本书综合生物、宇宙和地球等科学的最新知识，引导你在结合课堂知识的基础上，去拓展知识空间，深入探索科学发展的脉络，提高科学思维的能力，获取科学精神的动力。作者力图用简洁、准确的文字，生动、形象的画面，把深奥、复杂的科学知识传达给青少年。可以说这是一本让孩子受益一生的科学知识读本。

在本书中，你可以仰观日食与月食的天文奇观，俯察海洋的怪脾气——厄尔尼诺现象，远眺海市蜃楼是怎么回事，近观电是怎样来的，为什么天空是蓝色的，太阳离我们有多远，“热岛”真有岛吗……

一天学习一点点，全面提升你的科学素质！同时也能让你树立学习科学的信心。还犹豫什么？一起来探讨大自然的奥秘吧，也许未来的科学家就是你！

总有一些现象让青少年百思不得其解，总有一些事件留下太多谜团。自然除了为人类提供赖以生存的条件外，还给人类留下了太多的疑问和想象空间。人类自诞生以来，就在自然的怀抱中不断地进行探索和发现。

本书是专门为青少年编写的一本科普读物，在注重趣味性和可读性的同时，也收录了天文、地理、气象、人体、生物等九大类的最新发现和科学知识。书中大量精彩纷呈的知识点不仅会给青少年带来强大的新思维冲击，同时也便于青少年在理解的基础上开阔视野、增长见识。

