“科技视野” 系列之七
科学发现与探索
对未知世界的探索和规律的发现，是科学进步的主要标志，更是人类改进社会和改善生活的前行力量。目前，以星际探索、地球自身空间探索为代表的空间探索，以地外文明探索、史前文明探索为代表的文明探索，以考古、考据为代表的历史探索，以人类学研究为主的人类文化探索……正打开人类探索广阔世界的大门。这个世界是属于探索者的，他们以激情和毅力，发现了历史和创造了未来。
【科学发现】
人类最伟大的十大科学发现
著名网络科普作家塔米姆·安萨利在其著作中，提出了对社会有重大影响的十大科学发现：
一、勾股定理。在每个直角三角形中，斜边的平方等于两直角边平方之和。第一个证明这一定理的是公元前6世纪的希腊哲学家毕达格拉斯。毕达格拉斯认为，物理世界的核心是数学。将物理学与数学相结合，证明是最富有成果的结合。甚至到现在，如果一项科学理论能够从数学上加以证明，人们才会认为这项科学理论是真正可靠的。
二、微生物的存在。17世纪末，荷兰透镜制造商列文·虎克从自己的牙齿刮下一些污物，并通过显微镜观看这些东西。他认为这里有“小微生物”在动。事实上，人肉眼是看不见这种“小微生物”的。约两个世纪后，对这种“不可见”微生物的了解，使巴斯德提出了疾病的微生物理论，这一理论又使医生攻克了多种疾病：伤寒、小儿麻痹症及白喉等。之后，人类对从传染病、心脏病到癌症等死亡主要原因的认识发生了变化。
三、三大运动定律。牛顿提出了运动的三大定律，解释了宇宙中所有物体的运动。牛顿还发明了微积分及解释了引力。
四、物质的结构。1789年，法国化学家拉瓦锡推翻燃素说，提出“元素”说。他说，这种“元素”物质不能被任何化学过程再分解。他提出的元素表是不完整的，且有一些错误，但是他对完整元素表的提出起到了重要作用。基于他的工作，科学家们提出近代的看法：即所有物质能被分解为109种元素，所有元素是由原子构成，所有原子由质子、中子和电子构成，等等……
五、血液循环。每一个人拥有固定量血液，以固定方向绕其身体循环。这个事实在12世纪，首先由阿拉伯医生Ibnal－Nafis发现。17世纪，又被英国医生哈维再次予以发现。哈维的成就为人们充分了解人和动物的生理学开辟了新的途径。
六、电流。19世纪，伏打等科学家们让“电”流动。使人们了解到电流是一种性质截然不同的力。发现电流要比其实际应用意义重大得多，科学家发现，电、磁、无线电波和光是各种不同形式的电磁力。
七、物种进化。人们习惯认为，目前在地球上的每一种生命从一开始就是这样，即没有新的物种诞生，迄今也未发生什么变化。19世纪达尔文提出进化论，揭示出地球上生命的动态性质。尽管进化论本身在科学家们之间仍有争议，但事实上，没有一名主流科学家怀疑下列事实：老的物种在死亡、新的物种在生成。
八、基因。孟德尔从未描述过基因，也没有观测到基因以及使用基因这个词。但这位奥地利传教士发现了遗传定律，仅仅通过繁育豌豆，画出其结果图，就得出了卓越的结论。孟德尔发现，在预先可测知规律下控制的组合，父母可将其独特的特性传给子女。科学家随后判定必然是某些实际的物质携带这种特性，于是创立了基因这个词。1953年，克里克和沃森发现DNA的双螺旋结构。
九、热力学四大定律。18世纪，卡诺等科学家发现在诸如机车、人体、太阳系和宇宙等系统中，从能量转变成“功”的四大定律。没有这四大定律的知识，很多工程技术和发明就不会诞生。热力学四大定律对宇宙有重大意义，总的无序量一直在增加。
十、光的波粒二象性。牛顿认为光的行为像波，后来其他科学家认为，光的行为像粒子流。光是波还是粒子？20世纪初，波尔、普朗克和爱因斯坦发现，光是波也是粒子，这种似是而非的观点导致了量子力学的诞生。量子力学是20世纪物理学的重大成就，是对“宇宙实际由什么构成”的最深刻描述。
——来源于《环球在线》
【学生视域】
寻找外星生命
宝应实验小学05级10班 陈 新
