那绚丽多彩、威力无比的极光是怎样形成的呢？以往，科学家们一般认为：来自太阳的高能带电粒子，到达地球附近空间，一旦被地球捕捉，则受到地球磁场的控制，沿磁力线朝地磁极作螺旋下降，再与那里低密度的高层大气碰撞而放电发光。或者太阳出现黑子、耀斑、日珥等，组成太阳的物质还不断发生强烈的核反应，释放出大量的能量；太阳就向宇宙空间喷射出大量带电粒子，如质子、电子等，这些带电粒子像来自太阳的一股巨风（俗称“太阳风”），冲入地球范围后，由于地磁场的作用，它们便集中降落到南北地磁极附近的高空，高空大气中的各种气体原子、分子受到这些带电粒子的激发，便造成发光现象。那么，根据这种解释，极光就应该在磁极上空以某种“辉点”那样的形式出现。但是，情况却不是这样。极光并没有呈“辉点”的表现形式，而是在极区上空呈不规则的椭圆带幻像。这种情况不禁使人们对以往的一般解释产生了怀疑。究竟是怎么回事，还有待人们继续研究。
飞机能在航空母舰上起飞和降落之谜
一艘航空母舰通常载有几十架到上百架飞机，这些飞机（通称舰载机）随时可以在航空母舰上起飞降落，执行战斗任务。
人们自然会问：一般飞机起飞和降落要有长达千米以上的飞行跑道，为什么在长度不超过300米的航空母舰上，飞机也能安全起飞、降落呢？
原来在航空母舰上，装置有一种专门用来帮助飞机起飞和降落的设备。
航空母舰的飞行甲板有限。现代喷气机的起飞速度一般要求达到350千米／小时左右，舰载机在飞机甲板上依靠自己滑行。不能加速到这一起飞速度，因此需要有一种专门的辅助动力设备，给舰载机提供达到起飞速度的动能，并使滑行距离限制在数十米以内。这种设备，叫做“弹射器”，它能使舰载机在几十米距离内，用几秒钟时间弹射起飞。
弹射器，一般有液压弹射器、蒸汽弹射器和内燃弹射器三种。
第二次世界大战后，航空母舰上使用的弹射器，开始是采用液压的。这种弹射器操作便利，但弹射能量较小，如弹射重11吨的舰载机，其初速度只能达到160千米／小时左右。这种弹射器要弹射现代的重型、高速舰载机是不可能的。
现代的航空母舰，一般都采用新式的蒸汽弹射器，这种弹射器使用的是航空母舰锅炉的蒸汽，它的弹射能量大，加速性能好，即使重型的喷气舰载机也能弹射起飞。
随着核动力航空母舰的出现，内燃弹射器在几秒钟内，即可将舰载机从静止状态弹射起飞。
舰载机在起飞前，首先将飞机放在弹射器上，飞机发动后，在弹射器的强力助推下，加上80千米／小时以上逆风航行的舰速和风速，飞机即能够迅速腾空飞行。
舰载机依靠弹射器迅速加速，顺利起飞，为什么又能安全降落在航空母舰上呢？
为了使高速舰载机安全降落，必须要有迅速减速的装置。阻拦装置就是目前常用的一种减速设备。
阻拦装置，分阻拦索和拦机网两种。阻拦索是在正常情况下，使舰载机缩短降落滑跑距离的装置。拦机网是舰载机处于特殊的情况下，降落时使用的应急设备。
阻拦索，是一种钢质绳索，两端通过滑轮与固定在跑道两侧甲板上的缓冲器相连，并列布置数根。
舰载机降落时，首先放下尾钩，当尾钩挂住阻拦索后，很快减速，滑行数十米，即可平稳地停住。
当舰载机因故障而尾钩放不下，或尾钩损坏等紧急状态时，需要临时架设拦机网。拦机网是用纵横交织的尼龙带组成，它的阻拦力大于阻拦索。因故迫降的飞机着舰后，在拦机网的作用下可迅速停住。
航空母舰上有了弹射器和阻拦装置等专门设备，飞机就能做到安全起飞和降落了。