1.日食与月食的天文景观/1

2.海洋的怪脾气——厄尔尼诺现象/3

3.海市蜃楼——最奇丽的自然现象/5

4.人工降雨——使人类可以“呼风唤雨”/7

5.潮起潮落的潮汐现象/9

6.“死亡之海”的不死之谜/12

7.温泉——天然的温水/14

8.世界各地的时间是一样的吗/16

9.为什么我们感觉不到地球在运动/18

10.电是怎样来的/20

11.海啸是怎样发生的/22

12.江河里的水是从哪儿来的/24

13.掉进黑洞还能出来吗/26

14.冬天日短夜长，夏天日长夜短/29

15.温室效应/31

16.什么是“城市热岛效应”/33

17.为什么有些植物白天开花，有些夜晚开花/35

18.天空在塌陷——南极出现臭氧洞/37

19.酸雨是怎样形成的/39

20.为什么天空是蓝色的/41

21.为什么太阳总是从东边升起来/43

22.天上怎么会下雨/45

23.太阳离我们有多远/47

24.为什么铁会生铁锈/49

25.为什么会有白天和黑夜/51

26.为什么夏天热，冬天冷/52

27.月亮为什么会跟着人走/55

28.天上的星星为什么不会掉下来/58

29.刺猬为什么会有刺/60

30.母鸡为什么会下蛋/62

31.月亮为什么有时候像弯钩，有时候像圆盘/64

32.我们为什么会生病/66

33.为什么飞机会像鸟那样在天上飞/68

34.为什么鱼只能在水里生活/71

35.为什么下雨时先看见闪电后听到雷声/73

36.彩虹为什么有那么多颜色/75

37.为什么天上的白云有那么多形状/77

38.人为什么要吃饭/79

39.风是怎样形成的/81

40.海水为什么会是蓝色的/83

41.筷子在有水的玻璃杯里为什么好像是断的/85

42.为什么我们人类要穿衣服而动物没有穿/86

43.为什么我们白天里没有看到太阳也能够看见东西/88

44.天上的星星能数得清吗/90

45.鞭炮为什么会爆炸/92

46.为什么受伤后流出的血是红色的/94

47.为什么阳光照在身上会觉得暖和/96

48.指南针是怎样指示方向的/98

49.显微镜和放大镜是怎么回事/100

50.叶子为什么是绿色的/103

51.声音是怎样产生和传播的/106

52.气球怎么会飞上天空/108

53.宇航员在太空中行走为什么很费劲/110

54.水能助燃的奥秘/112

55.为什么卫星能够绕着地球飞行/114

56.为什么北极星始终在北方/116

57.名不副实的水星是个欺世盗名者吗/118

58.喜欢随着太阳“打转”的可爱向日葵/120

59.能够预报天气的植物/122

60.鱼也睡觉吗/124

61.隐形飞机真能够隐形吗/126

62.罐头食品不易变质的原因/128

63.贝壳里怎么会长出珍珠/130

64.蜜蜂是怎样酿蜜的呢/132

65.为什么人会做梦/134

66.为什么黑色的花很少见/136

67.蝙蝠是怎样在黑夜飞行的/138

68.发烧——杀死病毒和细菌的战斗/140

69.奇妙的回音/142

70.蜘蛛丝真的比钢筋还坚韧吗/144

71.停在电线上的麻雀为什么不会触电呢/146

72.为什么我们坐在车里感觉窗外的物体是向后退/148

73.为什么坐过山车翻跟头也不会掉下来/150

74.人为什么会晕车/152

75.有那么多的生命需要氧气，为什么还用不完呢/154

76.木头为什么可以浮在水面上/156

77.地球会一直不停地转下去吗/158

78.蛇没有脚怎么会走/160

79.为什么冰总是结在水的表面/162

80.为什么涤纶衣服会冒火花/164

81.苹果为什么会从树上掉下/166

82.空气不空/168

83.月亮上到底有什么/170

84.照亮世界的钨/172

85.能看透人体的X射线/174

86.飞机为什么害怕小鸟/176

87.太阳脸上的黑斑/178

88.吃肉的植物/180

89.奥运圣火是怎么取得的/182

90.臭氧很臭吗/184

91.能在水中燃烧的金属——钾/186

92.地球上最长寿的是什么/188

93.太阳上的风暴/190

94.鱼为什么会有鳞/192

95.干冰是冰吗/194

96.流星是星星吗/196

97.植物的“防身术”/198

98.花朵也需要睡觉吗/200

99.光合作用的发现/202

100.牛郎织女能相会吗/204

101.干电池的电为什么不电人/205

102.地球的烟火表演——火山爆发/207

103.现在地球上为什么没有恐龙/209

104.地球上美丽的七巧板——大陆漂移说/211

105.彗星为什么拖着“尾巴”/213

106.为什么火车要在钢轨上行驶/215

107.神奇的太阳能/217

108.地球成长的特殊印记——化石/219

109.木乃伊是什么/221

110.秋天的树叶怎么有的发红有的发黄/223

111.美丽的北极光/224

112.动物的血都是红色的吗/226

113.星星为什么会眨眼/228

114.恒星中也有“矮子”/229

115.“开水不响，响水不开”/231

116.为什么穿不同颜色的衣服会感受到不同的热度/233

117.为什么我们需要呼吸空气/235

118.煮熟的饺子怎么会浮起来/237

119.黑色金子——煤/238

120.珊瑚是动物还是植物/240

121.高效的传播通道——光纤/242

122.别有洞天的细菌/244

4.人工降雨——使人类可以“呼风唤雨”

随着科学技术的不断发展，几千年来人类“布云行雨”的愿望，如今已成为现实。把天上的水实实在在地降到地面上来，不让它白白跑过去，这就是人工降雨，但更为科学的称谓是人工增雨。

首次实现人工降雨的科学家是杰出的美国物理化学家欧文·朗缪尔。1881年1月31日，欧文·朗缪尔生于美国纽约市布鲁克林。朗缪尔从小对自然科学和应用技术极感兴趣。他年轻时就有一个伟大的理想：实现人工降雨，使人类摆脱靠天吃饭的命运。朗缪尔十分理解干旱季节时农民盼雨的心情，面对农民求雨的目光，，面对茫茫无际的蓝天，他经过深人地研究，终于搞清了其中的奥秘。

云是由水汽凝结而成。而云的厚度以及高度通常由云中水汽含量的多少以及凝结核的数量、云内的温度所决定。一般来说，云中的水汽胶性状态比较稳定，不易产生降水，而人工增雨就是要破坏这种胶性稳定状态。通常的人工降雨就是通过一定的手段在云雾厚度比较大的中低云系中播散催化剂(碘化银)从而达到降雨的目的。一是增加云中的凝结核数量，有利水汽粒子的碰撞并增大。二是改变云中的温度，有利扰动并产生对流。而云中的扰动及对流的产生，将更加有利于水汽的碰并增大，当空气中的上升气流承受不住水汽粒子的飘浮时，便产生了降雨。

