人造龙卷风

①上海青浦有位轮船驾驶员，一次正在驾驶室当班时遭到龙卷风的突然袭击，他打开驾驶室舱门一看，发现驾驶室已脱离船体，被搬到离河很远的岸上，而他却安然无恙。1970年5月27日湖南澧县刮起了龙卷风，澧水江心卷起一个30多米高，几十平方米大的水柱，在短短的时间内河底也露了出来。龙卷风确实力大无穷，一座长达75米的铁路桥梁，可以像玩具一样被龙卷风从桥墩上拔起来，扭曲了，然后抛入水中。龙卷风的袭击，可以使河里的船腾空而起，成为“空中飞船”；可以使地上的人“上天邀游”，成为“空中飞人”。

②龙卷风独特的外貌、奇异的构造、短促的寿命、巨大的速度，历来令人费解、耐人寻味。

③经过长期的观察研究，人们已经弄清楚，龙卷风是产生在雷雨云中的一种急速旋转的空气旋涡。当它从云底伸下来时，好像一只巨大的漏斗，有时悬挂在云下，忽伸忽缩；有时则拉长像大象鼻子一样触到地面。

④从一些被龙卷风破坏的现场可以推知，龙卷风直径在几米到几百米之间，最大可达1千米。它来去匆匆，寿命不长，短的几分钟，长的也不过一刻钟到半小时。

⑤龙卷风直径虽小，寿命虽短，可是风速却大得无法用风速仪直接测定，因为即使是最坚固的仪器，一旦碰上龙卷风，也会粉身碎骨。人们不得不用间接的办法，如从被它破坏后的现场中去估算它的最大风速。据估计，这速度可达每秒  (1)  ～  (2)  米，甚至将要赶上声音的速度了。如此巨大的速度，怪不得在龙卷风的驱动下，一根松树棍可以击穿1厘米厚的钢板；一片三叶草能深深地嵌入泥墙。

⑥龙卷风的中心气压很低，只有40千帕，有时甚至只有20千帕，与一个标准大气压101.3千帕相差很大。据科学家计算，龙卷风气压差产生的功率可与10座巨大电站相当。

⑦龙卷风是怎样形成并加强的呢？长期以来众说纷纭，至今还没有一个完美无缺的定论。但这种自然现象是可以模仿和利用的。

⑧人们注意到，当漏斗状旋涡直径达200米时，旋转气流的功率可达3万兆瓦。因此一些科学家设想是否能用人造龙卷风发电。

⑨于是，有科学家研制了龙卷风模型来发电。他们在一个塔形建筑的四周用条板间隔成方格形小窗，朝风的小窗洞开，背风的小窗则关闭，风吹进塔后开始旋转，形成小龙卷风。在塔底装有螺旋形的转叶轮，当人造小龙卷风将下方空气吸入塔内时，叶轮转动，推动发电机发电。

⑩还有科学家研究用太阳能制造龙卷风发电。建造一座面积很大的透明圆形大棚，棚顶是塑料膜，从棚的四周向中心逐渐升高，与中心烟筒状塔相连。当棚内空气被太阳加热后，流向筒状高塔，气流迅速带动塔中叶轮而发电，每小时发电功率可达70万～100万千瓦。

⑪在许多新设计中，旋风型风力涡轮是很有前途的。在这种设计中，风吹入直立的圆筒，在它的内部旋转，形成旋涡，旋涡中心呈真空状态，从而迫使大量高速运动的风不断地吹过叶片，使叶片快速转动而发出电来。

⑫在海洋上空，由于太阳的照射，热空气上升，冷空气下沉，形成上下流动的风。科学家设计了一种巨大的筒状物并让它飘浮在海洋上空，然后用人工方式引导气流在筒内上升下降，从而驱动涡轮机进行风力发电。

⑬这些，都是利用人造龙卷风发电的新思路。

（三）中国石拱桥（节选） 

石拱桥在世界桥梁史上出现得比较早。这种桥不但形式优美，而且结构坚固，能几十年几百年甚至上千年雄跨在江河之上，在交通方面发挥作用。

　　我国的石拱桥有悠久的历史。《水经注》里提到的“旅人桥”，大约建成于公元282年，可能是有记载的最早的石拱桥了。我国的石拱桥几乎到处都有。这些桥大小不一，形式多样，有许多是惊人的杰作。其中最著名的当推河北省赵县的赵州桥，还有北京丰台区的卢沟桥。   赵州桥横跨在洨河上，是世界著名的古代石拱桥，也是造成后一直使用到现在的最古的石桥。这座桥修建于公元605年左右，到现在已经一千三百多年了，还保持着原来的雄姿。到解放的时候，这座古桥又恢复了青春。

