中国石拱桥

    赵州桥非常雄伟，全长50.82米，两端宽9.6米，中部略窄，宽9米。桥的设计完全合乎科学原理，施工技术更是巧妙绝伦。唐朝的张嘉贞说它“制造奇特，人不知其所以为”。这座桥的特点是：（一）全桥只有一个大拱，长达37.4米，在当时可算是世界上最长的石拱。桥洞不是普通半圆形，而是像一张弓，因而大拱上面的道路没有陡坡，便于车马上下。（二）大拱的两肩上，各有两个小拱。这是创造性的设计，不但节约了石料，减轻了桥身的重量，而且在河水暴涨的时候，还可以增加桥洞的过水量，减轻洪水对桥身的冲击。同时，拱上加拱，桥身也更美观。（三）大拱由28道拱圈拼成，就像这么多同样形状的弓合龙在一起，作成了一个弧形的桥洞。每道拱圈都能独立支撑上面的重量，一道坏了，其他各道不致受到影响。（四）全桥结构匀称，和四周景色配合得十分和谐；桥上的石栏石板也雕刻得古朴美观。唐朝的张鷟说，远望这座桥就像“初月出云，长虹引涧”。赵州桥高度的技术水平和不朽的艺术价值，充分显示出了我国劳动人民的智慧和力量。桥的主要设计者李春就是一位杰出的工匠，在桥头的碑文里刻着他的名字。

地球“流浪”靠谱吗

    今年春节期间上映的电影《流浪地球》以“硬科幻”的特点收获大量好评。那么，这部电影中哪些说法具有较强的科学基础，哪些说法现在还只是幻想？

流浪，并非说走就走的旅行

    《流浪地球》中最惊天地泣鬼神的想象是，利用成千上万个行星发动机，帮助地球离开太阳系。这就得说说让地球离开太阳系需要多少能量了。

    “地球绕太阳运行，离开太阳系，要能够摆脱太阳的引力势能束缚，所需能量可以计算得到，大概是2.65×10³³焦耳。”南京大学天文与空间科学学院教授周礼勇分析。

    而当前人类生产的能源，可以拿全球发电量来估计。据统计，2017年全球总发电量大概是25571TWh，大约合9.21×10¹⁹焦耳。

    “也就是说，如果把现阶段全球所有的发电量都用来推动地球离开太阳，需要连续工作2.88×10¹³年，即近29万亿年。而宇宙年龄大概是130亿年。”周礼勇说。

    总之，带着地球去流浪，可不是说走就走的旅行。如果行星发动机要承担这一任务，那得无比厉害才行。

重核聚变，目前只是科幻

    在《流浪地球》中，行星发动机实现上述任务，靠的是重核聚变技术。

    中国工程物理研究院研究员蒙大桥告诉科技日报记者，核聚变是指两个轻核素反应，聚合成一个质量素更重的核素。重核只能分裂生成两个轻于母核的核素。比如，铀-235裂变后会成质量为95—105的元素。

    “从现代核物理知识来看，90号以上的元素有裂变趋势，10号以下的元素有聚变趋势。若要重核发生聚变，目前没理论和实现条件。”蒙大桥说。

    看来，这样的行星发动机，目前只能出现在科幻中了。

    《流浪地球》的结尾十分惊险刺激：眼看地球离木星越来越近，情况万分危急，航天员刘培强驾驶载着燃料的空间站，点燃了木星上的氢气漩涡。

    对此，中科院高能物理所研究员张双南支招说，他有更好的点燃木星的办法：例如，可以用高功率激光器点燃木星，毕竟核聚变反应需要使用高功率激光器点火。

    “理论上可以，但需要功率足够强大才行。”蒙大桥分析说，按照这一思路，点燃木星的速度确实更快，但惊险程度就会少了几分。

    太阳什么时候会灭亡

    电影里，人类面临的最大问题是，太阳急速老化，不断膨胀，导致地球不适合人类生存，因此要去寻找新的家园。但是现实中太阳也会如此吗？

    从恒星的演化规律上来讲，太阳是会有熄灭的一天，不过是在遥远的50亿年之后。简单来讲，当太阳核心中的氢燃烧殆尽，生成氦元素在引力的作用下坍缩，释放的能量进一步升高温度，点燃核心周围的氢壳层，然后太阳迅速膨胀，成为一颗红巨星。

