人与自然 系列丛书-第197章
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“水刀”切割元件时，原材料不会发生化学的或物理的变化。这就是说，不会使钢材、纤维玻璃、石棉制品（板材、管件）、水泥构件，或竹、木原材等各类物质的内部分子排列或结构发生变异，从而保证了成品的质量和规格要求。
用“水刀”切割原材料，或进行截肢手术，成品或切口边缘保证平滑，不毛不糙，棱角理想；同时，也不产生粉尘飞扬；更没有机械切割时因金属摩擦而产生的刺耳噪声和震颤感，合乎环保要求。另外，整个操作过程可以使用电脑控制，精密度高。
“水刀”适用工艺范围极广，可以任意切割钢材，也可用于食品工艺中的果糖切割和在糕点上雕花布纹；可用于矿井坑道采矿作业；也可以作为外科医生的“手术刀”。。“水刀”所需的水，是普通硬水，来源广泛，水质无需特殊处理只是在切割硬件时，为了增强水的摩擦力，需在水中加入一定份量的石英砂之类研磨得极细的矿物细粒，以提高工效。
现代化的地下城市
城市建筑，寸土如金。世界上不少建筑专家和科技工作者，越来越注意地下和半地下建筑的营造。美国著名的地下大楼建筑设计家戴维·贝内特设计建造的地下摩天大楼“土木与矿山工程大厦”，露出地面仅高7米，里面是光热设备，而大厦钻入地下深40米，是实验室和办公室。有3层楼是从冰成岩里凿出来的，坐落在一块75厘米厚的石灰石岩层上。
这种房屋的屋顶上安装的一套反射透镜装置，可以将阳光投射到18米以下的地方。更令人感兴趣的是楼顶上的“眺望窗”犹如地面上高层建筑的观光镜，通过一系列的透镜和平面镜，将街上景色投影到最低的一层。新技术的发展，使人类有可能在地下建筑舒适的工厂、办公室、商店、医院、学校和宿舍。在未来的若干年，将会有越来越多的人到地下工作和生活。
建筑师们开始向地下发展他们的设想，有以下几条重要原因：一是可以节省宝贵的土地。当今世界各国城市土地普遍紧张，每个人占有的有效陆地面积正在逐步减少，地面上建筑物越来越稠密，结果造成了城市发展中的一系列问题，建设地下城市，既可节省日益昂贵的土地，又可减少地面建筑对生态平衡的影响。二是节约能源。因为地面提供了极好的绝热条件，所以地下空间，冬天温暖舒适，夏天则凉爽宜人。三是静谧安全。地下没有令人讨厌的噪音，还可避免风雪、雷电的侵扰。在地下城市开设工厂，由于没有多少振动，有利于制造精密仪器和声学设备，其战时有利于掩避和安全，更引起了军事领导人们的注意。
未来的地下城市，可以建筑在现在地面城市的下面，和地上城市融为一体。地上和地下之间用电梯、地下火车、移动人行道及其他运输系统联系起来。地下城市也可建筑在山脚或旷野下，地上仅建造一些太阳能收集器。
现代科学技术的发展，为建设地下城市创造了有利的条件。高功效的挖坑道机和凿岩机等设备，能够挖掘到很深的地层，开凿岩石，把大量的土方运走，开出地下空间。新型建筑材料和新技术，能在地下建造紧固耐久的房屋和城市设施。地下城市的上面可装设大量的透镜和反射镜，阳光通过反射镜的反射和折射，能照亮地下城市的街道和建筑物，大部分利用自然光解决地下的采光问题。完善的通风设施，使人用不着担心地下的空气沉闷污浊。
电脑能自动控制地下城市的温度，以适合人们工作和生活的需要。总之，地下城市将会令人耳目一新，感到无比惬意。
人类到地下开创繁荣兴旺的未来已经为期不远了。不久的将来，一座座规模庞大的现代化的地下城市会在世界各地出现。
神奇无比的液晶
近几年来，有两种新颖的深受欢迎的电子产品走进了人们的生活领域。