反弹道导弹能摧毁洲际导弹之谜
在武器的发展史上，“矛”和“盾”都是在互相促进中产生和发展起来的。古代人使用大刀、长矛、弓箭等武器作战，就有“盾”、“盔甲”之类的东西来防护。今天的武器，机关枪、远射程炮、轰炸机、毒气等，都是矛的发展；钢盔、水泥工事、防空掩蔽部、防毒面具，都是盾的发展。20世纪50年代时便出现了洲际导弹，接着人们研究了对付它的办法，反弹道导弹就是用来摧毁洲际导弹的。
为什么反弹道导弹能摧毁洲际导弹呢？
这是因为它具备了两个条件：一个反弹道导弹自身载有战斗部（通常为核弹头），只要能把它送到离洲际导弹一定的距离范围内（即反弹道导弹弹头的有效杀伤半径内爆炸），就可以摧毁洲际导弹；二是反弹道导弹也需要有弹载控制装置和地面雷达引导，才能使它沿着正确的弹道飞向洲际导弹。
反弹道导弹摧毁洲际导弹是个很复杂的过程。它的简单作战程序是：当敌方发射洲际导弹后，首先由预警系统及早发现和捕获它（目前该系统由预警卫星和过程警戒或搜索雷达组成），并迅速把目标信息传递到国家防御指挥中心，电子计算机立即算出洲际导弹的弹道和弹着点，此时，反导弹系统中的目标跟踪雷达就开始工作，不断地精密跟踪并正确地识别真假目标，计算机把来自雷达的信息进行运算，估算反弹道导弹的截击点位置，在进行火力分配后由指挥中心下达指令，发射反弹道导弹，再由制导雷达跟踪反弹道导弹，保证它沿规定的弹道飞向目标，如发生偏差，就由地面发现指令，给予纠偏。当反弹道导弹达到预定的截击点时，制导雷达就及时发出引爆指令，使弹头爆炸而摧毁来袭的洲际导弹。由于单个反弹道导弹的命中率较低，为了提高摧毁效率，一般需用2～3枚反弹道导弹同时实施截击。
但是，用反弹道导弹摧毁洲际导弹，还不是很有效的办法。因为现在洲际导弹，都装有各种能够突破或躲避对方防御和拦截的装置。为此，人们正在探索更为有效的反洲际导弹的方法，如激光反导弹（又称光炮）等。
原子弹的威力之谜
原子弹论个头的确称不上是庞然大物，而是一个体积不大的东西，类似普通的炸弹。如美国第一颗原子弹弹长只有3．05米，弹径只有0．71米，弹重4082千克，而爆炸威力却有2万吨梯恩梯当量，能把广岛、长崎那样的大城市摧毁。我国一位旅日侨胞在几十年前目睹了第一颗原子弹在日本的广岛爆炸的情景。他说：
“1945年8月6日上午，我正在拉着黑红布窗帘的试验室做X光照相试验。8时15分左右，忽见一道白光一闪，我一怔，以为电线保险丝发生事故，正待去看，只听轰隆一声震耳欲聋，我本能地卧倒在地板上。当我爬起一看，满屋尘土，什么也看不清。走廊里传出日语的喊叫声，我在烟尘弥漫中摸着走出室外，进了防空洞，从洞中再往外一看，原来白日晴朗的天空，现在突然变成淡黄色。静下来四周一望，防空洞内不少人都受伤了，我这才发现自己的皮肤也在出血。我走出防空洞，想回住处敷药。一路上房倒屋塌，颓垣断壁，许多地方起了大火，成群成群的人受伤，不少人倒在街头，惨不忍睹：衣服被烧焦，头发被烧光，皮肤被烧黑，无数人在瓦砾中呻吟。曾是几十万人的熙熙攘攘的城市广岛，现在是满目凄凉，一片废墟。”
这就是那个绰号叫“小男孩”的原子弹带来的灾难。人员死伤二十多万，近六万所房屋被破坏，近十二平方千米的土地被波及。原子弹为什么有这么大力量呢？这就要从它的构造材料和杀伤因素说起。
