科技创造未来

1、科技创造未来 淳溪中心小学科普知识讲座主讲：芮秀荣一、乘着气球去太空只有做不到的没有想不到的这次飞行任务将安排在 2002年 7 月到 9 月之间进行，一切视当 时的天气状况而定，他们希望整个飞行过程能够从黎明持续到黄昏。 这个有史以来最庞大的氦气球， 将从大西洋上的一艘英国航空母舰上 起飞。它将上升到 40公里， 12小时以后在距离起飞地点 250 公里左 右的大西洋某处降落。“从那上面看地球，景色一定很美”埃尔森对于他们的构想 满怀憧憬。目前的热气球最高飞行记录是 35 公里，相当于是珠穆朗玛峰的4倍，此记录由美国人马康姆罗斯和崴斯普拉瑟在1961年创造并保持至今。埃尔森今年 48 岁，普

2、雷索特 51 岁，他们将不得不勇敢面对零下26 摄氏度的低温，几乎真空的大气层以及足以让他们的血流停止的 低压，甚至一些散落于太空的卫星残骸将从他们的耳际呼啸而过。“我们的生命支持系统届时将会非常忙碌， ”埃尔森说。 二人将穿着莫斯科“星”（ Zvezda ）太空站上面的那种增压宇航服。这种太空 服可以提供氧气，抽走他们呼出的二氧化碳，而且保持恒温。气球的尺寸是决定它能飞那么高的最关键因素。 起飞的时候，气 球将只有顶部的一个小气囊里充了氦气。 但是，当它升起并且大气压 开始下降之后，气球内的气体就会开始膨胀，气球的体积将增大到它 在海平面时候的 346倍。而当它升到它的垂直极限最高点的时候，

3、 整 个气球将比帝国大厦还要大。和一般的气球不同，飞行员不是坐在一个密封的篮子或者驾驶舱 里。他们将坐在一个敞开的吊舱内，用皮带把自己固定住。如果万一 什么地方出了问题，比如气球那如纸一般薄的聚乙烯表面不小心破了 一个小孔，飞行员将必须依靠一个紧急降落伞逃生， 这个紧急降落伞 就放在吊舱的后座上。他们希望到时能够及时割断和气球之间的一切 联系，然后从高空自由落体到 5公里的高空，在那里打开降落伞。“如果到时候气球真的被扎出一个小洞， 那我们就真的碰到大麻 烦啦！”埃尔森说，“但是这种意外出现的可能性微乎其微。” 埃尔森和普雷索特此前已经有许多次乘坐气球挑战极限的经历。 1999年他们试图乘坐气

4、球环游世界。他们从西班牙出发，但是在飞 到日本的海岸线时不得不放弃尝试。 1991年，埃尔森乘坐气球以 161 公里的时速飞越了珠穆朗玛峰，当气球飞过顶峰的刹那，他又紧张又 激动，因为此时气球距峰顶只有不到 30米的距离。但是，和他们以前所有的体验不同，试图打破气球飞行高度世界 记录是一次绝对另类刺激的体验，一切充满了未知数。 “这是件我一 直以来做梦都想做的事情， ”普雷索特说， “对于一个职业气球飞行 员来说，这是一个终极挑战。”高空飞行的科学保障为什么这项世界记录从 1961年至今一直无人能破？也许，此次 终极飞行任务所花费的代价很能说明问题。 1961年的那次世界记录 是由美国太空总署

5、在背后提供技术以及资金支持的， 但是在记录创造 之后不久，N ASA就把他们的注意力转向了更为刺激诱人的外层空 间。而这次飞行计划，预期总投资将超过一百万美元，那些由数个大 学无偿提供的技术和设备还没有计算在内。世界最咼跳伞记录保持者乔基腾厄说， 埃尔森和普雷索特在大 气同温层将要面临的环境极度危险。 1960年，当时还是美国空军上 校的基腾厄正在和别的科学家一起钻研刚刚起步的太空计划， 他从一 个位于 31公里咼的气球上凌空跃出，成功创造了那项世界记录。“那里环境非常恶劣，因此事先需要做好精心的保护工作。 ”今 年已经 73岁的基腾厄先生告诉我们。他已经给埃尔森和普雷索特提 了好些建议，告诉

