科幻小说生活在固体中
1. 科幻小说《三体》中的水滴,有没有可能在未来真的出现
人类数个世纪以来建造的巨大星河舰队在水滴面前那么脆弱。像老步兵方阵一样,他们面对的不是同级别的对手,而是原子弹、氢弹等超现代武器。不是一级战争。即使我们更有毅力,最终也会瓦解。或者那句话是最恰当的。在绝对的力量面前,神马都是浮云!水滴是三链探测器,小说中描述为强相互作用力支配的物体。其实这在现实中是不可能实现的。因为强相互作用力的尺度很小。它仅限于原子核,用于捆绑质子、中子等二次原子粒子的原子核直径只有10-15米。也就是说,只要物体仍然由原子和分子组成,就不能制造出强大的相互作用物质。小说中描述水滴清澈透明,但它仍然是宏观物质,仍然需要电磁力主导。
但是400年后,人类制造了数千艘光速为15%的星际战舰,建造了巨大的战舰,等待着三体人的到来。当人类以为可以自以为是地阻止三体人的时候,只有3.5米长的巨大“水滴”出现在武汉,瞬间摧毁了2008艘人类战舰。人类计划了400年的宇宙力量,这么快就土崩瓦解了,为什么3.5米长的“水滴”有这么大的能量。根据《三体》的说法,水滴武器的外形与水滴相似,由强大的相互作用力材料制成,外观绝对光滑,其硬度是人类航空材料的100倍。
2. 重看大刘的科幻小说——看《山》有感
好久之前非常沉迷于刘慈欣的著作《三体》之中,那时候的我还在上大学。三体给我打开了另一扇广阔世界的大门,带我的精神进去了另一个不同的世界。
最近读了几个大刘的短篇科幻小说,其中《山》这一篇让我最有感触。生活在地核中的文明,没有重力没有液体和固体的世界。探索的泡船、无望的探索、有限空间的矛盾、一次次的失望甚至于绝望、无望的渺茫前景和越来越糟糕的现实。接触液体的恐惧和不安,面对必死结局的无畏。我一次次的被其震撼,探险的地核人就像《朝闻道》里的科学家们一样,怀着对真理的探索明知必死而向前。
当文章的末尾,他们的飞船远去,去到新的空泡的边界。去寻找另一座更高的需要攀登的山时,探索的科学精神好奇心就像溢出纸面的海水。
3. 硅基生命的不稳定性
1.基本描述
虽然这点不会因此排除硅基生命存在的可能,但存在大量液态水的星球肯定是排斥硅基生命的。
尽管从生物角度看,找到硅基生命的可能性很渺茫。但硅基生命在科幻小说中则很兴盛,而且科幻作家的许多描述会提出不少有关硅基生命的有益构想。
在斯坦利·维斯鲍姆(Stanley Weisbaum)的《火星奥德赛》(A Martian Odyssey)中,该生命体有1百万岁,每十分钟会沉淀下一块砖石,而这正是维斯鲍姆对硅基生命所面临的一个重大问题的回答,文中进行观察的科学家中的一位观察到:
“那些砖石是它的废弃物……我们是碳组成,我们的废弃物是二氧化碳,而这个东西是硅组成,它的废弃物是二氧化硅——硅石。但硅石是固体,从而是砖石。这样它就把自己覆盖进去,当它被盖住,就移动到一个新的地方重新开始。”
2.硅基生命的化学反应
一个很大的缺陷就是硅同氧的结合力非常强。当碳在地球生物的呼吸过程中被氧化时,会形成二氧化碳气体,这是种很容易从生物体中移除的废弃物质;但是,硅的氧化会形成固体,因为在二氧化硅刚形成的时候就会形成晶格,使得每个硅原子都被四个氧原子包围,而不是象二氧化碳那样每个分子都是单独游离的,处置这样的固体物质会给硅基生命的呼吸过程带来很大挑战。二氧化硅是原子化合物,很难溶解在水和其他液体之中,它是巨大的分子。
其实如果存在硅基生命的星球存在氟化氢,它们完全可以吸入这种气体,与二氧化硅反应生后呼出四氟化硅(气体)排出水,并且硅基植物通过“光合作用”吸入四氟化硅、水和光经过一系列反应生成氟化氢排回大气中并生成“硅淀粉”。但硅基植物的“光合作用”没有详细的可行性论述。
二氧化硅生成气态的四氟化硅反应方程式如下:
SiO2(s) + 4 HF(aq) → SiF4(g) + 2H2O(l)
生成的SiF4可以继续和过量的HF作用,生成氟硅酸:
SiF4(g)+2HF(aq)=H2[SiF6](aq),6HF+SiO2=H2SiF6+2H2O氟硅酸是一种二元强酸。氟硅酸的酸性比硫酸还强,受热分解放出有毒的氟化物气体。具有较强的腐蚀性。
有一些人认为二氧化硅不溶于水,这种观点是错误的。以粉末形式存在的二氧化硅可以与水反应生成原硅酸。二氧化硅在催化剂的作用下,也可以和水反应。H2O + SiO2=H2SiO3(硅酸) 2H2O + SiO2=H4SiO4(水过量时,生成原硅酸。)
氟化氢对硅基生物和硅基生命是有毒的,可以破坏硅化物。氟化氢又叫做氢氟酸。它具有极强的腐蚀性,能强烈地腐蚀含硅的物体。与硅和硅化合物反应生成气态的四氟化硅(能腐蚀玻璃),但对塑料、石蜡、铅、金、铂不起腐蚀作用。氢氧化钠可以和二氧化硅反应,生成硅酸钠。硅酸钠易溶于水。硅基生命可以将硅酸钠排除体内。
