生活语言中的物理知识

生活语言中的物理知识

在日常生活中，我们经常会说到一些民谚、俗语及一些成语，这些生活语言中含有丰富的物

理知识，我们平时如果能注意分析，了解这些语言，就可以在生活中深化知识，活化知识，

这对我们学习物理知识，应用物理知识是有很大的帮助。下面列举一些事例。

一、声学方面

1、曲高和寡：频率越大，所发声音的音调超高，当然能跟着唱的人就越少。

2、长啸一声，山鸣谷应：这是声音在山谷之间发生多次反射，形成洪亮的回声。

3、弦外之音：这是指人的听觉频率范围之外的（如超声、次声）确实存在且我们是听不到的

声音。

4、听其声而知其人：这是因为每一个人所发出的声音的音色不同。

5、但闻其声、不见其人：这是因为声音在传播的过程中，当障碍物的尺寸小于波长时，可

以发生明显的衍射，而光在同一物质中是直线传播的。

二、热学方面

1、真金不怕火炼：金的熔点为1064℃而火焰的温度一般为800℃左右，所以金子不会被熔

化。

2、与其扬汤止沸不如釜底抽薪：液体沸腾的充要条件是温度达到沸点和能继续吸收热量。

扬起的汤向空气中散热而温度下降，但水回到锅内吸收热后马上又沸腾了，它没有断开热源,

而抽薪过后能从根本上制止液体的沸腾。

3、开水不响，响水不开：液体沸腾之前，由于对流，水内气泡一边上升，一边振动，大部

分气泡在水内压力下就破裂，声音较大，而沸腾时，水温上下相等，气泡升到液面时才破裂,

声音较小。

4、下雪不冷化雪冷：因为空气中水蒸气凝华成雪时放出热量，而雪熔化时要吸收热量，因

而空气的温度就会随之发生变化。

5、瑞雪兆丰年：因为雪是热的不良导体，当它覆盖在农作物上时，可以很好地防止热传导

和空气对流，因此能起到保温的作用。

三、光学方面

1、水中捞月一场空（摘不着的是镜中月，捞不着的是水中花）：因为平静的水面相当于平面

镜，平面镜所成的像是虚像，所以当然是徒劳。

2、猪不戒照镜子--里外不是人：根据平面镜成像的规律，物与像等大对称，像与物一模一

样，仍像猪当然也就里外不是人了。

3、海市蜃楼：射向远处地面的太阳光，被反射到空中时，由于空气密度不均匀而发生折射,

看到的是远处的景物所成的虚像。

4、洞中方一日，世上已千年：根据爱因斯坦的相对论，在接近光速的宇宙中航行，时间的

流逝会比地球上慢得多，在这个“洞中”生活一天，地球上已度过了几年，几十年，甚至是

上千年。

5、坐井观天，所见甚少：这是光在同一种物质中是沿直线传播的原因。

四、运动和力学方面

1、四两压千斤：根据杠杆原理，如果动力臂是阻力臂的几分之一，则动力是阻力的几倍，

如果秤坨的力臂很长，那么“四两”压千斤是完全可能的，难怪阿基米德会有撬动地球的

豪言壮语。

2、如坐针毡，快刀斩乱麻：刀刃越薄，受压的面积越小，要实现同样的效果---快刀斩乱

麻，当然就省力了，“磨刀不误砍柴工”也是这个道理。

3、墙内开花墙外香：这是分子在作永不停息的无规则运动的结果。

4、坐地日行八万里：因为地球的半径为6370千米，地球每转一圈，其表面上的物体“走”

