写作文描写景物的时候，往往会使用形容的词语：“青山绿水”、“黑土地”、“清新的空气”、“高楼大厦”……无论用尽了华丽和朴实的词藻，也难以说尽世界的多样性和物质的多姿多彩。先哲在观察周围世界时，领悟出一个道理：复杂的现象中包含着简单的因素，千差万别的物质，只是由几种基本元素组成的。
我国古代，认为世上的万物都是由金、木、水、火、土构成的。金是金属，除了黄金，还包括铜和铁等等；木，包括花草树木，而且都是从土里长出来的……这叫“五行”。
古希腊不说五行，认为世上有4种元素：水、空气、火、土；古印度的说法有不同，认为4种元素是：地、水、火、风。
不论五行、4种元素的说法各有不同，但是，中国人、古希腊人、古印度人都认为存在着少数几种元素，复杂的世界是由元素构成的。
近代科学兴起以后，科学家也承认万物是由元素构成的，不过不是古人说的那4种或5种。比如说“水”吧，古人以为水是不可分的，近代化学家知道，水还可以分解，不是元素；空气是多种气体的混合物，也不是元素。
于是，必须回答两个问题：什么是元素？有多少元素？
今天对元素的看法是：元素是同类原子的总称，氢元素就是所有氢原子的总称。说得更详细一点，是说同一种元素原子核内的质子数相同。氢的原子核内都只有一个质子，如果有两个质子，那就不是氢了。
至于地球上到底有多少元素，还会不会发现新元素，这是几代化学家一直在思考的问题。在思考中不断有新发现，新的发现又引起新的思考，经历了一个漫长的过程。
古人花了几千年的时间，到18世纪末，才有20多种元素的身份被确定下来，其中像金、银、汞、铜、铁等元素，人们频繁地使用过，原先却不知道它们就是元素。
在19世纪、20世纪这200多年中，化学家应用各种手段去搜寻元素，出现了许多发现元素的故事。
1811年，在法国化学家库尔特瓦实验室里，一只公猫闯了进来，撞倒一瓶硫酸，硫酸流出来，流到了装有海藻灰溶液的盆里。化学家正想去惩罚那只闯祸的猫，却被盆中的奇特现象吸引住了：盆里升起一缕缕紫色的烟雾。这是一种化学反应！偶然的现象引起了他极大的兴趣，再次重复这个过程，又看到了紫色的蒸气。把紫色的蒸气收集起来，得到了一种晶体。分析后确定，这是一种新元素：碘。
在化学家寻找新元素的手段中，有化学分析，也有光谱分析。每一种元素在激发成气体状态后，通过分光镜都会产生独特的光谱。钾蒸气的光谱是两条红线、一条紫线；钠蒸气有两条靠得很近的黄线……已经知道的元素，光谱非常明确，容易辨认。如果发现从未见过的光谱，那就是一种尚未发现的新元素。1868年，天文学家分析太阳光的光谱，发现了一条明亮的黄线，就是未见过的光谱。两个月以后，科学家确认这是一种新元素，命名为氦。因为首先是从太阳中发现的，氦又称为“太阳元素”。
到了19世纪，发现的元素多了起来，化学家反倒有点迷茫。每个元素都有自己的性质，各种元素的性质各有不同，它们之间有什么联系，应该去寻找元素性质的某种规律。
面对不断发现的新元素，化学家想到了为化学元素排排队，就像学生排队那样，从小到大地排。元素怎么分大小？曾经采用过比较原子量大小的办法，而现在采用的办法是以原子序数为准，氢原子核只有一个质子，它就是1号，原子序数为1；氦原子核里有两个质子，它就是2号，原子序数为2……
19世纪后半叶，俄国化学家门捷列夫分析了当时已发现的63种元素，发现元素之间的关系，除了可以按原子量大小排队以外，它们的化学性质还呈现周期性的变化，排出了著名的元素周期表。从这张表上看，其中有好几个空位，也就是说，还有元素尚未被发现。根据元素周期表的理论，门捷列夫发出预言，还存在着尚未发现的元素：类铝、类硼、类硅……
这真是天才的预言，门捷列夫不仅说出了还有未发现的元素，而且说出了这些新元素的性质。门捷列夫的同事——俄国科学家不仅不相信，而且大加讽刺，他们只承认已存在的物质，不承认不知道、不存在的元素，把门捷列夫的研究说成是在研究鬼怪。
那些科学家把尚不知道的元素说成“鬼怪”以后，却不得不承认1875年发现的新元素“镓”正是“类铝”；1879年发现的“钪”正是“类硼”；1886年发现的“锗”正是“类硅”。