一种是用数码管显示计算结果的袖珍型电子计算机；另一种是由一行闪烁跳动的数字直接显示日期和时间的电子手表。这两种精巧的电子产品，都采用了异军突起的新材料——液晶。
我们知道，物质分固态、液态和气态。然而某些有机化合物却介于晶体和液体之间，人们称它为液晶体。
早在1888年，澳大利亚植物学家赖尼特泽在研究苯甲酸胆固醇脂时发现：这玩艺在一定的温度范围内，既能像液体那样会流动，又具有晶体的光学性能。所以，叫它液晶。翌年，德国化学家莱曼对液晶也进行了深入的研究，进一步证实了液晶的存在。从这以后的几十年里，虽然有的科学家在实验室里断断续续地研究它，但因为没有发现其实用价值，一直未受到应有的重视。75年后，对液晶各种性能的研究又掀起了一个新的高潮。1968年，科学工作者发现液晶对电、光、磁场以及温度等都特别敏感，其分子能在极微小能量的激励下，引起新的排列，从而产生电—光、热—光、光—电等一系列物理效应，于是它的身价倍增，一跃成为深受人们重视的最新的显示材料。
性能奇特的液晶，在不少方面获得了广泛的应用。
在检测技术方面，液晶显示出了卓越的本领。过去航空地勤人员检查飞机的蜂窝结构与铝皮的粘合是否完好，一般是用小锤敲打，听声音是否异常。
这种方法容易产生错觉，不甚可靠。现在只要把液晶薄薄地涂抹在飞机的铝皮上，再用强光照射，由于蜂窝与铝皮脱开的地方导热性能差些，与周围粘合完好的地方产生一个微小的温差，液晶显示出不同的颜色，从而迅速找到粘合质量较差的地方。检测多层印刷电子线路时，液晶在短路的地方能显示出异常的色彩。就连精密机件上宽千分之一毫米、深百分之几毫米的裂纹，也可以通过液晶显示出来。
在医疗战线上，液晶也大显身手，已发展成一门简易快速的诊断技术。
例如乳腺癌、皮肤癌、甲状腺癌的病灶，还有血管的阻塞与破裂、皮肤的炎症等，由于患病部位新陈代谢异常，与周围正常组织的体温稍有不同，只要在皮肤上抹上一层液晶，医生就可以确诊病灶的性质与部位。
液晶用于电视，不仅图像清晰，而且给大屏幕电视的实现带来了希望。
现在最大的电视屏幕是100厘米，再大就不容易了。而用液晶做的电视屏幕，可大到十几平方米，厚度只有几十个微米，挂在墙上就跟看电影一样方便。
电视机采用液晶显示板，有体积孝重量轻、造价低、耗电少等优点。利用液晶可以制成袖珍式、便携式电视机，如同一本薄薄的书，可以装在衣袋里；还可以制成多屏幕电视机，使观众能同时看到几个频道的不同节目。
液晶电视机还有一个特点，就是它的液晶显示板不像显象管那样靠本身发光显示图像，而是靠液晶对于周围环境光的反射显示图像。这样一来，人们就可以在阳光下观看电视节目，外界光线越强，液晶电视屏幕的图像越清晰。
液晶还能制造各种灵敏度极高的显示元件，例如液晶显示式电子手表。
液晶显示式电子手表由水晶振子、大规模集成电路、液晶显示器和微型电池等电子元件组成。利用电光效应，将水晶振荡器产生的32千赫以上的脉冲讯号经逐级分频后，以数字显示的方式表达时间信息，使这类手表在结构原理、走时精度、表达方式和外观式样上焕然一新，别具一格。目前，液晶显示式电子手表不仅具备秒、分、时、星期、日、月、年的显示装置，同时还可把格林威治标准时间和各地时差相对照地显示出来。此外，还有闹时、秒表、闰年调整、电池寿命报警等附加功能。
在测定空气污染方面，液晶也大有用武之地。过去有些化工厂，用鸟儿、兔子等测试有毒气体的泄漏情况。但是，等鸟儿、兔子吸了有毒气体窒息时，人也早已中毒受害了。现在改用液晶混和碱性胆固醇衍生物，一遇到氯化氢、氢氰酸等极微量的有毒气体，立即产生中和反应，迅速改变颜色，人们就可以及时查出泄漏有毒气体的孔隙。