氟化氢对硅基生命的皮肤有强烈刺激性和腐蚀性。氢氟酸中的氢离子对硅基生命组织有脱水和腐蚀作用,而氟是最活泼的非金属元素之一。皮肤与氢氟酸接触后,氟离子不断解离而渗透到深层组织,溶解细胞膜,造成表皮、真皮、皮下组织乃至肌层液化坏死。氟离子还可干扰烯醇化酶的活性使皮肤细胞摄氧能力受到抑制
硅基生命可能用一种特殊的催化剂消除氟化氢的毒性。这种催化剂可以让氟化氢只和二氧化硅反应。地球上有一种生物是硫细菌,这种生物能在稀硫酸中生活,最适生长pH值范围为pH2~3。绝大多数有机物都容易被硫酸破坏,硫细菌能产生一种催化剂防止它自己被硫酸破坏。硅基生物同样也能产生一种催化剂,防止它自己被氟化氢破坏。
硅基生命可以呼吸二氧化碳和二氧化硫。化学方程式:(甲基甲硅烷和二氧化硫反应)2SiH3CH3+7SO2=2CO2+2SIO2+7S+H2O (四甲基甲硅烷和二氧化硫反应)Si(CH4)+9SO2=4CO2+SiO2+9S+H2O
因为硅硅单键(Si-Si)不稳定,所以乙硅烷( SiH3-SiH3)不稳定。乙硅烷( SiH3-SiH3)比碳烷烃更不稳定,在低温之下缓慢分解成甲硅烷和氢,在300~500℃分解成为SiH4、SinHm、H2,在光照下也分解。硅只能形成杂链高分子化合物。硅基杂链高分子的主链除硅原子外,还含有碳、氧、氮、硫、铝、硼等其他元素。有机硅高分organosilion- polymers主链(或骨架)是由硅、氧交替组成的高分子。又称聚硅氧烷或聚硅醇。因为硅只能形成杂链高分子化合物,所以硅基生命产生的代谢产物、废物、氧化物是非常复杂的,这意味着硅基生命需要更多的酶作为催化剂。每个酶的长度大约为50nm,细胞体积太小就装不下足够的酶。硅基生物的细胞比碳基生物的细胞更大。如果一个细胞体积越大,那么它的相对表面积就越小。如果一个细胞相对表面积越小,那么物质进入细胞膜的速度就越小。所以硅基生物的新陈代谢比碳基生物更慢。
有一些人认为硅不能像碳这样产生众多的具有左旋右旋特征的化合物,这种观点是错误的。有机硅料能像碳这样产生众多的具有左旋右旋特征的化合物。有机硅料是指含有Si-C键、且至少有一个有机基是直接与硅原子相连的化合物。
也许在未来很远很远的某一天,硅基生命会作为一种宇宙新进化的生命形态而替代碳基生命。不过那一定离我们很远很远。
3.硅基生命的溶液和介质
此外,水是一切蛋白质生命所必需的溶液和介质。有没有一种其他化合物可以取代水的地位呢?有!那就是氨。由于氨在冰点以下仍是液体,一些科幻作家遂推想,在一些寒冷的巨型气态行星的表面下,可能存在着由氨组成的海洋,而海洋中则充满着以氨为介质的生命形式。以上都只是个别的、零星的构想,真正对问题作出全面性的考察和系统性的分析的,是著名生化学家阿西莫夫所写的一篇文章《并非我们所认识的》。他在文中提出了六种生命形态:一、以氟化硅酮为介质的氟化硅酮生物;二、以硫为介质的氟化硫生物;三、以水为介质的核酸/蛋白质(以氧为基础的)生物;四、以氨为介质的核酸/蛋白质(以氮为基础的)生物;五、以甲烷为介质的类脂化合物生物;六、以氢为介质的类脂化合物生物。其中第三项便是我们所熟悉的———亦是我们惟一所认识的———生命。至于第一、第二项,是一些高温星球上可能存在的生命形式,另外,地球上曾经出现过的那些生活在硫矿里的、厌氧的古细菌就很有可能是以硫作为自己生命的介质;而第四项至第六项,则是一些寒冷星球上可能存在的生物形态。
4.除硅基生命和碳基生命以外的生命形式
(4.1)中子星
然而,科幻作家仍不满足于生命的这些多样性,他们在各自的作品中充分发挥了想像力,为我们创造出一些更不可思议、但细想之下又似乎不无道理的生命世界。一些作家设想,在某些极寒冷的星球之上,可能存在着以液体氦为基础,并以超导电流作联系的生命形式;另一些作家则认为,即使在寒冷而黑暗的太空深处,亦可能有一些由星际气体和尘埃组成,并由无线电波传递神经讯号的高等智能生物——霍耳的科幻小说正是这方面的代表作;还有一些想像力更丰富的作家甚至认为外星生命也许根本不需要化学物质基础,他们可能只是一些纯能量的生命形式,比如一束电波。最为有趣的是著名科幻作家福沃德所写的《龙蛋》,这部构思出色的作品描述了一颗中子星表面的生物。这颗中子星直径仅20公里,但表面的引力却等于地球上的670亿倍,磁场是地球的1万亿倍,表面温度达到8000多摄氏度。什么生物可以在这样的环境下生存呢?是由“简并核物质”组成的生物。所谓“简并”,就是指原子外部的电子都被挤压到原子核里去,因此所有原子都可以十分紧密地靠在一起,形成超密物质。中子星上的生物身高约半毫米,直径约半厘米,体重却有70公斤,这是因为他们由简并物质所组成。此外,他们的新陈代谢是基于核反应而非化学反应,因此一切变化(包括生老病死和思维)的速率都比人类快100万倍!
