独角兕大王——金刚琢能套取兵器宝贝吗?
西游漫话:
独角兕大王原是太上老君的坐骑青牛,趁着牛童瞌睡之际,私自下界到金兜山金兜洞为妖怪。独角兕大王是猴哥遇到的最难缠的一个妖怪,也是四处找人帮忙最辛苦、出场神仙最多的一次降妖过程。事情的起源是八戒好占小便宜,唐僧师徒路过金兜洞,八戒到里面打探情况,发现三件款式不错的纳锦背心无人看管。八戒一时贪心,把这三件背心拿来,要师父穿上御寒。唐僧坚持偷来的东西不穿,八戒和沙僧刚穿上背心,就站立不稳扑地摔跤。原来这是妖怪引诱贪心之人自投罗网的道具,人刚穿上背心就被捆绑起来。师徒三人如此被妖怪拿去,真有点自作自受。
猴哥前来解救师傅,正和妖怪大战三百回合,妖怪从袖中取出一个亮灼灼白森森的圈子,向空中抛起,叫声“着!”唿喇一下,把猴哥的金箍棒套走了。猴哥赤手空拳,翻筋斗才逃了性命。猴哥到天庭去查妖怪的踪迹,并无神仙或童子思凡下界,玉帝允许猴哥挑选帮手去擒捉妖怪。猴哥请来托塔李天王与哪吒,又点两个雷公使用。到了金兜山,哪吒变作三头六臂,独角兕大王也变作三头六臂。哪吒将砍妖剑、斩妖刀、缚妖索、降魔杵、绣球、火轮儿六般兵器一变十,十变百,百变千,千变万,如骤雨冰雹,纷纷密密,往妖魔打去。独角大王全然不惧,取出白森森的圈子,往空中抛起,把哪吒的六般兵器全部没收。
随后,猴哥请火德星君来放火,妖魔把放火的火龙火马,火鸦火鼠,火枪火刀,火弓火箭,一圈子又套去了。猴哥请水德星君灌水,那妖魔见水来,取出圈子撑住二门,水都流到外面去了。猴哥见势不妙,将毫毛拔下一把,变作三五十个小猴一拥而上,兕大王拿出圈子把三五十个小猴也收了。
猴哥实在没有办法,只好去找如来佛。如来听说之后,令十八尊罗汉开宝库,取十八粒“金丹砂”与猴哥助力。罗汉放砂陷住兕大王,妖怪取圈子叫声:“着!”把罗汉的十八粒金丹砂又尽套去。眼看就要无法收场,如来佛祖暗示猴哥请来太上老君。原来妖怪是太上老君的青牛,白森森的圈子是金刚琢,自幼炼成至宝,任凭什么兵器和水火,都不能近它。太上老君亲自出马,用芭蕉扇打出妖怪的青牛本相,跨上牛背逍遥而去。猴哥等率众打入洞中,杀死小妖,救出师傅和八戒等人,拿回各自的宝贝兵器。
西游论道1:金刚琢能套取兵器吗?
物体之间发生相互作用,都是由作用力引起的,宇宙间存在四种基本相互作用(表2-2):万有引力(简称引力)、电磁力、强相互作用、弱相互作用。宏观世界只能显示引力和电磁力,引力是所有物体之间存在的相互作用,由于引力常量G很小,普通物体之间的引力非常微弱,数值小到可忽略不计。宇宙中具有极大质量的天体,引力决定天体精确的运行规律,地球公转、卫星轨道、飞船发射都需要考虑万有引力的作用。
电磁力包括静止电荷之间、运动电荷之间的相互作用。运动的带电粒子之间存在库仑静电力,还存在洛伦兹力。根据麦克斯韦电磁理论和狭义相对论,电和磁是密切统一的,电力和磁力统一为电磁相互作用。引力、电磁力能在宏观世界显示作用,这两种力是长程力,但是电磁力相比引力要弱得多。物体之间的压力、摩擦力等接触力都是大量原子、分子之间电磁作用的宏观表现。
弱相互作用和强相互作用是短程力,它们的作用范围在原子核尺度内。强作用力只在10-15米范围内有显著作用,弱作用力的范围不超过10-16米,两种力在原子核内部、基本粒子相互作用中才显示效果,宏观世界不能察觉它们的存在。弱相互作用在原子核的β衰变中发现,质子、中子、电子和中微子等参与弱相互作用。强相互作用是介子和重子之间的相互作用,这种力把核子束缚在一起,物理学家把它称为核相互作用。
