董淑亮,中國科普作家協會會員、江蘇省首席科技傳播專家、江蘇省十大科技傳播人物。出版《童話里的科學》《神奇的動物》《發明改變世界》《長翅膀的“偵察兵”》《四季科學童話》等科普專著100部,曾獲冰心兒童圖書獎、共青團中央“五個一”工程獎、江蘇省優秀科普作品獎等。
在晉朝時,有一位寒門學子車胤,每到夏天為了省下點燈的油錢,便捕捉許多螢火蟲放在多孔的囊內,利用螢火蟲發出的光來看書,最后學有所成。這就是“囊螢夜讀”的故事。
資料顯示,全世界螢火蟲有兩千多種。不僅成蟲能發光,它們的卵、幼蟲和蛹都能發光。因此,人們說“螢火蟲一生都是光明的”。
夏天的夜晚,螢火蟲在樹叢中、小河邊飛來飛去,一會兒亮,一會兒暗,此起彼伏,不斷地閃耀著綠色的光亮,仿佛是大自然的一盞盞明燈,又像夜空璀璨的群星,被人們稱為大森林里的“活燈籠”。
據科學家研究,螢火蟲會發出形形色色的光:有的白,有的淡黃,還有的是淡藍色的。它們發出的光顏色各不相同,每次閃爍的節奏也不一樣。螢火蟲的尾部有個發光器,里面有幾千個發光細胞。發光細胞里面的腺細胞會分泌出一種黏液——一種叫熒光素的物質。這種熒光素在熒光酶和氧的催化作用下,氧化后就會發出光來。雌螢火蟲的發光器在腹部的后三節上,發光部分稍大些,前兩節呈闊帶形,后一節有2個小點子。而雄螢火蟲的發光部分較小,只有尾部末節的2個小點子。
螢火蟲發出的光和太陽光以及各種電燈光都不一樣。太陽依靠核聚變來發光。電燈依靠電流對燈絲的加熱。它們在發光時都伴隨有熱的產生。因此,人們稱它們為熱光源。螢火蟲發出的光,是由體內一系列特殊的化學反應引起的。由于它能100%地將化學能量轉換成光能, 不產生熱量,人們就稱它為冷光源。
早在20世紀40年代,科學家根據螢火蟲發光器的原理,制造了由電能轉變為光能的熒光燈。雖然,這種燈光線柔和,光效高,散發熱量也比較少,而且經久耐用,但是普通的熒光燈泡只能將所消耗的電能的6%~25%變成光能,遠遠沒有像螢火蟲那樣百分之百地把化學能轉換成光能。
近年來,科學家先是從螢火蟲的發光器中分離出了純熒光素(一張郵票那樣重的熒光素,就需要3.3萬只螢火蟲),后來又分離出了熒光酶,接著又用化學方法人工合成了熒光素。由熒光素、熒光酶、ATP(三磷酸腺苷)和水混合而成的生物光源,可在充滿爆炸性瓦斯的礦井中當閃光燈。由于這種光沒有電源,不會產生磁場,因而可以為清除磁性水雷等工作提供安全的照明。
現在,人們已經能用摻和某些化學物質的方法得到類似生物光的冷光,用來安全照明,開辟了冷光的新用途。在醫學上,醫生用它來檢驗微量細菌是否存在。如檢驗尿道感染,即使病菌很少,也能在幾分鐘內就確定,大大提高了醫生診斷病情的效果。1974年,上海中醫研究所受到生物光的啟示,研制成了一種“輻射場攝影儀”,對研究針灸、針麻、氣功等傳統醫學及其他生命現象有重要的價值。如人體動脈的多色照片上,可以看到741個明顯的光點,它們的數目和位置正和我國針灸的穴位基本吻合。
目前,冷光已成為揭露宇宙物質秘密和探索物質結構的助手。在不久的將來,人造冷光還可以造成不夜城;人造的冷光物質還將廣泛地用來制造衣服、地毯、墻壁等;電燈將被冷光代替。我們的生活也將更加五彩繽紛。