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                    《科學24小時》

                    開博時間:2016-07-01 14:43:00

                    旨在向全國廣大群眾,特別是具有中等文化程度的廣大青年,普及科學技術知識,繁榮科普創作,啟迪思想,開拓視野。

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                    色彩改變世界

                    2017-06-12 15:00:00

                      當光線照射到物體上時,人眼通過視網膜上細胞的幫助,視覺神經就會對其產生反應,即物體反射的光會作用于眼睛。不同顏色的光的波長不同,投射到視網膜上后產生的神經沖動也就不同。當神經沖動傳輸到大腦后會被記錄下來,大腦對這些形形色色的神經沖動加以分析記憶后,腦海中就會呈現出這個五彩的世界。

                      在畫師的調色盤中,色彩是藝術創造的靈感;在服裝設計師的圖紙上,色彩是體現個人審美的基石;而在科學家的實驗室里,色彩卻能幫助他們揭開許多大自然的秘密。

                      讓細菌“穿上花衣服”

                      眾所周知,人類的許多疾病都源于細菌,科學家也曾因識破不了它們的“廬山真面目”而傷透腦筋。細菌不但微小,肉眼無法看清,而且它們幾近無色透明,即使在顯微鏡下,呈現的也只是白茫茫、模糊糊的一片。19 世紀,一位名叫柯赫的德國醫生提出了用染料染色,讓細菌“穿”上一件“花衣服”的辦法去識別細菌。不可否認,這樣的想法確實非常新穎,但做起來卻并不容易,在前幾次實驗時,柯赫經歷了多次失敗。每當他把一滴染料溶液滴在光潔的細菌涂片上時,溶液的顏色就會迅速化開,并把涂片完全覆蓋。但當他小心翼翼地用水沖洗時,細菌身上的那件“花衣服”,也會同時被流水帶走。最終,柯赫找到了一種不會被水輕易吞噬的苯胺染料,細菌“穿”上這件不褪色的“藍裝”后,第一次在顯微鏡下向人類展現了它纖細清晰的身體??潞樟⒓闯藙僮窊?,沒過多久,就把嚴重危害人類健康的結核病菌“緝拿歸案”。

                      如今,柯赫發明的“細菌染色法”已被高度認可,成為人類醫學史上一座光輝的里程碑。

                      科學家還發現,不同細菌對于色彩的愛好也不盡相同。例如,有一類細菌就特別愛“穿”紫衣服 — — 它們能被結晶紫染料和碘染成紫色,這在醫學上叫做“固紫陽性菌”,對付它們的武器就是青霉素。而另一類“固紫陰性菌”卻愛“穿”紅衣服 — — 它們能被色素鹽基性桃紅精染成紅色,氯霉素是它們的“克星”。通過了解細菌的這些特性,化驗員就能偵察到究竟是哪一類細菌在患者體內為非作歹,并讓醫生“對菌下藥”。

                      從雷諾實驗到當代“風洞”

                      20世紀80年代初,物理學家雷諾突發奇想,在一根長長的裝滿流水的玻璃管里,注入了染色液體,隨后竟發生了不可思議的一幕:玻璃管中出現了一條與水管軸平行的直線,隨著水流逐漸加快,水流竟然劇烈地涌動起來。通過這個實驗,雷諾發現液體、氣體和流體三者的運動特性和速度有密切關系,而這個發現也成了當代流體力學的奠基石。

                      飛機在空中飛行時,空氣其實也以同樣的速度相對地流向飛機。因此,當一架飛機設計制造成功后,我們根本無需像過去那樣進行冒險試飛,只要把做好的飛機模型放在一個巨大的鼓風機前就可以了。隨著將鼓風機制造出的,與飛機飛行速度幾乎相等的風速吹向飛機模型,設計師就可以精確地測算出飛機各個部分所承受的壓力,從而對飛機進行改良加工乃至回爐再造。

                      當然,人們只能感受到這股強烈的“人造風”,根本看不見它的運行軌跡,這給實驗數據的具體測算帶來了不小的麻煩。設計師根據雷諾實驗得出的啟示,將煤油持續不斷且均勻地噴射進鼓風機里,隨之而出的空氣就會變成有色煙霧,由此人們便能更加直觀地感受到風的威力及其運行軌跡。而這,正是當代“風洞”的起源。

                      撒進大西洋里的染料加拿大北部地區是一片寒冷的不毛之地,尤其是在冬季,氣溫常常在-20℃以下。但在和加拿大緯度相仿的挪威,氣候卻相對暖和得多。按照常識來說,緯度相同的地域的氣溫應該是大致一樣的,但為什么這兩個地區的氣候會有這么大的差別呢?據說,在大西洋里常年存在著一股強大的暖流,由此影響了挪威地區的氣溫,但暖流究竟來自何方,又去向何方呢?科學家對此一無所知,這也成了氣候學中一個著名的懸案— — 墨西哥灣暖流之謎。

                      19 世紀時,德國有一位名叫斐雪的化學家,他在一次洗澡時,不小心弄臟了浴池 — — 池子里的清水忽然變成了黃色,而且還閃閃發光。原來,斐雪教授當時正在集中精力研究一種熒光染料,這種染料有一個特點,能在紫外線的“激發”下發出各色光輝,并具有很強的著色能力。斐雪教授由于頭發上沾附了一點兒染料粒子,浴池也就變成了“大染缸”。

                      當代科學家由此得到靈感,決定在海洋上制造一個巨大的“染缸”,以揭開墨西哥灣暖流之謎。他們在大西洋里撒下了幾噸熒光染料,使暖流印上了黃綠色的熒光“標記”。經過近幾個月的跟蹤研究,暖流的軌跡終于清晰地呈現在科學家眼前 — — 暖流發源于中美洲墨西哥灣,經過英國和斯堪的納維亞半島,穿過北海,進入巴倫支海,最后消失在北冰洋里。據測算,如果把這股暖流全轉換成熱能,就相當于在歐洲西北部的海岸線上,每隔一米都約有 6 萬噸煤炭在燃燒。有了這么一根特大號的“天然暖氣管”在,難怪挪威的氣溫要比加拿大高得多了。

                      紅色的交通信號燈,藍色的天空,綠色的植物 — —顏色一直在我們身邊。這些看似不同的色彩常常會被我們忽略,甚至讓我們忘記它們對人類歷史發展所做出的貢獻。當牛頓拿著三棱鏡,成功地將陽光分解成赤橙黃綠青藍紫七種顏色時,就已昭示了色彩與科學的密不可分。色彩改變了世界,而且這個進程仍在繼續。

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