科学小品

出处：按学科分类—社会科学总论 中国建材工业出版社《中国文书大典中卷》第924页（9309字）

【简介】：

科学小品是带有科技内容的小品文，是以小品文形式来普及科学技术知识的一种体裁。它篇幅短小，题材广泛，一两千字就能把世界上一些科学理论和技术扼要地介绍给读者，是科学百花园中的一朵小巧精美的鲜花。

科学小品作为小品文的一种，具有小品文的一般特征，文件格式和一般小品文相同。这里仅介绍科学小品的写作要求。

(一)开头 开头要新颖别致，引人入胜，可以从一个小故事或神话传说讲起，也可从一句古诗、一句谚语或一句成语说起，还可从一条新闻、一个问题、一个惊险场面展开叙述……这样就能激发读者的阅读兴趣。

(二)主体 这是全文的核心，要善于从大量科学素材中提炼出最能说明问题的东西，运用生动的比喻，丰富的联想，形象的语言，把严谨的科学道理讲得又准确、又有趣。要做到这一点，首先是充分占有材料。既要占有某一学科领域及与之相关联的自然科学资料，还要占有有关哲学、文学、历史等社会科学的资料，以及有关的社会生活和生产实际的资料。其次，是消化资料，恰当地予以利用，该描绘的地方，就挥洒自如地生动描绘；该议论的地方，就从容不迫地大发议论。

(三)结尾 结尾要巧妙，给人以余味无穷之感。常见的方式，有的是以点题和总结来结束全文，以深化主题；有的是用含蓄有力的话语收尾，以发人深思；还有的是用展望未来来结束全文，以表示信念或鼓舞斗志。

【范例】：

镜子小史(科学小品)

叶永烈

镜子，该算是你的老朋友了。每天清晨，当你刷完牙，洗完脸，总是习惯地走到镜子前面，梳梳头，整整衣服，结好红领巾。然而，你可曾知道你的这位老朋友的“履历”吗?哈，镜子却有着一段十分有趣的历史。

最早的镜子，自然就是水面了。我国自古便有这样一句成语：“水平如镜”。在古代，人们便常常趴在河边或者水塘旁，对着水面，照照自己的脸究竟是什么样子。不过，这样的镜子，风一起，“吹皱一池春水”，水波粼粼，便什么都看不清楚了。

不久，人们便发明了青铜镜。

中国古代的青铜镜，是十分着名的，估计已有1800多年的历史。不仅在国内普遍使用，而且还运往日本、朝鲜等国呢。唐太宗李世民有句名言：“人以铜为镜，可以正衣冠；以古为镜，可以见兴替；以人为镜，可以知得失。”这里所说的“以铜为镜”便是指的青铜镜。唐朝诗人李商隐《无题》诗中的“晓镜但愁云鬓改”，《木兰辞》里的“当窗理云鬓，对镜贴花黄”，这里所说的“镜”，也是指青铜镜。在唐朝，那时街头巷尾，常常有叫喊“磨镜呀，磨镜呀”的工匠，专门用磨石替人家磨铜镜。

在埃及，也很早就有青铜镜了。有趣的是，古代埃及的炼金家们用“♀”的符号来表示铜，其实，“♀”便是是青铜镜的象征。

此外，欧洲人在古代曾制造过“银镜”，而俄国人还制造过“钢镜”。

然而，青铜镜毕竟太晦暗，银镜太贵，钢镜又太容易生锈。现在，人们所用的镜子，都是又亮、又便宜、又不会生锈的玻璃镜。

世界上第一面玻璃镜，是在“玻璃王国”——威尼斯诞生的。在300年前，威尼斯是世界上玻璃工业的中心。最初，威尼斯人是用水银(即汞)来制造玻璃镜。就是先在玻璃上紧贴一张锡箔，然后再倒上水银，因为水银能够很好地溶解锡，变成一种粘稠的银白色液体——“锡汞剂”。这种锡汞剂能够紧紧地粘在玻璃上，成为一面镜子。

威尼斯的镜子轰动了欧洲，成为一种非常时髦的东西。欧洲的王公贵族、阔佬显要们都争先恐后地去抢购镜子。当法国王后玛丽·德·美第西斯结婚的时候，威尼斯国王送了一面小小的玻璃镜给她作为贺礼——从现在看来，一个国家只送一面小镜子作贺礼，未免显得太寒碜；然而在当时，这却是非常珍贵的礼物。它的价值高达15万法郎!

