問答

Q1 5000年后地球會(huì)是什么樣子?

Q 在過去的5000年當(dāng)中，人類科技取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，同時(shí)也使得地球傷痕累累。雖然我們學(xué)會(huì)了利用地球的部分能源，但仍然亟須更多的能量，這種難以滿足的能源需求將決定人類文明在今后5000年中的發(fā)展路途該怎么走。

1964年，俄羅斯天體物理學(xué)家尼古拉·卡爾達(dá)舍夫提出人類文明的技術(shù)進(jìn)步與將其國民可控制的能源總量息息相關(guān)，他從低到高確定了銀河系中文明發(fā)展的三種類型，其一，該文明是行星能源的主人，這意味著他們可以主宰整個(gè)世界能源的總和;其二，該文明能夠收集整個(gè)恒星系統(tǒng)的能源，以及最終的該文明可以擁有銀河系系統(tǒng)的能源而為其所用。

理論物理學(xué)家、未來學(xué)家加來道雄和物理學(xué)家弗里曼·戴森分別預(yù)測人類將在未來的100年或200年內(nèi)步入第一種文明形態(tài);卡爾達(dá)舍夫則設(shè)想，人類將在3200年后進(jìn)入到第二類文明形態(tài)。

如果5000年后人類僅發(fā)展到類型I的水平，那么我們將有能力控制和利用大氣和地?zé)崮芰浚m然戰(zhàn)火和自我毀滅的可能仍然威脅著人類的生存，但至少生態(tài)環(huán)境問題在那時(shí)將成為歷史的陳跡。

如果5000年后我們?nèi)〉玫冖蛐偷牡匚?，那?1世紀(jì)人類可以利用龐大的衛(wèi)星群圍繞在恒星的周圍來收集能量、進(jìn)行星際旅行、移動(dòng)整個(gè)行星群落等等，而這一切取決于遺傳學(xué)和計(jì)算機(jī)的突破。

在今后的5000年中，地球也有可能因?yàn)槿祟惖膽?zhàn)爭而走向毀滅或者因?yàn)樾⌒行桥鲎捕鬯?，甚至在達(dá)到類型Ⅱ之前就遭遇外來文明的侵襲，而這一切猶未可知。

Q2 為什么噴氣式飛機(jī)飛行時(shí)尾部會(huì)形成很長的白色云帶?

A 這種云帶的學(xué)名叫做凝結(jié)尾跡或凝結(jié)尾。有的時(shí)候噴氣式飛機(jī)在飛行時(shí)這種凝結(jié)尾跡能形成一條橫貫整個(gè)天空的細(xì)線，而在其他時(shí)候，飛機(jī)形成的尾跡就非常短，有些日子里甚至根本不會(huì)出現(xiàn)凝結(jié)尾。

凝結(jié)尾的成因是由于噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣的成分中含有水而造成的。噴氣燃料是由碳和氫組成的，噴氣燃料與氧氣發(fā)生燃燒之后，多數(shù)尾氣的成分都是CO₂(二氧化碳)和H₂O(水)，通常情況下，這些水是以一種看不見的蒸氣的形態(tài)出現(xiàn)。

其實(shí)，當(dāng)人呼氣時(shí)，所呼出的氣體中也含有大量看不見的水蒸氣。比如說，在冬天的時(shí)候，人呼出的濕氣遇到冷空氣時(shí)會(huì)形成一團(tuán)可見的凝結(jié)云，但夏天，我們卻看不到自己呼出的氣體，這是由于冷空氣能夠容納的濕氣遠(yuǎn)少于暖空氣的緣故。

在噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)“呼氣”的時(shí)候，也會(huì)發(fā)生同樣的現(xiàn)象。只有當(dāng)高空大氣的溫度、風(fēng)力和濕度條件適當(dāng)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣中的濕氣才會(huì)形成長長的白色凝結(jié)尾。

Q3 為什么蜱蟲會(huì)致人死亡呢?應(yīng)該怎樣防治啊?

A 其實(shí)，蚊子、跳蚤、蜱依賴于人或者動(dòng)物這些宿主進(jìn)行生存，而它們自身也是微生物的宿主，如果這些微生物。比如細(xì)菌、病毒或者真菌通過蜱蟲的唾液進(jìn)入人體的血液，那么它們就會(huì)在我們的體內(nèi)為所欲為。

因此，致人患病的真兇不是蜱，而是蜱背后的病原體。我國近期發(fā)生的蜱媒感染疾病共同鎖定的癥狀是“發(fā)熱伴血小板減少綜合癥”，少數(shù)病人可能因嚴(yán)重的血小板減少及凝血功能異常而呼吸衰竭、急性腎衰甚至彌漫性血管內(nèi)凝血死亡。

