“The Last Word”是英国著名科普周刊《新科学家》一个颇受读者欢迎的栏目。该栏目面向读者征集问题、征集解答。问题往往提得细致入微、妙趣横生。解答更是亦庄亦谐、引人入胜:既有专家教授的理论说明,也不乏常人的经验之谈。这本小册子共收集了该栏目36则科普知识问答,现全文译出,以飨读者。有兴趣了解更多情况者,请浏览http ://WWW.Last-word.com,或向如下e-mail地址查询:lastword@newscientist.com(编译者注)。

一、自然探索

问题1:大海退潮时,海水常在海面上形成整齐有序的美丽波纹。请问:决定海水波纹方向、宽度和高度的因素有哪些?

解答:您所说的海水波纹是由波浪或水流引起的。波浪形成的波纹具有对称的外形轮廓,波峰尖而波谷圆。两个连续波纹间的距离(即波长)由海水所含沉淀物颗粒尺寸的大小、波浪高度和海水深度而定。波浪仅能在小于半个波长的海水深度内推动沉淀颗粒。由水流形成的海水波纹的外形轮廓则是不对称的,其背风面陡而上流面平缓。水波纹沿水流方向运动,其波长取决于海水中所含沉淀物颗粒尺寸大小、水流速度和海水深度。当波纹与水流方向垂直时,波纹的排列平行于形成它们的海浪。此外,波纹运动与海浪运动还会形成组合波纹运动,组合的形式取决于其运动矢量的迭加情况。

问题2 :最近我在研究雪崩:我发现雪崩遇难者的尸体,大都在雪层中靠近表面的地方被找到。这是为什么呢?雪崩时人难道不是随着滚滚雪流滑下去了吗?

解答:这可能是所谓“玉米片沉降效应”作用的结果。当你摇动一袋玉米片时,小玉米片会在大玉米片所形成的空隙间移动并滑下底部,结果是大玉米片通常在袋的顶部,小玉米片则在袋的底部。人体密度与雪的密度差别很大。因而在雪崩的大旋涡里,较小的冰块和正被压紧的雪更容易向下运动,较重的人体则更多地留在了上层。

编辑者注:如果你不幸遇上了雪崩(就如我一样),你会发现自己就像跌进了大浪之中。人会被雪带着旋转起来,直翻跟头。不少登山者在这种情况下都试图用游泳时对付旋涡的办法来自救(当然比在水中自救更难)。当雪崩停止时,雪可能会被压得很实。此时,若你有幸被埋得不深的话,千万别搞错了往外爬的方向,否则很可能会因窒息而死。

问题3 :月球为什么是圆形的?如果它是一块没有岩石的大气,那它是如何变圆的呢?另外,发生日食时,月球能否碰巧一下子完全遮住太阳,这有科学依据吗?

解答1 :月亮之所以呈圆球形,那是因它体积较大的缘故,而与大气的侵蚀毫无关系。事实上,引力作用总是趋向于使物体变圆,或者说圆球表面的每一点都会尽可能地接近其引力中心。对于诸如砖块、小行星这类质量较小的物体而言,其材料的内部强度大于作用在它们表面上的引力,因此它们保留了自己不规则的形状,而没有变成圆球状。同样道理,地球上的山峰一般不会高于15000米(这仅仅相当于地球直径的一小部分);而由于火星的质量比地球质量要小,所以火星上的山峰最高可达到25000米。另外,许多大质量的行星最初是由炽热熔融的岩浆组成的,这就使得引力更易于使它们变为圆球形。至于您提到的日食时月球能否一下就完整准确地遮住太阳的问题,我认为这是没有科学依据的,至多只是种彻底的巧合。实际上,当月亮完全遮挡住太阳轮廓时,地球是太阳系所有星球中最适宜观察这种现象的地方。

解答2 :假若您能目不转睛地连续盯着太阳和月亮数百万年的话,您可能会看到您所言的巧合会在刹那间一闪而过。假若能坐在古老的三觭龙(一种恐龙,化石见于北美)背上凝视月亮的话,你将会发现月球能以令人惊奇的方式遮盖住太阳。不过,从现在算起,数亿年后人类也许将再也看不到完整的月亮了。因为,目前月球的自转周期相当于它的公转周期,但潮汐的作用正使月球远离地球而进入更慢的轨道,地球上的一天会逐渐变长,一直到月球处于“地球静止轨道”为止。那时的一天将等于一个月,并且地球将始终以同一面对着月球。

问题4 :我曾用磁铁从木柴炉子的柴灰里找钉子,结果磁铁不仅吸住了铁钉而且还吸上了许多黑色柴灰,我想问,磁铁为什么会吸住木柴灰呢?

