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面目，大概是因為“大象無形”吧？開個玩笑，事實上，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，鐵球會浮上來而木球反而沉下去了。實際上，飛機快速飛上天空，噴霧器和汽缸發(fā)動機原理、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。常見是因為水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”，其實男人也差不多都是“水貨”。說水特殊是因為水作為流體，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。正是因為空氣隨處流動，“沒有不透風(fēng)的墻”，世界的每一個角落才充滿生機。全球大氣循環(huán)帶來的季風(fēng)，就是地球的“呼吸機”。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，這種可能性的確存在�？苹秒娪罢J(rèn)為跨越時空到古代，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。一般來說，我們常見的流體都是體積越小壓強越大的，或者說體積越大壓強越小的。但是暗能量不同，它是體積越大壓強越大。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”。(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。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2分，共4分)

20．(1)運用引用、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。(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。(每點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，防止遭受報應(yīng)。(每點2分，共6分)

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