以往蜱蟲往往出現(xiàn)在山區(qū)植物茂密的地方，在城市當(dāng)中原本很難看到蜱蟲的身影。不過，近些年來，養(yǎng)寵物的人越來越多，在這些動(dòng)物的耳朵里、腳趾間和耳朵外沿，便會(huì)時(shí)常有蜱蟲出沒。因此，我們要注意對(duì)寵物進(jìn)行及時(shí)清潔，或者盡量與寵物保持距離。

如果很不幸，蜱蟲已經(jīng)叮在您身上了，不要用手去捏，硬拔出的話，蜱蟲的口器就會(huì)斷掉留在皮膚里，同時(shí)留下的還有細(xì)菌。應(yīng)該用酒精涂抹叮咬處、或者用凡士林涂抹蜱背盾甲兩側(cè)的氣門，使其自動(dòng)退縮至體外。而家屬和朋友盡量要避免接觸被叮咬者的血液或分泌物，以免人際感染。

另外，秋季是蜱蟲的活躍期，去山區(qū)和農(nóng)村旅游的朋友要特別注意防范蜱蟲，回來后還要及時(shí)檢查衣服，如果發(fā)現(xiàn)蜱蟲，可以用鑷子夾出井燒掉;而那些生活在山區(qū)和農(nóng)村的讀者，也不用過分擔(dān)心，其實(shí)平日里在家用普通的殺蟲劑就可以系死蜱蟲。

Q4 氯是怎么進(jìn)行消毒的?氯消毒過的自來水對(duì)人體有害嗎?

A 氯本身在室溫下為氣態(tài)，普通食鹽(氯化鈉，NaCl)有一半的成分便是氯。其實(shí)鹽水通過一個(gè)簡單的電化學(xué)反應(yīng)，就可以產(chǎn)生氯氣和氫氧化鈉(NaOH)，二者混合就會(huì)生成次氯酸鈉(NaOa)。而濃度為5.25%的次氯酸鈉水溶液即為我們在雜貨店購買的漂白劑，也就是說，其實(shí)我們買到的不過是經(jīng)過電化學(xué)反應(yīng)而發(fā)生輕微變化的鹽水。

氯之所以被用來消毒是因?yàn)樗且环N功能強(qiáng)大的消毒劑。它能夠殺死細(xì)菌和藻類，以及其他雜質(zhì)。通常情況下，處理游泳池所用的氯的濃度為3ppm，處理飲用水所用的濃度從0.2ppm到3ppm不等，具體濃度取決于污染水平和接觸時(shí)間。

關(guān)于飲用水中添加氯的安全性有許多爭論，現(xiàn)在還沒有證據(jù)表明氯對(duì)人體是否有害，特別是在PPM級(jí)的濃度下，但已經(jīng)明確的是，與飲用被致病細(xì)菌污染的水相比，飲用氯消毒過的水要安全得多——曾經(jīng)有數(shù)百萬人死于水滋生的疾病，而在現(xiàn)代水系統(tǒng)中，氯的使用在很大程度上消除了這些疾病的出現(xiàn)。如果您還是不放心水中存在的氯，那么只需把水放在一個(gè)不完全密封的容器里，然后在冰箱內(nèi)靜置一兩天，氯就會(huì)被去除。

Q5 請問一棵樹可以制造多少張紙?

A 首先我們要確定是什么“樹”，是一棵巨大的紅杉還是一棵矮小的垂柳?考慮到大部分紙都是用松樹制造的，所以這里只考慮了松樹。

按照松樹的通常大小:直徑約為0.3米左右，而高約為18米左右，忽略樹身是逐漸變細(xì)的，那么樹木的體積即為πR²×18，3.14×0.15²×18大約為1.3立方米。

在重量方面，我們家里有一塊0.6×1.2米的木板，這塊木板重約4.5千克，體積為0.008立方米。也就是說，一棵松樹的大概重量為730千克(13÷0.008×45)。

在紙張生產(chǎn)過程中，會(huì)把木材加工為紙漿，其產(chǎn)量大約為50%——樹木中大約有一半是木節(jié)、木質(zhì)素和其他不能用于造紙的成分。也就是說，一棵松樹大約可以制造365千克紙。一令(量詞，指500張完全相同的紙頁)影印機(jī)用紙大約2.27千克重(您經(jīng)常可以看到形容紙為“9千克”或“11千克”，這是指500張17×22大小的紙的重量)，利用這些數(shù)據(jù)，就可以計(jì)算出一棵樹可以制造(365÷227×500)80.500張紙。

這些都是相當(dāng)粗略的估算，所有物體的稱量都在家用體重秤上進(jìn)行的，但是您可以明白基本的思路。

Q6 碳酸飲料對(duì)身體究竟有什么害處?

