科学,看穿一切

“你这笨蛋！连这么简单的案子都破不了吗？记住，动动脑子，看穿一切！”看完自己的新手下阿薰下交上来的工作报告，目暮警官不禁大发脾气。因为这个菜鸟调查案件时不仅找不到任何有用的证据，还被罪犯留下的假线索耍的团团转。【1】

“看穿一切，看穿一切……真那么容易看穿就好了……”直到下班回到家门前，阿薰还在碎碎念着。“哟，阿薰回来了。怎么一脸衰样，碰上什么难题啦？”汤川博士，阿薰家的老邻居，在门口浇花时正好迎上回来的阿薰。汤川博士是一位已经退休的大学物理教授，以前阿薰上学碰到难题时都会找他帮忙。

“长官叫我要看穿一切，真不知道该怎么办啊。”阿薰苦恼道，但不论是理解还是表述，都好像不太对啊。“你又没有超人的X光眼，怎么可能看穿所有东西啊。不过，别担心，老博士我有的是办法来帮你看穿一切，跟我来！”显然，汤川博士也会错了意。

于是，一个菜鸟警察，一个退休教授，就这么糊里糊涂地凑在一起，准备研究看穿一切的方法喽。【2】

“要说看穿一切，对你们警察而言就是发现犯罪分子，让他们无所遁形。所以，我强烈推荐这种方法――红外热成像技术！”汤川博士自信地推荐道。【3】

夜晚是犯罪活动频发的时段。由于人眼在缺乏光线的环境中很难看清东西，犯罪分子经常趁着黑夜进行犯罪活动，夜晚让他们更容易隐蔽和接近目标，犯罪场面也不容易被看见。不过，魔高一尺，道高一丈，运用科学我们可以有效地打击这些在夜间猖獗的“坏老鼠”。夜晚虽然缺乏光线，但物体的热辐射却始终存在。红外热成像技术就是运用特殊的光电设备来检测物体的热辐射，捕捉热辐射定波段的红外线信号（即波长为2～1000微米部分的热红外线），并将信号转换成人眼可以看到的图像。只要那些犯罪分子不是什么没有体温的“急冻人”或者穿着能隔绝热辐射的高科技装备，就算躲在没有一丝光线的地方，也能依靠红外热成像技术将他们捉拿归案。【4】

“呜哇，带着红外热成像仪感觉自己就像是一条正在捉老鼠的响尾蛇啊。”阿薰兴奋地赞叹道。

“嗯，还真是形象的比喻。”汤川博士继续补充说明：“红外热成像技术不仅可以用于夜间行动，还能够用来预防火灾的发生，比如森林里的隐藏火源、接触不良的电气设备、运行过热的机械部件……这些通常不容易靠人眼直接辨明的火灾隐患都可以靠红外热成像技术轻松发现，从而方便人们提早采取预防措施。”【5】

“虽然红外热成像技术可以帮助你看穿黑暗，但它也有一些局限性，比如易受到其他物体热辐射的干扰，容易将目标和其他相同温度的东西混淆。不过，接下来的这个可不一样，因为它可是看穿东西的超级法宝――X射线！”汤川博士更加自信地推荐起来。【6】

如今，X射线都已经快成为透视的代名词了。这种奇妙的物理学现象不仅帮助人类看穿了很多不透明的东西，还促进了不少新科学领域的诞生和发展。与之前提到的长波长的热红外线不同，X射线是一种波长极短的电磁波，其波长范围大约在0.001～100纳米之间，介于γ射线（即伽马射线）和紫外线。X射线蕴含的能量很强，其光子能量比可见光的光子能量要大几万至几十万倍！因此，当它照射在物体上时，只有一小部分会被物体吸收，大部分都从原子的间隙“强劲”地直接穿过，从而表现出很强的穿透能力。这种穿透力与物体的密度也有一定的关系，利用这一点就可以把不同密度的物体区分开来，比如透过人体的皮肤和肌肉给骨骼拍X光片，或者透过行李箱检查各种行李等。【7】

“如果能研制出便携式的X光机，用来检查犯罪嫌疑人身上是否带有违禁物品一定很方便。”阿薰不禁畅想起来。

“嗯，想法不错。X射线的用途不仅限于医学和安全检查，它还可以用来鉴定一些艺术品的真假。”汤川博士滔滔不绝地讲解起X射线的其他好处：“在科学领域，X射线能帮助科学家们测定微小的晶体结构；在考古领域，X射线甚至还能用来辨识一些不易打开的古籍里的内容，既能保护那些古籍，又能阅读它们。”【8】

“虽然X射线对大部分物体都有着很强的穿透力，但当它碰上密度较大的重金属（比如铅）时就会失效。如果你需要适用范围更广的技术来看穿东西，可以试试这个――声波探测。”汤川博士拿出了压箱法宝。【9】

声波是一种由物体振动产生的机械波，振动频率在20Hz到20000Hz间的声波是人耳可以听到的可听波，振动频率低于20Hz的为次声波，高于20000Hz的为超声波。【10】

买西瓜时，大家会通过轻敲西瓜听辨声响，来判断西瓜瓤的品质，这就是人们利用声波穿透物体来获取其内部信息的一种最简单的应用。声波可以在任何非真空的介质中传播，即使是X射线都无法穿透的厚铅板也不例外。因此，小到零件，大到地球，几乎所有物体的内部信息我们都可以利用声波来获取。而且，声波不仅能听，还可以“看”！ 医院里使用的B超就是向人体发射超声波并接受体内脏器或者胎儿的反射波，将反射波转化成可视图像的一种“看穿技术”。在工程建设和地质勘探领域，声波还可以帮助人们在不破坏建筑或者岩体的情况下，检测目标内部的状况特性，看穿大楼、水坝、高山……甚至地球也不在话下！【12】

“哇哦，有了声波探测，我们就不怕犯罪分子把危险品藏在能躲避X光检测的特殊容器里了。没想到看穿东西其实挺简单的嘛，红外热成像、X射线、声波探测，有了这些科学技术的帮助我就能彻底看穿一切了，耶！”阿薰对未来的工作信心满满，他已经开始幻想目暮警官会如何表扬他了。

翌日――

“你这笨蛋！我叫你看穿一切，是要学会分析推理那些线索证据，不是拿着这些杂七杂八的玩意来看穿东西！”看着带了一大推设备准备调查案件的阿薰，目暮警官觉得自己已经看穿了这个菜鸟警察的未来――还是让他去当个巡警吧，破案不适合他。【13】