解答1 :木材中的铁钉或多或少都有锈,铁锈实际上是三氧化铁。当木材被烧成木炭(单质碳)时,木材可作为还原剂使铁锈中的三氧化铁改变晶体结构而重新还原为铁。当然,它们都是以非常细微的颗粒形式存在的。这实际上与从矿石中冶炼出铁的过程是完全一样的。工业革命前,人们正是用木炭而不是现在常用的焦炭来作还原剂的。磁铁能吸引木柴灰,显然是因为其中有细微铁粉的缘故。

解答2 :即使是未经任何加工的木材,它们燃烧后的灰烬中也将含有些许氧化铁,而且还极有可能含有更少些的还原铁。正是这些铁的作用,使磁铁看起来似乎能够吸住“木材灰”。按您所描述的情形,木材炉子及钉子上的铁锈都能产生不少具有磁性的物质。此外,在种树育林过程中所使用的一些杀虫剂也可能使树里留下一些金属盐,并在木材燃烧后它们仍以氧化物形态存在于灰烬当中,这也可以部分解释磁铁吸引柴灰的现象。

如果您还感到不解的话,那不妨用磁铁收集些木柴灰,先将其研磨成极细的粉末。然后反复用磁铁吸附、筛选。为了方便,您还可以找一些聚乙烯塑料布,隔着塑料布操作磁铁。最后,把那些看起来吸得较紧的木柴灰放入盐酸溶液中并仔细观察。您将看到,一些金属颗粒会带着木柴灰附着在磁铁上面。

解答3 :如果您拿着磁铁到室外有烂泥的地方,随便在泥中插几下的话,您会发现磁铁上也会吸上一些颗粒。

解答4 :您所说的现象,其实和某人在花园里发现大量含铁陨石是同样道理。据科学家估计,每年大约有40000吨陨石从太空冲入地球大气层,而只有400-3000吨的陨石真正落到了地面。我想,寻找这些铁的最好地方不是您的花园,您应该拿着磁铁到水沟中去找寻。那里,想来应有不少由雨水带来的铁颗粒。

二、厨房里的疑问

问题5 :为什么加热干奶酪时它会变得很粘,甚至可以被拉成丝?

解答1 :未加热的干奶酪中含有长链蛋白质分子,这些分子在油腻含水的食物中或多或少总有些卷曲。当加热奶酪时,脂肪和蛋白质会溶化。若将其放入适当的容器当中,分子链便可能被拉直。试着用手沾一下盘中溶化的奶酪,然后手离开盘子,您会看到溶化的奶酪被拉成了细细的丝。

您还可以通过加热或揉搓聚乙烯塑料袋来卷曲或拉伸组成它的长分子链。当分子链被卷曲时,塑料袋变得又柔又软;当拉直分子链使塑料袋变直时,塑料袋在拉伸方向的弹性和强度都有所提高。不过,塑料袋沿拉伸方向的分子链此时也更容易断裂。

解答2 :当奶酪溶化时,大量的长链蛋白质分子结合成一束束蛋白质分子丝。我认为可以把这一特性作为检验奶酪含蛋白质多少的直接手段。根据从奶酪中拉出丝的长短,可以判定其蛋白质含量的高低。

问题6 :胡萝卜为什么呈橙色?很难理解大量的胡萝卜素竞能通过光能的作用在土壤下形成,这是蔬菜种植技术发展的结果吗?

解答:并非所有的胡萝卜都是橙色的。实际上它们有各种各样的色彩:从深紫色到红色、橙色、黄色及白色。如今所见各种颜色的胡萝卜的确是人们一代代选择、培育的结果,现在担当这一任务的,正是植物培育者。您可能觉得眼下商店里所提供的胡萝卜品种过分单调,其实,大部分野生胡萝卜也都呈白色。这对人来说颇为幸运,因为胡萝卜往往会错误地杂交,白色的根正好可以帮助人们判断、鉴别杂交情况。

问题7 :—杯很好的浓咖啡里怎么会出现泡沫?为什么它在煮的过程中对加水特别敏感?

解答:咖啡表而的棕色泡沫实际上是一种焦糖。生产咖啡时,机器内的高温、高压使咖啡中的砂糖变为焦糖。这些含有少量空气的焦糖在人们煮咖啡时便逃逸了出来。如果温度、压力较低,或者用旧的、脏的咖啡壶煮好咖啡,反而不会产生泡沫。

问题8 :为什么易贴薄膜不能粘在金属碗上,它能被粘到光滑的玻璃和陶瓷碗上吗?

解答1:易贴薄膜在美国被称为易粘卷,因为人们通常将薄膜紧紧卷成筒状。当从易粘卷上撕下薄膜时,撕下部分便带上了静电。因而它可以粘在绝缘体上,这和不带电的纸能够粘在带电的计算机和电视屏幕上是同样道理。决定薄膜能否粘在物体上的因素主要包括薄膜本身的性质和被粘物体的性质两个方面。易粘薄膜贴在绝缘体上时,它们之间可形成电势差,故能粘住。而当被贴物体是金属时,易贴薄膜上的电荷便会传导给金属而立刻消失,产生不了电势差,因此易贴薄膜不能贴在金属碗上。此外,从放了很久的易粘卷上撕下薄膜时,电荷也会很快消失,丧失粘性。

解答2 :当从卷筒上撕下易贴薄膜时,撕下部分便获得了静电荷。为了验证这点,可将撕下部分靠近自己的面部,你会感到脸上的毛发直立了起来。由于金属会释放掉静电,而玻璃或塑料可保留静电,并且静电越大粘得越牢,故而易贴薄膜可以粘在玻璃和塑料表面。

问题9 :如果将羽绒被罩放进洗衣机,并连同其他小件衣物一起洗,小衣物常常会一团地被卷入被革的某个角落,洗衣球也一样,这是为什么呢?

