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标题:超声波的故事 (一)(二)

chongwenmen[使用道具]
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超声波的故事 (一)(二)

话说公元一九五八年,神州大地一片狂热。从日产千吨钢,亩产万斤粮开始,工农兵学商都在大放‘卫星’。科学界里的卫星也不少了,比如论证亩产万斤粮的可行性,建三门峡大坝的好处等等。于是有了一种思潮,只要敢想,科学上的突破就是小菜一碟!这里要说个没多少人注意的小卫星--超声波技术之推广。在当时,经常有人提到要把这个或那个东西 “超一超”,物质的某种物理属性马上就有明显的变化,好像能点石成金一样。记得我识字的时候中小学生读的《我们爱科学》杂志就曾刊登过一篇叫《神奇的魔棍》的幻想故事。这魔棍就是一袖珍超声波发生器,能够把污水变为汽水。那时汽水对小学生来说可绝对是个奢侈品,要到春游的时候才能几个人凑钱买一瓶,每人对嘴喝几口。因此在我的心目中能把污水变汽水的超声简直是一种神力,对其崇拜是大人们不能想象的。这里要讲的是一个完全真实的故事。

那是六十年代初,正是超声波运动热火朝天的时候。有人说它能帮助炼钢,缩短出钢的时间,又有人说它能提高煤的产热量,提高发电的效率等等。虽然这些实验都有些数据支持,可却没有一个统一的理论来解释为什么超声有这些神效。那时先父作为一名物理学家,参加了氢弹研制中的一个小课题,因此他平时虽在中关村的物理所上班,却每隔一个星期就到“乡下”去出几天差。实际上是去京郊良乡的原子能所工作。去良乡要乘科学院的班车,那时乘车和现在秩序差不多,车一来大伙儿一拥而上,把车门堵得死死的。家父颇有些旧知识分子的斯文,不但不跟着去挤,反而站在后面,用浑厚的男低音劝说大家不要急“越挤上车越慢,排好队上得才快”。有一次在热火朝天的上车过程中他突然象阿基米德洗澡,牛顿挨苹果砸一样地EUREKA!(顿悟)了一下,超声波的作用机理就在这挤车的场景中被生动地诠释。

他认为在化学反应时许多分子竞争一个反应物的结合位点,这种竞争造成的阻塞可能反而使结合减慢,从而降低反应速度,就好像大家挤住车门反而谁也上不去一样。超声的震动可以使分子一张一弛地接触反应位点,就可能提高结合的机率,好象有秩序地上车速度快一样。这一理论的对是错且作别论,但它确实可以对如钢水中碳的氧化率,煤炭燃烧是否完全,以及化肥合成速度等看似不相关的问题给出一个共同的惟象解释。因此当家父把他的想法在学术会议上一讲,竟然和者甚众。从此也得了一个“超声理论家”的虚名。记得后来家父还把这理论用来给我们解释橡皮揣子为什么能疏通阻塞的下水道。

最使家父得意,并多次在我们三兄弟面前夸口的是,北朝鲜派了一个由副首相带队的代表团来,说要进行科学交流,口口声声要“请老师吃饭”在席间亲耳聆听家父理论一番。

可实际上北朝同志兴师动众派一位副首相来并不是为了听空头理论,而是另一番原委。原来当时在原子能所有几位敢想敢干的年青人,把铀矿石拿来“超一超 ”,想借此提高铀235的分离效率。不成想‘超’过的铀矿石的放射性竟比没超过的高了不少。他们又用本无放射性的水晶矿石来试验,竟发现水晶‘超’过之后放射性也明显增强。这一观察意味着一个重大的新发现:超声能够打破原子核!能把铀238变成铀235!这一成果报到了上面,受到了高度重视。一位留过洋并主持原子弹研制的大科学家这时也对此产生了浓厚兴趣。这可是个超级大卫星啊。上面指示一定要保守机密,等咱们研究清楚了再说。那时候对美国大鼻子,苏联老毛子,印度缠头阿三之类保密都比较简单。那时节只要长得像外国人,想上西山都不行,别说接近原子基地了。可是百密必有一疏,竞被有着鲜血之谊的朝鲜兄弟探到了风声。这不,副首相就是奔着这个来的。
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超声波的故事 (二)

(接上篇)

家父属于那种很开放,很善谈的人,常常开口千言离题万里。“组织”上派他去对付那位副首相,可谓用心良苦。想必他席间绝未泄露国家机密。否则在不久后文革中定会受到一番严厉的清算,所有人都会知道他的罪行的。

