最新解密已被破解的十大世界未解之谜你知道几个?

据国外媒体报道,随着科学技术的日新月异,许多让科学家数十年、甚至数百年都无法解释的科学之谜现已找到了答案。目前,美国媒体列举出了科学家近年内揭示的十项科学发现,将这些之前的“未解之谜”的谜底向世人揭晓,其中包括:蜜蜂的飞行之谜、具有科幻传奇色彩的水晶头骨之谜、鲨鱼处女产子等。

许多人对水晶头骨的认识源自电影《印地安那-琼斯和水晶头骨王国》,该电影中水晶头骨是神秘外星人的头骨,这些外星人缔造了远古人类文明。虽然在现实中考古学家并不能确定水晶头骨来自外星体,但之前13个神秘水晶头骨确实让人们迷惑不解,它们大多出现在中美洲洪都拉斯、墨西哥等地,人们将它们与神秘的玛雅文明和金字塔相连接在一起。水晶头骨都是用高纯度透明水晶制成,上面没有任何明显的工具切割迹象,它们在制作时完全没有考虑到水晶的自然轴,这在现今的科学技术也很难办到。如果将激光射入水晶头骨的鼻腔时,头骨就会发出光芒,表面出头骨的棱镜作用。

2008年,由英国和美国科学家组成的研究小组使用电子显微技术和X射线结晶技术对大英博物馆和美国史密森尼博物馆内珍藏的水晶头骨进行了检测,头骨表面的详细分析显示在眼眶、牙齿和头盖骨附近有极细微旋转划痕,很明显这种切割打磨技术源自一种叫做“旋转轮”的珠宝加工设备,而古玛雅人并未掌握这种加工技术,这种工具在前哥伦布时代的美洲大陆上根本不存在。研究人员推断这些水晶头骨是在欧洲加工制造,其材料是巴西无色水晶。很可能是这些水晶头骨制造完成后以古玛雅阿芝台人的神秘遗物出售给收藏家,目前许多博物馆都取消了水晶头骨展示,对其来源产生置疑,认为它并不具备考古研究价值。

有趣的事实:13个神秘水晶头骨在世界各地散布着,其中最着名的一颗水晶头骨就是“末日头骨”。1924年,这颗水晶头骨被安娜-米切尔-海吉斯(Anna Mitchell-Hedges)持有,她是从养父——英国探险作家F.A-米切尔-海吉斯(F.A. Mitchell-Hedges)那里继承的。据安娜称,这颗水晶头骨的历史可追溯至3600年前,头骨的眼睛可以释放出蓝色光芒,当它摆放在计算机旁时,曾多次导致计算机硬盘“崩溃”。目前,这颗水晶头骨从未接受任何实验检测,原因是现持有人并不允许这样做。

2001年,一条双髻鲨在美国内布拉斯加州亨利-多利动物园内产下小鲨鱼,令科学家难以理解的是这条雌鲨鱼所生活的水族缸内都是三条雌鲨鱼,它们在水族缸内已生活了3年时间,没有雄鲨鱼与它发生交配是如何产下小鲨鱼的呢?

一些科学家认为解释该现象的一种理由是雌鲨鱼可以存储雌鲨鱼的进行受精,还有的科学家认为鲨鱼能够通过罕见的单性生殖方法(无需直接孕育)实现无性繁殖。最终2007年科学家通过DNA测试揭开了谜底,这条小鲨鱼并没有父亲,它是迄今发现的第一条无性繁殖的鲨鱼。

有趣的事实:2008年,科学家在美国维吉尼亚海洋&水族馆科学中心证实的第二例鲨鱼无性繁殖现象,一条5英尺长、94磅重的大西洋黑鳍死于未知并发症,在尸体解剖过程中,水族馆工作人员吃惊地发现其腹内有一条10英寸长的小鲨鱼。DNA测试显示这个小鲨鱼胚胎并未携带来自雄性鲨鱼的遗传基因。

