后来,调查人员对费罗切进行调查时,发现他的手伤正处于结痂阶段。他们在费罗切的手心上数出了几个点状伤痕,它们毫无规律地散布在手心上。同时,调查人员也惊愕地发现,那天晚上,费罗切家里的电表显示消耗的电竟达千瓦。相当于他家一个多月的耗电费。
类似的事件在世界其他地方也多次出现。
1981年10月17日傍晚,在巴西的帕纳拉马小镇,里瓦马尔·费雷拉和他的朋友阿维尔·博罗像往常一样去森林打猎。他们来到猎物出没频繁的地方,各自爬到一棵矮树上埋伏了起来。突然,他们发现空中有一个巨大的发光体在缓缓地移动,并且越来越大,他们清晰地辨认出那是一个像卡车轮子一样的飞行物,它向四周发出耀眼的强光,把他们周围落下夜幕的森林照得亮如白昼。惊恐万分的费雷拉看见一束白光正射在阿维尔的身上。在阿维尔的惨叫声中,费雷拉慌得从树上摔了下来,随即一跛一跛地逃回了家。
第二天清晨,费雷拉去看阿维尔。然而阿维尔并没有回家。他和阿维尔的家人径直奔向那片森林,好不容易找到了阿维尔,只见他脸色苍白,神色惊恐,身上的血液被什么东西全吸光了——他死了。令人难以置信的是,10月19日,就在阿维尔遇难的第三天,当地又有两个人——阿维斯塔西奥·索萨和雷蒙多·索萨狩猎时也遇到了同样的怪事,像阿维尔一样,死者雷蒙多身上的血也被吸干。
这种骇人听闻的怪事竟接连不断地发生。
一天,迪奥尼西奥·赫内拉尔正在山顶上干活,隐隐感到有束白光射到自己身上,他抬头一看,浅蓝色的空中现出一个不明飞行物,他未听得一点声响,就像被雷电击中一样摔倒在地,从山顶滚到山脚下。他费了好大劲才勉强挣扎着站起来,回到家便精神失常,3天后死去。
1985年那个炎热的夏天,在法国施特拉堡留学的索马里学生丹雷·戈霍回到祖国首都摩加迪沙度假。9月3日黄昏,他与中学同学施默赫、拉费格尔、巴德巴卜一起骑两辆摩托车到郊外林地兜风。晚上9时许,他们在林子里随着录音机播放的迪斯科乐曲翩翩起舞。忽然,从东北方向传来一阵刺耳的声音,就如一个巨人用木棒敲打铁皮。4个年轻人立即停止舞步,关上录音机,不约而同地循声望去,只见天空中有几片白云,转瞬间便能看见两道橙红色的光。在两道光之间,斜卧着一个黑糊糊的物体。一会儿,白色的光球飞近了,竟是一个庞大的发光物。它的两束夺目的光不停地移动扫射。
4个年轻人随即卧倒在地,屏息凝视,当光芒射到他们身上时,伴随着一阵剧烈的烧灼感,他们立即不省人事了。
他们醒来时,已是深夜11时20分。黑漆漆的夜,四周孤寂无人。那带电的庞然大物已不知去向。他们骑上摩托车,风驰电掣般返回摩加迪沙。在巴德巴卜家度过了漫长的一夜。这一夜无眠,四人胆颤心惊地谈论着噩梦般的奇遇。翌日,他们向附近的民卫队报告了昨夜的经历,值班队长阿里赫中尉立即将谈话录音向上级作了报告。下午4时,阿里赫中尉带着几名队员跟随丹雷·戈霍等人到事故现场进行调查。4个年轻人一会儿蹲下,一会儿卧倒,重新表演了那天夜里的情景。到了傍晚时分,他们4人的脸部和胳膊开始发痒,并泛出红色,好像皮下出血,来到市立医院求诊,大夫说是由强光照射过久或大火炙烤的结果。
为了获得确切的证据,9月8日上午,阿里赫中尉又把4个年轻人带到现场。同去的还有一位叫穆吉姆的民航局工程师。他用盖格仪、水准仪、照相机等器材,精确地测量了飞行物的位置及放射现象,结果表明:地面那个直径为3米多的圆圈范围内有焙烤症状,土壤中的沙粒都已经玻璃化,深度达10厘米,同时,盖格仪的指数显示,焙烤圈内有明显的放射线反应,有光束扫射过的地面和树干上也有轻微的放射线反应。而从圈内取出6盒样土和杂草标本经过化验,证实土壤中的碳遭遇过严重破坏,有明显的玻璃化外形,土壤中有放射线现象。杂草受过焙烤,水分严重缺损。穆吉姆工程师当即判断出,他们所说的那怪物是UFO。
更耸人听闻的是1988年12月发生在土耳其曼尼沙市的不明飞行物事件。这天,一只闪烁着绿色光辉的圆盘形不明飞行物在曼泥沙城市上空盘旋近1小时。该市的许多居民都目睹了这一奇观,有人还拍摄下大量的照片,有趣的是,目击者中几名患有恶疾的病人,不论当时身处室内或室外,都奇迹般地突然痊愈,有个耳聋的男子一下子恢复了听觉,一位失明多年的妇女能看见东西了。另一位靠氧气袋维持生命的女孩也从死亡边缘活了过来。
