万物生长靠太阳。阳光不但能养育生命,它还是危难时刻的大救星!
1903年,一艘名叫“高斯号”的探险船,到达了南极洲。
南极和北极类似,半年为界:半年“冬天”,黑夜漫漫;半年“夏天”,太阳低回。南极的风也特别大,刮的时间也很长。
“高斯号”到达南极时,半年的白天刚开始,一场大暴风过去之后,船被冻在冰上,船和冰像粘在一块一样,不能动弹。
怎么办?用炸药把冰爆破开,用电钻把冰钻上孔打碎,用锯子把冰锯开……一切努力都无济于事:这里的冰破开后,那里的冰还没来得及破,原来破开处又结冰了。目标很明确,只有打开约1公里长、10米宽的航道,才能使船驶到没结冰的海面上,脱离困境。有什么办法能破冰通航呢?从船长到船员,都在为此煞费苦心。
正在大家焦虑的时候,忽然有一个船员说:“办法有了!”他对船长说,“把船上的煤灰、煤渣、垃圾这些深黑色的东西都铺到冰上,让这不落的太阳来帮忙,这样就能使冰化开。”
这个办法是否会奏效呢?无可奈何之时只好试试全船的人都动员起来了,把能搜集到的煤灰、煤渣、垃圾、灰尘都铺在船周围的冰上,铺在通向没结冰的海水的那段冰上。好在当时的船都烧煤,不愁大量的煤灰、煤渣等黑色的物品。船员干得汗流浃背之后,煤灰、煤渣等铺好了。
大家耐心地等待着。几天过去之后,柔和低回的斜阳,终于使煤灰等物品下面的冰层变薄、溶化…
“高斯号”全体船员高兴无比,把那个船员抬起来,抛得老高……
那么,又是谁给这位船员授破冰的“奇思妙想”呢?是富兰克林。
原来,这位船员读过《富兰克林传》,这本书里记载着美国著名的科学家本杰明·富兰克林(1706-1790年)首先发现的规律:太阳照射深色的物体比浅色的物体升温快。不过,当时人们并不知道这一规律没有在实践中得到应用,没有引起更多的人的注意。而这个船员就是受这个知识的启发,灵活运用这个知识而提出前述建议的。《富兰克林传》是本流传久远的名著,美籍华人杨振宁(1922—)在西南联大求学时就读过这本书。他对富兰克林非常崇敬,以至1945年到了美国之后,便给自己取了 Franklin或 Frank的名字,其他人也叫他 Frank。
为什么在同样的阳光下,深色物体升温比浅色物体升温快呢?这还得从物体的颜色说起。物体的颜色是由照射它的光线的颜色和它反射、吸收、通过光线的种类决定的,大致规律如下:
- 第一,照射光线是单色光时,如果被照射物体能反射全部光线,则物体呈该种光的颜色。例如,红光照在一张纸上(这张纸如在阳光照射下呈白色),则这张纸呈红色。因为这时只有红色光供它反射,反射的红光到达人眼,刺激相应视觉细胞形成红色。
- 第二,照射光线是单色光时,如果被照射物体只能反射某一种光线,如反射光线与照射光线相同,则呈该种颜色,例如红光照射只能反射红光的物体呈红色;如能反射的光线与照射光线不同,则呈黑色,例如红光照射只能反射绿光的物体时呈黑色。
- 第三,照射光线是白色光(例如阳光)时,物体的颜色由物体反射、吸收、透过的光线决定:反射某一种光线则呈该种光线的颜色,例如反射红光,则呈红色;反射全部光线则呈白色,例如白纸;吸收全部光线呈黑色,例如黑布;透过全部光线则物呈透明状,不显颜色,例如纯净、透明的水。
由以上规律我们可以得知,当南极并不温暖的阳光照在白色的冰雪上时,几乎所有的可见光(实际上还有热效应比它们强的红外线)都被冰雪反射,所以冰不会溶化。我们在夏天穿白色或浅色的衬衣,感觉凉爽些,道理与此相同。但当冰上铺了黑色煤灰等物品后,太阳光几乎全部被它吸收(实际上还吸收了更强的红外线),吸收后的热量传给冰雪,冰雪便升温溶化。我们在冬天深色衣服,在夏天穿浅色衣服就是这个道理;春天脏的雪比干净的冰雪先溶化,也是这个道理。
书籍是全世界的营养品——莎士比亚。知识能拯救一船人的生命,进而去完成既定任务,这充分证明了“知识是人们任何一条道路上的伙伴”(古拉米施维里)。难怪在17世纪,英国哲学家弗朗西斯·培根和意大利思想家康帕内拉(1568-1639年)在相距遥远的不同国度会几乎异口同声:知识就是力量。