外星生命一定存在。但是我一直很奇怪，为什么科学家们在寻找外星生命的时候，总是按照地球生命的存活方式来寻找外星生命。外星生命个体的生存方式是不是和地球生命一样？我认为要弄清这个问题，首先要了解生命的存活条件：
第一，光照。从太阳系诞生到地球有了生命，太阳都没有什么变化，太阳为地球提供了稳定的光照，将太阳能送到了地球，使地球的生命得以存活。植物的光合作用将太阳能转化为化学能，还有的被生物转化为机械能与运动能，也有的被转化为热能等等。所以，光照也是生命存活的一个重要原因。但是，有一种动物很少接触阳光，那就是蚯蚓。蚯蚓昼伏夜出，白天呆在土壤里，晚上才出来。它特别怕光，因为蚯蚓体内含水量很高，而它又缺乏保水机制，如果暴露在阳光下就会干死，而且蚯蚓是用皮肤呼吸的，而它的皮肤必须保持湿润，如果失水就会窒息。地球上有怕光的动物，我想在外星球上也许也有怕光的生物，寻找外星生命不能局限于光，也可以去无光的星球上寻找。
第二，温度。由于地球距离太阳适中，所以使地球表面平均温度为15°，地球上的绝大多数生物温度过高或过低都无法生存。但有一个特例，1995年11月至1996年4月，美国生物专家在深海发现了一种叫“庞贝蠕虫”的生物，经过证明：这些生物生活的地方首尾温差竟然达到了40°至50°（有的甚至为60°），而在它们周围1米的范围内海水的温度只有2°左右。而有证据证明：这些庞贝蠕虫既没有自身的“隔热服”，也没有什么用“冷却水”降温的本领，它们确确实实既不怕热也不怕冷，是目前所知地球上最耐温差的动物。所以，在地球上都有这样耐高温与耐低温的动物，其它星球也会有的。我想寻找外星生命不能局限于温度，也可以在高温度或低温度的星球上寻找。
第三，大气。由于地球的体积与质量适中，所以，其引力可以形成包围地球的大气层，大气层的一个重要作用就是：阻挡较多的紫外线进入地球，保护地球上的动物不受其影响。臭氧层能吸收紫外线，那么只要外星生命具有和臭氧层一样的功能就行了，寻找外星生命不能局限于大气，也可以在无大气的星球上寻找。
综合以上三点，我认为生命不仅可以在有大气的、光照、温度适中的星球上寻找，也可以在无大气的、无光照的、温度过高或过低的星球上寻找。这样寻找外星生命的范围就扩大了，可能就更容易找到外星生命。
我为霍金狂
宝应中学09级11班 陈 诚
不知从何时起，我迷上了史蒂芬·霍金的《时间简史》，也就是从那时起，开始废寝忘食地从泛着油墨香味的纸张里感受宇宙的浩瀚。
还记得从同学那厚厚的灰尘下“淘”得这本书时是何等的欣喜若狂。我不知道它在那里沉睡了多久，但是那种强烈的预感告诉我：“这本书的命运因我而改变，我的梦想也将由这本书而改变。”
书的封面是黑白两色，不算很炫目，但无不透露出其所昭示的物理天文学的庄重与神秘——从大爆炸到黑洞，从虫洞到时间旅行，无不展示出令人惊叹的宇宙空间。
我想，我对她的那种痴爱已让我不由自主地要和大家交流一下我对她的看法。拿“虫洞和时间旅行”来说吧，大家都知道，相对论告诉我们，如果你运动的比光还快，你就能向时间的过去运动，正如一首打油诗描写的那样：有位年轻小姐叫莱特（LIGHT）/她能行走的比光还快/她以相对性的方式/在当天刚刚出发/却已在前晚到达。可是打破光速的壁垒要比人们制造出超音速飞机打破音障要难得多。相对论告诉我们，飞船的速度越接近光速，用以对它加速的火箭的功率就必须越大，但是即使在欧洲地下世界上最大的粒子加速器中，也只能将粒子加快到光速的99.99%。所以，无论火箭有多大的功率也不可能将飞船加速到光速以上。
这样，我们只有在相距甚远的地方之间寻找捷径，那就是虫洞。虫洞是一种时空细管，能够将遥远的几乎平坦的区域连接起来。如果你了解得不够清楚，可以想像在一张无限长的白纸两端各画一个圆代表相距甚远的星系，根据爱因斯坦的时空理论，宇宙是由时间和空间扭曲形成的，所以，如果将这张白纸对折用来表示时空扭曲的话，两个星系的距离也就只有一张纸的厚度了，它们之间的连接物质就是虫洞。这样我们的时间旅行也便成了可能，这是多么的不可思议啊！