当地一位名叫尼迪的医生为此大惑不解。为此,他遍访了那些幸运儿,发现治愈这些病的“大夫”竟是飞碟上闪亮的绿光。
伊尼莎中风瘫痪多年的丈夫一直卧床不起,他是尼迪医生的老顾客了,伊尼莎告诉医生:当飞碟发出的绿光透过窗户射到丈夫的身上时,病人僵硬的双腿突然缓缓地移动,手指也有了感觉,接着便跃跃欲试地下床,居然可以站立,并且开始走动了……瘫痪半年的病人卡马尔,在尼迪医生的精心治疗下收效甚微。然而就在飞碟事件发生之后的第二天,卡马尔竟能大踏步闯进尼迪的诊所,卡马尔神采飞扬地说,他被飞碟的绿光照了一下,便能走动自如了。这些不可思议的趣闻风一样传到首都,安卡拉公立医院的一批医生立即赶到曼尼沙市,挨户拜访了那些不治而愈的病人。得出的结论令人惊讶:使他们恢复健康的是空中来客的绿光。
空中来客的事件在我国也多次发生过。据河南郑州的《大河报》1999年两次报道,武汉市洪山区曾经发生一道神秘的白光,强光过处,湖岸上的700颗大树被齐刷刷地拦腰斩断;另有一次,当地居民在早晨8时左右看到两个发光的物体在空中相互碰撞冲突的场面,碰撞时,两个物体散落下一些如人的皮屑一样的不明粉屑,落到人体上产生奇痒。
正如我们前面所谈到的空中来客所产生的带电的强烈光束。既能致人于死地,又能让困扰人类多年的恶疾化为乌有,加上不明物体散落的不明金属粉屑等等,那么,这些光束、粉屑究竟由何而来?科学家们正在孜孜不倦地研究,以期早日揭开它神秘的面纱。
宇宙是如何诞生的
宇宙是如何诞生的?现在的样子又是如何演变而成的呢?在很早以前人类就提出了这些疑问。这个使人类困惑千年而未能破解的重大问题,直到1915年爱因斯坦完成了一般相对论学说之后,才首次提出符合科学逻辑的解答。
一般相对论提出,宇宙有可能发生膨胀,后来研究的结果证实了这一点。科学家们发现远方的银河正在以非常快的速度和我们的银河拉远距离,这说明宇宙正在逐渐地膨胀着。另外,还发现宇宙空间到处充满着杂音电波,这证明宇宙曾经是一个超高温、高密度的大火球。在以上事实的基础上产生的“大爆炸宇宙论”已被公认为是当前最标准的宇宙进化理论。根据这个理论推算,宇宙诞生的时间在150亿年之前。宇宙刚刚诞生时它的直径仅有1/1033厘米,但它的温度和密度却高得让人无法想象。由于物质的温度和密度骤然下降,使这个宇宙之卵以爆炸性的速度猛烈膨胀。在“大爆炸”中诞生了各种元素和支配它们运动的力,也因此形成了星球和银河,顷刻间宇宙之卵便演变成了“成年”的宇宙。“大爆炸宇宙论”得出,宇宙可能是从既无空间也无时间的“虚无”之中以惊人的速度迅猛膨胀后在瞬间诞生的。还提出,宇宙常常是周而复始地从诞生到消亡,再诞生,再消亡的轮回,我们现在的这个宇宙只是从过去到未来无数个宇宙中的一个而已。但到目前为止,对于宇宙的起源还没有一个统一的理论,等待进一步的考查、研究。
海洋的形成
浩淼无际、波涛汹涌的茫茫大海,以它雄浑壮丽的景色和变幻多姿的风光给人类以无穷的遐想。
新生成的地球是个固体块,既没有大气,也没有海洋。那么,大气和海洋又是从何而来的呢?
在构成地球的岩石物质中,会有水分(还有气体)与岩石松散地结合在一起。在地球重力的作用下,这些岩石越来越紧密地重叠在一起,温度也越来越高,于是,水蒸气和气体就从岩石中嘶嘶地被赶了出来。
这些气泡不断生成、汇集,使新生的地球发生大量的地震。逃逸的热量造成猛烈的火山喷发。在数不清的年月里,水不是从天而降,反过来,倒是从地壳里呼啸而出,然后冷凝下来。海洋不是从上方,而是从下部生成的。
现在,地质学家还在争论的问题,主要是海洋生成的速度有多快。水蒸气是不是在10亿年或更短的时间里就全部跑了出来,是否海洋从开始有生命以来就是现在这个样子呢?还是这个过程进行得十分缓慢,海洋在各个地质年代一直在扩展,直到现在也仍在扩展?
