生活中的物理其它常识.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流生活中的物理其它常识.精品文档.为什么原子弹爆炸后会有蘑菇云作为普通人对原子弹的印象，除了传说中那无比巨大的破坏力外，剩下的大概只有那壮观的蘑菇云了。但是，究竟蘑菇云是怎么形成的，知道的人就寥寥无几了。下面就来介绍一下这方面的知识。原子弹之所以不同于其它的炸弹，其关键在于它爆炸时释放的无与伦比的能量，在其爆炸中心区会产生数千万度的高温与几百万个亿帕的高压。这些高温高压迅速地影响着其周围的空气，大约在二万分之一秒的时间内就能使它周围的空气升温膨胀而又快速上升，并且依靠那上冲时的巨大能量将地面的石头、碎片、粉尘等各种物质粒上高空而形成蘑菇茎。而在

2、上升 的过程中由于同周围低湿空气的接触，这就使得热气团的温度逐渐降到同周围气体的温度相同了，于是便向水平方向散开而形成蘑菇顶，这样一个完整的蘑菇云便形成了。 随着上升高度的增加，地面压力的逐渐减小，蘑菇茎部分的组成物便纷纷落下，最终一切恢复正常。人类首先开发的五类新能源在即将过去的20世纪中，人类使用的能源主要有三种，就是原油、天然气和煤炭。而根据国际能源机构的统计，假使按目前的势头发展下去，不加节制，那么，地球上这三种能源能供人类开采的年限，分别只有40年、50年和240年了。四五十年。从人类历史的角度来看，实在是非常非常的短促；试想一下，对于今于20来岁的年轻人来说，到他们六七十岁的时候，

3、如果地球上已经没有原油和天然气可用，我们能不为此感到惊愕吗？所以，开发新能源，替代上述三种传统能源，迅速地逐年降低它们的消耗量，已经成为人类发展中的紧迫课题，核能在今后一段时期内还将有所发展，但是核电站的最大使用期只有25-30年，核电站的建造、拆除和安全防护费用也相对不低，过多地建设核电站是否明智可取，还有待今后实践和历史来检验。那么，人类将向何处寻找新能源呢？先进国家的能源专家认为，太阳能、风能、地热能、波浪能和氢能这五种新能源，在今后将肯定会优先获得开发利用。太阳能太阳能利用的形式很多，例如太阳能集热为建筑供暖、供热水，用太阳能电池驱动交通工具和其它动力装置，等等，这些都属于太阳能小型、

4、分散的利用形式。太阳能大型、集中和利用形式，则是太空发电。在距地面三万多公里高空的同步卫星上，太阳能电池每天24小时均可发电，而且效率高达地面的10倍。太空电能可以通知过对人体无害的微波向地面输送。风能风能利用技术的不断革新，使这种丰富的无污染能源正重放异彩。据估计，二三十年内，风力发电量将要占欧共体电占全国总电力的30%左右。地热能目前世界上已有近二百座地热发电站投入了运行，装机容量数百万千瓦。研究表明，地热能的蕴藏量相当于地球煤炭储量热能的1.7亿倍，可供人类消耗几百亿年，真可谓取之不尽、用之不竭，今后将优先利用开发。波浪能主要的开发形式是海洋潮汐发电。80年代中期挪威成功地建成一座小型潮

5、汐发电站，让涨潮的海小冲进有一定高度的贮水池，池水下溢即可发电。已经在设计的单座潮汐电站，其它发电量可供一个30万人口的城市使用。氢能氢是宇宙中含量最丰富的元素之一，就可经提取出无穷无尽的氢。氢运输方便，用作燃料不会污染环境，重量又轻，优点很多。前苏联试用氢为“图-155”型飞机的燃料已经初步得成功，各国正积极试验用氢作为汽车的燃料。氢无疑也是人类未来要优先利用的能源之一。从垃圾中获得能量垃圾是废物，人们都很讨厌它，处理垃圾也是城市建设的一个重大问题。但是，现在人们已经开始变废为宝，发挥垃圾的作用了。在匈牙利布达佩斯有一座垃圾焚烧站，它有四座燃烧炉，以天然气为燃料。每个炉子一小时可以烧15吨城

6、市垃圾。利用焚烧炉的火焰加热锅炉，所产生的蒸气可以带动一个发动机组。据计算，每燃烧1千吨垃圾，可以得到2万千瓦小时的电量。这座垃圾焚烧站不但可以处理10的城市垃圾，而且可以提供电能，同时还向布达佩斯北面的供暖网输送250的过热蒸气。美国马里兰州也有一座城市动力厂，它就靠附近12个城市供应垃圾当燃料，生成蒸气专供一座工厂使用，每天可节省近30万公升燃料油。今后的垃圾发电厂，将请化学来帮助提高效率。用发出的一部分电来电解水，产生氢和氧。一部分氢可提高炉内燃烧温度，另一部分氢可作燃料出售，也可用来合成酒精和石油化工产品。新生的氧打进焚烧炉助燃。这样会使垃圾完全燃烧，减少对大气的污染。焚烧垃圾都是在严

