书城小说走进科学
10372000000045

第45章 荒诞奥秘(1)

荒诞的升空

1993年5月20日傍晚时分,法国第31工兵团在塔尔纳——加龙省布洛科镇进行常例的跳伞训练。一开始,如同平日一样的正常,一样的壮观——一架架铁鸟在空中腾飞,一朵朵伞花在空中优美地绽开,向地面飘落下来,红色的夕阳给白色的伞花抹上一层粉红,给壮观的训练场面增添了几分瑰丽的色彩。

轮到第三架飞机跳伞了,飞机降到了离地面500米的低空。

跳伞分队队长布尔纳看了一下手表:此刻是下午6点30分。这时,他命令第一组开始跳出飞机。当第一组自由下降12秒钟之后,他又命令第二组跳出,年轻的迪埃达朗准尉及战友们从舱门鱼贯跃下。他们跳出飞机后,便要立即打开降落伞。500米高是个很低的高度,他们将很快到达地面。

突然,一起跳下的战友们发现达朗准尉跳出舱门后,还没等降落伞张开,就像电影特技镜头里看到的那样,不是落向地面,而是很快地向上升去。只一会儿功夫,就从同伴的视野中消失得无影无踪。

当最后一组跳下的布尔纳降落到地面,听到达朗准尉的同伴叙述方才这一荒诞的事件时,他简直不相信自己的耳朵:难道我们受到的都是地球引力,惟独达朗准尉受到的是太阳引力?

基地接到报告后,立即派出搜索分队在降落区域四处寻找,又派出两架侦察机在达朗准尉失踪的空域寻找,可是都无结果。

两个多小时后,正当大家忙成一团时,消息来了:在距跳伞地点60千米外的农田里,一位农民发现了腰系降落伞躺在地上已昏迷过去的达朗准尉。在达朗准尉被送到附近医院后,医生发现他的手和脚被严重冻伤,但其他部位没有什么问题。达朗准尉身上所带的高度计显示,他曾经到达过8000米的高空。

达朗准尉这是怎么啦,是什么力量把他从500米的低空推到了8000米的高空?

清醒过来的达朗准尉说,他自己也搞不清楚是怎么回事,只觉得刚跳出飞机时,往下掉过一小段距离后,就感到自己好像被一团厚厚的棉花裹住一样,在空中停住了。然后,耳边的风呼呼地响了起来,他惊恐万分地发现地面离自己越来越远,自己正在反常地往上升去。当升到了云层中时,自己再也搞不清究竟是在上升还是下降了,眼睛看到的是一片白茫茫,耳边听到的是风呼呼响,身体感到越来越冷。再后来就失去了知觉,但在失去知觉之前,他并没有忘记打开降落伞……

对达朗准尉的奇遇,气象学家的答案是,他遇到了“大气泵”。原来在天空中,除了刮水平方向的东、南、西、北风外,还有垂直刮的风,它们即是上升气流或下降气流。例如含水汽丰富的地面空气被太阳晒热膨胀后,会像热气球一样迅速上升,而且升得越高速度越快,在500米以上的空中可达每小时30~50千米。这种被称为“大气泵”的上升气流范围都比较小,一般直径约几十米。不幸的达朗准尉跳下飞机后正好陷入一个“大气泵”中,因此随着上升气流被抽到高空去。

在大气对流层中又有个“高度越高,气温越低”的规律。高度每增加100米,气温大约下降0.65℃,在8000米的高空,气温将降到-40℃以下,难怪达朗准尉的手脚都被冻伤了。

类似达朗准尉遭遇的险情以前也发生过。1983年9月26日,澳大利亚布里斯班举行英联邦运动会开幕式彩排时,有一组3名跳伞员跳离飞机后,降到1500米高度遇到一股野火燃烧所产生的上升气流,结果以每秒30米的高速度直冲云霄。在3000米高空,他们进入强对流云团,经受了电闪雷鸣和冰雹轰击的折磨。好在经验丰富的他们毅然抛弃主降落伞,以自由落体形式下坠,逃离上升气流,直到450米高度才打开备用伞,精疲力竭地降落在远离运动场的地方。

不过,这3名澳大利亚人及达朗准尉,如果和半个多世纪前的5名德国人比起来,则要算是十分幸运的了。

1930年,5名德国滑翔机驾驶员在罗欧山脉上空被卷入到一块有雷电的乌云中,不得不弃机跳伞。不幸的是,一股强大的上升气流把他们带入过冷水汽区,结果5个人都成为冰雹形成的凝结核,在他们身上结成了越来越厚的冰块,成为5个巨大的“人雹”。最后,这5个包裹着厚厚冰块的“人雹”落到地上,4人被冻死或摔死,只有一名叫盖伊默奇的奇迹般地获救存活。

天上出现了五个太阳

中国神话传说中曾流传着一个“后羿射日”的故事。传说夏禹时,天空中10个太阳一齐升起,灼热的阳光使草木枯死,大地被晒成一片焦土。力大无穷的神射手后羿为救万民于水深火热之中,使出神力,挽动强弓,一连发了9箭,射落了9个太阳,才使这个世界恢复了秩序。

当然,这是一个神话,可是,如果碰巧的话,你也许能目睹这样的神话再现呢!

1790年6月29日上午8点,在俄国的彼得堡,天空浮现着淡淡的白云,那蓝蓝的青天仿佛蒙上了一层薄翳。人们惊奇地看到,太阳的两旁逐渐形成了一条横贯天空的白色光带,接着在太阳外围出现了一个相当大的光环,从里到外,依次是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫7种颜色。紧接着,在这彩色光环与白色光带相交的地方,出现了两个和太阳相似的耀眼的光点。

“天上出现了3个太阳!”人们纷纷奔走相告。一些虔诚的教徒则垂下头,不停地在胸前划十字:“万能的主啊,请饶恕我们的罪过,快来拯救我们吧。”——他们把这当做是世界末日来临的凶兆了。

这样的奇景,也曾在我国数度露面。较近的一次,是1986年12月19日发生在西安的“五日贯天”奇观。

这一天,西安市被一层绢纱似的薄云笼罩着,冬日的阳光透过这层薄纱,柔和地洒向大地,给这灰色的古都抹上了一层暖色。将近中午时分,人们意外地发现,这暖色突然浓重起来,周围明晃晃的——西安一改往日灰蒙蒙的冬天色调,有了好似南国夏日般明快的色彩。

“这是怎么回事?”人们不由仰起头来,“哎呀,天上有5个太阳!”

看过当时天空的人很难忘记这壮观的一幕:太阳光盘呈火红色,边缘为金黄色,光辉灿烂,耀眼夺目;在太阳的两侧各有2个小一些的“太阳”,一条绚丽异常的彩色大半圆光环将4个“小太阳”和太阳贯穿起来。4个“小太阳”非常明亮,闪烁着神秘的光辉,就像一条项链上的4颗明珠。

被这罕见的奇观激动不已的人们不由发问:天空中为什么会同时出现好几个太阳呢?

科学家们认为,这其实是一种称为“晕”的光学现象,只不过是大气玩弄的把戏而已。说起来,晕并不是一种罕见的现象,我们有时可在太阳外围发现一个相当大的彩色光环,那就是日晕。可是,复杂的晕往往会有多个光环,或伴随有光带、光柱、光十字,甚至在空中同时显现出几个“太阳”,那就成了罕见的壮观天象。

晕是怎样形成的呢?它是伴随着高空中的卷层云而出现的。卷层云大约距离地面6000米~9000米,那里温度约在-20℃左右,因此,空气中的水分是以呈正六角形柱状的小冰晶形式存在的。当它们在空中排列混乱时,阳光从冰晶的一个侧面射入,又从另一个侧面折射出来,就像透过三棱镜一样,会在太阳周围形成光环。

如果恰逢卷层云中的这种六角柱状小冰晶大都垂直悬浮在空中,而太阳又升得不很高的时候,此时阳光通过许多小冰晶折射出来的光线会聚在一起,就在太阳附近的某些地方形成很亮的光点,状如太阳,呈现数日并升的奇观。

当然,这些条件很难凑在一起,因此,这种奇异景象是很少出现的。这就难怪过去迷信的人要把它看成是灾祸的预兆了。

“天再旦”奇观

晋朝咸宁五年(279),在汲郡一座战国时代的古墓中出土了一大堆竹简。人们一看,啊,原来是一部写在竹简上的中国古代编年体史书,一共有12篇,记载了从夏朝开始,包括商、西周和春秋、战国历朝的重大事件。这可太令人兴奋了,因为早期中国的历史,尤其是夏、商、西周那段时期,很少有确凿的文字资料,这下可给研究历史提供了最好的原始资料。

可是,人们也发现,这部后来被称为《竹书纪年》的古书中,也有着一些看上去荒诞难解的话。如描写西周开国那一段历史时,有“懿王元年天再旦于郑”的记载。这段文字不难理解,就是说:周懿王元年,在郑地(今陕西凤翔)曾经有过一天之中天亮过两次的事。可这样的话人们就不懂了:天亮以后要到晚上天才黑,天再次发亮应是第二天早上的事,一天之中怎么可能亮两次呢?

