如今，通過衛星在太空進行間諜戰的序幕已經拉開，而且大有愈演愈烈之勢。過去人們認為是絕對和平的空間——太空，如今實際上也已經變成了戰場。而在爭奪太空的戰爭中，尖端的武器就是軍用航天器。在過去的戰爭發展史上，人們曾認為“能稱霸海洋的國家便可稱雄世界”，為此必須具有強大的艦隊；後來又有人認為“能具有製空權的國家便可稱霸世界”，為此必須具有強大的作戰機群隊伍。如今，人們的觀念又有了更新：隻有掌握了製太空權，才能在未來的太空大戰中取得主動權，為此必須具有最先進的航天器技術和具有強大的航天器群組。一兩個超級大國正是看到了這一點，所以才在航天器技術方麵，進行著越來越激烈的競爭，妄圖霸占太空，進而獨占世界。
法拉第的發明
法拉第是英國一位窮鐵匠的兒子，13歲開始就當學徒，沒有受過正規的學校教育，完全靠自學成才，是一個有許多重大發現的人。他的許多實驗結果雖然沒有數學證明，但從數學上來說，也是相當正確而優秀的。他1821年發明了電動機，1823年完成了液氣氧化實驗，1825年發現了苯，1831年發現了電磁感應現象並以此製造了發電機，不久又發現了電解法則。後來，法拉第幾乎做遍了電與磁的所有實驗，發表了很多研究成果，在19世紀裏他獲得的發明專利之多，僅次於後來的“發明大王”愛迪生。因此，被世人譽為“電氣學之父”，這對法拉第來說是當之無愧的。
法拉第發現電磁感應現象的情況是這樣的。將一根條形磁鐵放人在連接有電流表的線圈中，這個電流表的零點在刻度盤的中央位置上，以便能表示電流的大小和方向。若磁鐵不動，則電流表的指針指在零點位置上。若將磁鐵拔出和再插入，則會發現電流表的指針會向著兩個不同的方向偏轉，這表咀由於磁鐵的拔出和插入，在線圈中產生了方向相反的電流。由此可見，隻有當磁鐵處在運動中時，電流表才能表示線圈中有電流存在。而且，磁鐵移動得越快，指針偏轉的角度越大，因此電流也就越大。這種電流叫做感應電流，產生感應電流的過程，就叫做電磁感應現象。在電磁感應現象中，影響感應電流大小的因素，除了條形磁鐵相對於線圈運動的快慢以外，另一個因素就是線圈內電線繞的圈兒數的多少，圈兒數多1倍，產生的感應電流也就大1倍，相反，如果圈兒數減少，則感應電流也就要成比例也減小。
電磁感應現象告訴我們，通過線圈所包圍麵積的磁場通量發生變化時，在線圈中也能產生電流，這正好是與電流(運動電荷)產生磁場相反的過程。這就從另一個方麵揭示了電與磁密不可分的關係。由此，法拉第預感到：電與磁不僅有著密切的聯係，而且在一定的條件下可以相互轉化。但是，由於法拉第數學基礎差，他的想法和觀點，雖然有實驗事實為根據，但缺少數學上的證明，使人感到遺憾。他在論文裏隻習慣於用比喻手段生動地進行說明，而常常不使用數學式來表示。因此，當時科學界普遍認為法拉第是個優秀的實驗家，而不是一個好的理論家。對於習慣用數學式來思考和解釋問題的科學家們來說，法拉第的理論變得難以理解，因此，法拉第的電磁感應也在不被理解中逐漸被人們所遺忘；而法拉第所預感到的電與磁以及磁與電的轉化關係，也沒有引起科學家們應有的重視。然而，法拉第的貢獻是開創性的。後來，麥克斯韋正是在法拉第工作的基礎上，通過數學的手段建立起了電磁場理論的完整體係。
麥克斯韋的發現
真理是不會被埋沒的，總有一天會放出光芒。就在法拉第發現電磁感應現象並發明了發電機的1831年，在英國的一位著名的律師家裏，降生了一個小生命，他的名字叫麥克斯韋。麥克斯韋從小家中富有，聰明好學，尤其是數學天才突出，16歲時就發表了數學論文，他的才能在少年時代就露出了光芒。1850年他進入英國劍橋大學學習數學專業，1854年以優異的成績畢業。麥克斯韋大學畢業以後，便開始了電與磁理論的研究。
這個時候，法拉第發現電磁感應已經有23年的了。法拉第始終認為，磁場變化時能產生電流，而電力和磁力都是通過某種媒介物而傳遞的。但是，大部分科學家認為不是這樣，有的還提出了與法拉第認識才皈的一些觀點。可見，當時的電和磁的理論，在一些主要觀點上爭論還是很激烈的。
麥克斯韋是個很有主意的人。這時他下定決心對法拉第沒有數學根據的觀點進行深入的考查。他說：“如果迄今為止沒有數學證明這一理論，那麼讓我去做這一工作吧!”