了约为40003千米，约为八万里，这是毛泽东吟出的诗词，它科学地揭示了运动与静止的关

系一一运动是绝对的，静止总是相对参照物而言的。

总之，物理来源于生活，同学们在平时的学习和交谈的过程中，只要善于观察，勤于思考，

定能对学习有事半功倍的效果。

民谚俗语中的物理知识

在日常生活中，我们经常会接触到一些民谚、俗语，这些民谚、俗语蕴含着丰富的物理知识,

我们平时如果注意分析、了解一些民谚、俗语，就可以在实际生活中深化知识，活化知识，

这对培养我们分析问题、解决问题的能力是大有帮助的。下面列举几例：

1、小小称坨压千斤一一根据杠杆平衡原理，如果动力臂是阻力臂的几分之一，则动力就是

阻力的几倍。如果称犯的力臂很大，那么“一两拨千斤”是完全可能的。

2、破镜不能重圆一一当分子间的距离较大时（大于几百埃），分子间的引力很小，几乎为零,

所以破镜很难重圆。

3、摘不着的是镜中月捞不着的是水中花一一平面镜成的像为虚像。

4、人心齐，泰山移一一如果各个分力的方向一致，则合力的大小等于各个分力的大小之和。

5、麻绳提豆腐一一提不起来一一在压力一定时，如果受力面积小，则压强就大。

6、真金不怕火来炼，真理不怕争辩一一从金的熔点来看，虽不是最高的，但也有1068℃,

而一般火焰的温度为800℃左右，由于火焰的温度小于金的熔点，所以金不能熔化。

7、月晕而风，础润而雨一一大风来临时，高空中气温迅速下降，水蒸气凝结成小水滴，这

些小水滴相当于许多三棱镜，月光通过这些“三棱镜”发生色散，形成彩色的月晕，故有

“月晕而风”之说。础润即地面反潮，大雨来临之前，空气湿度较大，地面温度较低，靠近

地面的水汽遇冷凝聚为小水珠，另外，地面含有的盐分容易吸附潮湿的水汽，故地面反潮预

示大雨将至。

8、长啸一声，山鸣谷应——人在崇山峻岭中长啸一声，声音通过多次反射，可以形成洪亮

的回音，经久不息，似乎山在狂呼，谷在回音。

9、但闻其声，不见其人一一波在传播的过程中，当障碍物的尺寸小于波长时，可以发生明

显的衍射。一般围墙的高度为几米，声波的波长比围墙的高度要大，所以，它能绕地高墙，

使墙外的人听到;而光波的波长较短（10-6米左右），远小于高墙尺寸，所以人身上发出的光

线不能衍射到墙外，墙外的人就无法看到墙内人。

10、开水不响，响水不开一一水沸腾之前，由于对流，水内气泡一边上升，一边上下振动，

大部分气泡在水内压力下破裂，其破裂声和振动声又与容器产生共鸣，所以声音很大。水沸

腾后，上下等温，气泡体积增大，在浮力作用下一直升到水面才破裂开来，因而响声比较小。

11、猪八戒照镜子一一里外不是人——根据平面镜成像的规律，平面镜所成的像大小相等，

物像对称，因此猪八戒看到的像和自己“一模一样”，仍然是个猪像，自然就“里外不是人

了”。

12、水火不相容一一物质燃烧，必须达到着火点，由于水的比热大，水与火接触可大量吸收

热量，至使着火物温度降低;同时汽化后的水蒸气包围在燃烧的物体外面，使得物体不可能

和空气接触，而没有了空气，燃烧就不能进行。

13、洞中方一日，世上己千年——根据爱因斯坦的相对论，在接近光速的宇宙飞船中航行，

时间的流逝会比地球上慢得多，在这个“洞中”生活几天，则地球上已渡过了几年，几十年,

甚至几百年，几千年。

14、千里眼，顺风耳一一人们利用电磁波传送声音和图像信号，使古代神话中的“千里眼，

顺风耳”变为现实。并且人类的视野已远远超过了“千里”。

15、坐地日行八万里一一由于地球的半径为6370千米，地球每转一圈，其表面上的物体

“走”的路程约为40003.6千米，约8万里。这是毛泽东吟出的诗词，它还科学的揭示了运

动和静止关系——运动是绝对的，静止总是相对参照物而言的。

16、釜底抽薪一一液体沸腾有两个条件：一是达到沸点，二是继续吸热。如果“抽薪”以后，

便能制止液体沸腾。

17、墙内开花墙外香一一由于分了在不停的做无规则的运动，墙内的花香就会扩散到墙外。

18、坐井观天所见甚少——由于光沿直线传播，由几何作图知识可知，青蛙的视野将很小。

19、如坐针毡——由压强公式可知，当压力一定时，如果受力面积越小，则压强越大。人坐

在这样的毡子上就会感觉极不舒服。

20、瑞雪照丰年一一下到地上的雪有许多松散的空隙，里面充满着不流动的空气，是热的不

良导体，当它覆盖在农作物上时，可以很好的防止热传导和空气对流，因此能起到保温作用。

21、霜前冷，雪后寒一一在深秋的夜晚，地面附近的空气温度骤然变冷（温度低于0℃以下），

空气中的水蒸气凝华成小冰晶，附着在地面上形成霜，所以有“霜前冷”的感觉。雪熔化时

要需吸收热量，使空气的温度降低，所以我们有“雪后寒”的感觉。

22、一滴水可见太阳，一件事可见精神-----滴水相当于一个凸透镜，根据凸透镜成像的规

律，透过一滴水可以有太阳的像，小中见大。

23、鸡蛋碰石头一一自不量力——鸡蛋碰石头，虽然力的大小相同，但每个物体所能承受的

压强一定，超过这个限度，物体就可能被损坏。鸡蛋能承受的压强小，所以鸡蛋将破裂。

24、纸里包不住火一一纸达到燃点就会燃烧。

25、有麝自然香，何须迎风扬一一气体的扩散现象。

26、玉不琢不成器——玉石没有研磨之前，其表面凸凹不平，光线发生漫反射，玉石研磨以

后，其表面平滑，光线发生镜面反射。

27、扇子有凉风，宜夏不宜冬一一夏天扇扇子时，加快了空气的流动，使人体表面的汗液蒸

发加快，由于蒸发吸热，所以人感到凉快。

28、人往高处走，水往低处流一一水往低处流是自然界中的一条客观规律，原因是水受重力

影响由高处流向低处。

29、水缸出汗，不用挑担一一水缸中的水由于蒸发，水面以下部分温度比空气温度低，空气

中的水蒸气遇到温度较低的外表面就产生了液化现象，水珠附在水缸外面。晴天时由于空气

中水蒸气含量少，虽然也会在水缸外表面液化，但微量的液化很快又蒸发了，不能形成水珠。

而如果空气潮湿，水蒸发就很慢，水缸外表面的液化大于汽化，就有水珠出现了。空气中水

蒸气含量大，降雨的可能性大，当然不需要挑水浇地了。

30、下雪不寒化雪寒一一雪是高空中的水蒸气凝华或水滴凝固形成的，凝华、凝固都是放热

过程，化雪是融化过程，要吸热。

31、雪落高山，霜降平原——下雪天，高山气温低于山下平地气温，下到高山的雪不易融化,

而下到平地的雪易及时融化。所以下同样的雪，高山上比平地多。霜是地面上的水蒸气遇冷

凝华的结果，山下平地表面上的水蒸气比高山上多，故平地易搀凋霜，而高山不易形成霜。

32、冰冻三尽，非一日之寒一一水的温度在〜4℃之间是热缩冷胀，4c时水的密度最大。

当整个水温都降到4℃时，水的对流停止。气温继续下降时，上层水温降到4℃以下，密度

减小不再下沉，底层水温仍保持4℃,上层水温降到并继续放热时，水面开始结冰。由

于水和冰是热的不良导体，光滑明亮的冰面又能防止幅射，因此，热传递的三种方式都不易

进行，冰下的水放热极为缓慢，结成厚厚的冰，当然需要很长时间的天寒。

33、火场之旁，必有风生一一火场附近的空气受热膨胀上升，远处的冷空气必将来填充，冷

热空气的流动形成风。

34、一石击破水中天一一平静的水面如一块平面镜，可看到天的像，石块投入水中破坏了平

静的水面，形成层层水波，水中天的像也就被击破了。

35、瞎子点灯白费蜡一一人们能看到世上万事万物，是因为太阳光或用来照明的光照射在物

体上被物体反射后的光线进入人眼，反射光线进入不了瞎子眼中，所以瞎子看不见物体。

36、早虹雨滴滴，晚虹晒脸皮——我国的降雨云大都是由西向东移动的，早晨看到的虹，是

东方射来的太阳光照在西方的天空降雨层的水滴上形成的西虹，显然，西虹是本地天气将要

降雨的预示。相反，傍晚看到的虹是西方射来的阳光照在东方天空降雨层的水滴上而形成的

东虹，它预示着西方天空已没有降雨云了，天气必然是晴朗的。

37、朝霞不出门，晚霞走千里一一（参考上则）

38、虹高日头低，早晚披蓑衣一一当“日头低”时，太阳光线和地平线是非常接近的，这时

出现虹，虹心必然亦接近地平线，在地面上可以看到虹的半个圆弧。若此时空气中水滴很多，

分布的空间很广，那么除了可以看到虹外，还可以看到霓，霓顶的半圆弧比虹高且接近天顶，

也预示着降雨云已经移近天顶，本地很快就有暴雨下降。

39、照相的底片一一颠倒黑白——照相机是应用物体放在凸透镜两倍焦距以外，成倒立缩小

的实像原理制成的，故照相底片上的像与人是颠倒的。底片上涂有感光剂，人照相时，由于

浅色部位反射光的能力强，反射光进入相机的暗箱与底片上的感光剂发生了光化作用，而深

色部位由于吸收光的能力强，只有很少的反射光射入底片。这样浅色部位在胶片上感光强，

深色部位感光弱。胶片冲洗时，感光弱的部位的感光剂基本冲洗掉，所以呈浅色，而感光强

的部位由于发生了光化反应冲不掉，所以呈深色。

40、磨刀不误砍柴工一一减小受压面积增大压强41、鸡蛋碰石头一一自不量力一一鸡蛋碰

石头，虽然力的大小相同，但每个物体所能承受的压强一定，超过这个限度，物体就可能被

损坏。鸡蛋能承受的压强小，所以鸡蛋将破裂。

42、一只巴掌拍不响一一力是物体对物体的作用，一只巴掌要么拍另一只巴掌，要么拍在其

它物体上才能产生力的作用，才能拍响。

43、四两拨千斤一一杠杆的平衡条件，增大动力臂与阻力臂的比，只需用较小的动力就能撬

起很重的物体。

44、水银落地一一无孔不入一一水银的密度大于组成地面各物质的密度,水银又具有流动性,

故它总是沉在其它物质的下面。

45、泥纵黄鳏交朋友一一滑头对滑头一一泥蹴黄鳍的表面都光滑且润滑，摩擦力小。

46、鸡蛋碰石头一一完蛋一一蛋壳承受的压强远小于石头能承受的压强，鸡蛋碰石头，鸡蛋

先破。

47、大船漏水一一有进无出一一液体内部存在压强，船破后，船外的水被压进船内，直到船

内外水面相平，此刻船内的水也不会向外流。

48、水上的葫芦——沉不下去——葫芦的密度小于水的密度，故只能漂浮在水面上。

雨衣上的学问

下雨天，外出的人们不是打伞，就是穿雨衣.

