互动科普

自1851年世博会诞生之日起，新科技永远是历届世博会的“点睛之笔”。1876年费城世博会，宣告了电话的诞生；2005年日本爱知世博会，具备不同功能的机器人集中亮相，震惊世界……那么，2010年上海世博会带给世人哪些科技亮点呢？

日本馆：会呼吸的“蚕宝宝”

日本馆又被称作“会呼吸调温的‘紫蚕岛’”，这是因为日本馆外墙表皮采用一种高透明度的发电膜，在发电的同时也能最大程度地透光。而且它重量极轻，配合蚕茧的弧形，给人以柔软的感觉。这是世界上首次采用“发电膜”技术。同时，该馆也是一座会“呼吸”的建筑，在展馆的弧形表面上有三个凹进去的“鼻孔”和三个向外凸伸的“触角”，被称为eco-tube，即“循环呼吸柱”，能够吸收阳光、存储雨水、吸取自然空气。炎炎夏日，馆内会以喷雾来制造清凉的环境，这项技术也是在全世界范围内的首次尝试。

在第二展区巨大的展示空间中，游客会逐一走进日本的夏季、秋季和冬季。所展示的文化遗产将通过“精密复制”技术——使用数字单反相机分割拍摄，再使用宽幅打印机进行打印，并使用独特的软件再现原物色彩，能够一次性完成原本相当耗时的作业。在这项技术的帮助下，人们能够长时间、近距离地鉴赏世界文化遗产。

第二展区还将向游客介绍实现“零排放城市”所需要的20余项环境技术，包括环保车（电力驱动车）、发电地板（在踩踏和其他外力作用下能够发电）、家用燃料电池组合、发电窗（贴有透明薄型太阳电池的窗玻璃）、有机EL照明、使用氢气实现制铁过程的革新和二氧化碳分离回收储藏。

紫蚕岛

沙特阿拉伯馆：巨幕影院尽显沙漠风光

在沙特阿拉伯馆内部，游客可以戴上特制的眼镜，通过3D影院逼真的IMAX屏幕，来体验沙漠的神秘风光。这块IMAX屏幕有1600平方米，是全球最大的IMAX屏幕。沙特阿拉伯馆IMAX影院的独特之处，还在于游客将不被限制在座位上，可以自由走动，随时走、随时听、随时看，从不同角度体会巨幕电影的震撼力。

从3D电影院出来后，游客还可以选择走一段20米长的直行楼梯，看到沙特馆的特色展示：沿环形坡道内环的外侧，水泵将水打至高处，水流沿着钢化玻璃的圆锥形内壁缓慢落下，形成薄薄一层水膜。沙特阿拉伯馆运用高新技术将汉字和阿拉伯文字投射到水膜上，在阳光的照射下显得格外耀眼。

以色列馆：“胶囊”成为亮点

在以色列馆，一个小小的“胶囊”成为了全场的焦点。原来，“胶囊”是一台微型摄像机，用于窥探人体肠胃和食道部位的健康状况。人们将这粒“胶囊”吞下，它会随胃肠肌肉运动沿消化道方向运行，拍摄图像，再把图像传至人们系于腰间的数据传输装置。几小时后，医生把“胶囊”拍摄的图像下载于电脑，“胶囊”会在24小时内自动排出体外，这样就完成了一次无痛苦的身体检查。

世博轴：强度最高的膜材

世博轴屋顶所采用的索膜结构是迄今为止世界上规模最大的连续张拉索膜结构。膜材选用了PTFE（聚四氟乙烯）的涂层玻璃纤维，具有不易燃性、防紫外线、抗风化、自洁性、高反射性等特点。膜布厚度仅为1毫米，但设计张拉力每平方米达5吨，是当今世界强度最高的膜材。

对于耗能高的空调系统，世博轴利用高科技也做到了节能环保。它完全采用的是江水源热泵结合地源热泵的复合系统，实现空调冷热源100%采用可再生能源，其中江水源热泵承担2/3负荷，地源热泵承担1/3负荷，充分体现了绿色、节能、环保的设计理念。

意大利馆：清洁健康的透明世界

意大利馆本身就是一个高科技的结合体，展馆的墙面用到了一种最新的技术专利——透明混凝土。它的高透明度源于一种特殊的树脂与水泥的混合，大量的、颜色各异的树脂组合在一起可折射出五彩斑斓的灯光，进一步加大了室内自然光照明的效果光线。同时，展馆的地砖也是一种具有抗菌功能的新材料。地砖通过“光催化过程”的技术来提高瓷砖的抗菌性及抗污染性，使得瓷砖具有自动清洁功能，同时又具备了杀菌和抗菌功效。

