變化的物質(zhì)世界

大橋被“凍短了”

1927年，法國遭到了寒流的襲擊，巴黎市中心的塞納河橋受到嚴(yán)重破壞，橋面上的地磚突然不是拱起，就是碎裂，使得大橋暫時無法通行。地磚是怎么碎裂的呢？難道有人在蓄意破壞？

不是的，原來，這是由一個很簡單的物理變化——“熱脹冷縮”造成的。我們知道，一般的物體都會遇熱膨脹，遇冷收縮，鋼鐵也不例外。例如，在炎熱的夏天，火熱的太陽照在鋼軌上，人們用手摸一下，都會覺得燙手，這個時候，鋼軌的長度就會增加。反過來，在寒冷的冬季，鋼軌的長度就會變短。我國從北京到太原的鐵路長514公里，冬夏兩個季節(jié)，同一條鐵軌的長度要差上大約280米！所以，如果我們仔細觀察，就會發(fā)現(xiàn)鐵路的鋼軌并不是嚴(yán)絲合縫的，每根鋼軌之間都留有一定的間隙。

現(xiàn)在我們再來看塞納河橋，這是一座鋼架橋，遇到寒流也就自然而然地縮短了。原來的地磚大小就不再合適，它們相互擠壓，結(jié)果便全部拱起、碎裂啦。

類似的物理變化，在1954年的冬季，導(dǎo)致的是更大的悲劇。

那是在愛爾蘭附近的海面上，寒風(fēng)呼嘯，一艘32000噸的英國巨型油輪“世界協(xié)和號”正在航行。突然，船體猛烈地震動起來，不久船就沉沒了。這艘巨輪的沉沒是什么原因，當(dāng)時誰也說不清楚，成為轟動一時的疑案。

從此以后，又接連發(fā)生了幾起相似的事故，這促使人們努力尋找出事的根由。經(jīng)過科學(xué)家的研究，終于真相大白：原來低溫不只能使金屬收縮，而且能使金屬內(nèi)部的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，從而使金屬變脆。“世界協(xié)和號”的沉沒，正是由于寒冷的天氣使船體的鋼材變脆了，然后發(fā)生折斷造成的！

一泡貓尿

物質(zhì)的化學(xué)變化同物理變化一樣，都是不可忽視的科學(xué)現(xiàn)象。

很久很久以前，英國有一位莊園主為了改善土質(zhì)，在自家貨棚里儲備了一包石灰。一天，兩只小貓溜進了貨棚。調(diào)皮的小貓在貨棚里盡情地玩耍，因為內(nèi)急，它們干脆就在石灰上撒起尿來。突然，石灰“噌”地著起火來，并冒出一股熱氣。頃刻工夫，莊園主的貨棚也著火了。兩只倒霉的小貓被熱氣噴得臥倒在地，發(fā)出“嗚嗚嗚”的慘叫聲……

事后，莊園主請了附近有名的私家偵探來調(diào)查事情的真相。經(jīng)過實地調(diào)查，私家偵探排除了人為放火的可能，但起火的原因仍舊沒有找到。難道是天災(zāi)？正當(dāng)事情沒有進展的時候，在石灰包附近發(fā)現(xiàn)的兩只被燒焦的小貓尸體引起了偵探的注意。經(jīng)過勘察，他做出了肯定的判斷：貨棚起火是小貓的一泡尿所致。原因是生石灰和水一接觸，就會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成熟石灰，而熟石灰釋放的熱量可達到700多度的高溫，所以，干燥的石灰一旦接觸到水就可能起火。

所以說，不要在石灰上撒尿，這可是很危險的行為啊！

不是巫術(shù)是科學(xué)

一天，在一個偏遠的山村里，來了一位據(jù)說無所不知、無所不能的“大仙”。有一對年輕人打算結(jié)婚，于是請來“大仙”為他們算算生辰八字。于是，“大仙”被村民們團團圍住。

“你們看，這是不是一張白紙？”“大仙”舉起一張“白紙”請這對年輕人驗證。

年輕人仔細看了看：“嗯，的確是一張白紙。那我們的婚姻到底合不合呢？”“大仙”笑著說道：“別著急，再驗證一下這盆清水，一會兒就見分曉。”

年輕姑娘用手指沾了點水嘗了嘗，確實是水。接著，“大仙”開始把那張白紙輕輕地浸到了水中。

“瞧，合與不合，結(jié)果馬上就出來了！”話音剛落，只見那白紙上出現(xiàn)了一汪湖水，一對鴛鴦?wù)阪宜呴_著各種各樣的鮮花。“好了，你們真是天造地設(shè)的一對，放心結(jié)婚吧。”