但这不过是宇宙学的冰山一角，她是一门古老而又年轻的科学。作为宇宙中高等生物的人类，我们不满足于自身的生存和种族的绵延，一代代人探索着存在和生命的意义。
时代教给我们的是，要以霍金那对科学的热爱和不断追求的精神意志，战胜常人难以克服的困难，勇对挫折，学好知识为人类社会的进步发展作出贡献。
美国新型空天飞机“X-37B”
宝应实验初中08级13班 唐 演
近日，美国空军宣布一架代号X-37B的空天飞机有望实现首飞。对于此次首飞的X-37B空天飞机，其军用意义大于民用意义，但目前我们也只能对其飞行原理进行探究。
这架空天飞机的原理，大部分人是不熟悉的。这种飞机最早是在20世纪30年代，由一个奥地利人尤金·桑格尔提出的。1936年，他提出飞行器跨大气层飞行的设想。1946年，钱学森开始研究这个问题，并于1948年提出飞行器在外太空进入大气层以后，有一个“助推滑翔阶段”，被称为“钱学森弹道”，但这不过是理论上的设想。1957年，美国人开始秘密实践，X-37B就是实验当中的一种，是波音公司的“鬼怪工作队”的成果。
它的理论设想大概是这样的：当宇宙飞船返回大气层时，入大气层的角度一定要非常准确，如果不准确就会像打水漂一样弹出来，不可能进入准确的溅落地点。这启发了航天学家，当飞船在外太空有一定角度进入时，它会像打水漂一样靠空气密度又把飞船弹起来，不用推力。在水面上打水漂儿一般会弹十几米，被空气密度弹起来就是几千千米，不用燃料。这个设想很早就给尤金和钱学森以启发，并开始研究这样的飞船。
设想中的飞船有几个特点：一是空天之间可以往返；二是高超音速，可以是10倍甚至20多倍音速。环地球一圈是4万千米，这种飞船几跳就把地球转完了，这是一个非常好的设想。
这架X-37B空天飞机虽然先进，但还有待进一步的实验，我衷心希望中国也能发展出这样的空天飞机。
【正ｅ视点】
让探索成为你了解世界的魔法
吴 坚
很久很久以前，人类世界一片黑暗。造物主说，让探索者出现吧！于是，世界就有了光明。
读书、写字、听课、背诵、朗读、绘图、计算……知识每天以各种各样的方式输入你的大脑，技能伴随你的训练而形成，这一切就是“学习”，因此，你也有了一个与之对应的称谓“学生”。是的，学习是你的主要任务，为你在未来的世界生存做准备。
但还是有些问题，是你学习所不能企及的，它们不仅可以难倒你，难倒你的老师，还包括其他一切的人，这类问题来自未知的世界。唯有新的魔法才能解决你的疑惑，并照亮这个新的世界，它的名字就叫作——探索！
如果把学习理解为人了解已知世界的行为，那么，探索就是人了解未知世界的行为！当今世界的一切知识，在过去都是先人探索的结果，科学的历史由探索者的名字筑成，他们被人们称为大师、启蒙者、鼻主、先驱……
聪明的你想成为一名探索者吗？成为比一切学者更博学的人吗？那么，就让我们了解探索的“魔法”吧！
探索主要有4个环节构成，如果你能从头到尾成功地完成这4个环节，你就会成为人人敬重甚至仰望的探索者了。这里我用一个经典的探索案例《地球大小的测定》来解析探索的4环节，并热望你掌握这个魔法，并成就你伟大的人生！
第一个环节：发现一个未知世界的难题
宇宙是人类的家乡，地球是人类的家园，但很久很久以前，人们以为天是圆的，地是方的，就像一个大锅倒扣在一个方形的大地之上。所谓“天圆如张盖，地大如棋局”。
不过，总有不安分的人能提出不同的看法。公元前6世纪，古希腊哲学家毕达哥拉斯从美学角度指出地球是圆的。公元前4世纪，亚里士多德提出了地球应该是圆形的3个证据：其一，一个人在南北方向上旅行时，总有星星从他前面的地平线上升起来，也总有星星在他身后没入地平线；其二，站在高处观看大海中的帆船，当船驶近时总是先见船桅，后见船身；离开时总是船身先没，船桅后没；其三，在月食出现的时候，落在月面上的地球影子总是弧形的。地球既然是圆的，那么它到底多大呢？周长与直径是多少？这对古代人来说实在是未解之难题！
第二个环节：要有解决难题的欲望与激情