在“泰坦尼克”号沉没之后的几天,营救人员在北大西洋发现了一具男童尸体,但当他被埋葬于加拿大新斯科舍省时也未被鉴别身份,只得在墓碑上标注着“未知男童”。2001年,加拿大安大略湖湖滨大学研究人员批准可以对这具男童尸体进行挖掘分析,通过咨询“泰坦尼克”号的旅客名单,将这位未知男童的身份缩小至四个儿童中的一个——戈斯塔-保尔逊、艾诺-帕努拉、尤金-赖斯和西德尼-古德温,最初推断这个男童尸体是艾诺-帕努拉,然而2007年一项新的检测显示这并不正确。许多先进的DNA测试显示尸体牙齿与古德温的亲戚DNA完全吻合,从而证实这个未知男童就是西德尼-古德温。

有趣的事实:营救船上的海员发现这具男童尸体时感到非常难过,并筹集钱财为他建造一个墓碑。1912年5月4日,男童尸体被埋葬,在他的棺材上放置了一个铜垂饰,在垂饰上海员上刻了“我们的孩子”的字样。

生活在海底2500米深处的管眼鱼有着奇特的外观特征,它的管状眼睛能够收集深海的光线,但是对于这种眼睛结构的作用却让科学家们十分迷惑不解,这种管状眼睛结构只能看到眼前的目标,它如何在深海环境下捕食生存呢?

今年3月份,科学家使用远程操作仪器对海下600-800米深处的管眼鱼进行了研究,他们发现了之前一项未知事实——它的头部呈透明状,眼睛能够自如地旋转,这种透明头部结构扩大了它的视野范围,它还可以看到头部以上的猎物。据悉,管眼鱼首次被发现是在1939年,但由于渔船从不同深海域用渔网打捞鱼,这种头部透明的鱼未被及时发现就已死亡了。

有趣的事实:从图片上看,人们通常都会认为在其头部前端的两个小洞就是眼睛,其实这并不是它的眼睛,它的眼睛是绿色的圆体结构位于头部前端。它们的眼睛被周围一圈充满液体的透明物质给保护起来了,这些透明物质甚至还覆盖其整个头顶。

1780年5月19日,“新英格兰”和部分加拿大地区观测到不同寻常的“黑日”,由于那个时代的科学知识十分落后,英国许多人都将这一现象以宗教信仰相联系起来。甚至直到今日“新英格兰黑日”仍被许多人认为与超自然现象有关。据悉,新英格兰地区,也被称为“纽英仑”,是位于美国大陆东北角、濒临大西洋、毗邻加拿大的美国6个州。

二百多年来,科学家提出了不同的解释,他们曾讨论认为这可能是火山喷发或天空出现的剧烈变动。2008年,近230年之后美国密苏里州立大学的研究人员结合当时的书面记录和被火烧损的树环迹象,断定黑日是由于加拿大严重的野火导致的。在18世纪80年代发生的严重火灾杀死了活着的生物,不仅烧毁了大面积的森林,火势的热量蔓延灼热了许多树皮,几年之后这些受损的树木进行树皮脱落,从而揭示了附近曾遭受过严重火灾。研究人员对安大略湖南部的阿尔冈昆高地和许多地区进行了研究分析,发现在当时该地区曾遭受过严重的火灾。正是这场大火灾影响了英百公里高空的大气层状况,较大的烟柱产生,进入大气层顶部后形成了“新英格兰黑日”。

有趣的事实:据历史记录资料称,“新英格兰黑日”来临使人们不得不在中午用餐时点燃蜡烛,夜鸟来到歌唱,鲜花闭合了花瓣,动物出现了异常现象。

位于希腊雅典附近的埃匹多拉斯剧场建造于公元前4世纪末,是迄今保存完好的古代剧场之一。即使在二千多年前,这座剧场仍具有非常好的声学效果。在没有扩音设备的条件下,演员的表演能够让剧场1.5万所有观众清晰地听到。为了证实该剧场的声学效果,研究小组的研究人员分散在剧场内,试着测试从剧场中心传来声音的强弱,试图揭示为什么古代建筑条件较差的状况下,仍能建造出如此专业声学效果的剧常多年以来这一直是一个谜团,曾有研究人员认为很可能是风流促进声音的传播。

