火
首先,请问火是什么物质呢?请思考一下,不要去查阅资料。
水是液态,冰是固态,火是什么物态呢?同样的,请先借助常识来思考一下。
最后一个问题,请问火可以分成哪些种类呢?
按理说,这三个问题都是常识问题,可惜绝大多数人都需要借助互联网查阅后才能回答出来。
火的定义是物质燃烧过程中所进行的强烈氧化反应,其反应能量以光和热形式释放,此外还会产生大量的生成物。第一个问题的答案是,根据质量守恒定律,火不会使被燃烧物的原子消失,只是通过化学反应转变了被燃烧物的分子形态。因此火严格来说既是物质(可燃物,氧化剂和生成物),又是一种能量。
第二个问题的答案是,火在低温时可以勉强称为气态,达到一定温度后是等离子态。部分或完全电离的气体,其中自由电子和正离子所带的负、正电荷量相等,而整体又呈电中性,行为受电磁场影响,称为“等离子体”。因为物质的固、液、气态都属于“聚集态”,所以从聚集态的顺序来说,也常常把“等离子态”称为物质的第四态。
第三个问题的答案是火的分类主要根据燃烧物来定,比如燃烧的是固体、液体还是气体等。
我们人对等离子体的感知分辨率是整体不足的。首先,与我们人关系最紧密的天体,太阳就是一个大的等离子体球,也可以算是一个大火球。可是,我们的视觉如果去直接观察太阳的等离子体的部分时,就只能感觉到特别刺眼,甚至无法睁开眼睛。只有通过特殊的望远镜,我们才得以窥见太阳的表面形态。我们无法直接接触高温等离子体,后果是严重的被灼烧。也就是说,我们的生存前提是与等离子体保持足够的距离,既不能太远,以便能获得能量和温度,又不能太近,以免被等离子体伤害到。
朱永乐老师还举了一个经典的例子,表明我们对火有明显的感知缺陷。纯的酒精燃烧为淡蓝色火焰,这种火焰颜色在白天或者强烈的灯光照耀下,几乎是透明的。酒精类洗手液和消毒液的燃烧也有类似问题,在此提醒大家要注意家庭防火。
当然,能看到火,能看到燃烧冒出的黑烟,容易被燃烧的黑烟呛到,能听到火燃烧时候的噼里啪啦的声音,在很远的地方就能闻到烧焦的味道等,都是我们意识系统对火的警觉。因此,火和土的排名,究竟谁更靠前,确实有争议。
从进化的角度来说,脊椎动物的祖先生活在水中,因此无法遇到陆地上的明火。等到上岸开始过两栖生活的时候,也是靠近水源的,因此遭遇火灾的机会非常有限。真正与火打交道,应该是哺乳动物遭遇天灾如雷电和火山喷发造成的野火,当然,早期祖先跟野火打交道,都是以逃命为主。而人类大概到了200万年前,才开始利用火来烹饪、取暖和防卫。因此从我们对火的意识模型训练来说,首先火元素是非常重要的,但是能遇到火,从进化顺序上来说,是比较靠后的,是晚于遇到土的。非常有必要知道一直在水中生活至今的鱼,对陆地明火的识别程度是怎样的,另外,那些从海里上岸,又再次回到海里生活的海洋哺乳动物,对火的识别程度又是怎样的呢?目前已知很多深海鱼类是自带发光系统的,那些鱼发出的生物荧光,也是一种氧化还原反应,生物荧光虽然不是等离子体,但是视觉原理应该跟识别火焰多少有点关系。
最后,我们假设,人类是一种从火山口的高温环境中长期进化而来的生物,那对于火焰之类等离子体的适应性必然有所不同,感知系统尤其视觉能看到的火也会复杂得多,说不定还能把火实体化。而且,对于红外线和微波这类高温射线,大概率是能很好地感知到的。
对于火的感知,还有更多值得探讨的内容,尤其是宇宙中绝大多数可见物质都处于等离子体状态。因此,我预计以后会有更多的科学手段来帮助我们“看清楚”等离子体。
惊火
火为气体否?曰等离子体。
鱼可识火否?萤火尚可见。
若千锤百炼,得火眼金睛,
想必可见高温射线。
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