1855年麥克斯韋完成了名為《論法拉第的力線》的數學論文，第一次從數學上證明了法拉第理論的正確性。1862年麥克斯韋又發表了名為《論物理的力線》的論文，得出了“電或磁的波動是光的一種”的重要結論。他用數學的方法證明了變化的電場能產生磁場，變化的磁場也能產生電場，他把電場與磁場的這種波動，就稱為電磁波。他用數學的方法還證明了電磁波與光是同樣的物質，兩者的傳播速度也相等。
1864年，麥克斯韋又發表了一篇非常重要的文章，題目是《電磁場的動力學理論》。在這篇文章中，麥克斯韋對法拉第等人和自己的研究工作進行了係統而概括的總結，提出了聯係著電荷、電流，、電場、磁場的一個完整的數學方程組。後來，有人對這個方程組又進行了一些加工和整理，成為了電磁場理論的基本方程，人們把它叫做麥克斯韋方程組。由這個方程組得出的結論，大體上有以下幾個方麵：①不僅變化的磁場能產生電場，而且變化的電場也能產生磁場；②隻要有變化的電流，就有變化的電場和變化的磁場在空間的傳播，從而形成電磁波；③電磁波中的電場和磁場相互成90度角，而且又都和傳播方向相垂直；④電磁波的傳播速度始終是一定的，它總是以光的速度傳播，1秒中就可以走30萬千米。
麥克斯韋的上述觀點，是用純數學方法闡述的，被稱為電磁場理論基本方程的麥克斯韋方程組，也是用純數學方法建立起來的理論。由於當時還沒有在實驗中獲得電磁波，因此仍有不少人懷疑麥克斯韋的理論，也不承認電磁波的實際存在。
赫茲的試驗
1864年，在麥克斯韋用數學式證明了電磁場理論之後，在科學家中看法並不統一。支持派認為，麥克斯韋的數學證明十分嚴密，結論是可信的；反對派認為，雖然數學上嚴密，但沒有事實上的證明，電磁波的真實性還不能相信。雙方進行著激烈的爭論，但遺憾的是誰也沒有充分的理由來駁倒對方。
就在這種情況下，支持派中的一些年輕人，決定通過實驗的方法來獲得電磁波，這當然是一個十分困難的問題。
當時在德國波恩大學任物理學教授的赫茲，認真閱讀了麥克斯韋關於研究電磁波的書，並於1887年著手於對電磁波進一步深入研究。他大膽地設想：如果想辦法撞激電火花，使它周圍產生電振動，這種電振動肯定會向四麵八方傳播，那麼，可不可以在火花周圍捕獲一些振動，再用來撞激別的火花呢?赫茲帶著這個問題，開始了企圖通過實驗的方法獲得電磁波的研究工作。
赫茲的實驗其實很簡單。他利用一個與感應線圈連接著的沒有閉合的電路作為振動器，這個電路中包括了兩根金屬放電杆，每根金屬杆的一端安上一個金屬球，作為放電器，再將裝在萊頓瓶中的電進行放電，則在兩個金屬球之間就激起了火花。這時就能發現在10米遠的地方開路金屬環兩個金屬球之間，也出現了火花的閃現。也就是說：如果使萊頓瓶放電，則突然增大的電流就像蛇一樣來回振動起來，這就說明有變化的電磁場向四周傳播，電磁波彌漫在了整個空間，進而引發在較遠處的開路金屬環兩個金屬球之間產生了火花。這樣，赫茲終於在1887年通過實驗的方法，成功地捕捉到了電磁波，從而證明了麥克斯韋預言電磁波存在的正確性。赫茲於1888年發表了他的實驗結果，當時他還很年輕，隻有31歲。
在這之後，赫茲又用實驗的方法證明了電磁波與光有同樣的特性；電磁波的傳播速度等於光速；電磁波能跟光一樣，遇到金屬板可以反射。由此說明了光也是電磁波的事實。赫茲還測出了自己實驗中獲得的電磁波的波長為96米。
