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第31章 高科技探察(4)

一座高42米、每边长54米的平顶金字塔,沉睡在近400米的水下,另外还发现了码头、港口设备遗迹和大理石的雕像。根据巴哈马群岛附近海底石灰岩的分析,证明它在1.2万年前曾存在于空气之中,也就是说这里曾经是陆地。那些富于想象的探索者怀疑“大西国人”可能还活在百慕大海底。

资料卡三:2020年人类住回海底再长鳃

人类专家预测,2l世纪中后期,世界总人口将突破200亿。届时有限的陆地空间已不能满足人类正常生活的需求,因此有学者提出让人类回到大海。

目前,人类海洋建筑学家正在勾画海洋城市的蓝图:日本人建成海上机场,又要建海上城市;美国人要在夏威夷群岛的海底建造环岛海底城市。

婴儿身上出现的返祖现象中,有的会长出鳃,这不禁使我们思考:人类会长鳃吗?基因学者认为,在了解了人类基因组和鱼类基因组的基础上,让人长出鳃是完全可以做到的。

地球上曾有半人半兽

不久前澳洲发现了一处石器时代的岩画,上面画的是奇形怪状的生物。考古学家称它们为人和动物的杂种,并且认为这些岩画是古代“画家”的写生画。

悉尼澳大利亚博物馆研究波尔·塔孔岩画的专家和剑桥大学的人类学家克里斯托弗·奇彭代尔都认为,文明初期有过包括半人半马在内的杂种,它们完全有可能是原始人的邻居。

他们在澳大利亚和南非发现了32000多年前的兽头人,还有人头兽的岩画,并且对这些奇怪的岩画进行了世界上首次最详细的研究。科学家们仔细研究了人类祖先的近5000幅岩画,并对其出现的频率和所画杂种的类型加以系统整理,并断定它们的年龄,最后得出远古时候还确确实实有过人兽的结论。

古希腊和罗马的神话中也有不少有关人兽的情节,其中更多是提到半人半马。这种动物上半身是人,下半身是马或别的像牛、驴、绵羊乃至山羊等动物。kentauros这个词也是合成词,ken(来源于kenw)意为“我要杀死”,tauros意为“牛”,这跟古代的天文知识有着联系。每当人马星座出现在夜空中,金牛星座(太阳象征之一)便隐而不见。

据古希腊传说,半人半马是从希腊山下来的,它们在山上同当地居民的关系很紧张。因为半人半马一个个嗜酒如命,因而极易动怒,曾不止一次跟人类发生过冲突。

古时候,不少民族都相信他们是动物的后裔。比如说,古代有西域人认定猴子是他们的祖先,印度半岛有些人认定他们的祖先是马,东南亚有些国家则认为狗是自己的祖先。

还有一些非常怪异的传说。比如说,有一则古希腊神话就说,由众神与人的主宰宙斯变成的蛇勾引了马其顿国王的女儿奥林比亚,结果生下未来伟大的征服者马其顿王亚历山大。

还有故事说希腊科学家塔列斯曾劝说他的主子柏立安德,要他别把马群交给那些未婚的牧人去放牧,免得产下一些半人半马。罗马讽刺诗人尤维纳利斯曾有过这样的记述,说罗马女人经常勾引动物。实际上,在古埃及,这种故事的内容表明了人类对动物的生育能力的崇拜,还是当时祭祀生育力的内容之一。

能源前沿

未来电池可用糖水充电

美国科学家发明了一种利用糖作为能源的新技术。

利用活细胞中发现的普通酶,一种新型的燃料电池就可以利用糖产生少量的电。如果这种技术可以实现规模化生产的话,那么只需要几滴你所喜爱的饮料就可以为你的手机充电了。

在燃料电池中,化学反应可以产生电流,这一过程通常依赖于贵重金属,例如铂,作为催化剂。在活细胞中,酶也在进行着类似的工作,分解糖并产生能量。

圣路易斯大学的谢莉·敏提尔说,以前研究人员在利用酶进行燃料电池的研究时,对于保持酶的活力十分头疼。但是,生物细胞能够不断产生新鲜的酶,而燃料电池中却没有在酶发生性质变化时保持这种酶更新的机制。

敏提尔和同是圣路易斯大学的圣塔玛拉·克劳茨巴赫已经发明了一种高分子聚合物,它能够将酶包围在一个微小的“袋子”中保护起来。这种高分子聚合物可以保持这种酶的活性长达数月而非几天。

在新的燃料电池中,包装着酶的微小的高分子聚合物“袋子”被植入到覆盖在一个电极的膜上。当含糖液体中的葡萄糖进入“袋子”时,其中的酶就会将其氧化,并释放出电子和质子。这些电子穿过膜并进入到电线中,通过电线到达另一极,在那里它们与空气中的氧气发生反应。这种通过电线的电子流就形成了能够产生能量的电流。

伊利诺伊大学的化学工程师保罗·克尼斯说:“无需使用贵重金属可以节省资金,而利用各种各样的酶则还能拓宽可以利用的燃料的范围。”

