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拨开迷思见真知
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“邱少云难题”之拨开迷思见真知
在某种程度上说,科学是外来的,我们所使用的科学名词,大部来自日语.有个别词汇,特别是与本意有区别的词汇,直接音译也不错.Myth的原意是神话,但转意是某种错误的认识,对此更好的译法是迷思.网上关于邱少云之死的争论,来源于对火灾的不正确认识,现加以详细分析.
1. 火是热的
通常,大家不怀疑火是热的.但在具体分析中,火焰温度不是均匀分布的.火灾中的火焰通常被称作扩散火焰,或非预混火焰,是指燃料和氧气未预先混合,只有在燃料和氧气的接触面上发生化学反应(燃烧),故能量都是集中释放的,温度的均匀程度取决于流动.对于流动扰动不强的火焰,高温仅局限于外层,内部温度仅200~300度,如蜡烛火焰.
另一方面,火焰底部,接近燃料的地方,温度也是不高的,因为燃料汽化需要吸热,所以著名的费因曼(Richard Faynman)曾作过实验,将燃料(大约是汽油)泼在手上点燃,手不觉痛,因燃料汽化吸热的缘故.待他长大后再重新作次实验,不灵了,手很痛,原因是手上的汗毛着火,烧到了根部.具体分析到邱少云身上,前5~10分钟他的痛感不明显,因为火是向上燃烧的,只有棉衣烧到底层,直接向皮肤传热,才是真正的受难开端.
2. 火是静止的
很多人争论邱少云是否移动,是基于忽略动态的火焰的.因为流动的不稳定性,火焰是周期性地向上脉动(puffing).因为这种脉动,火源的局部变化可以忽略不计.也就是说, 邱少云可以伸手动脚.但是如果邱少云站起来走动的话,这种移动大于火焰的脉动,对观察者而言, 火焰的脉动可以忽略不计(即看作静止),而人体的移动因为火焰而非常明显.所以,重要的是相对的幅度决定了观察者的识别难易性.
3. 人是烧死的
人是如何因火致死?通常人们以为的烧死,并不正确反映火场的情况.最常见的死亡是由于一氧化碳(CO)中毒.因CO的与血液中红血球的亲和率要远大于氧气,因此在有CO的场合,CO会逐步取代氧气,血液的载氧能力急剧下降,人陷入昏迷而致于死亡.这种死亡占据因火致死的绝大部分.在一般情况下,火灾中的含氧量低于13%就不支持燃烧,而CO是火灾的必然产物,所以CO中毒的比率最大.
其次的原因是缺氧窒息(suffocate),因为某种原因,空气中的氧气降为零,如山东潜水艇事故(因发动机的不正常启动而耗尽了所有的氧气),或凝固汽油弹爆燃(因某些固体燃料燃料的剧烈燃烧而耗尽了所有的氧气).此时人体摄氧为零,大脑迅速休克死亡,人毫无痛苦地死去.这两种死亡都与人体(特别是大脑)对氧气的严重依赖有关.
最少的可能性是烧伤致死.通常取决于鼻孔相对于火的位置.只有特殊情况下,身体受火而鼻孔在火外, 邱少云的情况正是这种异常状况.
4. 只有水能灭火
有人争论是否有那条水沟,是基于对水能灭火的认识.但这不是唯一的选择.通常将正在反应的燃烧停下来,有下列选择:降温,加速,隔离燃料.水灭火主要依赖降温.口吹熄火是加速气流让火焰不能自持,使用化学灭火剂是利用某些成分比氧气更能与燃料结合,因而隔离燃料达到灭火的目的.
针对油火着身,他可以有如下选择:脱衣,就地打滚,沙埋,入水,拍灭和吹灭.脱衣是隔离燃料, 就地打滚可以利用大地冷却火焰,达到灭火的目的. 吹灭需要风机,显然不合适. 沙埋和拍灭都是利用固体的导热率大于气体,迅速冷却气体而灭火. 入水有多重效果,隔离氧气,冷却火焰和稀释燃料.
