书城教材教辅启发青少年的科学探索故事
72695200000006

第6章 科学探索的故事(5)

他一见罗伯,便高高举起手中的一盒点心,说:“亲爱的数学家,祝贺你拿了奖,这盒点心是我祝贺的礼物!”

罗伯接过点心,道了谢,看门人便告辞回楼下值班室去了。

当天晚饭后,看门人打着手电,按惯例开始了对公寓的巡视。他叼着烟,来到二楼,见到214—号房间——罗伯的处所房门虚掩,便想偷偷溜进去跟他开个玩笑。

他刚走到门口,竟吓得目瞪口呆,半天也讲不出一句话。

罗伯先生躺在地上,鲜血映红了绿色的地毯,他瞪着恐怖的眼睛,望着看门人。看门人吓得魂飞魄散,跌跌撞撞赶回值班室,向警方报了案。

警方在勘察了现场后觉得凶杀案十分头痛,现场没有任何线索,而罗伯的房间好像又没有丢失过什么。

正在他们查找线索时,门外传来了一阵嘈杂声。一个黑色礼服的中年人竭力挤开拦堵他的警察大声喊着:“罗伯怎么啦!他怎么啦!”

原来这个人是罗伯最要好的朋友,数学家洛西,他碰巧路过此地,便上楼来瞧瞧。

他一见罗伯躺在血泊中,便忍不住抽泣起来,他紧紧握住警长的手,沉痛地说:“警长,你无论如何要抓到凶手,你知道吗,罗伯的死给法国的数学界带来多大的损失!”

警长叹了口气,拍了拍洛西的肩膀。

洛西很自觉地站到门外,托着下巴,悲伤地凝视着倒在血泊中的罗伯。他觉得罗伯的眼睛似乎有什么话要告诉他。顺着罗伯的胳膊望去,洛西发现罗伯手里紧紧捏着一块点心,点心的一部分都被捏成了粉末。

警察们处理完现场,洛西也回家了,接连几天,他一直沉寂于悲痛中,罗伯同他的多年友谊和被杀的惨状交替出现。他最后决定去警察局打听打听案情的进展。

警长热情地接待了洛西,并告诉他凶手抢走了那一万法郎,这是一起杀人谋财案,可现在却没有任何线索。临走前,洛西找警长要了一张罗伯被杀现场的照片。

瞅着照片,洛西想到了一些疑点。罗伯为何死死攥住那一块点心?点心又代表着什么呢?洛西苦苦思索了好几天,蓦地一个念头闪过了他的脑际。在英语中,点心叫“pie”,派而在希腊语中与pie同音的π就是圆周率,圆周率约等于3.14。难道这是罗伯的暗示吗?不管如何,必须先去查查。

洛西连午饭也没吃,就直奔罗伯住的公寓。看门人对洛西说:“唉,罗伯真是个好人,可……警察怎么还捉不到凶手?”

洛西打断了他的话题,问起了314房间客人的情况。

“那个混蛋呀,我真后悔让他住进来,他除了喝酒,就是赌博!”

“他还住在这儿吗?”

“不,罗伯先生被害的第二天他就搬走啦!”

洛西把他的疑问告诉了警方。警长认为这个想法太离奇。但由于罗伯的知名程度,还是决定查一查。

很快,警方抓到了凶犯塞斯。塞斯一见警察,吓得腿肚子直打抖,连声说:“我讲我讲,我什么都告诉你们,我并不打算杀害罗伯,可他认出了我!”

原来,那天塞斯赌博输光了钱,连晚饭都没了着路。路过街口的商店时,他看见橱窗里彩电正进行数学大奖的颁奖仪式。获奖的那个人如此面熟,好像在什么地方见过。

塞斯凝神细想:“对了。”他一拍脑瓜,“他就住在我的楼上,是个单身汉!”

为了钱,塞斯决定铤而走险。

事发当天,塞斯用匕首威胁罗伯,低声喝:“把钱交出来!”

罗伯却说:“你不是住在我楼下的邻居吗?”

塞斯愣了,他原以为公寓内有400多人,而自己又刚搬来没半个月,没人认识他。但他的如意算盘打错了。因此他只好来了个一不做,二不休,杀了罗伯。

讲完这一切,塞斯抱着头,说:“我不想杀人,可他认出了我,我没有办法……”

神秘的金字塔

在埃及的首都开罗附近,矗立着许多大大小小的奇怪建筑,这些建筑全用石头砌成,从外表看,它很像汉字的“金”字,因此,人们就叫它们金字塔。

在所有的金字塔中,最著名的是法老胡夫的陵墓——大金字塔。科学家对大金字塔进行过细致的测量和计算,结果令所有的人都十分惊异。

他们发现,大金字塔高146.6米,底面是个巨大的正方形,建造它用去230万块石头,这些石头1米厚,2米宽,而长度不等。这些石头平均重2.5吨,大金字塔建于4800年前,当时根本没有今天现代化的建筑工具,只靠人扛马拉,古埃及人怎么能修建起这样的巨大建筑呢?