寻找新元素的研究仍在不断地进行着，到了20世纪的40年代，已经找到了第92号元素铀。铀处在元素周期表的最后一个位置，周期表中除了4个空位以外，其他元素从1号到92号都找到了。自然界只有92种元素。
没想到，新发现不断出现。在1937年到1945年之间，原来周期表上的4个空位都已填满，表上的92种元素全部到位。可是，在1940年，科学家在迴旋加速器中用中子轰击铀原子的时候，意外地发现了第93号元素“镎”。
“镎”是海王星的意思。因为“铀”是天王星的意思，天王星以外是海王星，照这样推下去，海王星以外，还应该有一颗冥王星，果然又发现了第94号元素钚。
化学元素到底有多少？
不同时期有不同的答案。年代远的不说，年代近一些的答案是92个，也就是填满周期表。好了，现在已经超出了周期表，数目在不断变化：
50年代出现了100号、101号元素；
60年代出现了103号、104号元素；
70年代出现了106号、107号元素……
什么时候新的元素出现了不再一一列举，只说一个最新消息：1999年出现了118号元素。
也许在20世纪结束时可以回答：化学元素有118个。可是，到了21世纪这个答案会变吗？
肯定会有变化。于是，不必去追问化学元素到底有多少，而是把问题转化一下，变成化学元素是无限多吗。
有一种答案说，不是无限多，数目是有限的，也许到170号就会终止，也许在210号终止，也许在170～210之间。
等着瞧吧。
为什么水泥制成的混凝土很坚硬
水泥是一种十分常用的建筑材料。粉末状的水泥加入适量的水和石子、砂子混合后，就会结成坚硬的混凝土。
水泥为什么会变硬呢？
普通的水泥是硅酸钙等物质的混合物，是用石灰或白垩土（碳酸钙）同黏土（铝、硅和氧的化合物）送入高温窑中加热烧制而成的。粉状的水泥和水相混后，在开始的一个小时内，水泥颗粒被一薄层具有半渗透性的胶质膜所包裹。这一层胶质膜是由硅酸钙与水化合而成，这个化合过程叫做水合作用。普通水泥在接触水4个小时之后才能达到初步硬化。这时，外部的水会通过半渗透性胶质膜渗入其内部，水泥颗粒会继续发生部分溶解，随着其浓度、渗透压、体积的变大，胶膜发生破裂，并又形成新的胶膜，如此反复进行，水泥颗粒外会形成一种空心管状的纤维。大量的像“刺”一样的空心管状纤维向外伸展。随着纤维的变长，这些空心管状的“刺”逐渐联结在一起，从而产生一种将各颗粒胶联起来的“交织网”。正是这种纤维组成的立体网，增加了水泥的强度。
普通水泥在最初的数日或数周内慢慢硬化，如适当补充水分，其强度在数月或数年的漫长时期内，依然能继续增长。水泥与水的反应非常慢，为了进一步证实这一点，科学家曾将已硬化了的水泥磨碎，并将它再与水混合，发现它会产生第二次硬化。水泥中的细微裂缝有时会自行弥合，就是因为裂缝使水泥的颗粒打开，而当水渗入后，这些水泥颗粒表面又会生成新的刺状纤维，于是把裂开的部分又联结了起来。
用塑料袋装食品有毒吗
糖果、饼干、蜜饯、水果等各式各样的食品，常常被装在塑料袋里。透过一层晶莹透明的薄膜，食品不但看上去色彩诱人，而且隔绝细菌，保持清洁。它能使需要一定水分的食品不干燥，需要干燥的食品不返潮。用塑料袋包装食品的另一个好处是，食品不会粘得到处都是，也不易碎裂，携带十分方便。
但是，也许会有人对你说，塑料袋装食品，好是好，就怕有毒。这是真的吗？
通常情况下，专门用来装食品的塑料袋是没有毒的，因为那是用聚乙烯或尼龙制成的。制造聚乙烯时不掺杂其他物质，这样制得的聚乙烯密度低，质地柔软，对于阳光、空气、水分和化学试剂，都具有较高的稳定性，所以无需外加可能有毒的稳定剂和增塑剂。因此，用这种聚乙烯制成的薄膜来做食品袋，是安全无毒的。但是，聚乙烯薄膜也还有一定的透气性，如果用它来包装香料或有气味的东西，一部分香气或气味会逃逸出来。在这种情况下，用更为结实的尼龙薄膜就比较理想了。