这疑问,一问就是1700年。一直到现代,才有天文学家对此作出了一种解释:“也许,这是一次黎明时的日食造成的奇特天象。”这么一说,人们恍然大悟:“是啊,太阳刚出来就遇上了日食,太阳不见了,等日食过去后才又出现,这不就是天亮两次吗!”话虽是这么说,可人们毕竟没见过这样的天象奇观,对这解释是否符合实际心中没有底。“唉,要是能亲眼看一看就好了。”人们不无遗憾地想。

机会来了。

天文学家预报:1997年3月9日早晨将发生一次日全食。这次日全食发生于俄罗斯斯比克以北和我国新疆阿尔泰地区,然后扫过蒙古和我国的漠河,最后结束于北冰洋。而且,天文学家还颇为兴奋地告诉大家:在这次日全食的同时,2400年回归一次的海尔—波普彗星也将出现在空中。届时,日全食和彗星这两种天文奇观同时出现在空中,其场景将是非常壮观的。

听了天文学家的预报,历史学家高兴得简直要跳起来:“这不就是观察‘天再旦’是否确实的大好机会吗?要知道,这样的机会可是要好几百年才有一次的啊!”于是,3月初,当大批天文学家纷纷赶往观察日全食角度最佳的黑龙江漠河时,有好几位历史学家却悄悄来到了新疆塔城,虽然这里观测日全食的角度太偏,但这里发生日全食的时间正好在黎明前后,有可能见到“天再旦”奇观。

他们果然不虚此行。

3月9日凌晨,学者们登上塔城最高建筑银翔大厦楼顶。7点钟,这里正处在黎明前的黑暗之中,星斗满天。这时,大家还都看见了,海尔—波普彗星正显现在空中,星头聚凑如雪团,彗尾上部清晰呈梭状,下部飘渺似雾烟。在星空中,彗星似一位身披薄纱的仙女,在群星中梭行。

“啊,天亮了!”8点10分,天渐渐发亮了,满天的星星被淹没在曙光之中,彗星“仙女”也不见了,仿佛一头扎进鲜亮的朝霞中去了。

好景不长。8点30分,东方景象大变,已亮的天色又暗淡了下去,朝霞变得像晚霞一般,光彩渐渐地消退下去。云裙由原先的橘黄色变向血红色,云顶的血红色则转为铁红色、铁黑色。这霎时的逆变,使大家产生了一种怪异惊恐的感觉。与此同时,大家心中又隐隐地有点激动:这不就是天开始黑了吗!

天真的黑了。8点38分,天色已相当昏暗,已经消失的彗星猛然又出现在空中,与它同时显现的,还有几颗较大的星星。不过,此时的彗星没有了方才的温柔,就像一把雪亮的匕首斜刺于半空。8点40分,彗星达到了极亮点。这景象既壮观又诡异,观者无不骇然惊诧。

不过,这“黑夜”并未维持多久。8点45分起,曙光再次从东边现出,天空又逐渐变亮,美丽的朝霞又挂在了天边。“看,日出!”8点50分,在大家的欢呼声中,太阳在地平线上探了一下头,随即缓缓升起。与往常日出不一样的是,今天升起的不是往日那个圆圆的太阳,而是明晃晃的一弯形状极像月牙的“日牙”,而且,这“日牙”正在逐渐“长胖”。从这弯罕见的“日牙”身上,人们不难知道刚才地平线以下发生的变化——太阳升起前发生了日全食,所以天亮了一下又暗了下去。

太阳渐渐复圆,9点5分,太阳中蚀的部分和发亮部分约各占一半。9点35分,太阳复圆。

中午,当初春和煦的阳光洒遍塔城时,学者们已经统一了认识:这次观测完全达到预期效果,说明了历史的记载一点也不荒诞,周懿王元年的那次“天再旦”指的就是天亮了再暗下来又再亮,东方的朝霞变晚霞重变朝霞的现象。当时可能是一次日全食或食分很大的日环食出现。学者们还大呼“过瘾”、“幸运”,因为日食和彗星同时出现,人类有史以来只有过4次,这次观测时彗星和云霞的变幻隐现提供了极好的参照,所以“天再旦”天象特别明晰。

一个疑问解决了,一个新的问题又摆在了学者的面前:要不要改动中国的编年史?因为根据天文学家的计算,公元前899年的日食可以在凤翔造成“天再旦”效应,看来,那一年就是周懿王元年。现在公认的中国最早的确切纪年是公元前841年,这样一来,可望使中国有确切纪年的历史前移58年。

一次天象观测,可以导致历史的改写,这大概是天文学家所想不到的吧。

呼风唤雨的枪声

在我国云南的怒江西岸,绵延着高耸入云的高黎贡山。虽然这里地处亚热带地区,常年气温较高,但因山势高,山上还常会飘起鹅毛大雪,雪线以上仍有积雪冰川。山脚下则有着莽莽的亚热带森林,像一块绿色的厚丝绒,铺垫在头顶银白色帽盔的高黎贡山底部。在这大块浓重的绿色中,镶嵌着几十面晶莹的小镜子——森林湖泊。这些湖泊中的水来源于高山上融化的雪水,平时湖水冰冷,涟漪不起,一片沉寂。

1978年6月的一个上午,中科院昆明动物研究所的一批工作人员来到其中的子里湖畔采集标本。当时晴空万里,初夏的骄阳已冉冉升至半空,弥漫在湖畔的雾气正在渐渐逍退。“看,一只鹿!”有人发现一只鹿从草丛中窜了出来,跃向密林。马上有人举起了猎枪,“吧、吧、吧”连射了几枪,鹿应声倒地。

当人们正在兴高采烈地收拾猎物时,意外的事情发生了。在他们周围弥漫起一片雾气,它由小到大,从淡到浓,越来越厚重,遮住了阳光,并快速地向四周扩散。仅仅是那么10多分钟,蓝天便变得黑蒙蒙的,使近在咫尺的人们相互都难以辨认了。还未待人们从惊恐中醒悟过来,呼啸的狂风便带来了一场滂沱大雨……

类似的奇事还发生在我国四川西部贡嘎山的海螺沟。贡嘎山是一座海拔高度为7556米的大雪山,由于山势奇雄,积雪累累,向来被人视为神山。在它东坡的海螺沟,有着极为典型的冰川奇观。1986年10月,上海和四川联合组成的一支摄像队,专程来此拍摄一部介绍冰川景观的电视片。

队员们在饱览并录下了冰川神功琢成的“玉柱”、“玉桥”、“玉桌”、“玉洞”、“玉蘑菇”及“大冰瀑布”等奇异景观后,对未能录到百年难逢的冰崩壮观感到遗憾。有队员提议,何不用枪击制造人工冰崩。导演同意后,大家选择了一堵厚实的冰墙为拍摄目标,于是,自动步枪与摄像机同时瞄准了它。“预备,放!”导演一声令下,“吧”的一声,打破了峡谷中的宁静,与此同时,摄像机也开动了,大家静静地等待着冰崩奇观的出现。

奇观真的出现了,不过,不是冰崩,而是在谷地里霎时腾起一股雾气,迅速变成大片云雾迎头罩来。队上的藏族向导惊叫一声:“惊动山神了,有危险,快跑!”队员们与快速扩散的云雾赛跑,但云雾一路领先,当队员们越过沟谷,眼看再翻座山脊即可归营时,云雾益发浓厚,夜幕提前两个小时降临。大家在黑暗中迷失了方向,一筹莫展。幸亏留在营地的伙伴听到步话机呼救后,带着电筒及时赶到,这才将他们领了出去。队员们刚回到营地,狂风便拔地而起,大雨即倾盆而下……

枪声为什么能为这宁静的谷地呼来狂风、唤起大雨呢?难道真如有些人所讲的那样,是“惊动了山神”吗?