7、严实实的密封炉中进行的，臭气在高温中分解，变成清烟，它无臭、无害、无飞尘。对烧不透的残渣还要经过磁清选，把漏网的金属颗粒截留下来加以利用。如果垃圾太多一时烧不完，可以把它们加工成燃料。例如，往垃圾内通入一氧化碳和蒸汽，加上催化剂，在高压下加热到400，一小时后每吨垃圾能“榨”出170千克燃料油；在氧气助燃下热解垃圾，能生成可燃的瓦斯气。也可以将垃圾有机废物压缩成煤球一样的块状，这是烧锅炉的好燃料。21世纪的20大危险一、 行星撞地球 就象是蹩脚的好莱坞剧本中编得较为成熟的题材，但毫无疑问行星撞地球绝不是编剧的妄想，也不是百万年后才会发生的恐怖事件。1908年，一个20英尺高的慧星残体就曾穿越大

8、气层在西伯利亚的通古斯地区爆炸。天文学家预测类似事件每100至300年间就会发生一起。二、 伽马射线科学家最近发现，伽马射线的辐射来自于遥远的河外星系，其能量深不可测，大约是太阳的1016倍。在这一巨变之前，我们往往无法探测其后果，也就无法预防。一旦发生，那么对于远在1000光年的地方-远得即使在晴朗的夜晚，你也无法看到的地方，你根本无能为力。三、 真空现象在一本名为猫的摇篮的书中，有个东西叫冰119。说的是在室内温度下，水呈固体，倒出来一点，地球上的所有水都会成为冰119，变为固体。这听起来可能有些怪，但这一灾难确实可能发生。随着宇宙的扩展、冷却、真空状的小气球的出现并以光年的速度扩展，也许

9、有新东西会替代我们目前的真空状态。四，黑洞银河系充满了黑洞。据科学家预测，银河系大约有100万个黑洞，这些物体象其它行星一样在运行。黑洞不会撞毁地球，却会搅乱太阳系行星的运行轨道，使地球的天气发生变异。五、太阳风暴从今年初开始，太阳已进入每10至11年出现一次的磁场周期性变化。这段期间，微粒子与辐射有可能以每小时100万公里的速度向地球吹来，其对地球的威胁是科学家们难以预计的。六、地球的磁场活动 每隔几十万年，地球的磁场活动就会造成南北极的重新形成。上一次是在78万年以前，其后果会使地表状况发生变异，破坏臭氧层，威胁人类生命。七、洪水、火山爆发八、全球性的传染病一般情况下，细菌和人类共存，但有

10、时这种平衡会被打破。1918-1919年的流感就使至少200万人死亡。现在又出现了更致命的艾滋病。九、地球变暖对地球变得越来越暖的现象，绝大多数科学家认为人类难辞其咎，比如它造成的洪涝等灾害人人都能感受到。最近哈佛医学院的专家警告，这种气温也将会造成各种传染病的大肆流行。十、生态系统的破坏为满足人口增长的需要，人们过分地开垦了荒地、建造了房屋，以少数几种农作物替代了众多的植物和动物，破坏了原野的生态平衡，环境中有了更多的化学物质。每年由于人类的活动，至少有3万种动物物种灭绝。十一、生物技术灾难人类一方面在毁灭自然物种，一方面又通过基因技术创造新物种。虽然没有证据表明转基因食品不安全，但确实会有

11、不安全因素。变异的微生物可能会难以控制，更为可怕的是，有人会利用生物科技做坏事，例如制造一种类似埃博拉病毒的东西。种种后果我们可在好莱坞科幻片中看到。十二、粒子加速器灾难这是许多科学家的共识，他们认为粒子加速器实验造成的连锁反应会毁了整个世界。粒子加速器虽然对人类有益，例如治疗癌症等，但其作为武器所具备的杀伤力和激光武器、微波武器基本相同。十三、纳米技术许多科学家相信，纳米技术可以使21世纪革命化，从而更新晶体管的制作方法，让因特网真正把人类引入信息时代。但凡事有利有弊，它破坏力比核能还厉害，如果不善于利用，会给人类带来巨大灾难。十四、环境问题这个问题的后果众所周知，工业污染、农业污染、家居污

12、染-有毒物无处不在。人们的生命及繁殖能力都受到极大的危胁。十五、 战争等于自我毁灭核战争在今天看来不太可能，但在冷战期间却是双方想取得胜利的法宝。世界各国为了自己的国防力量，在军事上大量投资，以现在的科技，掌握致命的、足已毁灭全人类的武器对各国来说已变得极为容易。十六、机器人人类自己制造出的聪明的机器人，有可能会取代我们征服世界。至今取代人的机器人并未出现，但有专家认为到2040年，机器人的智力会同人一样，甚至更好，社会学家怀疑我们的文化，甚至人类这个物种都会消亡。十七、精神疾病生理疾病越来越好控制，而精神疾病却越来越严重，世界卫生组织会计全世界有500百万人患有精神疾病，到2020年，抑郁症