用其他塑料制成的薄膜塑料袋是否有毒，要作具体分析。比方说聚氯乙烯，它里面的增塑剂和一部分残存的氯乙烯，都是有毒的；聚苯乙烯中的一部分苯乙烯分子，能够在油脂中溶解，也是对人体有害的；以甲醛为基本材料合成的塑料，在与水和其他含水液体、油脂等接触时，尤其是在超过常温的情况下，甲醛会溶解进食品中去，这是一种对健康很有害的化合物。
所以，除了标明是食品塑料袋，或者完全肯定所用的塑料袋是单纯的聚乙烯或尼龙制成的，尽量不要用其他塑料袋来盛放食品，尤其是不能用装过农药或化工原料的塑料袋来装食品。
为什么可以用钢来切削钢
在工厂里，要对坚硬的钢料进行切削加工，使用的工具常常也是钢制的刀具。有趣的是，钢制的刀具往往能“削钢如泥”，不一会儿，就把钢料加工成所需要的零件了。
表面上看来，两个都是钢，可为什么用钢做的刀具能够切削钢料呢？
原来，各种钢是有差别的。做刀具的钢，只要比被加工的钢料硬度高，就能进行切削。一般做工具用的钢，含碳量比较高（大约是0.6%～1.4%），而且经过了热处理，使它变得更硬而不易磨损。但是在切削速度很高的情况下，往往会因摩擦产生高温，而高碳钢在高温下就不够硬了。因此，用于高速切削的刀具，必须用高速钢（俗称锋钢）来做。高速钢是一种合金工具钢，它主要含有铁、钨、铬、钒等元素，即使是在高温下（600℃以下）仍然十分坚硬。但是在更高的温度下（大于600℃），高速钢的硬度也显著下降。在这种情况下就要采用硬质合金了。通常用的硬质合金是由钴、钨、铬和碳等元素组成的，它已经不是钢了，因为其中含铁量很少，而且铁被看作是无用的杂质。
除了加入合金元素外，改变钢铁性能的另一重要手段是热处理。这就是把钢铁加热到一定的温度，然后在各种不同的条件下，以不同的降温速度进行冷却，例如，钢在水中或油中就冷却得快，在空气中或炉子中就冷却得慢。冷却快可使钢铁变硬，强度高；冷却慢可使钢铁变软，强度低，但塑性和韧性好。因此，根据不同的要求，对钢铁可以采取不同的热处理方法，如淬火、回火、正火、退火等。例如工具钢须经淬火才能获得很高的硬度，而被切削加工的钢铁常常先经退火或正火，才比较容易切削。对于许多特种用途的钢材，还有许多特殊的热处理方法。
煤能变成汽油吗
大家知道，汽油是从石油中提炼得到的一种重要燃料。除此之外，石油还是生产乙烯、丙烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯及醇等基本化工产品的原料。
地球上的石油资源并不丰富，相比而言，煤的储量较为丰富，可采年限达几百年，尤其在我国，煤已成为工业生产和生活的重要能源。然而，我国煤炭的84%是直接用于燃烧的。直接燃烧煤存在三个问题：一是能源的利用率低；二是煤含有多种有用的化合物，如能综合利用可成倍提高经济效益，而仅用于燃烧则颇为可惜；三是严重污染环境。能不能想办法避免产生这些问题呢？
煤和石油都是化石燃料，都是以碳和氢为主的化合物，从这一点来看，它俩是一对“黑色兄弟”。煤与石油的最大区别是氢含量不同，石油中氢的含量为11%～14%，煤只含5%～8%。尽管如此，煤还是有可能变成汽油的。早在半个多世纪之前，化学家们就已在实验中尝试将煤变成汽油的各种方法了。
直接加氢法，通常是先把煤磨成细粉状，再与溶剂混合，通入氢气，然后在高压条件下加热到380～460℃，使煤和氢反应，得到“人造石油”及其他低分子产物。将“人造石油”作蒸馏分离，就可得到相应的汽油、柴油等燃料。气化合成法则是指将煤先制成煤气，在煤气中补充一些氢气，把一氧化碳和氢的质量比控制在1：2，使它们在铁、钴或镍作为催化剂和200℃等条件下发生合成反应，得到的产物中，汽油含量可达到83%，另外还含有柴油等物质。由于把煤制成煤气的技术已经十分成熟，所以上述气化合成汽油的生产工艺相对也较容易办到。另外，还可先把一氧化碳和氢合成为甲醇，然后再由甲醇转化成汽油。这一方法在生产上显得更为简便而有效。如使用性能较好的分子筛催化剂，可使甲醇99%转化为汽油，而且转化过程中消耗能量很小，由此制得的汽油成本仅比合成甲醇略高一些。