制造镜子的方法，在威尼斯是保密的。他们制订了这样的法律，谁要是把制造玻璃镜的秘密泄露给外国人，立即就要处以死刑。而且，他们还更进一步把所有的镜子工厂，都搬到木兰诺孤岛上去。孤岛处于严密的封锁之中。这样，威尼斯就垄断了世界上镜子的生产，法国的金钱，便不断地流到威尼斯的口袋里去。

“这样下去可不行啊!”法国的贵族达官们都这样嘀咕着。不久，驻威尼斯的法国大使突然收到了一封来自巴黎的密信，叫他想尽一切办法，从速收买几个威尼斯镜子技师，偷运到法国去。法国大使费尽心机，总算完成了使命。1666年，在法国的诺曼底出现了法国的第一个镜子工厂。

然而，制造水银镜子太费事了。要整整花一个多月的工夫，才能做出来。况且，水银又有毒，镜面也不算太亮。100多年前，德国科学家利比息接着又发明了镀银的玻璃镜——这就是你现在用的镜子。

玻璃镜上的这层银，不是靠电镀上去的，而是利用一个特殊而有趣的化学反应——“银镜反应”镀上去的。“银镜反应”很有意思：如果你在试管里倒进一些硝酸银溶液，再加氢氧化铵和氢氧化钠，最后倒进点葡萄糖或者甲醛(quan)溶液。这时，你会看见一件奇怪的事情发生了——原先清澈透明的玻璃试管，忽然变得银光闪闪了。

原来，这是一场化学反应，葡萄糖和甲醛都是还原剂，具有还原本领，能够把硝酸银里的银离子还原变成金属银，析出在玻璃壁上。

在镜子工厂里，就是利用这个“银镜反应”来制造镜子。可是，在一百多年前，人们刚刚开始用“银镜反应”制造镜子时，却是费了好大的劲哪!因为那时制出来的镜子，简直像块花鹿皮似的：玻璃上银层不均匀，东一块、西一块，有的地方有银，有的地方却一点儿也没有，镜面不能很好地照出人的脸。

这是什么原因呢?在那时，这是镜子制造业中的一项秘密，镜匠绝不轻易地把这秘密告诉别人。现在，早成了公开的秘密了——关键在于制镜的玻璃是不是洗得干净。如果在玻璃上有一丁点儿油污，银子就镀不上去，或者镀得不牢固。现在，在镜子工厂里，人们总是用热的浓硫酸和重铬酸钾溶液(俗称“洗液”)仔仔细细地冲洗玻璃，然后又用蒸馏水、酒精三番五次地冲洗。直到洗得干干净净了，这才拿去镀银。

用来做镜子的玻璃，还必须非常平滑。镜面不平，你对着它一照，哈哈，脸歪歪扭扭的，一副怪模样。上海“大世界”里的“哈哈镜”，就是用凹面的或者凸面的玻璃做的。

为了使镜子耐用，通常在镀银之后，还在后面刷上一层红色的保护漆。这样，银层更加不易剥落了。

一般的玻璃镜上，银层是够薄的了。然而，最近人们制成了一种新式的镜子——它的银层更薄，从它的一面看去是镜子，从另一面看去却是透明的玻璃。把这种镜子装在窗户、汽车上，从里向外看，可以看见窗外的一切。从外向里看，却看不见什么，只见一面面银光闪闪的镜子。另外，用这种镜子制造眼镜，夏天戴着可以减少强烈阳光的刺激，用来保护眼睛。

