低溫和超低溫世界的奇妙

高峰

一提起“低溫”，人們就會(huì)聯(lián)想到“冷”。在中國，黑龍江省的漠河最冷，測得的最低氣溫為-53.3℃，那里北風(fēng)凜冽，滴水成冰。然而，這在自然界中是遠(yuǎn)遠(yuǎn)算不上嚴(yán)寒地帶的。1967年，挪威科學(xué)家在南極點(diǎn)附近記錄到的氣溫，是-94.5℃。月球上背向太陽那一面的溫度是-160℃，真是一個(gè)名副其實(shí)的“廣寒宮”。但這些還都不能算冷。那么，最冷的地方在哪兒呢？

最冷的地方在科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)室里。1895年，德國科學(xué)家林德最先完成了空氣的液化，達(dá)到了-190℃。1980年，荷蘭科學(xué)家翁納斯最先將最難液化的氦氣液化，獲得了-269℃的低溫。后來，將液態(tài)氦強(qiáng)烈抽氣，又達(dá)到了-272℃。而目前最低的溫度，是近年來使原子核去磁獲得的。這個(gè)溫度距絕對零度，即-273.15℃，只差三千萬分之一！

科學(xué)家煞費(fèi)苦心地把溫度降到這樣低的目的何在呢？就是為了探索自然界的奧秘，讓它造福于全人類。

許多物質(zhì)在低溫下會(huì)呈現(xiàn)出種種奇特的景象。例如，在-194.5℃，空氣竟變成了淺藍(lán)色的液體，叫做液態(tài)空氣。把梨在液態(tài)空氣里浸過以后，它就變得像玻璃一樣脆；而雞蛋、石蠟在液態(tài)空氣里，則會(huì)像螢火蟲一樣射出熒光。在-200℃～-100℃的溫度下，汽油、煤油、水銀、酒精都變成了硬邦邦的固體，二氧化碳則變成了雪白的結(jié)晶體；平時(shí)富有彈性的橡皮變得很脆，用錘子敲打它，立即變?yōu)榉勰患词箞?jiān)韌的鋼鐵，在低溫下也能變成“豆腐”……科學(xué)家利用許多物質(zhì)在低溫下變脆這一特性，發(fā)明了一種低溫粉碎新技術(shù)。譬如廢鋼鐵回?zé)?、廢塑料重新壓注、廢橡膠的再生都需要粉碎，如在常溫下粉碎，得費(fèi)九牛二虎之力，但若讓它們處于低溫下就很容易粉碎了。

一些金屬和化合物（如水銀、鈮三鍺、鋇鑭銅氧、鋇釔銅氧）用液態(tài)氡或液態(tài)氫等作為冷卻劑冷卻至極低的溫度時(shí)就會(huì)失去電阻，這就是超導(dǎo)性。具有超導(dǎo)性的物體被稱為超導(dǎo)體。利用物質(zhì)的超導(dǎo)性，我們可以制成許多妙不可言的裝置：撤去電源仍永保磁性的強(qiáng)大磁鐵；完全無摩擦的陀螺儀；看得見原子的電子顯微鏡等等?？茖W(xué)家還利用超導(dǎo)體的抗磁性，研制了磁懸浮列車，消除了車輪與車軌間的摩擦力，使其運(yùn)行速度可達(dá)每小時(shí)500千米-800千米，在真空隧道中時(shí)速則可高達(dá)2250千米，比一般的飛機(jī)還快。利用超導(dǎo)體制成的“超導(dǎo)”強(qiáng)磁計(jì)是一種非常靈敏的磁探測裝置，比現(xiàn)有儀器的精度能提高100倍-1000倍。把它裝在海邊可發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的潛艇，而潛艇上的任何儀器卻無法覺察。

在醫(yī)學(xué)上，低溫更具有奇特的妙用。降低病人體溫后施行心臟外科等重大手術(shù)，既可減少流血，又能減輕病人痛苦。醫(yī)生還在試驗(yàn)用低溫來“凍死”癌細(xì)胞。更奇妙的是，在接近絕對零度時(shí)，生命可以永久保存。因此，美國已開始進(jìn)行“冷凍”生命的實(shí)驗(yàn)。他們把因患絕癥而行將死亡的病人進(jìn)行冷凍，為了防止體液結(jié)冰時(shí)膨脹而使細(xì)胞破裂，以一種化學(xué)液體取代血液。當(dāng)抽出最后一滴血時(shí)，身體已被冷凍到-196℃，然后裝進(jìn)一個(gè)不銹鋼的設(shè)備里，放進(jìn)-200℃的控制室。科學(xué)家設(shè)想，等到將來醫(yī)學(xué)技術(shù)能夠醫(yī)治這樣的病癥時(shí)，再把他們解凍，讓他們重返人間。這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)如果獲得成功，那該有多么誘人的前景啊！

美國于1977年發(fā)射的“旅行者”探測器，估計(jì)要經(jīng)過4萬年才能到達(dá)和太陽系最接近的比鄰星系。顯然，只有在宇宙飛船起飛時(shí)就把人用超低溫技術(shù)“冷凍”起來，到快接近目的地時(shí)再把溫度迅速升高，使宇航員“復(fù)活”，才能執(zhí)行征服遙遠(yuǎn)恒星的使命。這又是一個(gè)么大膽而迷人的設(shè)想！