深海沉积核中的磁性正在使科学家们认识过去的气候变化。他们正在利用的这一技术,揭示了当冰盾在240万年前开始逐渐形成时季风气候是如何变化的,该技术还进一步证实了天文周期性变化的重要性,它已在整个过去几百万年的时间里已对地球的气候产生了影响。研究人员还必须对海洋生物遗体外壳中的氧同位素和氢同位素的比例变化做详细研究。测定沉积核过去的气候类型的一种较快方法,是研究它们所谓的“磁化率”。磁化率是测定磁力的一种方法,它是通过岩样中的弱磁场而产生的,还取决于岩样的矿物含量。就海底沉积岩来说,这种矿物含量取决于附近陆地上的风吹向海洋的物质的多少而定。
美国罗德岛大学的简 · 布洛门德尔和纽约哥伦比亚大学的彼得 · 德梅卡尔,已对非洲西海岸大西洋热带海洋洋底的地核和阿拉伯海底地'核的磁化率做了测量,整个地核的磁化率可能是通过环形探测器测出来的。研究人员发现,磁化量的变化同整个过去300万年气候的天文周期性变化同步进行。布洛门德尔和德梅卡尔得出结论,这种变化可以用季风强度的变化加以解释,它把陆地上的物质吹向了海洋。但这一技术比单纯提供一种测定古代季风强度的方法更有用。新的研究显示了240万年前的气候变化类型。
在布洛门德尔和德梅卡尔研究的最古老的地核区,占主要地位的气候周期性变化时期为23000年和19000年。这些周期性变化可通过地球的旋转运动得以理解,即地球绕其地轴不停地旋转。然而在大多数地核区,主要的周期性变化却在41000年,这一时期的变化与地球轨道的倾斜变化有关。布洛门德尔和德梅卡尔指出,这一气候类型的变化恰巧是在这个时候出现的,其它地质证据认为,冰盾的扩散始于北半球,这显示了季风气候的冰盾效应。
[魏健伟译自New Scientist,1990年1月13日]
紫外线光照会降低植物的光合作用
由于大气臭氧层变薄,使更多的紫外线照射到地球表面,这将使某些蛋白质包括植物光合作用生成的某种蛋白质受到破坏。美国农业部一位科学家奥塔 · 马顿(A. Mattoo)认为,过多的紫外线照射会影响植物的光合作用效率,最终将导致世界范围的作物减产。
遭受损害的植物蛋白质通常是32KDA蛋白,它是植物光合作用某一时期(通称为“光系统2”)的四种蛋白质中的一种。马顿认为植物不断合成蛋白质,然后在光合作用的化学反应中消耗。马顿等研究了浮萍中的32KDA,他们所以选择研究浮萍,是由于浮萍能够在洁净的水中生长,也就是说,这种植物不受土壤中的无机物的影响。马顿等将这种植物暴露于光波长为280 ~ 730毫微米的光照下,他们发现在所有的试验波长内,植物蛋白质都被降解,但在紫外光范围中(波长约300毫微米)降解的最多。
马顿等发现植物暴露于紫外光照射下几小时,不能产生足够的32KDA替代消耗的蛋白质,因此,它们的生长将慢慢地下降,如果该植物是粮食作物,其营养价值会受到损失。马顿打算继续研究32KDA. 同时,他将研究大豆对紫外线照射强度的反应。一些大豆栽培品系对紫外线照射有耐受性,这些大豆是如何防止其蛋白质降解的?是通过生产更多的蛋白质来补偿吗?目前尚无人知晓。马顿相信,如果能明确地了解光系统2的化学过程,他们还将可能改变紫外线对敏感作物生长的影响。
[俞东坡编译自New Scientist,1989年12月9日]
太阳地震学
太阳地震学是近年来天文学和地球物理学衔接领域非常活跃的研究方向,借助观测到的全球性振荡来研究太阳内部结构与用地震学方法研究地球内部结构有许多相似之处。迄今为止已有的实验资料包括测量得到的太阳固有振动的数千个频率数据,根据观测到的振动频率复原太阳内部结构的地震学模型解太阳地震学的反演问题已提到议事日程。现在已得到带有太阳内部分异旋转分布信息的振动频率旋转分裂方面的首批可靠的观测资料。
太阳地震学的研究工作主要有以下几个方面:
1. 研究太阳模型振动理论谱的一般构造,这对正确解释观测到的振动周期是必须的;2. 为了根据观测到的太阳振荡频率分裂确定太阳内部分异旋转,必须详细地研究旋转效应;3. 研究磁场效应对太阳振动频度的影响和在观测资料中识别出这些效应的可能性;4. 为了根据观测到的振动频率复原太阳内部结构的地震模型,进行太阳地震学反演问题领域的研究。这方面的工作使得能查明太阳标准模型振动的理论频率与观测资料的基本误差源,且得以确定太阳对流带的深度,建立地震学预测太阳大气层结构和太阳中氦含量的新的有效方法。
这些研究的结果会使我们更好地理解太阳内部结构、成分和演化,太阳内动力学,磁场产生的机制,太阳和整个太阳系的起源和演化问题。
[崔桂芝摘译自《Комuлексные uсслеòоeαнuя ло фuзuке Землu》1989年]
金属雪
雪是最有趣的固体之一,分析雪的结构,你就会发现,它的结晶构造使得它的密度非常低而吸音和隔热非常好,是一种高强度的结构形式,从理论上讲,任何固态物质,只要在其气态状态时混入一定量的空气和惰性气体,然后速冷至凝固温度以下,都能形成雪,这种过饱和的气态物质并不经过液态而瞬时凝结,形成气体悬浮状的结晶,这种结晶很难释放由于凝结而积聚在内部的热能,因此就膨胀成为稀疏的羽毛形树枝晶状的雪花结构。代达罗斯正在试图用这种方法来处理金属。