镜子——从水面，到青铜镜、银镜、钢镜，到镀水银的玻璃镜和镀银的玻璃镜，这算不算已是登峰造极、十全十美了呢?不!最近，科学家们正在试制着一种镀铝的玻璃镜，这样的镜子将比镀银的镜子更便宜、更耐用、更明亮。此外，人们还用金子、铝合金及其它金属，制成了黄色的、玫瑰红色、蓝色、绿色的彩色镜子。科学技术在不断向前发展，镜子的历史也正在写着崭新的一页。

我热爱镜子，我赞美镜子，因为镜子永远是那样忠实，毫不隐瞒地告诉你，你的脸上有没有污斑。

没有不能造的桥(科学小品)

茅以升

路是人走出来的，有了路，就要桥。哪里有人，哪里就有路，同时哪里也就可能有桥。人是需要桥的，同时人也能造桥。只要有能修的路，就没有不能造的桥。人能移土填海来修路，也能连山跨海来造桥。人们改造自然的雄心壮志，就在修路造桥的工作上，也能充分表现出来，不但表现出和自然界斗争的集体力量，也表现出了征服自然、改造自然的聪明才智。

桥是路的一部分，没有路，当然就没有桥；桥不能没有联系的路而孤立存在。桥的存在是为路服务的。既然是为路服务，就要能满足路的要求：第一，所有路上的车辆行人，都要能安全地、顺利地在桥上通过；第二，车在桥上走，要能和在路上走一样，不能因为过桥而使行车有所限制，比如减轻载重、降低速度、一车单行等等；第三，路上交通运输，总是天天发展的，路还可以跟着改造、加强，桥就不那么简单，一定要造得比路更为坚固耐久。满足了以上这些要求，桥和路才能成为一体，合为一家。否则那就是“路归路，桥归桥”，不能密切合作，共同为陆上运输服务了。

桥和路不但要为陆上运输而合作，它们还要为水上运输而合作。因为过河的桥，下面要走船，水涨船高，不但桥要造得高，而且路也要跟着高。桥在过河的地位上要服从路，路在两岸的高度上，也要迁就桥。桥和路都是越高越难造的，但是为了行船方便，就把困难留给自己。桥和路跟船合作得好，这个困难就解决了。

不论行车或走船，总不要因为过桥而使人感到不适，或是激烈震动，或是骤然改变方向，使桥形成一个“关”。如果车在桥上走，如同在路上走一样；船在桥下过，如同河上没有桥一样；有桥恍同无桥，这种桥就算是造得真好了。但是，对行人来说，有桥也并非坏事，能在一座桥上走走，饱览河上风光、两岸景色，岂不令人心旷神怡!

从走车、行人的观点看，桥就是一种路。不过这种路不是躺在地上，而是跨过一条河道或是横越一个山谷的。因此，桥是从地上架起来的一条空中的路；路在空中，当然问题就多了。这条空中的路，一般只是跨过一条河，或者越过一个山谷，或者与另一条路立体交叉，它的长度，总是有限的。但如高架铁路或高速公路，因为架在空中，虽名为路，但实际是桥，以桥代路。这“桥”的长度，就大得可观了。

一座桥所以能成为空中的路，因为在两岸桥头，它有“桥台”，在河道水中，它有“桥墩”，有了“台”和“墩”，才能架起桥身(名为“桥梁”)，三者联合在一起，才能构成一座桥。桥墩有两个问题，一是妨碍航运，一是阻挡洪水，所以一座桥的桥墩，愈少愈好，然而桥墩少则每孔的桥梁必长，如果一座桥的桥墩和桥梁的造价略相等，这桥才算是经济的。这就牵涉到造桥过河的地点问题，是要桥的位置服从路的线路，还是路的线路服从桥的位置?这必须全面权衡。

桥梁的设计与施工，有一个重大的特点，即不但要力求经济，而且要绝对保证安全。假如一座造成的桥，因为承载车辆过重，或者行车速度太快，或者洪水、地震、台风等等影响，以致桥身断裂，坠入河中，则对生命财产的损失，何可胜计!