由于意大利馆的玻璃幕墙和屋顶采用了特殊的高性能玻璃。一部微生态气候环境系统集中在幕墙玻璃上，这些玻璃能够吸收太阳辐射，与普通玻璃相比，玻璃幕墙可以阻挡一半的热量进入，有助于节能减耗。相反，当意大利馆的室内温度偏高而室外天气状况良好时，建筑管理系统会自动打开48扇开启窗降温，这样就可以少用甚至不用空调了。

意大利馆里还有着非常先进的空气净化装置——Air Suite。该装置可在很短的时间内检测室内空气净化度并进行过滤。它能自动检测烟雾和污染程度，释放出新鲜空气以达到除臭的效果，同时还能大幅降低细菌感染率。

瑞典馆：烧不倒的木材建筑

无论在展馆的建设还是布展方面，瑞典馆都以“大篇幅”展现瑞典城市与森林的完美融合以及其注重可持续发展的林木业。

瑞典馆的4个大型立方体建筑中，有3个是钢筋水泥构件，但入口处的立方体却是用木材制成。这种布局方式的原因之一便是为了体现木材是一种能够被用于大型建筑的环保材料。

用于瑞典馆建设的木材并不是普通的木材，而是采用了“胶合木”这种全新的技术。同时，胶合木的防火性能也优于钢筋水泥，根据一些测试，在同样的大火中，钢筋水泥材料的建筑半小时就倒塌了，而胶合木建筑2个多小时也屹立不倒，可见胶合木防火能力之强。

瑞典馆内部效果图

德国馆：随声而舞的巨球

德国馆最精彩的看点就是位于“动力之源”展厅的一个金属巨球。这个巨球直径3米，重1.2吨，球面上安装有40万个发光二极管，一个特殊驱动装置能够对外来声响产生反应。你可以高声唱歌或击掌、跺脚，分贝越高，球的摆动幅度就越大。与此同时，色彩绚丽的图案会迅速显现。呼喊的人越多，声音越是高亢，金属球摆动的速度和幅度就越大。当圆球摆动到最大幅度时，便会旋转起来，并且越转越快，越转越高，像一个失重的物体在太空中漂浮，球体表面还会出现“HELLO”等字样以及发光的星星等图案。这时，厅内将显示德国和世界各地的精彩影像，表现城市生活的非凡活力。展厅的每个角落更因球体表面的色彩变幻而显得绚丽多彩。

在德国馆的“发明档案馆”展厅中，所展出的90余件作品都是来自德国的创意成果，观众将从中了解德国科研机构和生产企业的各种创新产品、技术和工艺。比如一些德国的科研机构希望通过研究仿生机电一体化新技术，设计出更加智能和高效的产品，告诉人们如何用最低的能耗来获得最大的绩效。这方面的实例就是费斯托公司的一项发明——鱼鳍夹具。这项发明模仿了鱼鳍的功能：当我们用手指触碰鱼鳍时，鱼鳍会适应手指的形状，并试图将手指包裹起来。借助一种替代鱼鳍的三维鳍条结构，可以使鱼鳍夹具像人手一样，稳定地抓取各种不同形状的零配件。

除了仿生机电一体化新技术，还有更加贴近人类生活的创新产品。例如自动洗衣机，它可以储存洗衣粉，根据衣量的不同自动加注水和洗衣粉，可比我们现在所用的普通洗衣机节约30%的洗衣粉和水。德国馆中的壁炉是另外一大看点，它的不同之处是在提供热能的同时，还可以利用它里面配备的热集成交换器提供热水供家庭和工作单位使用。

美国馆：4D电影带你体验美国城市

美国馆展示空间里由一位美籍华裔青年带领游客徜徉于未来时空，亲身体验2030年的美国城市。

快步往前走，令人恍若身处爱丽丝漫游的仙境之城。在这个城市故事中，一个富有想象力和有决心的小女孩，感动了她的邻居，他们一起重建社区。这里的剧场非常独特，故事被投射到5个超大的、侧向竖立的屏幕上。大厦、窗户、公共汽车站、传统电影银幕，或者你可以想象到的任何事物，都会活灵活现地在屏幕上显现。而当雷雨袭来时，四维效果使观众沉浸在惊奇的情感和视觉体验之中：人们能感到头顶上的闪电似要撕开天幕，以及皮肤上丝丝的凉意。

