阿基米德借“神火”
距今2000多年前，古罗马奴隶主向位于地中海西西里岛上的叙拉古王国发动了侵略战争。
罗马侵略者就像一头饥饿的野狼面对一只肥美的羔羊，恨不得将叙拉古王国一口吞下。但叙拉古王国军民奋勇抗击，使敌人寸步难行。
侵略者头子气坏了，心想：一个小小的叙拉古都抢不过来，还成什么体统？于是他们又调集更多的战船，排列在叙拉古城堡附近的海面上，随时准备扑到岸上来。
叙拉古王国有一位智者，名叫阿基米德。他善于动脑筋，会想出许多好办法。面对罗马的无数战船，他又开动了脑筋：怎样才能把敌人的战船破坏掉呢？用石炮打不着，用挂勾吊不翻。
这一天，阿基米德站在船头又在观察敌战船情况，烈日照在船帆上，白亮亮一片。猛地，老将军把手一挥：“有办法了。”
双方又僵持了一个月。情况对叙拉古越来越不利，眼看就要坚守不住了。阿基米德大声地号召军民：“再坚持三天，我就有打败敌人的办法了。”
三天后，一个大晴天，阿基米德命令：“全体坚守战斗岗位，胜利就在今天！”
叙拉古军民莫名其妙：“敌人这么强大，我们怎能取得胜利呢？”
还真是怪了，罗马战船突然一只只冒烟起火了。白帆上先冒烟，被海风一吹，“呼”地一下着起火来。风借火势，火乘风威，只见浓烟滚滚，一片火海。罗马士兵惊慌失措，大声喊道：“天上降神火了，天上降神火了。”士兵们有的被烧死，有的跳到海里被淹死。罗马战船除了有几只侥幸逃脱外，其余全部在浓烟烈火中沉入大海。
阿基米德借来的不是神火，而是太阳之神的火。
那一天，阿基米德在城头察看罗马战船时，阳光照在船帆上，白亮亮一片，给了老将军启示，使他想起了平时琢磨过多次的取火镜。
取火镜就是现在说的聚光镜，也叫凹面镜，它能把阳光集中到一点，这一点叫焦点，焦点的温度相当高，可以用来点火。
阿基米德说干就干，马上找来一批工匠，秘密打制上百面铜镜，用了一个月的时候。为了保险，又用了三天进行试验，效果好极了。于是，在战争处于最关键的时候，阿基米德胸有成竹地宣布：“胜利就在今天！”
那一天，天空晴朗，烈日高悬，阿基米德派数百名士兵手持聚火镜，站在选好的位置上，对准罗马战船的白帆照起来，一会儿，罗马战船就开始冒烟了。
用冰取火
希腊神话中，普罗米修斯将火种从天上偷引到地上，成为人类歌颂的大英雄。人类的文明史离不开火，现在人们的生活、工作也缺不了火。聪明的人类发明了火柴和各种各样的打火器，可以十分方便地点燃起火焰。
有一支探险队，在南极洲的暖季到达那块大陆时，却不幸丢失了打火器，能找的地方都找过了，就是不见打火器的踪影。
南极洲的暖季，虽然太阳不落，永远悬挂在天空中，其实气温也在-10℃左右。没有火，就不能烧水做饭维持生活；没有火，生命将处于危险之中。
探险家们不会束手无策，静待死神的到来。船长和一位科学博士开始研究点燃火堆的办法。船长说：“有一部小说，主人翁鲁滨孙在孤岛上所用的火种，是靠闪电点燃一棵树木获得的，可惜这种偶然的外界帮助，机会太少了。”
“是太靠不住了。”博士回答。
“我们连一个望远镜都没有，如果有望远镜，倒可以把透镜拿下取火了。”船长又说。
“是呀，”博士回答说，“可真太遗憾了，我们竟没有这个东西。太阳光倒很强，有了透镜，一定能够烧着火绒的。”
“怎么办呢？博士，全靠你了。”船长说。
“我们为什么不……”博士沉思地说。
“你想出了什么办法？”船长好奇地问。
“但是，不知道能不能成功。”博士犹豫不定地说。
“你到底想出了什么办法？”船长追问道。
“我们不是没有透镜吗？我们自己造一个。”
“怎样造法？”船长问道。
“用冰块来造。”博士说，“我们需要的不过是使太阳光聚焦到一点，用冰块也许和用水晶一样有效。但是，要选用一块比较坚实和比较透明的。”
船长指着一块冰块说：“这块冰块也许能满足你要求。”
