1．比薩斜塔不倒之謎
意大利比薩古塔
意大利古城比薩大教堂的廣場上，有一座著名的斜塔。它是在1173年由當時著名的建築師博納諾·皮薩諾負責建造的。當時，在塔建到了第3層的時候，塔身便呈現出了向一邊傾斜的模樣，為了安全起見，博納諾·皮薩諾不得把進行到一半的工程停了下來。
94年後，建築師焦旺尼·迪·西蒙內接手了這座塔的繼續承建工作。他在修築的過程中試圖將已經顯得傾斜的塔身重新調直，但是由於此時的塔身已經過高，計劃失敗了。1284年，迪·西蒙內死於戰爭中，建塔工程再度被擱置。
直到1350年，建築師托馬索·皮薩諾接手承建比薩斜塔的建設工作。在最終竣工時，因塔頂中心點已經偏離了垂直中心線2.1米，所以，人們也將其稱為“斜塔”。
自建成600多年起，比薩斜塔不斷地緩慢向南傾斜。據1911年以來所進行的係統測量表明，此塔平均每年向南傾斜大約1毫米左右。如今的比薩斜塔已經向南方傾斜了5.3米，其傾斜度已達5度6分。
夜景下的比薩古塔
為什麼比薩塔的塔身會變得傾斜？早前，人們在進行地下鑽探時得到的土樣發現，塔基下麵地表至地下10米的深度都是混砂層，10米至40米間則是含有許多結合水的粘土層，再往下則是含自由水的砂層，這層粘土層在建築物的壓力作用之下，部分的結合水被擠出來，並滲透於下麵的砂層中，從而造成粘土層的壓縮與沉降，從而使塔身發生傾斜。
當下麵砂層的自由水被人為地抽汲而造成壓力下降的時候，這種粘土層的壓縮與沉降會大大地加速，從而引發塔身傾斜的速度比目前每年1毫米的速度更快。根據相關專家的測定發現，在當地人從砂層中抽取地下水使用時期，斜塔的傾斜速度曾經達到過每年2毫米之多，比普通時期高出了一倍。
後來，當地政府發現了這一問題，立即停止了抽汲砂層中的地下水，斜塔的傾斜速度才重新恢複每年1毫米的速度。
為什麼這座塔會固定地向南傾斜？據比薩大學的一位老教授解釋說，很可能是太陽造成的影響。意大利位於北半球，塔身南麵的大理石受到日光的照射更為強烈，熱脹冷縮下所產生的壓力對下麵的土層產生了不間斷的衝擊作用，從而使整個塔身不斷向南傾斜。另外，斜塔位於比薩古城的北部，原來當地居民抽取地下水的位置在它的南麵，南部地麵的沉降也很有可能會造成塔身加速向南方傾斜。
目前，塔頂中心已經偏離垂直中心線近5米的距離了。但是專家們測算得出，如果按著目前的傾斜速度的話，比薩斜塔在未來200年內還沒有倒塌的可能性。這是因為斜塔重心引力下的豎直線並沒有超越其底麵的緣故。一旦斜塔重心引力下的豎直線超越了自身的底麵，很可能這座擁有近千年曆史的古塔就要毀於一旦了。
比薩斜塔在建築之初便已經出現傾斜，原是建築業的敗筆所在，卻因禍得福地成為了世界建築奇觀之一，成為了世界著名旅遊觀光盛地。但是在上世紀九十年代，比薩斜塔卻瀕於倒塌，意大利政府曾一度將其關閉，並於1992年向全球征集拯救斜塔方案。
最終將比薩斜塔拯救的是一項看上去非常簡單的新技術——地基應力解除法。其原理為，在斜塔傾斜的反方向，即北側的塔基下麵進行掏土，利用地基下沉的方法，使塔的重心向後移，從而使傾斜幅度減小。最終，這一方法在2001年6月正式產生效果，並使斜塔的傾斜角度重新回複到正確的安全範圍內，關閉了10年的比薩斜塔又重新開放。而地基應力解除法也為各國的建築學家所使用，拯救了許多瀕臨倒塌的古建築。
2．失重——人類福音
中國“嫦娥奔月”的傳說自古以來便有，故事中的嫦娥在偷吃了靈藥之後，頓時感覺到身體輕飄飄的，不由自主地飛上了天際，一輩子孤獨地留在了月宮中終老一生。這則神無意中提到了我們今天認為的“失重”問題。