当然不是。这与当地的地形和气候条件有关。如高黎贡山的6月恰为雨季,平时空气中湿度很大,夏季的高气温使谷地上空的气温高达40℃左右,这就使空气中有可能保持极高的温度。但是,这里的湖水却因源自山顶的雪水,温度很低,从而在湖面上保持了一个低温层。子里湖处在山谷洼地之中,平时很少有风,这就使湖面的低温层与上空的高温高湿空气层能保持脆弱的平衡。可一旦有外界的声浪冲击,就会导致上下空气层的剧烈对流,高温度的热空气遇到冷空气迅速凝结成水滴,于是就形成了狂风大雨。

海螺沟的奇事,道理也一样。拔地通天的贡嘎山巨大的山体,尤如天然的屏障,使海螺沟不受西来强风的侵扰,加上它长期与世隔绝,人迹罕至,习惯于风微山静,空气中的温度处于饱和状态。枪声使空气发生振动,湿润空气生雾致云,云腾致雨。要不是摄像队员们逃得及时,这场罕见的暴风骤雨,真可以置他们于死地的。

紧急降落的波音747

1982年6月24日下午,一架满载着247名旅客的波音747客机从伦敦机场腾空而起,向新西兰的惠灵顿国际机场飞去。

飞机掠过印度尼西亚爪哇岛上空时,机上的高度仪显示出飞行高度是11000米,其他的仪器显示表明飞行状态一切正常。

突然,副驾驶员格雷弗斯发现挡风玻璃外似有星星火花在闪烁,定睛一看,右面的一台发动机好像在燃烧。与此同时,机长也觉察到飞行状态起了变化。于是,在与机组人员简短商讨后,机长下令飞机左转弯,向190多千米外的雅加达机场飞去,准备紧急降落。可这时,飞机的4台发动机都已熄火,这架失去动力的巨型客机只能在空中滑翔飞行。飞机的高度在急速下降,247名旅客和8名机组人员的生命处在危急之中。

波音747下跌到离地面8500米时,机长命令格雷弗斯重新起动发动机,没有成功。下令再次起动,仍然不行,4台发动机还是处于熄火状态。眼看飞机离地面越来越近,机长几乎绝望了,脸上蒙上了一层死白色。

可是,奇迹出现了。当飞机离地面1500米时,一台发动机突然恢复了工作!80秒钟后,其他3台发动机也相继轰鸣起来。最后,波音747终于平稳地降落在雅加达机场。

惊魂未定的机组人员立即和地面人员一起进行检查,看毛病出在哪里。奇怪的是,他们除了从发动机的叶片上刮下一些黑色糊状物外,没有发现其他问题。只是当机长在休息室里收听到一条新闻后,才心里一动,随即解开了飞机故障之谜。

原来那条新闻报道了当时在爪哇岛西部的喀拉喀托火山发生了一次爆发。啊,这就对了!大家知道,火山爆发时,会将火山灰和喷发物抛到几千米、几万米的高空,顿时粉尘遮天蔽日。这大量的尘土冲上高空后,一部分会落回地面,还有相当一部分细微的火山灰会飘浮在云层间,四处扩散。当飞机钻进携有火山灰的云层后,灰烬便会被吸进发动机里,起到沙子灭火一样的作用,造成发动机熄火。

这次事故的罪魁喀拉喀托火山,是世界上最著名的火山之一,人们对它在100年前搞的另一场恶作剧仍记忆犹新。

1883年5月20日,喀拉喀托火山在平静了100多年后,突然发生了大爆发。火光冲起,烟云扶摇直上九天,3个月后,爆发进入了高潮。爆发的巨响震撼着大地和海洋,连离火山160千米外的雅加达的房屋门窗也在摇晃,邻近地域的几千万居民根本无法入睡。

8月27日上午,爆发达到了最高潮。猛烈的爆炸把岛屿炸掉三分之二,新形成了一个深约300米的海。这时,连远在4776千米外的印度洋南部罗德里格斯岛上的哨兵也听到了火山爆发的轰隆声。

火山爆发时掀起的巨浪,有12层楼高,长500多千米。这滔滔巨浪粉碎了附近20千米处的一个小岛,甚至横渡印度洋,绕过好望角,传到大西洋畔的欧洲海岸。尽管居住在喀拉喀托火山脚下的居民并不很多,还是有36000余人丧生。

那次爆发吐出的火山灰就更惊人了。喷出的烟雾可一直冲到80千米的高空,再向四周弥散开来,遮满了天空。仿佛是黑夜突然降临,在周围数百千米范围内,居然黑得伸手不见五指。以致当地的居民认为世界末日来到了,纷纷奔到室外对天嚎啕,恳求天神前来拯救。

这火山灰周游了全世界,弥漫了天空,连太阳也黯然无光。日出和日落时,火山灰被照得发亮,空中出现瑰丽的“朝霞”和“晚霞”,远至美国的华盛顿、俄国的彼得堡,都见到了这种奇景。由于火山灰的影响,全世界的气压在一个月内都发生异常变化。

回想起这些,便知道这次喀拉喀托火山只是小小地发了一点脾气。如碰上像1883年那样的大发雷霆,这架波音747早就没救了。

天神救英军

1914年8月26日,英国远征军在蒙斯战役中被德军打败,不得不撤退,以保全实力。当一支英军从战场上退下来时,一队德军骑兵追了上来。英军只好往高山上撤去,想使德军骑兵发挥不了作用。不料,德军配备的是善于登山的山地马,而英军因连日作战,已精疲力竭,登山速度越来越慢,眼看这支英军难以逃脱德军的追歼了。

突然,群山中狂风呼啸,乌云滚滚,雷声不断,一阵瓢泼大雨自天而降。这迫使德军放慢了追击的速度。不一会,雨停了,虽然已快到日落的时候了,但太阳还是重新露出了笑脸,将一片夕阳淡淡地洒在雨后湿润的空气中。德军加快了追击速度,在逃生欲望支持下的英军不顾一切往上爬:只要攀上山顶,他们就有希望,因为山地马在下山时的速度不如人。

好,英军终于攀上山顶了!可是,还未等他们发出欢呼声,便陷入了绝望的深渊,因为他们面对的是一片绝壁,并无下山的路。眼看德军很快地从下面拥了上来,有的英军士兵不由祈祷起来:“上帝啊,救救我们吧!”正在这危急关头,突然,有人欢呼起来:“天神来了,天神来了!”

狂喜的英军看到东方的天幕上出现了几个巨大的身影,清晰得令人大惊失色。这些巨人身着英军服式,挥舞着刀枪,使逼近的德军骑兵目瞪口呆。战马嘶叫着转身往山下跑去,德军也吓得四散奔窜。绝处逢生的英军乘着这股混乱,回头下山,后来终于逃了回去。

救了英军的是什么样的天神呢?