表2-2 自然界四种基本作用力

引力和电磁作用最先为人们所认识,认识比较充分。近代物理揭示的弱相互作用和强相互作用规律,还有待于进一步完善。根据四种基本作用力性质,金刚琢能套收猴哥、哪吒的金属兵器,应该是一个用超强磁铁打造的吸铁石。金刚琢能套收水火、绣球等非金属物体,这是神话小说的虚构,没有科学依据。
人类认识天然磁铁已有几千年历史,我国四大发明之一就有指南针。2300年前中国人将天然磁铁磨成勺型,放在光滑的平面上,在地球磁场的作用下勺柄指南,司南即是世界上最早的指南仪。1000年前中国人用磁铁与铁针摩擦磁化,将磁针和方位盘联成一体,成为航海用的指南仪。1405~1432年郑和凭指南仪开始下西洋的伟大创举,1488~1521年哥伦布、麦哲伦等凭借由中国传来的指南仪进行了闻名全球的航海发现。1820年丹麦物理学家奥斯特发现电流感生磁力,1831年英国物理学家法拉第发现电磁感应现象,1873年英国物理学家麦克斯韦完成统一的电磁理论。如今性能优异的磁铁应用于能源、交通、机械、医疗、IT、家电等行业,钕铁硼是当今磁性最强的永磁材料,也称强力磁铁。钕铁硼磁铁硬而脆,充磁后吸重是自身重量的600倍以上,拥有极高的磁性能。利用钕铁硼磁铁强大的磁性,可以开展不少趣味科学实验。
实验1:手掌发电机
一根长为15厘米的中空封闭塑料管,用直径0.5毫米的漆包线绕成500匝的线圈,线圈两端与红色和绿色发光二极管(LED)焊在一起,将漆包线圈套在塑料管的中部。将一个直径略小于塑料管的圆形磁铁放入塑料管内。摇晃装有磁铁的塑料管时,红色和绿色的LED交替发光。由于LED只能单向导通,说明手掌发电机产生方向时刻变化的电流。
实验2:电磁阻尼
铁架台上固定一根水平细杆,两根木棍或塑料杆可以绕水平细杆转动,裁剪两块边长5厘米的铝片固定在木棍下端。将两片磁铁间隔10厘米,放置在桌面上,其中一块铝片从中间穿越。将两根木棍拉起相同的角度后同时释放,发现穿越磁铁的铝片很快停止摆动。将磁铁的距离缩小,铝片停止摆动的时间变短。因为铝片在磁场之间摆动,在铝片中产生涡流,涡流的力效应阻碍铝片摆动。将铝片切割许多隔槽,再次进行实验,穿越磁铁的铝片摆动时间显著增加。由于切割铝片的有效面积减少,涡流形成减少,电磁阻尼作用减少,摆动时间增加。
实验3:电磁驱动
电磁阻尼影响物体的运动,但是感应电动机、家用电能表、汽车电磁式速度表,都利用电磁驱动原理。用细线竖直悬挂一根弹簧,弹簧底部固定一块磁铁。手持铝片在磁铁下方来回移动,磁铁和弹簧也跟随移动。用半径较大的铝管套住磁铁上下移动,弹簧和磁铁也将上下移动,显示较强的作用力。
实验4:铝片实验
铝片不会被磁铁吸引,这几乎成为大家的常识。下列用铝片进行的实验,显出磁铁对铝片不可思议的作用力。裁剪一块半径为3厘米的铝片,将其漂浮在水面上。手拿磁铁靠近铝片,快速向前或向后移动,铝片跟随磁铁一起运动,仿佛磁铁施加魔力作用于铝片上。光滑塑料面板上放一枚铝片,磁铁隔着塑料面板放置铝片的下面。缓慢移动磁铁,铝片不会移动;快速移动磁铁,铝片在塑料面板上跟随磁铁一起运动。
西游论道2:静电能吸引物体吗?