13、将是第二死因，人类寿命的延长将使人们面临忍受更长时间的孤独。十八 、外星人的攻击这可不是科幻小说，科学家们普遍认为外星人确实存在。十九 、邪教组织许多邪教组织成员都有狂热的目标，妄想建立新世界，1995年东京地铁毒气事件至今让人惊悸，不少组织备有核武器、生化武器等，足以对人类造成威胁。二十、虚无我们是否活在一种虚无缥渺的世界中，这种观点有史以来就存在于人类的脑中。公元前4世纪，中国古代哲学家庄子就曾以诗的语言描写这一问题，他做梦梦见自己是只蝴蝶，醒后他想：我究竟是梦见蝴蝶的庄周呢，还是梦见庄周的蝴蝶呢？ 牛顿的苹果树还活着吗英国科学巨匠牛顿目睹苹果从树上坠落而产生有关万有引力的灵感，是科学史上

14、的一个美丽传奇。这棵著名的苹果树1820年被一场暴风雨刮翻后，大多数牛顿研究学者认为它早已消失于历史的烟尘中。但英国约克大学的基辛博士最近提出新论，他认为“牛顿的苹果树”很可能依然在它原先的地点老树发新枝，继续生长。这棵苹果树被刮倒后被劈砍成数截，其中一些插条还被其他国家的著名大学拿回去小心翼翼地扦插栽培。但苹果树本身一般认为已不复存在。在今天的伍尔斯索普庄园中，依然存活着一些苹果树，但通常认为不过是那棵“牛顿的苹果树”的后代子孙。基辛博士认为“牛顿的苹果树”依然存活的主要依据是偶然获得的伍尔斯索普庄园保留下的一张18世纪素描。草图上描绘了在被暴风雨刮倒之前，“牛顿的苹果树”当年所处的地点和周

15、围环境，基辛博士“按图索驻”来到画中所描绘的现实地点后，惊奇地发现了与图中非常相似的一棵苹果树。这棵树不仅与图中区别不大，而且还抽出新芽。基辛博士据此认为，当初的那棵苹果树被刮倒后其主要树干仍保存下来，并重新生根发芽。最新一期当代物理学杂志发表了基辛博士的分析成果，另外他已将新发现的苹果树部分样品送交英国牛津大学进行碳成分年代测定。一旦属实，这棵苹果树应该已持续生长350多年。专家认为，由于大多数苹果树都活不过百年，因此如果基辛理论成立，那么“牛顿的苹果树”很可能是通过自我嫁接方式生长出一套全新的树根系统而一直生存下来的。爱因斯坦风云百年阿尔伯特爱因斯坦因其伟大的物理理论为人类社会带来了革命性

16、进步，而被最新一期的美国时代周刊评选为“世纪风云人物”时代周刊说：“在本世纪，人类首先需要记住的是科技发明，特别是与我们探究和利用原子和宇宙有关的创造发明，人们因此会自然地联想到爱因斯坦，他是我们这个时代的偶像和伟大心灵的体现”爱因斯坦从1901年到1955年，共发表了专门的科学研究论文约200篇，主要涉及相对论、量子论、分子运动论等不同学科领域在爱因斯坦取得的科学成就中，相对论是爱因斯坦一生中最重要的科学贡献它奠定了爱因斯坦在整个科学史上史无前例的地位人见人爱的小傻瓜爱因斯坦1879年3月14日出生在德国乌尔姆市，他的父亲赫尔曼爱因斯坦和母亲波琳科克都是犹太人爱因斯坦出生后，全家人都被这个新

17、生儿的硕大的有棱角的后脑勺惊呆了，甚至以为他是个怪物几周以后，男婴的大脑袋才慢慢地显得正常了，然而那很宽的后脑勺仍然存在，并成为伴他一生的特征小爱因斯坦的确显得很笨，他的语言接受能力很迟钝，到3岁才学会说话他的年轻的保姆哄他有一个十分简便的办法：保姆发现，她手上只需拿着一根小木棍，这个笨小孩就会看得发痴，并且会奇怪地笑起来，保姆因此更认定他是个“傻子”而其他孩子也都不肯与他在一起，孩子们都觉得他又傻又古怪当有人问他问题时，他首先在头脑中形成答案，用嘴小声模仿，可以看到明显的嘴唇动作，直到确认无误时，才大声说出来，给人的印象是他每句话都说两遍9岁时，他才戒掉这个习惯但是，爱因斯坦本人却认为发育迟

18、缓正好帮了他的大忙他说，当我自问为什么是我，而不是其他人发现了相对论，我想是由于以下原因：一个成年人对于时空已经熟视无睹了，而只有儿童才可能对周围产生什么想法；而我发育比较迟，恰恰是到了成年才开始考虑时空问题，因而我可以比普通孩子更进一步地研究这个问题小提琴：爱因斯坦的避难所虽然小爱因斯坦发育迟钝，但他的母亲波琳爱因斯坦却发现小爱因斯坦听到音乐也会痴迷波琳是一个优秀的钢琴家，她想小爱因斯坦也许能在音乐上有所出息于是，爱因斯坦从6岁时开始正式学习小提琴7年之后，他懂得了和声学和曲式学的教学结构，他体会到演奏莫扎特作品的技巧和奥妙他一生中的科学和艺术生涯也逐渐开始了在那个动荡的年代，音乐不仅是他逃