4.除硅基生命和碳基生命以外的生命形式
(4.2)金属细胞和金属生命体
就在科幻作家构思“硅基生命”的时候,实验室里的“金属细胞”已经有了生命征象,并且初步显露出进化的趋势。 不同于碳元素的共价键有机物,这种“无机生命”的基础是金属钨的杂多酸阴离子——6族元素能与氧配位成多面体(姑且理解成酸根),然后脱水缩聚成共用氧原子的巨大结构,比如下面的车轮形{Mo176}。这些庞大的阴离子可以继续缩聚并容纳其它含氧酸,进而在强酸溶液里自组织成泡状结构,如同活细胞——这或许意味着,我们的生物学只是生命科学里的一小部分。
克罗宁和同事通过从大分子金属氧化物中提取负电荷离子形成盐溶液,来束缚氢或者钠一些较小的正电荷离子;这种盐溶液注入另一种含有较大负电荷有机离子的溶液中,可以束缚较小负电荷离子的活动性。
当这两种盐溶液混合,交换其中部分大分子金属氧化物,使其不再形成较大的有机离子。这种新溶液在水中无法溶解:沉淀物质像包裹注射溶液的壳状物。克罗宁称这种沉淀物质为泡沫无机化学细胞(iCHELLs),并表示它们还具有更多的特性。通过修改它们的金属氧化物主干部分使iCHELLs具备自然细胞膜的属性,例如:以iCHELLs为基础的洞状结构氧化物可作为多孔膜,依据大小尺度,有选择性地让化学物质进出细胞,其作用就像生物细胞膜。这将使细胞膜可以控制发生一系列化学反应,这是iCHELLs细胞关键性的特征。
同时,研究小组还在泡沫中制造泡沫,建立的隔膜模拟生物细胞的内部结构。他们通过连接一些氧化分子至光敏染料,可灌输iCHELLs细胞进行光合作用。克罗宁称,早期实验结果形成的细胞膜可将水分解为氢离子、氢电子和氧分子,这是光合作用的初始状态。
克罗宁称,我们可以抽吸质子分布在细胞膜上,来设置形成一个质子坡度。这是从光线中获得能量的关键一步,如果生命体能够完成这些步骤,将建立形成具有类似植物新陈代谢功能的自供给细胞。
这项实验仍处于早期阶段,一些合成生物学家目前保留发言意见。西班牙巴伦西亚大学的曼纽尔-波尔卡说:“克罗宁研制的金属细胞泡沫目前还不能说完全具备生命特征,除非这些细胞可以携带类似DNA的物质,可驱动自我繁殖和进化。”克罗宁回应称,在理论上这是可能实现的,去年他在实验中显示利用金属氧酸盐彼此作为模板可实现自复制功能。
在为期7个月的实验中,目前克罗宁可以大批量生产这些金属细胞泡沫,并将它们注入充满不同pH值的试管容器中,他希望这种混合环境将测试它们的生存性。如果pH值过低,一些细胞将溶解死亡。
如果克罗宁的实验是正确的,或许宇宙生命的存在性将更加广阔。日本东京大学的Tadashi Sugawara说:“这项实验结果说明生命体并不全是基于碳结构,水星的物质结构与地球相差很大,或许在水星上也有可能通过无机元素形成生命体。克罗宁的这项研究开辟了一个新的领域。”
4. 球状闪电
球状闪电
球状闪电俗称滚地雷,就是一个呈圆球形的闪电球。这是一个真实的物理现象,绝非科幻小说或卡通片集的能量炮。这种现象早于1838年便有文献记载,科学家已研究逾160年,有关的报告多达数千份,也有二千多份科学论文出版,但是我们对此现象仍未有合理的解释,可是说它可以穿越任何物体是不可信的。
球状闪电通常都在雷暴之下发生,它十分光亮,略呈圆球形,直径大约是20至50 cm。通常它只会维持数秒,但也有维持了1-2分钟的纪录。更神奇的是它可以在空气中独立而缓慢地移动。有少数目击者说它会随着金属物品走,例如电话线,但多数人都说它的路径不定。绝大部份目击者都说它是横向移动的。在它短短几秒的生命中,它的光度、形状和大小都保持不变。它曾在空地、封闭的房间内、甚至飞机仓内出现!有迹象显示,它跟云层与地面之间的闪电(即常见的普通闪电)有密切关系,有目击者说它会在普通闪电后形成或消失。球状闪电有可能激烈地爆发,也可能会安静地突然消失。在颜色方面,则众说纷纭,没有一致的描述。
球状闪电具有破坏力。它既可以破坏玻璃窗,也能使墙壁的外层剥落。它也曾造成人和动物的伤亡,但由于资料不足,未能了解致死的真正原因。没有证据显示球状闪电会破坏树木,这与普通闪电略有不同。球状闪电几乎无法被破坏,有人曾用步枪射中过球状闪电,但是无效。
由于球状闪电出现的频率很低,科学家难以做系统的观测,至今也没有人拍摄得高质量的照片来作科学研究。理论方面,有人认为它是灼热的空气团或气化了的元素,例如碳、钠又或是铜。虽然这个理论可以解释球状闪电的部分特性,却不能说明为什么它可以在飞机仓内形成。此外还有许多不同的说法,如等离子体、离子、带电的尘埃、有外层电子壳的水……,但没有一个理论可以完满地解释这个科学悬案。如果你有见过球状闪电或拍到它的照片,一定要把所有资料记录下来呀!那将会是十分宝贵的研究资料。
球状闪电之所以神秘,实在是因为它并不常见,它飘渺的行踪、多变的色彩和外形以及它刹时间巨大的破坏力都让人类着迷。所以,早在古希腊的年代,人们就开始留意这种奇特的自然现象了。