那些认为海洋早已形成,并且它的大小长久以来一直是稳定的人们指出,陆地的大小一直是目前这个样子,它们在过去——假设海洋比现在小得多的年代——也似乎并不比现在大多少。
与此相反,那些坚持海洋一直在增长的人们则指出,即使到了现在,火山在喷发时也仍然把大量的水蒸气散布到空气中来,这些水蒸气不是来自海洋,而是来自深处的岩石。此外,在大陆里有一些平顶的海底山峦,它们的顶部原先可能和海面一样高,现在却在海面以下300米处了。
还有一种看法认为,海洋一直在持续增长,但是,由于水量不断增加,它的重量把海洋的底部压了下去。简单地说,海洋越来越深,而不是越来越宽。这种说法既可以解释海底山峦的下降,又能说明大陆并没有改变的原因。
天上为何下动物“雨”
在英国诺尔弗克的小村艾克尔,大量的癞蛤蟆从天而降,当地人民简直不敢相信这是真的。据报道,1683年10月,当地的村民们不得不齐动手,用水桶把它们清走,然后烧掉。
1687年,在巴尔蒂克海东岸的麦默尔城,大片大片的煤黑色的纤维状物质落在刚落满白雪的地上。这些黑色絮片是潮湿的,气味像腐烂的海藻,撒起来就像撒纸一样,待它们干透之后,就没有味了。有一部分被保留了150年之久,后来对它们进行化验时,发现其中含有部分“蔬菜”一样的物质,主要是绿色丝状海藻,还含有29种纤毛虫。
1696年冬春之交,在南爱尔兰的大片地区,落下了一种臭气难闻的橡胶类物质。据记载,“这些东西呈人的手指尖状,柔软、滑腻,颜色暗黄”,正在该地区吃草的牛群并未受到干扰,据克尔克尼的罗伯特·万斯先生的记述,当地居民认为这些“橡胶”是有用的药物,他们用坛子、平底锅等容器把它们收集起来。
在南美洲四处游历的德国科学家A·V·汉姆伯特曾就安第斯地区天上落鱼的情形作了如下记述,据说这些鱼是从火山口喷出来的:
当地震发生时,安第斯出现一连串的火山喷发现象,在火山爆发所产生的强大力量的摇撼下,山壳裂开了,同时喷出了水、鱼和石灰浆。这是一次奇异的喷鱼现象,当地人称之为“普利娜地亚”。
1786年5月5日,经过从上一年的11月开始的连续干旱之后,在海地的太子港地区降了大量的黑蛋。第二天这些蛋开始孵化了,这些来自天上的奇怪动物有些被放在水瓶中保存起来。经几次蜕皮之后变成了蝌蚪一样的形态。
下边是一段1794年在法国拉兰村的蟾蜍泛滥的记载:下午3点钟左右突然下了一场大暴雨,150名庄严的卫兵为了不被水淹没,被迫从他们藏身的一大片洼地中撤出。令人惊异的是,这时开始有大量的蟾蜍从空中落到地面上,个头儿只有榛子大小,蹦得满处都是。一名叫M·盖耶特的士兵,不相信这无数的爬虫是从天上随着雨水掉下来的,他把手帕展开,几个士兵每人扯起一个角,举过头顶,果然接到了许多小蟾蜍,许多还带有小尾巴,也就是说依然有蝌蚪的形态。在半小时的暴雨过程中,士兵们明显感觉到有一股将蟾蜍带来的风吹到他们的帽子和衣服上。作为这一现象的真实证明,M·盖耶特在报告中提到士兵们的三角形帽子的褶缝中塞满了这种小幼虫。
1809年6月23日,法国普瓦捷自然博物馆馆长M·毛杜被一场大暴雨困住了。在落下的雨水中,他发现有榛子一般大小的活的东西,不一会儿,这些小东西就把地面盖满了,他辨认出这些小东西是蟾蜍。
法国科学院接到M·杜帕基的报告如下:
1814年8月的一个星期天,在经过数星期的干旱和炎热之后,离阿门斯1.6千米的弗雷蒙村于下午3点30分出现了暴雨。暴雨之后刮起的大风把教堂都摇晃了。吓坏了里边的教徒。在横穿教堂与神父的宅邸之间的广场时,我们浑身上下都被雨打湿了,更使人惊骇的是,身体上、衣服上到处爬满了小青蛙。……地面上也有大量的小青蛙到处乱蹦。到达神父宅邸时,我们发现在一间窗户已被风暴刮开的屋子里,地板上积满了水,爬满了青蛙。
1817年,在大风和一夜大雨之后,小孩子们发现在苏格兰阿基希雷河的西恩渡口附近长满青苔的地面上,撒满了4厘米长的鲱鱼苗,足有2桶~3桶之多。虽然克里兰海湾仅距这里有90米远,但是在南边,根据当时的风向,这些鱼苗像从北面4.8千米之外的林渤海湾刮过来的。中间还隔着海拔90米高的沼泽地。然而,从这些鱼的身体看不出任何伤痕,也没有任何一点它们是随水而落的痕迹。
1986年2月16日,新加坡发生了场地震。地震过后下起大暴雨,当月20、21、22日三天之中,雨下得很可怕。一个叫弗朗西斯·卡斯诺的旅行家和生物学家当时正住在新加坡,他对当时目击的情景回忆如下:
上午10点钟,太阳已升起,我打开窗户向外看去,看到许多马来人和中国人正在从地面上积满雨水的水洼中拾鱼,把他们手中的篮子装得满满的。我问当地的居民鱼是从哪来的,他们告诉我是从天下掉下来的。三天之后,地面上的雨水干了,在干涸的水洼中有大量的死鱼。把这些小动物拿来检验,我辨别出是新加坡淡水湖泊、河流中大量存在的鲇鱼,在马来半岛、苏门答腊等地也很常见。它们约有25~30厘米长,属成年鱼。