磁铁能吸引的物品种类有限,静电能吸引各种物体。以下用简单的材料进行静电实验。塑料吸管是随处可见的小物品,它的主要材料是聚丙烯,具有良好的电性能和高频绝缘性能。吸管与毛皮或丝绸等摩擦后产生的静电荷不易泄漏,容易形成电荷的积累。
将吸管与毛皮或餐巾纸摩擦后,靠近滴水的水龙头,吸管可以牵动水的流动。吸管与餐巾纸摩擦后,靠近铝制的易拉罐,可以吸引易拉罐向前滚动。用静电测电仪检测,带负电的吸管上产生2000伏特的电压,易拉罐上产生100伏特的电压。带电吸管很容易与导体产生作用,它还能吸引纸片、羽毛、细砂糖、冰块、木条等难以导电的绝缘物体。把绝缘体放置在外电场中,由于电介质的极化而与外电场发生作用。
取一根L形吸管,两端分别与餐巾纸和橡皮摩擦,将吸管水平放置在自由转动的绝缘支架上。吸管支架放置在显像管电视机前,开机时吸管发生偏转,关闭后吸管恢复到原来状态。同一种物体用不同材料来摩擦,可以产生不同的电荷。与餐巾纸和橡皮摩擦的吸管分别带上负电荷与正电荷,吸管材料具有不让电荷流失的特性,使两种电荷不会产生中和。开机时显像管中大量电子发射到屏幕上,吸管带有正电荷的那一端受到负电荷的吸引,会偏转到屏幕一端。利用L形吸管吸附两种不同电荷,将它制成简易验电器,能方便地检测不同物质摩擦后的带电情况,分析不同物质吸附电荷的本领大小。例如将羊毛衫和聚酯纤维衬衣互相摩擦,用吸管验电器检测,羊毛衫产生正电,衬衣产生负电。在干燥的冬天,人若同时穿着这两种衣服,不断地活动摩擦使衣服表面积聚大量静电荷,碰到金属门把手或其他导体,身体上电荷流动形成电流,使人产生触电的感觉。人脚上穿着塑料拖鞋,走在干燥的羊毛地毯上,那就相当一台小型静电发生器,产生触电的机会可想而知。
将一根6瓦的日光灯管连接到电路中,缺少启辉器的日光灯不会发光。用干燥吸管快速摩擦毛皮片刻,伸出吸管放到灯管中央,只见灯管猛地一闪后发光。摩擦后吸管产生静电高压,靠近灯管时形成静电场,灯管内电子在强电场作用下和气体分子碰撞与电离,达到气体弧光放电的点燃条件,日光灯启动发光。实验成功的关键是要选择功率较小的日光灯,如4瓦、6瓦的灯管,它们的启动电流与工作电流、灯管压降都很小,改变灯管间的电场强度容易达到启动点火电压。将带电吸管靠近日光灯管,黑暗的环境中灯管发出淡淡的辉光。这是因为灯管内有大量气体分子和汞原子,在强电场作用下电离辐射发光。
静电还可以使物体转动。把5个一元硬币用橡皮筋对称固定在胶卷盒上,胶卷盒倒立放在一根固定的钢针上,使胶卷盒可以稳定地围绕钢针旋转。用吸管或橡胶棒与毛皮快速摩擦后靠近胶卷盒,伸出手指接近硬币,胶卷盒围绕钢针快速旋转。与毛皮摩擦的吸管靠近硬币,硬币外表面感应出现正电荷,另一面出现负电荷。把橡胶棒和硬币看成一个充满电荷的平行板电容器,两极板之间异号电荷产生吸引力,偏转时硬币与橡胶棒的有效面积改变。伸出手指接近硬币,手指看成是电势零点。当和吸管正对的硬币旋转到手指附近时,手指与硬币之间存在电势差,硬币外表面积累的电子保存在外表面,难以和正电荷中和。胶卷盒上硬币的负电荷始终感应在外表面上,与吸管正对时由于极板面积的改变,两极板间的电容不断变化,静电电动机不停地旋转。

图2-13 电荷的作用
西游论道3:红布能激怒斗牛吗?
牛是我们人类的好朋友,猴哥也和牛魔王曾经是八拜兄弟之交。世界上有一项看似野蛮和激烈的竞技运动叫斗牛。斗牛是西班牙的国粹:身着华丽的斗牛士挥舞着红色的斗篷刺激斗牛,手持长剑与力大无比的斗牛展开生死搏斗。为什么一定要用红色的斗篷,是不是牛看见红色就被彻底激怒而不顾一切冲上来呢?
斗牛是一种血统纯正的野性动物,它们那好斗的本性不是训练出来的,而是天生如此。斗牛表演包括进场式和三场搏斗,斗牛士一般选用以红色为主的衣着,红布和斗篷也是两件非常重要的工具。斗牛士在表演的初始阶段一般选用不带弯头的利剑,支撑红布以引诱公牛,到了最后的刺杀阶段,亮相的是带弯头的短剑,斗牛士将剑从公牛后背刺入心脏。当牛被刺中倒下,场外的屠牛者将飞奔上前杀死牛,免得它受苦。战死沙场的勇猛斗牛被拖出场外时,也会受到观众的热烈掌声鼓励。

图2-14 斗牛
科学家研究发现牛是色盲,它们的眼睛里面只有黑和白。在牛眼睛的视网膜上分布着两种视觉细胞:一种是杆状细胞,一种是锥状细胞。这两种视觉细胞通过光线刺激产生的神经冲动沿视神经传入大脑皮层的视觉中枢而产生视觉。杆状细胞专门主管暗弱光线,锥状细胞主要接受明亮光线。牛眼的杆状细胞很发达,锥状细胞数量相当少,暗弱光线的颜色很模糊,所以牛是色盲。牛不论是看到红色布还是其他颜色的布,都只能感觉到色泽的浓淡不一。斗牛士挥舞着斗篷,因为牛对飘动的东西会产生兴奋,认为那是向自己的权威地位挑战,在野性的驱使下它们就要狂暴地冲上前一决高低,斗牛如果朝一辆风驰电掣的火车埋头撞去你可一点也不要奇怪。斗牛在出场之前被长时间关在牛栏里,变得暴怒不安,看到红色斗篷晃动自然就要恶狠狠地找人报复。