雨衣为什么不透水呢？奥妙就在制作材料上。就拿布制雨衣来说吧，它是用防雨布（经

过防水剂处理的普通棉布）制成的。防水剂是一种含有铝盐的石蜡乳化浆。石蜡乳化以后，

变成细小的粒子，均匀地分布在棉布的纤维上。石蜡和水是合不来的、水碰见石蜡，就形成

椭圆形水珠，在石蜡上面滚来滚去。可见，是石蜡起了防雨的作用。物理学上把这种不透水

的现象，叫做“不浸润现象”。而水一旦遇到普通棉布，就通过纤维间的毛细管渗透进去，

这就叫做“浸润现象”。

物体是由分子组成的。同一种物质的分子之间的相互作用力，叫做内聚力；而不同物质

的分子之间的相互作用力，叫做附着力。在内聚力小于附着力的情况下，就会产生“浸润现

象”；反之，则会出现“不浸润现象”。雨衣不透水，正是由于水的内聚力大于水对雨衣的

附着力的缘故。

物理学还告诉我们：水的内聚力作用在水表面形成表面张力。水的表面张力使水面形成

一层弹性薄膜，当水和其他物体接触时，只要水对它不浸润，那么这层弹性膜就是完好的、

可以把水紧紧地包裹着。有人试验过：巧妙地把水倒进浸过蜡的金属筛里，水并没有从筛眼

里漏下去。

常见的玻璃，看起来光滑晶亮。可是，水遇上它，却紧紧地缠住不放，带来了种种麻烦:

下雨的时候，车前窗玻璃上的雨水挡住了司机的视线，很不安全，于是只好开动划水器，把

雨水排去；戴眼镜的人，在喝热水的时候，镜片立即蒙上一层雾汽，挡住了视线，什么东西

也看不见了。

人们知道了水的表面张力的特性，了解了水的内聚力与附着力的关系以后，不仅巧妙地

制成了雨衣，而且还造出了新颖的“憎”水玻璃——在普通玻璃上涂一层硅有机化合物药

膜，它大大削弱了雾汽对玻璃的附着力。用这种憎水玻璃做镜片，为戴眼镜的人解除了蒙雾

的苦恼；把这种玻璃安在车的前窗上，划水器也就用不着了。现在你该能说出篷布、布伞不

漏雨的道理了吧！

足球中的“香蕉球’’是怎么回事

如果你经常观看足球比赛的话，一定见过罚前场直接任意球。这时候，通常是防守方五六个

球员在球门前组成一道“人墙”，挡住进球路线。进攻方的主罚队员，起脚一记劲射，球绕

过了“人墙”，眼看要偏离球门飞出，却又沿弧线拐过弯来直入球门，让守门员措手不及，

眼睁睁地看着球进了大门。这就是颇为神奇的“香蕉球”。

为什么足球会在空中沿弧线飞行呢？原来，罚“香蕉球”的时候，运动员并不是拔脚踢

中足球的中心，而是稍稍偏向一侧，同时用脚背摩擦足球，使球在空气中前进的同时还不断

地旋转。这时，一方面空气迎着球向后流动，另一方面，由于空气与球之间的摩擦，球周围

的空气又会被带着一起旋转。这样，球一侧空气的流动速度加快，而另一侧空气的流动速度

减慢。物理知识告诉我们：气体的流速越大，压强越小（伯努利方程）。由于足球两侧空气

的流动速度不一样，它们对足球所产生的压强也不一样，于是，足球在空气压力的作用下，

被迫向空气流速大的一侧转弯了。

乒乓球中，运动员在削球或拉弧圈球时，球的线路会改变，道理与“香蕉球”一样。

拔河比赛只是比力气大小吗？

拔河比赛比的是什么？很多人会说：当然是比哪一队的力气大喽！实际上，这个问题并不那

么简单。

根据牛顿第三定律（即当物体甲给物体乙一个作用力时，物体乙必然同时给物体甲一个

反作用力，作用力与反作用力大小相等，方向相反，且在同一直线上），对于拔河的两个队,

甲对乙施加了多大拉力，乙对甲也同时产生一样大小的拉力。可见，双方之间的拉力并不是

决定胜负的因素。

对拔河的两队进行受力分析就可以知道，只要所受的拉力小于与地面的最大静摩擦力，

就不会被拉动。因此，增大与地面的摩擦力就成了胜负的关键。首先，穿上鞋底有凹凸花纹

的鞋子，能够增大摩擦系数，使摩擦力增大：还有就是队员的体重越重，对地面的压力越大,

摩擦力也会增大。大人和小孩拔河时，大人很容易获胜，关键就是由于大人的体重比小孩大。

另外，在拔河比赛中，胜负在很大程度上还取决于人们的技巧。比如，脚使劲蹬地，在

短时间内可以对地面产生超过自己体重的压力。再如，人向后仰，借助对方的拉力来增大对

地面的压力，等等。其目的都是尽量增大地面对脚底的摩擦力，以夺取比赛的胜利。

滑水运动员在滑板上不沉下去

看到滑水运动员在水面上乘风破浪快速滑行时，你有没有想过，为什么滑水运动员站在滑板

上不会沉下去呢？

看到滑水运动员在水面上乘风破浪快速滑行时，你有没有想过，为什么滑水运动员站

在滑板上不会沉下去呢？

原因就在这块小小的滑板上。你看，滑水运动员在滑水时，总是身体向后倾斜，双脚向

前用力蹬滑板，使滑板和水面有一个夹角。当前面的游艇通过牵绳拖着

运动员时，运动员就通过滑板对水面施加了一个斜向下的力。而且，游艇对运动员的牵

引力越大，运动员对水面施加的这个力也越大。因为水不易被压缩，根据牛顿第三定律（作

用力与反作用力定律），水面就会通过滑板反过来对运动员产生一个斜向上的反作用力。这

个反作用力在竖直方向的分力等于运动员的重力时，运动员就不会下沉。因此，滑水运动员

只要依靠技巧，控制好脚下滑板的倾斜角度，就能在水面上快速滑行。

为什么水槽的下水管常做成弯曲的？

水槽下方的下水管大都做成如图一样的弯曲形状，再通入水道，你知道这是为什么吗？

这是利用连通器的原理。下水管做成弯曲形状，这就制成了一个连通器，液体不流动的

情况下，连通器的液面总保持相平，当上面的水管不使用时，没有水流入下水管中，弯曲水

管中的a、b管水平面相平，这样可以阻止下水道里污水的臭气上升；而当上面的水管使用

时，水流入下水管内，由于a管液面升高，a、b液面不平，产生压强差，从而使水开始流

动，脏水流走。

民航飞机的飞行高度

中型以上的民航飞机都在高空飞行，此处的高空是指海拔7000-12000米的空间。在这个空

间以1千米为1个高度层，共分为6个高度层：7千、8千米、9千米、1万米、1万1千米

和1万2千米。高空飞行的飞机只允许飞以上给定高空。

另外，民航飞机在飞行时，以正南正北方向为零度界限，凡航向偏右（偏东）的飞机飞双

数高度层，即8千米、1万米、1万2千米高度层；凡航向偏左（偏西）的飞机飞单数高度层,

即7千米、9千米、1万1千米高度层。

例如：民航飞机从北京飞往杭州，杭州位于北京南面偏东方向，飞机段飞双数高度层，

回程则飞单数层。又如飞机从沈阳飞往杭州，杭州在沈阳的南面偏西方向飞机须飞单数高度

层，回程则飞双数层。这样，相向飞行的飞机不在同一空高，避免了相撞。

大自然中的“眼睛”

红外、可见光、紫外等光电探测器是每一个国防创新实验室人员都耳熟能详的名字，我们经

常自豪地将我们所制备的星载探测器称为卫星上的“眼睛”，也经常在各种资料中读到衡量

我们“眼睛”的各种指标，看到我们的“眼睛”所看到的各种画面。与我们制备的“眼睛”