是“布罗肯幽灵”。布罗肯是德国哈茨山脉最高的一座山峰的名字,很早以前,居住在这里的居民就说这山中常有“幽灵”在显像。后来,有些探险家在爬上这座山看到了“幽灵”后,才揭开了其中的奥秘。

有位探险家这样叙述目睹的情况:“太阳刚露出地平线的时候,我和向导差不多已经爬上山顶。大风吹着浮云向西方移动,隐蔽着峰峦的浓雾渐渐地散了开来。这时,在西方的云层背景上显现出了两个像人的黑影。这黑影极大,并且在它的四周还围绕着巨大的彩虹光环。就在这时,风突然把向导的帽子刮走了,他连忙举起手来想抓住帽子。那个人影也模仿着他的动作,以后也一直模仿着他的动作。”

这里,探险家看得很清楚,所谓“幽灵”,其实就是人自己的影子。探险家还发现,并不是任何时候在布罗肯峰上都可以见到“幽灵”的。只有早晨或傍晚时分,当人站在山上,背后有太阳光倾斜地射过来,而在人的面前是浓密的云雾时,人影才会投射在云雾组成的“屏幕”上,变成“幽灵”。

为什么“幽灵”形成时非要有云雾和斜阳呢?因为太阳透过云滴或雾粒时,它们就像个球面镜,会在后面的云海上映出太阳的实像来,而从这里反射出来的光,经过衍射分光作用,也会形成一个巨大的彩色光环。由于背后的太阳光没被云雾遮掩,而且高度不大,这样人影变长,才能将人影投在云雾的“屏幕”上。

由于这种现象的出现非要一定的气象和地理因素不可,所以并不是所有有云雾和斜阳的山峰上都能见到这种奇景的。世界上能见到“幽灵”奇景的除布罗肯峰外,还有俄罗斯克里木的艾彼特里山、瑞士的北鲁根山、非洲南部的彭勃麦加岭等。中国的峨嵋山也是欣赏这种奇景的名山,不过,中国人不信“幽灵”,信佛,所以称其为“峨嵋佛光”。传说中的佛祖身边总是罩着一圈七彩佛光的,跟这奇妙的自然现象确实很相像。

幽灵也好,佛光也好,都不神秘。其实,不一定在山峰上,哪怕在平原、草原和海滨,只要条件适合,偶尔也会产生这种现象。在天空中,飞行员也有碰到这种光现象的机会,那时,飞行员会见到云层上有一个彩色的光环,在光环中映着的正是自己驾驶着的飞机的影子。

海市蜃楼

20世纪30年代的一个夏日,一艘从摩洛哥的拉巴特驶往美国纽约的米诺尔号轮,正在大西洋上破浪前进。那天可是个出奇的好天,空中几近无风,海上波浪不兴,船员们三三两两地在甲板上的遮阴处休息。

突然,一位船员惊呼起来:“看哪,那里来了一条怪船!”循着他指的方向望去,大家都看见了这条怪船。那是一艘16世纪的三桅帆船,巨大的白帆在阳光下熠熠发亮,正向米诺尔号迎面飞驶而来。真是不可思议,16世纪的古船怎么会出现在这里呢?

当大家还在纳闷时,这艘船已越驶越近,眼看就要与米诺尔号相撞了!船长急令水手改变航向,刹那间,两艘船仅在相隔数十米处交会而过。米诺尔号上的船员清楚地看到,这是一艘古代的荷兰帆船,船上站着一些穿戴古代服装的人,正高举着手,像在呼救似的,这奇景,真使人有恍若隔世之感。

19世纪末的一天,一支法国军队正在北非的沙漠地带行进。前面的地平线上突然出现了一支浩浩荡荡的军队,看上去挺像是阿拉伯骑士。“也许,这是敌军在布阵迎敌吧?”法军指挥官命令部队停止行进,并派出小分队前去侦察。

有趣的是,这支军队总是在侦察兵前面的一定距离上运动,侦察兵前进一点,他们就后退一点。直到赶了很多路后,侦察兵才算赶上了这支军队。你猜猜看,这是什么军队?

说出来真好笑,这哪是什么军队啊,原来是一大群当地常见的红鹳。这些高扬起长脖子的禽鸟,正在沙地上鱼贯前进哩。

1913年,麦克米伦率领的一支美国探险队出发去北极,寻找那支曾被北极探险家皮尔里看到过的北极大山脉——克拉寇兰山。不过,在皮尔里看到大山的地方,麦克米伦看到的是一片冰天雪地,只是在行进到皮尔里所说的地方以西约200海里时,才见到了克拉寇兰山。

不料,当他们朝大山走去时,山却后退了;而当大家站住时,山也停止后退。在北极的阳光下,那些晶莹的冰峰仿佛是在向他们招手。于是,他们鼓足勇气继续前进,最后进入了一个三面环山的谷地。在这成功在望的时刻,太阳落入地平线下,周围的山峰像变戏法似的,一下子都消失得无影无踪了。

看了上面的这些怪事,你一定要问:荷兰飞船从何而来?红鹳为什么会化为军队?克拉寇兰山又是如何消失的?

其实,这些都是海市蜃楼幻化出来的花样。蜃,是传说中蛟龙的一种,据说它的口中会吐出一股股气,幻化出楼台亭阁的形状,由于常在海上出现,所以也叫海市。实际上,海市蜃楼是一种自然现象,是太阳光和空气耍的把戏。

在炎热的夏天,当烈日照射海面时,由于海水很能吸热,并且大量蒸发,所以接近海面的空气层的温度比较低,密度较大,而上层空气的温度比较高,密度较小。这样就形成了上疏下密的两层空气。在海面平静无风的时候,这两层空气不会混合起来。当光线透过密度不同的大气层时,就会在空气层的分界面上发生折射。

因为地球是圆的,而空气好像是一面镜子,远方的景物通过多次折射后,会经过弯曲的路线,最后投进人们的眼中。人的视觉总是感到物象是来自直线方向的,便会把这远处地平线下的景物误认为是在平地上或天上了。荷兰飞船事件的真相是,当时有家电影公司正在美国东海岸拍摄荷兰飞船的影片,米诺尔号看见的,正是它所形成的蜃景。

在炎热的沙漠上空,由于缺少水分,使接近地面的空气层温度较高,越往上,空气的温度越低,密度随之增大。此种情况与海面上的情况正好相反。所以在沙漠上出现的蜃景,其物象常常是倒立的。于是,在法国士兵眼中,这一大群红鹳便成了影影绰绰的一支军队了。

北极的冰雪世界则像一个镶满镜子的大厅,低角度射来的阳光,在曲折反射下,会使北极地区产生出特别多的颠倒混乱的幻景。所谓“克拉寇兰山”,不过是北极的雪原、冰山等被动荡的“大气魔镜”所歪曲了的形象糅合起来的。所以太阳一下山,高山顿时化为乌有。麦克米伦这才恍然大悟,原来是海市蜃楼奇景把他和皮尔里都蒙住了。

沙子吃人

《西游记》中有个去西天取经的唐僧,唐僧有三个保护他的徒弟,三个徒弟中有一个叫沙和尚,沙和尚的老家在流沙河。那流沙河是什么样子呢?有诗为证:八百流沙界,三千弱水深。鹅毛飘不起,芦花定底沉。你看,那流沙河有多可怕,就连鹅毛、芦花这类轻盈的东西也浮不起来,会被它吞没!

你或许会说,《西游记》是部神话小说,书里的话是不能当真的,那就让我们来看一个发生在当代的真实事件吧。

那是一个夏日的早晨,生物系的两位大学生——皮格特和斯坦,正在美国佛罗里达州奥基乔比湖南面的一片沼泽地考察寄生植物。

他们背着装满标本和食品的背包,兴致勃勃地穿行在灌木丛中。突然,走在前面的皮格特失声惊叫起来,只见他脚下踩着的好像是晒干了的沙地硬壳,竟怪异地裂了开来,他的脚陷了进去。皮格特踉踉跄跄地向前挣扎了几步,希望踏上坚实的地面。可他再也动不了了——人就像踩在厚厚的棉花堆里,软软的一点也使不上劲。很快地,沙子没到了他的膝盖。皮格特只能大声地向斯坦发出呼救。

走在后面的斯坦目睹了这突如其来的事故。面对陷入沙中的伙伴,他清醒地意识到这绝非一般的事故,如果上前去拉人,两人就会一起陷进去。于是,他立即转身跑开去找可以进行援救的工具。等他找来一根树枝回到皮格特那儿时,惊奇地看到仅仅是那么短短的一会儿,沙子已经埋过了皮格特的大腿,并且手已够不着斯坦伸过来的树枝了。

很快地,皮格特失去了重心,慢慢地向前倾倒。他脸上痛苦的神色表明,他在沙子的重压下已近于窒息了。最后,在一声嘶哑含混的叫声后,皮格特的头部没入了沙子中。那块吞没了人的沙地随即恢复了原样,还是那样的宁静,仿佛什么事情也没有发生过……

这离奇的事件引起了地质学教授尼辛格的注意。在斯坦的引导下,他来到吞没皮格特的地方。粗看上去,这块沙地中散生着丛丛灌木,沙上长着斑驳的黄绿色地衣,沙地附近有条汩汩流动的小溪。这一切,看上去和普通的沙地并无两样。可等尼辛格捡起一块石头扔进沙地后,异常情况就出现了:沙地随即蠕动起来,像被惊醒的野兽一样,很快就把石头吞没了。