在副首相无功而返之后,国家却加快了研究的进度。传说由某位国家领导人亲自点名,由那位大科学家领头,加上家父这位“超声专家”去现场确认这个实验结果。两位“钦差大臣”来到原子能所,让放这颗大卫星的年轻人表演给他们看看。尔等拿出一块铀矿石,在盖革计数器(一种测量放射性强度的仪器)下先测出放射性强度(就是耳听计数器“噼噼啪啪”的声音)。然后打开超生波发生器,把矿石“超”了一遍。之后再放到盖革计数前去测量,果然听见噼噼啪啪声音增强不少,表明‘超’后放射性增强了许多。几位年轻人又拿来一片水晶,先放在计数器下,只听见几声零星的‘噼啪’,几乎没有放射性。然后再照样‘超’了几分钟,再拿去测,噼啪声(放射性)也同样明显增强。一天下来,两位科学家回到家里,做了不同的事情。那位大科学家以个人名义写了一封信,叙述了他的发现,并强调了这个发现的重要性。然后把这封信以其最大的能量投向国家决策的高层,以获“天听”。并就此认为已经完成了国家交给他的任务。而家父回来后却冥思苦想,为什么会出现这种违反物理学常理的现象?第二天他重回现场,重复那奚跷的实验。

家父让他们把纸张,布料,树枝等,凡是手头能拿到的东西,都去“超”一下。结果也是同样的,凡被“超”者,放射性一律增强。但细细比对一下,发现凡是表面粗糙者,都比表面光滑的来得大。看到这里,家父突然象明白了什么,马上叫他们在水晶片上涂了一层凡士林油膏,再拿去‘超’。超完往计数器下一放,只听噼噼啪啪,好似青菜下进滚油锅,计数器的指针打到标度之外,放射性强之又强。父亲一见,又让他们用铀矿石重新作一次实验,超前测测,超后再测测。然后用水冲冲再测。结果,虽然‘超’后的放射性明显增加,但用水一冲就回到了‘超’前的水平。这时父亲才胸有成竹地向大家道出了所谓超声加强放射性的秘密:原来当时的超声波发生器是土制的“簧片哨”,也就是用压缩空气强力吹过一个哨子样的装置,产生音调极高,人耳听不见的超声波。当矿石放在哨子下时,不仅受到了超声,同时也被强烈的气流吹着。这原子能所成天和放射性矿石打交道,灰尘中也有许多放射性微粒。往矿石上一吹,就在其表面沾上许多放射性微粒,当然可以增加矿石的放射性,也能让原来没有放射性的水晶染上放射尘埃,呈现出放射性来。父亲大概在第一眼看他们比较铀矿石和水晶时就有了这想法。水晶表面光洁,只能沾上很少的尘埃,放射性就弱;铀矿石表面粗糙,能沾上很多尘埃,也就显出较强的放射性。而涂上凡士林的水晶,油膏可以粘住大量灰尘,果然就出现比铀矿还高的放射性。而用水冲洗铀矿石可以洗掉尘埃,也就洗去了放射性。

整个过程也就是那么一会,一颗诺贝尔物理奖级的“大卫星”就陨落了。我想家父那时的得意表情绝对是帅呆了。这种“温酒斩华雄”的事,一个人一生也遇不到几回吧。之后我问他为什么可以看破那么多人都深信不疑的实验结果。他说,从物理的基本知识来说,超声波的能量和打破原子核所需的能量差上好多个数量级呢。以平常心度之,简单的几次实验要推翻历经几十年,由千万人曾经验证过的成熟理论,实在有悖常理;不如先检查实验的可靠性。他还说几个年轻人的不成熟还有情可原,但留过洋的首席科学家犯这种低级错误就比较神奇了。也许是脑子里政治太多,没有细心反复验证实验就急着去报功,所以才没有机会去怀疑气流的秘密。

几十年过去了。如果是先父错了,今天的物理教科书上绝对会有‘超声核裂变’一章,那位大物理学家也许就会得一回诺贝尔奖。但这些都没有发生,默默地说明先父是对的。

历史是经常会重复的。1989年,美国两位科学家又爆出了‘冷聚变’热核反应的猛料。两个故事的水平应该是差不多的,世界上大批科学家化了大量时间去重复这实验,一年多以后才尘埃落定,普遍否定了冷聚变的可能性。但据说现在还有些不信邪的日本科学家在坚持研究。

我现在也在科技界混,常常嫉妒自己没有父亲那样拨云见日的机会。但我还是深深地记住了父亲秘传,一旦有超乎常理的发现,一定要先亲眼看了实验,并且反复验证,再来相信结果。
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哦学习了,很好的科学史知识,多了解一些有利于我们对知识的理解和思路的拓宽
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