桥，不论它的长度多长，都不足显示它的技术优点；足以显示它的技术优点的是桥的“跨度”，就是一座桥架在两头支座之间的架空长度。一座桥就像一条板凳，板凳两条腿之间的架空长度就叫做跨度；几条板凳，头尾相连，就构成一座长桥。板凳虽多，它的强度仍只是决定于一个板凳的长度。

板凳就是一座“桥梁”的简单模型。板凳的板，好像是桥的“梁”；板凳的腿，好像是桥的“墩”；桥凳的脚立在地上，就好像是墩建筑在“基础”上。“梁”、“墩”和“基础”，构成一座桥梁的三大部分。每一部分都有各种不同的形式，构成不同类型的桥。

“梁”是承托铁路或公路“路面”的建筑物，是直接受到桥上车辆行人的“荷载”的(重量和振动)。最简单的“梁”，是几座既平且直的“板梁”，架在两头桥墩上。这种“板梁”的“跨度”不可能太大。要加长“跨度”，就要把“桥梁”的板，改成各种“结构”来承担“荷载”。所谓“结构”就是用许多“杆件”拼成一种梁。比用平直的“梁”更为经济的办法，是把梁“拱”起来，让它向上弯成“拱”，在“拱”的下面或上面安装路面。这就形成一座“拱桥”。更经济的办法是用“缆索”跨过两岸上立起来的高塔，把缆索的两头锚定在土石中，然后从“缆索”上悬挂起路面，就像在一根绳子上吊起洗的衣服一样。这种桥叫做“吊桥”。“梁桥”、“拱桥”、“吊桥”，是桥梁的三种基本类型。我国几千年来，就造过无数的这三种桥。

福建泉州的“洛阳桥”是宋代(公元1059年)建成的石板“梁桥”，总长834米，有47孔，每孔“跨度”16米左右，用长条石块，架在桥墩上作路面，桥墩下的“筏形基础”设计，比外国的早800年。河北赵县的“赵州桥”是隋代(公元605年左右)建成的“石拱桥”，只有一孔，“跨度”长达37．4米，建成至今虽已1300多年，但它的雄姿仍然不减当年，堪称世界上最古老的石“拱桥”。四川泸定县的“泸定桥”是清代(公元1706年)建成的铁索“吊桥”，跨度103米，是1935年我英雄红军长征路上强渡“大渡河”的革命纪念地。以上三座桥是我国古桥中三种基本类型的代表作。其他名桥，书不胜书。

我国自从有了铁路，就有了新式的钢桥和钢筋混凝土板，桥的结构也有了多种形式。解放前，滔滔长江，没有一座桥；滚滚黄河，上面也只有三座桥。解放后，我国桥梁建设，日新月异，长江上先后有了武汉、南京等铁路公路联合大桥，黄河上造了二十几座桥。其他大小河流上的铁路、公路桥，遍布国内。它们的形式和古桥一样，基本上仍是这三种，即梁桥、拱桥和吊桥。但每种都有创新，如武汉、南京长江大桥都是三孔钢梁首尾连成一联的“三联连续桥”。又如许多的钢筋混凝土拱桥中，造成“双曲拱”的形式。所有这些新结构的目的都是为了节约材料并增加安全度。其方法是控制材料的变形，不使之超出限外。