球状闪电是闪电形态的一种,亦称之为球闪,民间则常称之为滚地雷。球状闪电的平均直径为25厘米,大多数在10~100厘米之间,小的只有0.5厘米,最大的直径达数米。球状闪电偶尔也有环状或中心向外延伸的蓝色光晕,发出火花或射线。颜色常见的为橙红色或红色,当它以特别明亮并使人目眩的强光出现时,也可看到黄、蓝和绿色。其寿命只有1~5秒,最长的可达数分钟。
球状闪电的行走路线,一般是从高空直接下降,接近地面时突然改向作水平移动;有的突然在地面出现,弯曲前进;也有沿着地表滚动并迅速旋转的;运动速度常为每秒1~2米。它可以穿过门窗,常见的是穿过烟囱后进入建筑物,它甚至可以在导线上滑动,有时还发出“嗡嗡”响声。多数火球无声消失,有的在消失时有爆炸声,可以造成破坏,甚至使建筑物倒塌,使人和家畜死亡。遇人遇物后即发生惊人的爆炸,产生刺鼻的气味,造成伤亡、火灾等事故。
预防球状闪电的办法是,在雷雨天气,紧闭门窗,避免穿堂风。如果遇到飘浮的“火球”,轻轻的避开它,千万不要去碰它。
科学家推测,球状闪电是一种气体的漩涡产生于闪电通路的急转弯处,是一团带有高电荷的气体混合物,主要由氧、氮、氢以及少量的氧化氢组成。通常发生在枝状闪电之后,似乎枝状闪电是产生球状闪电的必要条件。球状闪电较为罕见,因而研究它十分困难,至今仍然是自然界中的一个谜。
球状闪电的一般性质
球状闪电至今仍是人们不能解释的奇怪自然现象。许多目击者认为,球状闪电的运动就像是有智慧的,好像它知道要去哪里,如果它进到一个房间,它通常是穿过门口或窗户再到走廊。当然,这只是人们的想象。
根据众多的目击材料,我们大概可以勾勒出球状闪电的基本轮廓。这种发光的球体大小在高尔夫球和足球之间,颜色有白、绿、黄、橙之分,其亮度可与100瓦灯泡相当。球状闪电持续时间一般在5~10秒左右,它会随气流的起伏在近地的空中自在飘飞,有时逆风而行,可穿门窗,进室内,甚至穿过炉子烟筒。有时会悬停,有时会无声消失,有时又会碰到障碍物爆炸发出巨响而消失。球状闪电运行速度缓慢,有时与人跑速度差不多,极少情况下它会发出轻微的唿哨声、嘁嘁声或咝咝声。一个共同的特点是,球状闪电几乎总是发生在雷暴天。
球状闪电的特点
大小
球状闪电直径从15~30厘米不等,但也有人见过直径1~2厘米和5~10米大小的。能以固定的频率改变其直径大小,可逐渐衰弱变小,爆炸可使其体积增加并使其终结。能靠分解或重组改变大小。
形状
大部分报道为球形或卵形,还有扁长方形、立方体、圆环状、哑铃形、云雾形、圆柱形、子弹形、雪茄形、锥形、透镜形、盾形和螺旋形等。
颜色
两种最常见的颜色是白色和橘黄色,其他较常见的是红、蓝、黄和绿色,银色和黑色很少见。有些球状闪电会变色。
速度
可从静止到难以想像的高速(每小时2万多公里,但这种情况不是在雷暴中),一般速度约为每秒5米,即每小时18公里。
结构
似乎是某种等离子体或云雾状物质,有的球状闪电中心是透明的,有的是中空的,或根本没有明显的固定结构,有些球状闪电似乎处在动态变化之中。
运动性
有时是静止的。大部分为直线运动,有些是在一静止位置旋转,有些是不停地转动,有些是按明显的复杂路径来运行的。
寿命
球状闪电一般会持续几秒钟,如7~8秒钟,有些可长达1分钟以上。
行为
有些会模仿周围的物体运动,有些直冲大地。有些球状闪电似乎在“调查”其他物体。大部分被引向金属性或磁性物体,会发生强烈碰撞,有时会造成很大损伤。闪电球会跳动、分解、重组、衰减、爆炸或同时发生这些变化。
声音
极少情况会形成噼哩啪啦或嘶嘶的声音。
味道
目击者说有烧焦的或硫磺的味道。还说有时有烧焦油或氨水或臭氧的气味。
混合性状
温度:触到球状闪电的人都说它相当凉——即没有热的感觉。但它却可以煮开锅、熔电线和加热金属。
亮度:球状闪电一般都像路灯一样亮。它们有时白天即可见到,但人们通常是夜间见到它们照亮了大地。
发生:它们通常发生在雷暴之时,但极少也会发生在之前或之后。大多数的球状闪电都伴随着普通闪电——盘旋着待机而发,但有时它们也像普通闪电一样从云端直击大地。
千奇百怪的目击记录
上世纪40年代,在法国的小城镇里,有3个士兵在一棵菩提树下躲雨时被雷击毙了,但他们仍然站着,像没事一样。雷雨之后,行人跟他们说话,却不见回应,当行人去接触他们时,3具尸体顿时倒地,化成了一堆灰烬。
1956年夏的一个正午,在苏联某个集体农庄,两个孩子在牛棚里躲雨。突然,房前的白杨树下滚落一个橙黄色的火球直向他们逼来,一个孩子踢了它一脚,轰隆一声,火球爆炸了,牛棚里的12头牛炸死了11头,孩子们被震倒在地,但没有受伤。事后,人们才知道那个火球是罕见的球状闪电。
在美国的一个小城里曾发生了一件怪事:一位主妇从市场回到家里,打开电冰箱一看,她放进去的生鸭、生肉全都变成了熟食品。后经科学家的研究才明白,是球状闪电把冰箱变成了电炉,奇怪的是冰箱没有损坏!
