六年级挑战与未来科技读本.doc

机场里的自动人行道自动人行道目前多用于车站、商场、机场、展览馆等人流集中的地方，要真正成为一种普通的公共交通方式，还有待于其技术的进一步研究和改进。自动人行道在人流密集的大城市里，交通通常都十分拥挤，而自动人行道则能解决这一问题。自动人行道的零部件、安全装置及电气控制系统与自动扶梯差不多，可以将它看成是一种平铺下来的长条形电梯。它的起始速度较低，因此乘客能够快速适应；而后速度逐渐增加，以减少乘客在自动人行道上停留的时间；最后，速度又逐渐降低，以便乘客安全离开自动人行道。自动人行道安全性高、噪声低、能源消耗低、没有尾气污染，政府也不用额外投资建造停车场。此外，使用自动人行道也不存在停车难和防盗问题，也不用经常对它进行维护或为其更换零部件。自动人行道主要建造在圆环形的商用大楼内，也可以用于环形地下隧道和室外环形道路、环形高架道路、环形人行天桥、环形轨道交通。当用于环形轨道交通时，自动人行道可代替轻轨、地铁进行短跷离的乘客运输，从而大大节省城市资源，并降低政府的总投资成本。高速自行车未来的自行车时速可达100千米以上。在自行车专用高速公路上骑上这种自行车，比开汽车还要快。高速自行车外罩轻质的特殊塑料，这种塑料差不多将整个车身都包在里面，使自行车具有流线型的外壳。这样可以使车的阻力减少一半。高速自行车的车座装在与脚镫等高的平面上，让人可以半躺着踩脚镫。这样不用格外用力，就能把时速提高40千米。此外，高速自行车还像儿童脚踏车那样有三个轮子，使稳定性更好。知识链接助力：妨碍物体运功的作用力称为“助力”。如物体在空气中运动，因与空气摩擦而受到助力。公路自行车赛目前公路自行车的最高时速只有50多千米，而未来的公路自行车速可达100千米以上，可与汽车媲美。美国一位宇航科学曾同人合作，设计出一系列叫做“维克多”的高速自行车，可乘坐两人，最高速度可以达到每小时150千米。这种“维克多”自行车的办公楼胎内部填充着弹性良好的发泡材料，车座向上倾斜具有缓冲作用，外形光滑而呈流线型，防风罩上连雨点都不会留下。人们骑着这种自行车，能像乘坐小轿车一样疾驶如飞。未来的船舶据科学家预测，未来的水路交通工具多种多样，既有超高速轮船、智慧型船舶，也会有超长的海底隧道和巨型航母。行驶中的气垫船气垫船通常使用铝合金、玻璃钢或高强度钢制造，采用航空发动机、高速柴油机等作为动力装置。超高速轮船运用了众多不同的高科技成果，包括具有巨大扬力的船翼和利用空气压力升离水面的气垫船等多项重要发明。超高速轮船的载货量可达1000吨，每小时能航行50海里，是未来海洋中最恶劣的暴风雨天气，也不能阻碍超高速轮船的正常行驶，它堪称兼具速度性、安全性和稳定性于一身。未来，超高速轮船很可能打破飞机的运轮垄断地位，成为地球上最常见的交通工具。智慧型船舶是一种新概念交通工具，是充分利用电脑来进行航行的海上交通工具。智慧型船舶上的电脑将老练优秀的船长的航行经验和技术全部储存起来，船上的人根据电脑上的信息，同时搭配陆上控制台的支援资讯及船上各种资讯，跟机器共同研判海面上的情况，互相辅助指挥航行的船只。由于海上航行时间相对较长，不确定的危险发生的概率也相对要高，所以智慧型船舶的普及也是未来一种不可避免的趋势。知识链接海里：按照我国有关规定，1海里等于1.852千米。但由于地球不是一个标准的球体，所以海里的长度并不固定。最短的海里在赤道上，1海里等于1.843千米。最长的海里在南北两极，1海里等于1.862千米太空“电梯”坐上电梯就可以去太空旅游，这是科幻小说中的情节，也是现实中的科学家的设想。