大象無形

羅會仟

①盲人摸象：或摸鼻子，或摸尾巴，或摸大腿，或摸屁股，無一能摸出大象的真實(shí)面目，大概是因?yàn)?ldquo;大象無形”吧？開個玩笑，事實(shí)上，此“大象”非彼“大象”，乃是《老子》中“大象無形”之“大象”。物理學(xué)中的流體便是這種“無形的大象”。

②所謂流體，可以從字面上理解為流動的物體，也可以從形象上理解為沒有固定形狀的物體。你可以把流體塑造成任何形狀——圓的、方的、球的都可以，但這些形狀都是不穩(wěn)定的——只要撤掉容器，流體就成別的形狀了。從微觀角度來說，組成流體的分子或者粒子之間的相互作用非常微弱，分子之間的束縛很小，它們之間的距離很容易因外界擾動而改變，表現(xiàn)到宏觀上，就是流體可以輕松擁有任意形狀。用“大象無形”來形容流體是再恰當(dāng)不過了。

③伯努利的《流體動力學(xué)》建立的描述流體定常流動的伯努利方程，讓人們從物理學(xué)角度全面認(rèn)識流體。伯努利方程的一個簡單的推論就是：流體高處壓力低，流體低處壓力高。例子在中國科技館可以看到：放一個氣球到圓錐形的容器里面，從頂端往下吹氣，氣球并不是順著氣流往下掉而是往上爬；一個注滿水的V形玻璃管兩邊分別放一個木球和一個空心鐵球，靜止時(shí)木球浮在水面而鐵球沉在水底，當(dāng)V形管旋轉(zhuǎn)起來并達(dá)到一定速度時(shí)，鐵球會浮上來而木球反而沉下去了。實(shí)際上，飛機(jī)快速飛上天空，噴霧器和汽缸發(fā)動機(jī)原理、足球中香蕉球和乒乓球中旋轉(zhuǎn)球等問題，都可以用伯努利方程來解釋。流體的魅力在于它總是有一些捉摸不定的東西讓你驚訝。

④生活中最常見也是最特殊的流體當(dāng)屬水。常見是因?yàn)樗�覆蓋了地球的絕大部表面，水孕育了并維持著地球上的一切生命。不只是“女人是水做的”，其實(shí)男人也差不多都是“水貨”。說水特殊是因?yàn)樗�作為流體，水分子之間除了范德瓦爾斯作用，還有一種更特殊的相互作用——氫鍵，即水分子由于電荷極化造成分子和分子之間還存在一種更強(qiáng)的電磁作用。正是如此，水結(jié)成冰才體積變大，浮在水表面而不是沉積在下面，否則地球上大部分的魚在冬天都死翹翹了，整個生態(tài)系統(tǒng)都可能因此崩潰。氫鍵的存在也使得水的結(jié)晶態(tài)——冰有各種非常漂亮的形狀，至今人們也沒有弄清楚水有多少種變相。

⑤除了水之外，生活中的流體還有空氣。大氣和水的共同作用，使得我們這個世界有風(fēng)雨雷霧霜雪等復(fù)雜的氣候。正是因?yàn)榭諝怆S處流動，“沒有不透風(fēng)的墻”，世界的每一個角落才充滿生機(jī)。全球大氣循環(huán)帶來的季風(fēng)，就是地球的“呼吸機(jī)”。而大洋中水的循環(huán)則構(gòu)成了洋流，為冰冷的兩極送去了溫暖。地球內(nèi)部的熔巖不斷地流動，形成了地磁場——有效地屏蔽了宇宙中大量的高能輻射，為地球撐起了一把保護(hù)傘。正是這些流體的存在，使得地球成為人類的美好家園。

⑥流體沒有固定形狀，用科學(xué)的話來說就是存在許多亞穩(wěn)態(tài)甚至非平衡態(tài)，不穩(wěn)定是流體的典型特征。水流的不穩(wěn)定會有湍流的出現(xiàn)，小河里的小渦旋就是個例子。流體的最不穩(wěn)定狀態(tài)是混沌，一個小小的初始狀態(tài)的改變會產(chǎn)生意想不到的結(jié)果。南美洲的小蝴蝶輕輕扇動翅膀，若干天后在北美洲就會引起一場颶風(fēng)——“蝴蝶效應(yīng)”雖說夸張了點(diǎn)，這種可能性的確存在。科幻電影認(rèn)為跨越時(shí)空到古代，哪怕是踩了一顆小草也許就毀滅了當(dāng)今的一片森林。影片《后天》講述的就是全球變暖導(dǎo)致洋流紊亂和氣候惡化，地球從極地開始迅速進(jìn)入冰川期，引發(fā)了全球性的大災(zāi)難。這并不是人類的可怕臆想，如果不善待在這些“善變”的流體，終有一天人類會遭到前所未有的報(bào)應(yīng)的。

⑦認(rèn)識了地球上的一些流體，再讓我們看看宇宙中的流體�，F(xiàn)代宇宙學(xué)發(fā)現(xiàn)了一種玄妙的流體——暗能量，它占據(jù)了宇宙的73％左右的質(zhì)量，是我們宇宙的重要組成部分。但暗能量究竟是什么東西，人們還在云里霧里。這個暗能量最匪夷所思的特征就是它具有負(fù)壓強(qiáng)。一般來說，我們常見的流體都是體積越小壓強(qiáng)越大的，或者說體積越大壓強(qiáng)越小的。但是暗能量不同，它是體積越大壓強(qiáng)越大。正是由于大量暗能量的存在，才使得我們的宇宙在加速膨脹，越變越大。

(摘自中科院物理研究所 羅會仟《水煮物理》，有刪改)

19.文章為什么要從“盲人摸象”寫起？(4分)

20.科普文的語言除準(zhǔn)確嚴(yán)謹(jǐn)外，還具有不同于一般說明文的語言特色。請結(jié)合文章簡要分析下面兩句話的語言特色。(4分)

①不只是“女人是水做的”，其實(shí)男人也差不多都是“水貨”。(2分)

②全球大氣循環(huán)帶來的季風(fēng)，就是地球的“呼吸機(jī)”。(2分)

21.文章第⑥自然段中使用了“蝴蝶效應(yīng)”“科幻電影”等材料，有何作用？(4分)

22.結(jié)合全文內(nèi)容，你認(rèn)為應(yīng)該怎樣對待我們周圍的流體。(6分)

參考答案：語文網(wǎng)

19．①用寓言故事開篇，容易弓I起讀者閱讀興趣，符合科普文表達(dá)特點(diǎn)。②可以自然地聯(lián)系到“大象無形”，引出要介紹的對象——流體。(每點(diǎn)2分，共4分)

20．(1)運(yùn)用引用、化用的手法，幽默地說明了水是地球上最常見的流體，孕育并維持著地球上的生命。(2分)

(2)運(yùn)用比喻的手法，形象地說明了季風(fēng)促進(jìn)空氣流動，維持著地球上的生命，使世界充滿生機(jī)。(2分)

21．①說明了流體初始狀態(tài)的輕微改變都有可能釀成災(zāi)難，警示人們要善待流體。②用人們熟知的材料說明道理，易被接受，警示性強(qiáng)。(每點(diǎn)2分，共4分)

22．①要進(jìn)一步研究流體的特征，讓它更好地服務(wù)于人類生活。②要保護(hù)好身邊的流體，珍惜水資源．保護(hù)大氣層，避免環(huán)境惡化。③警惕流體不穩(wěn)定的特征，善待流體，防止遭受報(bào)應(yīng)。(每點(diǎn)2分，共6分)

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