1981年1月的一天,苏联一架客机在黑海附近遭遇球状闪电。一个大火球闯入驾驶舱,发出爆炸声。几秒钟后又穿过密封的金属舱壁,出现在乘客的座舱里,戏剧性的表演一番后,发出不大的声音离开飞机。事后检查,机头机尾的金属壁各出现一个窟窿,内壁却完好无损。
在美国俄勒冈州,一个球状闪电来去如风,先在纱门上留下了一个篮球大的洞,然后直奔地下室,毫不留情的毁坏了一个旧轧干机;俄罗斯一位教师的经历更可怕,一个80厘米直径的球状闪电在他头上来回跳动不下20次,然后悄然消失了;此外,前苏联也有报道说,一个球状闪电飞进了一个盛水的大锅里,水立刻沸腾起来,球状闪电在锅里翻滚了10分钟才熄灭; 另有一次,一个足球大小的球状闪电沿街滚动、跳跃,接触到地面时,竟炸出了一些深半米、直径1米的坑,最后,随着一声轰响,火球钻进地下。
1999年3月16日下午,我国湖北省北部的枣阳市忽然间闪电频发,雷声惊天,当场造成9人死亡、20余人受伤的罕见灾害。据目击者称,雷击现场有一片红光,这正是球状闪电的特征。
有人怀疑,上个世纪发生在俄罗斯的通古斯大爆炸的罪魁祸首就是球状闪电。
探索球状闪电的本质
到底什么是不可思议的球状闪电?多少年来,科学界都认为球状闪电是子虚乌有的现象,直到最近几十年才承认它的真实性。
早在1955年,苏联物理学家便提出球状闪电是雷暴中所产生的电磁干扰效应所引起的。1991年,日本科学家报道了他们在实验中观察到微波干扰所产生的一系列类似球状闪电的现象,他们的人造等离子球也显示出球状闪电的一些特性,如它可沿与主气流相反的方向运动,并可穿越固体物质。
1998年,一位西班牙物理学家认为,所谓的神秘球状闪电其成因并不神秘,这一现象很可能是闪电产生过程中,磁场约束发光等离子体所形成。他建立了闪电磁场模型,认为关键是闪电过程中形成的水平磁场和垂直磁场磁力线圈相互交织而成的磁力线网。在某些特殊情况下 ,这一磁力线网有可能会呈现出球形,而发光等离子体会被这一网所“俘获”而形成球状闪电。这一火球效应会一直持续到等离子体开始冷却。研究人员指出,根据他们的预算,火球持续时间最多可达10至15秒。当等离子体冷却后,电子开始被原子所束缚,等离子体内部电阻变大、电流趋弱,周围的磁场也将随之瓦解,最终火球不复存在。
按照这一理论,球状闪电绝大部分较冷,但在沿磁力线方向局部温度则极高。研究人员指出,据此就可很好的解释为什么火球并不发热而触到物体后往往容易着火。
2000年,两位新西兰科学家提出了他们的新理论。当一般的枝状闪电击到土壤中,土壤中的矿物质会转换成纳米纯硅和硅化合物颗粒。这些尺寸不足十分之一微米的微型颗粒,会在闪电的能量作用下由土壤蒸发进入大气。这一过程,就像抽烟者从嘴中吐出烟圈。进入大气的含硅颗粒会首先连接成链,然后组成能随气流运动的球状细丝网。该球状细丝网中的颗粒具有很高活性,会在特定条件下缓慢燃烧,并释放出光和热而形成所谓球状闪电。
一些目击者曾报告说,他们看到的球状闪电能穿墙越窗,甚至能通过飞机的机身,这一理论对此也能解释。大多数房屋的门窗周围都有缝隙,而含硅颗粒组成的球状细丝网极具弹性,只要空气能过的地方细丝网也应能通行。也就是说,如果空气能穿过门窗,那么该细丝网也能“挤过”,并会随后重新恢复形状。
科学家以闪电样本的放电来试验土壤样本,结果确实产生了聚合的纳米粒子,这些离子的氧化速度与球状闪电一致。
研究的新进展
2002年1月15日英国皇家学会在其学术杂志《哲学学报》的专刊上发表了一组有关球状闪电理论的文章。这些理论分别由物理化学家、物理学家和化学工程师提出。他们提出了3个解释球状闪电缘由的新理论。其主要内容分别是:
1.球状闪电是由含有水合离子的小水滴组成的,它通过离子反应来释放能量。在这个理论中,球状闪电是一个包含等离子体的电化学结构,这一结构是由温度、压力、电磁场和重力场的微妙平衡来维持的。
2.球状闪电是由聚合体细丝缠绕而成,通过表面放电来释放能量。在该理论中,灰尘中的自然微粒,像来源于纤维素、煤烟或硅土中的微粒都能形成细丝状结构,这些细丝聚合起来就变成了一个高度充电的球体,当它表面放电时,就发出了光和热。
3.球状闪电是由金属纳米粒子链构成,其能量释放是通过金属纳米粒子的表面氧化来进行的。在这个理论中,普通的闪电能引起像土壤或木材这样的物质释放金属蒸气,这种带电的金属蒸气浓缩成一个网状的金属纳米粒子球。
这些理论都有些说服力,特别是第三个理论,可以解释为什么球状闪电能够穿过墙壁和关着的窗子,似乎更有说服力。