原来，地面上的水蒸气上升遇冷凝聚成团便是“云”。云中的微小冰点直径只有0.01毫米左右，能长时间地悬浮在空中，当它们遇到某些杂质粒子(称冰核)便可形成小冰晶，而一旦出现冰晶，水汽就会在冰晶表面迅速凝结，使小冰晶长成雪花，许多雪花粘在一起成为雪片，当雪片大到足够重时就从高空滚落下来，这就是降雪。若雪片在下落过程中碰撞云滴，云滴凝结在雪片上，便形成不透明的冰球称为雹。如果雪片下落到温度高于0℃的暖区就融化为水滴，成为雨。但是，有云未必就下雨。这是因为云中冰核并不充沛，冰晶的数目太少了。在当时人们中流行着一种观点：雨点是以尘埃的微粒为“冰”，若要下雨，空气中除有水蒸气外还必须有尘埃微粒。这种流行观点严重地束缚着人们对人工降雨的实验与研究。因为要在阴云密布的天气里扬起满天灰尘谈何容易。朗缪尔是个治学严谨、注重实践的科学家。开创了运用云和降水物理学原理，通过向云中撒播催化剂(盐粉、干冰或碘化银等)，使云滴或冰晶增大到一定程度，降落到地面，形成降水，又称人工增加降水。其原理是通过撒播催化剂，影响云的微物理过程，使在一定条件下本来不能自然降水的云，受激发而产生降水；也可使本来能自然降水的云，提高降水效率，增加降水量。撒播催化剂的方法有飞机在云中撒播、高射炮或火箭将碘化银炮弹射人云中爆炸和地面燃烧碘化银焰剂等。

人工降雨需要具备充分的条件。一般自然降水的产生，不仅需要具备一定的宏观天气条件，还需要满足云中的微物理条件，比如：0℃以上的暖云中要有大水滴，0℃以下的冷云中要有冰晶。没有这个条件，天气形势再好，云层条件再好，也不会下雨。然而，在自然的情况下，这种微物理条件有时就不具备，有时虽然具备但又不够充分。前者根本不会产生降水，后者则降雨很少。此时，如果向云中播撒人工冰核，使云中产生凝结或凝化的冰水转化过程，再借助水滴的自然碰并过程，就能产生降雨或使雨量加大。

“天有可测风云”，其含义不仅在于“人工降雨”，它还启发人们能合理地进行人工控制天气。朗缪尔对此也作了研究，他希望在暴风雨来临之前，运用人工控制的方法，将它消灭在萌芽状态。这一设想不仅合理而且可行，现在已得到了广泛应用。

5.潮起潮落的潮汐现象

凡是到过海边的人们，都会看到海水有一种周期性的涨落现象：到了一定时间，海水推波逐澜，迅猛上涨，达到高潮；过后一些时间，上涨的海水又自行退去，留下一片沙滩，出现低潮。如此循环重复，永不停息。海水的这种运动现象就是潮汐。法国文学称之为“大海的呼吸”。潮汐现象的特点是每昼夜有两次高潮，而不是一次，“昼涨称潮，夜涨称汐”。简而言之，“潮”指白天海水上涨，“汐”指晚上海水上涨，不过通常我们往往将潮和汐都叫做“潮”。

潮汐现象是指海水在天体(主要是月球和太阳)引潮力作用下所产生的周期性运动，习惯上把海面沿直向涨落称为潮汐，而海水在水平方向的流动称为潮流。

我们先来看看月球引潮力的两个构成因素。

第一个因素是月球的引力。万有引力定律告诉我们，宇宙中一切物体之间都是互相吸引的。月球和地球是一对天体，因此月球对地球存在着引力。在地球上不同的地方，月球的引力是方向不同、大小不等的。引力的方向指向月球中心，引力的大小因地球上各地距月球中心的距离而不同。