这些鲇鱼生命力很强,离开水之后能存活很长时间,在地面上能爬行很远,于是我立即想到它们可能是沿附近的小溪或河沟里爬出来的。但是我住的房子有院墙,他们不可能越墙而入。一个上年纪的马来人告诉我,他青年时曾见到同样的现象。
美国的“六月雪”
我国民间一直流传着老天为受冤人夏日飞雪的传说。在戏剧《窦娥冤》里描写窦娥被绑赴法场、开刀问斩的时候,六月的夏季突然大雪纷飞,老天爷为她的冤案鸣不平。这只是传奇故事,然而1816年和我国纬度相近的美国却真的出现了一次罕见的“六月雪”。
在美国,1816年是一个极不平常的年景。人们心有余悸地称它是“没有夏季的一年”和“贫穷年”。往年气候炎热的夏季5月到9月,在这一年却异常寒冷。反常的冷气流频频光顾美国东北部几个州和邻国加拿大的一些省份。四五月出现了倒春寒,6月份居然下起了大雪,7月和8月就有霜冻光临。
这些异乎寻常的天气现象,被许多人记进日记和回忆录,给后人研究它提供了充足的证据。
四五月份的寒冷,打乱了东北各州的春播。许多果树到5月才发芽,鲜花也迟迟不开。6月份农民刚开始春播,北冰洋强大的寒流侵入,使刚露的春意荡然无存。以威廉斯堡为例,6月5日中午气温超过28℃,到了6日的上午,就骤降至7.2℃,人们不得不穿上刚脱的冬装。6日到9日从加拿大到东海岸中部的弗吉尼亚州,连续出现霜冻,费城附近还结了冰。北弗蒙特州结冰厚达3厘米,有的地方还见到30厘米长的冰柱。这时树叶脱落,谷物和蔬菜全被冻坏。成千上万只飞鸟被冻死,随处可见倒毙的牲畜。人们又再次烤火取暖。
6月6日,灾情加重。在纽约州、新罕布什尔州和缅因州等地下了雪。7日和8日,有些地方下了大雪和中雪。风雪交加的天气席卷东海岸,向南穿过马萨诸塞州和长次启尔山脉,在丹维尔城附近有的地方积雪竟达45厘米~50厘米厚。这真是一场地道的“六月雪”。
初夏严寒过后,有6个星期较好的天气。农民重新播了种,谷物正在长起来。不想7月上旬又爆发一次新的严寒,虽然不及6月的严重,却足以毁坏已种的作物。农民已预感到饥饿正在降临。7月下旬天气又回暖。正在人们对迟播的庄稼满怀希望的时候,8月20日,东到缅因州的波特兰、南到康涅狄克州的温泽尔,又受到寒潮与霜冻的袭击,紧接着又来了9月的严霜,人们收获的希望彻底破灭了。美国东北部三个州的许多居民,只好背井离乡,去外地逃难谋生。这一年英国、法国、德国几乎同美国一样寒冷。从1812年~1817年,一连几年严寒遍及世界,其中1816年是最严重的一年。
在中国的史料中,1816年正值清仁宗嘉庆二十一年,嘉庆帝已经扳倒了和坤,名副其实地做了皇帝,志得意满。北京这一年夏季是25.1℃,属正常年,没有严寒的记载。
也许美国有什么人被大大冤屈了吧。
透明鱼之谜
透明鱼生活在南极海域,看上去,这种鱼的样子与其它鱼没有什么不同,只是在它呼吸的时候,能够看到它的鳃部全是白色的。对这种鱼不了解的人,一定认为这是一种病态。其实不是,因为这种鱼的血液是无色透明的。人们称这种鱼为带腭鱼,带腭鱼的体长可达60厘米,重达2000克。
血液之所以是红色的,是因为血液里含有血红素的缘故。血红素在动物内起着极为重要的作用,因为氧气在水和血液中的溶解度是有限的。而血红素可使血液摄取和输送氧气的能力提高,从而满足动物活动时对氧气的需要。所以,血红素或血红蛋白又称做呼吸色素。由此人们想到,带腭鱼的血液中没有血红素,它是怎样摄取氧气,又是怎样把氧气输送到身体的各部位去的呢?
带腭鱼为了适应自身的特点,在呼吸方面进行了一定的调整。科学家们发现,它的代谢能力很低,在安静的时候,它的耗氧量只是其它鱼类的1/3或1/2,这就大大减少了血液在摄氧和运送氧上的负担。另外,它的鳃摄取氧的能力很强,为了满足运动时能够不停地从水中吸取氧气的需要,其摄氧量可提高到安静时的三四倍。此外,它的皮肤也具有很强的摄氧能力。据计算,在某种情况下,其皮肤系统的摄氧量是安静时的30%~40%,大大超过其他鱼类。
它的循环系统也很有特点,它的血液量很大,按体积计算,可占身体的8%~9%,是其它鱼类的2倍~4倍。各组织间的血管十分发达,血流量大,溶解于其中的氧气自然就多。它还有一个很大的心脏,是一般红血鱼的3倍,能高效率地输送着大量血液。再加上血红细胞不多,黏性较低,血管又很粗,所以血流阻力小,一直保持着较低的血压。在含氧量低的水域里,其心脏的输出量就大,而在氧气多的水域里,其输出量就小,因此,它可以生活在不同的水域里。
经过对带腭鱼进行研究之后,人们仍有许多不解的地方:为什么在那么多的鱼里面,只有这种鱼的血液是无色透明的?它的这种特点是怎么形成的?它还有没有其他的摄氧方式?