但是,人们至今尚未在实验室中制造出真正的球状闪电,虽然已模拟出了极微型又短命的球状闪电。事实上,所有的理论在球状闪电的复杂多变性面前都显得那么单薄。一个真正的球状闪电理论应说明所有的现象,包括没有雷暴的情况和球状闪电持续很长时间及球状闪电大如房屋的情形。而要说清这一切,需要更强大的理论。
有人认为,更有说服力的解释应是接近冷聚反应领域,与等离子体现象相关的理论。更有人提出球状闪电和龙卷风一样都是等离子团的现象。还有人设想,最佳的理论可能是把电磁学、电学和等离子及纳米理论综合起来的想法。
总之,球状闪电不仅有趣,而且包含了很多秘密,一旦了解了它的本质,对我们人类的生活或许会有深远的影响。或许,我们不仅能找到人体自焚和通古斯大爆炸的元凶,更能由此找到高效、清洁的新能源。
球状闪电与人体自焚
1966年12月5日,在美国宾夕法尼亚州的波特城,一位煤气工人上午9时来到班特莱医生家查表。他以为老医生尚未起床,就径直走向地下室去查表。一进地下室发现地上有一堆灰烬。他抬头一看,看到灰烬上方的天花板有一个烧穿了的大窟窿。他大吃一惊,赶忙奔上去找那位老医生,却在卫生间看到烧穿窟窿的地板上,只剩下半条人腿,老人的身体已化为灰烬。 整个现场没有丝毫发生火灾的迹象。
有些科学家称这种现象为“人体自焚”,并给它下了个定义:所谓“人体自焚”,是指人体没有同外部火源接触,内部发生燃烧化为灰烬,而灰烬周围一切可燃物体保持原样的一种现象。
根据现有的200多案例,发生“自焚”的人男女比例大约相等;年龄从4个月到114岁都有;身体有胖有瘦,有的案例甚至发生在走路、开车、划船、跳舞的过程之中。
那么,“人体自焚”起于何因?众说纷纭,莫衷一是。在西方,有人认为是人体内有过量的脂肪引起的。这种解释显然站不住脚,因为发生自焚的人有胖有瘦。有些人认为,人体自焚是由于某种天然的“电流体”造成体内可燃物质燃烧。所谓天然“电流体”究竟何所指?还有人认为是由于体内磷质过多,发生自燃,此说没有根据。更有趣的是有人认为这是由于喝了过量的酒,酒精发生自燃的现象。此人还做了个可笑的试验:把酒精注射到一块新鲜的肉里,然而却不见发生“自焚”现象。
近年来,有人指出:“人体自焚”是自然界中的球状闪电引起的,所以不是自燃,而是他燃。持这种观点的人解释道:球状闪电像一个大火球,在空中飘飘忽忽,忽高忽低的移动,常使夜间行路的人大惊失色。球状闪电能穿过门、窗的缝隙、升堂入室、钻进人家,它有时发生爆炸,毁坏建筑物,造成人畜伤亡。它在行经的沿途,遇到任何障碍物时无坚不摧,却又不烧坏周围的可燃之物。通常,一个球状闪电爆炸时释放出的能量,约相当于10公斤TNT炸药爆炸时放出的能量。而且当球状闪电消失后,一般会留下烧焦、硫磺或臭氧的气味。
UFO与球状闪电
由于球状闪电行为的诡秘奇特,有人提出大部分UFO可能就是球状闪电。其理由是:
1.在颜色方面。球状闪电的颜色绚丽多彩,有白色、粉红色、桔红色、蓝色等。UFO也有类似的色彩。
2.在声响方面。球状闪电在运动时会发出轻微的吱吱声、噼啪声,最后静静地消失。UFO由于距离较远,多数听不到声音,但也有少数UFO飞行时会发出呼呼的声音或隆隆的响声。部分UFO还发出热量,这与球状闪电很一致。
3.UFO和球状闪电都能漂浮空中,行踪不定。
但是,持不同观点者则认为球状闪电多产生于雷雨的天气中,而多数UFO目击是发生在晴朗的天气里。况且,球状闪电在空中的运动似乎完全取决于气流,而UFO的运动似乎与气流并不一致。
2、《球状闪电》是科幻作家刘慈欣写的一本以球状闪电为中心展开的科幻小说,书中描述了一个历经球状闪电的男主角对其历尽艰辛的研究里程,向我们展现了一个独特、神秘而离奇的世界。
球状闪电是一种危害较大的闪电。
球状闪电是闪电形态的一种,亦称之为球闪,民间则常称之为滚地雷。球状闪电的平均直径为25厘米,大多数在10~100厘米之间,小的只有0.5厘米,最大的直径达数米。球状闪电偶尔也有环状或中心向外延伸的蓝色光晕,发出火花或射线。颜色常见的为橙红色或红色,当它以特别明亮并使人目眩的强光出现时,也可看到黄、蓝和绿色。其寿命只有1~5秒,最长的可达数分钟。
球状闪电的行走路线,一般是从高空直接下降,接近地面时突然改向作水平移动;有的突然在地面出现,弯曲前进;也有沿着地表滚动并迅速旋转的;运动速度常为每秒1~2米。它可以穿过门窗,常见的是穿过烟囱后进入建筑物,它甚至可以在导线上滑动,有时还发出“嗡嗡”响声。多数火球无声消失,有的在消失时有爆炸声,可以造成破坏,甚至使建筑物倒塌,使人和家畜死亡。遇人遇物后即发生惊人的爆炸,产生刺鼻的气味,造成伤亡、火灾等事故。