其他研究小组发明的酶化燃料电池可以使用更普通的燃料,例如酒精。敏提尔说,直接使用糖作为燃料将比发酵玉米或是甘蔗或是其他作物中的糖变成乙醇的能量效率更高。

现在敏提尔发明的燃料电池还只是能够将葡萄糖部分地氧化,所以它只能产生少量的能量。

敏提尔领导的研究小组现在正在研究将一系列不同的酶植入到它的燃料电池中以期获得更高的能量。

敏提尔预测说,可能需要三年时间才能将这种技术转化为消费产品。美国国防部资助了这项研究,它也对在战场上利用糖作为能源十分感兴趣。

在南海建大型浮海

风力发电场美国国家工程院院士鲍亦和提出了在南海建设大型浮海风力发电场的设想。

鲍亦和在海南大学作《以海风代煤,以海风代油,发展经济实惠的浮海风电场》报告时表示,海南拥有二百万平方公里的海域管辖权,南海风力资源丰富,初步预计海风发电容量可达二十亿万度。

鲍院士说,中国海上的风能资源非常丰富,初步估计,如把中国沿海二百海里以内的海上风能资源变成绿色电能资源,可抵全国现用电量十倍以上。

在谈到技术和经济可行性时,鲍院士透露,欧洲现在的海风发电成本较高,他设计采用造价低的立轴式风电机,将设备装在十公里外、海风较大的远海,用扩大规模、增加发电量的方式,使海风发电成本低于煤电。鲍院士已正式向海南省政府提出发展浮海风电的建议,前期在海南周边海域建设一座二万千瓦的示范性浮海风电场,同时美国浮海风电公司拟在海南建立浮海风电研发和生产基地。

海上飞船时速可达160公里

一种革命性的新型海上交通工具飞翼船,将改写英吉利海峡的航运史——它能以时速160公里的速度“飘”洋过海,而且完全不接触水面!它利用如海鸥滑翔飘过水面的原理,达到高速载运人货的目的。日前,法国政府拨款30万英镑,授权法国马赛“焦点21”机械制造公司研发飞翼船“爱洛普泰勒”。

据报道,飞翼船“爱洛普泰勒”既可在空中行驶,不可在码头停靠,然而它既不是船也不是飞机。在不久的将来,这种革命性的法国新式渡船将搭载乘客,以每小时160公里的高速“飞越”英吉利海峡。

据悉,“焦点21”准备借鉴前苏联、美国和澳大利亚的相关经验,预计在3年内打造出首条飞翼船的原型船。一旦建成,它将被主要用于从法国本岛往返科西嘉岛及横穿英吉利海峡等短途海洋运输,在海面上方3米“飘”洋过海。

与传统飞机相比,飞翼船的机翼短而粗,当它开始行驶时,机翼下方将产生高压气流,从而将机身“升”离水面。同时,机翼顶端产生的旋转涡流,将产生一种类似地面对于船体的支撑作用。当飞翼船高速行驶时,前方气流将源源不断地“楔入”机头下方,从而进一步提高“飞行”效率,节省了燃油。因此,虽然它的速度是传统船的2倍,所耗费的燃料却更少。另外,飞翼船的运输成本仅为飞机的一半,速度却比普通水上快艇快很多。

“爱洛普泰勒”在行驶时非常安静,操纵它也比操纵飞机容易得多。此外,由于飞翼船在海面上方“飞行”,所以除非遇到狂风大浪,一般情况下乘客可以免受颠簸之苦。

事实上,飞翼船的前身,是20世纪七八十年代冷战期间由前苏联秘密研制的一种名为“爱克拉诺计划”的飞行器,它可以在伏尔加河、海面和西伯利亚冻土上方18米处、以约483公里的时速高速行驶。美国情报部门曾将这庞然大物命名为“里海海怪”。

玉米棒芯的神奇储存作用

美国工程专家在天然气存储领域获得突破性进展,他们巧妙利用玉米棒芯研制出一种纳米孔天然气储存装置,存储密度及压力指标都创下新纪录。

美国密苏里大学和中西部研究所的工程专家介绍说,他们以玉米棒芯为初始原料,制成一种“碳砖”,其内部布满复杂的形状不规则的纳米孔,存储天然气的密度创下新高,可轻松把相当于纳米孔自身总体积180倍的天然气储存在内,而内部存储压力却只有普通天然气存储罐的七分之一。

2000年美国能源部设定了天然气储存装置“1801”的长远设计目标,以推动天然气燃料的应用研究。研究负责人彼得·普法伊费尔说,碳砖纳米孔技术是第一种达到这一标准的存储技术。这一存储手段的新突破对于美国来说意义重大,有望推动天然气燃料在汽车领域的应用。