相比，自然界中各种生物的眼睛又有哪些特点？我们又能从中学到什么呢？

自然界中生物的眼睛大体上有两类，一类是相机型眼，另一类是复眼。人类的眼睛是典

型的相机型眼，即通过一个单镜头（眼珠）将图像聚焦到光敏感的视网膜上，再将这些视觉

形象转变成神经信号传送给大脑。相机型的眼睛通过不同方式来调节晶状体改变焦距，以看

清不同距离的目标。

人眼里面的视网膜相当于照像机的胶卷，但是却比胶卷精密得多。到目前为止，最好的

人造胶卷的感光速度是千分之一秒，相比之下，人眼中的“胶卷”感光速度可达100亿分之

一秒。胶卷用完之后必须更换，那么眼睛里的“胶卷”是怎么换的呢？原来视网膜上有大约

100亿个细胞，这些细胞每七天就全部代谢一次，对“胶卷”进行自动更换。据估计，在眼

睛将所看到的图像送到大脑之前，在视网膜里每秒钟要进行大约100亿次运算。如果用现有

的技术来模拟视网膜做一个单硅片，硅片的重量会达100斤左右，而人的视网膜重不到1

克；模拟视网膜体积会达一万立方英寸，而人的视网膜的体积不过为0.0003立方英寸；模

拟视网膜要耗电300瓦，而人的视网膜的耗电量还不到0.0001瓦。而且人眼成像总是三维

立体的，可以凝神贯注，可以环顾四方，也可以远近追踪，极其方便。所以从器件小型化方

面来讲，人眼远远走在半导体探测器的前面。

人眼虽然如此精密复杂，依然有其缺陷，就是所能看见的东西还是极其有限的。在整个

光谱波段，人眼所能看见的光的波长只在一个很小范围之内，即380—760纳米之间。也就

是说只有当在这个波长范围内的光子照射或被反射到人眼时，人才能“看见”。而整个光谱

从最小的波长到最大的波长之间的范围达10的21次方。

生物的另一类眼睛是复眼人的眼睛是球形的，苍蝇的眼睛却是半球形的。如果把它放在

显微镜下，就会发现蝇眼是由许多小六角形的结构拼成的。每个小六角形都是一只小眼睛，

在一只蝇眼里，有3000多只小眼，一只苍蝇就有6000多只小眼。这种由许多小眼构成的眼

睛，就是复眼。世界上有差不多1/4的动物是用复眼看东西的，比如蜻蜓、蜜蜂、萤火虫、

金龟子、蚊子、蛾子等昆虫，以及虾、蟹等甲壳动物。

复眼的每只小眼都自成体系，有单独的成像系统及通向大脑的视神经。因此，每只小眼

都单独看东西。如果把蝇眼的角膜剥离下来作镜头，放在显微镜下照相，一下子就可以照出

几百个相同的像。而且复眼所覆盖的视场极广，如果人的头部不动，眼睛能看到的范围不会

超过180度，身体背后的东西看不到。而苍蝇的眼睛能看到350度，差不多可以看一圈，只

有脑后很窄的一小条区域看不见。

一般说来，人眼要用0.05秒才能看清楚物体的轮廓，而蝇眼只要0.01秒就行了，这是

因为复眼的各小眼能同时处理图像，使其快速发现目标，进行图像识别，这也就是为何苍蝇

很难被打着。蝇眼还是一个天然测速仪，能随时测出自己的飞行速度，因此能够在快速飞行

中追踪目标。

人类眼睛中的世界五彩斑斓，过去认为动物看到的世界和人看到的一样生动、活泼，

但事实上不同种类的动物，看到的世界不尽相同。每一种动物都有自己独持的处理视觉信息

的方式，因此它们所看到的是一个完全不同的世界，比如在昆虫的眼中却只有黑和白的区别,

只是深浅不同。蜜蜂和蝴蝶可以看到人眼所不能看见的紫外线，依赖蜜蜂和蝴蝶授粉的花能

发出一种特殊的紫外线，引导蜜蜂前去采蜜。柔软的海绵看起来似乎没有眼睛，其实它的感

光细胞高踞在每个触手的顶端。人类可以看到整个可见光光谱，欣赏满眼绿色的大自然，而

牧羊犬和松鼠都是红绿色盲，它们仅能感受到蓝色、黄色和灰色的景色。海龟看起来笨头笨

脑，眼里却有一种特殊的结构可以帮助它们在漆黑的海底看清东西。海龟眼球中的光探测器

中含有一种红色油状小滴，这些小滴可以很好地阻挡波长较短的光，使海龟在深海中能轻易

地看到红光、黄光、橙光，但不能感受到绿光、蓝光和紫光等。青蛙有一双凸起的大眼睛，可

别小看这对眼睛，它除了外形可爱外，还可以实现“四色探测”。因为蛙眼有4种感光细胞,

即4种探测器,分别负责辨认事物。看东西时先显示出4种不同的感光底片,接着让4张图像

重叠在一起,最后得到透明的立体图像。青蛙在捕食前蹲着不动,一旦得到立体图像就会一跃

而起,准确地捕捉到食物。

猫科和犬科动物眼球的结构比较特殊。猫眼在黑暗中闪闪发光，狼眼在夜色中阴森可怖,

其实它们的眼睛本身并不发光，但能反射进入眼睛的月光、星光和其他微弱的光线，并将这

些光线汇集于眼睛的后表面上，才使它们的眼睛熠熠发光。这在夜行动物中是普遍存在的生

理现象，比如狼、猫、老虎、豹子、猫头鹰等，它们的眼睛底部有许多特殊的晶点，这些晶

点有很强的反射光线的能力，可以把周围微弱分散的光线收拢，聚合成束，集中地反射出来,

因此具有这种眼睛的动物普遍具有很强的夜间活动能力，能够凭借微小的光亮辨别物体，而

从外界看来仿佛是它们的眼睛在发光。

以上只是列出了自然界中比较常见的眼睛的特点，实际上要比这复杂得多，种类也多得

多，更不是这一篇小小的短文所能概括的。自然界中各种各样的眼睛给了我们无数的灵感来

设计和制造我们的“眼睛”；然而相比这些天然的眼睛，我们制造的“眼睛”总是显得“简

单”又“笨重”。我们在不断地努力前行，然而却又不断地发现大自然早已走在了我们的前

面。或者，大自然要藉此告诉我们什么吗？

厨房中的物理知识

中的理知

我们认真观/厨房里燃料、炊具，做饭、做菜等全部过程，回忆厨房中发生的一系列变

化，会看到有关的物理现象。利用物理知识解释这些现象如下：

一、与电学知识有关的现象

1、电饭堡煮饭、电炒锅煮菜、电水壶烧开水是利用电能转化为内能，都是利用热传递

煮饭、煮菜、烧开水的。

2、排气扇（抽油烟机）利用电能转化为机械能，利用空气对流进行空气变换。

3、电饭煲、电炒锅、电水壶的三脚插头，插入三孔插座，防止用电器漏电和触电事故

的发生。

4、微波炉加热均匀，热效率高，卫生无污染。加热原理是利用电能转化为电磁能，再

将电磁能转化为内能。

5、厨房中的电灯，利用电流的热效应工作，将电能转化为内能和光能。

6、厨房的炉灶（蜂窝煤灶，液化气灶，煤灶，柴灶）是将化学能转化为内能，即燃料

燃烧放出热量。

二、与力学知识有关的现象

1、电水壶的壶嘴与壶肚构成连通器，水面总是相平的。

2、菜刀的刀刃薄是为了减小受力面积，增大压强。

3、菜刀的刀刃有油，为的是在切菜时，使接触面光滑，减小摩擦。

4、菜刀柄、锅铲柄、电水壶把手有凸凹花纹，使接触面粗糙，增大摩擦。

5、火铲送煤时，是利用煤的惯性将煤送入火炉。

6、往保温瓶里倒开水，根据声音知水量高低。由于水量增多，空气柱的长度减小，振

动频率增大，音调升高。

7、磨菜刀时要不断浇水，是因为菜刀与石头摩擦做功产生热使刀的内能增加，温度升