同时,科学家们还发现了一组奇妙的数据,这些数据与自然界的规律有着惊人的巧合。比如,把金字塔的塔高乘以109,得到的数字正好是地球到太阳的距离;用塔底面积除以两倍的塔高,正好是圆周率的近似值3.1416;若将金字塔的重量乘以1015,得到的就是地球的重量……

除了这些令人震惊的数字,人们感到,大金字塔的修砌方法也很令人不可思议:大金字塔是由大石块一个挨一个,一层挨一层地砌起来的,而这些石块与石块的连接,根本没有用任何填充料和粘合剂,可是石块接缝处却结合得如此紧密,连一片簿纸都插不进去。

在建筑上,金字塔留给人众多难解之谜。

法老的诅咒

金字塔是埃及法老的陵墓,法老死后,他的尸体被放进金字塔,同时,埋葬的还有数不清的金银财宝。金字塔不仅是个奇迹,而且是个宝库。几千年来,不断有人进入金字塔,进行挖掘宝藏的工作。

1916年,英国考古学家卡特和卡纳洛尔率领一支考察队来到图坦卡蒙法老的陵墓所在地进行挖掘工作。他们挖了一年又一年,结果什么也没有发现。到了第七年,辛苦了六年的人们才有了点收获,他们终于找到了陵墓的入口。

图坦卡蒙法老死时十分年轻,他的妻子很爱他,就命人陪葬了许多金银珠宝。因此,世人都传说,图坦卡蒙的陵墓里珠宝遍地。那么这支考察队能找到什么呢?

考察队员怀着激动而恐惧的心情进入陵墓,走了很久,他们发现一扇大门,门上写着:谁扰乱死者,谁将会横死!这是法老的诅咒。队员们没理睬这句话,他们推开了大门。天啊,呈现在他们面前的的确是一座宝库!

然而,没多久,灾难降临了:考察队有22人突然死亡。死前他们都在念叨:“法老的诅咒!法老……”直到1962年,一位医生才发现,陵墓中有种存活千年的病毒,是它夺走了这些人的生命。

秦俑千古之谜

秦陵兵马俑,阵势恢弘,神态各异,工艺精湛,堪称世界第八大奇迹!

考古工作者对它进行了深入研究,但至今仍有许多谜团,比如秦陵兵马俑究竟是秦始皇陵的陪葬坑,还是秦始皇的五世祖母秦宣太后墓的陪葬坑,或者是秦统一六国后修建的纪念性建筑?对此学者们各持己见。

就是在建造工艺上,也存在着许多难解之谜。首先,彩绘兵马俑的颜料多数来自天然矿石,但有一种紫色的颜料,成分是硅酸铜钡。这种物质在自然界从未发现过,直到二十世纪八十年代,才由人工合成。那么二千多年以前的古人是怎样配制出来的呢?其次,秦俑所佩带的剑,弹性极好。二千多年前,冶铁技术刚刚出现,古人就造出了这么好的剑,诀窍在哪里呢?还有,复杂的镀铬工艺是一九三七年美国人才发明的,而秦俑的兵刃上却镀有铬。生活在二千年前的古人,在没有电的情况下,怎么会掌握镀铬技术呢?再有,超大超薄超长的铜车车盖又是怎样一次浇铸成功的?等等、等等。

秦陵兵马俑的出土,向世人展示了中国古代的灿烂文化,同时也带给人们许许多多等待解决的千古之谜。

吉尼斯世界纪录

我们常听人说,世界上一些堪称“之最”的事物,例如最高的人、最小的虫、最长的画卷等等,被称为“吉尼斯世界纪录”。那么,“吉尼斯”到底是什么意思呢?

原来,吉尼斯原本是一家酒厂的名字。一次,这家酒厂的老板比弗看到一只金色的鸟,飞得像离弦的箭那样快。他想,这是不是世界上飞得最快的鸟呢?可是,比弗查遍所有的图书资料也没找到答案。从那以后,他请来两个助手,大量搜集各种资料,决定建立一家专门收集“世界之最”资料的机构。

很长时间之后,比弗他们终于编成了一本纪录这些资料的书,并冠以吉尼斯酒厂的名字,名为《吉尼斯世界纪录大全》。此书一经问世,立刻大受欢迎,十分畅销。比弗更是大受鼓舞,他邀请专家,成立编委会,使这本书包罗万象,大到宇宙天体,小到海藻虫鱼。而这些被该书收录的各类“世界之最”,便被称为“吉尼斯世界纪录”了。

阿拉伯数字

1、2、3、4、5、6、7、8、9、0,历来被人们称为阿拉伯数字。然而,这所谓的阿拉伯数字其实并不是阿拉伯人发明的。阿拉伯数字最早出现在古代印度,直到公元8世纪,才由印度天文学家毛卡传入阿拉伯地区,阿拉伯人称其为“印度数字”。后来,这种数字经过阿拉伯人的不断改进,又传入了欧洲,并很快传遍全世界,为各国所采用。