这是什么原因呢?一般沙地的沙子是相互间有很大摩擦力的棱角沙,也许这里的沙粒是滚圆度良好的圆粒沙吧。可把沙粒放在显微镜下观察后,尼辛格排除了这种可能。也许是沙粒的表面蒙有一层润滑剂吧,这样,沙粒之间的摩擦力大为减小,重物一旦落在上面就会陷下去。尼辛格想起了沙地附近的小溪,对了,看来就是这个原因,那润滑剂必定是水。

为了验证这一点,尼辛格从出事地点取回一桶沙子做试验。他制作了一个比重与人相同的玩偶来模拟人,经反复试验,发现:水从上面流入盛沙子的小桶时,玩偶可以稳固地站在沙面上;而当水从下面注入,向上透过沙层冒出时,玩偶就会被沙子吞没掉,就像在重现皮格特的悲剧。

实地的考察最后证实,那片吃人的沙地下面确有一股向上涌的泉水,沙粒被水冲得膨散并顶托着呈半漂浮状态。一有略重一些的东西落在沙上,就会像在烂泥潭中一样陷落下去。

要说明一下的是,宋代学者沈括在他的著作《梦溪笔谈》中也曾记录过这种奇异的流沙吃人现象:北宋元丰年间,宋军一支小分队在奉命调遣途中,在安南误入流沙地区,结果损失了大批的人马和辎重。后来,从当地居民口里,才知道这就是有名的“范河”,也称“淖沙”或“活沙”。

看来,《西游记》的作者吴承恩在写流沙河那段时,并不是完全凭空想象的。也许,他是读过《梦溪笔谈》吧。

幽灵岛

1831年7月10日,一艘船在西西里岛南边的地中海航行时,发现有一片相当大范围的海面在沸腾,那里波涛汹涌,水汽弥漫,还不时从海底传来隆隆的闷雷般的响声。不久,突然升起一个高20多米、宽700多米的扇形水柱,旋即又扩散成一个蘑菇状的汽云,直上500多米高空。入夜,那里更是光辉闪耀,瑰丽夺目。显然,这是一次海底火山爆发。

一个星期之后,当那艘船在返航途中又经过此地时,看到海面上漂浮着大量浮石和死鱼,前面新添了一座8米高的小岛,蒸汽烟柱还在往上冒哩。又过了一个星期,地质学家霍夫曼闻讯来此考察时,发现小岛已高出水面20多米了。到了8月4日,这个小岛又“长高”了,已高出水面60米,周长也约有2千米。后来,这个岛被命名为格雷海姆岛。

新岛的诞生,引起了周围一些国家的注意,各国纷纷宣布对这个岛拥有主权,从而爆发了一场新岛归属的国际争执。正当外交家在谈判桌上为此争论不休的时候,大自然却悄悄地开了一个玩笑:新生的海岛不翼而飞了!同年12月,霍夫曼特地前来看望小岛,进入眼帘的,只是万顷波涛。

此后,格雷海姆岛又几经沧桑,曾多次出现和消失,为此获得了“幽灵岛”的称号。

这种出没无常的幽灵岛在其他海域也有。1739年,俄国北极探险家拉普帖夫在白令海峡附近发现了迪奥米达岛。在这座长14千米、宽4千米的小岛上,生长着稀疏的耐寒植物,并栖居着一些候鸟。拉普帖夫在完成测量,并把它标绘在地图上之后,便离开了它。

许多年之后,当一支考察队来到这里时,却怎么也找不到标在地图上的迪奥米达岛了。这是怎么一回事?拉普帖夫是位学有专长的极地探险家,要说是他搞错了,那简直不可能。惟一的解释便是:这个岛躲起来了。

这些幽灵岛真像是在跟人们捉迷藏一样,忽现忽隐。人们不禁要问,究竟是什么力量使它们冒出海面?又是什么原因使它们消失了?

对格雷海姆岛的隐现,地质学家是这样解释的:在世界上一些大洋里,也有着像陆地上一样的活火山。格雷海姆岛便是这个地方的海底活火山的杰作。海底火山爆发后,从地壳内部喷出大量的高温物质,它们堆积起来,形成了一个锥形的小丘。当这种堆积物足够多后,就会钻出水面,于是,新岛便诞生了。

当火山停止活动后,这种新诞生的小岛,有的不再变化,成了固定在那里不动的岛屿;有的呢,由于组成它们的多为布满泡沫孔的岩石,在海水的浸蚀下,它们会逐渐下沉、冲散,最后隐没在海面下了。待到下一次火山喷发时,这小岛或许还会露出海面。所以它好像总是在同人们捉迷藏似的,时隐时现。

这种幽灵岛除了在地中海的桑托林群岛一带时有所见外,还在冰岛、阿留申群岛、汤加海沟附近海域多次发现过。而这一带,正是海底火山十分活跃的地区。

那么,迪奥米达岛呢,它是不是也是由火山活动造成的呢?地质学家说:不,恰恰相反,它的失踪,是火的对头——冰搞的鬼把戏。

说起来,迪奥米达岛的形成非常有趣:当北冰洋上的冰盖破裂以后,巨大的冰块便顺着洋流向南漂移。在漂到白令海峡附近时,由于那里的海不深,巨大的浮冰便搁浅在那里动不了啦。这里距极地较近,寒冷的气候可使这冰块长期不融化。在漫长的岁月里,强大的风暴不停地从西伯利亚吹来大量的沙土,堆积在这大冰块上,年长日久,它表面覆盖上一层厚厚的土壤。风和偶尔飞来的鸟类带来了植物种子,将这巨大的冰块装扮成了岛屿模样。

由于这些年来的气候在逐渐变暖,海水也相应转暖,由冰块构成基底的迪奥米达岛经不起考验,慢慢地被融化掉了。

地质学家还说,像迪奥米达岛这样的“冰岛”还有一些。如在亚洲北部新西伯利亚群岛附近,有个西蒙诺夫斯基岛,1823年时长达15千米,如今只剩下10千米不到的长度了。为此,你若想到那里去旅游的话,应该早些光临——这个岛就像是放在茶杯里的糖块一样,寿命不会太长了。

自天而降的怪物

在美国西太平洋沿岸的哥伦比亚河入海口,耸立着一座高高的灯塔,旁边还有一座小屋,灯塔看守人就住在里面。

1894年12月的一天,看守人忽然听见屋顶上响声如雷,他本能地抬起头来,还没来得及弄清是怎么回事,只见一个黑黝黝的怪物,劈里啪啦地穿透屋顶后砸到地上。

面对这自天而降的“不速之客”,看守人吓呆了,过了好一会,才战战兢兢地挪步走到怪物面前。他简直不相信自己的眼睛:那怪物竟是一块大石头!后来人们称得其重量为64千克。

这是个人迹罕至的地方,有哪个大力士会搞这样的恶作剧呢?

第二天,看守人请来了专家,经过一番调查和鉴定,专家得出了结论:这大力士是海浪。这块大石头是被海浪抛到40米高的半空,再砸到看守人的屋顶上的。

海浪!看守人实在难以接受这个结论。要知道,他长年与海浪厮守相处,虽然也看到过不少惊涛骇浪,也见识过浪尖抛石的场面,可这毕竟是块64千克的石头啊,海浪能将它抛到十几层楼房的高度吗?

专家告诉他,这是可能的。虽然海浪的高度并不算很高,到目前为止,根据仪器记录到的海浪高度还未超过20米,但巨浪冲击海岸激起的浪花常可高达60米~70米。斯里兰卡海岸上一个60米高处的灯塔就曾被海浪打碎过。

海浪的威力也往往大得出乎人的想象。如法国的契波格海港,曾经有一个浪头打来,居然把一块3.5吨重的巨物像掷铅球似的扔过了6米高的防波墙。

还有,在荷兰阿姆斯特丹,一块26吨重的混凝土块竟被波浪从海中举起,再稳稳地放到7米高的防波堤上去;苏格兰威克那地区,1872年曾有一个巨浪将1370吨的庞然大物移动15米之远;西班牙巴里布附近的海边,在1894年的一次狂风巨浪后,人们发现一块起码有1700吨重的巨石翻了个个儿……

专家还说,一些测试材料表明,海浪拍岸时的冲击力每平方米会达到20~30吨,大的甚至可达60吨。具有这样冲击力的海浪,可以把13吨重的巨石抛到20米高的空中。把那块60多千克的黑色石头抛上40米高,对它来说,真算得上是轻而易举的区区小事了。

人们自然会想到,对海浪这个放荡不羁而又力盖群雄的大力士,能否约束一下,使它变害为利,为人类服务呢?