直到2007年,该剧场声学之谜才被解开,美国佐治亚理工学院的研究人员发现剧场座位的石灰岩材料具有滤波效应,可以抑制低频声音,将背景噪声降至最小化,因此剧场的1.5万个座位就相当于“声音诱捕器”。但目前研究人员仍不清楚古代希腊人是如何意识到石灰岩具有滤波效应的。

有趣的事实:埃匹多拉斯剧场的舞台是一个完美的圆形,其直径为19.5米,一个圆形底座放在舞台的正中心位置,很可能放置着供奉希腊酒神狄厄尼索斯的祭坛。

火星西多尼亚(Cydonian)地区的奇特地形深深地吸引了科学家,该地区的一些山丘看上去非常像一张人的面孔,也有科学家猜测这可能是火星智能生命的杰作。这张“火星之脸”的太空照片第一次拍摄是由1975年“海盗1号”太空船拍摄的,其他几张照片包括1976年拍摄的西多尼亚平顶山地形。从第一张照片来看的确像一张人类的面孔,但是之后拍摄的照片却截然不同,科学家认为这可能是由于不同太阳光线照射角度所形成的。这一发现吸引了地球之外智能生命研究机构的关注,部分研究人员认为这张人脸地形可能证实了长久湮灭的火星文明的存在。但多数科学家仍坚持认为“火星之脸”只是不同视觉效果形成的。

2003年,欧洲宇航局发射了“火星快车号”宇宙飞船,科学家结合该宇宙飞船高清晰立体摄像仪的观测数据和“火星之脸”的3D图像进行了深入分析,最终证实之前的人类面孔只是太阳光线照射和拍摄角度不同所形成的,如图下面照片所示,山丘残余部分形成于山崩滑体和较早的山丘残余部分,并没有呈现出具体的面孔形状。

有趣的事实:火星西多尼亚地区的地形结构让行星科学家产生了浓厚兴趣,位于过渡地带的平顶山在南部多坑高地和北部平滑的低地之间,许多研究人员认为其北部平原在火星远古时期很可能是海洋。

国际象棋已发明400多年,深受数百万棋迷的喜爱。这种棋的步法十分复杂,自从1989年计算机昼夜不停地计算破解了国际象棋5亿种可能的走法,1992年一种计算程序勉强击败了世界国际象棋冠军马里恩-廷斯利(Marion Tinsley),廷斯利曾被人们认为是当今世界上最优秀的国际象棋选手。最终在2007年由美国艾伯特大学研究人员研制的一种叫做“切努克”(Chinook)的计算机程序在国际象棋中能够有出色表现,2007年“切努克”程序在200个台式计算机上进行高峰运行,能够运算得出对手每一步的对攻走法。如果对手是完美的高手,在比赛中一步也不出错,该程序也将战成平手。

有趣的事实:国际象棋深得人们的喜爱,2007年研究人员研制的“切努克”程序是迄今解决的世界上最复杂的游戏之一。

2150年前一块圆形泥土碑匾在伊拉克境内发现,该地区是古代亚述(西南亚洲底格里斯河流域的古国)首都尼尼微,碑匾上是苏美尔人使用象形文字描绘的星空图像和一些古代文字。数十年以来科学家们都未曾解释这个圆形泥土碑匾上的内容。2008年,布里斯托尔大学两位科学家——艾伦-邦德(Alan Bond)和马克-亨普塞尔(Mark Hempsell)最终成功地翻译了上面的象形文字,这块碑匾记录了一位苏美尔天文学家的星空笔记簿,并提及此次星空描绘记录时间是公元前3123年(罗马儒略历)6月29日。