失重，顧名思義，便是物體失去了自身的重量所造成的一種現象。在完全失重的狀態下，物體對其支持物完全失去了壓力，從而可以靜止地停留於任何位置上。哪怕是將茶杯倒過來，水也不會向外流出。握著東西的手鬆開後，東西也不會掉下來。人們一些常識性的東西也被顛覆：鵝毛可以沉入水底，鉛球可以浮出水麵，水銀與水可以均勻地混合在一起，人可以如同神話中的孫悟空一般，不費吹灰之力便可以推倒一座大山，一個跟頭可以翻越十萬八千裏人。想睡覺的時候，再也不需要床了，想躺著就躺著、想站著就站著，懸浮狀態下睡著也不是不可能。
我們已經對失重狀態有了一個大致的了解，再回過頭來想一下我們的問題：物體在哪種情況下才會呈現為失重狀態呢？一是當地球對物體的吸引力失去之後，二是在地球引力的作用之下，物體無阻擋地呈現自由落體時，這兩種情況都會出現失重狀態。拿一般人所熟悉的電梯來說，當電梯靜止下來時，人對電梯的地板所產生的壓力便是人的重量。但是如果電梯的纜繩突然中斷，電梯與人以同樣的速度自由下落時，電梯將不會再阻擋人，人也不會再對電梯產生壓力。如果此時對人的體重進行稱量的話，我們會發現，人的體重為零。這種情況下，電梯便呈現為了失重狀態。
許多科學家在進一步的研究之後發現，利用失重狀態，可以在宇宙空間生產、製造出各種不同的優異材料與產品。這是因為失策世界中那些優越的條件是地球無法模擬的。沒有輕重之分、不同成分的液體可以融合在一起，不會發生分層現象，更不會產生冷熱對流作用。冷卻後的製作品的結構會極為均勻、細密。利用這一點，我們可以冶煉出絲毫沒有內部缺陷的合金與複合材料。如果向液態金屬中充氣的話，便可以得到像木材一樣輕、質地比鋼鐵還要堅硬的泡沫金屬；而目前宇航事業與現代建築事業對泡沫金屬有著極大的需球。在失重狀態下，液態金屬可以像水銀一般，自然而然地形成圓球，所以，製作出來的滾珠都是呈現為滾圓狀的，從而獲得最佳狀態的滾球軸承。
在失重的條件下，不管是固體還是液體，都可以自由地懸浮於空中。如此一來，冶煉金屬時，便不再需要盛放冶煉材料的容器，因為材料可以自己在失重狀態下形成最佳的狀態。如此一來，冶煉的過程便不會受到容器耐溫能力的限製，從而冶煉出各種難以熔化的金屬；更可以使最終的材料不受到容器化學成分的影響，從而冶煉出高純度、表麵完整的材料。
在失重狀態下，人們還能冶煉出細得需要用放大竟才可以看得見的金屬絲與薄得近乎透明的金屬膜。科學家們在太空宇航站中生產出來的藍寶石“針”，可以在每平方厘米之內承受2噸重的壓力，其強度也比地球上的同類物質要高出10倍。隨著宇航事業的深入發展，失重的世界將會給我們帶來越來越多地球上無法獲得的好處。
3．風箏引下天空的閃電
在18世紀50年代以前，人們對於雷電有著恐懼之情，每次出現的雷電交加的現象時，人們都會感到十分害怕。那時的人們，將雷電看作一種上帝發怒時發出一吼叫聲。然而，富蘭克林的出現，使得人們消除了對雷電的恐懼以及神秘感。
一次，在富蘭克林在做實驗的時候，當時他使用的是萊頓瓶放電，當時在實驗的過程中，發出了電火花閃光與劈啪聲，這時富蘭克林突然將其與電閃雷鳴聯想到一起。之後，他針對這一現象，將天空中出現的雷電現象與萊頓瓶放電相互比較。將這兩者做了比較之後，富蘭克林發現，這兩者之間，都能夠發出相同的光色，其中是鋸齒般的形狀，這些發出的光色能被通過金屬、水或者冰進行傳導。並且還能夠將比較容易燃燒的物品點燃，還將能夠將金屬熔化，破壞磁性，殺死動物。
一天，富蘭克林想通過幾個萊頓瓶的連接所發出來的電，將雞殺死。然而，他卻無意間碰到了萊頓瓶，當時富蘭克林就被這些瓶子發的電擊昏了。雖然，這些實驗存在著危險性，但是富蘭克林卻堅定決心，去捕捉天電。
那麼，應當如何將天電進行收集呢？由於萊頓瓶能夠將電儲存起來，因此，富蘭克林第一個想到的就是萊瓶。找到了儲電工具，接下來的問題就是如何將天電儲存到萊頓瓶內。富蘭克林想了許多辦法，都通不過。
