主题五:探索科学奥秘(二)

精品细酌一

站在巨人的肩膀上

李楠

牛顿发现了万有引力定律，创立了经典力学体系，在科学史上作出了划时代的贡献。牛顿的名字，被人们看做是近代自然科学的象征。他在数学、光学、热学等研究中也都取得了卓越的成就。这一切与牛顿的天才、勤奋分不开，但不能完全归功于他个人的聪明才智，正像牛顿自己所说的那样：如果说我看得远，那是因为我站在了巨人们的肩上。

爱因斯坦在评论牛顿时也说过：“牛顿之所以成为这样的人物，还有比他的天才更重要的东西，那就是命运使他处在人类理智的历史转折点上。”

在力学与天文学方面，由于伽利略、开普勒、胡克、惠更斯等人的工作，牛顿才有可能建筑起他宏伟壮丽的力学大厦，他们为他提供了建筑的材料。同样是一个牛顿，对化学进行了长时间的大量研究，却没有取得什么突出成就，这是因为当时这方面的道路还未开辟。牛顿的力学是经过许多人的研究才得以诞生的，它是集体智慧的结晶，牛顿正是这个人类理智的历史转折点上众多科学家的代表。

牛顿在临终之前，总结自己一生所走过的道路时说：“我不知道在世人眼里我是什么样的人，但是在我自己看来，我不过像是在海边玩耍的孩子，为不时拣到一块比较光滑的卵石、一只比较漂亮的贝壳而喜悦，而真理的大海在我面前，一点也没有被发现。”

这当然是牛顿的谦虚之说。但是有一点是确定的，牛顿力学并不是力学的尽头，对万有引力的认识也没有到头。

牛顿自己也承认，他并不清楚引力的本质是什么，产生引力的根源是什么。这就为后代的科学家们留下了一系列有待进一步探索的问题。

20世纪，爱因斯坦发现了相对论，对牛顿力学体系发起了挑战。

爱因斯坦在广义相对论中提出，不存在瞬间超距传递的引力，所谓的引力只不过是时空的一种特性，物体的质量决定了时空的弯曲程度，从而使行星沿着弯曲的空间运行。

广义相对论得到了许多实验的验证。这是不是说牛顿的力学错了，不能用了呢？不是的。在低速运动中，牛顿的力学和相对论并不矛盾，仍是适用的。今天，从机械设计到宇宙飞行，都还是在用牛顿力学体系，只有当速度大到可以和光速相比拟时，才必须抛弃牛顿体系，改用相对论。

迄今为止，人们还没有发现与广义相对论相矛盾的实验。但是，相对论是否就到头了，就没有问题了呢？不是。像广义相对论所预言的引力波，至今人们还未发现，人们还不能最后断定广义相对论就是引力之谜的谜底。

人类对引力的认识还远未穷尽，还有许多问题等待着今天的和未来的科学家们去探索。

（选自《惊人大发现》，有删改）

阅读思考

1.牛顿建筑起的“宏伟壮丽的力学大厦”具体指什么？

2.怎样理解第一自然段中“如果说我看得远，那是因为我站在了巨人们的肩上”的深刻含意？

3.文章第三自然段运用了哪种论证方法？请具体说明。

4.根据文意，简要概括作者对牛顿的认识和评价。

5.作者在文章结尾写道：“人类对引力的认识还远未穷尽，还有许多问题等待着今天的和未来的科学家们去探索。”这段话引发了你哪些联想和感悟？

精品细酌二

苍蝇的贡献

孔明酩

人人喊打的苍蝇却为人类作出了不小的贡献。

苍蝇无鼻子，然而它的嗅觉却十分灵敏。原来，在苍蝇头部有一对触角就是苍蝇的“鼻子”――嗅觉感受器，每个“鼻子”只有一个“鼻孔”与外界相连，内含上百个嗅觉神经细胞。若有气味进入“鼻孔”，这些神经立即把气味刺激转变成神经电脉冲，传给大脑，大脑则根据不同气味物质所产生的神经电脉冲的不同，就可区别出不同气味的物质。科学家们根据苍蝇嗅觉器的特点和结构，把十分纤细的微电极接到苍蝇的嗅觉神经上，将引导出来的神经电信号经电子线路放大后送给分析器，仿制出了一种奇特的小型气体分析仪，装在宇宙飞船的座舱中，用来分析其中的气体成分，也用于测量潜水艇与矿井里的有毒气体，还用于改进计算机的输入装置和气体色象分析仪等。

苍蝇的后面有一对楫翅，是天然导航仪。苍蝇飞行时，楫翅以每秒330次的频率不停地振动，使苍蝇保持航向。一旦苍蝇的虫体倾斜、俯仰或偏离航向，楫翅振动平面的变化便被它基部的感受器所感觉，并向脑子报告。经过分析后，脑就命令有关的肌肉把偏离的航向纠正过来。根据苍蝇楫翅的导航原理，科学家们仿制成功了一种振动陀螺仪。它的主要部件像只音叉，是通过一个中柱固定在基座上的，装在音叉四周的电磁铁，使音叉产生固定振幅和频率的振动。当飞机、舰船与火箭偏离正确航向时，音叉基座和中柱就会发生旋转，中柱上的弹性杆就会将这一振动转变成一定电信号，传给转向舵，于是航向便被纠正过来了。

