自然界的低溫,對(duì)人類有害;然而,人工低溫卻可以創(chuàng)造出奇跡,造福于人類。
19世紀(jì)的俄羅斯,一個(gè)冬季的一天,氣溫驟然下降到零下33攝氏度,士兵急需棉大衣。當(dāng)彼得堡軍需倉(cāng)庫(kù)被打開(kāi)大門(mén)后,管理員發(fā)現(xiàn)大衣上的錫制鈕扣全都不見(jiàn)了,只是在釘鈕扣的地方留有一些灰色的粉末。管理員因這件事險(xiǎn)些被殺頭。后來(lái)是科學(xué)家解開(kāi)了這個(gè)謎:金屬錫在零下32攝氏度開(kāi)始患“錫疫”,變?yōu)樗缮⒌姆勰堑蜏馗愕墓怼?/p>
科學(xué)家通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),在極低的溫度下,物質(zhì)的性質(zhì)就會(huì)發(fā)生奇異的變化。超低溫技術(shù),在人們的日常生活中已廣泛使用,比如醫(yī)療、材料學(xué)、航天等領(lǐng)域。超低溫可以使人“起死回生”。美國(guó)的一所醫(yī)療研究機(jī)構(gòu),進(jìn)行冷卻生命的實(shí)驗(yàn),讓患有絕癥生命垂危的患者,安息在特制的低溫密封艙中,經(jīng)過(guò)零下196攝氏度急速降溫,人雖然死了,但細(xì)胞不會(huì)被凍壞。
當(dāng)醫(yī)學(xué)技術(shù)發(fā)展到可以治愈這種病癥時(shí),再將人體慢慢解凍,人就可以“復(fù)活”治愈病癥,從而“死而復(fù)生”。
低溫可以使金屬變得松脆不結(jié)實(shí),危害很大,然而這種冷脆現(xiàn)象也可以造福于人類。對(duì)那些布置在戰(zhàn)場(chǎng)上的地雷,探雷器雖然可以探出來(lái),但是進(jìn)行排雷卻很危險(xiǎn)。如果將超低溫的液態(tài)空氣灑到地雷上,使地雷的彈簧失去彈性,然后就可以輕而易舉地將地雷取出來(lái),再也不用擔(dān)心它會(huì)爆炸了。
舊鋼鐵在回爐時(shí),粉碎機(jī)很難將大部件粉碎冶煉。然而,利用低溫技術(shù),先使金屬變得冷脆,這樣不僅能迅速粉碎,而且還可以控制顆粒的大小。這種新技術(shù),不僅可以節(jié)省能源,而且還可以避免“熱切割”中的金屬氧化現(xiàn)象,減少了金屬的損耗,從而降低了冶煉成本。
低溫是沒(méi)有電阻的最佳導(dǎo)體——“超導(dǎo)體”“催生婆”。再好的金屬導(dǎo)體,也會(huì)排斥電流在其上面流動(dòng),這就是人們所說(shuō)的“電阻”。電阻越大,電流在線路上損耗就越多。因此,科學(xué)家一直在尋找超導(dǎo)體。一次,科學(xué)家在低溫實(shí)驗(yàn)中,卻意外地發(fā)現(xiàn)了“超導(dǎo)體”。
1911年,荷蘭物理學(xué)家開(kāi)麥林·昂內(nèi)斯在做實(shí)驗(yàn),當(dāng)他將水銀冷卻到零下40攝氏度時(shí),亮晶晶的水銀竟然成了“冰塊兒”,變成了固體。隨后,他將固體水銀拉成細(xì)絲,并繼續(xù)降低溫度,同時(shí)測(cè)量不同溫度下水銀的電阻。當(dāng)他把溫度降低到零下269攝氏度時(shí),水銀凍得比鋼釘還硬,更令人意想不到的是,水銀的電阻突然變成了零。
科學(xué)家根據(jù)理論計(jì)算,物質(zhì)的絕對(duì)零度為零下273.16攝氏度。而超導(dǎo)材料大多要接近這個(gè)溫度,因此較難獲得,實(shí)用價(jià)值不大。
通過(guò)科學(xué)家的不斷努力,超導(dǎo)材料誕生的溫度一直在提高。
美籍華裔科學(xué)家朱經(jīng)武,我國(guó)物理學(xué)家趙忠賢,于1987年相繼發(fā)現(xiàn)了電阻為零的釔鋇銅氧系高溫超導(dǎo)材料。隨后,我國(guó)科學(xué)家又發(fā)現(xiàn)了在零下196攝氏度的液氮中就能工作的高溫超導(dǎo)材料。這可以說(shuō)是20世紀(jì)科學(xué)技術(shù)上的重大突破。因此,磁懸浮列車所采用的超導(dǎo)電磁鐵,已經(jīng)比較經(jīng)濟(jì)實(shí)用了。