原子弹是利用铀－235或钚－239为核装料。这类重原子核在中子轰击下，会分裂成两个中等质量数的核（称裂变碎片），同时放出2～3个中子和约180兆电子伏能量（相当于2．9×10（上标－11）焦耳）的核能，放出的中子，有的损耗，有的继续引起重核裂变。当引起下一代裂变的中子为两个时，则在不到百万分之一秒内，就可以使1000克铀－235或钚－239内的约2．5×10（上标24）个原子核发生裂变，并释放出1．75万吨梯恩梯当量的能量。此外，在裂变碎片过程中，还会陆续释放2000吨梯恩梯当量的能量。因此1千克的铀－235或钚－239完全裂变可释放近2万吨当量的能量，所以威力巨大。原子弹有四种杀伤因素，既有快如闪电、比太阳光还亮的光辐射，即热辐射，又有形同飓风的冲击波；既有早期可使人致命的核辐射，又有斩不断、理还乱的长期放射性污染。这些杀伤因素几乎同时作用于一瞬间，但事后仍留下放射性污染，使包括灭火、抢修在内的救援工作难以进行。举冲击波为例，看其杀伤威力之大：
势不可挡的冲击波，所到之处，席卷万物使建筑物顷刻倒塌，砂子、砖瓦横飞，破坏了的电器、灶火、煤气管道发生火灾。室内各种家具、用品，特别是玻璃制品，在冲击波作用下，个个一反常态露出凶相，在室内、院内、街上横飞，处处伤人。据专家预测，在核武器袭击下，会有相当多的人员伤亡在类似这种间接产生的杀伤因素之下。
至于光辐射带来的大火，其造成的破坏也十分惊人。曾有人估算，广岛原子弹爆炸，靠爆心的地面，固体物质被加热到3000～4000，即使在距爆心1．1千米远的地方，温度也超过1600℃。核爆炸既可造成直接烧伤（灼热的空气还能的伤呼吸道），也可造成间接烧伤，广岛核爆后24小时内死亡人员中，2／3死于烧伤。至于建筑物的破坏也就不必说了。
小小原子弹但却具有巨大的能量，一旦使其变成杀伤因素，其破坏力当然是巨大的。
海市蜃楼科学揭秘
山东省北部的蓬莱县，自古有着“蓬莱仙境”的美名。古书上把蓬莱称为海上神山，民问传说中的“八仙过海”，就在此地，秦始皇为寻求海上神仙和长生不老的药，也曾到过这里……当然这些都是神话传说，但与蓬莱的风景确实迷人，又多海市蜃楼的奇妙景象是有着直接关系的。
蓬莱县城北有座丹崖山，山崖壁陡，三面临海，山顶上雄踞着著名的蓬莱阁，登上阁楼可俯视无垠的大海，是观赏海市蜃楼奇景的理想地方。
所谓海市蜃楼，就是在春夏之交或夏末秋初时，每当雨后初晴，或风和日丽晴朗少云天气里，会在远处海面的半空中，突然呈现亭台楼阁，山峦起伏，树木丛丛，行人车辆等奇妙的幻影，宛如身临仙境。过一段时间幻影突然又消失得无影无踪。
其实海市蜃楼是一种幻景，是一种大气光学现象引起的。在春夏季节，白天海水温度比较低，下层空气受水温影响，较上层空气为冷、密度大，而上层空气密度小。当阳光穿过这种空气层时，就要发生折射和反射，下层密度大的空气就像一面镜子一样，把地面景物反射在半空中，就会出现奇妙虚幻的景致。例如，蓬莱县北部海面上的庙岛群岛，在夏季、白昼海水温度低，空气出现下密上稀的差异，所以在蓬莱县常可看到庙岛群岛的幻影。宋朝时候的沈括曾有记载：“登州（即现在的蓬莱）海中时有云气，如宫室台观，城谍人物，车马冠盖，历历可睹。”因为当时人们无法解释这种现象，就把蓬莱和“仙境”联系起来了。