有人想到了可利用它来发电。海浪发电有着巨大的潜力。人们经过计算,发现10平方千米的海面上产生的波浪能,大约就相当于一个新安江水电站的电能,或相当于90万吨煤炭的热能。而且,海浪这样的能源不仅不用花钱,还有无污染的优点。

对海浪的能量抱的希望最大、研究得最为热心的大约要算日本的科学家了。因为日本是几乎没有矿产资源的国家,它的能源全靠进口,但它又是个有着3000多个大小岛屿的岛国,海岸线长达13万千米,这样辽阔的海面所拥有的波浪能,每年可达10亿千瓦。乖乖,这相当于目前日本每年用电量的25倍呢!

1964年,日本制成了世界上第一盏用海浪发电的航标灯,开了利用海浪能量的先河。虽然这台装置发出的电能仅60瓦,只够一盏灯使用,但它证明了用海浪发电是完全可行的。

1978年,日本建成了世界上第一艘海浪发电船“海明号”。它上面装有11台发电机,总发电能力为2000千瓦。与此同时,其他一些国家的海浪发电装置也陆续投入应用。这仅仅是将海浪这个捣鼓抛石砸屋恶作剧的大力士,改造成对人类有所贡献过程中的一小步。人们深情地呼喊:海浪,希望你能为人类作出更大的贡献!

赤道上安家的企鹅

要问地球上什么地区最热,相信我们的读者大都会回答:赤道地区。

是的,地球上的赤道地区,一年四季,无论春夏秋冬,总是在尽情地享受着太阳惠赠的光和热。强烈的阳光直射下来,使这里终年都处在30℃左右的炎热之中,石头是烫的,土地是烫的,就连那海水也是暖暖的,它们不断地散发着热量,使本来就饱受阳光的空气变得更热,甚至烫人。

如果问在赤道地区有哪些动物生存呢?你可能会说出好多:猴子、鳄鱼、大象、河马、蟒蛇……要是再问那里有没有企鹅呢?你的回答可能是不容置疑的:这问题简直太荒唐了,怎么可能呢!

也难怪我们的读者这么说,要知道,当初达尔文在赤道地区见到成群的企鹅时,曾被这荒诞的一幕震惊住了,以致怀疑自己是不是在梦中。

这还是100多年前的事了。

1831年12月27日,三桅纵帆军舰贝格尔号升帆驶离了英国的德文港,开始了它著名的远航。这次远航之所以被载入史册,并不在于这艘载重仅200余吨的小军舰备有当时很罕见的小型蒸汽机,而在于它的载客中有一位刚从神学院毕业的22岁的青年——日后的著名学者查理达尔文。当时,达尔文完全没有想到,这次远航会影响他的一生,他会遇到那么多怪异的事物。

使达尔文最感诧异的,是他在加拉帕戈斯群岛的见闻。

加拉帕戈斯群岛由13个大岛和几百个岩礁小岛组成,孤立于太平洋东部,东距南美洲大陆约1000千米。它位于北纬1°42′和南纬1°30′之间,赤道横穿中央,可以说是个典型的赤道群岛。贝格尔号是在1835年9月抵达加拉帕戈斯群岛的,刚进入这个群岛,达尔文便被眼前的景象弄糊涂了:这里究竟是热带还是寒带?

岛屿上黝黑的玄武岩和暗红色的火山灰裸露地表,几乎看不到茂盛的绿色植物,只有一些仙人掌和叶片很小的灌木丛稀稀拉拉地生长着,沿海一带更是呈现出荒漠景象。这些岛屿看上去是那样的荒凉和单调,同其他赤道地区万木峥嵘,生机勃勃的景象相比较,简直是两个世界。

气候也很反常。有太阳晒着的时候,人还有些暖意,一旦太阳被云雾遮住,马上就像换了一个季节。晚上更是寒气逼人,若在野外过夜,还要生火御寒呢。

使达尔文啧啧称奇的是,那里居然还生活着理应只有极地或者寒带才能生活的动物:树干上有着信天翁的巢居,岩礁上躺着晒太阳的海豹,海水中有着成群的企鹅在嬉戏……

神奇的加拉帕戈斯群岛迷住了达尔文,他在这里考察了一个多月,采制了大批动植物标本。在他日后的著作中,对加拉帕戈斯群岛作了详尽的描述。从此加拉帕戈斯群岛名扬世界,现在它已被联合国教科文组织列为世界十二大名胜之一了。

那么,企鹅怎么会在这赤道群岛上生活,那里为什么会奇异地出现寒带景象呢?原来,这主要是受了秘鲁寒流的影响。

秘鲁寒流是世界大洋中最长的一股寒流。它从南纬45°起,沿着南美大陆西缘向北流去,经过智利、秘鲁、厄瓜多尔,到布兰科角转向西北流去,一直达到加拉帕戈斯群岛附近。在东南信风的吹送下,秘鲁寒流以50千米一天的速度,把南极附近寒冷的冰水源源不断地输送到赤道地区,把加拉帕戈斯群岛完全淹没在冰水之中。

秘鲁寒流就像大自然的“冷气机”,使群岛的温度明显降低。由于温度很低,低层大气不能产生强烈的上升气流,因此那里的大气变得十分宁静,赤道上空惯见的雷阵雨几乎绝迹,长年不见甘霖,使土地十分干燥。过去,有的海船在群岛海域失事后,逃生者好不容易侥幸游到岛上,竟有为找不到淡水而活活渴死的。群岛的寒冷干燥决定了它呈现的必定是寒带景象。

生活在加拉帕戈斯群岛的几千只企鹅,看来老家是在南极的。科学家认为,很早以前,有些南极企鹅随着冰山被秘鲁寒流带到了赤道,最后在加拉帕戈斯群岛登陆。看来,它们对这里的自然环境倒也能够适应,于是就在此安家落户,传宗接代。不过,这里的环境毕竟与它们的祖居地有区别,所以这里的企鹅同南极的相比,长得要矮小一些,似乎有点发育不全,但总的模样并无二致。

顺便提一下,世界上像加拉帕戈斯群岛这样反常的地方还有一些。如横跨在赤道上的南美洲厄瓜多尔,由于地形较高,再加上受秘鲁寒流的影响,气温也较低。正好位于赤道线上的首都基多,最热月的平均气温也仅有14.3℃,所以那里的人还要备皮衣御寒。当然,你已经知道了这里的科学奥秘,就不会感到其荒诞了。

沙粒音乐家

在我国西北的敦煌,有一个著名的旅游胜地——鸣沙山。

刚来到山下的人,首先被吸引住的,是鸣沙山的外貌:伟岸高耸的山体完全是由沙子堆积而成的,远远望去,这山就像是一块披着白色轻纱的美玉,柔滑细腻,轻盈闪光,既没有嶙峋的岩石,也没有一棵树木,在阳光的照耀下,沙子发出淡淡的黄色光芒,给人一种辉煌的感觉。

鸣沙山除了美丽奇特的外貌外,更吸引人的是它的沙鸣。如果你奋力向上爬去,爬到山上,然后像小孩滑滑梯似的从沙山上滑下来的话,你身下的沙子就会鸣叫起来。如果控制好速度,慢慢滑下,会听到像中国丝竹的音响,像是琴弓在琴弦上悠悠擦过,又像是手指在轻拨琴弦;如果滑得快一些,那音响就像是有一支萨克斯管在吹奏,时而沉闷,时而飘逸;要是有好些人一起滑下的话,沙子的鸣声就会响成一片,像是一架巨大的管风琴在演奏,十分威严、肃穆。

以沙粒会鸣而得名的鸣沙山,自古以来就吸引了众多的游人。人们在欣赏沙鸣的同时,也常在问同一个问题:沙粒为什么会奏出动听的音乐?当地人常用一个传说来回答:鸣沙山是一位爱弹琵琶的姑娘化身而成的,姑娘的情郎带着一队骆驼去沙漠的那边,从此不再露面,姑娘在这里等候的时间长了,就化成了沙山,有人来了,姑娘就要拨动丝弦,诉说心中的凄苦。