6、他们“慢慢来，检查一切小细节。”基腾厄先生也 是1961年马康姆罗斯和崴斯普拉瑟那次破记录气球飞行的顾 问。在飞行过程中二人毫发无损，但是最后气球落到海里的时候，普 拉瑟由于衣服里进了水最终溺水而亡。而这一次，埃尔森和普雷索特将面临的复杂环境绝对不亚于一次 惊心动魄的星际飞行。“从一开始，我们就在寻找最刺激的探险之 旅，”埃尔森说，“但是科学这东西绝不仅仅只是探险和刺激。” 两个冒险家和他们的赞助者 Q inetiQ ，正在请求各个大学的实 验室能为这次飞行提供一些建议。 “一直以来，同温层是大气中人们 了解得最少的部分。” Q inetiQ 是家半公半私的科学研究组织，近 来刚从英国国防评估

7、和研究机构（D ERA）中分离出来。在飞行实验过程中，这批太空先锋们还希望能在气球上拍摄大量 照片并通过卫星微波传回地面，在因特网上作一次现场直播。在 40 公里高空，人们将可以看见方圆 800公里范围以内的事物，而且，从 地面上用肉眼也可以观察到气球，他们计划点燃彩色烟雾弹以便使自 己更容易被看到。由于那时 99的地球大气都在他们脚下，他们将 漂浮在天空的顶端 - “没有空气折射，我们可以看见漆黑一片的太 空，那是天空本来的颜色。”为了能在气球升到最高点时拍到一张好照片， Q inetiQ 研制出 一个小型火箭装置，上面配备了一个照相机和微波传送设备。 公司还 将动用N ASA的超高空无人驾

8、驶飞机“太阳之翅”太阳神的迷你版， 上面也装着一个照相机。目前，埃尔森是一个航空工程师，他曾经构思了无数乘坐地球环 游世界的设想，其中包括史蒂夫福斯西特去年夏天那次企图独自一 个人乘坐气球环游世界的高空孤旅，可是最后以失败告终。普雷索特 则是一家叫做“飞行图片”公司的老板， 那是世界上最大的气球制造 公司，同时专门经营空中摄影生意，他的公司还参与过多部好莱坞电 影的空中场景拍摄工作。尽管困难重重，但是二人对于成功都充满了信心。 “我们已经对 一切可能发生的事情都考虑到了， ”普雷索特说，“只是每次起飞的 时候多少也会感到一些恐惧。 ”埃尔森看上去更冷静一些，他笑着说 他的妻子已经对他的特技飞行

9、生涯习以为常。 “- 就连我的母亲，今 年她已经 90 岁啦，也一点儿不紧张。”二、中国航天空间科技 20 世纪十大新闻 为了纪念我国第一颗人造地球卫星发射 30 周年，由 23 位航天科 技领域的中国科学院院士和中国工程院院士组成的评选委员会，于 2000年4月 23日在北京评出了中国航天空间科技 20世纪十大新闻。 其内容如下。（1）第 1颗人造地球卫星发射成功。 1970年 4月 24日，中国 第 1 颗人造地球卫星东方红一号用长征一号载火箭发射成功。（2）返回式卫星发射成功。 1975年 11月26日，长征二号运 载火箭首次成功发射返回式卫星，卫星在轨运行 3 天后，按预定计划 顺利回

10、收。（3）地球静止轨道通信卫星发射成功。 1984年 4月 8日，长 征三号运载火箭成功发射东方红二号试验通信卫星。（4）神舟号试验飞船首飞成功。 1999年 11月20日，长征系 列新型运载火箭长征二号 F成功发射神舟号试验飞船，11月21日飞 船顺利回收。（5） 中国与巴西合作研制的中巴资源一号卫星发射成功。1999 年10月14日，长征四号B运载火箭成功发射由中国和巴西合作研制 的资源一号卫星（又称 " 中巴地球资源卫星 " ）。其综合性能达到国际 同类卫星水平。（6）太阳同步轨道气象卫星发射成功。 1988年9月 7日，长 征四号运载火箭成功发射风云一号气象卫星。（

11、7）大推力运载火箭成功发射。 1992 年 8 月 14 日，长征二号 捆绑式运载火箭成功发射由美国休斯公司研制的澳大利亚澳赛特 -B1 通信卫星。 "长征二号捆绑式 "运载火箭在大推力发动机、 大型卫星整 流罩和火箭捆绑技术等方面取得重大成果。（8）中容量通信卫星发射成功。 1997年 5月 12日，长征三号A 运载火箭成功发射东方红三号通信卫星。（9）中国宣布进入国际商业卫星发射市场。 1985年 10月 25 日，中国政府宣布 " 长征 " 系列运载火箭承担搭载和卫星发射业务。 中 国自 1990年 4月 7日发射亚洲一号通信卫星之后， 共将 26

