一年中的这个时候对于决心致力于科学的消费者来说可能很艰难。因此，为了缓解压力并促进家庭温暖，《发现》杂志的编辑们推出了一系列不拘一格的礼品玩具、CD-ROM 和书籍。我们一些最喜爱的科学家也分享了他们最喜欢玩具的回忆。CD-ROM 书籍 玩耍的科学家们
人类，无论是男人还是女人，都有超过7000年的时间（上下浮动），来思考如何最好地将手边的材料塑造成真正有趣的形式。因此，新玩具只有微小的机会经受住时间的考验，更不用说《发现》杂志编辑部的考验了。这使得找到一个不是已经司空见惯的好玩具变得很困难。
然而，有些玩具之所以有趣，恰恰是因为它们在很长一段时间内几乎没有变化。没有比卑微的球更好的例子了。它可能是在浆果地里的食物大战或早期的投石游戏中发明的。现在我们有各种可以想象到的球，从保龄球完美平衡的周长，到表面粗糙、阻碍空气的棒球，再到杂耍者使用的专业精确的球。近年来，科学家们对普通物质的控制达到了前所未有的程度。他们学会了如何几乎逐个原子地重塑熟悉的材料，赋予它们非凡的特性。几年后，他们可能会制造分子大小的机器和微小到根据奇怪的量子力学定律运行的计算机。然而，谈到球，所有这些进展都微不足道。
而这正是我们喜欢球的原因。它们既不太小也不太大，超出了20世纪技术的理解范围。一个球在长度、宽度和高度上都是对称的；它向前、向后或向侧面的弹跳方式都相同。并非听起来像新时代，它有一种本质的纯粹性。
尽管如此，玩具制造商已经开始以富有想象力的方式改造基本的抛掷球。三十年前，万能的娱乐性球体是空心橡胶游乐场球——一种直径约一英尺的重型弹力球——或者是较小的、粉红色的、棒球大小的空心橡胶球。然后是1970年的海绵Nerf球。现在有各种各样的球，具有各种特性——有些又重又软，但弹跳出奇地高，有些又硬又轻，你只能扔几英尺远。
这种激增部分是由于制造泡沫的塑料和橡胶的进步。事实上，与其说是材料本身有了很大的改进，不如说是混合它们以获得新性能的方法得到了改进。卡内基梅隆大学的化学工程师安妮特·雅各布森说：“如果你拿一种长链状分子网络可以拉伸很多倍的塑料，并将其与另一种几乎不拉伸的聚合物混合，你就会得到介于两者之间的东西。现在有许多不同的合成技术可以给你带来截然不同的机械性能。化学成分的微小变化可以导致行为的巨大变化。”
橡胶和塑料依赖于长分子聚集形成网络，从而赋予它们独特的品质。这些分子网络赋予材料结构。它们的脆性、回弹速度、吸能程度——所有这些特性都取决于所用分子的精确种类以及它们如何聚集在一起的细微变化。当天然橡胶制成的球撞击地面并变形时，橡胶分子会迅速恢复到原始形状，因为它们之间的内部摩擦很小。如果你取用这些相同的分子，并在它们上面悬挂（比如说）甲基，摩擦就会增加，你就得到了一种叫做丁基橡胶的物质，它根本不弹跳。一个魔术技巧是拿一个由天然橡胶制成的黑球，然后换成另一个由丁基橡胶制成的球，这两个球看起来几乎一模一样，但丁基橡胶球会砰的一声撞到桌面上，然后就不弹跳了。
杂耍者以使球听话为生，他们本能地理解材料的细微差异。1980年代，俄亥俄州托莱多市的塑料模具制造商弗兰克·拉德克（Frank Radtke）通过引入一种由硅胶制成的新型球彻底改变了杂耍界，硅胶是一种合成塑料和一种减少分子摩擦的润滑剂的组合。硅胶球不仅具有普通乙烯基超级球的弹力。普通超级球在冷时会失去弹力，如果温度足够低，它们会达到玻璃化转变温度，此时它们会变得非常脆。由于硅胶球的玻璃化转变温度非常低，所以它们在冷时和暖时一样弹跳得很好。