针对邱少云的情况,自己使用枪或水壶甚至弹药夹拍灭小规模油火是最佳的选择(因其动作幅度最小,不易被发现),关键要快.其他选择都因需要起身易被发现而不合适.那么,敌人会不会发现呢? 391阵地上的敌人很难看到 (有烟与火的干扰). 美军侦察机上的人可能会看到,但看到不等于识别.如果邱少云能在敌人看到到识别的短时间内果断处理完毕,是有可能既灭火而又不被发现的. 当然这是一种事后诸葛亮的分析,不合当时的氛围,假设而已.
5. 温度代表能量
通常人们认为，如果温度高，就是能量大。这是不正确的。温度是能量的一种度量，还需要另一个参数热容量来共同确认能量的大小。 田长霖曾经在博士资格口试中遇到教授提问，什么是热力学最重要的参数，当然是温度。气体和固体的比热不一样，相同的温度下，气体和固体所含的能量当然不一样。这里，邱少云难题的热力学问题实质是气体火焰加热固体弹药，条件是能量汇聚不散。由于弹药放在地上，把弹药和周围的土地都加热到爆炸的温度，气体火焰的能量显然是不足的。如果一定要点燃，必须把弹药架空，减少热损失，在一定时间以后，弹药是有可能爆炸的。
6．人体不可燃
人体大部分是水分，所以通常人们认为人体不可燃，大体是不错的。火化炉中一定要有其他的能源，否则很难把人体点燃，更难烧尽。 另一方面，人体除了皮肤和骨头以外，还有脂肪，后者为油类，可燃。通常需要油类助燃。二战中，希特勒政权为焚烧尸体，设计了一种特殊的大坑，利用某些人脂肪多，多下来的脂肪汇集到底部，来节省助燃的燃料。这是一种情况。另一种情况是，使用某些多孔材料（如织物，烛芯）来抽取（利用毛细作用）脂肪，通常燃烧缓慢，但能够持久。很多人体自燃的事例，可以归入这一类。所以说，人体一般情况下，不可燃。在有助燃或烛芯的条件下，人体可燃。
7. 枯草一定支持火蔓延
大家争论为什么没有全军覆没，是基于枯草蔓延火焰的假设。问题在于，枯草含水份，如果燃烧，需要首先干燥，方能点燃。干燥过程需要能量，而枯草的能量密度不高，所以火焰不足以自持，当然就不会蔓延。邱少云遇难，和自身的体温提前干燥了枯草，以及油类燃料的助燃作用有关。体温虽然不高，但长时间的作用也不可小看。
8. 看到就是识别
看到是生理现象，识别是心理现象。两者需要建立联系，就需要依赖观察者的知识了。 很多人争论邱少云动了没有的问题，实际上是对识别过程的不了解。 小动作有可能看不到，看到了也有可能无法识别。识别过程需要时间，这是邱少云难题的一个关键。
9. 有火就有焰
通常，火焰的定义是发光发热的化学反应。但更准确的说法是，焰是发光发热的反应区，而火是一种化学反应，有可能没有焰，例如，多孔材料的缓慢燃烧，有烟气，有热量，无火焰，烟气报警器动作。通常，缓慢燃烧是火灾失控的前奏，仍然被认为是火灾。所以，邱少云身上的火，有可能发生了很长的时间。观察到的时间，仅仅是烟气，或者有火焰的时间。
10.凡火皆熊熊
根据《词源》，熊熊，盛貌。《山海经.西山经》“南望昆仑，其状熊熊，其气魂魂。”《山海经注》“其光气炎盛相焜耀之貌”。指光气。这里形容火势旺盛，必定是大火。很多人认为既然有火焰，必定是熊熊大火，这是误解。熊熊大火需要大量的能量释放，邱少云身上是没有多少能量的，或者说传质过程不允许大量的能量释放。所以用词不确。后面还要分析燃料的特性，足证小火亦可怕。
有道是，读书置疑本寻常,网络求教快广深.常识欠究未必确,拨开迷思见真知.
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