月球引潮力的第二个因素是地球绕地月公共质心转动而产生的离心力。由于月球对地球有引力，地球对月球也有引力，在地月之间就构成了一个互相吸引的引力系统，并有一个公共质心，位于距地心0.73倍地球半径的地方。地球除一刻不停地进行着自转和绕日公转外，它还要绕地月公共质心转动，产生离心力。这股离心力刚好和月球对地心的吸引力大小相等，方向相反，从而使地月之间能够保持一定距离。这种情况就好像人们用绳子拴住一块石头使其转动，石头受到人手对它的拉力，并在转动时产生了离心力，且与该拉力正好平衡。由于地球在绕公共质心运动时，地球上各点之间处于平动状态，所以在地球上的不同地方，这股离心力是方向相同、大小相等的。

月球引力和地球离心力是两种对立的力，两者结合起来产生的合力(矢量和)，就是月球使海水发生潮汐现象的力量，称为“月球引潮力”。月球引潮力在地球不同地方各不相同。在面向月球的直射点，引力大于离心力，两者合成的引潮力，使海水向上(向月球方向)运动，造成涨潮。在背向月球的对跖点，离心力大于引力，两者合成的引潮力，也使海水向上(背向月球方向)运动，也造成海水上涨现象。引力和离心力合成的引潮力向下(向地球中心)，使海水向下运动，造成海水下降现象。在地球自转过程中，地球表面上任何一点，都有经过两次的机会，因此在一个太阴日内常见的潮汐有两涨两落的现象。在我国的天下奇观中——钱塘江潮，就是潮汐的现象。

钱塘江潮，又叫海宁潮或浙江潮，位于杭州东北45千米海宁盐官镇。古时杭州观潮，以凤凰山、江干一带为最佳处。因地理位置的变迁，从明代起以海宁盐官为观潮第一胜地。每年中秋大汛，前来观潮的人日夜络绎不绝，闻名国内外。至今则钱塘潮水已名满天下，成为家喻户晓的著名旅游景点。观潮之日，尤在农历八月十八日前后几天，路上车如水流，人如潮涌。远眺钱塘江出海的喇叭口，潮汐形成汹涌的浪涛，犹如万马奔腾，至澉浦附近河床沙坎受阻，潮浪掀起三至五米高，潮差竞达九至十米，确有“滔天浊浪排空来，翻江倒海山可摧”之势。在不同的地段，可赏到不同的潮景：塔旁观“一线潮”，八堡看“汇合潮”，老盐仓可赏“回头潮”。如此壮丽景观，世上只有两处，钱塘江和南美洲巴西的亚马逊河，为古今中外观潮者所倾倒，称为“天下奇观”。唐代不少大诗人到过杭州，观赏过钱塘江怒潮，留下了赞美的诗篇。白居易(772～846年)在《咏潮》诗中云：“早潮才落晚潮来，～月周流六十回。不独光阴朝复暮，杭州老去被人催。”宋代，钱塘观潮之风更盛，弄潮活动更具规模。但弄潮活动相当危险，经常有人牺牲，造成悲剧。因此，当时也有人反对弄潮活动。早在北宋，蔡襄(1012～1067年)任杭州知府时，写就《戒约弄潮文》，文中日：“斗牛之外，吴越之中，惟江涛之最雄，乘秋风而益怒。乃其俗习，于此观游。劂有善泅之徒，竟作弄潮之戏，以父母所生之遗体，投鱼龙不测之深渊，自为矜夸，时或沉溺，精魂永沦于泉下，妻孥望哭于水滨，生也有涯，盍终于天命；死而不吊，重弃于人伦，推予不忍之心，伸尔无家之戒。所有今年观潮，并依常例。其军人百姓，辄敢弄佑，必行科罚。”南宋熙宁时，两浙察访使李承之也奏请禁止弄潮，但也没有收效。唐宋以后，钱塘观潮风俗持续不断，直到今天。明清有关观潮的诗、词、画等作品更层出不穷。由于江道变迁，钱塘观潮的最佳地点不断下移。唐宋时，观潮胜地在杭州。唐、宋的大文学家们均在杭州观潮，作诗作画。自明以后，观潮胜地已移到今海宁县盐官镇。20世纪70年代以来，要在盐官镇东10余千米的八堡才能看到最精彩的涌潮。