博士和船长一同向那块冰块走去。确定它基本符合要求后，船长叫来了其他的人。博士下令砍下一大块冰来，这块冰的直径大约有0.5米。先用斧头把它砍平，然后用小刀精修，最后用温暖的双手不断摸弄，慢慢地做成了一个光洁透明的半球形的“冰透镜”。博士拿着这块“冰透镜”向着太阳，让太阳光穿过“冰透镜”聚焦到一团干燥蓬松的火绒上。一会儿，火绒冒出淡淡的一缕青烟，又过了一会儿，火绒上出现一个红点，顷刻间，火绒燃烧起来了。一场危机终于过去了，探险队又开始了正常的工作和生活。
冰与火，我们常认为是不相容的，科学却让我们用冰取得了火。凡是透明的东西，光线便能够穿过它，所以透明很好的冰，本身不会吸收很多太阳光，以至转变成热量，造成温度升高和熔解。而由于把冰块做成半球形透镜，根据光学原理，穿过冰块的光线会聚焦到一点，使火绒处在这一点时便吸收到大量热量，温度升高，燃起火焰。
太阳里的知识
太阳给我们送来了什么？
我们最直接的感受是：太阳送来了光和热。
除了直接的感受以外，太阳能还转化成一大批贵重的礼物：粮食、煤、石油以及电力。地里的庄稼在阳光的照射下，才会进行光合作用，从而生长发育开花结果，人才有了粮食。而远古的植物和动物的尸体被埋在地下，转化成煤和石油。今天烧煤，是在消耗远古的太阳能。太阳还把海水晒热，产生水蒸气，送到大陆变成了雨，雨水贮在水库里，用来发电，太阳能转化成了电能。
地球上的能源，绝大多数来自太阳。抬头看看太阳，不由得感叹，太阳时时刻刻在向外发射能量，地球接收到的能量只是很小很小的一部分。太阳的能量该是多么巨大，太阳能是怎么产生的呢？
不同的时代，有不同的答案。
在科学不发达的年代，人们看到火红的太阳，就联想到太阳是个大火球，一定存在着燃烧现象，会不会是煤在燃烧？可是，稍有头脑的人说，就算太阳是个巨大的煤球，它又够烧几年呢？无论太阳多么巨大，按体积计算，也就只够烧几千年，就算能烧1万年，“煤球”也烧完了。可是，太阳的年龄却是50亿年，哪里有什么烧了50亿年的大“煤球”？
太阳能来自燃烧，仅仅是一种猜测。猜测不是科学，说出来跟没说一个样，不知道还是不知道。
到了19世纪，有位天文学家在研究太阳是怎么形成的时候，同时回答了太阳能是怎么产生的。他说，太阳原来是一团大星云，体积非常大，就像今天整个太阳系那么大，后来逐渐凝缩，在凝缩的过程中，由于引力的作用，外围的质点纷纷涌向太阳中心，产生了动能，转化为光和热向外辐射。在当年，星云学说是引人注目的理论，相当多的人接受了这个说法，以为这就知道了太阳能的来源。
进入20世纪，科学发展了，科学家首先关心的不是去解答太阳能从何而来，而是太阳上有些什么物质。因为射到地球上的太阳光就是重要的信息，太阳光通过三棱镜就会分成颜色鲜艳的七色光。从那些宽窄不同的彩色谱线中，就能分析出太阳上的物质。1929年，美国科学家罗素反复地分析了太阳光谱，告诉人们，太阳这个大火球，实际上充满了气体，绝大部分是氢。按质量计算氢占71%，氦占27%，其他元素只占2%。
这时候，原子科学也有了发展，研究原子的科学家也关心起太阳能从何而来，他们根据太阳含有丰富的氢进行分析，认为太阳内部存在着核反应。贝特是出生在德国的美国科学家，他认为，4个氢核结合成1个氦核，产生了能量，也就是说，氢是太阳的“燃料”，氦是烧下来的“灰”。贝特的说法，不仅解释了太阳能的来源，还扩大到恒星，恒星发光也是这个原理。
贝特的理论告诉了我们，太阳和恒星的能量来自核反应，是核聚变的结果。为什么太阳能产生大量的光和热，辐射出大量的能量？是靠烧掉了一些氢，每秒钟要损失400万吨物质！但是，太阳中的氢实在太多了，还经得起消耗，在数百万年以内，这个损失仍只是一个可以忽略不计的小数目，太阳还有几百亿年的寿命。
这样，人们总算知道了太阳能的来源。可是，人的认识总是在不断发展。人们掌握核聚变的技术，制成了氢弹，却有一个解不开的谜。氢弹里有氢核，在高温条件下，氢核一下子聚合成氦，产生了大量的光和热，这一切过程，仅仅在爆炸的一瞬间就完成了。爆炸结束，核反应也完结了，所有的氢都参加了反应。