19、避矛盾和痛苦的唯一方式，而且是他心灵的避难所爱因斯坦1896年10月进入苏黎世联邦工业大学师范系学习物理，在苏黎世上大学时，他出众的小提琴表演才能被学校发现，因而，他成了当地一名颇有名气的业余演奏演员，在当地音乐界很受欢迎在爱因斯坦名声大噪后，他的小提琴和相对论受到同等程度的关注和欢迎在很多场合，他的小提琴表演比他关于相对论的演讲赢得的掌声更加热烈有时候，人们甚至要求他先拉小提琴，然后再开始他那关于时空的深奥演讲爱因斯坦还参加过义演，在犹太人遭迫害期间，爱因斯坦举行了个人小提琴独奏音乐会，以此为犹太人募集善款1921年，爱因斯坦踏上访美旅途此时，美国正处于“相对论热”中除了相对论，美国报刊还津

20、津乐道地谈论爱因斯坦的小提琴有些报纸甚至写道：“爱因斯坦教授胳膊下挟着小提琴盒，小心翼翼地走下扶梯他看上去更像是欧洲的著名琴师，而不像是一位世界著名的物理学家”爱因斯坦成名之后，人们对他生活中的每个细节都发生了浓厚的兴趣，这种兴趣经常缠得他很不耐烦有一次，德国一家周刊请爱因斯坦对巴赫进行评价，爱因斯坦未予理睬杂志编辑等了一段时间未见回音，就再次写信请爱因斯坦回答那些问题爱因斯坦于是写了一封很不客气的回信：“对巴赫毕生所从事的工作我只有这些可以奉告：聆听，演奏，热爱，尊敬并且闭上你的嘴”爱因斯坦的失业日子1900年，爱因斯坦从瑞士联邦技术大学毕业，获得了数学和物理教育学学位，但他却一直找不到工作

21、，这是孤傲的爱因斯坦始料不及的为了维持生计，他不得不四处奔波，希望谋求一个当教师的职业他写了一封又一封的求职信，寄到各地中学和大学然而，几乎所有的信都石沉大海，偶尔接到一两封回信，但却是令他倍感沮丧的抱歉信1901年3月21日，爱因斯坦终于加入瑞士国籍，他期望这有助于他的就业，但是，这却无济于事爱因斯坦疲惫不堪地奔波在大街小巷，但是却没有人愿意录用他由于生活贫困，爱因斯坦此时又患上了肝炎，而他父亲的身体也每况愈下，家境陷入十分窘迫的地步为了摆脱困境，爱国斯坦在伯尔尼的许多公共场所张贴自己的广告：“阿尔伯特爱因斯坦，联邦技术大学毕业，讲授物理课，每小时3法郎，愿者请联系”然而，除了引来人们好奇的

22、驻足观看外，他的广告并没有令他摆脱困境在这种失业的日子中熬了近两年，他已经想不出什么新招了万般无奈之下，他的女友向偶然见到的爱因斯坦的大学同窗格罗斯曼讲述了他的处境，并请求他能给予帮助在格罗斯曼的父亲的帮助下，爱因斯坦得到了瑞士专利局的面试机会当话题转到物理学时，爱因斯坦的独到见解使局长大为震惊因此，爱因斯坦成了瑞士专利局的审查员，他终于结束了他的失业生活他在专利局工作了7年，这是他科学创造最重要的时期1905年3月，爱因斯坦发展了量子论，提出光量子假说，成功地解决了光电效应问题。同年4月，他向苏黎世大学提交论文分子大小的新测定法，取得博士学位又是在这一年5月，爱因斯坦完成论文论动体的电动力学

23、，独立而完整地提出狭义相对性原理，创立了“狭义相对论”，开创了物理学的新时代，并对20世纪的整个科学和哲学产生了深远的影响1961年，他发表了一部伟大的著作广义相对论，它主要讲述了重力、时间和空间可以根据质量大的物体，如恒星、行星等发生改变相对论打破了人们头脑中绝对运动的禁锢，是对牛顿学说和伽利略理论的一次重大突破它解释了为什么动力、速度和物质会根据观察者选取不同的参照物而产生变化这一理论在社会和文化领域都产生了深刻的影响，并导致了许多技术领域的革命性进步，例如原子弹的研制等爱因斯坦对量子论做出的巨大贡献之一是，他提出了光量子的概念，并用量子观点成功地解释了光电效应现象由于这一杰出的贡献，使他