这一设想最早是由苏联科学家在20世纪60年代提出来的，后来美国科学家对其做了进一步论证。到目前为止，这方面探索仍在继续。想象中的太空电梯根据测算，太空电梯项目实施起来，需要100亿美元。虽然耗资巨大，可一旦建成，收益也将巨大。目前用航天飞机把一个人送上太空大约需要花费12万美元，而用太空电梯大约只需要300美元。太空电梯是一种向太空运送物资和人员的永久性装置，主要由吊天梯和甩天梯两部分组成。吊天梯高度为35780千米，一端连接地面，另一端连接太空城，其主要功能就是将地面上的物资和人员送往太空城。吊天梯可以通过运载托盘形成闭路循环，从而得到循环使用。甩天梯的长度是74000千米，由导轨和中转站等组成。它的主要作用是支撑吊天梯。生产出牢固的太空电梯材料是万世修建太空电梯的关键。科学家目前看好一种碳纤维材料。这种材料的韧度是钢的数百倍，重量只有钢的1/6。不过其生产成本较高，每一克的成本为500美元。太空电梯虽然耗资巨大，可是一旦建成，可以全天运转，从而产生巨大的经济效益。当太空电梯的运输成本大大降低的时候，绝大多数人都将可以登上太空一览美景。科学家认为，太空电梯甚至可以用来探测其他行星。空天飞机空天飞机是既能在大气层内飞行又能到太空中航行的新型飞行器。刚刚起飞的时候，它就像普通飞机那样从跑道上水平起飞，由普通飞机用的涡轮喷气发动机驱动，以液氢为燃料。当速度上升到3倍音速以上时则改由冲压式发动机驱动。这种发动机结构简单，只是必须在高超音速下工作。空天飞机高速前进时，进气道大量吞吸空气，并从空气中分离出氧气，然后使氧气源源不断地与液氢一起流进燃烧室。由于从大气层中取氧，空天飞机可以少带许多液氧上天，从而减轻了起飞重量。不过空天飞机飞到大气层边缘时，便无法再从外界获得氧气，冲压发动机又被火箭发动机取代，无法驱动空天飞机，所以此时空天飞机只能用自身携带的液氧和液氢作推进剂，完成最后一段旅程。空天飞机在100千米高空的飞行速度大约为25倍音速，它最终加速进入地球轨道，成为航天飞行器。返回大气层后，空天飞机照样可以在机场着陆。如此看来，将来人们去太空旅行完全可以像今天乘飞机去世界各地旅行一样简单。小知识：波音747与航天飞机轨道器：1977年2月，美国研制出了一架“创业号航天飞机轨道器”，并在波音747飞机的协助下进行了机载试验。作为一种高超音速运输机，空天飞机具有推进效率高、耗油低、载客（货）量大等优点，是一种经济而有效的交通工具，可以成为一种高速洲际交通工具。此外空天飞机还具有重要的军事价值，可作为战略轰炸机、战略侦察机和远程截击机使用，这对战略空军进一步发挥作用具有重要意义。超空间发动机未来200年内，人类很可能造出可以飞行10亿光年距离的超空间发动机，到那时星际旅行就会变得易如反掌了。据英美的一些媒体报道，科学家们一直在秘密研究一种令人匪夷所思的飞行动力装置超空间发动机。一旦研制成功，人类将可以乘坐太空船在太空高速飞行，从地球飞往火星将只需3小时，而飞往11光年之外的星球也只要80天。这种发动机之所以如此神奇，是因为它应用了一个颇具争议的宇宙构造理论。该理论可以说是对当前物理学法则的重大挑战，它声称，如果超空间发动机能创造一个足够强大的磁场或重力场，那么身处其间的物体（如太空船）就将“进入”另一个完全不同的“多维空间”。而在“多维空间”中，光速将比外面快许多倍 ，太空船也将以“难以置信的高速度”飞行。当飞行结束、“超空间发动机”所创造的磁场被关掉后，太空船将重新返回我们目前所处的三维空间。