由于在把煤变成汽油的过程中，能除去对人体及环境有害的杂质，而且煤又比石油更便于运输和使用，所以许多国家都已经筹建了较大规模的煤液化工厂。同时，科学家仍在继续研究把煤变成汽油的更新、更好的方法，使储量丰富的煤能部分替代石油，更好地为人类服务。
为什么在陶瓷器皿上可以烧出美丽的色彩
我们每餐用的饭碗和碟子，表面有一层光滑的玻璃质，叫做釉。在光滑的瓷釉上，常常绘有美丽的图画，给人一种美的感受。
原来，在釉中加进各种金属或金属氧化物，烧熔后就显出不同的色彩，称为釉彩。
瓷器上的图画，常常有红色、绿色、紫色、黄色、黑色等等妍丽的色彩，就是巧妙地使用某种金属和金属氧化物的釉彩绘制成的。釉彩是几千年前我国劳动人民智慧的创造。利用各种釉彩，可以制造出精美绝伦的瓷器。中国的瓷器是驰誉世界的，现在英语中“瓷器”一词，就和“中国”一词相同，都是“CHINA”。
在瓷釉彩上产生瑰丽颜色的原料很多，例如氧化钴可产生蓝色；氧化铬生成绿色；三氧化二铁可产生棕色；二氧化锰生成黑色；氧化亚铜生成红色；氧化锡生成白色；氧化锑生成黄色；金和金的化合物产生金红色；银化合物生成黄色；镍的化合物产生紫色等等。用不同的金属氧化物，互相合作，还可以产生出种种奇异悦目的色彩来。
制作一件瓷器，先得用瓷土制成坯，放进窑中煅烧，制成素烧瓷。素烧瓷有很多极小的小孔，是会渗水的。在素烧瓷上，浸上一层釉料，釉料烧熔后会覆在素烧瓷上，就成了雪白光洁的瓷器。如果在雪白的釉上，用釉彩绘上花卉、人物等图案，经煅烧熔化，一个有美丽图画的瓷器就诞生了。
看不见的指纹是怎样被发现的
指纹，就是手指正面末端隆起的汗腺开口连结成的纹理。每人、每个手指的指纹都不同，即使是双胞胎也不例外。因此，指纹可用来作为识别人的标记。指纹显示是一种重要的侦察手段，也是一种有趣的表面化学反应技术。
今天，我们已经能使用多种高科技的手段，让看不见的指纹印奇迹般地露出“庐山真面目”。当然，我们也可以用很简单的方法做一个指纹显影的小实验：用大拇指或食指在一张光洁的白纸上按一下，看上去并没有留下什么痕迹。另取一个小玻璃管，放入两粒米粒大小的碘，把玻璃管置于小火上慢慢加热，当碘受热渐渐变成蒸气升到玻璃管口时，将白纸上按过手印的地方对准玻璃管口的上方，让碘蒸气缓缓飘过留下指纹的纸面，一会儿功夫，白纸上就清晰地显示出你的指纹了。
为什么碘蒸气能显示出“看不见”的指纹呢？因为在一般情况下，手指上总有少量的油脂等分泌物，它们是由人的皮肤表面腺体分泌的。一般人一昼夜可以从皮肤中分泌出约15～40克油脂。有的人属于多脂型皮肤，分泌出的油脂量每昼夜可达45克。当你用手指接触白纸时，这些油脂就粘到了纸上，只是由于量很少，所以看不出什么痕迹。
油脂与水是不相混合的，它们之间的亲和力很小。但是，碘与油脂却是“好朋友”，它们的分子结构有相似之处，因此碘能溶解在油脂中。因为碘的颜色很深，即使溶解了微量的碘的蒸气，也能使手指留在纸上的油脂分泌物染上明显的颜色，在白纸上显示棕色的指纹印迹。
如果刚用肥皂洗过手，手指表面的分泌物还来不及形成一层油脂时，即使用十个手指按过的纸面，碘蒸气也不能显印出指纹。不过当你用手在脸上或头发上擦几下，让它沾上一些油脂，再做实验，那么在纸上就又能得到很清晰的指纹了。不信，你可以试试。
变异说明什么
中学课本上说，在周口店发现的“北京人”是我们的祖先。近年来，随着对基因的深入研究，有的分子遗传学家却出来说，我们现代人的祖先在非洲。于是，人类起源于什么地方，谁是中国人的远祖就成了一个有争论的问题，争论十分激烈。
人类的起源，大致可以说，先是从猿人进化而来，然后进化为直立人，最后成为智人，智人的中晚期才是现代人。最近的争论集中在现代人阶段，也就是3.5万年到10万年前，我们的远祖是谁。我国的古人类学家坚持认为北京人是我们的祖先，然而，1987年，美国的分子生物学家坎恩等人却提出一种理论，认为，现代人的祖先都起源于20万年前的一位非洲女性，也就是“夏娃”，形成了“夏娃假说”。
夏娃假说的根据来自对人的DNA进行的研究，大家都知道，DNA是遗传信息的载体，正是根据这些信息，自主复制，保证准确地产生下一代，并且代代相传。俗话说，“种瓜得瓜，种豆得豆”，讲的就是遗传。但是，遗传学家也注意到，一粒种子结成的豆并不是完全相同，多少有些变异。遗传和变异，是研究遗传学的两大主题。
在人群中，也同样存在着遗传和变异这两种生物特征，有的变异是可能保存下来，并记录在DNA之中。这样，DNA记录的遗传信息中，不仅有遗传的基因，也包含了变异的基因。
在遗传信息中，研究变异的多和少，就得到一些重要的推论。我们想像得出，一个人群的遗传信息中，相同的DNA很多，而变异非常少，就说明他们的血缘关系亲密。
同时，由于变异不是经常发生的，隔一个时期才会发生，才可能保存在遗传信息中，因此，就可能把通过检测变异基因的多少，作为鉴别一个人群的历史的尺度。如果一个人群的变异少，说明它的历史短；如果一个种群变异多，就反映这个人群的历史比较长。
创立夏娃学说的学者们，分析了从世界各地148位妇女身上提取的DNA，对其中的遗传信息进行比较，发现非洲人的变异最多，并且推测出非洲现代人的历史大约为20万年，而亚洲、欧洲的现代人的历史最多只有13万年。根据这个结果，他们作了一个判断，现代人的始祖在非洲，夏娃就是现代人的始祖。夏娃的后代大约在13万年前逐渐走出非洲，有一支走向欧洲，有一支走向亚洲。
按照这个学说，我们中国人也是这位“非洲夏娃”的后代了。中国遗传学家金力接着对中国人的基因进行研究，于1999年发表论文，说根据对28个人类群体的DNA进行分析，发现有部分非洲人大约在6万年前，从亚洲东南部进入中国，先到华南，然后进入北方，发展成今天的现代中国人。
然而，这个学说并没有得到我国古人类学家的支持，古人类学家仍然认为，中国人的祖先不是外来的非洲人，仍然是中学课本中的“北京人”，这有化石为证，有硬证据。而且，后来又在我国的本土发现了云南“元谋人”，陕西“蓝田人”的化石。
金力教授却说，那是远古的证据，可是这些化石中恰恰缺乏5万到10万年之间的化石。那时，全球出现了冰期，北京人的后代可能已经灭绝，后来就由从非洲来的现代人替代了，还是分子生物学提供的证据准确。
古人类学家争论说，冰期到来的时候，原住中国的人类没有绝灭，特别是在我国东部、南部没有形成大冰盖，在那儿猩猩、大象、犀牛都生活得很好，人类也能生存下来。
古人类学家还说，金力教授依据分子生物学对DNA进行检测，是一种间接的方法，其中包含着推测的成分。人类的DNA有30亿个碱基对，目前，检测的碱基对非常少，只不过是几十、几百个，不会非常准。所以，不同的实验室检测到的结果并不相同，有的人算出来是10万年以前，有的人算出来却是80万年以前。差距太大，不知道哪一个对。
古人类学家还提出一个问题，目前用分子遗传学的方法来判断人类的祖先，可靠吗？因为现在是利用DNA中变异的多少来作出推论的，可是，在漫长的历史长河中，还有许多不知道的因素。比如说，出现种族灭绝，会造成基因丢失，外来人种和当地居民杂交，又会发生基因增加。
对遗传基因的研究，虽然提供了一个研究人类祖先的新方法，可是留下的疑点也不少，还有一些不知道的因素。这种方法，可能提供许多新情况，也可能带出一些新的“不知道”。
我国科学家最近又提供一个新情况，说在非洲男性的基因中有一个突变位点M168G，是一部分非洲人特有的遗传标记，大约7.9万年前产生于非洲。金力教授对我国1万个男性进行检测，结果都发现了这个M168G的突变位点，说明了中国现代人的确起源于非洲。
要反驳这个证据，最好的办法是找到没有M168G突变位点的人，哪怕是找到一个也好。
万一，万一，1万个以外，只要有一个人没有这个突变位点，就能证明他的祖先不在非洲。有没有呢？不知道。
纳米火车派什么用场
儿童喜欢看卡通片，爱读童话、神话书少年开始爱上科幻小说。他们也知道，故事中的人物都是虚构的，无论是中国的孙悟空、马良，还是外国的白雪公主和小矮人只存在于人们的想像之中，只是一个幻想。
少年儿童怀有一颗好奇的心，对一切新鲜的事物都充满兴趣，对幻想也同样抱有热情，想像力十分丰富。在想像中，展示了他们对未来的憧憬，反映了对知识的追求。
好奇，不是少年儿童的“专利”，科学家也是怀有好奇心，富于想像的人。纳米技术刚刚兴起，就有科学家想到会出现小到不能再小的机器人，这些机器人将成为装配工、运输工，按照设计的图纸，制造出各种机器，包括汽车和火箭。
福格尔原来是物理学家，现在改行从事生物工程研究，她发挥自己的想像力，未来的纳米机器人一定需要运输工具，就着手进行研究，要制造一部纳米火车，希望纳米火车能在甲点和乙点之间往返运送货物。
在华盛顿大学，福格尔正在把自己的想像变为现实。由于纳米火车特别微小，轨道不再是铁轨，而是塑料之王特氟隆，也就是贴在不粘锅表面的那种塑料。特氟隆耐腐蚀，特滑溜。在轨道上跑的货车，是一段段细微的管道，它只有头发直径的1/1000粗，简称“微管”。
微管是蛋白质，来自奶牛的大脑。牛脑的神经细胞中纵横交错地分布着管道，把管道切成一段段的微管，放在特氟隆组成的轨道里，它就成了装载货物的货车。
正像轨道不是铁轨那样，驱动纳米火车的也不是钢铁造的火车头，而是奶牛大脑中的驱动蛋白。驱动蛋白是一种细长的蛋白质，这种蛋白质分子，一端是两个肥大的“头”，另一端是两条粗壮的“腿”，能够顺着管道“走动”。走动的时候，一条腿附着在微管上，另一条腿就跨了出去，每步的距离是8纳米。
真是一个富于想像的实验，纳米火车离开了火，不用燃料作动力，而是用蛋白质来驱动，真想得出。这反映出在纳米技术中，生物化学能发挥它的作用，福格尔有位同事是研究生物化学的，正在研究奶牛大脑里的细胞是怎样运输各种化学物质的。不论动物或植物的细胞内都有一个运输网络，运来有用的化学物质，又把废物送走。奶牛大脑的神经细胞相当长，运输任务很重，完成运输任务的正是驱动蛋白。
用纳米世界的眼光来衡量，驱动蛋白的力量不算小，足以把一根结实的微管折成两段。于是，福格尔选中了驱动蛋白来当做纳米火车的动力。实验证明，这个类似幻想的想法是正确的，把奶牛大脑中的驱动蛋白取出来，涂在滑道上，它已经能够驮着货车（一小段微道），漫无目的地四处乱动。
四处乱动的驱动蛋白已经显示了它的力量，下一步的工作就是限制它的乱动，把它的作用限制在轨道中，成为一节节货车。轨道建在光滑的特氟隆表面，在光滑表面划出一道凹槽，迫使驱动蛋白只能在凹槽里朝一个方向运动。
用一束X光或电子束是可以刻出凹槽的，但是，X光也好，电子束也好，刻出来的凹槽都太宽，有100纳米。后来，找到了一种新技术，用原子力显微镜改装成“笔”，划出的凹槽可以细到30纳米，这样，就可以轻而易举地制造出纳米火车的轨道。因此，纳米火车不是靠轮子在两条轨道上滚动，而是生命物质——驱动蛋白在凹槽内运动。
纳米火车比细菌还小，无法供人参观，实验人员也只能通过显微镜去观察，为了看得更清楚，微管上涂了荧光涂料。后来看到，把驱动蛋白铺到作为轨道的凹槽上的时候，竟高出了一大截，原来凹槽深度只有25纳米，容不下胖胖的驱动蛋白，货车就可能脱离轨道，向旁边驶去。研究后得出结论，应该控制驱动蛋白的浓度，浓度不高不低的时候，驱动蛋白就乖乖地沿着轨道运动。
有了轨道，有了会运动的驱动蛋白，有当做货车的微管，纳米火车似乎可以开动了。到这时还要交待一下，纳米火车的能源是什么。当然不是煤和石油，而是在动物体内的现成能源：三磷酸腺苷（ATP）。初步设定，纳米火车的速度是每秒1微米，只要减少ATP的供应，车速就会慢下来。
最后的问题，也是一个尚未有明确答案的问题，纳米火车用来运送什么货物呢？作为试验，首先将在货车上装载生物素分子，这是一种可以从蛋黄中找到的维生素，也可以是别的抗生物素蛋白，总之这是些容易看得见的光点，而且不同货物呈现不同的彩色，这就容易观察出这些火车是否会相互碰撞，到底拉着货物能走多远。
这时，更需要想一想，纳米火车的用处在哪里，用这种微小的火车运什么货呀？
福格尔本人说，纳米火车只是实现幻想的中间步骤，在最近20年内能用纳米火车做什么，只能靠猜测。问题又回到本文开头所说的，需要发挥想像力。
这里，列出两个可能的前景，供读者去想像。
纳米火车运送的货物中，也许会有碳纳米管。未来的计算机芯片会采用碳纳米管来做导线，用碳纳米管组装的芯片只有现在硅芯片的1/1000大。目前，如何用碳纳米管来组装的方案还没有拿出来。发明纳米火车的科学家已经为这个方案准备好了运输工具，极富想像力地说：“如果在组装芯片时，需要运送碳纳米管的话，瞧，我已经作了准备，把世界上最小的火车，纳米火车拿去用吧。”
纳米火车也许是为未来的机器人准备的，这是一群一群比细菌还小的机器人，他们利用原子、分子或化学物质去组装微型电动机、螺旋桨，制造各种微型机器。机器人当中，有装配工，也有运输工，因此，用纳米火车来运送组件是必要的。
……
看过纳米火车的报道，真是大开眼界，没想到在纳米尺寸内居然能有火车，居然想出用奶牛大脑里的驱动蛋白来作动力能源。这个报道，把我们的眼光引入微观世界，看到了可能出现的机器。不过，正如发明纳米火车的福格尔所说，在最近20年内能用纳米火车做什么呢？
不知道。发明者本人尚且说不清，纳米尺寸的机器和机器人尚不知道是什么样，尚不知道有什么用，正在等待开发。
气味从哪儿来
你在自己的房间里看书，闻到一股炒菜的香味，你马上知道，妈妈正在做好吃的菜。香味怎么从厨房传到你的鼻子里来呢？
化学告诉我们，香味来自一些气味分子，尽管气味分子在空气中扩散，我们的鼻子仍然能够感觉到，这是人的化学感觉，舌头能品尝味道也是化学感觉。而眼睛、耳朵、手对外界的感觉来自光、声音和触觉，那是物理感觉。
人能闻气味，是生来就有的功能。婴儿出生以后，很快就能凭着气味识别自己的母亲，说明从那一时刻起，人就通过鼻子——嗅觉器官去采集外界送来的化学信息，并向人脑报告。
别小看我们的鼻子，它是一个精细的气体传感器。它有细微的嗅纤维，不断自发地晃动，感受气体分子是否到来，随后就把气味信息传给嗅细胞，最后由嗅细胞向大脑报告，在大脑中形成气味的感觉，判断是香还是臭。
人的鼻子里，嗅细胞多达500万个，都非常敏感，只要接收到8个气味分子，就会发出“气味来了”的信号，气味分子积累到40个的时候，就可以辨别出是什么气味了。
人也分泌气味分子，最容易闻到的是汗臭。脚汗只占汗水的0.9%，不到1%，但是，一脚踏在地上，每一个脚印至少留下200亿个气味分子。因此，罪犯逃跑的时候，留下了脚印，也留下了气味分子，这就可以带着警犬去追踪，即使狡猾的罪犯中途换鞋，也逃不过警犬敏锐的嗅觉，只要有一个气味分子吸附到嗅细胞上，警犬也会发出信号。狗的嗅觉感知能力超过人的100倍。
人对气味的感知能力也有差别，竟有人是嗅盲，即使不感冒，他也闻不到气味。
人最爱闻的气味是香味，能散发香味的物质叫香料。香料的来源很广，有从动物体内取来的，包括从抹香鲸身上取来的龙涎香，从麝鹿身上取来的麝香，从灵猫身上取来的灵猫香，从海狸身上取来的海狸香。
从动物身上获取香料已成为过去的历史，为了得到1克麝香，必须猎取3头雄麝，文明的进步不允许人们滥杀野生动物。其实，人们早已从植物中去寻找香料，带有香味的花草很多，诸如香茅草、薄荷、茉莉花、玫瑰花等等。从植物中提取香油也不容易，1千克鲜薄荷只含1克薄荷香油，3000朵玫瑰花也只能提取出1克玫瑰香油。
随着化学工业的发展，人们用人工方法合成了数千种香精，仿制出各种香味，用来制造香水、香皂，为牙膏和洗头膏增添香味。有的香料放出的香味酷似香蕉、橘柑、苹果、菠萝，于是，就掺在糖果和饮料之中，香蕉糖、橘子糖和一些饮料，并不是用水果做的，只不过具有一点水果香味而已。
在生活中，我们经常接触的是食品中的气味，除了臭豆腐的臭味，鱼虾中的鱼腥味以外，大多是香味。烤面包、烤肉串会发出诱人的香味；炒菜既有肉香，也有蔬菜的菜香；水果的香味各不相同，苹果的香与菠萝的香完全不同，绿茶与红茶的香味也不同。
绿茶具有来自绿叶的清香，在加工过程中又增加了新的芳香物质。分析某种乌龙茶，香味组分有19种之多，而红茶由于经过发酵，组分更为复杂，已鉴定出的化合物有38种，其中有茉莉花香、玫瑰花香、冬青油香等等。
长期以来，人们对气味化学怀有浓厚的兴趣，不断地研究为什么不同物质产生的气味各不相同，嗅觉器官是怎么接收和鉴别这些气味的。研究这个问题，不仅仅是为了丰富我们对自然界的认识，仿造一些香精，还可以研究出模仿人类和动物嗅觉器官的电子鼻或是别的什么“鼻”。
研究气味化学，涉及气味与分子结构的关系，遗憾的是还有许多问题还没有弄清，有待于进一步探索，去建立完整的理论。在这里，把已经提出来的看法罗列出来。
有人认为，气味物质所产生的气味各不相同，是由气味物质的分子结构所决定的。有气味的物质，都含有某些原子或原子团。这些原子团称为形成气味的基团，又叫发香集团。发香的原子稍多一些，而含氮、硫的有机物就有强烈的臭味。发香集团有醇类、羧基化合物、酯类等等。
醇类有多种香味，庚醇有葡萄香气，辛醇有蔷薇香味，有的有百合花香气，有的含有麻醉性的气味。
看起来，这种理论着重分析了气味物质的组分。产生气味的原子团不同，就会产生不同的气味。
可是，气味分子的组成、结构与香气之间的关系相当复杂，目前，还不能解释单一的香料具有哪一种香气，也无法确定香气的强度、质量和特性。现在，还没有一个精确的测定标准，往往只能靠主观评定，准确性就打了折扣。
于是，另有一种看法认为，气味来自分子的形状和大小。有位科学家收集了20多种与樟脑气味相同的化合物，发现尽管分子结构及其中的原子团都不相同，但是，气味相同，这些化合物的形状和大小都一样。物质分子在空间都有一定的形状，形状也是多种多样，有球形、盘形、风筝形、棒形、楔形等。
气味分子有形状和大小的差别，这就可以推论人和动物的嗅觉也有对应的受体，樟脑气味分子大致呈球形，受体分子必定是个碗形，碗正好盛下一个球，人就闻到了樟脑味。从研究结果看，麝香气味分子是盘形，花香分子是风筝形，薄荷分子是楔形，乙醚的气味分子是棒形。嗅觉器官的受体分子也有相应的形状，就像模型与模具，相互吻合就闻到了气味。
这种理论还认为，所有的气味都是由7种原气味组成的。这7种原气味是：樟脑味、麝香味、花香味、薄荷气味、乙醚气味、辣味和腐烂味。这种说法，类似对色彩的分析，虽然电视的色彩看上去五颜六色，其实都是由红、绿、蓝3种原色组成的。这种说法，虽然找出了7种原气味，可是，辣味分子、腐烂气味分子却与分子的形状和大小并没有太大的关系，也不能说得那么圆满。
科学家还从其他角度研究气味分子的电性、分子量的大小、光谱范围，希望能找出统一的、完整的理论，来解释决定气味本质的因素。
为什么金属陶瓷能耐高温
时代的飞跃，生产的发展，越来越迫切地需要高速度。汽车赛过了马车，火车又赛过了汽车；飞机赛过了火车，火箭又赛过了飞机。
燃油发动机转动着汽车的轮子，转动着火车的铁轮，也推动着飞机前进；喷气式飞机更快，最大飞行速度是声音速度的3倍多；而宇宙火箭的速度更是惊人……
高速与高温紧紧相连：喷气时，燃料燃烧的温度极高。从火箭喷气口喷出的那白炽耀眼的气体，达到了5000℃，简直是火的旋风。要知道，太阳表面的温度也不过是6000℃左右！
在高速飞行的火箭上，高能燃料燃烧，需要特殊的喷气设备。谁能耐得住5000℃的考验呢？木头不行，塑料不行，玻璃不行，金属也不行。用陶瓷行不行呢？陶瓷虽然比金属要好一些，但是太脆了。
人们把一些金属细粉掺到黏土里，烧成了“混血儿”——金属陶瓷。金属陶瓷具有金属与陶瓷的某些优点，使它像金属那样韧而不脆，像陶瓷那样能耐高温、高硬度和抗氧化性能等。加了20%金属钴的金属陶瓷，能够胜任宇宙火箭喷火口的高温考验。
现代的宇宙火箭，大都是分级的，叫做“多级火箭”：当金属陶瓷中的金属挥发光了时，火箭燃料也就烧得差不多了，整段火箭就离开了载体。载体中的另一级火箭又开始喷气了，继续推着人造卫星向前挺进。
金属陶瓷还可以用来切削金属，犹如快刀削番薯似的；金属陶瓷用在原子能反应堆里，可以抵抗强大的敌人——液态金属钠的侵蚀。所以金属陶瓷虽然只有短短的30多年历史，但已经成了一种极为重要的尖端科学材料。
