阿基米德烧敌战船与太阳能武器

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1、从阿基米德说起 阿基米德（公元前287年公元前212年） ，古希腊哲学家、数学家、物理学家。出 生于西西里岛的叙拉古。 第二次布匿战争时期，罗马大军围攻叙拉 古，最后阿基米德不幸死在罗马士兵之手 。 据说。公元前215年，罗马将领马塞拉斯率 领大军，乘坐战舰来到了古希腊历史名城 叙拉古城下。面对弱小的叙拉古，马塞拉 斯自信满满，认为一举攻陷叙拉古是十拿 九稳的事，但没有想到，阿基米德利用凹 面镜的聚光作用，把阳光集中到一点照射 到入侵叙拉古的罗马战船上，阳光产生的 高温引起熊熊大火，烧毁了不少罗马战船 。 太阳能的利用 对太阳能的利用，中国是世界上最早 的国家之一。远在3000多年前的西周时代

2、 （公元前11世纪），就已有了“阳燧取火”技 术的记载，所谓“阳隧”，就是形似凹面镜的 金属圆盘，对着太阳聚光，在聚光点点燃 艾绒等易燃物，取得火种。这是一种最古 老的太阳能聚光器。 太阳能的利用 1990年第11届亚运会火炬的火种，就是 于8月7日下午，在距拉萨市以北100多公 里的念青唐古拉峰下，由15岁的藏族少 女达娃央宗用木柴从抛物面聚光太阳灶 上获得的。原理与古代阳燧差不多，唯 聚光所用的材料有较大的差别。阳燧取 火技术在世界太阳能利用科学史上占有 重要的地位。太阳能的利用 国外认为阿基米德是利用太阳能最早的 人之一。约在公元前215210年间，古罗马 帝国的舰队侵占了西西里岛，派了

3、一支舰队 攻打希库扎港，著名的学者阿基米德，为了 保卫家乡，他让每个士兵用擦亮的铜盾，排 列在城堡上，把太阳光聚集反射到入侵的罗 马舰船上，结果使舰船起火，敌人仓惶逃跑 。太阳能的利用 可惜无法考证，人们认为是一种 传说。然而在1973年，希腊的一位 科学家萨克斯博士，雇了50多名水 手，各持一块长方形铜镜，聚焦一 只木船，结果木船起火。此可证明 阿基米德用铜盾烧敌舰是可能的。 美国“发现”频道的“传说终结者”节目日前联 合美国的一批科学家，对阿基米德火 烧罗 马战船的故事做了一次“再现”，可惜结果仍 然让人们将信将疑。 “发现”频道为了当上阿基米德传奇的“终结者”，出钱赞助 美国麻省理工学院

4、、亚利桑那州大学等一些名校的学者模 拟了当时的场景，并且找来一艘已经有80年历史的木船当 作古罗马的战舰。 麻省理工学院的科学家们用300平方英尺的黄铜和玻璃 制成了一面巨大的凹面镜，然后在150英尺之外把强烈的 光线聚焦到这艘老木船上，试图把这艘船点着。但令人失 望的是，虽然这艘老木船被烤得冒烟，但始终没有燃起火 苗。随后，觉得也许是距离太远的科学家们又把这面凹面 镜移到了距木船75英尺的地方，这回火苗倒是按预期的燃 起来了，但火苗小得可怜，并且一会就自动熄灭了。 而亚利桑那州大学的迈克布什罗则用了一个形状像花 瓣的凹面镜，但结果既没有火苗，也没有让船冒烟。 美国麻省理工學院的一群師生制作了

5、一个 船头模型,准备了127面镜子,他们准备模拟 一次“死光“实验.光热转换 现代的利用太阳辐射能加热集热器，把吸 收的热能直接加以利用。如果集热器匹配 不同用途也就有不同名称，如太阳能热水 器、太阳灶、太阳能干燥器、太阳房、太 阳能温室、太阳能空调等。 这一武器的设想在现代也一样被人们反复 关注。 二战时期的纳粹德国为了取得战争的胜利 ，设想了许多超级武器，最终多数都没能 实现，其中就包括了这种太阳武器。 根据纳粹物理学家的设想，首先要做的便 是把一面巨大的镜子送入近地轨道，这是 一面用大约100万吨金属钠制成的超级镜子 ，能聚集空间的太阳光再射向地面，足以 把城市烧成灰烬，将敌方水库变成蒸