解答1 :羽绒被罩通常用棉布或涤纶制成,并在一面(正面)印染图形,另一而(反而)上通常染料较少。反面一般较柔软而且比正而的摩擦系数小。将这种被罩放进洗衣机洗涤时,由于正反面摩擦系数不同以及洗衣机波轮转向方面的原因,便会出现您所言的现象。袜子、内衣等小衣服便是在被罩倒转时被卷了进去并随着洗涤和甩干进一步推向被罩深处。较大的印花枕套也常会“吸进”去小衣物。如果把被罩的里子翻朝外(即反面在外),则一般就不会发生这种情况了。

解答2 :这是说明随机过程的一个极好例证。这就像一个醉汉沿一条两边是墙且有水沟的路跌跌撞撞往前走一样:醉汉东倒西歪的步伐是一个随机过程,撞墙和跌入水沟都是可能的。如果撞了墙,他会被弹回路上。而要是掉进水沟,他就只好待在那儿了。你的洗衣球也是一样,它们在洗衣机中随机运动,一旦被卷入被罩M便不那么容易跑出来。你说的这种现象我也遇到过。

编辑者注:《新科学家》自动洗衣店的进一步研究表明,当被罩里子翻向外时.它们在洗涤时仍然会卷住小衣物,纯棉枕套也会随机地卷住袜子等。看来,这种现象部分取决于所洗衣物而料的质地和成分。

问题10 :为什么不应该把解冻的肉再重新冷冻?肉解冻到何种程度再冷冻就不安全、不卫生了呢?

解答1 :冷冻食品并不能杀死食品中的大部分细菌和其他脏东西,冷冻仅只抑制了细菌等脏物的代谢速度,使其进入一种休眠状态。解冻时,被抑制的细菌又重新恢复生机并迅速开始繁殖。因而,食品解冻后,若尽快被煮熟食用,则其中只有较少的细菌。但是如果再次冷冻,新繁殖的更多细菌又将处于休眠。

这样一来,当食品被再次解冻时,这些细菌将以更高更快的速度繁殖,结果导致食品中的细菌越来越多。食用这种反复解冻的食物,当然容易患病。

解答2 :最好不要重新冷冻已解冻的肉,因为肉的细胞结构会由于水的反复扩张而严重受损,这样的肉吃起来索然无味。(待续)

[《The Last Word》New Scientist,1997年10月25日]

'98中国国际半导体设备与材料展览会四月在上海举行

由SEMICON(国际性商业联合组织)主办,中国电子国际经济贸易公司承办,上海科学技术开发交流中心协办的SEMICON CHINA'98将于1998年4月22日~24日在上海国际展览中心和上海国际贸易中心隆重举行。

SEMICON创建于1970年,是国际半导体设备及材料组织的一个国际性的商业联合会,SEMICON的全球成员公司有1950家之多,它代表了世界半导体及平面显示器的最新设备及材料工业。在展览的同时,该组织还将举行10场专题讨论会与国内的同行一起进行学术交流。SEMICON CHINA'98科技专题讨论会将讨论当今半导体行业最新科技动态,包括设备、材料、硅片制作、工艺流程、装配/测试、包装、产量/质量/可靠性等内容。

上海市科学技术委员会领导对SEMICON CHINA'98活动非常重视,上海科学技术开发交流中心为此专门成立了“上海科学技术开发交流中心SEMICON CHINA'98展览会办公室”。上海科学技术开发交流中心副主任孙建华任办公室主任,办公室副主任分别由上海市技术经纪人事务所所长蔡懿和副所长胡川康担任,上海科学技术开发交流中心的有关处室和技术经纪人事务所的全体员工为办公室的成员,办公室组成了展览组和会务组。目前,SEMICON CHINA'98的前期准备工作正在有条不紊地展开。

SEMICON CHINA'98在上海举行,对国内相关产业及行业的领导和工程技术人员了解世界先进工业技术,尤其给上海及周边地区的有关企业提供了一次相当及时的学习并与外商交流的机会,也是内地企业直接向外商获取信息、了解外商在华投资意向的好机会。希望对此次活动感兴趣的单位及个人不要错失良机,积极参加此活动,若对此次活动需做进一步了解的,欢迎来电、来函垂询并与SEMICON CHINA'98展览会办公室取得联系,办公室将为您提供详细资料。

SEMICON CHINA'98展览会办会室电子信箱:caiyi@stn.sh.cn