花鸟蛋之谜
我们日常所见到的各种鸟蛋,蛋壳上的颜色、图案花纹都是明显不同的。瞧!白头鹎的蛋,淡红色的卵壳上散有深红、淡紫色的斑点;山椒鸟的蛋,浅蓝灰色的孵壳上杂有黄色、紫褐色的斑点;鹤驼的蛋,青翠碧绿;鸸鹋的蛋呈墨绿色……
为什么鸟蛋会有各种各样的色彩、斑纹?它们在母鸟体内又是怎样印画涂染而成的呢!
原来,鸟在生蛋前4小时~5小时,硬壳的蛋已经在母鸟输卵管内形成,当硬壳蛋缓慢地进入输卵管下端膨大的子宫时,子宫内壁上的许多色素细胞就不断地分泌,溢漏出各种色素沉积物。鸟蛋继续慢慢地向下旋转移动时,由于各种色素沉积物按不同的比例掺杂混合调配和各种不同鸟类的硬壳蛋在输卵管下端滚动旋转方式不一样,有的向左旋转,有的向右旋转,有的转得快,有的转得慢,于是就在蛋壳上染绘出千变万化、五彩缤纷的图案花纹来了。
蛋壳的彩色图纹主要由蓝绿和红褐两种色素按照不同比例配合而呈现出来。蓝绿色素来自胆汁中胆色素,通常构成蛋壳的底色;红褐色素形成斑点和花纹。大多数鸟类的蛋在输卵管末端时,尖端朝上,钝端朝下,因而鸟蛋的钝端最先着色,色泽比较深浓,斑点花纹也较密集。许多鸟蛋染上彩色斑纹后,在色素层上面又涂有一层闪光的保护薄膜层,这样蛋壳的彩色花纹就不会很快褪色。但猛禽类中的鹰、隼及涉禽中的鹬等鸟类的蛋壳表面没有保护薄膜层,色素层直接显露在蛋壳的外表面,蛋壳上美丽鲜艳的图案和绚丽多彩的斑点花纹,经阳光照射或遇水冲洗后就会由深变淡,很快褪色。
鸟蛋壳上的彩色花纹、斑点并非供人欣赏,它是一种极好的保护色。多数在地面上用杂草、枯枝营造简陋巢的百灵、云雀、沙鸡及鹬等鸟类,它们产生巢中的卵完全暴露在旷野地表中,卵色及花纹斑点与周围地表颜色,特别是和鸟巢材料十分协调。百灵鸟在地面凹处丛草中用杂草筑成一简陋的巢,巢内的卵呈淡枯黄色,并散杂褐色细斑纹,阳光通过草丛在巢内形成的斑纹阴影,恰巧与蛋壳上的斑纹混杂在一起,使鸟蛋的轮廓模糊不清。因此,即使有人告诉你地面上有鸟巢,巢中有蛋,你还是要仔细搜索一番才能找到呐!
在我国西南有些红色土壤分布的地区,许多鸟蛋蛋壳的底色渐趋于红色;北方灰褐色土壤地区,蛋壳的底色也渐趋于灰色。显然,这是在千万年的适应过程中由大自然选择所筛选出的一种保护色。而啄木鸟和小翠鸟的巢分别筑在树洞里和沙土洞中,洞虽暗但很安全,所以蛋壳纯白色,可避免亲鸟踩踏弄破。
动物学家非常重视采集和收藏鸟蛋,因为它可为研究鸟类的进化、适应及亲缘关系提供科学依据。
神秘的“0”之谜
在公元前约2000年至1500年左右,古老的印度文献中已有“0”这个符号的应用,“0”在印度表示空的位置。后来这个数字从印度传入阿拉伯,意思仍然表示空位。
我国古代没有“0”这个符号,最初都用“不写”或“空位”来作解决的方法。《旧唐书》和《宋史》在讲论到历法时,都用“空”字来表示天文数据的空位。南宋时《律吕新书》把118098记作:“十一万八千囗九十八”,可见当时是用囗表示“0”,后来为了贪图书写时方便将囗顺笔改成为“0”形,与印度原先的“0”意义相通。
0不能做除数,我们可以从下面两种情况来谈点道理:
一种情况,如果被除数不是零,除数是零时,例如9÷0=?根据乘、除法的关系,就是说要找一个数,使它与0相乘等于被除数9,但是任何数与0相乘都等于0,而绝不会等于9。
另一种情况是被除数和除数都是零,例如0÷0=?就是说要找一个数,使它与0相乘等于0,因为零与任何数相乘都得零,所以要找的数不止一个,可以是任何数,那么0÷0的商不能得到一个确定的数,这是违反了四则运算结果的惟一性,因此零除以零是没有意义的。根据上述两种情况都可以看出零是不能做除数的。
当然,我们还可以从等分除法的意义上看,除数是0是不能存在的。如有12本书,分给0个学生,平均每个学生分得几本,既然没有学生分这些书,就不可能求出每个学生分得几本书,所以0是不能做除数的。
五家共井
我国最早提出不定方程问题,它由“五家共井”引起的。古代没有自来水,几家合用一个水井是常见的事。《九章算术》一书第8章第13题就是“五家共井”问题:
今有五家共井,甲二绠不足,如乙一绠;乙三绠不足,如丙一绠;丙四绠不足,如丁一绠;丁五绠不足,如戊一绠;戊六绠不足,如甲一绠。如各得所不足一绠,皆逮。问井深、绠长各几何?