深入研究液晶，还有助于揭开生命之谜，有助于发展仿生技术。变色龙、尺蠖能变换身体的颜色，是否是液晶在起作用，现在尚不敢妄断，但生物体、人体的体液里，确实含有液晶。由此可以推测，高级动物、人体中，消耗能量极少、工作效率极高、信息传递极快的神经系统，包括视觉、听觉、嗅觉、触觉等各类感官的机能，可能也是以液晶作为物质基础的。
生物钟的实际应用
人们发现，微生物、植物、动物和人类这些形形色色的生物中，都有生物钟存在。可以说，生物钟已成为生物体的一个特征。人们对生物钟的研究很有意义，并已开始在实际中应用。例如，利用生物对环境变化有周期性的节律反应，花农用改变温度和光照的办法，便可在最需要的时候供应盛开的鲜花。农民用增加光照时间，可使母鸡多产蛋，使牛羊延长发情期，增加交配次数，即可多生小牛和小羊。
由于昆虫的发育过程与白天和黑夜的长短有关，这样可在实验室里将害虫的生物钟重新调整一下，使它在缺乏食物或温度不适的季节成熟，从而无法生活而死亡。也可利用生物对药物的繁感有周期性变化，来喷洒药物消灭害虫。例如，用除虫菊杀灭苍蝇，下午3时特别有效；而用来杀灭蝉螂，则在下午5时半最有效。用三氯甲烷杀灭蟋蟀，在晚上11时效果最佳。
有的生物学家发现，生物体内某些酶和激素的分泌，每日也显示出周期性。在一定的时间给某种有害动物吃一种药物，即可改变其体内某些酶和激素的周期节奏，从而扰乱这种动物的性周期。如果我们能掌握这一“秘密”，就可用来干扰害虫和老鼠的繁殖，从而达到消灭它们的目的。
科学家还发现，与运动员成绩有密切关系的肾上腺皮质激素的分泌有一定的时间规律，因此他们的运动能力和成绩的提高也有周期性的变化。如果通过人体生物钟的研究，掌握其规律性，就可以利用电子计算机，推算出各种运动项目从多大年龄开始训练最合适，什么时间能出现最好的竞技状态，从而帮助运动员和教练员科学地制定训练计划，合理地安排训练周期，这就能多出人才、快出人才。
癌症被人们称为不治之症。科学家发现，癌细胞的增殖也是有节律的，在某些时刻癌细胞分裂的速度比在其他时间快；同时，在某些时刻癌细胞更容易受X光的破坏。如果我们通过研究，掌握其规律性，便可找到应用X光治疗癌症的最有效时间。
北极熊冬眠时，躲在洞里蜷着身躯度过寒冬。冬眠状态下的北极熊，其体内的新陈代谢节律非常缓慢，消耗能量非常少。因此，科学家们设想，如果从北极熊体内提取出由基因控制产生的冬眠物质，将可帮助宇航员通过冬眠的方式在宇宙空间中作远程航行。
开发利用自然资源
资源总量大是我国自然资源的优势，我国是世界上屈指可数的资源大国之一。我国陆地面积居世界第三位，45种主要矿产资源的潜在价值居世界第三位，水能、太阳能和煤炭资源分别居世界第一、二、三位。自然资源丰富与否虽不是一个国家经济发展的决定性因素，但无疑是起重要作用的因素。
由于我国各类资源总量大，使我国很多资源性产品能够形成相当的生产规模，在世界资源产品市场上占有一定的地位。
自然资源种类多，资源类型齐全是我国自然资源的第二个优势。我国地处中纬度地区，南北跨纬度近50°，东西跨经度约60°，加之地形多样，气候复杂，因而拥有多种多样的农业自然资源，特别是生物品种的多样性居世界前列。此外，我国矿产资源品种多样，是世界上少数几个矿种配套比较齐全的国家之一。
当然，自然资源的优势还不是经济优势，它只是提供了我们发展经济优势的可能性，而要使资源优势转化为经济优势还需要作出如下的努力：第一，加强国土资源开发利用的规划。自然资源总量大和类型多是我国资源的重要优势，但各类资源的数量、质量以及地区分布不均，各地资源结构不一，应选择我国的优势资源和资源的优势地区，并给予相应的扶持政策才能使资源的优势�
