2013年10月11日 星期五
假日游“科”海
——在山西省科技馆里追进化、观气候、解数学
本报记者 王海滨

    整体建筑的微小振动,建筑物内部二氧化碳浓度、粉尘含量、空气流动速度、电磁波辐射以及地磁场强度等,参量信息多达16项。“建筑物多参量物理化学环境监测系统”,山西省科技馆本身就是一个展项。10月1日,位于山西太原汾河之畔的山西省科技馆正式开馆。

    这里以不同既往的全新理念讲科学——将自然史与文明史衔接,宇宙与家园衔接,科学与人文衔接。不同年龄段的人们都能在这里寻找到他们感兴趣的话题。在这里,公众可尽情感受探究科学的快乐——可悉心观察玻璃陨石的微观结构,探求隐藏其中的宇宙信息;可运用概率论的数学方法,摹仿莫扎特作曲;可观察常见的黄土结构,解读记录古气候的“天书”……

    鹦鹉螺里的达尔文进化论

    在科技馆的“生命”与“人体”展区,人们通过专门设计的传感器,在屏幕上实时地看到自己的呼吸过程,了解血液输送氧的状况。

    3亿年前,鹦鹉螺在海洋中出现。鹦鹉螺的剖面,是一连串相接的具有黄金比例特征的对数螺线,这是螺类生命的最佳选择。今天,地球上不同水域不同种群的螺,都具有相似的特征:它们的外壳轮廓均为对数螺线。唯有这样,螺的外壳才能容纳呈指数增长的细胞,生命方能发育、成长。

    山西省科技馆通过螺的多种标本与化石,诠释大自然用无形的“手”,调控万物演化的路径,自然法则塑造了千姿百态的物种。

    黄土告诉你古气候变化秘密

    中华文明为何产生在黄土地?山西省科技馆“黄土地——天上飞来的家园”展区,从科学的视角阐释了这一问题。

    5000万年前,地球上发生的一起重大地质事件——青藏高原隆起,改变了大气环流与水汽运行轨迹,使得我国岭南变得多雨,成为北回归线上的一片绿洲;而原本水草丰茂的西北地区,因飞行来的黄土成为人类的黄土地家园。

    黄土地提供了华夏文明得以构建的基础——松软、均匀、致密的黄土结构,便于先民使用原始工具种植作物,方便人们建造窑洞这样的生存空间。由此,黄河流域的黄土地出现了中国北方最早的农业文明。

    位于山西的午城黄土,被国际学术界称誉为第四纪地质学的“金钉子”。那里的黄土剖面,保存着青藏高原急剧隆升后,漫长岁月中沉积的黄土与古土壤交叠的层状结构,交叠达17层之多,它们反映出古代气候冷暖干湿的多次旋回,成为解开古气候环境秘密的一把钥匙。

    在山西省科技馆,人们可通过熟悉的黄土了解古气候变化的秘密,使前沿科学话题走入寻常百姓家。

    与人类文明通行的数学

    山西省科技馆通过“数学与人类活动”的36个话题,诠释数学作为人类思维结构的基础部分对文明的贡献。

    德国数学家莱布尼兹发明了世界上第一台可以进行四则运算的计算机,其复制品全世界仅5台,陈列在山西省科技馆数学展区的复制品是亚洲唯有的一台。今天,人们仍可用它进行二进制运算。

    同样在数学展区,空中悬吊着的“3球1绳”展项,演示的是一种混沌效应,同时也是一类复杂的物体运动问题。

    牛顿力学创立之后,数学家对太阳、地球、月球在相互之间的引力作用下的运动方式进行研究,发现这是一个极其困难的数学问题——“三体问题”。“三体问题”只有近似解,至今尚未获得完整的解析表达式。该展项有助于人们理解这一问题的本质。

    山西省科技馆展陈的核心文字,更多的是从认识论、方法论层面,突出科学家的科学思想,揭示科学家的思维方式,譬如“牛顿怎样研究宇宙”“狄拉克怎样预言反物质”等。此外,山西省科技馆的建筑空间大多是用科学家名言“装饰”。

    据介绍,山西省科技馆建有4层展厅,共有280多个展项。

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