用水桶到一水井取水。井深比2条甲家绳长还多1条乙家长;比3条乙家绳长还多1条丙家绳长;比4条丙家绳长还多1条丁家绳长;比5条丁家绳长还多1条戊家绳长;比6条戊家绳长还多1条甲家绳长。如果各家都增加所差的另一条取水绳索,刚刚好取水。试问井深、取水绳长各多少?
虽然该问题是虚构的,它是最早的一个不定方程问题。
用现代符号,可设甲、乙、丙、丁、戊各家绳索长分别为x、y、z、u、v;井深为h。根据题意,可得:
这是一个含有6个未知数、5个方程的方程组。未知数的个数多于方程个数的方程(或方程组)叫不定方程。用加减消元法可得:
给定h不同的数值,就可得到x、y、z、u、v的各个不同的数值。只要再给定一些特定条件,就可得到确定的组解。原书中只给出一组解,是最小正整数解。
我国古代数学家在《九章算术》的基础上,对不定方程作出了辉煌的成绩。“五家共井”问题是后来百鸡术及大衍求一术的先声。
“五家共井”问题,曾引起世界上很多数学家的注视。在西方数学史书中,把最早研究不定方程的功绩归于希腊丢番都。其实,他在公元250年左右才研究这些问题,要比我国迟200多年。
公元6世纪上半叶,张丘建在他的《张丘建算经》中有一个百鸡问题:今有鸡翁一,值钱五;鸡母一,值钱三;鸡雏三,值钱一。凡百钱,买鸡百只。问鸡翁、母、雏各几何?
意思是,如果1只公鸡值5个钱;1只母鸡值3个钱;3只小鸡值1个钱。现在100个钱,买了100只鸡。问公鸡、母鸡、小鸡各多少?
设公鸡、母鸡、小鸡分别为x、y、z只,则可得不定方程消去z不难得出
消去z不难得出:
因为y是正整数,所以x必须是4的倍数。
设x=4t,则y=25-7t,z=75+3t
∵x>0,∴4t>0,t>0;
又∵y>0,∴25-7t>0
故t=1,2,3。
∴原方程组有三组答案:
数学史家评论说,一道应用题有多组答案,是数学史上从未见到过的,百鸡问题开了先例。《张丘建算经》中没有给出解法,只说:“术曰:鸡翁每增四,鸡母每减七,鸡雏每益三,即得。”意思是:如果少买7只母鸡,就可多买4只公鸡和3只小鸡。因为7只母鸡值钱21,4只公鸡值钱20,两者相差3只小鸡的价格。
只要得出一组答案,就可推出其余两组。但这解法怎么来的?书中没有说明。因此,所谓“百鸡术”即百鸡问题的解法就引起人们的极大兴趣。
稍后,甄鸾在《数术记遗》一书中又提出了两个“百鸡问题”,题目意思与原百鸡问题相同,仅数字有所区别。到了宋代,著名数学家杨辉在他的《续古摘奇算法》一书中,也引用了类似的问题:
“钱一百买温柑、绿桔、扁桔共一百枚。只云温柑一枚七文,绿桔一枚三文,扁桔三枚一文。问各买了几何?”
到了明清时代,还有人提出了多于三元的“百鸡问题”。不过,各书均与《张丘建算经》一样,没有给出问题的一般解法。
7世纪时,有人对百鸡问题提出另一种解法,但只是数字的凑合。到了清代焦循在他的《加减乘除释》一书中指出其错误。之后,不断有人提出新的解法,但都没有完全得到普遍解决此类题目的通用方法。例如丁取忠在他的《数学拾遗》中给出一个比较简易的解法:先设没有公鸡,用100个钱买母鸡和小鸡共100只,得母鸡25只、小鸡75只。现在少买7只母鸡,多买4只公鸡和3只小鸡,便得第一组答案。同理可推出其余两组。直到19世纪,人们才把这类问题同“大衍求一术”结合起来研究。
百鸡问题是一个历史名题,在世界上有很大影响。国外常见类似的题目。
伽利略错了吗
传说,意大利物理学家伽利略在比萨斜塔上进行过一次闻名于世的落体实验,从而打破了在物理学领域沿袭了几千年的传统观念:物体下落的速度和它的重量成正比。
不论这一传说的真伪如何,它确是伽利略建立自由落体定律的形象证实。自17世纪初以来,人们对伽利略的这一定律始终坚信不移;然而,近来,却有人对此提出了疑问:重物和轻物果真同时落地吗?