瞬冷时最易产生膨胀压力,也最容易雪化的金属是铥。DREADCO的金属专家们在一个热凝试验罐里冷却了铥蒸气和氩气的混合物,并在显微镜下研究了铥雪的结构,他们准备在进一步弄清这一结构后将此方法应用到其他传统的工程金属上去。
金属雪是一种轻而松的深黑色粉末,也许是我们所知道的最黑的固体。由于它的微晶迷宫结构,看起来就像金属的须状物,它的单个“雪花”具有极高的强度,填在塑料和陶瓷中具有极佳的强度增强效果。给这些粉末通电,将其无数个晶状体联接起来,就会得到一种极轻的高强度“延展金属”,DREADCO的金属雪将会引起一场工程革命。
首先,金属雪具有极佳的能量吸收能力,金属雪制成的泵,交通栅栏,安全帽、安全升降机,能够承受大量的冲击振动和开式结构的挤压。同时,金属雪还适用于各种成型加工,如铸、轧、锻、冲压等。如果用金属雪加工汽车本身,则其重量比任何普通的薄型钢板都要轻得多,而刚性和吸展性又要好得多,若在金属雪制成的汽车车身里加一些聚合物,则效果会更佳、重量更轻,刚性更好,色彩更鲜艳,防锈性能更佳,即使在受到碰撞后,仍可以用成型冲压的方式恢复原形,这是任何钢材(即使是很厚的)所不能比拟的。采用金属雪以后,为了省料省油而淘汰公路卡车的现象将得到制止,对几百万摩托车手来说,那些令人生厌的摩托擦洗工作也将随之消失。
[范黎明译自Nature,1990年1月18日]
舌苔图像诊断
中医给病人看病时,通常是用搭脉和看舌头的方法作出诊断,传统有经验的中医从病人舌头的颜色、形状及表面特征就可了解病人患病的状况。
虽然东方医生用搭脉与看舌苔分析病情作出诊断已有许多世纪,但要进一步用科学方法去实践,还有许多值得研究的课题。西方医生、计算机科学家希望用计算机显示病人舌头颜色的图像分析东方古代医术的传统。研究工作者们将“舌苔图像”变成计算机能控制的数字图。美国国家癌症研究所的西方医生通过计算机强光显示的各种病人不同舌头特征的图像作出精确诊断。虽然目前数字图像分析系统依然处于研制发展的初级阶段,但美国科学家和医学博士们正在研制新型计算机为中医实践其医术作出辅助性的贡献。
[朱孝愚译自Science News,1990年3月]
太空旅游宾馆
日本Shimizu公司在美国的Beu和Trotti公司的技术指导下已设计出21世纪的太空旅行者的宾馆。
设想的这种宾馆将建造在距离地球大约450公里的轨道上,建造宾馆的材料如框架舱等都用航天飞机运来,然后由宇航员或机器人将其装配起来。
宾馆建造于长为240米的柱形圆管周围,柱形圆管的一端是控制整个宾馆的控制中心,控制中心配备了一组太阳能装置;另一端是供航天飞机运送旅客和补给的空间对接口。
宾馆以每分钟3次的速率旋转,由此产生了0.7 G的人工引力,与地球上均引力作用没有多大的差别,由于具备了这一引力,像厕所、浴室和洗脸盆这些最基本的生活设施,同我们在地球上使用一样。
采用小球藻系统产生氧气和排除二氧化碳使空气保持清新。在紧急情况下,水和空气的系统可以被分开单独使用。在舱体1/4的下方有一个倒立的锥体,这个锥体是用60米长的框架构成的,锥体内部是一个很大的、由64条边组成的空间,它可以作为宾馆的大厅、休息室和餐厅。圆柱形的舱也将被结合在一起使用,由于引力的微弱,在它的内部可以提供客人们所喜欢的“太空运动”。
[钱志平摘译自Science & Technology in Japan,1989年11月10 日]
体重与高度
多数成年动物,不论它们吃多少已无关紧要并能达到基本的体重。体内某种“重量稳定器”调节它们的新陈代谢,使之达到一定的指标。鱼似乎缺乏一个“重量稳定器”,而总是不停地生长。因为这些鱼完全被四周的水托浮起来,实际重量等于零,它们无法判断或控制自身的成长。如若陆地动物也能用这种方法浮起来,它们的“重量稳定器”也将失去作用。
工程师们目前正在建造一个特殊浮力室来试验这个理论。这个浮力室将被充气,不是空气,而是用某种致密的气体。由于有了一点儿氧气而活跃起来的高密度气体如硫磺、六氟化物、晕碳、甚至氙气,即使增强大气压也能够维持生命,但要使动物完全漂浮起来,将不得不使用一种可以吸入的液体如氧饱和的高氟醚。
如果一个动物的正常体重的一半被浮起,它将能生长到正常体积的两倍,异常大鼠和普通鼠在实验室里可能是有用的,而超常大的猪、羊、鸡和火鸡便能彻底改变畜牧业,生态学家们指出了另一种复杂情况,在密度足够的大气中鸡和火鸡将会发现它们能飞起来!确实,这可能是对进化论有决定性意义的试验。像火鸡这种不会飞的鸟,一定是从近代会飞的祖先遗传而来。如果火鸡的行为软件也像组织硬件那样遗传,正像它那笨拙而废弃不用的翅膀一样,理应还有着笨拙而不用的飞行技能。
[沈长庚译自Nature,1990年3月8日]