24、荣获1921年的诺贝尔物理学奖原子弹：爱因斯坦的内疚爱因斯坦不但是一个伟大的科学家，而且也是一个伟大的和平主义者为了和平，他奔波世界各地，进行了大量消除战争、争取和平的努力和演说作为一个犹太人，他经历了德国纳粹对犹太人的迫害，他不顾纳粹对他的威胁，勇敢地投身到反对希特勒的正义斗争中，并为犹太复国作了大量工作他曾到中国考察，亲眼目睹了纱厂里男女工人和儿童的苦难，他深切地同情他们，向全世界发出了保护儿童的呼吁1945年8月，美国的原子弹在日本广岛、长崎爆炸，造成人类战争史上空前的灾难消息传来，爱因斯坦极度震惊，愤怒和悔恨同时折磨着他的身心虽然他没有直接参加研制原子弹的“曼哈顿计划”，但他与原子弹的

25、关系是无法否认的他的公式2是原子弹的理论根据而且，正是他两次致信罗斯福总统，建议美国抓紧研制原子弹，美国政府最终采纳了他的建议追悔莫及的爱因斯坦，从此以更大的精力投身于争取世界和平的努力之中谢绝出任以色列总统1952年12月9日，爱因斯坦的老友、以色列国第一任总统魏茨曼逝世以色列政府在经过反复酝酿后，正式邀请曾积极支持建立以色列国的爱因斯坦出任以色列第二任总统但是，爱因斯坦婉言谢绝了这个邀请他在谢绝信中说：“我为我们的以色列国向我提出的建议深为感动，但是，这也使我深为惭愧，因为我无能接受它我一生研究的是客观世界，缺乏经世治国的才能和经验仅这些原因，我就难以胜任这一崇高的职位，遑论我的年龄与精力

26、了自从我深刻认识到存在于这个复杂的世界局势中的危险以来，我与犹太人民的关系已经成为我最持久的联系了因此，上述情况使我寝食难安如今，我们失去了一位长期与人间残酷的不平等作斗争、领导我们犹太人民迈向独立的领导人我诚恳希望我们能再找到这样一位继任人，他的经验和品格能够使他继续担负起这项艰巨而又复杂的重任”1955年4月18日，一颗灿烂的巨星陨落了，人类历史上最伟大的科学家阿尔伯特爱因斯坦告别了这个他研究一生的世界，病逝于美国普林斯顿，享年76岁揭开爱因斯坦大脑之谜科学泰斗爱因斯坦脑部结构的秘密，最近被加拿大神经学家破解，他大脑负责数字运算的部分比常人大15。这一发现一经宣布，立即在世界上引起轰动。4

27、3年前，爱氏大脑被他的医生兼仰慕者私自取出并一直保存下来爱因斯坦去世时76岁，在普林斯顿医院为他治病的医生名叫托马斯哈维。哈维对科学泰斗仰慕已久，他也一直在考虑爱因斯坦死前立下遗嘱，声明尸体进行火化，但哈维对这份遗嘱并不知情。所以，爱因斯坦咽下最后一口气后，哈维便打起了这位伟大科学家的脑袋的主意。事有凑巧，偏偏那天负责验尸的正是哈维。此时不下手，更待何时？哈维把验尸室的房门一关，顺顺当当地打开了爱因斯坦的颅骨，把大脑完整地取了出来，私藏起来，据为己有。爱因斯坦的家人装殓时发现尸体异常，经仔细检查，发现颅骨已被打开，大脑不翼而飞，于是找到验尸医生哈维询问。哈维推托说，在医院里病死的人都要进行脑部

28、检查。爱因斯坦的家人信以为真，也就没有进一步追究。哈维医生当时42岁，他把爱因斯坦的大脑悄悄带回家中，浸泡在消毒防腐药水里，后来又用树脂固化，再切成大约200片。他购买了不少保存设备，并开始对大脑进行研究。哈维保存着爱因斯坦大脑的消息很快传播开来，引起许多科学家的兴趣。他们通过各种关系，与哈维取得联系，希望和他一起研究。哈维虽然已经对爱因斯坦大脑的潜在价值有所认识，但这个大脑究竟有什么重要价值，他也说不准。所以，当一些科学家提出要求后，哈维都爽快地提供脑切片让他们研究，但重申只借不卖。一些别有用心的人愿意出几十万美元，希望买断爱因斯坦的大脑切片，哈维以对方心术不正或有其他背景为由，一概予以拒绝

29、。据说，爱因斯坦的大脑一度让前苏联克格勃间谍垂涎三尺，但哈维实验室的保安措施相当严密，克格勃试了几次皆无功而返，最后放弃了窃取大脑的计划。哈维保存爱氏大脑几十年，科学界也对该大脑研究了几十年。据不完全统计，研究过爱因斯坦大脑的科学家不下百名。有人猜测，这其中肯定有惊人的发现，但很多科学家是在政府的授意下进行研究的，成果属于国家机密，不便发表。1997年，84岁高龄的哈维决定把脑切片送返爱因斯坦生前工作的地方普林斯顿大学。美国联邦调查局特工曾秘密跟踪爱氏大脑4000公里在“还脑”之前，哈维于这一年的10月份带着爱因斯坦的脑切片，作了一次乘车横贯美国的旅行，由新泽西州到加利福尼亚州，此行目的有三:

30、爱因斯坦病中曾对哈维说过，他想作一次横贯美国东西之行，但这个愿望一直没有实现。如今，哈维带着他的大脑横穿美国大陆，算是替爱因斯坦实现了遗愿。这是一。另外两个目的是，让爱因斯坦的孙女看看脑切片；在途经堪萨斯州时，也让病中的80岁老友作家伯勒斯开开眼界。医生说，伯勒斯活不长了，充其量还有6个月可活。在年轻作家帕特尼达的陪同下，哈维医生开始了携带爱因斯坦大脑横越美国大陆之行，他从东岸的新泽西州一直走西岸的加利福尼亚州，全部行程超过4000公里。虽然爱因斯坦的大脑成了哈维的“私有财产”，但在此之前，美国早已意识到它的重要价值。虽然没有要求哈维把大脑贡献出来，但为了以防万一，一直暗中把大脑从实验室中取出

31、，准备横贯大陆时，负责保护大脑的美国联邦调查局大吃一惊，连忙派人秘密跟踪。哈维不知道，他从东到西走了4000公里，联邦调查局特工竟然跟踪了他4000公里！这期间，哈维和帕特尼达悠闲地来到拉斯维加斯赌场，虽然爱因斯坦的聪明大脑就在他们身边，但它并没有保佑他们，两人差点把路费输了出去，赶紧离开了这个是非之地。哈维还与帕特尼达开玩笑：“自从保存科学泰斗的脑袋以来，我的运气一直很好，为什么今天不灵了？莫非爱因斯坦不想离开我的实验室？”哈维抵达洛杉矶后，找到爱因斯坦的孙女，给她细看了爷爷的大脑。她非常兴奋。接着，哈维走进当地一所中学，让学生们见识见识科学泰斗的庐山真面目。脑切片装在玻璃瓶内，学生们一边围

32、观，一边发出赞叹声，还不时地用手抚摸玻璃瓶。由于近年克隆动物大行其道，克隆人呼之欲出，孩子们竟对这个超级大脑提出了一个看似玩笑，实际上非常严峻的问题：如果这个大脑落到恐怖分子的手里怎么办？这个问题竟然一下子难住了哈维，但不等他回答，其中一个学生已经给出答案：“将来恐怖组织的领袖必定是爱因斯坦！”参观在哄笑声中结束。历经辗转，天才之脑最后回到爱因斯坦去世的地方哈维顺利完成了“大脑长征”，正式把爱因斯坦大脑交给了普林斯顿医院保管。此大脑经历43年的辗转，最终回到了爱因斯坦逝世的地方。大脑送回后，院方很快便收到几份希望进行研究的申请报告，其中包括加拿大安大略省麦克马斯特大学女教授桑德拉威尔特森、日本

33、群马大学医学院的山口晴保教授的申请报告。山口教授1999年11月公开了初步的研究结果，称发现爱因斯坦大脑有明显老年痴呆的症状，他死时76岁，患腹部大动脉肿瘤。山口仍努力从大脑揭示爱因斯坦天才的秘密。威尔特森教授领导的研究小组则发现爱因斯坦的天才是天生的，并非全靠后天用功求学得来，证实后天的努力虽然也能成才，但天生天才也是事实。据威尔特森研究的结果，爱因斯坦大脑左右半球的顶下叶区域，比常人大15，非常发达。位于后脑上部的顶下叶区发达，对一个人的数学思维、想象力以及视觉空间认识，都发挥着重要作用。这解释了为何爱因斯坦有独特的思维，才智过人。爱因斯坦大脑的另一特点是，表层很多部分没有凹沟（回间沟），

34、这些凹沟就像脑中的路障，使神经细胞受阻，难以互相联系，如果脑中没有障碍，神经细胞就可通行无阻地沟通，思维就能活跃无比。威尔特森的研究小组把爱因斯坦大脑与99名已死老年男女的脑部比较后，得出了这一结论。纳米技术及应用纳米(nanometer):长度单位的一种，1纳米=10-9米，即十亿分之一米。大约相当于头发粗细的八万分之一。“nanometer“源自拉丁文，意思是矮小。纳米的确微乎其微，然而纳米构建的世界却是神奇而宏大的。21世纪，信息科学技术、生命科学技术和纳米科学技术是科学技术发展的主流。人们普遍认为，纳米技术是信息和生命科学技术能够进一步发展的共同基础。纳米技术所带动的技术革命及其对人类

35、的影响，远远超过电子技术。纳米技术：于细微之处显神奇纳米技术是在纳米尺度内，通过对物质反应、传输和转变的控制来实现创造新的材料、器件和充分利用它们的特殊的性能，并且探索在纳米尺度内物质运动的新现象和新规律。由于纳米正好处于原子、分子为代表的微观世界和以人类活动空间为代表的宏观世界的中间地带，被称为纳米世界，也是物理、化学、材料科学、生命科学以及信息科学发展的新领地。纳米材料中包含了若干个原子、分子，使得人们可以在原子层面上进行材料和器件的设计和制备。几十个原子、分子或成千个原子、分子组合在一起时，表现出既不同于单个原子、分子的性质，也不同于大块物体的性质，这种组合被称为超分子或人工分子。超分子