板凳的板上站了人，板就要向下微微弯曲，这时板的下面就要被拉长，上面就要被压短(这可以用简单试验来证明)，但板的材料(木、石或其他)是要抵抗“变形”的(这是所有材料的特性)。抵抗被拉长时，就有抗拉“应力”；抵抗被压短时，就有抗压“应力”。比如石料，抗压强度大大超过抗拉强度，因此如果把梁做成拱形，在担负“荷载”时这拱就要被压短(也可试试看)，引起材料的抗压应力，而这正是由石料的抗压强度来决定的。同时，拱不大可能被拉长，这就避免了材料的弱点，所以“拱”比平直的“梁”更经济。同样的道理，一条绳子只能被拉长而不能被压短，如用钢缆把桥的路面吊起，就能充分发挥材料的抗拉强度，同“拱”能充分发挥石料的抗压强度一样。但钢的强度比石料大得多，所以“吊桥”跨度可以比“拱桥”跨度大得多。

一座桥的形式决定于所用的材料和材料做成的“结构”，要加大“跨度”，就要充分发挥材料的强度，而克服它的弱点。

桥墩是桥梁的支柱，桥上车辆的重量和振动影响，都要通过桥梁而达到桥墩，再加桥梁和桥墩本身的重量，以及桥上风力、桥下水力等等，桥墩的负担，可就不轻了。不但如此，桥墩这个支柱，有一部分是在水里的(越过山谷的桥的墩，有时也有小部分在水中)，而水是很难对付的。因此，建设桥墩的材料，既要有强度，还要能抗水。当桥梁在承载过程中变形时，桥墩也跟着变形，不过这个变形，主要是压缩，因此桥墩的材料必须要有较大的抗压强度，但它的结构形式却比较简单，重要的是，桥墩要“立”得牢，桥梁才能“坐”得稳；要桥墩立得牢，就要有坚强的“基础”。

桥梁基础是把全桥上的重量和一切振动影响传达到地下的一个结构。它是桥墩的“脚跟”，是全桥和地下联系的一个“关键”。因此，它必须建筑在石层或坚硬土层上面。当它在受到桥墩向下压迫的作用时，除了自己压缩变形以外，还会使下面的土石层跟着变形。由于土石层的变形，基础、桥墩以致整座桥梁都会跟着慢慢移动。这种移动，名为“沉陷”。这对桥梁是非常重要的，任何桥都有沉陷，但要控制在一定范围以内，并使它平均分布，以免桥墩倾斜。

基础的类型也很多，最简单的方式是水中“打桩”，把“桩”打到石层或坚硬土层上，然后在桩上造起桥墩。在水深的地方，可以采用“沉井”、“沉箱”或“管柱”，就是把预制的“井”、“箱”或“管柱”沉到石层和坚硬土层上，再在它们里面或上面筑桥“墩”。南京长江大桥，水面距石层深达73米，是世界上罕见的深水基础，曾经用了多种方法，才将桥墩建造成功。

桥同路要合作，桥本身的梁、墩和基础三部分更要密切合作。首先，每部分以及各部分“接头”处，都不能有薄弱环节；其次，各部分要配合得当，彼此协作，来发挥每个角落的最大强度；再其次，全桥的强度要分布均匀，薄弱环节固然不好，一处过分坚强，形成浪费，也不需要。一座桥是由许多部件组成的，每个部件的强度与它的变形有关，而变形是可以测定的。凡是变形较大的地方都是薄弱环节。在一座桥的设计和施工中，都应当使这座桥在车辆走动、载重增加时，处处只有最小的变形。从全桥和各部件变形的大小，就能看出这桥的技术水平。桥梁技术的发展，就是要以争取全桥整体的和局部的最小变形为方向。但是无论设计施工如何完善，总有估计不到的因素，桥在建成后也会遇到不测的袭击。如地震，这里就要依靠桥的本身潜力来抵抗了。原来在任何建筑物中，按照自然法则，在必要时，较强的部分都适当地帮助较弱的部分，自动调剂。也就是，各部分的变形，如果忽然过多或过少，它们会互相调剂，均衡力量，使全桥的变形仍然达到最小的限度。只有在这个变形超出“安全度”的时候，这个建筑物才会遭到破坏。这个建筑物的自动调节的性能，就叫做“整体性”，对于它的安全是很重要的。充分发挥整体性的作用，也是桥梁新技术的一个极其重要的目标。