这套数字系统最先只有1、2、3、4、5、6、7、8、9,当时还没有“0”。“0”这个数字,在那时还是一个黑点。后来,又经过了几百年的演化,“0”才正式出现。直到那时,这套完整的十位数字才真正形成。

长江洪水:有多少问题需要解决

4月3日,刚刚在北京参加完“气候变化国际科学讨论会”的施雅风院士匆匆返回了南京,因为一项题为“气候变化与长江洪水”的讨论会正在等着这位84岁的老人。参加这次研讨会的近90人当中,有来自中、德等国的科学家,有水利部门的官员、技术人员。如果仔细观察就会发现,中方来宾的单位驻地几乎全部在长江两岸。

科学家们各自介绍预测模式、各种平台或者科研成果时都是侃侃而谈,但面对“未来5—10年,长江流域将发生多少次、多大规模的洪水”这个问题时,他们会讲,科学在这个问题上面临的很多困难,总之,现在给不出答案。

此外,还有许多问题困扰着科学家们:为什么在整个流域增暖增湿的状况下,四川却在逐渐的变冷、变干?为什么有记录以来的最大洪水却发生在比较冷的时期?为什么极端旱涝灾害发生在同一地区?

但是,大多数科学家可以肯定地说,未来5—10年内,长江流域将进入一个显著的增暖增湿的过程。至于增温的强度,科学家们的意见比较一致,到2050年,温度上升2℃左右;而降水量的预测范围则比较大,在10%—30%之间。

面对这样肯定的答案时,解决一切尚难说清的问题就变得更加急迫。面对长江洪水,人们有多少问题需要解决?

1.洪水预测:不确定性太多太多

在河海大学的陈喜教授看来,洪水预测的不确定性是由一系列的“不确定”决定的。

首先是观测资料的限制。全球观测资料存在两个问题,一是空间上密度不够,二是时间比较短。气候变化是一个长期的过程,而资料的匮乏使得模式的建立与检验都比较困难。

再有,气候模式本身的精确度不够,而它的精确度又取决于很多方面。目前的计算机在研究全球问题时速度还不够;全球气候模式又很复杂,计算时必须进行简化,因此也会造成误差;现有模式更多地考虑二氧化碳增加对未来气候变化的影响,然而其他工业气体的排放也会造成相应的影响;水量在气候模式当中也很简化,但它无疑是影响气候变化的重要因素。

降水量作为气候模式的输出结果,进入水文模式进行洪水预测。水文模式也同样存在计算能力以及资料等问题,再加上陆地空间变化非常大,地表状况复杂,以及降雨的许多偶然性,洪水预测的不确定性也就可想而知了。

关于气候变化和洪水的研究何时才能成熟呢?陈喜表示,这是一个长期的过程,研究资料的积累,研究水平的提高,都需要时间。

陈喜所讲的资料问题,已经成为科学家们面临的一个“公共性”问题。此外,由于长江流域各地区洪水原因存在差异,更增加了洪水预测的不确定性。

2.上游来水:冰川、降水各不相同

受上游来水量减少等因素影响,去年冬天长江部分河段出现了有水文记录以来的最低水位,长江沙市水位降至30.02米。这样的特枯水位一直持续到2月下旬,造成部分水道断航。

然而,如果把这次“特枯”事件放到一个比较长的时间角度来看,也许会找出它的“必然性”。国家气候中心任国玉研究员对1950年以来我国的降水和温度变化情况进行了分析,结果表明,四川盆地及其西北一带降水量呈减少趋势,在总降水量减少的地区,暴雨日数也减少,而且温度也逐渐降低。

降水量为什么减少,是年代际变化导致转干,还是由于西南季风减弱,科学家们显然还没有确切的答案。

中国科学院寒旱所的何元庆研究员认为,“长江上游来水量减少是由于西南季风减弱”的提法很模糊,因为西南季风实际有两个分支,一支来自于印度洋的阿拉伯海,主要影响我国的青藏高原;一支则来自于孟加拉湾,主要影响我国西南地区。

何元庆认为,长江上游降水有很大的不确定性。除了地形差别显著之外,大气环流形势十分复杂。除了西南季风的两个分支以外,东南季风也会影响到四川地区,冬季还会受到西风环流的一些影响。季风强度在上游有些地区有所减弱,有些地区反而增强,正是由于这种区域性差异,大气降水变化在长江上游很不均匀,有些地区增加,有些地区减少。

与降水不同的是,随着气温的普遍上升,长江上游的很多冰川都呈现出退缩趋势,而且这种趋势还将继续。何元庆说,冰川融水是长江上游很重要的补给,冰川变化对整个长江流量有着重要的影响。