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飞行中的科学 绿色飞行
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我们无法逃避这样一个事实，在所有出行工具中，飞机的碳排放量最大——尽管温室气体也有益处，但我们实在不需要更多了。拿一趟从欧洲至美国的长途飞行来说，每位乘客将排放2．5吨左右的二氧化碳，这相当于一辆普通汽车行驶15000千米所产生的碳排放量。如果你乘坐的是商务舱，你的碳排放量会更大，将有4吨之多。对于头等舱的乘客来说，则能达到5吨（这是因为比起普通舱的乘客来说，他们的座位所占的空间更大）。
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如果你想做点什么事来抵消飞行中释放的温室气体，那就来了解一下碳补偿计划吧。碳补偿计划涵盖了可再生能源的建设，如风力发电机、潮汐发电机，对于那些目前还在使用非清洁能源的地区来说，这是最需要不过的了。这远比植树来得更加有效。从保持生物多样性的角度来说，植树毫无疑问是十分有意义的，但实际上，树木吸收碳的过程十分缓慢——我们需要的是快速地减少碳，而不是花上一百年来等待它的效果——而且很遗憾的是，树木通常也会枯死，当它们死亡时，则开始释放二氧化碳，而不是吸收大气中的碳。
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飞行中的科学 让飞机动起来
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在经历了看似漫长的等待之后，飞机终于要动了。飞机驶离停机位，然后滑行到了跑道的尽头。和汽车不同的是，飞机的轮子是没有动力的，需要靠飞机发动机产生的推力在地面上移动。当飞机还没上天之前，靠发动机来推动飞机似乎有些浪费而且效率也不高，尤其是在掉头时。所以，在飞机驶离航站楼时，需要飞机拖车（有时也叫牵引拖车）来帮忙。
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通常，这些笨重的、低调的车辆是用来移动那些引擎处于关闭状态的飞机，但它们决没有你想象的那么厉害。波音747的拖车一般有200～300的马力（horsepower）——还比不上一辆高性能的汽车。只有谈到不同的交通工具时，我们才会对马力这个单位有更深的印象。马力是用来测量动力的，它是由苏格兰工程师詹姆士·瓦特（James Watt）提出的。
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人们习惯于互换地使用“动力”（power）和“能量”（energy）这两个词。如果我们说某人有很多能量（energy），我们指的是他很有能力，能够把事情做好；而当我们说某人很强大（powerful）的时候，他则具有让一切可能变为现实的能力。不过在科学领域，这两个词有更精准的含义。能量（energy）指的是做功的能力，它使物体开始工作。动力（power）指的是做功（或是提供能量）的速率——它意味着每秒做功的总量。
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我们通常用瓦特（watts）来评估动力，它是以詹姆斯·瓦特的名字命名的——你也许有一个100瓦的灯泡，它每秒会消耗100单位的能量（焦耳），或是有一个2千瓦（2000瓦特）的烧水壶——马力仅仅只是一个替用的单位。最初当瓦特开始设想出马力时，他正试图找到一种方法，将蒸汽机功率以马干活的速率折算出来。他测算出矿厂每一次的轮班期间一匹马的平均工作量，然后主观地将这个工作量再加了一倍，就换算成了马力。1马力相当于750瓦，或是3/4千瓦。
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所以，飞机拖车并没有令人吃惊的大功率（一辆大型的货车多半会有它两倍的马力），不过，它们很重，有将近50吨了。当这些笨重的家伙推动飞机轮子的时候，这意味着拖车能产生巨大的牵引力，而且转矩也很大，这样的扭转力让轮子转动，飞机就开始慢速移动了。总之，拖车能轻而易举地就使几百吨的飞机动起来。
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理论上来说，飞机是可以利用反向推力驶离航站楼的。一个简单的手段就可以实现，将导流装置放置于飞机引擎后，这会产生强劲的气流推动飞机的前身。通常，反推力都用在飞机着陆时，以帮助其减速——当飞机触地时，你能听见引擎突然的喘振，这时，反推力就开始工作了。但是，当飞机距离航站楼很近时，这个方法就不适用了。引擎产生的强大气流很可能会卷起地面上的杂物，猛烈地撞击到建筑物的玻璃，这也是机场为什么会转而使用拖车的原因了。