负责为美国馆进行体验设计的是世界著名策划公司BRC，其作品包括迪士尼、环球影城等大名鼎鼎的旅游胜地。BRC首席创意官鲍勃·罗杰斯说，美国馆的沉浸式体验运用了当今最新的摄像机和投影机，其色彩和视觉冲击力将是“惊人的”。当然，最精彩之处还在于故事中没有任何语言对话——都是通过感人的图像、音乐和音效来讲述。无需翻译，每个人都能理解所“讲述”的故事。

国家电网馆：“魔盒”打造视听盛宴

展馆二楼的尽头矗立着国家电网馆的核心展项——“魔盒”。它是一个悬浮在半空的封闭六面体，能同时容纳200余人站在离地近3米高的玻璃天桥中，享受一场多媒体的视听盛宴。这是世博会历史上乃至世界上第一次以六面体、23声道进行大型多媒体展示。它的诞生创造了两个世界之最：第一是室内最大的LED屏展示空间。“魔盒”的内径长宽各14.9米，高13.9米，共使用了112块总计1100多平方米LED屏幕。第二是在整个展示历史上，第一次做出了这么大体量的六面体展示空间。

国家电网还在上海世博园区建设了中国首个“智能电网示范区”，包括9个示范工程和4个演示工程。在国家电网馆地下一层，透过宽大的玻璃窗，游客可以看到被誉为世博会浦西园区“能量之心”的110千伏蒙自变电站主变压器的运行情况。这是首座服务于世博会的智能变电站，其投入运行后的信息采集、运输、处理和输出等流程均实现了数字化、智能化。

中国航空馆：变幻之“云”

中国航空馆表面的洁白PVC膜，虽然厚度仅为0.7毫米，却能够承受一个正常成人的体重。这种PVC膜表面有一层二氧化钛光触媒的涂层，表面不易附着污物，同时可分解附着在表面的灰尘和有机物，并能够吸收紫外光，还可以使膜免遭紫外线照射，防止膜老化。另外，由于光触媒能释放负氧离子，对有害物质和大气污染物有强大的氧化作用，能够净化场馆空气。

在中国航空馆实体建筑与外表中间有个空腔层，里面加入了空气导流装置，使空气有规律地循环，不但具有很好的隔热作用，而且有效地降低了太阳辐射，从而降低了整个馆的能耗。

场馆内还设置有独立开发的计数系统，实时显示馆内客流状况，精确规范客流，避免出现游客拥堵。

上汽-通用汽车馆：概念车“叶子”

在上海通用汽车馆，展示了EN-V双轮概念车，该车仅长1.5米，总重量为0.4吨。EN-V概念车的马达完全是由锂电池电力驱动的，完美实现零排放。两侧的车轮分别由各自的电动马达驱动控制，还可以实现原地调头等操作。其原配的车载定位系统和传感器能让EN-V概念车自动感知周围的环境，并对突发的交通状况迅速作出反应，它甚至还能够实现自动驾驶。拥有GPS定位系统，让车主能轻松、精确地了解到车的当前位置。在路上行驶时，如果有车从旁边行驶过来，该系统就会自动做出减速或停止的反应。

值得一提的是，由上汽集团上海汽车技术研发中心研制的概念车“叶子”。它集光电转换、风电转换和二氧化碳吸附转换技术于一身。通过二氧化碳吸附转换技术，“叶子”实现了从过去的单纯向外排放二氧化碳，转变为吸收、转化和利用二氧化碳的“负排放”，一定程度上缓解了温室效应。另外，叶片上的太阳能晶体片可随太阳照射方向而转动，提高太阳能收集效率，并通过光合作用的原理产生化学能。

上汽-通用馆的另一大亮点是位于主展区的动感影院，那里设置有高6.5米、长38米、144°的巨型可升降弧屏，以及上汽集团自主研发的“零延迟”动感座椅。在影片放映过程中，这些座椅都会上下左右晃动，让游客时而感觉在高速驾驶，时而感觉在空中遨游。电影结束后，巨型弧屏荧幕会迅速降落，4个剧场将奇妙地幻化成环形的舞台，中央舞台在悦耳的音乐声中渐渐升起。在蓝色的光带中，电影中的概念车会出现在舞台中央。游客将可360°全方位欣赏概念车“叶子”和EN-V。

（本文发表于《科学世界》2010年第7期）