预防球状闪电的办法是,在雷雨天气,紧闭门窗,避免穿堂风。如果遇到飘浮的“火球”,轻轻的避开它,千万不要去碰它。
科学家推测,球状闪电是一种气体的漩涡产生于闪电通路的急转弯处,是一团带有高电荷的气体混合物,主要由氧、氮、氢以及少量的氧化氢组成。通常发生在枝状闪电之后,似乎枝状闪电是产生球状闪电的必要条件。球状闪电较为罕见,因而研究它十分困难,至今仍然是自然界中的一个谜。
5. 斯诺登爆料地心人,难道已经出现在了地表
先帮斯诺登辟个谣,斯诺登并没有爆料过地心人和外星人,也未公开过任何相关资料,他本人在自传《永久记录》中对美国中情局执著于寻思外星人的愚蠢行为嗤之以鼻,称其荒谬,对于我个人而言,我真的宁可相信美国人见过外星人,都不相信他们跟地心人有联系。
原文如下:
根据弗兰克的说法,每个人在中情局内部网络寻找的第一件事就是外星人与9.11,他说,你永远无法找到有意义的结果,不过我还是搜寻了,中情局版的谷歌并没有出现任何有趣的东西,但也许真相在另一个网络上,就我所知的记录里,外星人从未接触地球,或者至少它们没与美国情报机构联络。
网上那些铺天盖地关于斯诺登爆料地心人的新闻我真的不知道哪儿来的,还有些甚至说地心人就在为懂王团队服务。
如果按照谣传来说,地心人显然具有比地球人更发达的文明,那为何不帮懂王治治美国的病,还要辛苦懂王为了竞选一把年纪到处奔波,这很不科学,也影响了地心人高大上的形象。
显然是有些为了流量脸都不要的自媒体在替斯诺登无中生有,借斯诺登之名骗取流量,简直无耻。
1、爆的料其实并不没有对美国造成严重伤害。
别看斯诺登又爆料棱镜门(监控门)又爆料英美情报部单位啥啥啥的,其实对于美国的伤害是极其有限的,像中情局这种有着悠久历史和成熟运作经验的情报机构,难道他们没有想过他们的情报员会叛变?而斯诺登不过是一名中情局的普通雇员,根本不可能掌握什么真正有杀伤力的核心情报,他曝光的所谓的核心秘密,对于美国中情局来说都是无伤痛痒的小打小闹。
2、在他还没有被美国干掉之前,他已经扬名全世界了。
而斯诺登的聪明之处在于,他在美国准备干掉他之前,已经把自己打造成了一个世界知名人物,只要他一死,不管凶手是不是美国,全球都相信美国是凶手。此时就算美国想刺杀他,也会变的顾虑重重,毕竟大国的体面也是要维持的,虽然是流氓,但是也得穿衣裳。
3、他选择了逃亡俄罗斯,美国不想为了他跟俄罗斯撕破脸皮。
斯诺登真的是优秀啊,世界上辣莫些国家,他说很有眼光的选了俄罗斯,美国和俄罗斯的关系,一两万字都掰扯不明白,如果美国在俄罗斯境内暗杀斯诺登,这跟对俄宣战也没区别了,普京如此强势,美国完全没必要为了一个中情局小雇员就跟俄罗斯硬磕。
而俄罗斯收留了斯诺登,其实是一个一本万利的广告宣传,相当于告诉全美国的谍报人员:只要你有料,我们这儿就有你的家。斯诺登在俄罗斯活一天,这个承诺就是真实可信的。
基于这三方面的原因,斯诺登现在在俄罗斯生活的很不错,婚也结了,孩子也快出生了,斯诺登也要跟着俄罗斯媳妇加入俄罗斯国籍了,也是相当传奇了。
6. 《被压扁的沙子》的原文是什么
原文
被压扁的沙子
在过去的9年里,科学家们一直对6500万年前恐龙灭绝的一个新观点争论不休,这个问题最终也许会得到解决。
1980年曾经有报道说,在一个6500万年前形成的沉积物薄层中,发现了稀有金属铱,它的含量异常丰富。一些人认为,这可能是由于一个巨大的小行星或彗星对地球的撞击的结果。
这种撞击也许深入到地壳内部,引起火山喷发,造成大火和潮汐大浪,许多尘埃进入了平流层中,结果造成在很长一段时间内阳光无法抵达地球的表面。这也许是导致包括所有恐龙在内的许多地球生物灭绝的原因。
毫无疑问,6500万年前地球上曾经有过一次“大灭绝”,发生过一次“大劫难”。然而,并不是所有的科学家都认为这是由巨大撞击引起的。例如,1987年就有人指出,如果地球突然经历了一个火山爆发期,许多火山大致同时喷发,那么也能造成一个足以使生物大量灭绝的巨大灾难。
因此,1980年以前存在两种对立的理论,即“撞击说”和“火山说”。
这不仅仅是一个学术问题,因为我们将来也许还会遇到这样或那样的大灾难。(万一某一天某个星体要撞击地球,我们也许会知道如何来避免这种撞击。)我们需要尽可能多地了解这种事件所产生的影响,因为当将来面临这种事件时,我们可以采取某种应急措施。