传说固然动人,可用来替代科学解释这个谜,就显得有些荒诞了。科学家对此有自己的解释。

有人认为,当沙粒滑动的时候,沙粒之间的空隙时而扩大,时而缩小,不断地在变化,同时空气也就相应地时而进入空隙,时而又被挤出空隙,这样就产生振动而发生了声音。

有人认为,在鸣沙中有着大量石英沙粒。石英沙粒硬度很大,当它们被太阳晒得火热后,如有人马在它上面走动,都会使沙粒发生摩擦而发生响声,甚至,有时只要有风吹过,也会使它鸣叫起来。近年来还有专家对石英沙会鸣叫作了更深入的解释,认为由于石英晶体对压力很敏感,受压就会产生电、产生往复伸缩,引起振动。振动越大,电压越高;电压越高,振动越大,从而产生了声响。

也有人认为,沙鸣是由于沙山下有着一个潮湿的沙土层,当上面干燥的沙粒顺坡滑下时,干沙粒的振动波传到潮湿层,就会引起共鸣,发出声响。这些人说,鸣沙山的地理特征可证实:鸣沙山的山脚下便是一眼碧绿的月牙泉,很可能就是这泉水造成了鸣沙。其他一些地方的鸣沙似乎也可证实这种说法。

我国宁夏的中卫县有个叫沙坡头的沙山,坐落在黄河边上。沙山高约100米,坡的中部是凹形,有很多泉水。当人们顺山坡滚下时,沙子就会发出隆隆巨响,就像远处有一队汽车在开过。新疆的巴里坤也有座响沙山,沙山高200多米,山脚下有一个泉眼,流出的泉水汇成了一个水潭。

国外一些著名的响沙也大多与水有关。如拉脱维亚的里加海滨、俄罗斯的勒拿河河谷和贝加尔湖畔都有成片的响沙,当人踩上去时,脚下往往会突然发出叫声,会让人吓一大跳。美国夏威夷考爱岛的滨海地带,有一个长800米、宽18米的沙丘,人若在沙丘上行走,就能听到沙子发出清晰的狗叫声。沙子越干,声音就越大,许多人走时,声音就像是有一群狗在狂吠。

另外,还有的人提出,响沙的共鸣箱不在地下,而在地面上方的空气中。海滨响沙最重要的条件是要有洁净的水不断地冲刷。1952年苏联第聂伯河支流拉皮河畔尼科波尔城的居民曾有过一次难忘的经历。拉皮河畔的沙滩会发出响声是居民熟知的,可那年一次雨后的叫声最为清晰和奇特:当人在沙滩上行走时,沙滩上就发出一种类似从汽车的车胎里冒出气体所产生的啸叫声。脚步一停下来,瞬间万籁俱寂,但只要稍动脚步,啸叫声就会再次发出。

其实,人们注意到沙粒会叫的现象已有很长历史了。在我国内蒙古达拉特旗的一条河边有一片银肯响沙。“银肯”一词在蒙语中为“永久”之意,说明不知有多少代人早已注意到了这片神秘的响沙。不过,沙粒究竟为什么会响,现在还没有一个确切的说法。也许,以上提到的种种说法都有道理,也许,有些地方的沙粒会响是上述一些说法综合作用的结果吧。

夏冰怪洞

随着三峡工程的启动,三峡成了旅游热点地区。为了进一步开发该地区的旅游资源,四川旅游局三峡规划组的专家们在1993年对该地区进行了考察,结果出乎意料地发现了一个奇异的“夏冰洞”。

这个怪洞坐落在万县市巫溪红池坝草场东面的一个大山口处。洞进口处是一个宽敞的“大厅”,高约10米,宽约60米。“大厅”深处呈斜坡状,越往下越深,洞底与洞顶间距约15米,奇异就在洞底这一段。

洞底遍布灰黑色的岩石,冰凌镶嵌其间,洞壁或为冰瀑布覆盖,或有冰柱倚立于前。洞的尽头,有一柱直径约1米、长约5米的巨大冰凌。洞中有此巨冰已属罕见,更令人诧异的是此冰夏生冬消。据当地人介绍,只要红池坝气温在15℃以下,则无论冬夏,洞内均不结冰;但若坝上气温超过15℃,则气温越高结冰越多,因此被人称为“夏冰洞”。

怪洞的发现使旅游专家欣喜若狂,却使地质学家陷入迷惘之中。类似的夏冰洞,以前曾在我国发现过,地质学家曾为此怪异现象绞尽脑汁而不得其解。

湖北宜昌市五峰县白溢寨主峰北侧,有一个类似的奇洞,每当三伏天,此洞的石隙中便自然凝出大型冰块。每逢酷暑难耐时,当地居民便纷纷到洞里取冰以供避暑、制冷饮用。冰取后能重生,总不见少,是个不用能源的天然制冰厂。因这里的冰也只有夏季才有,因此也被称为“夏冰洞”。

这些地方为什么会冷热颠倒呢?一些学者大胆发表了自己的意见。有人认为,这类岩洞的地下很可能有着庞大的储气结构和特殊的地温层;有人认为,这是因为洞里有着强大的空气对流及气体磁场;还有的学者认为,这种岩洞的地下很有可能存在着寒热两条储气带,两者同时向外释放气流,由于冷热空气的轻重不同,所以在炎炎盛夏,重的冷气会积聚在地表,而在隆冬季节,轻的热气会上升冒出地面。有人对此理论作了补充,认为在地下储气带上可能有着类似阀门一样的结构,在冬夏能自动开闭,冬天热气冒,夏季冷气显。

1995年的夏季,一些学者对几处著名的夏冰洞进行了专题考察。他们研究了夏冰洞周围的地质地貌,研究了岩洞的结构,测得了一些重要数据,然后提出了夏冰洞成因的新的假说,颇有说服力。

这些学者发现,夏冰洞往往存在于岩洞较多的地区,邻近有比较“发育”的水平、垂直节理裂隙与众多的岩洞相通;这些洞的分布区还都具有一定的相对切割深度,因此空气对流明显,有比较强盛的山谷风;另外,最主要的是这些洞的结构都比较特殊,能够起到相当于“换能器”的作用。

那么,夏冰洞究竟是怎样制冷的呢?学者们也作了具体的分析。

这些岩洞由于节理裂隙发育、地下溶洞在主次洞穴间相互连通,常年充满了冷而重的空气,使地温经常保持在摄氏几度的低水平上。在炎热的夏季,地表空气受热上升,对流作用明显,洞穴中的空气也受影响而产生明显的流动。然而,由于流通空间的限制,洞穴中各处的空气密度和流速是不一致的。与大型岩洞相连通的小型岩洞或缝隙中的空气承受压力较大,流速较快,空气密度也较大。这样密度大、流速快的气体在通过狭小的通道后即会迅速扩容减速。在扩容过程中会吸收附近的热能,而使周围温度降低,完成热交换过程。这就是物理学上所说的“压缩制冷效应”。

这种效应实际上我们并不陌生,冰箱就是利用这个效应制冷的:压缩机将氟利昂气体压缩成液态,再让液态氟利昂迅速减压挥发成气体,在这过程中吸收热量而造成低温,然后压缩机再将气态氟利昂压缩……如此循环反复,便能使冰箱内一直维持着低温。

可以简单地说,夏冰洞其实就是一只“大冰箱”。这些洞内往往有着好多类似冰箱内压缩制冷机构的小洞,当这些洞一个个互相串通连接起来时,就有可能产生连续的压缩制冷变化,从而将空气温度降到冰点附近。当洞外气温越高时,与洞内空气交换时产生的水蒸气量也就越充足,这就是夏冰洞在夏季气温越高时结的冰层越厚的原因。

夏冰洞一般洞顶岩层较厚,周围有比较茂密的森林覆盖,因此保温效果极好,这也是洞内结成的冰不易融化的一个外部因素。

最后,这些学者在赞叹大自然出神入化安排的同时,还告诫人们:夏冰洞是一种集地质、物理与气候为一体的奇特环境中出现的物理现象,是大自然赐予人类的宝贵旅游资源。但人们在利用这种资源时,千万注意不要破坏岩洞内部结构,也不要破坏外部地理环境,这些都可能造成夏日结冰奇观的消失。而这种奇观一旦消失后,几乎是不可能重现的!