硅胶球还具有杂耍者珍视的其他品质。与“超级球”不同，“超级球”是由高压模制的合成橡胶制成，直径很难超过一两英寸，而硅胶则在室温下固化，因此可以制成直径超过三英寸的球。硅胶球还可以制成鲜艳的颜色，污垢、痕迹甚至不褪色墨水都可以轻松擦拭干净。最重要的是，硅胶具有杂耍者喜欢的触感。拉德克说：“如果你有一根十英尺长的硅胶棒，你可以把耳朵贴在上面，听到另一端的振动。当你把球抛起来然后用手接住时，它有一种颤动的感觉，就像它还活着一样。”由于所有这些原因，专业杂耍者乐意为一个硅胶球支付30-40美元。
混合不同种类的塑料和橡胶并非化学家们唯一的秘密武器。他们还可以将空气、二氧化碳或氮气吹入液化的塑料或橡胶中以生产泡沫。泡沫似乎能够产生无限多种纹理、密度和弹性。如果在高压下制造泡沫，泡沫中的气穴或气泡将保持密封，泡沫会漂浮——非常适合做浮板。添加增塑剂（起到润滑分子的作用），泡沫会变得更具海绵性和柔软。各种泡沫球似乎在玩具店的货架上激增。康涅狄格州谢尔顿市的制造商 Spongex Corporation 市场总监迈克尔·洛格（Michael Logue）表示：“现在人们一直在寻求更柔软的泡沫。我想这可能是为了儿童安全。”
此外，还有一些球，虽然不是玩具，但具有有趣的特性。迈克尔·莫申（Michael Moschen）是一位因其艺术实验方法而闻名的杂耍者，曾获得麦克阿瑟天才奖，他喜欢玩耍工业滚珠轴承等普通物品。这些滚珠轴承是由钢坯在高压下压制成球体，然后加热并渗碳——注入碳原子。弗兰茨制造公司（Frantz Manufacturing Company）的工程师罗恩·摩尔（Ron Moore）表示，如果钢中的铁原子像棒球一样大，那么碳原子就像弹珠一样大。碳原子会嵌入较大的铁原子之间的空隙中，从而增加钢的密度和硬度。莫申喜欢这种密度和硬度的结合。他说：“它们手感很好。”
莫申还喜欢用于工业用途的塑料球——在许多不为人知的角落都能找到。新泽西州韦恩的哈维·韦斯特伯里制作了一套套件，其中包含五个密度不同的球，用于测量汽车电池中硫酸的密度。这些球的规格与玩具略有不同。它们由聚氯乙烯制成，这是一种坚韧的塑料，可以抵抗腐蚀性酸，以及改变聚氯乙烯密度的化学物质。莫申收集了各种形状和尺寸的工业球，其中包括一个直径四英尺的空心铝球，它曾是西雅图港的导航浮标。
你可以玩弄构成球的材料，或者你可以像杂耍者和玩具制造商那样，玩弄“球之所以是球”这一概念本身。杂耍者在这样的重新概念化方面有着悠久的历史。当电灯普及后，杂耍者开始用棍子平衡旋转的玻璃球。W.C.菲尔兹最初是玩台球的。莫申说：“在战争盛行的时期，比如世纪之交的欧洲，曾有伟大的炮弹杂耍者。他们一次玩弄三个炮弹，但他们也会把它们翻到脖子后面，滚到头上，绕着手臂滚动。”
在玩具领域，Koosh 球可能是近期对经典球体最成功的概念变体。除了在某种理想意义上，它实际上并不是球形的——它看起来像一只由橡皮筋制成的无头豪猪。十年前推出时，其主要卖点是缺乏弹力，这使得幼儿更容易抓住，但毛茸茸的橡胶手感也吸引了成年人。最近，加利福尼亚州坎贝尔的 OddzOn Products——Koosh 的制造商——开发了 Bing Boing Koosh 球，它看起来像一只由弹性尼龙高尔夫球座制成的无头豪猪。与最初的 Koosh 不同，它会弹跳，并且具有奇怪的空气动力学特性，使其行为与指关节球非常相似。同样，俄亥俄州贝德福德高地的 Cap Toys 生产的 Ka-Boing 球，中心有一个小的硬质部分，锥形弹簧向外突出。Ka-Boing 球和 Bing Boing 球都不能做太多事情，所以它们主要是谈资，尽管至少有一个四岁半的孩子似乎觉得它们很迷人。