研发小组人员说,他们已经设计出一个试验装置,安装到一辆皮卡车上试用,“我们将在此基础上设计出紧凑型的汽车天然气储箱,它与目前的油箱一样简洁实用”。

美国国内天然气储量丰富,而且汽车使用天然气为动力在环保方面效果良好。但目前天然气在美国汽车中的应用十分有限,主要是受到天然气储存装置的局限。

通常的汽车天然气储存装置需要将天然气高压压缩到一个大储罐中,这样才能存入足够多的天然气以保证连续行驶。现在,碳砖装置内部的纳米孔网络在较低压力下就能存储多得多的天然气,实用性大大增强。研发人员介绍说,较低的压力使得天然气储存装置的外形设计余地更大,可以设计成薄壁、直角的轻巧型气罐,附置于车底部,不占车内空间。

普法伊费尔说,玉米去粒之后的棒芯在美国中西部各州产量很大,将来,人们可以将玉米粒用于加工生产乙醇,棒芯用于制造天然气储罐,这将极大地推动生物燃料的开发应用。

光可以穿过固体金属吗

据外国媒体报道,最近研究人员在将一种特殊的光照射到一块有着许多不规则小孔的金属片时发现,照射在上面的所有的光线都变得和液体一样进入到了金属片中,然后找到路径从另一面照射出来。

这是非常不可思议的。想象一下,将一束光照射到你家厨房使用的漏勺上时,这束光线的其中一些会从漏勺的孔里穿过去,但是总还会有很大一部分被漏勺的固体部分挡住。而与此相反的是,太赫射线(一种低频光,波段位于微波与红外线之间的区域,有时称为T射线)在照射到一块金属薄片上时,可以通过上面的不规则小孔全部穿过这块金属片。

进行该实验的犹他大学的物理学家Ajay Nahata说:“你可以让这些光100%地穿过金属片,即使上面的孔只占了面积的20%。”

虽然听起来很简单,但是要理解如此多的光是怎样穿过这些孔的仍是一个相对较新的理论。最早对此进行解释的是托马斯·埃布森,他在1998年公布了一项研究,称穿过单个小孔的可见光的量要多于科学家原来所预期的。自埃布森提出他的发现之后,研究人员们猜测这项理论只能应用于可见光穿过规则形状的小孔,比如说正方形。但Nahata和他的同事却在他们的最新实验中发现,光可以穿过金属片的表层,然后透过金属片上的不规则小孔全部从金属片的另一侧钻出来。

Nahata和他的同事也是最早发现太赫射线与金属以及上面的小孔之间的反应的研究人员,因为可见光振荡得太快,因此很难被测量,而科学家能够精确地测量出低频太赫射线的频率。通过使用太赫射线,可以清楚地看到光是怎样以及什么时候从金属片的小孔里出来的。当你将光线照射在这些小孔上时,一些光直接穿过了,而还有一些会过一会才出来。

因为所有的光波都趋向于相似的活动特性,因此研究人员猜测他们所观察到的太赫射线的活动特性在其他的电磁波当中也存在着。

犹他大学的研究员们希望将太赫射线应用于无线通讯和国土安全活动中。

火车时速能达到2.25万公里

法国高速列车2007年4月3日在行驶试验中达到574.8公里的时速,打破了1990年由法国高速列车创下的时速515.3公里的有轨铁路行驶世界纪录。人们在欢呼的同时,也产生了更多疑问:这一最新世界纪录何时能再被打破?火车到底能跑多快呢?

此次破纪录的试验列车被命名为“V150”,意思是实现行驶速度超每秒150米,即时速540公里的目标。“V150”列车于当地时间3日13时在刚刚竣工的巴黎—斯特拉斯堡东线铁路264公里处启动。启动10分钟后,列车首先达到时速515.4公里,打破了法国高速列车保持了17年的世界纪录。在行驶73公里后,列车时速达到574.8公里。这一速度与短程螺旋桨货运飞机的速度相当。

列车在时速超过500公里时,车体非常平稳,且噪音没有明显增加。“V150”列车是为此次试验专门研制的,列车全长106米,重268吨,由两辆牵引机车和3节车厢组成。与目前法国高速铁路实际运营的列车相比,这一列车车轮的直径从920毫米增加到1092毫米,以保证每次转动覆盖更长距离。牵引力也增加了一倍。除了列车本身,铁轨也作了专门处理,以确保和车轮的完全接触。为列车提供电力的输电线路也加大了电压,由2.5万伏特升高到3.1万伏特。这条铁道从巴黎通到法国东部。

火车到底能跑多快呢?北京交通大学的一位铁路专家说,根据理论上的计算,火车时速可以达到2.25万公里,但考虑到旅客生理上、心理上对列车加速、减速所能承受的限度,火车的加速度必须加以控制才能被人们接受,在控制的情况下,列车的速度从理论上讲也应该能够达到每小时1.35万公里。

传统轮轨铁路的运营速度是每小时300350公里,在此基础上要想使速度进一步提高,就要受到轮轨摩擦的限制。因为存在空气动力、阻力、轮轨关系、噪音等方方面面的影响,再加上对高速铁路的稳定性、安全性等方面的考虑,都导致铁路无法达到理论速度。

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