无欲无求是人性的倒退，世界属于拥有欲望和激情的人！公元前250年，一个叫埃拉托色尼的古埃及人，他当时在亚历山大城图书馆当馆长，没什么事就看书消磨时间。某一天，他不小心遇到了一个“地球有多大”的问题，因此产生了要了解地球大小的强烈欲望。这个欲望变成了激情，激情推动了行动，实现他伟大的幸福感——知道地球的大小。
埃拉托色尼这种探索未知的欲望和激情在你身上表现为：你为吃一顿你最爱吃的美食，或去见一个你最想见的人是同一种力量，只是对象不同。
这里，你要特别注意，绝大多数人为什么一生会平庸无为？就是在这个时候出现了问题，他的欲望和激情不够，这样的结果就是，即便他遇到了未知的问题，但他没有解决问题的心情，最后，他忘记曾经遇到的问题，一扇通向真理的门关闭了，一个探索发现之旅在此终结……
永远记住，欲望和激情才是探索魔法的终极力量！
第三个环节：创造解决问题的方法
测量地球直径最好的方法是找到一个比地球大的卡尺，往地球上一卡，读出得数就可以了；周长吗？找一条足够长的绳子，拉着它围地球转一圈，最后再量出那绳子的长度。当然，这是不可行的！想象下你在地球上的渺小，高山大河阻断你的去路，用人脆弱双脚来度量地球大小，是个比神话还传奇的梦境……那怎么办呢？
作为知识分子的埃拉托色尼，不仅精通几何与计算，还拥有自然观察者的智慧。当时，他在亚历山大城和塞恩城之间发现了一个有趣的现象：夏至（6月21日左右）的正午，阳光垂直地照耀在赛恩城人的头顶上，能够射到井底，竖直插在地上的旗杆没有影子落在地面上。而就在这一天，赛恩城南面亚历山大城的旗杆则在阳光照耀下于地面上留下一条影子。一个测量地球大小的方法就此诞生！
亚历山大城的太阳影子同旗杆的交角大约为7度，因为绕地球一圈是360度，所以这个角度对应于地面的“弧长”相当于地球周长的7/360，近似等于1/60。而埃拉托色尼从来往的商贾口中得知，亚历山大城到塞恩城的距离是5000希腊里。因此，埃拉托色尼得出，地球周长是5000×50希腊里，相当于39600千米。根据这个周长，他算出地球直径为12800干米。
当今世界科学家手里的仪器，从激光尺到人造地球卫星，其精确度之高，可以测出一个原子的直径，其范围度之广，可以度量星系的大小。当然也精确地测得地球赤道直径数值为12756千米，而这个结果与埃拉托色尼在两千多年前计算出来的结果只有不到0.5%的误差！你难道不惊撼吗？
本环节的核心是，探索者必须具有创造解决问题方法的能力！
第四个环节：整理数据发表成果
这最后一个环节就简单了，整理出一切数据和证据，介绍方法和总结成果，形成一篇有理有据的论文，然后发表出去，让人们知道这个新的发现！
至此，我们在这里完成了对探索的全解析，愿你能去了解它、掌握它，并运用它，让它成为你实现人生伟大理想与锦绣前程的“魔法”！
大自然将它的法则藏匿于黑夜之中，让优秀的人去找寻它，并用“真理、力量与荣誉”来奖赏发现它的人。
（作者系翔宇昆虫博物馆馆长）
【探索视野】
月球探索
月球探索是人类对月球的探测活动。1959年，苏联发射的“月球1号”飞到月球附近，进行绕月飞行，开始了人类对月球的考察。1961年5月，美国总统肯尼迪在国会上提出了在60年代末把人送到月球上探测的计划——“阿波罗月球探测计划”。1969年7月16日，人类第一次登月；到1972年，美国先后派出6批宇航员，乘坐“阿波罗”飞船拜访了月球，共12人涉足过月面，对月球进行了一系列的科学考察，带回了许多月球岩石和土壤样品，这些岩石和土壤标本是研究月球物质成分、结构及其形成和演化过程的珍宝。
许多国家的科学家对宇航员带回的月岩样品进行了多种项目的共同研究。经实验室分析得出：月岩中已发现近60种矿物，其中有6种在地面上尚未发现；在月岩和月土中发现了地球上的全部化学元素；没有发现可生存的月球有机物，也无古微生物的证据；在某些月岩中有微弱的剩余磁性；月球样品中存在许多太阳活动事件踪迹；根据样品的同位素分析，得出月球年龄约46亿年。