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你也许会问，既然与启动飞机引擎相比，飞机在滑行中的耗能要少得多，那为什么不用拖车将飞机直接拖到跑道的起点呢？2006年，维珍航空公司就想出了一个类似的主意。他们的想法是将飞机拖至跑道一端的“起步排位”（starting grid）处。这个举动极大地节省了燃料——据维珍估测，每趟航班减少的二氧化碳排放量将达到2吨，同时也减少了噪音，而航站楼周围的空气也会清洁许多。
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不过很遗憾，这种做法虽然很环保，不过很快便被停止使用了。部分是因为机场不愿意提供起步排位的场地，机场方面认为拖车与飞机脱钩以及飞机起飞时的喷气会造成航班延误。不过，最重要的原因还是来自于飞机制造商的警告，他们提醒说，牵引量增加会给起落装置带来过大的压力，这意味需要更加频繁地更换连接轮子的支架。所以最后，飞机还是得发动引擎，滑行至跑道。
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飞行中的科学 大雷达正注视着你呢
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有时，当你的飞机穿行在大机场迷宫一样错综复杂的滑行道上时，它的一举一动都在地面活动目标显示器或地面雷达的监视之中。整个航程中，它会遭遇许许多多的雷达，地面雷达则是头一个，而此时飞机正驶离地面控制区域，驶向控制塔方向和终端管制区，最后进入区域管制区。最后两个区域属于航空交通控制中心，一旦你的飞机起飞了，整个飞行过程都将由这里监视。在大部分机场，你至少能看到一个航空雷达在来回扫射地面。你乘坐的飞机上也有一个雷达系统，安装在机头内，以预警前方的暴风雨。
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尽管早期，人们曾多次试图研制飞机侦察的装置，第一项能于肉眼之外发现飞机的可操作的技术是由英国人在第二次世界大战前夕研发出来的。它最初的名字是“范围和方位检测器”（range and direction finding），不过很快就被更名为“雷达”（radar）了，比起范围和方位检测器这个累赘的名字来说，按照美国称呼“radio detection and ranging”的首字母缩写改成“雷达”就简练多了。传言说雷达是由英国劳斯无线电研究所的科学家发明的。据说，当时美籍克罗地亚发明家尼古拉·泰斯拉（Nikola Tesla）在电磁辐射的基础上设计出了一种能置人于死地的射线，英国的专家们因此接到指令，要求查明该说法是否属实。专家们发现这项试图将无线电改造为一种新型子弹的说法毫不可信，不过若能找到一种适合的无线电波束，就能有效地侦察到敌人的飞机了。
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雷达最初在英国投入使用时，民间流传起这样的说法，多吃胡萝卜能提高视力，尤其是夜间的视力。其实，这是英国空军策划的一次成功的宣传，到处放出消息说空军飞行员正在接受含有大量胡萝卜的饮食以提高其视力，因而能准确地发现入侵的德军轰炸机。其实，一切都归功于雷达，是它帮助飞行员定位打击目标的，而宣传的目的是希望德国人能相信胡萝卜的故事。当时英国的各大报刊上，这样的宣传占据了大量的版面，于是，胡萝卜能提高夜间视力变成了一种广泛流传于民间的说法。
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雷达的原理十分简单。它利用的是某种形态的光，在电磁波频谱上，此光位于收音机、电视机中使用的光波和微波炉中的光波的位置之间。我们在前几节曾提到，当某一物体遭遇可见光时，可见光中的光子从光源中散发出来——如太阳——然后到达该物体。此物体吸收光子，致使其表面电子的能量增加。很快，这些电子的能量就会回落，重新释放出新的光子，其中有一些光子会反射到眼睛中，这样我们就看见了这个物体。
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雷达有着类似的工作原理，只不过，它既是光源——起到太阳的作用，同时也是接收器——类似于眼睛。它释放出成束的光子，然后感应由物体反射回来的光子。由于光子的能量低于可见光（如果我们把光也当成一种波的话，与光的波长相比，雷达波的波长更长，当它向外发射时，就像风吹水面生起的涟漪，向外层层扩展），光子很难描绘出物体的具体特征，通常都只能模糊地显示轮廓，远没有人眼看到的景象那样复杂而详尽。
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