低溫和超低溫世界的奇妙

高峰

一提起“低溫”，人們就會聯(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℃，那里北風凜冽，滴水成冰。然而，這在自然界中是遠遠算不上嚴寒地帶的。1967年，挪威科學家在南極點附近記錄到的氣溫，是-94.5℃。月球上背向太陽那一面的溫度是-160℃，真是一個名副其實的“廣寒宮”。但這些還都不能算冷。那么，最冷的地方在哪兒呢？

最冷的地方在科學家的實驗室里。1895年，德國科學家林德最先完成了空氣的液化，達到了-190℃。1980年，荷蘭科學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)氦強烈抽氣，又達到了-272℃。而目前最低的溫度，是近年來使原子核去磁獲得的。這個溫度距絕對零度，即-273.15℃，只差三千萬分之一！

科學家煞費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。

許多物質在低溫下會呈現(xiàn)出種種奇特的景象。例如，在-194.5℃，空氣竟變成了淺藍色的液體，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晶體；平時富有彈性的橡皮變得很脆，用錘子敲打它，立即變?yōu)榉勰患词箞皂g的鋼鐵，在低溫下也能變成“豆腐”……科學家利用許多物質在低溫下變脆這一特性，發(fā)明了一種低溫粉碎新技術。譬如廢鋼鐵回煉、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就會失去電阻，這就是超導性。具有超導性的物體被稱為超導體。利用物質的超導性，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。科學家還利用超導體的抗磁性，研制了磁懸浮列車，消除了車輪與車軌間的摩擦力，使其運行速度可達每小時500千米-800千米，在真空隧道中時速則可高達2250千米，比一般的飛機還快。利用超導體制成的“超導”強磁計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)遠距離的潛艇，而潛艇上的任何儀器卻無法覺察。

在醫(yī)學上，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，既可減少流血，又能減輕病人痛苦。醫(yī)生還在試驗用低溫來“凍死”癌細胞。更奇妙的是，在接近絕對零度時，生命可以永久保存。因此，美國已開始進行“冷凍”生命的實驗。他們把因患絕癥而行將死亡的病人進行冷凍，為了防止體液結冰時膨脹而使細胞破裂，以一種化學液體取代血液。當抽出最后一滴血時，身體已被冷凍到-196℃，然后裝進一個不銹鋼的設備里，放進-200℃的控制室。科學家設想，等到將來醫(yī)學技術能夠醫(yī)治這樣的病癥時，再把他們解凍，讓他們重返人間。這項實驗如果獲得成功，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，估計要經(jīng)過4萬年才能到達和太陽系最接近的比鄰星系。顯然，只有在宇宙飛船起飛時就把人用超低溫技術“冷凍”起來，到快接近目的地時再把溫度迅速升高，使宇航員“復活”，才能執(zhí)行征服遙遠恒星的使命。這又是一個么大膽而迷人的設想！