高，刀口硬度变小，刀口不利；浇水是利用热传递使菜刀内能减小，温度降低，不会升至过

高。

三、与热学知识有关的现象

（-）与热学中的热膨胀和热传递有关的现象

1、使用炉灶烧水或炒菜，要使锅底放在火苗的外焰，不要让锅底压住火头，可使锅的温度

升高快，是因为火苗的外焰温度高。

2、锅铲、汤勺、漏勺、铝锅等炊具的柄用木料制成，是因为木料是热的不良导体，以

便在烹任过程中不烫手。

3、炉灶上方安装排风扇，是为了加快空气对流，使厨房油烟及时排出去，避免污染空

间。

4、滚烫的砂锅放在湿地上易破裂。这是因为砂锅是热的不良导体，烫砂锅放在湿地上

时，砂锅外壁迅速放热收缩而内壁温度降低慢，砂锅内外收缩不均匀，故易破裂。

5、往保温瓶灌开水时，不灌满能更好地保温。因为未灌满时，瓶口有一层空气，是热

的不良导体，能更好地防止热量散失。

6、炒菜主要是利用热传导方式传热，煮饭、烧水等主要是利用对流方式传热的。

7、冬季从保温瓶里倒出一些开水，盖紧瓶塞时，常会看到瓶塞马上跳一下。这是因为

随着开水倒出，进入一些冷空气，瓶塞塞紧后，进入的冷空气受热很快膨胀，压强增大，从

而推开瓶塞。

8、冬季刚出锅的热汤，看到汤面没有热气，好像汤不烫，但喝起来却很烫，是因为汤

面上有一层油阻碍了汤内热量散失（水分蒸发）。

9、冬天或气温很低时，往玻璃杯中倒入沸水，应当先用少量的沸水预热一下杯子，以

防止玻璃杯内外温差过大，内壁热膨胀受到外壁阻碍产生力，致使杯破裂。

10、煮熟后滚烫的鸡蛋放入冷水中浸一会儿，容易剥壳。因为滚烫的鸡蛋壳与蛋白遇冷

会收缩，但它们收缩的程度不一样，从而使两者脱离。

（二）与物体状态变化有关的现象

1、液化气是在常温下用压缩体积的方法使气体液化再装入钢罐中的：使用时，通过减

压阀，液化气的压强降低，由液态变为气态，进入灶中燃烧。

2、用焊锡的铁壶烧水，壶烧不坏，若不装水，把它放在火上一会儿就烧坏了。这是因

为水的沸点在1标准大气压下是100℃,锡的熔点是232℃,装水烧时，只要水不干，壶的

温度不会明显超过100C，达不到锡的熔点，更达不到铁的熔点，故壶烧不坏。若不装水在

火上烧，不一会儿壶的温度就会达到锡的熔点，焊锡熔化，壶就烧坏了。

3、烧水或煮食物时，喷出的水蒸气比热水、热汤烫伤更严重。因为水蒸气变成同温度

的热水、热汤时要放出大量的热量（液化热）。

4、用砂锅煮食物，食物煮好后，让砂锅离开火炉，食物将在锅内继续沸腾一会儿。这

是因为砂锅离开火炉时，砂锅底的温度高于100℃,而锅内食物为100℃,离开火炉后，锅

内食物能从锅底吸收热量，继续沸腾，直到锅底的温度降为100℃为止。

5、用高压锅煮食物熟得快些。主要是增大了锅内气压，提高了水的沸点，即提高了煮

食物的温度。

6、夏天自来水管壁大量“出汗”，常是下雨的征兆。自来水管“出汗”并不是管内的

水渗漏，而是自来水管大都埋在地下，水的温度较低，空气中的水蒸气接触水管，就会放出

热量液化成小水滴附在外壁上。如果管壁大量“出汗”，说明空气中水蒸气含量较高，湿度

较大，这正是下雨的前兆。

7、煮食物并不是火越旺越快。因为水沸腾后温度不变，即使再加大火力，也不能提高

水温，结果只能加快水的汽化，使锅内水蒸发变干，浪费燃料正确方法是用大火把锅内水

烧开后，用小火保持水沸腾就行了。

8、冬天水壶里的水烧开后，在离壶嘴一定距离才能看见“白气”，而紧靠壶嘴的地方

看不见“白气”。这是因为紧靠壶嘴的地方温度高，壶嘴出来的水蒸气不能液化，而距壶嘴

一定距离的地方温度低；壶嘴出来的水蒸气放热液化成小水滴，即“白气”。

9、油炸食物时，溅入水滴会听到“叭、叭”的响声，并溅出油来。这是因为水的沸点比油

低，水的密度比油大，溅到油中的水滴沉到油底迅速升温沸腾，产生的气泡上升到油面破裂

而发出响声。

10、当锅烧得温度较高时，洒点水在锅内，就发出“吱、吱”的声音，并冒出大量的“白

气”。这是因为水先迅速汽化后又液化，并发出“吱、吱”的响声。

11、当汤煮沸要溢出锅时，迅速向锅内加冷水或扬（舀）起汤，可使汤的温度降至沸点

以下。加冷水，冷水温度低于沸腾的汤的温度，混合后，冷水吸热，汤放热。把汤扬起的过

程中，由于空气比汤温度低，汤放出热，温度降低，倒入锅内后，它又从沸汤中吸热，使锅

中汤温度降低。

（三）与热学中的分子热运动有关的现象

1、腌菜往往要半月才会变咸，而炒菜时加盐几分钟就变咸了，这是因为温度越高，盐

的离子运动越快的缘故。

2、长期堆煤的墙角处，若用小刀从墙上刮去一薄层，可看见里面呈黑色，这是因为分

子永不停息地做无规则的运动，在长期堆煤的墙角处，由于煤分子扩散到墙内，所以刮去一

层，仍可看到里面呈黑色。

我们在日常生活、生产中只要细心观察身边的物理现象，联系到我们学过的物理知识，

去分析和解释这些现象，就能够提高观察、分析及解决物理问题的能力。

我们在厨房里，若留心看一下其中的炉灶、器皿以及做饭、炒菜中出现的一些现象，定

会发现很多处要用到物理知识。

官行车上的物理知识

你知道自行车上有哪些物理知识吗？下面我们来看一看。

1、自行车上的摩擦知识。

①自行车外胎为什么要有凸凹不平的花纹

摩擦力的大小跟两个因素有关：压力的大小、接触面的粗糙程度。压力越大，摩擦力越

大；接触面越粗糙，摩擦力越大。自行车外胎有凸凹不平的花纹，这是通过增大自行车与地

面间的粗糙程度，来增大摩擦力的，其目的是为了防止自行车打滑。

②自行车为什么能前进？

当我们骑在自行车上时，由于人和自行车对地面有压力，轮胎和地面之间不光滑，因此

自行车与路面之间有摩擦，不过，要问自行车为何能前进？这还是依靠后轮与地面之间的摩

擦而产生的，这个摩擦力的方向是向前的。那前轮的摩擦力是干什么的？阻碍车的运动！其

方向与自行车前进方向相反。正是这两个力大小相等，方向相反，所以自行车作匀速运动。

不过，当人们在地上推自行车前进时，前轮和后轮的摩擦力方向都向后。那谁和这两个力平

衡呢？脚对地面的摩擦力向前！

③刹车以后，自行车为何能停止？

刹车时，刹皮与车圈间的摩擦力，会阻碍后轮的转动。手的压力越大，刹皮对车圈的压

力就越大，产生的摩擦力也就越大，后轮就转动的越慢。如果完全刹死，这时后轮与地面之

间的摩擦就变为滑动摩擦力（原来为滚动摩擦，方向向前），方向向后，阻碍了自行车的运

动，因此就停下来了。

④自行车哪些地方安有钢珠？为什么安钢珠？

在自行车的前轴、中轴、后轴、车把转动处，脚蹬转动处等地方，都安有钢珠。

人们骑自行车总是希望轻松、灵活、省力。而用滚动代替滑动就可以大大减小摩擦力，因此

要在自行车转动的地方安装钢珠，我们可以经常加润滑油，使接触面彼此离开，这样就可以

使摩擦力变得更小。

2、自行车上的杠杆、轮轴知识。