赫茲實驗有著非常重要的意義，它從根本上證明了法拉第預感和麥克斯韋理論都是正確的。但可惜的是在赫茲發表他的實驗成果的1888年，法拉第已經去世21年，麥克斯韋也去世9年了，他們都未能看到赫茲實驗成功的這光輝的一幕，但曆史將永遠銘記他們。
赫茲實驗的成功，開創了人類對電磁波應用的新時代。遺憾的是，赫茲對電磁波的應用不感興趣。有人曾經多次問他：“是否將您的發現用於電信呢?”赫茲總是回答說：“我認為這不太可能。”
1894年，年僅37歲的偉大的實驗物理學家赫茲，與世長辭了。他沒有能看到電磁波用於無線電通信，更沒有能看到電磁波的廣泛應用和對人類社會的發展帶來的巨大影響。
輪船的“刹車”
汽車、火車有“刹車”，自行車有“刹車”，連飛機也有“刹車”（滑行輪上有“刹車”，有的在尾部還能放出減速傘），唯獨輪船沒有聽說有“刹車”。
其實輪船的“刹車”有三種，一是拋錨，當輪船靠碼頭或在航行途中發生緊急情況需要停止前進時，就可以通過拋錨來達到目的。二是它的主機可以開倒車，利用倒車的反向速度來抵消因慣性而保持的正向速度。三是逆水行舟，利用水流的速度抵消輪船的速度。
如果你多次乘過輪船，就會發現一個有趣的現象，每當輪船要靠岸的時候，總是設法把船頭頂著流水，利用逆向水流的減速作用，慢慢地向碼頭斜渡，然後再平穩地靠岸。尤其是在大江大河裏順流而下的船隻，當它們快要到達港口碼頭時，都會先繞一個大圈子，使船逆水行駛以後，才慢慢地靠岸。船靠碼頭時為什麼要“逆水行舟”呢？從相對運動的角度來看是不難理解的。因為順流靠岸時，船對岸的速度等於船速加水速；而逆流靠岸時，船對岸的速度等於船速減水速。顯然，前者要比後者大得多。既然目的是要使船停下來，究竟是大的速度容易變零？還是小的速度容易變為零？當然是後者。
在船靠岸的實際操作中，上述三種方法往往結合在一起運用：先是“逆水行舟”，繼而“倒車行駛”，最後“拋錨泊岸”。
太空飲食店
隨著宇航事業的發展，在太空中開設飯店已不是遙遠的事了。不過，在太空中吃喝可不是一件簡單的事。
首先，太空麵包不能像地球麵包那樣大，然後一片一片切開來吃。因為切麵包時總有麵包屑，在太空失重世界裏，那些麵包屑在空氣中四處飄浮，被人吸進氣管，就會釀成大禍。因此，太空麵包必須做成像糖果那麼大小以便讓顧客一口一隻地囫圇吞“包”。
在太空當然也可以用刀叉吃牛排，不過要注意兩點：牛排、蔬菜之類的食品必須事先加工好，並拌上膠汁調料，使它們能粘在刀叉和勺子上，不然，這些大塊食品也很容易“滿天飛”；刀叉等餐具不用時，不能隨意放在桌子上，否則它們會飄浮在空中，一經碰撞，這些金屬物會像子彈一樣飛出去，損壞室內的儀器、儀表，所以，“太空餐桌”上都備有一些小磁鐵，餐具不用時就用小磁鐵把它們吸附在餐桌上。
在太空中喝酒不可能像地麵上那樣，把酒從酒瓶倒入酒杯，因為硬的玻璃酒瓶在太空中是倒不出酒來的，而且即使有酒從酒瓶中溢出，也成了雨滴一樣的小水珠，飄向四麵八方。因此，“太空酒瓶”必須是軟包裝的，還必須一小節一小節地彼此隔開。飲酒時剪開軟管的頭部，把軟管放入嘴裏，再用手捏住球狀的盛酒器，用力擠就能讓酒進入自己的嘴中。