36、的性质，如它的熔点、磁性、电容性、导电性、发光性和颜色及水溶性都有重大变化。当超分子继续长大或以通常的方式聚集成大块材料时，奇特的性质又会失去。通俗来说，纳米材料一方面可以被当作一种超分子，充分地展现出量子效应；而另一方面它也可以被当作一种非常小的宏观物质，以至于表现出前所未有的特性。同时，许多化学和生物反应的过程也发生在纳米尺度的层面上，因此探测纳米尺度内物理、化学和生物性质的变化，将加深对生命科学的理解。对由数量不多的电子、原子或分子组成的体系中新规律的认识和如何操纵或组合他们，是当今纳米科学技术的主要问题之一。当前纳米技术的研究和应用主要在材料和制备、微电子和计算机技术、医学与健康、航天

37、和航空、环境和能源、生物技术和农业等方面。纳米材料:材料科学领域的前沿纳米科技发展中，纳米材料是它的前导，因为纳米材料集中体现了小尺寸、复杂结构、高集成度和强相互作用以及高比表面积等现代科学技术发展的特点，其中最应该指出的是纳米材料是将量子力学效应工程化或技术化的最好场合之一，可能会产生全新的物理、化学现象。现在可以用物理、化学及生物学的方法制备出只包含几百个或儿千个原子、分子的 颗粒。这些颗粒的尺寸只有几个纳米，它们很容易与外界的气体、流体甚至固体的原子发生反应，也就是说十分活泼。实验上发现如果将金属铜或铝做成几个纳米的颗粒，一遇到空气就会燃烧，发生爆炸。有人认为用纳米颗粒的粉体做成火箭的固

38、体燃料将会有更大的推力。另外，用纳米金属颗粒粉体做催化剂，可加快化学反应过程，大大地提高化工合成的产率。如果把金属纳米材料颗粒粉体制成块状金属材料，它会变得十分结实，强度比普通金属高十几倍，同时又可以像橡胶一样富于弹性。人们幻想有一天会使用这样的纳米钢材或纳米铝材制造出汽车、飞机或轮船，使它们的重量减少到原来的1/10。不仅如此，汽车或飞机的发动机由具有塑性的纳米陶瓷材料制成，可在更高的温度下运作，汽车跑得更快，飞机飞得更高。氧化物纳米颗粒最大的本领是在电场作用下或在光的照射下迅速改变颜色。平常人们戴的变色镜变色的速度较慢，用纳米材料做成的变色镜就不一样了，变色速度很快，用它做士兵的防护激光镜

39、是再好不过了。用纳米氧化物材料做成广告板，在电、光的作用下会变得更加绚丽多彩。半导体纳米材料的最大用处是可以发出各种颜色的光，可以做成超小型激光的光源。它还可以吸收太阳光中的光能，把它们直接变成电能，这种技术一旦实现，太阳能汽车、太阳能住宅就会成为现实。利用特种半导体纳米材料使海水淡化已得到应用；半导体纳米材料做成的各种传感器，可灵敏地检测温度、湿度和大气成分的变化，这在汽车尾气和大气环境保护士已得到应用。目前科学家正在致力于研究的碳纳米管材料，是一种非常独特的材料。它是石墨中一层或若干层碳原子卷曲而成的笼状纤维，内部是空的，外部直径只有几到几十个纳米。这种材料的密度是钢的1/6，而强度却是钢

40、的l00倍。用这样轻而柔软，又非常结实的材料做防弹背心是最好不过的。如果用碳纳米管作绳索，是惟一可以从月球上挂到地球表面，而不被自身重量所拉断的绳索，如果用它做成地球月球乘人的电梯，人们到月球定居就很容易了。纳米管的细尖极易发射电子，用于做电子枪，可以做成几厘米厚的壁挂式电视屏，这是电视制造业新的方向。利用纳米技术还可以以新原理和新结构在纳米层次上构筑特定性质的材料或自然界不存在的材料，制作生物材料和仿生材料，并能在材料破坏过程中进行纳米级损伤的诊断和修复。纳米器件：给信息技术带来革命纳米科技的另一主要研究领域是设计、制备新型纳米结构和纳米器件。就像30年前，微电子器件取代真空电子管器件给信息

41、技术带来革命一样，纳米结构将再次给信息技术带来革命。把自由运动的电子囚禁在一个小的纳米颗粒内，或者在一根非常细的短金属线内，线的宽度只有几个纳米，会发生十分奇妙的事情。由于颗粒内的电子运动受到限制，原来可以在费米动量以下连续具有任意动量的电子状态，变成只能具有某动量值，也就是电子动量或能量被量子化了。自由电子能量量子化的最直接的结果表现在：当在金属颗粒的两端加上合适电压，金属颗粒导电；而电压不合适时，金属颗粒不导电。这样一来，原来在宏观世界内奉为经典的欧姆定律在纳米世界内就不再成立了。还有一种奇怪的现象，当金属颗粒具有了负电性，它的库仑力足以排斥下一个电子从外电路进入金属颗粒内，从而切断了电流