　　赵州桥非常雄伟，全长50.82米，两端宽9.6米，中部略窄，宽9米。桥的设计完全合乎科学原理，施工技术更是巧妙绝伦。唐朝的张嘉贞说它“制造奇特，人不知其所以为”。这座桥的特点是：（一）全桥只有一个大拱，长达37.4米，在当时可算是世界上最长的石拱。桥洞不是普通半圆形，而是像一张弓，因而大拱上面的道路没有陡坡，便于车马上下。（二）大拱的两肩上，各有两个小拱。这是创造性的设计，不但节约了石料，减轻了桥身的重量，而且在河水暴涨的时候，还可以增加桥洞的过水量，减轻洪水对桥身的冲击。同时，拱上加拱，桥身也更美观。（三）大拱由28道拱圈拼成，就像这么多同样形状的弓合龙在一起，作成了一个弧形的桥洞。每道拱圈都能独立支撑上面的重量，一道坏了，其他各道不致受到影响。（四）全桥结构匀称，和四周景色配合得十分和谐；桥上的石栏石板也雕刻得古朴美观。唐朝的张鷟说，远望这座桥就像“初月出云，长虹引涧”。赵州桥高度的技术水平和不朽的艺术价值，充分显示出了我国劳动人民的智慧和力量。桥的主要设计者李春就是一位杰出的工匠，在桥头的碑文里刻着他的名字。

　　永定河上的卢沟桥，修建于公元1189到1192年间。桥长265米，由11个半圆形的石拱组成，每个石拱长度不一，自16米到21.6米。桥宽约8米，路面平坦，几乎与河面平行。每两个石拱之间有石砌桥墩，把11个石拱联成一个整体。由于各拱相联，所以这种桥叫做联拱石桥。永定河发水时，来势很猛，以前两岸河堤常被冲毁，但是这座桥却极少出事，足见它的坚固。桥面用石板铺砌，两旁有石拦石柱。每个柱头上都雕刻着不同姿态的狮子。这些石刻狮子，有的母子相抱，有的交头接耳，有的像倾听水声，有的像注视行人，千态万状惟妙惟肖。

　　早在13世纪，卢沟桥就闻名世界。那时候有个意大利人马可·波罗来过中国，他的游记里，十分推崇这座桥，说它“是世界上独一无二的”，并且特别欣赏桥拦柱上刻的狮子，说它们“共同构成美丽的奇观”。在国内，这座桥也是历来为人们所称赞的。它地处入都要道，而且建筑优美，“卢沟晓月”很早就成为北京的胜景之一。

　　卢沟桥在我国人民反抗帝国主义侵略战争的历史上，也是值得纪念的。1937年7月7日中国军队在此抗击日本帝国主义的侵略，揭开抗日战争的序幕。

神秘的人体“天网”

①常言道：“天网恢恢，疏而不漏，就好像冥冥之中有个天网，使得坏人终究得认罪伏法，科学家发现，人类社会中看不见、摸不着的天网，在人体里竟然真的存在！

②前不久，德国科学家在观察人体免疫系统对付细菌的过程中意外发现，在那些被人体灭菌勇士白血球杀死的细菌周围，经常会看到一些丝体物质。这些丝状体物总是在细菌进入人体后，很快就出现在细菌周围。它们相互缠绕，构成了网。这些网就像蜘蛛网那样，能够迅速把细菌横七竖八地粘在上面，从而将细菌擒拿。随后，这些网就密切配合人体白细胞里的其他物质，把被擒拿的细菌毒杀或者吞吃掉。

③更为奇特的是，这种网还能对人体内健康的细胞起到保护作用。实验发现，在对付病毒的战斗中，有一种细胞分泌出来的蛋白酶在同细菌作战的时候，有时候会伤及无辜，给人体健康细胞造成伤害。为了避免或减少这种伤害事件的发生，这个网凭借自身的粘性，主动把这些蛋白酶集中到病菌密集的局部地方，帮助它们认准来犯之敌，同时避免误伤健康细胞。最让人感动的是，这些网，在发挥完杀敌和护体作用后；就自行化解，神秘地消失了。

④为了搞清楚人体免疫系统内部发生的这一神奇现象，科学家把目光锁定在了一种叫作中性粒细胞的身上，因为“天网”总是出现在它们周围，中性粒细胞是人体白血球中的主力成员：正常人每立方毫米的血液大约有5000-10000个，这其中，中性粒细胞就占了55%-70%。它们具有追踪病菌和吞噬、毒杀病菌的能力，是人体内抵御病菌最出色的勇士。但中性粒细胞究竟与“天网”有没有关系，科学家对此进行了研究，结果发现，中性粒细胞在有细菌的环境里，会马上被唤醒并向细菌围拢。当它们靠近细菌后，先前没有出现的“天网”不久便悄然出现了，但在没有细菌出现的环境里，则只有中性粒细胞在自由活动，唯独不见“天网”的踪影。