美国马萨诸塞大学的两位物理学家约翰·多诺古和拜利·候斯坦,在量子场论计算的基础上,提出了重物应比轻物下落得快的观点,他们在《欧洲物理学杂志》上发表了这一研究成果。
在量子场论的计算中,两位物理学家从各个物体的引力质量和惯性质量略有不同这一前提出发,推导出了不同物体具有不同的下落速度这一结论。尽管引力质量和惯性质量的等效性是爱因斯坦建立的广义相对论的一条基本原则,但是,在稀奇古怪的量子世界中,两者并不相等。
以量子的观点来看,所谓带电粒子,其实是围绕着一圈“质子云”的粒子,这些质子始终被该粒子发射着、吸收着,永远处于动态平衡的状态。这种过程便改变了带电粒子的总能量。根据爱因斯坦著名的质能定律(能量等于质量与光速平方和乘积)。
能量和质量是相当的,于是,能量的减少,意味着该粒子惯性质量的减少。一般来说,含有相同物质的物体,热的总比冷的要下落得慢。
在多诺古和候斯坦的计算中,还包括复杂的狄拉克方程和量子辐射场理论,他们得出的结论是:引力加速度与质量和温度有关,因此,重物和(或)冷物总比与其相等的轻物和(或)热物下落得要快。
当然,两位物理学家所得出的这种效应是相当微弱的。用伽利略在比萨斜塔上做的实验是完全测不出来的,只有设计出精度更高的实验装置,才能“明察秋毫”。我们目前仅在10-12数量级以内承认引力质量和惯性质量相等,而多诺古和侯斯坦预言的效应则将影响到3×10-17数量级。
伽利略真的错了吗?虽然人们对此见仁见智,不过,这两位物理学家的工作却启示人们:真理并非一成不变,经典的概念也存在着局限性。
揭开水合电子之谜的前景如何
水合分子、水合离子,都是司空见惯的,那么,有没有水合电子呢?这还得从魏尔发现氨合电子说起。早在1864年,化学家魏尔正研究碱金属与氨的作用。有一次,他将一小块金属钠投入液氨中,液氨立即呈现一派美丽的蔚蓝色。这一现象引起了许多化学家的兴趣。经过一番研究,人们才弄清楚,液氨变蓝是由于钠放出电子跟液氨形成蓝色的氨合电子的结果。
既然有了氨合电子,人们自然地联想到了水合电子。许多化学家积极探索,努力寻找它,然而,许多年过去了,这项工作还是好像竹篮子打水那样,一场空。
难道真的不存在水合电子吗?1952年,化学家斯梯在一个偶然的机会里,出人意料地发现了水合电子。他把常见的染料——甲基蓝溶液,放在光下照射,不久,溶液的蓝色就会退去;当斯梯再通入二氧化碳气体后,溶液又会恢复蓝色。虽然,这个现象并非斯梯首先发现,但是,有心寻找水合电子的斯梯,以敏锐的目光洞察到他已发现水合电子了。他推断,甲基蓝褪色是由于它跟水合电子结合变为无色,通入二氧化碳又夺走了水合电子,从而恢复原貌:
Dye(甲基蓝)+Iaq(水合电子)=Dye-(无色)
Dye-(无色)+CO2=Dye(甲基蓝)+CO2-
斯梯的推断很快得到了实验证实。例如,上述得到的无色甲基蓝溶液呈顺磁性,而且用核磁共振仪测定它的g-因子,也完全接近自由电子,由此可见,斯梯的确发现了水合电子。
此后,化学家们还发现,在许多特定场合下,都可得到水合电子,例如用活泼金属的汞齐(如钠汞齐)跟水作用,金属跟强碱作用,以及某些有机物和金属催化剂(钯)等作用,都可以觅到水合电子的踪迹。
既然发现了水合电子,化学家就进一步刨根究底地去研究它的性质了。
水合电子有独特的化学结构,它本身是一个被水包围着的“裸露”电子,活像一颗红枣嵌镶在馒头中;它的体积小,质量轻,带一个单位负电荷,这样,它就可以到处乱钻,显出十分活泼的“性格”;它是已知最强的还原剂之一,除氖、氦等个别物质外,其他元素和化合物几乎都能跟水合电子起化学作用。目前,水合电子在合成工作中已崭露头角,它可以帮助人们合成那些一向认为不可合成的物质,例如三价铕离子通常很难变成二价铕离子,但一遇到水合电子,这一转变就轻而易举地发生了。
此外,对水合电子的研究,为揭开生命秘密也提供了新线索,据科学家推测,在那茫茫的原始海洋中,由于宇宙射线和紫外线的照射,海洋中产生了无数的水合电子,它能加速原始海洋的“聚宝盆”作用,加快蛋白质、核酸这些生命基础物质的合成,为生命的孕育铺平道路。
人们发现水合电子还仅仅几十年时间,虽然科学家已开始研究它,但它仍蕴藏着许多奥秘,如结构、性质和应用等等,都有待人们进一步去发掘它。
宇宙尽头在何方
在20世纪以前,人们认为太阳系几乎就是一切,不相信太阳系以外还存在其他星球。到1900年,人们又认为太阳系所属的银河系就是整个宇宙。至于银河系的大小,当时最大胆的估计是宽约2万光年(光年即光在一年中所走过的距离,约等于94605亿千米),其中包含大约20亿颗~30亿颗像太阳一样的恒星。
1920年,天文学家哈洛·沙普利等人根据当时掌握的测量恒星距离的新方法,算出了银河的真实宽度是10万光年,其中包含的恒星总数达2000亿颗~3000亿颗。同20年前的看法相比,银河“扩大”了100倍,而且还断定这极度扩大了的银河,并不是全部宇宙。
与此同时,天文学家又发现宇宙是由许多个像银河系一样的星系集成的,每个星系大约由几十亿到几万亿颗星体组成。而且证明了宇宙是动态的,成群存在的星系彼此相互分离,它们之间的距离越来越大,好像宇宙也在不断扩大。
1929年,美国天文学家埃德温·P·哈勃等人设计出了确定星系距离的多种方法,证明即使是离我们比较近的星系(例如仙女星座系),距离我们也有230万光年。
按照宇宙诞生之后就急速扩大的宇宙模型,可以计算出宇宙的年龄为130亿年。
认识宇宙是一个艰难的过程。当我们抬头仰望星空时,所看到的总是有限。人类几千年来,总在孜孜不倦地探求,积累了不少知识,了解到宇宙的知识也越来越多。不过,到目前为止,也还没有足够地认识到宇宙的庐山真面目。
至于宇宙究竟有多大,它的“尽头”究竟在何处,也许将永远是个谜。
金星上有海洋吗
金星和地球大小差不多,质量和密度也相接近,而且都有着浓密的大气,大气中都含有水蒸气。人们常把这两大行星称为“双胞胎”。地球上70%是海洋,那么金星上也有海洋吗?