①自行车上的杠杆

A、控制前轮转向的杠杆：自行车的车把，是省力杠杆，人们用很小的力就能转动自行车前

轮，来控制自行车的运动方向和自行车的平衡。

B、控制刹车闸的杠杆：车把上的闸把是省力杠杆，人们用很小的力就能使车闸以较大的压

力压到车轮的钢圈上。

②自行车上的轮轴

A、中轴上的脚蹬和花盘齿轮：组成省力轮轴（脚蹬半径大于花盘齿轮半径）。

B、自行车手把与前叉轴：组成省力轮轴（手把转动的半径大于前叉轴的半径）。

C、后轴上的齿轮和后轮：组成费力轮轴（齿轮半径小于后轮半径）。

3、自行车上的气压知识。

自行车内胎充气：早期的各种轮子都是木轮、铁轮，颠簸不已。现代自行车使用充气内胎主

要是使胎内的压强增大，可以起到缓冲的作用，同时可以减小自行车前进的阻力。

气门芯的作用：充气内胎上的气门芯，起着单向阀门的作用，只让气体进入，不让气体外漏，

方便进气，保证充气内胎的密封。

4、自行车上光学知识。

自行车上的红色尾灯，不能自行发光，但是到了晚上却可以提醒司机注意，因为自行车

的尾灯是由很多蜂窝状的“小室”构成的，而每一个“小室”是由三个约成90度的反射面

组成的。这样在晚上时，当后面汽车的灯光射到自行车尾灯上，就会产生反射光，由于红色

醒目，就可以引起司机的注意。

自行车在我国是很普及的代步和运载工具。在它的“身上”运用了许多力学知识

1.测量中的应用

在测量跑道的长度时，可运用自行车。如普通车轮的直径为0.71米或0.66米。那么转过一

圈长度为直径乘圆周率”，即约2.23米或2.07米，然后，让车沿着跑道滚动，记下滚过的

圈数n,则跑道长为nX2.23米或nX2.07米。

2.力和运动的应用

(1)减小与增大摩擦。

车的前轴、中轴及后轴均采用滚动以减小摩擦。为更进一步减小摩擦，人们常在这些部位加

润滑剂。

多处刻有凹凸不平的花纹以增大摩擦。如车的外胎，车把手塑料套，蹬板套、闸把套等。变

滚动摩擦为滑动摩擦以增大摩擦。如在刹车时，车轮不再滚动，而在地面上滑动，摩擦大大

增加了，故车可迅速停驶。而在刹车的同时，手用力握紧车闸把，增大刹车皮对钢圈的压力

以达到制止车轮滚动的目的。

(2)弹簧的减震作用。

车的座垫下安有许多根弹簧，利用它的缓冲作用以减小震动。

3.压强知识的应用

(1)自行车车胎上刻有载重量。如车载过重，则车胎受到压强太大而被压破。

(2)座垫呈马鞍型，它能够增大座垫与人体的接触面积以减小臀部所受压强，使人骑车不易

感到疲劳。

4简单机械知识的应用

自行车制动系统中的车闸把与连杆是一个省力杠杆，可增大对刹车皮的拉力。自行车为

了省力或省距离，还使用了轮轴：脚蹬板与链轮牙盘；后轮与飞轮及龙头与转轴等。

5.功、机械能的知识运用

(I)根据功的原理：省力必定费距离。因此人们在上坡时，常骑“S形”路线就是这个道理。

(2)动能和重力势能的相互转化。

如骑车上坡前，人们往往要加紧蹬几下，就容易上去些，这里是动能转化为势能。而骑车下

坡，不用蹬，车速也越来越快，此为势能转化为动能。

6.惯性定律的运用

快速行驶的自行车，如果突然把前轮刹住，后轮为什么会跳起来。这是因为前轮受到阻

力而突然停止运动，但车上的人和后轮没有受到阻力，根据惯性定律，人和后轮要保持继续

向前的运动状态，所以后轮会跳起来。切记下坡或高速行驶时，不能单独用自行车的前闸

刹车，否则会出现翻车事故

顶一个容易还是顶三个容易

顶鸡蛋是具有中国独特风格的杂技节目，据说这个节目在国外演出时，一位外国

友人曾赞誉说：“要学会顶一只鸡蛋，需花10年功夫，顶三只鸡蛋就要花30

年。”这句话未免有些夸张，但却说明了这个节目的难度之高。从杂技表演本身

来说，究竟顶一只鸡蛋难，还是顶三只鸡蛋难？

一种看法是，三只鸡蛋的重心比一只鸡蛋的重心要高，鸡蛋的重心越高，越

容易调节它的平衡，也就是说越容易顶。拿酒瓶来说，瓶底朝上反而比瓶底在下

容易调整，因为前者的重心位置高。

另一种看法是，这三只鸡蛋不是一个整体，而是一个接一个地垒在一起的。

我们自上而下地把这三只鸡蛋叫做甲、乙、丙，显然，要把三只鸡蛋都顶起来并

保持平衡，就必须要求甲的重力作用线既通过甲乙相交的基底a（这个基底面积

相当小），又通过乙丙相交的基底b和丙与细棒的接触点c。总之，要求这三

只鸡蛋各自的重心与细棒的接触点必须在一条垂线上。毫无疑问，这样的平衡技

巧的难度是相当高的，因此，顶三只鸡蛋的难度要比顶一只鸡蛋高。

为什么肥皂泡总先上升后下降

日常生活中，我们常看到一些小朋友吹肥皂泡，一个个小肥皂泡从吸管中飞出，

在阳光的照耀下，发出美丽的色彩。此时，小朋友们沉浸在欢乐和幸福之中，我

们大人也常希望肥皂泡能飘浮于空中，形成一道美丽的风景。但我们常常是看到

肥皂泡开始时上升，随后便下降，这是为什么呢？

这个过程和现象，我们只要留心想一下，就会发现，它其中包含着丰富的物

理知识。在开始的时候，肥皂泡里是从嘴里吹出的热空气，肥皂膜把它与外界隔

开，形成里外两个区域，里面的热空气温度大于外部空气的温度。此时，肥皂泡

内气体的密度小于外部空气的密度，根据阿基米德原理可知，此时肥皂泡受到的

浮力大于它受到的重力，因此它会上升。这个过程就跟热气球的原理是一样的。

随着上升过程的开始和时间的推移，肥皂泡内、外气体发生热交换，内部气

体温度下降，因热胀冷缩，肥皂泡体积逐步减小，它受到的外界空气的浮力也会

逐步变小，而其受到的重力不变，这样，当重力大于浮力时，肥皂泡就会下降。

朱建华在月球上能跳过14.28米吗

月球表面的重力只有地球表面重力的六分之一，因此，有人认为，在月球上

的跳高成绩是其在地球上跳高成绩的6倍,换句话说,在地球上能跳1米高的人,

到月球上可跳6米高。这种错误算法不仅在科普书刊中屡有所见，而且还出现在

教科书中，已成为天文科学普及中的常见病。

一个人的跳高成绩，是由起跳时人体重心的高度，加上跳至最高点时，弹跳

力使其重心提高的高度，再减去跳至最高点时人的重心离横竿的高度。以我国男

子跳高冠军朱建华为例来说明这个道理，他在第五届全运会上创造的纪录是

2.38米。按上面公式，假设他在起跳时的重心离地面是1.10米，跳至最高点时,

他的重心离横竿的高度是0.10米，那么，弹跳力使他的重心提高了1.38米，如

果朱建华到月球上跳高，重力虽然改变了，但他的重心和弹跳力是不变的。由于

月面重力为地面重力的六分之一，所以，同样的弹跳力只会使他的重心的提高值

等于地面的6倍，不应包括起跳时他的重心离地面的1.10米。据此计算，朱建

华在月球上能跃过的高度为：1.10米+1.38米X6-0.10=9.28米而不应该按2.38

米X6=14.28米来计算。

“胸上碎石”与“踩不碎火柴盒”