有趣的事实:这块圆形泥碑匾同时揭示了另一项惊人发现——显示了双鱼星座的轨迹,图案内容显示双鱼星座内的小行星以错误的运行轨迹碰撞在奥地利科费尔斯地区。科费尔斯是阿尔卑斯山脉最大的岩滑体,但是目前这里并没有陨坑,并不像泥碑匾上所描述的存在陨石碰撞弹坑。然而从泥碑匾上收集的信息来看,小行星的轨迹将解释为什么这里没有陨坑。小行星碰撞的角度非常低,只有6度,因此天文学家指出,在该小行星最终抵达碰撞地点之前与一个叫做甘姆斯科吉尔的山脉发生碰撞并导致小行星爆炸,这将解释为什么小行星碰撞地面时没有形成陨坑。

之所以将蜜蜂的飞行之谜列在十大揭示的科学之谜的第一位,是因为这项研究让人们受倍启发,对蜜蜂的生活习性有更深入的了解。伴随着我们不断地成长,蜜蜂是日常生活中经常看到的昆虫之一,我们会提出疑问——从蜜蜂的翼展和体重比例上来看,空气动力学很难支持它们飞行。过去科学家提出的多种理论都无法正确解释蜜蜂如何实现飞行。

支持它们飞行。过去科学家提出的多种理论都无法正确解释蜜蜂如何实现飞行。最终2005年科学家在获得高速拍摄技术和蜜蜂翼展力学模型的协助下,科学家能够解释蜜蜂复杂的飞行之谜。蜜蜂拍打翅膀的频率很高,可达到每秒230次,比更小的昆虫还要快。他们的分析揭示非传统的短波浪式翅膀拍打方式足以让它的身体浮在空中。

有趣的事实:为了理解蜜蜂如何在飞行时能够浮起沉重的身体,研究人员强迫让蜜蜂在一个充满氧气和氦气混合气体的小封闭舱室内飞行。这个舱室的气体密度比普通空气低,蜜蜂如果还持续之前的翅膀拍打速率则很难维持飞行,这就要求蜜蜂必须更快地拍打翅膀,使科学家有机会观测到蜜蜂的翅膀和身体处于压力状态下,便于观测蜜蜂超级缓慢的翅膀拍打动作。

一则关于水晶的扫盲贴

从《西游记》故事里的“水晶宫”,到项下腕间对应着色彩招财、招桃花的水晶饰品,有着梦幻色彩的水晶,却是宝石中相对亲民的品种。水晶的颜色为何如此丰富多彩?水晶与玻璃如何鉴别?现实中是否真的有水晶建筑?水晶又为什么险些成了潜艇克星?来一起读个扫盲贴,了解下这熟悉的陌生人。本文摘自《石头记》,由澎湃新闻经北京大学出版社授权发布。

在古人眼里,水晶是“千年之冰所化”“水之精灵”,是建造水底龙宫的材质,只要嘴里含上一块就能够止渴,甚至还有人相信透过它可以看到千里之外的世界。水晶是什么?真的和水有关么?

《山海经》中记载:“堂庭之山多水玉。”南宋诗人杨万里有诗曰:“西湖野僧夸藏冰,半年化作真水精”。此处的“水玉”和“水精”都是水晶之别称。屈原曾赋诗赞美水晶曰:“登昆仑兮食玉英,与天地兮同寿,与日月兮同光。”这里的玉英也是水晶的别称。唐代诗人崔珏写诗赞誉一块水晶做成的枕头:“千年积雪万年冰,掌上初擎力不胜。南国旧知何处得?北方寒气此中凝。”诗中极其形象地描绘出水晶的特殊魅力,它仿佛是千年积雪、万年寒冰变成的美玉,澄澈的晶体似乎容纳了南方秀美怡人的风景和北方沁人心脾的凉爽,构成了一幅绝美的晶中世界。