桥梁技术中有许多新的成就，这些新成就，帮助我们多快好省地把桥建成。所谓好，就是这座桥在任何情况下，将会有最可能小的变形和最可能大的整体性。

作为新技术的例子，现在来谈一个“装配式预应力混凝土”的结构。混凝土是由水泥、砂子和小石块，在加水搅拌后浇灌到模板中，经过凝结而成的建筑材料。它的优点是抗压强度大，弱点是抗拉强度小。为了克服它的弱点，抵抗被拉长，就放进抗拉强度大的钢筋，成为“钢筋混凝土”。然而，就是这样，钢筋混凝土的强度，还是抗拉不够。为了进一步加大它的抗拉强度，就把钢筋在混凝土凝结之前预先拉长一下。然后让钢筋和它周围的混凝土一同缩短，这样钢筋就恢复了原来的长度，并把混凝土压紧，产生抗压强度。这个预先被压紧的混凝土，在受到载重时，就能抵抗更多的拉长，也就是增加了它的抗拉强度。这个增加出来的抗拉强度是由于它预先有了压缩，有了抗压应力所以叫做“预应力混凝土”。用这种预应力混凝土，在工厂中预先制成结构中的部件，然后运往建桥工地，把各部件“装配”成型，这就成为“装配式预应力混凝土结构”。这种结构可以用在较大跨度的桥梁上，是一种现代化的技术，我国正在普遍推广。

在以前，一般大跨度的桥梁，都是采用钢结构的。但现在，很多桥梁已经用预应力混凝土来代替了。不过对于特大跨度的桥梁，还是非用钢不可，有时还要用高强度的合金钢。比如建造一座跨海的桥梁，每孔跨度长达一两公里，那就非用“钢索吊桥”不可。将来会有更新的建筑材料出现，如不脆的玻璃钢、合成的塑料、高分子聚合物等等，同时也将有更新式的结构来利用这些材料。由于这些材料的强度高而重量小，那时桥梁的一孔跨度和水下基础深度就会大得惊人。现在世界上最大跨度的桥是英国的恒比尔公路吊桥，跨度1405米；建造中的日本的明石海峡公路、铁路两用“吊桥”，跨度1780米；水下基础最深的桥是葡萄牙的塔古斯河桥，基础在水下79米。

最后，再谈一个极其重要的桥梁建设问题，那就是“造桥工业化”的问题。造桥是一个非常复杂的技术问题。要从大量的地形、地质、水文、气候等资料中，根据交通运输的需要，作出设计，然后一面在水下建筑基础和桥墩，一面在工厂制造桥梁，最后再把桥梁安装在桥墩上。如果有大量的造桥工程，急待解决进行，就必须有一整套“工业化”的措施，这样才能做到多快好省。这一套措施有三方面：第一、设计标准化——对跨度相同、一般条件相同的桥梁，预先作出标准设计，根据需要，按照各种条件的“系列”(即等级层次)，作出整套的标准设计；第二、器材工厂化——不论是石料、钢材或各种混凝土，都在工厂中，按照设计，预先制成部件，然后运往工地，装配成所需的结构；第三、施工机械化——造桥时要跟自然界各种不同因素作战，比如风浪中测量、深水下建筑、高空中吊装等等，这都不是单纯的体力劳动所能济事的，必须使用各式各样的机械，才能成功。这样的“三化”是桥梁技术现代化的新方向。

桥梁技术的成就是无穷无尽的，因为桥梁工程中的困难是没有底的。过去为什么人们认为桥难造?无非是跨度太大、基础深、波涛汹涌、对结构和材料的要求很特殊。但是，桥是人造的，人有了社会主义觉悟，勤学苦练，发挥了主观能动性，就不怕任何困难。随着科学技术的发展，有人就有桥，世界上没有不能造的桥!