少年朋友，你看过“胸上碎石”和“踩不碎火柴盒”的表演吧。

一个成年人躺在地上，两人抬起一块条石，轻轻地放在他的腹部和胸部。尽

管他没有练过气功，还是能支撑起这几百公斤重的“巨石”。

这时，另外一个人举起一只好几公斤重的大铁锤,鼓足了劲，一锤打下去……

有人大叫“危险！”他想：铁锤砸石条，石条砸胸膛，细细的肋骨还不被砸

断啦？

有人说“不怕”。铁锤是可能砸断石条，可伤不着人的皮毛。

事实证明，说不怕的人有道理。请注意，铁锤是砸石条，并不是砸在人身上。

我们首先需要思考的问题是:铁锤砸在石条上,石条会产生一个多大的冲击力量,

或者说，石条的位置会向下移动多少？简单的力学计算告诉我们“要是石条重

200公斤，铁锤重5公斤，只是一个极其微小的“位移”。这么小小的“冲击”，

是没有关系的。

问题的关键是，石条越重，产生的位移就越小。如果为了表演，需要练习的

只是胸腹部能承载多重的石条。石条大一些，重一些，能产生令人惊讶的戏剧效

果，而人却十分安全。如果石头太小，只有三四十公斤重，那么铁锤打下去，可

能就是致命的一击，这是极其危险的，千万不要胡乱实验。给你一盒火柴，把装

火柴的屉抽出来，将空盒皮竖立在地上。请你用一只脚踩到火柴空盒上，来一个

“金鸡独立”。猜猜看，火柴盒能支撑起你的身体吗？

有人说:能。

有人说：不能。

你可以做一做实验。第一次实验产生的结果，大多是火柴盒受压歪倒在地，

这是因为火柴盒的皮子是一个矩形，这是不稳定的形状，所以容易偏斜。此时火

柴盒只是被压扁，而不是被压弯，木片并没有被压断！

如果谁能练出了一身功夫，当他的脚踩到火柴盒上的时候，能够控制住自身

的重心，身体不晃动，火柴盒也就不会偏、斜。这时，你会看到一个奇迹：这个

火柴盒居然能支撑起一个人的体重。

也就是说，50多公斤的重量压不断火柴盒的小木片。这恐怕是出人意料的

事，然而，却是经过力学测试得到的准确答案！

上面两个表演，有人把它说成是“气功”，却不是真正的气功。只要你的腹

部和胸部能撑起几百公斤的石头，那么，你就能表演“胸上碎石”；只要你善于

平衡，那么，你就能表演“踩不碎火柴盒”的轻功。

揭开“虹吸泉”之谜

出江西弋阳城30公里，可以看见一条狭窄的山谷，山坡上有一个小水池，

面积约2平方米，水深不盈尺，清晰见底。如果你有兴趣，每隔数十分钟或数小

时，对池水进行观察的话，就会发现一种奇异的现象。池水不是平静的，它和海

潮一样，忽涨忽落；不同的是，涨时不知其来源，落时不知其去向。

在这奇异的自然现象面前，人们自古以来有许多传说。有的说池水一定是和

大海相通的，有的说这是神仙在施行法术。但是它始终是一个谜。

在科学高度发展的今天，人们终于揭开了池水的秘密。原来这是一股特别的

泉水，如果给它起个科学的名字，该叫它“虹吸泉”。

什么是“虹吸泉”？得先从“虹吸作用”讲起。你一定见过汽车司机叔叔给

汽车加油的情况，他用一根弯曲的管子，一端插入桶内油面下；另一端放在桶外,

管端低于油面。他设法使管子里充满汽油，然后打开下端管口，这时汽油自动被

管子源源不断地吸出，自下端管口流入汽车油箱内。管子吸油的作用就称为“虹

吸作用”，弯曲的管子称“虹吸管”。虹吸作用的发生是由于充满管子的汽油从

下端放出时，管子里出现了近似真空的状态，气压骤降；大气压便将汽油压入管

内，当汽油上升过弯曲顶端时，就被吸出。“虹吸泉”的形成也是由于“虹吸作

用”的关系。发现“虹吸泉”的山，是由石灰岩组成的。石灰岩的主要化学成份

是碳酸钙，是比较容易被水溶解的一种岩石。在漫长的地质年代里，石灰岩不断

被雨水溶蚀，加上其他地质因素的变化影响，在石灰岩的表面和内部，生成了许

多溶洞、溶沟，它们的形态千变万化，无奇不有。在特定条件下，当溶洞和溶沟

发育成满足虹吸条件的形状时，便出现了“虹吸泉”。溶洞相当于贮有液体的容

器；和溶洞相连的弯曲的溶沟相当于虹吸管。溶洞贮有上部地表渗透进来的水，

当水面上升到溶沟弯曲处的顶端时，溶沟开始向外吸水，直到将洞内存有的水吸

干为止；然后溶洞又继续进水……。如此循环不已。当溶沟向外吸水时，露在地

表外部的与溶沟相通的小池“虹吸泉”开始“涨潮”；溶洞存水被吸干时，就出

现“落潮”。涨、落时间的长短，决定于溶洞积水的时间，一般说来雨季积水时

间快，旱季慢。

由于“虹吸泉”的形态独特，生成条件苛刻，因此只有在非常巧合的情况下

才能形成，所以至今在国内外文献上有记载的很少。

“虹吸泉”以其稀罕、奇特的自然景象，为祖国的锦绣河山增色。

一只特立独行的猫——薛定将之猫

2012年，日本的虚拟歌姬初音未来演唱了一首歌曲《薛定谓的小猫》，以

庆祝法国科学家沙吉•哈罗什和美国科学家大卫维兰德获得2012年诺贝尔物

理学奖，他们获奖的理由是“突破性的试验方法使得测量和操纵单个量子系统成

为可能”。这一重大实验使得薛定谓之猫所提出的单个粒子操纵和测量成为现

实。

薛定谬是奥地利著名物理学家、量子力学的创始人之一，曾获1933年诺贝

尔物理学奖。量子力学是描述原子、电子等微观粒子的理论，它所揭示的微观规

律与日常生活中看到的宏观规律很不一样。量子物理学家告诉我们，物质在被测

量之前是不确定的，“不确定性”是量子世界的基本法则。人的主观观测会影响

到微观实体的客观存在性。

“哥本哈根学派”认为，物质在被观测之前，是处于一种不确定的叠加态,

是一种几率叠加态，粒子在没有被观察测量之前，它可以同时位于几个不同的地

点。为了反驳这种观点，薛定谓在1935年提出“薛定丹猫”佯谬，他想要借此

阐述这样一个问题：宏观世界是否也遵从适用于微观尺度的量子叠加原理，从而

借此来证实量子力学在宏观层面是不完备的。

“薛定谭之猫”作为一个思想实验，其内容如下：把一只猫放进一个封闭

的盒子里，然后把这个盒子与一个包含一个放射性原子核和一个装有毒气体的容

器的实验装置连接在一起。设想这个放射性原子核在一个小时内有50%的可能

性发生衰变。如果发生衰变，它将会发射出一个粒子，而发射出的这个粒子将会

触发这个实验装置，打开装有毒气的容器，从而杀死这只猫。根据量子力学，未

进行观察时，这个原子核处于已衰变和未衰变的叠加态，但是，如果在一个小时

后把盒子打开，实验者只能看到“衰变的原子核和死猫”或者“未衰变的原子核

和活猫”两种情况。

现在的问题是：这个系统从什么时候开始不再处于两种不同状态的叠加态而

成为其中的一种情况？在打开盒子观察以前，这只猫是死还是活抑或半死半活？

难道我们只有在打开盒子的一瞬间，才能确切地知道此猫是死是活吗？这与我们

的日常经验严重相违，即使我们不打开盒子，我们也知道猫要么死，要么活，怎

么可能不死不活，又死又活呢？这个思想实验的巧妙之处在于：它把放射性原子

的“衰变一未衰变叠加态”与猫的“死一活叠加态”联系在一起，使量子力学的

微观不确定性变为宏观不确定性，微观的混沌变为宏观的荒谬一一猫要么死了，

要么活着，两者必居其一，不可能同时既死又活。难怪英国著名科学家霍金听到

“薛定谓猫”佯谬时说：“我去拿枪来把猫打死！”由此可以看出量子力学的不

完备性所带来的荒诞情景。

哥本哈根解释在很长一段时间内成为量子理论“正统的”、“标准的”解