6、笼， 同时让所有平民变成烤肉。巨型镜子将安 装在由纳粹太空人操纵的空间站上，依靠 空间站上独特的工具制氧，靠太阳能发电 机提供电力。 现代科技下人们希望能利用越来越先进的 科学技术，做到以前人们只能梦想的事情 。关于利用太阳武器的梦想就是其中之一 。 人造卫星发出的光都微不足道，根本不能同月亮相比。不 过，要不了多久，就会有名副其实的人造小月亮上天，它 的光辉将使月亮黯然失色。 月亮和地球一样本身不会发光，只能反射太阳光。同 时，月亮不断地环绕地球运行，当它走到太阳和地球之间 的时候，对着地球的一面是黑暗的，我们完全看不见月亮 。当地球处在太阳和月亮之间时，月亮对着地球的一面全 部被太阳光照亮

7、，我们就可以看到满月。月亮处在其它位 置时，从地球望去，它有时是半圆形，有时是镰刀形，有 时只有一线弯弯的蛾眉月。 月亮的圆缺是自然规律，人们无法改变。然而，在现 代航天技术迅速发展的今天，人们却可以建造没有圆缺的 人造月亮，使得夜夜明月当空。 这个人造月亮，也将是一颗在离地面35800千米的静止轨 道上的人造卫星。它的构造与别的卫星不同。 航天科学家们设想中的人造月亮，是一个由12面圆盘 构成的巨大反射镜。每个圆盘直径为300米，用镀铝涤纶 薄膜制造，在太阳光的照射下，它能反射出耀眼的光芒。 同时由于它和地球自转的步伐保持一致，所以，从地面上 望去，人造月亮始终高悬天边，它不升也不落，寸步不

8、移 ，日夜不停地将太阳光反射给大地。 每天太阳落山，夜幕降临之后，人造月亮才显露出她 那明亮夺目的光辉。在晴朗的夜晚，人造月亮的光，相当 于10个满月的月光。即使是阴天，它照到地面上的亮度， 也能抵得上一个晴朗夜晚的“满月”。 人造月亮是专门为了某些地区夜间有特殊的照明需要而建 立的。由于它比月亮离开地面近得多，所以如果用同样的 反射面积来比较，人造月亮比月亮反射到地面的光线要强 100多倍。 月亮的表面虽然很大，但是它的表面坑坑洼洼，布满 了厚厚的灰土，照射到月亮表面的太阳光有93%被吸收掉 了，所以反射的光实际是很微弱的。而人造月亮的12个圆 盘表面，光亮似银，平滑似镜，它能毫无保留地、1

9、00% 地把太阳光反射给地面，加上人们还可以用电子计算机控 制那12个圆盘的角度，叫它们像探照灯那样，把光线集中 成一束，把亮度再大大提高。 由12个圆盘组成的人造月亮，能照亮地面上多大的区 域呢？根据计算，它能照亮整个浙江省或半个河北省那样 大的面积。如果调整反射镜圆盘的角度，将光束中心对准 首都北京的上空，那么它能照亮北京地区，而且能照亮北 京周围的天津、唐山、承德、张家口和保定等城市，使这 些城市都成为“不夜城”。 人造月亮主要是用镀铝涤纶薄膜制造的。这 种材料又轻又薄，加上必须的钢材支架，总重量 大约为45吨左右，用航天飞机分两次就能将它送 到离地面几百千米的轨道上，然后由航天员在轨

10、道上把它们装配好，再用火箭将它推到更高的地 球静止轨道上去，也可以用巨型火箭从地面将它 直接送往地球静止轨道。到那时，人们就可以在“ 不夜城”里生活和工作了。 苏联曾经在上世纪80至90年代发射过薄膜型 小月亮，开展小月亮的薄膜在太空能否正常展开 及反射太阳光的试验，为今后建造实用型人造月 亮创造条件。根据科学家的估计，人造月亮可能 在本世纪后半叶在太空中出现。 1993年2月4日，俄罗斯在和平号太空站上进行过 一次代号为“旗帜2”号的“人造月亮”实验，在太空 展开了人类第一个太阳帆。该次实验获得成功。 旗帜2号阳光反射镜装在一个镜包中，由8瓣厚度 仅有5微米的超薄镀膜铝片组成，镜瓣之间由32

