一把尺子測金字塔

一提到現代物理學的測量，許多人的腦海里可能就會出現一些非常復雜、高級、精密的儀器，也就是人們通常認為的所謂“高精尖”儀器。事實上，測量工作是否需要使用“高精尖”儀器，不能一概而論。在一些特殊場合和情況下，即便沒有先進的測量儀器，依據基本的物理知識，同樣也能夠進行測量，完成有價值的科研工作。

下面這些真實、有趣的小故事便很能說明這個問題。大家從中不難體會到，靈活利用身邊現有的條件解決測量難題的科學性、可能性和重要性。

一把碎紙屑巧測核爆威力

美國物理學家費米是一位享有盛名的原子物理學家，他不僅在理論方面具有很深的造詣，在實踐經驗方面更是碩果累累。在現代物理學家中，像費米這樣“文武兼備”的奇才，可以說很難找到第二個。

在第二次世界大戰期間，出生于意大利的費米只身從意大利來到了美國，參與和領導了該國原子彈的研發工作。經過艱辛努力，世界上的第一顆原子彈終于被研發制造出來，即將進入爆炸試驗階段。原子彈的爆炸威力究竟有多大？雖然從理論上可以計算出精確結果，但畢竟沒有經過爆炸實際檢驗，參與原子彈研發工作的科學家們的心中也沒有底。

1945年7月6日，世界上首顆原子彈在美國新墨西哥州南部的沙漠中進行了試爆。費米也在現場，他悄悄地向口袋里塞了一把撕得粉碎的紙屑。旁邊的工作人員看到費米的這個舉動，感到非常奇怪，不知他到底想干什么。正待上前詢問時，只見一道強烈的閃光把漆黑的夜空照得比白晝還要明亮；緊接著，便是震耳欲聾的爆炸聲；往遠處眺望，一朵巨大的蘑菇云騰空而起。原子彈爆炸試驗成功了！當研發人員還處于高度興奮之中時，原子彈爆炸引起的強大沖擊波到來了。就在這時候，只見費米飛身躍出掩體，一邊向前疾速奔跑，一邊不慌不忙地從口袋里掏出了那把碎紙屑，向空中拋撒出去。一陣狂風把紙屑吹到了很遠的地方。費米一邊向空中拋撒碎紙屑，一邊數著自己的步子；然后，根據紙屑飄落的時間和特定步幅的長度，費米粗略測算出了紙屑飄落的速度，再由這個速度估算出空氣受熱劇烈膨脹所產生的沖擊波的能量，從而計算出第一顆原子彈爆炸所釋放的能量——相當于2萬噸TNT炸藥爆炸。令人驚嘆不已的是，費米的估算與采用精密儀器測量所得出的結果基本一致，二者互相驗證，數據比較可靠。

為什么費米只用了一把碎紙屑就能得到如此精確的測量結果呢？原來，費米事先測量了紙屑在8級大風下的飛行距離，據此推算出原子彈爆炸時產生的沖擊波的強度，在此基礎上，估算出原子彈爆炸的威力。

一塊殘瓦暴露核爆溫度

無獨有偶。l945年8月6日，日本廣島遭到人類歷史上第一顆用于實戰的原子彈轟炸。

核爆發生后，一位名叫仁科的日本原子物理學家受命前去調查。幾年前在歐洲從事科研工作時，仁科就對原子彈有所耳聞，只是并不清楚這種神秘武器究竟有多大威力。雖然到廣島現場調查時并沒有攜帶任何測量儀器，但仁科還是很快測算出了原子彈爆炸時的高度和爆炸中心區的溫度。

原來，他發現，在靠近爆炸中心的地方，瓦片都被燒熔了一層。一般來說，瓦片只有在數千攝氏度的高溫條件下才會熔化。仁科就是根據瓦片被燒熔的厚度，估計出了爆炸時的溫度。另外，仁科還觀察到殘余的墻上印著一些人和樹的影子，這是強烈的光線輻射上去的。根據這些影子的投射角度，仁科估算出了原子彈爆炸時所在的方位和高度。

事實上，仁科的估算與后來測定的準確數據之間誤差不超過3％。沒有憑借任何測量儀器，仁科就得出了如此精確的測量結果。這不能不說是測量史上的一個奇跡。

一把尺子巧測金字塔

古埃及的金字塔高聳入云，蔚為壯觀，令人嘆為觀止。金字塔究竟有多高呢？在古代，這是一個難解之謎。直到有一天，古希臘哲學家和科學家泰勒斯來到金字塔下。

艷陽當空，陽光燦爛。吃過早飯，泰勒斯和他的助手僅帶了一把尺子就來到了金字塔下。

開始時，由于太陽斜射，人在地面上投下的影子很長，隨著太陽不斷升高，人的影子越來越短。當助手測得泰勒斯的影子的長度與其身高恰好一致時，泰勒斯立即在金字塔的影子的末端做上了記號，并用尺子測量出金字塔影子的長度。隨后他當眾宣布：這個影子的長度就是金字塔的高度。塔下的人群沸騰了，大家都被這位偉大科學家的聰明智慧所震撼。

當然，現在我們知道這只不過是一個很簡單的道理，泰勒斯是利用簡單的三角形全等的原理，但你要知道這可是在公元前6世紀發生的事情，在當時確實是一個了不起的創舉。