释，但是那只不死不活的猫却总是像噩梦一样让物理学家们不得安宁。1957年,

美国物理学家埃弗雷特对量子力学的叠加态做了不同的解释，但未引起物理学界

的重视。直到1973年，另一位美国物理学家狄维特把埃弗雷特的理论发展为多

世界解释，这个理论才被广为人知，并且已经取代正统的哥本哈根解释而成为大

多数物理学家都认可的量子力学的新的正统解释。

按照多世界解释，当盒子被打开的时候，观察者就和猫发生了纠缠，观察者

的状态与猫的死活形成了一种对应关系。当观察者向盒子里面看时，整个世界就

分裂为两个平行的世界。在一个世界里，观察者看到了盒子里有一只活猫，在另

一个世界里，观察者看到了盒子里有一只死猫。多世界解释的创新之处在于它否

定了一个单独的经典世界的存在，而认为实在是一种包含有很多世界的实在。但

是问题是：为什么我们只能感知到确定的经典世界，而没有感知到宏观物体的叠

加态呢？所以，这个听起来像科幻小说的理论由于其本身固有的缺陷注定是要失

败的。现在大多数物理学家之所以相信它，不是因为它就是正确的解释，而是因

为他们认为哥本哈根解释已经成为明日黄花，但是目前又没有更好的解释来替代

它，它只不过是绝望的人们所能抓到的最近的一根救命稻草。

爱因斯坦曾拒绝接受由薛定谓等人创立的量子力学，他认为，量子力学只不

过是对原子及亚原子粒子行为的一个合理的描述，是一种唯象理论，本身不是终

极真理。他说过一句名言：“上帝不会掷骰子。”如果爱因斯坦活着的时候听到

多世界解释，那么他也许会赞成这个理论，因为在量子的多世界中，我们通过参

与而选择出自己的道路。在我们生活的这个世界上，没有隐变量，上帝不会掷骰

子，一切都是真实的。

在人类社会中，人的一切活动都是由各种原因导致的结果，人的行为是可以

根据以前的条件、经历来预测的，这是一种决定论的观点。人的过去和未来是并

存的，虽然我们可能不知道未来，但是未来却是确定的，它恰如过去一样，是由

不可打破的因果链条所决定的。量子力学的出现，不仅表明经典物理学因果律在

微观领域失效，而且也产生一种新型的因果性一一几率因果性或者是一种非决定

论。对个人和人类社会来说，非决定论至少是有积极意义的，命运不再是注定的，

历史不再是必然的。人类的“自由意志”往往会带来事物的不可预测的变化和发

展，主观能动性有了更高的地位。

十个著名的思想实验

10.电车难题(TheTrolleyProblem)

"电车难题”是伦理学领域最为知名的思想实验之一，其内容大致是：一个疯

子把五个无辜的人绑在电车轨道上。一辆失控的电车朝他们驶来，并且片刻后就

要碾压到他们。幸运的是，你可以拉一个拉杆，让电车开到另一条轨道上。但是

还有一个问题，那个疯子在那另一条轨道上也绑了一个人。考虑以上状况，你应

该拉拉杆吗？

【解读】

电车难题最早是由哲学家PhilippaFoot提出的，用来批判伦理哲学中的主要

理论，特别是功利主义。功利主义提出的观点是，大部分道德决策都是根据"为

最多的人提供最大的利益”的原则做出的。从一个功利主义者的观点来看，明显

的选择应该是拉拉杆，拯救五个人只杀死一个人。但是功利主义的批判者认为，

一旦拉了拉杆，你就成为一个不道德行为的同谋一一你要为另一条轨道上单独的

一个人的死负部分责任。然而，其他人认为，你身处这种状况下就要求你要有所

作为，你的不作为将会是同等的不道德。总之，不存在完全的道德行为，这就是

重点所在。许多哲学家都用电车难题作为例子来表示现实生活中的状况经常强迫

一个人违背他自己的道德准则，并且还存在着没有完全道德做法的情况。

9.空地上的奶牛(TheCowinthefield)

认知论领域的一个最重要的思想实验就是“空地上的奶牛”。它描述的是，

一个农民担心自己的获奖的奶牛走丢了。这时送奶工到了农场，他告诉农民不要

担心，因为他看到那头奶牛在附件的一块空地上。虽然农民很相信送奶工，但他

还是亲自看了看，他看到了熟悉的黑白相间的形状并感到很满意。过了一会，送

奶工到那块空地上再次确认。那头奶牛确实在那，但它躲在树林里，而且空地上

还有一大张黑白相间的纸缠在树上，很明显，农民把这张纸错当成自己的奶牛了。

问题是出现了，虽然奶牛一直都在空地上，但农民说自己知道奶牛在空地上时是

否正确？

【解读】

空地上的奶牛最初是被EdmundGettier用来批判主流上作为知识的定义的

JTB(justifiedtruebelief)理论，即当人们相信一件事时，它就成为了知识；这件

事在事实上是真的，并且人们有可以验证的理由相信它。在这个实验中，农民相

信奶牛在空地上，且被送奶工的证词和他自己对于空地上的黑白相间物的观察所

证实。而且经过送奶工后来的证实，这件事也是真实的。尽管如此，农民并没有

真正的知道奶牛在那儿，因为他认为奶牛在那儿的推导是建立在错误的前提上

的。Gettier利用这个实验和其他一些例子，解释了将知识定义为JTB的理论需要

修正。

8.定时炸弹(TheTickingTimeBomb)

如果你关注近几年的政治时事，或者看过动作电影，那么你对于"定时炸弹"

思想实验肯定很熟悉。它要求你想象一个炸弹或其他大规模杀伤性武器藏在你的

城市中，并且爆炸的倒计时马上就到零了。在羁押中有一个知情者，他知道炸弹

的埋藏点。你是否会使用酷刑来获取情报？

【解读】

与电车难题类似，定时炸弹情景也是强迫一个人从两个不道德行径中选择的

伦理问题。它一般被用作对那些说在任何情况下都不能使用酷刑的反驳。它也被

用作在极端形势下法律一一就像美国的严禁虐囚的法律一一可以被放在第二位

的例子。归功于像《24小时》的电视节目和各种政治辩论，定时炸弹情景已成

为最常引用的思想实验之一。今年早些时候，一份英国报纸提出了更为极端的看

法。这份报纸提议说，如果那个恐怖分子对酷刑毫无反应，那么当局者是否愿意

拷打他的妻子儿女来获取情报。

7.爱因斯坦的光线(Einstein*sLightBeam)

爱因斯坦著名的狭义相对论是受启于他16岁做的思想实验。在他的自传中,

爱因斯坦回忆道他当时幻想在宇宙中追寻一道光线。他推理说，如果他能够以光

速在光线旁边运动，那么他应该能够看到光线成为“在空间上不断振荡但停滞不

前的电磁场”。对于爱因斯坦，这个思想实验证明了对于这个虚拟的观察者，所

有的物理定律应该和一个相对于地球静止的观察者观察到的一样。

【解读】

事实上，没人确切知道这意味着什么。科学家一直都在争论一个如此简单的

思想实验是如此帮助爱因斯坦完成到狭义相对论这如此巨大的飞跃的。在当时，

这个实验中的想法与现在已被抛弃的“以太”理论相违背。但他经过了好多年才

证明了自己是正确的。

6.特修斯之船(TheShipofTheseus)

最为古老的思想实验之一。最早出自普鲁塔克的记载。它描述的是一艘可以

在海上航行几百年的船，归功于不间断的维修和替换部件。只要一块木板腐烂了，

它就会被替换掉，以此类推，直到所有的功能部件都不是最开始的那些了。问题

是，最终产生的这艘船是否还是原来的那艘特修斯之船，还是一艘完全不同的

船？如果不是原来的船，那么在什么时候它不再是原来的船了？哲学家Th