苍蝇还生长着一对结构奇特的比脑袋还大的蜂窝状的眼睛――复眼。科学家们根据复眼的结构已研制出一种“蝇眼相机”，它的镜头是由1329块小透镜黏合而成的，一次可拍摄1329张相同的照片，其分辨率高达每厘米4000线。仿复眼的结构还研制出光学测速仪，可以测量转体的速度。

在科学日益发展的今天，只要我们善于发现，善于探索，就连“四害之一”的苍蝇也可成为人类宝贵的资源。

（选自2001年第3期《金属世界》，有删改）

阅读思考

1.简析第一自然段在结构上的作用。

2.请用简洁的语言概括第三自然段的内容要点。（不超过15字）

3.苍蝇对科学的主要贡献有哪些？请分条回答。

4.作者在文中表达了怎样的观点？请用自己的话回答。

5.文章最后一自然段写道：“在科学日益发展的今天，只要我们善于发现，善于探索，就连‘四害之一’的苍蝇也可成为人类宝贵的资源。”你从中获得了怎样的启示？

精品细酌三

太空“拥堵”挑战人类智慧

管克江 于宏建

美国东部时间2月10日上午11时55分（北京时间11日零时55分），美国一颗私营商用通信卫星和俄罗斯一颗报废的军用通信卫星在太空相撞，这是人类历史上首次发生完整的在轨卫星在太空相撞。根据美俄双方透露的消息，卫星相撞位置在西伯利亚北部上空790公里至805公里处。

美国国防部的太空监测网最早发现了相撞事件，并开始追踪两大块碎片云。美国宇航局轨道碎片项目首席科学家尼古拉斯・约翰逊说：“这是两个完整的航天器首次意外相撞。这是糟糕的一天。”管理太空监测网的美军战略司令部发言人查理・德雷说：“我们正在跟踪太空碎片，它们对其他卫星造成了威胁。”美国宇航局说，在两颗卫星中，美方卫星是1997年发射的“铱33”商用通信卫星，重约560公斤；俄方卫星重900多公斤，已停止运转，上面没有移动控制系统。

俄罗斯航天兵第一副司令亚库申12日确认，与美方“铱33”卫星相撞的是俄罗斯于1993年发射的“宇宙2251”军用通信卫星。据亚库申介绍，由俄罗斯航天兵负责监控的“宇宙2251”军用通信卫星自1995年起就已停止使用。目前，俄罗斯航天兵太空控制系统正在密切跟踪俄美卫星相撞后产生的碎片，这些碎片可能分布在高度从500公里到1300公里的太空。

美国铱卫星公司发表声明确认了相撞事件，并称铱星已经被毁。该公司称，这是一起概率很低的太空事件，对通信服务造成的影响有限，公司正迅速采取措施把损失减少到最小。铱卫星公司管理着一个有66颗近地卫星的网络，主要向全球提供移动语音和数据服务，美国国防部是其最大客户之一。声明说，整个服务系统目前运转正常，在30天内将用另一颗轨道上的卫星来取代被撞毁的卫星。

美国宇航局科学家约翰逊介绍说，每年都有废旧的航天器和火箭结构在太空解体，但过去20年来只发生过3起较小的撞击事件，从来没有发生过两颗完整的卫星相撞。有关方面正在评估卫星碎片是否对其他卫星和国际空间站造成影响。国际空间站在距地球大约354公里的轨道上运行，现有两名美国宇航员和一名俄罗斯宇航员服役，他们的安全引起各方关注。约翰逊说，两块碎片云中只有很小一部分能“降落”到国际空间站的轨道上，“我们相信撞击事件给国际空间站增加的风险非常非常小”，但是碎片对哈勃太空望远镜和一些地球观测卫星的威胁更大，因为它们在更高的轨道上运行，距撞击后产生的碎片更近。俄罗斯航天署新闻秘书沃罗比约夫则表示，根据目前掌握的情况，卫星碎片不会对国际空间站的安全构成威胁。

科学家目前还无法确认卫星相撞后产生的碎片大小和数量。美国休斯敦航天中心的太空碎片专家马克・马特尼说，他们目前已经监测到了数十个碎片，但随着进一步的监控和计算，碎片的数量可能多达数百个。如果将细小的碎片也计算在内，碎片总量将达数千个。

随着人类太空探索的不断深入，太空环境所发生的变化也对雄心勃勃的人类提出了新的挑战。

（选自2009年2月13日《人民日报》，有删改）

阅读思考

1.请用一句话概括文章第一自然段的新闻事件。（不超过10字）

2.根据文章内容，对相撞的两颗卫星作简要介绍。

3.美国铱卫星公司称相撞事件对通信服务造成的影响有限，将用另一颗轨道上的卫星来取代被撞毁的卫星。这次卫星相撞事件的主要危害在什么方面呢？

4.文章标题中的“太空‘拥堵’”主要指什么？为什么说“挑战人类智慧”呢？

5.简述作者在文中的观点。