正當富蘭克林為此感到苦悶時，卻突然想到了風箏。之後，他就用兩根非常輕的木頭做成了一個十字架，再將一塊絲綢與十字架相連，將絲綢塊的四周緊緊綁在十字架的末端。於是，一個大風箏被做了出來。為了能夠將天電引到萊頓瓶中，接著，富蘭克林又用一根鐵絲固定在十字架的頂端，這根鐵絲超出了木架大約20厘米，將鐵絲的末端與拉風箏的絲線連接。這樣，就可以更好的將天電引下來。剩下來的工作，就是等待雷電交加的天氣了。
到了1752年7月的某一天，當時富蘭克林生活的城市上空，布滿了陰雲密布。富蘭克林看到這一現象時，他高興拿起大風箏，與萊頓瓶，到達了田野之中。很快，大風箏在強風的帶動下，風了起來。
過了沒多長時間，天空就出現了電閃雷鳴，並且隨之而來的傾盆大雨，將富蘭克林的衣服都淋濕了。此時，富蘭克林隻好用幹綢巾包住牽著風箏線的手。而且，他還在風箏的線上掛上了一把銅鑰匙作為引電用具。
此時的大風箏已經飛進了雷電交加的雲層之中，富蘭克林發現，絲在線的毛毛頭全部都豎了起來。看到這一現象之後，他肯定風箏已經帶電了。當他想用另一隻手去觸摸銅鑰匙時，鑰匙上卻出現了一串串的火花。
富蘭克林被電到了，可是他卻不顧危險，讓隨其一起的兒子將萊頓瓶上的金屬球與銅鑰匙接近，此時天電已經接進了萊頓瓶內。經過了這件事情之後，富蘭克林發現，收集起來的天電與發電機產生的電，具有相同的性質，隻是天電放電更劇烈罷了。
後來，富蘭克林還發明了避雷針，並且於1760年，被應用於費城的一座大數上，起到了很好的避雷效果。
富蘭克林的實驗，解除了人們對雷電的恐懼感，讓雷電在人們的心目中不再是那麼神秘。富蘭克林用風箏將天電引了下來，還將避雷針帶進人們的生活。
雷電
日常生活中，人們都知道這樣的小常識，那就是如果被閃電擊中，就會發生非常嚴重的後果，甚至還會出現生命危險。因此，當天空出現電閃雷鳴的時候，最好要遠離那些導電物品。
大多數的人都知道，當樓層建築太高的話，就很容易被閃電擊中。因此，在現代高樓之上，都會安裝避雷針。細心的人會發現，避雷針都會安裝在建造物的最高點。也就是說，當閃電發生時，首先會接觸到避雷針。閃電一旦與避雷針接觸到，避雷針就會將閃電帶有的電量釋放掉，因此，保證了建築物免受閃電的襲擊。
這些說明，當出現閃電的情況時，由於閃電中帶有大量的天電，如果被其擊中，就會造成非常嚴重的後果。
4．打撈落海太陽能
雖然在人們生活的地球之上，存在著豐富的能源，然而，這些能源大部分都是不可再生的。這些有限的資源總有一天，這些能源會被人們使用完。如果哪一天將這些用完之後，人們要去哪裏尋找新的能源呢？就如石油與煤，如果某一天這些能源一點不剩，那麼人類豈不是要麵臨危險。
針對從哪裏尋找新能源的問題，一些科學家將目光聚向了藍色的海洋。科學家們發現，那些太陽賜予人們的熱量，有絕大部分都落到了海洋之中。因此，科學家們開始對落入海洋的太陽能熱量進行打撈。
海麵也有太陽能
雖然，通過海麵的反射與海水的蒸發會將大量的太陽能消耗掉，但是海洋之中的太陽能還是非常可觀的。據有關人士分析，投入到大海之中的太陽熱量，每秒鍾擁有4.89億兆焦耳，這時每秒鍾的熱量相當於1億噸好煤燃燒放所釋放出來的的熱量。當科學家對此有了深入的認識之後，許多人開始投入到如何打撈海中能量的研究中。
到了19世紀時期，一位法國的科學家克勞德終於找到了打撈海中熱量的方法。當時的克勞德在對熱帶海域的海水溫度分布進行研究時發現，海水的溫度隨著海水的深度增加，其溫度會不斷下降。假如從南緯20°到北緯20°的之間，海麵與海麵向下500米的深層之間，具有的海水溫差竟然超過了20報攝氏度。這一發現，對於克勞德來說，有著非常大的意義。
發現了海麵與海下存在的溫差之後，克勞德接著研究，他想到如果能夠將海表層的溫熱的海水全部冷卻到深層海水的溫度時，那麼大海就會釋放出非常大的熱量。這時再利用這些釋放出來的熱量，開動機器進行發電，這樣就可能產生非常大的電量。雖然，克勞德這種想法非常好，但是實踐起來並不是那麼容易。