石塊投水之後
在一次科學會議上，有人向伽莫夫博士、原子彈之父奧本海默和諾貝爾獎金獲得者布洛赫這三位大物理學家提出一個問題：一隻裝著石塊的船浮在遊泳池中，船上有一人將石塊拋入水中，池中水麵的高度將發生怎樣的變化？三位大物理學家由於沒有仔細考慮，結果都作出了錯誤的回答。
這個問題初看很簡單，其實卻是複雜的。石塊被投入水中後，石塊將侵占原來被水所占據的空間而使池中水麵上升；但船卻因載重減小而向上浮起，從而使池中水麵下降，這裏既有使水麵上升的因素，又有使水麵下降的因素，因此，對這個問題不作仔細的分析就不能得到正確的答案。
當石塊在船上時：船、人、石受到的總浮力＝船、人、石所受的重力
當石塊投入水中後：船、人、石受到的總浮力＝船與人所受的重力+與石塊同體積的水所受的重力
因為石塊所受的重力比同體積的水所受的重力大，所以當石塊投入水中後，船、人、石受到的總浮力小於石塊在船上的總浮力。我們都知道，浸在流體中的物體受到向上的浮力，其大小等於物體所排開流體所受的重力，這就是阿基米德定律，現將它應用到我們的問題中來。總浮力較小，被排開的水的體積就較小，池中水麵就較低。所以我們的結論是：船上的人把石塊投入水中後，池中水麵的高度將降低。
水槍與水炮
說來你也許不相信，一股細細的高壓水流能射穿12毫米厚的鋼板，恰似具有和炮彈一樣大的威力。這是一種叫“水炮”的高壓發生器射出的高壓水細射流，它的直徑隻有15毫米，但速度高達7000米／秒！這樣的高速是怎樣產生的？
這種水炮采用電、液壓或壓縮空氣作動力，先將水炮中的活塞向噴嘴的另一端移動，使氣體壓縮。積蓄能量，然後突然鬆開活塞，由於氣體的膨脹，使活塞迅速衝向噴嘴，在極短的瞬間裏，將封閉的水推擠出去。如果釋放的時間是蓄能時間的1％，就能獲得100倍的瞬時功率。用於切割時它所產生的壓強高達幾百兆帕。
如果隻需要幾十兆帕的高壓水細射流，這隻要用一種叫柱塞泵，的“水槍”就行了。電動機通過曲柄、連杆和十字頭，使一隻柱塞在泵內往複運動，擠壓泵內的水，產生高壓水，其原理與打氣筒打氣一樣。如果高壓水從一隻直徑很小的噴嘴裏射出來，就成了一股高壓水細射流。用這種柱塞泵能產生壓強為200兆帕以下的高壓。
船吸現象
1912年秋天，“奧林匹克”號正在大海上航行，在距離這艘當時世界上最大遠洋輪的100米遠處，有一艘比它小得多的鐵甲巡洋艦“豪克”號正在向前疾駛，兩艘船似乎在比賽，彼此靠得較攏，平行著駛向前方。忽然，正在疾駛中的“豪克”號好像被大船吸引似地，一點也不服從舵手的操縱，竟一頭向“奧林匹克”號撞去。最後，“豪克”號的船頭撞在“奧林匹克”號的船舷上，撞出個大洞，釀成一件重大海難事故。
我們知道，根據流體力學的伯努利原理，流體的壓強與它的流速有關，流速越大，壓強越小；反之亦然。用這個原理來審視這次事故，就不難找出事故的原因了。原來，當兩艘船平行著向前航行時，在兩艘船中間的水比外側的水流得快，中間水對兩船內側的壓強，也就比外側對兩船外側的壓強要小。於是，在外側水的壓力作用下，兩船漸漸靠近，最後相撞。又由於“豪克”號較小，在同樣大小壓力的作用下，它向兩船中間靠攏時速度要快得多，因此，造成了“豪克”號撞擊“奧林匹克”號的事故。現在航海上把這種現象稱為“船吸現象”。