42、的连续性。这使得人们想到是否可以发展用一个电子来控制的电子器件，即所谓单电子器件。单电子器件的尺寸很小，把它们集成起来做成电脑芯片，电脑的容量和计算速度不知要提高多少倍。然而，事情可不是人们想像的那么简单。实际上，被囚禁的电子可不那么老实，按照量子力学的规律，有时它可以穿过监狱的墙壁逃逸出来，这会使芯片的动作不可控制，同时还需要新的设计使单电子器件变成集成电路。所以尽管电子器件已经在实验室里得以实现，但是真要用在工业上还需要时间。被囚禁在小尺寸内的电子的另一种贡献，是会使材料发出强的光。量子点列激光器或级联激光器的尺寸极小，但发光的强度很高，用很低的电压就可以驱动它们发生蓝光或绿光，用来读写光

43、盘可使光盘的存贮密度提高几倍。如果用囚禁原子的小颗粒量子点来存贮数据，制成量子磁盘，存贮度可提高成千上万倍，会给信息存贮的技术带来一场革命。纳米加工：有待人类显身手为了研究纳米科学和应用纳米科学的研究成果，首先要能按照人们的意愿在纳米尺度的世界中自由地剪裁、安排材料，这一技术被称为纳米加工技术。实际上，一方面纳米加工技术是纳米材料的重要基础，另一方面纳米加工技术中包含了许多人们尚未认识清楚的纳米科学问题。比如说，在一个粗细为几纳米的孔或线里，原子的扩散就与宏观世界里的扩散大不一样。一般而言，原子运动的自由程为几个微米，在此长度上，原子发生碰撞，进行热扩散器壁的作用可忽略不计，可在纳米孔或线内，

44、原子的扩散主要是靠与孔壁的碰撞来完成的。再举一个例子，一般认为物体之间相互运动时的摩擦力主要来源于物体表面的不平整性，即物体表面越光滑，它们之间的摩擦力越小。而纳米材料表面越小，相互之间距离很近，以至于两块材料表面上的原子会发生化学键合而产生对相互运动的阻力。因此，在纳米世界里，所有的加工都必须在原子尺寸的层面上考虑。纳米加工技术可以使不同材质的材料集成在一起，它具有芯片的功能，又可以探测到电磁波、光波(包括可见光、红外线、紫外线等)信号，同时还能完成电脑的命令。如果将这一集成器件安装在卫星上，可以使卫星的重量大大地减小，更容易发射，成本也更低。当前人们已经在考虑用小鸟卫星部分地代替现有的卫星

45、系统。鸽子是如何认路和判断方向的较为权威的解释包括敏锐嗅觉说和探测磁场说。如今在经过数十年的调查研究后，科学家证实了鸽子的上喙确实具有一种能够感应磁场的晶胞，正是这种器官为鸽子的飞行导航。有关这一研究的报告发表在11月25日的自然杂志上。秘密藏在嘴上最近，科学家在实验室里进行了一系列细致的行为试验后宣布，他们首次明确证明鸽子具有磁性感知能力，就像简易的磁性罗盘，这让鸽子也许还有其他鸟类和海龟一样，是利用地球磁场进行导航的。美国北卡罗莱纳大学的生物学专家卡杜拉.诺拉博士在教堂山艺术科学院说：“关于鸽子能够识途的能力有两种主要的理论：一种是鸽子靠嗅觉找到回家的路；另一种是在它们的脑中有一个磁力图。

46、我们的工作有力地支持了后一种理论。当然，这一理论还需进一步的证明。”对鸽子的这种研究是诺拉在新西兰的一项博士研究课题，有关这一研究的报告发表在11月25日的自然杂志上，研究报告的另几位作者是新西兰奥克兰大学的迈克尔.沃克博士、迈克尔.达维森博士和马丁.韦尔德博士。美国北卡罗莱纳大学著名的生物学教授肯尼思.罗曼博士说：“这是一项迷人的研究，在这项研究中，诺拉训练了一些能够对磁场作出反应的信鸽。这是一项生物学上的重要新闻，因为，一些人在以前多年的时间里曾做过10多次试验，但均告失败，诺拉是第一个找到一种行之有效的方法的人。”试验是这样进行的诺拉说，在实验中，如果鸽子准确地找到设在隧道一样的房间里的两个平台，它们就会受到食物奖励。在正常的条件下，它们会随便爬到两个平台中的任何一个寻找吃的。但当在放有食物的平台上面和下面都放上马蹄磁铁对它们进行诱导时，这些鸽子就会准确地找到食物。准确率达到75%。这比它们随意寻找食物的准确率要高得多。在知道了鸽子能够对磁场刺激作出反应后，诺拉下一步要做的是找出鸽子身上像磁