⑤科学家通过细致观察和辨认，最后解开了谜底。原来，白血球里的中性粒细胞在发现细菌入侵的敌情后，会马上奔赴疆场，与细菌拼杀。这些投入到疆场的中性粒细胞注定要成为烈士，因为它们就像是过河的小卒，从不知退路咋哪里，而且它们的寿命只有几个小时。这些投入疆场的勇士，在与细菌拼杀到筋疲力尽的时候，便自行“剖腹”解体，从体内抛出丝状物。众多勇士的丝状物缠绕在一起，就构成了细菌难逃的“天网”。让人惊讶的是，构成“天网”的丝状物，恰恰就是隐藏在中性粒细胞内部的DNA！

⑥人体内由DNA编织的“天网”被发现后，这种奇特现象立即触发了许多医学家的联想和灵感。他们发现，过去许多非常难解的医学谜案，现在看来可能与人体“天网”有关。例如：医学上有一种病叫作先天性粘液稠厚症，它的特点是人体肺部的分泌物过于粘稠，很容易堵塞人的呼吸通道，使人断气而亡。奇怪的是那些分泌物中总是有数量极大的DNA。经过研究，他们才明白，这很可能是中性粒细胞在肺部抛出的“天网”过密、过多导致的。

⑦科学家认为，人体“天网”的发现，为人类自身免疫系统和相关疾病的研究，开辟了一个前所未有的新天地，但现在还只是一个开端，因为人体“天网”本身还有许多谜题待解，尽管如此，科学家坚信，这个惊人的发现，定能为人类健康带来福音！

无坚不摧的“水刀”

     华兴恒

     ①随着科学技术的发展，科学家已研发出一项新的加工技术——高压水射流切割技术。这种技术就是利用高压水射流来切割材料的技术。这种高压水射流被人们形象地称为“水刀”。

     ②“水刀”的工作原理并不复杂。一般来说，当人们通过一定的方法迫使水以超过音速的速度通过极小的喷嘴时，聚集成的高压水射流就具有了切割不同材料的能力。 这种高压水射流出口直径还不到 0.5 毫米，比我们常用的最细的自动铅笔芯的直径还要细一些。水从出口喷出时的压强非常大，相当于在一平方毫米的面积上放上5千克的物体所产生的压力。在如此大的压力作用下，这种超音速的水流在冲到被加工材料的瞬间，由于突然受到阻碍，水流速度急速下降，压力骤然增加，顷刻间就会产生巨大的冲击力。这种冲击力使被加工材料受冲击的部位在极小的面积上发生脆性断裂，从而达到切割工件的目的。

     ③____________________。“水刀”几乎可以做到攻无不克、无坚不摧，无论是工字钢、装甲板还是防弹玻璃，都可以被“水刀”随心所欲地切削。用“水刀”加工的工件切口整齐光滑，没有粗糙的边缘，也没有分层、撕扯、变形等问题。“水刀”可以加工金属刀具无法加工的复杂型面，还能沿任意曲线切开零部件。“水刀”工作过程中所产生的热量几乎都可以被水带走。同时，在切割工件的过程中，“水刀”所产生的振动和噪声都很小，所产生的少量切屑也会随水流走，不会出现切屑飞扬的情况。另外，使用“水刀”不存在刀具磨损的问题，所产生的废水还可以回收利用，这样又达到节约用水的目的。

      ④“水刀”的应用范围广泛。由于“水刀”具有不是刀却胜于刀的特点，因此在采矿行业中得到了广泛应用。它可以用来在坚硬的岩石上打眼，还可以用来破碎岩石。在南非，工人利用“水刀”在地下几千米的金矿中切割石英岩壁上的矿块。我国有些煤矿使用了一种“水刀”采煤机，利用高压水射流的冲击力来采煤，效果非常理想。由于“水刀”切割不会产生火花，不存在使气体燃烧而发生爆炸的隐患，因此可以代替常规的爆破方式。由于“水刀”切割具有准确无误的特点，因此在制鞋工业中，用它来切割鞋片，快速又省力。它可同时切割四层泡沫塑料而不走样，还能节省10%～15%的材料。此外，“水刀”在造纸业、机械制造业以及电子工业中也发挥着越来越重要的作用。

 ⑤“水刀”的应用前景十分诱人，它将在各行各业中大显身手。

                                （选自《百科知识》，有改动）