潮汐是所有海洋现象中较先引起人们注意的海水运动现象，它与人类的关系非常密切。海港工程，航运交通，军事活动，渔、盐、水产业，近海环境研究与污染治理，都与潮汐现象密切相关。尤其是，永不休止的海面沿直涨落运动蕴藏着极为巨大的能量，这一能量的开发利用也引起人们的兴趣。如潮汐发电。

P7-11

有哲人说过，人类的未来取决于我们对宇宙的了解程度。而少年的未来取决于他们对科学知识的了解程度。人类跨入了一个新世纪，科学也随之翻开了崭新的一页。青少年是新时代的骄子、新世纪的主人，因此应该让他们尽快地从浩瀚的科学知识海洋中，撷取更多适合他们了解和掌握的科学知识。

科学的诞生和人类的历史一样的久远。我们人类在地球上生活了700多万年。根据考古发现，大约距今30万年前，原始人就在制造石器的过程中，开始了认识自然、改造自然的实践活动。在距今一两万年前，原始人发明了新的劳动工具——弓箭。弓箭的发明人对人类社会的发展和科技的进步有着十分重要的作用。一方面利用弓箭有组织地狩猎，提高了生产效率，而剩余的猎物则被饲养起来，使人类由狩猎进入畜牧的时代；另一方面利用弓弦绕钻杆打孔的方法钻木取火，发明了摩擦生热的制火技术，不仅极大地提高了人类的生活质量，而且增加了生产的手段：用火炼制粘土，发明了制陶技术；用火熔化铜和铁，制造出金属农具，从而结束了人类一万多年迁徙不定的生活，进入了自给自足的农业社会，从而开始了人类五千年的文明史。

同时，科学是人类意识对客观自然的一种正确的认识，它是来源于实践(人类认识自然和改造自然的活动)，指导人类进行新一轮的实践并接受实践的检验，从而进行具体有续的整理的周而复始的过程。

科学知识是人类在改造世界的实践中所获得的认识和经验的总和，它包括经验知识和理论知识。人的知识是后天在社会实践中形成的，知识借助于一定的形式，或物化为某种劳动产品，可以交流或传递给下一代，成为人类共同的精神财富。知识主要有三种形式：自然科学知识、社会科学知识和思维科学知识。科学知识随社会的实践、科学的不断发展而发展。当代科学技术日新月异、千变万化，未来的科普必然更加基础化、综合化、社会化、网络化和国际化，只有在普及必要的科学知识上下功夫，才能以不变应万变，适应人才跨越式发展的需要。

就像世界上所有其他的存在一样，科学的存在也是有因果的，科学存在的具体形式是和它所要达到的目的紧密相联的。环顾我们周围的世界，从草木竹石到飞禽走兽，从戈壁草原到冰川湖泊，小至蝼蚁尘埃，大至日月星辰，世间的现象是如此的千变万化、无穷无尽，就像满地的珍珠，如若没有丝线相串，何以尽拾？科学也是这个道理，万物无穷而人力有限，理解事物的唯一办法就是简化。把许多现象归结为一个道理，窥一隅而知全貌就是一种最有效的简化。寻求对自然现象的这种简化是人类试图理解、预言和利用自然现象的最重要途径，也是科学朴素而优美的目标。

本书综合生物、宇宙和地球等科学的最新知识，引导你在结合课堂知识的基础上，去拓展知识空间，深入探索科学发展的脉络，提高科学思维的能力，获取科学精神的动力。我们力图用简洁、准确的文字，生动、形象的画面，把深奥、复杂的科学知识传达给青少年。可以说这是一本让孩子受益一生的科学知识读本。

在本书中，你可以仰观日食与月食的天文奇观，俯察海洋的怪脾气——厄尔尼诺现象，远眺海市蜃楼是怎么回事，近观电是怎样来的，为什么天空是蓝色的，太阳离我们有多远，“热岛”真有岛吗……

一天学习一点点，全面提升你的科学素质！同时也能让你树立学习科学的信心。还犹豫什么？一起来探讨大自然的奥秘吧，也许未来的科学家就是你！

编者

科学的灵感，决不是坐等可以等来的。如果说，科学上的发现有什么偶然的机遇的话，那么这种“偶然的机遇”只能给那些学有素养的人，给那些善于独立思考的人，给那些具有锲而不舍的精神的人，而不会给懒汉。

——华罗庚(中国)