为此,科学家们一直都在努力寻找证据来验证这两种理论。
1961年一位名叫S.M.斯季绍夫的前苏联科学家发现,如果二氧化硅(非常纯的沙子)处于超高压的状态,那么它的原子相距很近,从而变得极为致密。一立方英寸被压扁的沙子比一立方英寸普通的沙子要重得多。这种选被压扁的沙子因此称为“斯石英”。
斯石英并不十分稳定,原子之间靠得太近以至于它们又出现相互排斥的趋势,最后又变为普通沙子。然而,由于原子之间结合得极为致密,所以这种反弹变化进行得非常缓慢,从而使斯石英可保持数百万年。
金刚石的形成与此相同。金刚石中的碳原子被挤压得异常紧密,它们同样存在一个向外扩散并且恢复为普通碳的趋势。在通常条件下,这也需要数百万年。
如果你把温度升得足够高,就可使这种变化加快。增温可以增加原子的能量,使它们之间能够相互分离,返回到原始状态。因此,如果在850℃的温度下把斯石英加热30分钟,它将变为普通的沙子。
斯石英可以在实验室制造,但它们在自然界存在吗?是的。然而它们只出现在沙子被强烈挤压的地方。
例如,在一些地方已经发现了斯石英,而且有证据显示这些地区曾经受到巨大陨石的撞击。撞击所产生的巨大压力形成斯石英。另外,在进行过原子弹爆炸实验的场地也发现了斯石英,它是由膨胀火球的巨大压力形成的。
似乎可以肯定地说,斯石英也应该出现在压力极高的地壳深处。在这种情况下,它可通过火山喷发被携带到地表。然而,喷发温度极高,岩石会被熔化,所任何由火山携带而来的斯石英都被转化为普通的二氧化硅。事实上,在火山活动地区至今没有发现过斯石英。
那么,你可能会说在斯石英出现的地方肯定发生过撞击,而且肯定没有发生过火山活动。
亚里桑那大学的J.F.麦克霍恩和几位合作者研究了新墨西哥州拉顿地区的岩层。岩层的年龄为6500万年,因此可以追溯到恐龙灭绝的年代。
他们在1989年3月1日宣布,利用测试固体物质中的原子排列的现代技术,即核磁共振和X光衍射,他们确实检测到了在斯石英中存在的一种原子排列。
这种情况显示,在6500万年以前曾有一次巨大的撞击并形成了数吨重的斯石英。这些斯石英在沉降之前曾被溅起到平流层中。那么,造成恐龙灭绝的原因不是火山活动,而应该是撞击。
《被压扁的沙子》是艾萨克·阿西莫夫所作的说明文 ,出自他的《新疆域》 ,由肖玉参与朗读 。本文中,作者开始并不急于对所要阐明的主旨进行论证,而是先引入“问题”,造成恐龙灭绝的原因是“撞击”还是“火山”。
摆出问题之后,才来探讨“被压扁的沙子”斯石英。通过对斯石英性质和形成的研究,有力地证明了恐龙的灭绝是由于“撞击”而并非由于“火山”。
阿西莫夫一生著述近500本,题材涉及自然科学、社会科学和文学艺术等许多领域,其作品中以《基地系列》、《银河帝国三部曲》和《机器人系列》三大系列被誉为“科幻圣经 ”。
曾获代表科幻界最高荣誉的雨果奖和星云终身成就大师奖。小行星5020、《阿西莫夫科幻小说》杂志和两项阿西莫夫奖都是以他的名字命名。 他提出的“机器人学三定律”被称为“现代机器人学的基石”。
(6)科幻小说生活在固体中扩展阅读:
1、中心思想
这篇短文以“被压扁的沙子”作论据,猜测恐龙灭绝是某个星体撞击地球造成的。
2、原理
普通的沙子在超高压的状态下变成为致密的“斯石英”,“斯石英”在自然状态下经历数百万年的反弹,又会恢复为沙子。在实验室里,用摄氏850度的高温把“斯石英’加热30分钟,会变为普通的沙子。在自然界,斯石英出现的地方肯定发生过巨大的撞击,形成过高压,而且肯定没有发生过火山活动。
3、人物影响
《基地三部曲》为科幻小说的发展铺平了道路,它在这方面所做的贡献可能要比其他任何一部科幻小说都大,60年代中期创作的《星际旅行》无疑也得益于它的启迪。同时,它还激起了70年代的科幻影片浪潮,其中最具代表性的作品是乔治·卢卡斯的杰作《星球大战》。
阿西莫夫刚开始写机器人小说时,机器人学尚未发展出来。早先关于机器人的小说多以“人类创造机器人,又为机器人所毁”为主题。
阿西莫夫扭转了这种局面,在《我,机器人》一书中,第一次为机器人提出行为法则,即“机器人学三定律”。即使在机器人学中,这三大法则也是十分重要的,并为以后的科幻作者所遵从。有人甚至友好地称他为“机器人之父”。
参考资料:网络-被压扁的沙子
网络-艾萨克·阿西莫夫
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