所以，如果你在寻找教育性科学玩具时遇到困难，你可能尝试得太努力了。也许是时候回归基础了。买几个球吧。
如果您喜欢球体，那么您一定会喜欢霍伯曼球（Hoberman Sphere）——它采用鲜艳多彩的塑料制成。由艺术家兼工程师查克·霍伯曼（Chuck Hoberman）设计，它就像新泽西州泽西城自由科学中心的那个大球一样，但尺寸更小——它的直径可以从9.5英寸扩大到30英寸，而不是4.5英尺到18英尺。这个球并没有教您多少几何学知识，但它会给您带来极大的愉悦——它是迷人而美丽的几何建筑的一个例子。Hoberman Designs, 472 Greenwich Street, No. 7, New York, N.Y. 10013-1362。
泡沫的流行并未局限于球类。踏板火箭，通过波纹管喷出的气流推动，是一个古老的想法，似乎一直在等待泡沫使其完美。D&L公司生产的一个版本，Junior Stomp Rocket，带有一个柔软且安全的泡沫火箭，约九英寸长，一英寸厚，钝头，带有小泡沫翅片。它看起来似乎飞不了超过一两英尺，但设计师们无疑了解其空气动力学：即使你随意扔掷火箭，它也会以完美的姿态飞行。它套在一个塑料管上，通过塑料软管连接到一个塑料袋。踩踏塑料袋，火箭就能飞到三层，甚至四层楼高（是真的）。当孩子们玩这个东西时，大人们会带着羡慕的眼光偷偷看着。解决这个困境的一个办法是，大人将孩子抱起来，然后让他双脚先踩到波纹管上。请注意：D&L公司还出售一个能飞两倍高的版本，但火箭是由硬塑料制成的，这似乎有点作弊（更不用说更危险了）。毕竟，这个玩具的很大一部分乐趣来自于泡沫火箭的可爱特性。D&L公司，P.O. Box 7996, Porterville, Calif. 93258。
现在每个人都见证了光纤的导光能力，但相对很少有人亲眼见过“电视石”的奇妙之处。它是一种叫做钠硼解石（Ulexite）的矿物，形成微小的针状晶体，每个晶体都像光纤一样导光。如果你将这种石头从杂志页面上滑过，石头下方的图像和文字就会出现在其顶面，仿佛这块石头是一个微型电视屏幕。它是平淡无奇的光纤套件的一部分。Copernicus, 100 East Main Street, Charlottesville, Va. 22902。
有钥匙链和灯光开关能对拍手声做出反应。现在，有一种机器人可以改变方向。Hyper Peppy 机器人有葡萄柚大小，它依靠三个轮子移动，并配备了一个保险杠，当它撞到墙壁时会发出信号——它经常撞到墙壁，然后旋转90度，重新充满热情地出发。这个机器人最棒的地方在于，尽管它没有感情（甚至没有超过袖珍计算器的心智能力），但它却拥有足够的个性，可以成为我们自身神经质投射的对象。看着它快乐地从一个障碍物挣扎到另一个障碍物，并且知道实现目标是完全不可能的，这相当令人心酸。也许它很有趣。或者你可能只是想把它砸成碎片。无论如何，记住你可以通过拍手来拯救它于即将发生的灾难——或者根据你的倾向，施虐性地制造灾难——拍手会让这个小家伙旋转90度，这可能会有所帮助。对于那些确实需要帮助的人，你还可以通过极其暴力、反社会的尖叫来触发方向改变，这出奇地令人满意。这个机器人需要组装，公司声称需要20分钟。owi Inc., 1160 Mahalo Place, Compton, Calif. 90220。