不过超空间发动机目前仍处于研制阶段，许多科学都对它很感兴趣。毫无疑问，空间旅行是人们都非常期待的事情，因此超空间发动机所带来的效益也将是无法估量的。太空船如果真能空越空间，那么人类完全可以靠它在不同的星际间自由探索。到那时，到别的星球定居将不再是科幻小说中才有的情节，它将在现实生活中真实地发生。知识链接太空：地球大气层以外的宇宙空间，离地面的最低高度大概为110千米。光年：天文学上表示距离的单位，指光在真空中用一年时间所行走的距离（光每秒大约行驶30万千米），约94600亿千米。机器人几千年前人类就渴望制造一种像人一样的机器，以便将人类从繁重的劳动中解脱出来。例如古希腊诗人荷马的长篇叙事诗伊利亚特中，冶炼之神瘸腿海倍斯特司就用黄金铸造出一个美丽聪颖的侍女；又比如希腊神话阿鲁哥探险船中的青铜巨人泰洛斯(Taloas)，犹太传说中的泥土巨人等等。这些美丽的神话时刻激励着人们一定要把美丽的神话变为现实。早在两千年前，自动木人和一些简单的机械偶人就开始出现了。“有人认为精心设计的机器人终将会取代人类，我不同意这种观点。”Karl Capek，这位捷克剧作家在1921年把“机器人”这一概念引入我们的生活。从此，机器人成了科幻世界的主人公。很多朋友是从电影、电视、小说中认识机器人，他们眼中的机器人是神通广大的万能机器。当他们看到现实的机器人时，他们会认为现在的机器人太普通，不能称之为机器人。有人认为机器人是人，形状必须像人，不像人怎么能叫机器人；然而现实中绝大多数的机器人样子不像人，这使很多机器人爱好者大失所望。实际上，现实意义上的机器人所包含的概念已经非常广泛了，凡是“能编程的机器”，都可以称之为机器人。科学幻想是人类梦想的展示地，它帮助我们思考未来。从科幻小说或影片里的那些经典的机器人形象中，我们或许能够看到它们和我们的未来。事实上，随着现代科技的迅速发展，机器人正在经历着一个从初级到高级的飞跃，它正沿着达尔文的“进化论”逐渐发展自己、壮大自己、完善自己。研制具有人类外观特征，可以模拟人类行走与基本操作功能的类人型机器人，一直是人类机器人研究的梦想之一。1997年，日本本田公司率先研制出第一台类人型步行机器人样机。目前，机器人正在进入“类人机器人”的高级发展阶段，即无论从相貌到功能还是从思维能力和创造能力方面，都向人类“进化”甚至在某些方面大大超过人类，如计算能力和特异功能等。专家指出，未来的机器人在外形方面将大有改观，如目前的机器人大都为方脑袋、四方身体以及不成比例的粗大四肢，行进时要靠轮子或只作上下、前后左右的机械运动，而未来的机器人从相貌上来看与人无区别，它们将靠双腿行走，其上下坡和上下楼梯的平衡能力也与人无异，有视觉、有嗅觉、有触觉、有思维，能与人对话，能在核反应堆工作，能灭火，能在所有危险场合工作，甚至能为人治病，还可克隆自己和自我修复自己。总之，它们能在各种非常艰难危险的工作中，代替人甚至超过人类去从事各种工作。从科幻世界到现实生活，机器人将会像个人电脑一样走进企业，走进千家万户，成为人类社会必不可少的生活用品，这是世界机器人的发展趋势。美国麻省理工学院人工智能实验师主任鲁迪尼布鲁克斯这样评价现在的机器人：“这是人类历史上第一次这么多普通人开始使用机器人。”一位著名科幻作家同时也是科学家甚至预测：2020年人造智能(机器人等)将达到人脑的水平；从此，地球上将有两种聪明的物种同时存在。高科技一次又一次地创造着奇迹；在新世纪，我们有理由相信，机器人的时代最终会来临。人类将用自己的智慧开创美好的未来！