对于水晶的早期认识,中西方的观点基本一致。据说,罗马人最早在阿尔卑斯山上发现了水晶,由于山高陡峻而且四季积雪,他们也认为水晶是冰变成的。

水晶与石英我们现在知道,水晶跟水没多大关系,也不一定就是无色透明的,从其矿物成分上来看,它只不过是石英,即二氧化硅,化学式为SiO2,这种矿物是地球上数量最多的矿物之一,按照体积来计算,石英矿物占到了整个地壳的11.9%。当我们踩在海边的沙滩上,脚下细腻的沙粒大部分都是二氧化硅。但是结晶完美的石英超凡脱俗,成了一种最纯净的宝石。水晶不仅深受古人喜爱,也得到现代人的追捧。小块儿的可以做成吊坠、耳钉,块儿头较大的则可以制成观赏石,摆放于家中,正映衬了文人墨客智者乐水仁者乐山的闲情逸致,可谓各得其乐。如今,日本、瑞典、瑞士和乌拉圭等国家都把水晶作为国石。

水晶家族不仅在地球上分布范围很广,而且颜色多变,异彩纷呈,除了纯净无暇的透明水晶之外,还有乳白色的“乳石英”、紫色的“紫晶”、金黄色或柠檬色的“黄晶”、淡粉色的“蔷薇水晶”、红色的“红水晶”,绿色的“绿水晶”,还有的内部包裹着柱状或针状物的,名为“发晶”,倘若含有不同杂质,以隐晶质的形式在岩石的裂隙或空洞中分层沉淀,会形成具有同心环状或多色条状结构的石英集合体——玛瑙。

远观水晶,清澈透亮是它最大的特点,当我们走近它的时候,就会发现,水晶的晶体具有规则的六棱柱形状,有些柱体为一头尖,有些是两头都尖,还有多条长柱体连结在一块,像怒放的花朵,十分美丽。这是为什么呢?

从矿物学角度来说,不同的晶体都有不同的形态,有的是针状,有的是板状,有的是粒状,还有的是柱状,这主要取决于晶体的内部结构。但是通常情况下,我们难以观察到它规则的单晶形态,这是由于晶体的生长还受到外界环境的影响,比如温度、压力、溶液浓度等物理化学条件及空间情况,如果条件恰当,水晶可以长得很大。吉尼斯纪录中所记载的“最昂贵的浴缸”,是一块完整的水晶制品,长约2米,重约2吨,它是从一块重达10吨的水晶中直接切割出来的,在伦敦著名的哈罗兹百货公司销售,标价为84.5万美元。我国新疆、内蒙古、江苏、海南等省区均有水晶产出,其中以江苏东海县的水晶最为著名。东海县内已经探明的天然水晶储量约为30万吨,种类繁多,质地纯正,堪称“水晶之都”,1958年曾在这里发现过一块重达4吨多的“水晶王”。目前,东海县已经成为闻名世界的天然水晶原料集散地。