如果您买不起标准配置包括夜视镜的M1坦克，那么现在您可以用很小的成本拥有在黑暗中看东西的极其实用能力。光学设备公司Tasco已经成功地将制造极其敏感的光探测器的成本从数万美元降至数千美元。其分辨率最高的单筒望远镜和步枪瞄准镜售价约3,500美元，可将可用光线放大65,000倍。任何住在郊区的朝九晚五的普通人，有什么可能需要这种昂贵的设备呢？嗯，它非常适合晚上悄悄进入孩子的房间，而无需先打开走廊的灯。您可以在天黑后从房子后面的树林里找回孩子的凉鞋。您可以用它来检查后院甲板下是否藏着怪物。如果全家人都配备这些小玩意，您晚上就不需要点灯了。想象一下您的电费节省了多少。Tasco出售分辨率较低的型号，售价约600美元，但我们只试用了其中一个价格较高的版本。Tasco，P.O. Box 520080，Miami，Fla. 33152-0080。
最近听太多歌剧了吗？《引力琴、旋风琴和热力琴》是很好的解药。这是一张汇集了奇特乐器的CD合辑，并附有关于参与艺术家的书籍。他们能用花盆、竹笛、玻璃碗和废金属组合发出令人惊叹的音乐声。作者兼经理巴特·霍普金（Bart Hopkin）成功地将音乐家和狂人（但我们不说是谁是谁）完美融合。爵士歌手、作曲家和卡车气喇叭演奏家汤姆·韦茨（Tom Waits）为此书作了序。Ellipsis Arts, P.O. Box 305, Roslyn, N.Y. 11576。
伯尼·克劳斯（Bernie Krause）在1955年申请音乐学校时，没有一所学校承认吉他是一种真正的乐器。这可能是发生在他身上最好的事情。他后来参与了摩城唱片的录制，并与The Weavers乐队合作了一段时间。20世纪60年代，他学习电子音乐，对合成器产生了兴趣，为《阴阳魔界》、《碟中谍》和《人体入侵》等作品作曲。20世纪70年代末，他再次转行，成为一名自然学家、野外录音师、声音雕塑家和设计师，并在28年间环游世界，录制自然声音。他的录音和野外笔记被收录在《野外笔记》中。您可以听到亚马逊雨林的声音，真实的大猩猩，以及阿拉斯加冰川湾的鲸鱼、狼和老鹰。Ellipsis Arts P.O. Box 305, Roslyn, N.Y. 11576。
彩色打印机并不稀奇，但用它们来制作服装和挂毯就不同寻常了。佳能生产一种九点五乘十一英寸的棉质布料，稍作修剪即可适用于大多数喷墨彩色打印机。与劳雷尔·伯登合著《彩色打印机趣味手册》的苏珊·克日维茨基（Susan Krzywicki）曾用这种布料制作色彩鲜艳的夹克——但请注意，电脑不会替您缝纫。这种布料可致电800-671-1090从佳能购买。该书将于1998年初上市，由Home, Art & Technology, 11684 Ventura Boulevard, Suite 526, Studio City, Calif. 91604发行。
最后，又是一个经典的重温：拼图。最好的拼图往往看似简单，实则不然。一位《发现》杂志的编辑最近考虑将一个14块的几何拼图“形状之变”送给他的四岁孩子。在亲自尝试了15分钟却未能成功拼好后，他明智地重新考虑了。这个拼图是中国七巧板的变体，将一个正方形切成七块，然后组合成不同的图形。“形状之变”的拼图块有两种颜色，挑战在于将它们排列成不同的图形，同时将其放入一个方形框架中。套件包括60张提示图形的卡片，最重要的是，背面有提示。至于其他27,268种组合，您就得靠自己了。Binary Arts Corporation, 1321 Cameron Street, Alexandria, Va. 22314-3449。