美国艾姆斯研究中心的科学家波拉克·詹姆斯认为,在很久以前金星上确实有过海洋,可现在,这个海洋已经消失了。消失的原因可能有多种,一是太阳光把水蒸气离解为氢和氧,氢气由于重量轻而大量脱离金星;二是在金星演化的早期,内部曾散发出大量的还原气体,这些气体与水相互作用,从而使水分消耗掉;三是从金星内部喷出的炽热岩浆中的铁以及其他化合物与水相互作用,从而使水分消失;四是金星海洋的水本来是来自星球内部的,后来这些海水又循环回到金星地表以下。
有的科学家对詹姆斯的这几种推测在提出了不同的看法:他们认为詹姆斯的几种推测地球上同样也会出现,那么为什么地球上的海洋却没有消失呢?
美国爱阿华大学的弗兰克等人则认为,金星从来没有过海洋,金星探测器所探测到金星大气层里的少量水分并不是由海洋中蒸发出来的,而是由几十亿年来不断进入大气层的微小彗星的彗核所造成的,因为彗核的主要成分是水冰。
金星上究竟有过海洋吗?如果有,那么它又是如何消失的?至今还没有足够的证据令人信服。
深海洪流
若干世界上最大的洪流,在黑暗中静悄悄流过海床,既没有人站岸边欣赏它们的美丽,也没有人写出赞美它们的诗歌。
海流又称洋流,是地球的循环系统,就像人体的血流循环一样,对生物影响很大。海流使旧金山有雾、挪威有不冻港、秘鲁和西非有清凉的风,如果没有海流,英国可能千里冰封,变成不毛之地。海流像一把巨型犁似的,翻动海水,把海底含有丰富矿物质的养料冲上来。地球上有大量植物在海中生长,成为鱼类的主要食料。渔人每年捕鱼5000万吨,供应我们这个饥饿的世界。
人类在海上航行已有很长时间,但在公元1513年前,还不曾想到海洋中有海流存在。庞斯·德里昂发现佛罗里达,据为西班牙领土后,那年在沿岸航行时,才注意到令人莫名其妙的现象。他的小船本来顺着大风南航,实际上却朝北倒退。他发现了那股强有力的湾流——后来证明,这条湾流比他苦苦寻找的“青春泉源”更为重要。
此后250年,没有人重视德里昂的发现。后来,历史上最富有研究精神的富兰克林开始提出一些问题。当时富兰克林担任美洲殖民地的邮政局长。由英国直接开来的定期邮船横越大西洋,为什么要比普通商船慢两个星期?他提出这个问题,向新英格兰一位名叫伏尔格的捕鲸船船长请教。
伏尔格说,有一股强力的洋流横越北大西洋流向不列颠群岛。定期邮船由英国航前来美洲殖民地,一路上要同这股洋流对抗。捕鲸船却改道避开这股洋流。富兰克林接着又问,定期邮船船长怎样会不知道有这股洋流?伏尔格冷冰冰地答:“他们那么聪明,不会向头脑简单的美洲渔民请教。”
由于湾流来自热带海洋的暖水,绘制湾流路线图的最简单方法,是测量海水的温度。富兰克林派温度计给捕鲸船进行测量。结果首次绘出了湾流简图。直到今天,狡黠的船长在参加新港百慕大游艇大赛时,仍用温度计来测出湾流所在。
过了100年,另一位出色的人物在华盛顿办公室里从事研究,开始绘制全球海流的“流型图”。他是美国海军的穆里上尉,在一次意外事件中受伤残废,闲居家中。他分送特别航海日志本给军舰、商船及渔船长,请求他们,无论在地球上什么地方,都把每日的风向与海流动态一一记录下来。
穆里根据各船长的记录,花了多年时间,不辞辛苦地从事制图工作。海流概图终于面世。巨大的涡流,宽几千千米,分别在北大西洋和北太平洋中以顺时针方向转动,在南半球则以逆时针方向转动。