11、 根线连接。镜包打开，依靠自身放置产生的离心 力舒展开来，成为一轮人造月亮。这个人造月亮 直径为20米，地面光斑直径4000米。当它运行到 西欧上空时，恰好是后半夜，它大方地向地面射 去了第一缕阳光。可惜由于云层太厚，人们未能 详细观察这一不同寻常现象。但很多人都说曾看 到一束光亮。 1993年2月4日，俄罗斯利用完成任务的“进步 M15”号货运飞船，进行了“人造小月亮”试验，它 张开直径20米的阳光反射器，将比满月亮23倍 的亮光反射到地面。只是它不在对地静止轨道上 ，地面的照亮区是一条移动的光带，宽4米的光带 扫过法国里昂，瑞士日内瓦、伯尔尼，德国慕尼 黑和戈表尔等城市。1999年2月再次

12、进行这种试 验时，可惜阳光反射器没有能够打开。将“人造小月亮”反射太阳光的强度加大，就 可成为“人造小太阳”，它的阳光反射器面积达几 万平方千米，反射的阳光强度可达太阳光的50% ，可变局部地区的黑夜为白昼，提高那里的温度 ，防止霜冻，延长无霜期，提高农作物产量。如 在东北“粮仓”三江平原或哈密瓜的故乡，有这样 的“人造小太阳”，就可保证那里的粮食和哈密瓜 丰产丰收。 人造月亮在夜晚给人提供照明似乎不错，但若再 提高聚光反光的能力成为人造太阳就有些麻烦了 、 天上一直有两个太阳，这个城市估计就要温度大 大上升了，似乎给冬天的人们取暖也可以- 若是能再把光照的范围从一个城市聚焦在一栋大 楼- 这

13、样的情景就不是照明、取暖了，这就要把大楼 都给烧化了 “太阳能武器”不像中子弹，中子弹只会杀死建筑中的所有 生物，而建筑却仍然完好无损地保存在那里。”。“太阳能 武器”能在一瞬间制造出几千度的高温，强烈的高温光线 能从太空穿过厚厚的云层抵达地球表面，其温度足以融化 和烧毁地球上的任何敌对目标。 “太阳能武器”的致命弱点 是阴雨天无法使用，不过这个难题在今天显然已经不成问 题，因为科学家可以将“太阳镜”送到太空之中。“太阳能武 器”能在瞬间制造出几千度的高温，强烈的高温光线能从 太空穿过厚厚的云层抵达地球表面，其温度足以融化和烧 毁地球上的任何敌对目标。也许它的唯一缺点就是杀伤力 实在太大了，就

14、像氢弹爆炸一样，被它击中的地区将会立 刻变成一片大面积的焦土。 这样可怕的武器 有没有缺点 现在可以实现么 利用太阳能做武器在美国曾有人提过设想，一是用凸透镜 聚集太阳能，二是用大型反光板聚集太阳能。最后被证实 还是不可行，因为地球是围绕太阳旋转的，地球本身还要 自转，凸透镜和反光板如果跟着地球自转则聚焦是瞬间的 不可能形成武器级别的高热能；如果固定一点跟着太阳那 么地球受到影响的将不是一个点而是一条线而且是以每小 时1667公里的速度由东向西划，显然这样的武器是谁都不 敢用的！ 聚集太阳能在地面上可以任由人们控制，可以将聚集的太 阳光照射在一个点上长时间不动，因此可以在一点上积聚 很高的热能，然而在太空中则不可能将太阳光集中在地球 的一点上长时间不动，因此很难形成照射点的高热，所以 地面上的实验太空中不一定能用。 理论上没有问题。实际上很难做到： 1。镜的尺寸问题。要想得到所设想的武器 情况，镜的直径要很大，现在的飞船没法 把它带入大气层； 制造起来的费用也非常 昂贵，不如多造些导弹实用了 2。防御问题。敌人会很容易发现这一武器 ，并可以随便用导弹将其摧毁。 尽管有许多现在科学技术还不能很好解决 的问题，但太阳武器仍是有足够的吸引力 。 在许多的科幻电影、动画中也出现了太阳 武器的身影。用声势浩大的集束光线烧灼 我们的视线-