人们在想，核反应有两种，一种是核裂变，原子弹爆炸就是裂变的结果；另一种是核聚变，氢弹爆炸是核聚变的结果。可是，核裂变现在已经可以加以控制，能按照人的意愿，不是突然爆炸，而是缓慢地连续地进行反应，用来发电，建成原子能电站。可是，氢核聚变却只能以爆炸的形式出现，所有的氢一起参加反应，反应一次完成。
这就产生了一个问题，既然太阳含有丰富的氢，太阳中心的温度又高达上千万摄氏度，为什么不会使所有的氢一起参加反应，为什么不是反应一次完成，而是缓慢地进行，并且已经进行了50亿年！
这个问题也可以反过来问，既然太阳的寿命已有50亿年，由此可见，太阳一直在进行着核聚变，不是一次爆炸式的聚变，而是持续不断地聚变。核聚变能够持续不断地进行，一定存在着一种控制机理，这是我们所不知道的，这是一个谜。
科学家正在力求破解这个谜。科学家为了利用氢这个廉价的原料作为能源，正在寻找控制氢聚合的过程，只要找到控制的办法，就有了大规模利用氢的可能。
也许，太阳会给我们一点启示，告诉我们氢的聚变不一定是爆炸，也可以持续进行，也是可以控制的。
超重和失重
在大型游乐场中，超级秋千、云霄飞车和勇敢者转盘等游乐项目最为惊心动魄，也最受人欢迎。玩过一回的人，都会体验到那种难得的刺激：飞车翻腾，忽上忽下，时而压迫感难忍，身躯好像要被挤扁似的；时而虚飘飘无依无托，仿佛正坠入万丈深渊。这让人心惊肉跳、失魂落魄的一分多钟时间，说得好听点是“花钱买感受”，说得难听点是“花钱买罪受”。
上面说的那种不寻常的感受，涉及到超重和失重问题，这些现象归根结底是重力场或者说引力场里的现象。引力场是一种被赋予了物理属性的空间场地，它能吸引处于这种场地里的任何一个物体。它的基本特性是，所有处于场中的物体，不论它们的质量多大、带不带电荷，只要初始条件相同，它们就能在场中都以相同的方式运动。引力场理论与牛顿万有引力定律的原始表述的根本区别在于，消除了引力作用的瞬时性质和超距性质，而把物体之间的引力作用看成是由引力场这种媒介物质来传递的。
什么是超重现象和失重现象呢？举例来说，假如我们一边乘电梯上楼，一边在里面用磅秤称体重。此时人会受到竖直向下的重力和竖直向上的弹力。根据电梯运行的速度变化，磅秤上显示的重量，即视重，是不一样的。假如电梯匀速上升，磅秤上的视重就是人的实际重量即实重；假如电梯加速上升，磅秤上的视重就会超过人的实际重量，这就是超重现象；假如电梯减速上升，磅秤上的视重就会少于人的实际重量，这就是失重现象。类似地，假如电梯匀速下降、加速下降和减速下降，那么相应地人会处于实重、失重和超重3种状态。
一般来说，超重和失重，就是物体在竖直方向做加速和减速运动时，对支持物的压力或者对悬挂物的拉力不等于所受重力的现象。当加速度的方向向上时，即加速上升或减速下降时，出现超重现象；当加速度的方向向下时，即减速上升或加速下降时，出现失重现象。
我们向天上抛一块小石头，当小石头下落时，可以近似地把小石头看做是自由落体，它的加速度大约是10米/秒2，或者说每秒速率的改变为10，这叫做重力加速度（常用g表示），方向竖直向下。假如我们乘坐在一台以重力加速度的量值下降的电梯里称体重，此时磅秤上的视重就是零（按牛顿第二定律很容易算），这就叫完全失重状态。这只是打比方，实际上，任何一台电梯都不可能变成自由落体。不过，像玩蹦极游戏那样，用一根牢固而有弹性的绳子拴住人的脚或腰，然后从几十米的高空像自由落体似地往下跳，想必就能尝到完全失重的滋味。
超重和失重现象，在航空航天领域更是普遍存在。火箭在升空时，加速度可以达到重力加速度的10倍，即10g，导弹则可以达到30g。为了预防超重现象引起的损害，必须事先加固航天器的各部分器件。对于人来讲，一般人对超重的承受力为3.8g，飞行员由于经过训练，可以承受4.6g。处于超重状态的人，心脏所受的力也相应增大，心脏中的血液也处于超重状态，为了维持正常的血液循环，心脏的负担也就比平时要大得多。原本心脏就不太好的人，最好不要冒这种险。此外，人在超重状态下还会受到神经、代谢、内分泌活动紊乱的“超重生理反应”的困扰，严重的会因脑缺氧而导致记忆力丧失。