本世纪50年代以来，人类对月球探测所取得的成就，远远超过了多少世纪以来的地面观测。“阿波罗”登月成功，是人类科学的结晶，开创了人类认识月球的新纪元。随着科学技术的发展，人类将可能建立沿月球轨道飞行的实验室，巨大的天文望远镜也将在月球上从没有空气的太空观测天空；人也将可能把月球作为出发到遥远行星的一个落脚点。
地外文明探索
地外文明探索是研究、探索地外智慧生命或外星文明。美国宇航局（NASA）的科学家估计，银河系中的2000亿颗恒星中大约有10%拥有巨大的、很容易发现的行星，这些行星中可能会有类似地球的星体。事实上，地球上的智者早就对“外星智慧生命是否存在”的问题表示了关心，德国天文学家开普勒认为宇宙中某些地方可能有智慧生命存在。
1820年，德国著名数学家F.Gauss提出，可在西伯利亚的森林里找出一片直角三角形的空地，然后在三角形里种上麦子，以三角形的每条边为底边种上一片正方形的松树，这就组成了勾股定理的证明图，如果有外星人路过地球附近，看到这个巨大的数学图形，便知道这里有智慧生物居住了。
然而，真正有价值的、使用现代仪器的探索开始于20世纪60年代。1960年4月8日，美国人Frank Drake将一副直径25米的射电天文望远镜指向了太空中两颗近地行星——εEridani和τCeti。他的目标很明确，就是寻找来自地球以外智能生命的讯息。
美国发射的“先驱者”10号和11号，“旅行者”1号和2号，都在完成对太阳系内的探测任务后，带着许多人类的信息，作为人类使者，漫游在恒星际空间。如果巧遇人类的知音，他们将从探测器中了解人类的活动，确定进一步交往的可能。
史前文明探索
近代科学家和考古学家在世界各地陆续发现了大量谜一般的人类化石、人造工具、人造建筑物等人类文明遗迹。这些文明遗迹遗留在地下、海底甚至天上，如2亿年前人类脚印、埃及的大金字塔、玛雅文明等。通过现代科学方法测定了它们的年代，结果发现，这些文明古迹具有极其遥远的历史，从几千年，几百万年，直到数亿年。不仅如此，这些文明还具有极高的科技、艺术、文化水平。
如在非洲加蓬共和国发现的20亿年前的大型的链式核反应堆，印度发现含铁量达99.72％的铁棍等等都是我们本次人类科技所目前无法达到的。基于这些事实，科学家们提出了“史前文明”或“史前文化”的观点，是指在我们本次人类文明之前在地球上曾经存在过人类及高度文明，即这些文明古迹是由史前人类创造，不属于我们本次人类创造的文明。
由于发现的许多文明古迹可以追溯到非常古远的不同的历史时期，从数千年、数百万年到数十亿年前等，可以推论，很可能存在多次史前人类及文明，即地球人类文明的发展是周期性的，不同时期地球存在着不同的人类文明。每次史前人类文明在一定时候因遭受毁灭性打击后消失，地球又出现新的人类并逐渐发展出另一次文明，每一次人类文明都似乎经历了一个从出现、发展、进入高度文明到淘汰这样一个过程。
【资源平台】
一、电视
1、《探索·发现》
它中央电视台的一档科教节目，以纪录片的手法，讲述以中国为主的历史、地理、文化的故事，探寻自然界的神奇奥秘，挖掘历史事件背后鲜为人知的细节和人物命运，展示中华文明的博大恢弘。
2、探索频道（Discovery Channel）
它是由美国探索通信公司（Discovery Communications）于1985年创立的，主要播放流行科学、崭新科技和历史考古等纪录片。
3、国家地理频道 （National Geographic Channel）
它秉承了美国国家地理学会的核心价值，致力于探索历险、保护环境及教育方面的推广工作，电视网址为http://www.natgeo.com.cn。
二、网站
1、TOM探索 http://discovery.tom.com
2、UFO中国飞碟探索网 http://www.chinaufo.com
三、杂志
1、《大自然探索》 四川科技出版社主办
2、《飞碟探索》 甘肃科学技术出版社主办
3、《青少年科学探索》 陕西旅游出版社主办