当地下深处存在空洞时,如岩洞、岩石裂缝等,在含有饱和二氧化硅的地下水环境中,如果具备合适的条件,比如有两三个大气压的压力,水温在500~600℃之间,二氧化硅便会从溶液中自发生成晶芽,过饱和溶液中的二氧化硅分子便会粘附在晶芽上,以洞壁或裂隙壁作为共同基底,经过数万年甚至上千万年的时间,最终结晶成为长长的六方柱状的美丽水晶,大量的单晶体朝着自由空间中发育形成集合体,就是晶簇构造,因为形成于孔洞内,这样的构造就是晶洞。1900年,人们曾经在南美洲的巴西发现了一个规模罕见的水晶洞,晶洞深9.7米、宽1.9米、高0.9米,洞中的水晶总重量达35吨,其规模之大堪称世界之最。我国湖南省耒阳县上堡硫铁矿区也曾经发现过一个巨大的水晶洞,该洞长8米,宽1.7米,高1.6米,规模之大、形态之美十分罕见。现如今,很多人相信紫晶洞具有紫气东来、镇宅辟邪的寓意,所以喜欢将大块紫晶洞一剖为二,摆放在家中客厅里或办公室内,成为当前流行的一种风水石。颜色与能量水晶的颜色为何如此丰富多彩?很多学者提出过不同的观点。比如烟晶,这种水晶由表及里透着一种烟黄色甚至是暗褐色,仿佛被黑烟熏过一般,某些烟晶的颜色可能会发黄,被称作“茶晶”,若颜色暗黑,则被称为“墨晶”。有种说法认为,烟晶发黑是由于其中含有少量的碳元素所致,《地质大辞典》中对烟晶的解释为:“色素是含碳所致,黑的深浅决定于碳的多少,全黑者称墨晶。”但凡提到墨字,我们自然而然地会想到碳,但随着研究的不断深入,有人对此提出了质疑。

类似于紫晶,长期以来人们认为紫晶的紫色是杂质元素铁或锰、钛等混入引起的“他色”,杂质含量的多少影响紫色的深浅,但是后来的研究发现,当紫晶被加热到450~500℃时,紫色会消退并变为黄色,所以也有人认为紫晶的颜色只是因为内部铁离子的电子层发生变化所引起的光学现象。同样的,有人对烟晶进行加热,当达到225℃时,烟晶开始慢慢褪色,随着温度不断升高,褪色速度也加快,直至变为无色。

我们知道,矿物晶体的结构是在空间范围内周期性的重复排列,但有时候,某种杂质的出现会在某一个或几个结点上将这种重复性排列的晶体结构破坏掉,比如,石英晶体中原本是二氧化硅,但有时候其中的硅Si4+会被铝Al3+所代替,此时,正电荷较少的阳离子进入晶格中代替了正电荷较多的阳离子,从而会导致局部电中性遭到破坏,在受到外界X射线、γ射线、中子轰击时,晶体损伤形成晶格缺陷,这些微观的缺陷就可以束缚电子或形成可见光的吸收中心,从而在晶体中引起颜色的变化。

1979年,一位学者采用钴-60对一种无色水晶进行辐射处理之后,竟然真的将其变成了烟晶,这是人类首次通过实验的方式证实了以前的猜想。这位学者所采用的钴-60是一种放射性金属元素钴的同位素,它可以通过β衰变释放出较强的能量和γ射线。实验中采用的无色水晶也是其中含有少量铝的石英晶体。

由此人们得知,烟晶之所以呈现出烟黄色或暗褐色,既与其内部结构有关,又与外界辐射有关。天然产出的烟晶应该是那些含有少量铝的无色水晶,在地下遭受了放射性辐射之后形成的。当然,作为摆放在家里的宝石工艺品,经过检验的烟晶即使残留有放射性,其能量也很小,是不足以危害到人体健康的。水晶与玻璃在《西游记》中,齐天大圣孙悟空多次勇闯龙宫。那龙宫是用奇珍异宝建造而成,装饰有各种玉石和珊瑚,其中最吸引人的还是晶莹剔透的水晶。它们将龙宫装扮得极其富丽堂皇,因此,龙宫又叫“水晶宫”。现实中是否真的有这样的水晶建筑呢?