12、颗外国卫 星成功发射升空 。三、UFO现象的认识近日，国家天文部门提供的权威报告证实，去年11月以来，国内多次报道的所谓的UFO事件，几乎全是人类活动或地球大气活动或 两种因素交互作用所产生的结果，与可能存在的地外文明没有任何关 系。去年11月以来，在我国南通、成都、汕头、 上海、厦门、大连、武汉、北京等地，不断有 人声称目击了不明飞行物（UFO。一时间，从 南到北，从东到西，似乎都有天外来客造访。尽管民间的爱好者乐此 不疲，而职业科学家对此却持否定态度。近日，国家天文部门提供的 权威报告证实，这些所谓的UFC事件，几乎全是人类活动或地球大气 活动或两种因素交互作用所产生的结果， 与可能存在的

13、地外文明没有 任何关系。科学家呼吁公众以理智、科学的态度对待 UFO天文学家们认为，在茫茫宇宙中虽说有可能存在地外高度发达的 文明，但在人类几千年的文明中，地外文明“光临”地球的可能性趋 近于零。理由是：距离太阳系最近的恒星系统也有 4. 3光年，这样 遥远的距离，从那里乘最快的飞船到太阳系，也要飞行几万年，有如 此长寿的地外生物吗？有供飞船使用的燃料吗？这些不可逾越的障 碍，将成为目前UFO不存在的依据。这一推断也正好与百多年来没人 证明有UFO光临地球的事实相互印证。UFO事件的报道始于19世纪末。20世纪以来，全世界范围内有 关报道达数万次，所有后来被证实的UFO事件，几乎全是与人类活动

14、或地球大气活动及两种因素交互作用有关。 即使那些极少数始终未被证认的所谓UFO事件，迄今也未有中外科学界发现任何迹象能证明它 与所谓“外星人”的光顾有关。 20 世纪六七十年代，美国的一个专 门调查小组证明，2000例UFO事件中，没有一例能证认是与“外星 人”有关；英国对 1631例进行调查， 其中能证明 750件与飞机有关， 203 件与人造卫星或其他飞行器碎片有关，108 件与气球有关， 170件与行星等已知天体有关， 121 件与大气等因素有关， 其余无法证实。 我国情况也大抵如此。上海天文台有关专家认为，即使对未证认的UFO事件，也绝对不 能视为“外星人”光顾地球。至于对去年 12月

15、上海的两次所谓 UFO 事件，根据他们目击和判断及一些来电反映， 应是飞行高度在万米以 上的高空飞机。只是还没有确认是民航机还是战斗机；是中国的，还 是外国的。民航局有关人士明确表态不排除是正常航班飞行的飞机。有人从军事角度分析， “不明”飞行物，是观察者 “不明”，而实施 飞行的军事飞行的航管者也许是心知肚明的。如果是军事飞机试航， 能将此秘密让目击者明了吗？所以，听科学家的没错 。四、厄尔尼诺五千年 据一份对秘鲁化石的研究报告称，现在所说的“厄尔尼诺”现象 早在 5000年前就已出现。报告还说，那时水的温度比现在高 3 摄氏 度。这份将刊登在明天的美国科学周刊上的报告说，虽然“厄尔 尼诺”

16、现象要追溯到 15 万年前，但是它以现在的形式出现的时间 距今并不遥远。缅因大学和佐治亚大学的专家研究了秘鲁太平洋沿岸西切斯和 奥斯特拉地区的鱼化石， 这些化石里含有当时的鱼所栖息的水的温度 信息。从鱼化石中获得的数据同从太平洋珊瑚礁、 秘鲁沿海的花粉和瓦 斯卡兰山的冰层中获得的信息是吻合的。 所有这些资料显示， 过去的 “厄尔尼诺”现象不如现在活跃。 “厄尔尼诺”现象是发生在热带太 平洋上的大洋气候系统的异常现象，它对全世界的气候产生重大影 响。它会引起中美洲的严重水灾和旱灾， 造成澳大利亚的火灾增多或 美国连降暴雨。它的名称是由厄瓜多尔和秘鲁的渔民们起的， 渔民们注意到海水 在圣诞节前后升

