民,而没有随大自然的变迁移到大陆上呢?这当中是否爆发了大规模的火山、地震、海啸之类的大型地壳运动呢?这些疑团都不断地困扰着相信雷姆里亚大陆存在的人们,也给这个梦幻中的大陆染上了太多的神秘色彩。也有研究者认为,雷姆里亚大陆和姆大陆相连为一体,甚至就是一个大陆。

不过,神话传说中把雷姆里亚人当成是地球的始祖,并描绘了他们奇特的外形特征:雌雄同体,卵生,像猿人一样,有的有四只手,有的脑后长着一只眼睛,穿着爬虫类的皮衣,手持木枪,牵着驯服的恐龙——俨然是上帝的宠物。难道是上帝把他一手创造的雷姆里亚大陆给毁了,雷姆里亚人都回到了上帝的身边?

有研究表明,位于印度洋底的山脊现在仍有长有落,那是消失的雷姆里亚大陆?在那里是否藏着雷姆里亚文明?

远去的巨人

在很多神话故事中,常有巨人出现,他们的平均身高在2米以上,力大无比,性情一般比较暴躁。在古罗马的传说中,天国的血降落在大地女神盖亚的膝上,她就怀孕生下了巨人族。那么,现实生活中是否也有巨人存在呢?

19世纪,考古学家们曾挖出一些体形巨大的骸骨,还有一些似乎只有巨人才能使用的巨大工具。1912年,美国内华达州的几个牧场工人在一个荒凉的山洞中,发现了一具巨大的木乃伊。人们还发现了一些巨石阵或巨石建筑,这些巨石大都又高又重,以现代人的眼光来看,以当时的生产力水平,如果不是巨人,还有哪个民族能建造出如此巨大的建筑群?这些都给人们带来了极大的冲击和惊叹,于是人们开始把神话传说中的巨人与这些疑惑联系到一起。

但有人并不这么认为,因为在现代,也照样有一些人的身材比较高大,比如NBA篮球队中就有很多“高海拔”,我们也应把他们当作巨人族吗?

在专家们的进一步推测中,认为有两种人会被当作巨人,一种是因为基因的缘故长得很高大;另一种就是所谓的“巨人症”了。那么还有其他原因会使人的身体变得巨大吗?人体研究学者朗曼提出:会不会是古代的环境促成了巨人的成长?通过试验,研究者很快证实了生物DNA与生存环境有着极大的联系。由此,我们可以推测,在古代的某一个时期,气候条件非常好,生存环境非常宽松,有充足的食物,于是巨人出现了,他们是那个时代的产物。除了巨人,当时应该还有一些大型植物和动物。

对于巨人出现的推测是得出来了,可他们的消失呢?难道和恐龙一样也是由于环境破坏?这是一个至今仍没有答案的问题。

世界文明的摇篮——苏美尔

苏美尔文明是全世界最早产生的文明,其开端可以追溯至公元前4000年。苏美尔文明创造了令后人赞叹不已的文化,但是却在4000多年前神秘消失了。

一个延续了2000多年的伟大文明为何突然停下了前进的步伐?是什么阻止了她的发展?

是内部战争吗?苏美尔由十多个城市国家组成,各国之间连年征战,烽火不息,人民深受其害,不过后来的乌尔第三王朝统一了美索不达米亚地区。这种可能性似乎不存在。

是外族入侵?苏美尔之后,闪族人在两河流域建立了著名的巴比伦文明,似乎是闪族人和巴比伦文明取代了苏美尔文明。那苏美尔人和他们创造的文明哪里去了,真的消失得无影无踪了吗?还是迁徙到别处去了?有一些历史学者认为:苏美尔人穿过印度,越过昆仑山,来到了中国,以致在印度文明和华夏文明中都有着或多或少的苏美尔文明的影子。可是这只是一种可能的推想,并没有得到完全证实。苏美尔人是否去过印度,是否来过中国,我们无法给出结论。

闪族人能够征服苏美尔人,建立巴比伦,说明苏美尔在消失之前就已经衰弱了。可是,是什么使苏美尔衰弱,并最终消失在两河流域呢?一个出人意料的可能被一些学者提了出来:生态环境的恶化最终导致了苏美尔的消失。从现在伊拉克地区大面积的沙漠来看,此说似乎也不是无稽之谈。苏美尔人不知道如何避免土地的盐碱化,只知道灌溉,最后导致大面积耕地不能种植,或者产量极低,以致百姓逃亡,城市荒芜。最终,苏美尔只能消失在一片沙漠中。

到底是战争,还是环境恶化,还是外来者侵入导致了苏美尔的最终消失,我们无法断定,或许各种因素皆有之,或许苏美尔文明真的来到了中国。

试读结束[说明:试读内容隐藏了图片]

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