我国南朝宋时期的历史学家范晔所著《后汉书》中记载“大秦国宫室皆以水精为柱”。虽然不能与龙王的水晶宫相媲美,但根据那高大的水晶柱我们仍然可以想象得出秦宫的奢华。在玻璃尚未普遍使用的时候,水晶是皇家贵族才能用得起的珍贵饰品。唐朝李白有首反映宫女哀怨的诗,题为《玉阶怨》,诗中写道:“玉阶生白露,夜久侵罗袜。却下水精帘,玲珑望秋月。”这其中的帘子即为水晶制成。

外表看起来,水晶和玻璃相似,但实际上二者差别很大。水晶是矿物晶体,内部质点排列有序,而玻璃是非晶体,内部质点排列无序。水晶的热导性能很强,它能把热量很快传到别的地方,倘若把水晶握在手心里,手上的热很快就传到水晶的各处,我们会感到很凉,换成玻璃则会相对较温暖。生活中我们经常会遇到这样的事情,将滚烫的开水倒进冷玻璃杯中,杯子很容易炸裂,原因就在于玻璃导热慢,内外温度不均匀,导致热胀冷缩也不均匀,从而炸裂,而水晶做成的杯子却不会出现这样的情况。

日本奈良的中宫寺,曾经发生过一件离奇的事情。这座寺庙中供奉着一尊高6米的观音菩萨像,雕像是由一整棵桧木雕刻而成。1987年的一天,当一群虔诚的佛教徒正在菩萨像前烧香磕头时,突然有人发现,菩萨像的双眼竟然流出了泪水。经科学家实地考察后发现,原来制作这座雕像的木头吸水能力很强,湿气凝聚却无法排出,而雕像的眼睛并非木头,而是天然水晶,水晶导热快,表面清凉,水汽碰到水晶易液化成水,一旦眼眶内储水过多便会自动流出。

鉴别水晶和玻璃的简单方法是:透过它们来观察对面的事物,比如头发丝,如果能看到头发丝呈现出双影,这就是水晶,否则就是玻璃,因为水晶对光线具有明显的双折射性。随着现代化学工业的发展,人们制造出了性能特殊的水晶玻璃,这是一种只含有二氧化硅单一成分的特种玻璃,耐高温、耐腐蚀,可作为国防工业、冶金、化工和建筑等行业的重要原材料。

水晶因其特殊的美学价值常成为名贵的工艺品雕刻材料,但这只是水晶家族中的一个应用领域,水晶的工业价值远不止如此。

在工业上,由于水晶硬度较大,莫氏硬度为7,仅次于金刚石(莫氏硬度为10)、刚玉(莫氏硬度为9)和黄玉(莫氏硬度为8),抗风化能力强,研磨之后的石英粉可以做成金属抛光剂,常应用于研磨机、喷砂机中。

1880年,法国化学家皮埃尔•居里和雅克•居里兄弟俩发现了水晶的一个奇怪现象,当这种晶体某一方向上受到压应力或者张应力的作用时,会导致垂直于应力的两边表面上产生正负相反的电荷,如果机械压力一压一张交替作用,就可以产生交变电场,这就是著名的“压电效应”。

可是这种物理性质有什么用途呢?可别小看了它,在战争中水晶的压电效应发挥过重要的作用。第一次世界大战期间,属于同盟国的德国使用了水下利器——潜艇,给协约国造成了重大打击。如何准确发现并定位神出鬼没的德国潜艇,成为一大难题。物理学家根据声波可以在水中传播很远、衰减很小的特点,发明了一种回声探测器,而回声探测器中最重要的部分是换能器,它能够将声能与其他形式的能,如机械能、电能相互转化,这必须要求具有很高的敏感度,材料的选取至关重要。法国著名物理学家保罗•朗之万想到了居里兄弟发现的压电效应,于是就找来一块石英晶体做成换能器,经过试验,成功地搜寻到了海底潜艇的回波。这项伟大的发明让协约国欣喜若狂,为了制造回声探测器,就连英国地质博物馆的水晶展品都被搜罗一空,甚至水晶眼镜商人也奉献出了他们的存货。不过,稍微让人觉得有点遗憾的是,这项发明有点太晚了,还没有来得及在战争中大显身手,德国就已战败,第一次世界大战就结束了。尽管如此,水晶压电效应的发现和回声探测器的发明对后来声呐技术的发展起到了重要推动作用。