鑒於這類海難事故不斷發生，而且輪船和軍艦越造越大，一旦發生撞船事故，它們的危害性也越大，因此，世界海事組織對這種情況下航海規則都作了嚴格的規定，它們包括兩船同向行駛時，彼此必須保持多大的間隔，在通過狹窄地段時，小船與大船彼此應作怎樣的規避，等等。
龍井茶葉，虎跑水
盛產龍井茶的杭州，流傳著這麼一句話：“龍井茶葉，虎跑水。”意思是龍井茶葉最好用燒開後的虎跑泉的泉水來泡，才能喝出美味來。其中的奧妙在於，虎跑泉水中的礦物質裏含有多種微量元素，對人體健康有利。其實，不僅是虎跑泉水如此，其他名泉的泉水也都有此效應。
虎跑泉水還有另一個顯而易見的特點：在裝滿泉水的茶杯裏，投進一粒小石子後，它的水麵會高出茶杯口，但卻不溢出來。有人說這就是虎跑泉與眾不同之處。其實，這一“特點”是眾多泉水（如濟南趵突泉、無錫惠山泉等）的“共同點”，它是由這些泉水中富含礦物質造成的。
純水在一定的溫度下具有一定的表麵張力。例如，室溫（20℃）下純水的表麵張力為7275×10－4牛／厘米，到60℃時，水的表麵張力減小為6618×10－4牛／厘米，到沸點（100℃）時更減小為5855×10－4牛／厘米。當水裏含有雜質時，有的雜質能使水的表麵張力減小，例如肥皂或有機物；有的雜質能使水的表麵張力增大，例如礦物質。一般的泉水裏都富含礦物質，所以泉水的表麵張力比純水要大得多，它使得泉水表麵的分子相互吸引，緊緊地擠緊在一起。這就是泉水能滿過杯口而不溢出的原因。
裂縫裏的學問
1954年，英國兩架“彗星”號噴氣客機，先後因增壓艙突然破裂而在地中海上空爆炸墜毀。起先，人們認為是材料強度不夠而造成斷裂，於是利用高強度合金鋼來製造關鍵零部件。但是，事與願違，斷裂破壞有增無減。此事引起工程技術界的高度重視，在深入研究中發現，原來高強度材料中也存在著一些極小的裂紋和缺陷，正是這些裂紋和缺陷的擴展，才產生了斷裂破壞。在此基礎上誕生了一門嶄新的科學——斷裂力學。
傳統的材料力學認為材料是均勻的、連續的、向同性的。而斷裂力學卻認為任何材料都是不連續的、不均勻的、有缺陷的，因為材料中不可避免地會存在一些裂紋和缺陷。它們是那樣微小，即使用高精度的無損探傷儀也難以測出來。但正是這些潛伏的缺陷和裂紋，在一定的使用條件下會造成重大的斷裂事故。
造成斷裂的影響因素是多方麵的，主要有以下幾種：（1）疲勞斷裂。在交變載荷的來回作用下，加速了材料中裂紋的擴展，最終導致材料斷裂。這是一種很常見的斷裂現象。例如，要弄斷一根鉛絲，隻要把它來回彎折幾次，很快就會在彎折的地方斷裂。這就是疲勞斷裂，來回彎折的力叫“交變載荷”。（2）冷脆斷裂。金屬材料對溫度的變化很敏感，在正常溫度下的韌性材料，處於低溫環境時往往會變脆，當溫度下降到某個臨界值時，材料的微小裂紋就會以極快的速度擴展（高達1000米／秒），最後導致材料斷裂。（3）氫脆斷裂。鈦合金和高強度合金鋼等材料在使用中往往要接觸腐蝕介質，因此，在它們的表麵會發生電化學反應並產生微量的氫，這些氫原子能滲透到金屬結構中去；而且材料中哪裏的應力最大，氫原子就往哪裏跑，並聚集在那裏，使該部位的應力變得更大，當聚集的氫原子達到一定數量時，在它們聚集處就會發生突然的脆性斷裂。