海市蜃楼不但在海面上能见到，不过沙漠中的幻景不在半空而在地面上。这是因为白天沙漠贴近地面的空气温度高于上层，所以上层密度大而下层密度小，密度大的反射镜在上层，就把蓝天、树木、房屋反射在沙滩上而且形成倒影，所以蓝天像湖水，使不少沙漠旅行者上当受骗。
无论哪一种海市蜃楼，只能在无风或风力微弱的天气条件下出现。当大风一起，幻景顿时消失。这是因为这种空气层极不稳定，大风一刮，上下层空气搅动混合，上下层空气密度没有什么差异了，光线就不会出现折射和反射的现象了。
“仙境”的秘密被揭穿了，但人们并没有失望，观赏海市蜃楼仍是人们极向往的乐趣。而人们更向往的是蓬莱的人间“仙境”，因为蓬莱的风景本身就非常美丽。蓬莱依山傍水，山清水秀。有“仙阁凌空”，“海市蜃楼”，“万里澄波”，“狮洞烟云”，“日出扶桑”，“晚潮新月”等十大胜景。
奇烟之谜
古典神话小说《西游记》的主人公——唐僧师徒四人，在往西天取经的途中，不知遇到过多少妖魔鬼怪。这些妖魔鬼怪常常是忽而出现、忽而隐没在奇烟怪雾之中。当唐僧师徒误入魔洞时，更是随着恐怖的隆隆巨响，妖烟四起……
那么，在自然界里，万山丛中是否有这种令人望而生畏的奇烟怪雾呢？看来，这并非《西游记》作者吴承恩的凭空想象和任意虚构，这种神秘莫测的自然现象虽然罕见，但还是有的。
美国阿拉斯加州是个多火山地区。奥古斯丁火山、卡特迈火山是该区的活火山，以常常喷发而著称于世。卡特迈火山1912年大爆发以后，科学家曾前往考察。他们在这座活火山西北约10千米处，发现一条宽8千米、长约16千米、面积约100多平方千米的地带，被火山灰所覆盖，满布着成千上万个喷气孔，有一排竟长达1000米以上。伴随着令人恐怖的隆隆巨响，喷气孔不断向上空喷出混杂着火山灰的炽热气体。气体在高压气流的带动下，以飓风般的速度，咆哮着向山谷下方推进，以雷霆万钧之力，把沿途的树木全部推倒。有如妖魔出动，令人胆战心惊，望而却步。在山谷上部，烟柱更为密集，致使谷地完全为浓烟所笼罩，所以地质学家称之为“万烟之谷”。
当然，奇烟怪雾并不都是由火山活动造成的。我国湖南省南丹矿务局铜坑锡矿采矿区，就有一股滚滚奇烟，从地下升腾而起，烟柱高达100米以上，几乎与云脚相接，覆盖了近3平方千米的地区。这股奇烟究竟缘何而起？有关地质人员进行过考察，证明这是由于矿层自燃引起的。浓烟由三个直径10米、深约20米的“魔洞”吐出，烟色白里夹黄。
这个矿层自燃已延续了9年，冒烟处最高温度可达196℃，是目前我国矿山自燃温度最高的火区。人们曾采取封闭，灌水等措施，试图扑灭这场地下大火，但收效甚微，始终未能控制住火势。
最常见的山中奇烟是由山中的煤层自燃引起的。唐僧师徒四人，沿新疆古道西行，途经吐鲁番火焰山一带，这里山中因煤层自燃而产生的缕缕奇烟不时可见。煤层自燃常常数十年以至上百年不熄，致使某些地区终年烟云缭绕，真是名副其实的“地狱之火”。吴承恩写《西游记》时，可能从这种神秘莫测的自燃现象中得到灵感，把它同妖魔鬼怪联系在一起，以增加魔怪出现时的神秘感，从而为那些世人传诵的不朽篇章平添了几分光彩。
真空之谜
1654年，科学家葛利克做过一个名垂科学史的实验。他用铜精制了两个大半球，并将它们对接密封起来，用他自己发明的抽气机将球内空气抽出，派16匹马背向对拉两半球，马最终竭尽全力才拉开。这表明我们周围并非什么都没有，而是充满空气，它对物体施加压力（球内空气密度因抽气远于小地球外的，这导致球外压力远大于球内的）。球内经抽气后的空间叫做真空。