    有理论认为，太阳演化生成的红巨星非常巨大，最远能够膨胀到地球轨道。这样，水星、金星和地球都会逐渐坠入太阳而毁灭。其实，早在太阳吞噬掉地球之前，地球上的海洋早已被膨胀的红巨星烤干，不复存在。

    凌晨（科幻作家）：科幻作品中的科学，更多指的是科学思维、科学方法，而不是现有的科学理论。科幻作品的科普功能，更多是激发公众对科学产生兴趣，而不是对现有科学技术进行讲解说明。可以确定的是，国产科幻电影引起这么热闹的讨论，还是第一次。包括科学家在内的很多观众对其中的科学情节“揪”着不放。探讨过程中，一些干巴巴的科学问题也变得有趣起来。尽管带着地球去流浪并不现实，但它所引发的公众对科学的关注，已足以令人欣慰。

大自然的语言（节选）

    ①几千年来，劳动人民注意了草木荣枯、候鸟去来等自然现象同气候的关系，据以安排农事。杏花开了，就好像大自然在传语要赶快耕地；桃花开了，又好像在暗示要赶快种谷子。布谷鸟开始唱歌，劳动人民懂得它在唱什么：“阿公阿婆，割麦插禾。”这样看来，花香鸟语，草长莺飞，都是大自然的语言。

    ②这些自然现象，中国古代劳动人民称它为物候。物候知识在中国起源很早。古代流传下来的许多农谚就包含了丰富的物候知识。到了近代，利用物候知识来研究农业生产，已经发展为一门科学，就是物候学。物候学记录植物的生长荣枯，动物的养育往来，如桃花开、燕子来等自然现象，从而了解随着时节推移的气候变化和这种变化对动植物的影响。

    ③物候现象的来临决定于哪些因素呢？

    ④首先是纬度。 越往北桃花开得越迟，候鸟也来得越晚。值得指出的是物候现象南北差异的日数因季节的差别而不同。中国大陆性气候显著，冬冷夏热。冬季南北温度悬殊，夏季却相差不大。在春天，早春跟晚春也不相同。如在早春三四月间，南京桃花要比北京早开20天，但是到晚春五月初，南京刺槐开花只比北京早10天。所以在华北常感觉到春季短促，冬天结束，夏天就到了。

    ⑤经度的差异是影响物候的第二个因素。凡是近海的地方，比同纬度的内陆，冬天温和，春天反而寒冷。所以沿海地区的春天的来临比内陆要迟若干天。如大连纬度在北京 以南约1°，但是在大连，连翘和榆叶梅的盛开都比北京要迟一个星期。又如济南苹果开花在四月中或谷雨节，烟台要到立夏。两地纬度相差无几，但烟台靠海， 春天便来得迟了。

    ⑥影响物候的第三个因素是高下的差异。植物的抽青、 开花等物候现象在春夏两季越往高处越迟，而到秋天乔木的落叶则越往高处越早。不过研究这个因素要考虑到特殊的情况。例如秋冬之交，天气晴朗的空中，在一定高度上气温反比低处高，这叫逆温层。由于冷空气比较重，在无风的夜晚，冷空气便向低处流。这种现象在山地秋冬两季，特别是这两季的早晨，极为显著，常会发现山脚有霜而山腰反无霜。在华南丘陵区把热带作物引种在山腰很成功，在山脚反不适宜，就是这个道理。

    ⑦此外，物候现象来临的迟早还有古今的差异。根据英国南部物候的一种长期记录，拿1741到 1750年十年平均的春初七种乔木抽青和开花日期同1921到1930年十年的平均值相比较，可以看出后者比前者早九天，就是说，春天提前九天。