自杀之谜

在19世纪英国的中央警察机关——苏格兰场的档案中,记载着一桩离奇的血案。

夏天到了,约克郡的史格特爵士和往年一样,到他的乡间别墅去避暑。和其他的英国绅士一样,史格特爵士的起居很有规律:他每天上午都要到庄园里去打猎,中午回来后先靠在书房的皮椅上休息一会儿,才去客厅进午餐。这一天,狩猎归来的史格特爵士和往常一样,带着疲惫的神色进了书房。

正当仆人们在客厅里张罗着开饭的时候,“乒!”从书房里传来了一声尖锐的枪响。待仆人们冲进房门时,不禁都呆住了:史格特爵士靠坐在皮椅上,头搭拉在胸前,汩汩鲜血正从他的胸部涌出。

苏格兰场接到报案后,立即派出比埃尔探长带着警士赶往别墅。

现场勘查很快就结束了。死因很简单,枪弹击中了史格特爵士的心脏,当即毙命。看来,子弹是从史格特爵士常用的那支猎枪中射出的,现在它正横在史格特爵士对面的桌子底下。史格特爵士衣着整齐,胸袋中揣着的一块怀表已被枪弹击碎,表上时针正停在“12”处,无疑,这正是死亡的时间。自杀不可能,因为猎枪离皮椅有一段距离。他杀也不大可能,因为现场陈设有条不紊,门窗紧闭,无外人进入的可能,室内也无搏斗的痕迹。那么,是谁开的枪呢?

第二天,一筹莫展的比埃尔探长坐在史格特爵士的皮椅上,苦苦地思索着。又到中午了,客厅里的大自鸣钟“当当”地敲了12下。比埃尔探长听着钟声,心想,这就是昨天史格特爵士丧命的那一刻了。他茫然地环顾四周,只见正午的阳光从窗外射进来,照在窗边案桌上放置着的一只球形玻璃水瓶上,玻璃水瓶折射出一道耀眼的光芒,直达房间的纵深处。看着看着,比埃尔探长迷茫的眼神中出现了疑问,随即闪出了希望的亮光。

“有了!”比埃尔探长猛地跳了起来,随即对闻声冲进来的警士宣布:“凶手”是太阳光,“同谋”是玻璃水瓶。说穿了,这事件并不很奇怪。我们知道,光线经过凸透镜能发生折射,汇聚到一个焦点上,那一点的温度是很高的。这案桌上装满水的球形玻璃水瓶实际上起到了凸透镜的作用,正午强烈的阳光透过这个硕大的凸透镜,汇聚到焦点上。不幸的是,这个焦点正好落在斜倚在桌边的枪身上,枪膛里的火药在焦点高温的作用下点燃,便把霰弹推出了枪膛,又正巧打中了史格特爵士。猎枪击发后改变了位置,滑落到了地板上。

事后的模拟,证明了比埃尔探长的推断是正确的。

其实,早在这血案发生之前,一些人已发现了普通盛水的球形玻璃水瓶可用来取火。他们是从日常生活中的一些现象中得到启发的:一个盛水的圆瓶放在窗台上,竟会燃着窗帘和台布,并且灼坏了桌面,而这时候瓶里的水仍旧是冷的。有的药房里喜欢用装有水的很大的球形瓶做装饰,这种瓶有时竟会引起极大的灾害——使旁边容易燃烧的药品燃烧起来。

有人曾测定过,一只直径12厘米的圆瓶,可以把太阳光聚集来烧沸表面玻璃上所盛的水,用这样的圆瓶,甚至还可以点燃香烟。

不过,要指出的是,这种用水做成的“透镜”的取火作用,比起玻璃透镜来要弱得多,因为光在水里的折射要比在玻璃里小得多,并且水会吸收光线里绝大部分的红外线,而红外线对于物体的加热是有重要作用的。

还要告诉你的是,水的固态——冰,也可以用来做制造“透镜”的材料。我国清代有位叫郑复光的学者,1819年曾在众目睽睽之下,做了冰透镜取火实验:他找了一把壶底微微向里凹的锡茶壶,灌上热水,放在一块冰上旋转,将冰块烫成两个光滑的凸面,然后再背向靠在一起,做成了一个很大的冰透镜。在阳光灿烂的中午,他把冰透镜靠在一个支架上,让它对准太阳后,在下边就出现了会聚阳光的焦点。过一会儿,放在焦点上的纸捻就燃着了。冰透镜与球形玻璃水瓶取火的原理是一样的。

欲速则不达

巴西海军的斯塔利亚号潜水艇是一艘柴油动力的常规潜艇,它的排水量为3200吨,上面有150名船员,在水下潜伏不动的时间可达140小时。虽然它比起超级大国的核潜艇来要逊色多了,可对于巴西这样一个军力较强的国家来说,它还是被视为海军的骄傲。

上世纪70年代初的一天,斯塔利亚号在南大西洋执行训练任务,当它驶至巴列亚角附近海域时,准备出水进行常例的换气、充电工作。潜艇渐渐上浮,从水压计上可以看出,它已快接近海面了,观察员奉命升起潜望镜,望海面动静。“啊!”海面上有一艘快艇驶来,“紧急下潜!”观察员发出了惊叫。话音未落,斯塔利亚号便发生了猛烈的颤抖——一艘高速穿越的游艇擦顶而过,潜艇顶部被拉开了一个大口子!

海水立时喷涌而进,斯塔利亚号像喝醉了酒的醉汉一样,在海水中摇晃了一阵后,便往下沉去,最后,陷在海底的淤泥中一动也不动了。从仪表上可以看出,这里的深度是46米。

突如其来的横祸使船员们惊惶不已。由于联络中断,救援无望,只能靠自救求生了。这里已离海面不远,只要能上浮到海面上,就有希望。可眼下爬出潜艇要费些时间,因为海水深度每增加10米,就增加一个大气压力,这里的水压使你根本无法打开舱盖,所以只能先打开高压气瓶阀门,向艇内充气加压,等艇内外压力平衡后,方可打开舱盖逃生。

一个小时后,充气结束,舱内外压力平衡了,船员们开始作紧急上浮准备。炊事员勃莱克偶一转头,一筐午餐肉罐头进入了他的眼帘,“哦,也许该带上些罐头,不然,浮上水面后要挨饿的。”在这样的念头支配下,勃莱克急忙拖来两只挎包,七手八脚地塞进许多罐头后,把它们背在身上。

舱盖打开了,很快地,船员们离开了潜艇,投入了冰凉的海水之中。勃莱克因负重物而落于同伴后面,最后一个浮升到水面上。

最后的结局仍是悲惨的:勃莱克活了下来,可他却是斯塔利亚号上惟一生存下来的人,他的伙伴都死了。尽管他们中的许多人已到达了海面了,但是要么是出水后即死去,要么就是救起不久后死在医院里。

这真奇了,死神为什么惟独漏掉了勃莱克呢?

海军医院的医生作了解释。大家知道,气体在水中的溶解度与压力有关,压力越大,溶解度越大;压力降低,溶解度减小。我们平时生活在常压之下,人的各种组织能溶解一定量的气体。而沉没的斯塔利亚号在40多米深的海底充气加压时,艇员们的身体暴露在高压环境下,高压气体会经肺部不断溶解到血液里,被转送到全身各组织器官中去。

当他们离艇上浮时,如果上升速度适当,随着人体逐渐上浮,环境压力逐渐减少,这些溶解的气体就会从人体各组织通过血液循环送到肺部,排出体外。如果人的上浮速度太快,外界压力迅速下降,机体组织内原来溶解的多余气体来不及排出,就会在体内形成气泡。这恰似一瓶啤酒,将瓶盖突然打开的话,原来溶解于酒中的气体就会骤然冲出,形成大量气泡一样。这种讨厌的气泡在人体的血管、关节和神经里形成,就会影响正常血液循环,致人于严重的疼痛,或陷于深度昏迷,严重的会导致死亡。这种现象,在潜水医学上叫做“减压病”。

其次,如上升速度太快,肺内气体不能及时呼出的话,体积猛然膨胀,就会导致肺组织破裂。潜水医学上称之为“肺气压伤”。

斯塔利亚号其他船员的死亡原因正在于上浮太快;而勃莱克的幸免于难,则是他身负的物品重量减慢了上浮速度,无形之中起了逐渐减压的调节作用。如此看来,是那些罐头救了他的性命。