這可真是奇妙，難道這人真是“大仙”，無所不知嗎？答案當(dāng)然是否定的。可明明是一張白紙啊，怎么放在水里就有圖案了呢？其實，這不過是一個很簡單的化學(xué)變化。原來，那畫是用一種名為“硼酸”的物質(zhì)勾兌成墨水畫成的，墨汁干了就看不見畫了，放到水里就又會顯現(xiàn)出來。

過去，在窮困的山區(qū)，由于科學(xué)知識得不到普及，沒讀過書的百姓經(jīng)常被巫師、巫婆的這些把戲給欺騙了。那時候，一鬧災(zāi)荒，人們就去求神祈福。有一年，一個村子鬧旱災(zāi)，就請了一位自稱是龍王附體的中年婦女和村民們一起前去山里求雨。

在山頂，那中年婦女身穿道袍，手拿“魔杖”，嘴里念叨著一連串聽不懂的咒語。然后，她從供臺上拿了一塊糖，讓跪在前面的一個老頭剝開，然后點著，老頭左點右點，那糖果就是燒不起來。中年婦女對他說：“老人家，求雨要有百分百的誠意，心不誠則不靈。”于是她又讓自己的徒弟試一試，只見這個小徒弟一手提著香煙，取出一根火柴，只輕輕一擦，然后往上一點，那糖果“哧”地冒出了火花。

中年婦女大呼：“通往天庭的圣火，你快快將此稟報龍王，早日降雨于眾生靈。”跪拜的人也都跟著她一起呼喊起來。殊不知，這里面就藏著見不得人的手腳——徒弟擦火柴時用的是捏著香煙的右手，輕輕一抖便把煙灰抖到了糖果上，而煙灰里含有金屬鋰。鋰是可以加快糖的化學(xué)反應(yīng)速度的物質(zhì)。老人沒有辦法點燃糖，是因為時間不夠，不能讓糖達到燃燒點。而加了鋰之后，糖迅速達到燃點，結(jié)果那徒弟一點就成功了。

所以說，世界上并沒有仙術(shù)，也沒有神仙，有的只是你尚且不了解的科學(xué)真諦。掌握了科學(xué)，才能明辨是非，才能去偽存真。

大自然——杰出的創(chuàng)造者

世界上雖然沒有神仙，但大自然卻是最偉大的創(chuàng)造者，它無時無刻不在通過物理與化學(xué)變化，改造、創(chuàng)造著我們的世界。石油被稱做“黑色的黃金”，是古代海洋或湖泊中的生物經(jīng)過漫長的演化形成的混合物，與煤一樣屬于化石燃料。我們可以想象，在那遙遠的億萬年前，形形色色的古生物在大海中游弋，從生物化為黑色的液體，需要經(jīng)過多么漫長的物質(zhì)變化過程。有誰有這樣的本領(lǐng)？又有誰能締造如此的奇跡？只有大自然這個能夠經(jīng)得起時間考驗的創(chuàng)造者。

掌握自然世界的奧秘，會為我們造福，而無知卻一定會帶來惡果。再講一個故事吧，這是我們?nèi)祟惤⒌囊粋€帝國，或許，它的滅亡就與這個帝國的子民對大自然的無知不無關(guān)系。

古羅馬帝國曾在世界上稱霸一時，然而在繁榮了一百多年之后，卻每況愈下，最終走向了滅亡。古羅馬帝國滅亡的原因究竟在哪里呢？有學(xué)者指出，古羅馬帝國可能衰亡于鉛中毒，后來考古學(xué)家在發(fā)掘古羅馬人的墓穴時，發(fā)現(xiàn)他們的遺骨中含有大量的鉛，證實了這種觀點不無道理。

在古羅馬時代，由于鉛很軟，容易加工，所以鉛制品作為一種高貴和富有的標(biāo)志，深受人們喜愛。古羅馬貴族們普遍使用鉛制的器皿、餐具和含鉛的化妝品。特別是他們在制作琥珀般的葡萄汁時，總愛把葡萄放在鉛鍋或內(nèi)壁鑲有鉛的鍋中熬煮，熬煮的時間還特別長，直到汁水只剩原來的三分之一時才停火。由于在加熱時鉛發(fā)生的化學(xué)變化，用這種方法煮出的葡萄汁特別香甜，不易腐敗，但含鉛量嚴(yán)重超標(biāo)。這些含鉛物品的大量使用，使許多人因鉛中毒而死亡。同時，古羅馬帝國所擁有的以鉛制水管為原料建成的排水系統(tǒng)，使平民也逃脫不了鉛中毒的厄運。當(dāng)然，這一切，古羅馬的人們永遠也不會知道了。

在我們生活的宇宙中，變化是永恒的，不變只是相對的。鉛的化學(xué)變化與一個帝國的命運，就這樣在科學(xué)探索的視野里被聯(lián)系到了一起，看啊，多么奇妙，多么有趣，多么不可思議！科學(xué)的魅力也就在對大自然不斷的探索與發(fā)現(xiàn)中間。