A 碳酸飲料就是加入了二氧化碳?xì)怏w的飲料，二氧化碳本身是無色無味的，在冷卻和壓力的環(huán)境下易于溶入水中形成碳酸，簡單地講，二氧化碳+水=碳酸，正是這種酸性物質(zhì)導(dǎo)致了舌頭的麻刺感。而碳酸極不穩(wěn)定，在高溫和低壓的情況下，就會(huì)迅速分解并釋放出二氧化碳?xì)怏w。

碳酸飲料的成分并不復(fù)雜，它主要包括:碳酸水、檸檬酸等酸性物質(zhì)、甜味劑、香料，有些臺(tái)有咖啡因、人工色素等。除糖類能給人體補(bǔ)充能量外，充氣的“碳酸飲料”中幾乎不含營養(yǎng)素。雖然碳酸飲料一般沒有營養(yǎng)價(jià)值，但是不同產(chǎn)品有不同的特點(diǎn)，有的確有補(bǔ)充維生素、電解質(zhì)等的作用。此外，碳酸飲料中的一些成分確實(shí)會(huì)對(duì)人體造成不良的影響。

過多地?cái)z入碳酸飲料中所含的蔗糖可能會(huì)導(dǎo)致蛀牙和肥胖;而人工色素已經(jīng)被證明與少兒多動(dòng)癥(ADHD)、兒童腦損傷等疾病相關(guān);咖啡因是一種精神藥劑，長期過量使用會(huì)成癮，對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)、內(nèi)臟器官等比較薄弱的地方產(chǎn)生破壞作用;阿斯巴甜也被認(rèn)為與抽搐、抑郁、失眠、頭暈等癥狀有關(guān);飲料中所含的磷酸可能擾亂身體內(nèi)微妙的磷鈣平衡，導(dǎo)致骨骼結(jié)構(gòu)的損害，并引起骨質(zhì)疏松;而碳酸由二氧化碳融入水中或者其他液體而形成，而二氧化碳是一種細(xì)胞代謝廢物，因而并不受身體的“歡迎”，碳酸通過削弱胃酸而增加了身體的負(fù)擔(dān)，從而干擾正常的身體消化，因而患有胃和腸道潰瘍的人是不宜飲用碳酸飲料的。

由于以上的種種原因，中老年八、正處于成長期的幼兒以及妊娠期的婦女應(yīng)該避免飲用碳酸飲料。

Q7 汽車的動(dòng)力可以完全依靠風(fēng)能嗎?

A 一旦人們的傳統(tǒng)習(xí)慣被改變，風(fēng)能變成人們所必需的能源，風(fēng)能供給就會(huì)嚴(yán)重短缺，因?yàn)橹挥邢喈?dāng)規(guī)模的風(fēng)力發(fā)電廠，才能發(fā)送足夠的電力并加以利用。盡管現(xiàn)代預(yù)測技術(shù)發(fā)達(dá)，風(fēng)依然是變化無常的，是季節(jié)性的，大小還會(huì)依賴于風(fēng)暴。

麻省理工學(xué)院(MIT)的教授斯蒂芬·康納斯認(rèn)為，如果讓風(fēng)能向所有汽車提供能源，首先，這些車必須是電力的，而無論對(duì)政府還是對(duì)私家車主來說，這都是可望不可即的。

即便這個(gè)假設(shè)條件成立，完全依靠風(fēng)能作動(dòng)力也不可能，因?yàn)槟壳暗钠嚁?shù)量實(shí)在驚人。據(jù)統(tǒng)計(jì)，美國每天的汽車油耗約150萬升，換算成電力大約需要40千瓦時(shí)，再考慮到地形、機(jī)動(dòng)性能等其他因素，美國每天將需要生產(chǎn)大約16萬億千瓦時(shí)的電量才能滿足同期的油耗需要，這么大的發(fā)電量僅僅依靠風(fēng)能是不可能完成的。

風(fēng)能的可使用條件與汽車需要充電的時(shí)機(jī)也不太協(xié)調(diào)。風(fēng)力發(fā)電的季節(jié)性和區(qū)域性限制了風(fēng)能持續(xù)為汽車充電的可能性。另外，風(fēng)能為汽車提供動(dòng)力的進(jìn)展程度還需要可以實(shí)時(shí)計(jì)算電力需求，并將電量按需求發(fā)送的智能供電網(wǎng)的技術(shù)進(jìn)步作支撐。

其實(shí)，將能源模式轉(zhuǎn)換成電能在理論上是可實(shí)現(xiàn)的，但不能僅使用風(fēng)能發(fā)電，而是應(yīng)該讓風(fēng)能作為太陽能、生物質(zhì)能源、核能等可再生能源大家庭中的一分子來承擔(dān)相應(yīng)任務(wù)。

即使如此，康納斯認(rèn)為，汽車全部電動(dòng)化的摩西社會(huì)(一種理想社會(huì)，政府規(guī)政策和輿論都高度和諧統(tǒng)一，極樂世界)也至少要在2050年才能實(shí)現(xiàn)。