17、温， 因此取名“厄尔尼诺”， 它在西班牙语中的意思 是“圣婴”。佐治亚大学的研究员弗雷德安德勒斯参加了这项研究工作，他 说：“我们的材料更加坚定了这样的看法： 我们今天所看到的厄尔 尼诺'现象开始出现的时间相对而言并不遥远， 大约在 5000 年前。”安德勒斯和缅因大学的专家研究了秘鲁的鱼骨化石， 从化石中的 氧同位素可以了解当时水的温度。这种鱼化石中的生长层可以用显微镜来分析， 从而获得水温的信通过对这种化石的广泛研究， 可以得到很长时间内水温的完整数 据。安德勒斯说， 很显然气候发生变化是一个规律， 而气候的稳定不 变则在世界历史上是例外。“厄尔尼诺”现象是非常复杂的气候现象， 因

18、为它包括太平洋一 个区域的信风的变化、 水温升高和冷水层停止上升到海洋表面。 结果 是上升的水层温度较高，其中含有的养分发生了变化。安德勒斯说，鉴于“厄尔尼诺”现象造成的重大影响，如 1998年米奇飓风造成 15 万人死亡，“所以应该懂得气候是一个充满自 然变化的系统， 6000 年前的厄尔尼诺'现象没有现在这样频繁”。对鱼化石的研究表明，西切斯的水温在 5000年前比现在高 3 至4 摄氏度。在西切斯以南的奥斯特拉，对鱼化石的研究证明， 5000 年 前的水温比现在高 3 摄氏度。参加这项研究的伊丽莎白 赖茨说，厄尔尼诺”现象频率的变化可能也影响到渔业资源的变化和太平洋沿岸居民生活习

19、惯的变化五、海洋的未来是什么样子？海洋，这个人类在地球上的最后边疆，未来将是个什么样子？ 随着科技的进步和时代的发展，一个开发海洋的新时代己经来 临。在开发海洋中，人们将更有效地从海洋中取得更多财富。越来越 多的国家正在筹划建立或已经建立了海底田园和海底牧场， 人们正在 从过去单纯的海洋捕捞时代， 逐渐过渡到未来的“耕海”时代。 在不 远的将来， 人们在海底田园和海底牧场中， 将比在陆地上的农牧场中 工作得更出色、更有效，因为同面积的单位产量，海洋养殖的产量要 比陆地种植高出 100 倍。人们将大量养殖海藻和海草等， 供应陆地上 的牛、猪、羊等作饲料，从而获得更多的蛋白质、世界海底田园的总 产

20、量不久将会从目前的 2000万吨跃增到 5000万吨，大量的海藻、 海 草等也将由水下联合收割机来割取，然后由钢索吊装到船上。在不久的将来， 人们世世代代捕鱼用的渔网将被强大的吸水装置 替代，利用电场发出的光、 一定频率的声音和溶于水中的特殊化合物， 能够引诱和迫使鱼群集中在一起， 游近船上放下的吸水管道， 吸水管 道连水带鱼一起吸进船舱中。 到那时， 连同海底牧场向人类提供的各 种鱼虾类一起，人们从海洋中所获得的海味将达 10 亿多吨，比现在 向海洋索取到的多上十几倍乃至几十倍。随着世界对石油、 天然气等资源需求员的不断增长和人们对这些 资源的大量开采， 陆地上的这些资源将日益枯竭。 使人们

21、势必将目光 转向海洋，或者另找新能源。据估计海底的石油蕴藏量约为 900 亿 吨，仅北冰洋的石油储量就可供世界用上 50年。目前，己有 100 多 个国家和地区开展了大陆架和深海石油的勘探与开采，己发现了 500 多个油气田，一个为期十年的世界海洋边缘钻探计划的实施已近尾 声，人们正在从大陆架下斜到深海盆的地方。探索和开采海底石油， 并将把生产基地建在海底。 对于海底石油开采后的运输问题， 人们将 用大型潜水艇。 设想把巨型塑料筒沉入海底， 里面装上 10 万吨原油， 由潜艇拖带航行。也有人设计用飞船装运。海洋中存在着巨大的能量， 人们称之为“蓝色的煤海”， 它将转 化为人类未来的能源。未来的海洋热能转化厂，将设置在海中，在沿 海可由电缆供给城市用电。 被誉为“未来的燃料”的重水， 海水中的 含量也比陆地水高得多。 从重水中可以提取氢的同位素， 科学家们正 在用它来进行热核反应试验， 如果获得成功， 它将成为取之不尽的能 源。在不远的将来，人们还将建造“海底城市”，这己不是幻想，而 是现实。目前，日本已为阿拉伯国家建造了一座海上游动的“小城 市”。它大多用钢铁做成，中心是一座 6 层大厦。设有室内小花园、 电影院， 水电全部自己供应。 它可以满