说明文阅读 知识点题库

蜜蜂群居于蜂箱或树洞中，空间狭小、阴暗，数万只蜜蜂挤在一起，蜂窝内的温度和湿度等条件都适宜微生物的生长，但在蜂窝内储存的花粉、蜂蜜等食物都不会腐败变质。②这是什么原因呢?③科学家发现，原来在蜂群中有一种叫蜂胶的物质。④蜂胶对蜂窝内的病菌、霉菌都有较强的抑制和杀灭作用，对正常细胞没有毒副作用。⑤它是蜜蜂清洁环境，杀灭病菌，保证蜜蜂健康的良药。

本文第①至⑤句的说明顺序是（ ）。

阅读下文，回答相关问题

       ①生物学家预言，21世纪将是细菌发电造福人类的时代。
       ②说起细菌发电，可以追溯到1910年。英国植物学家利用铂作为电极放入大肠杆菌的培养液中，成功地制造出了世界上第一个细菌电池1984年，美国科学家设计出太空飞船使用的细菌电池，其电极的活性物质是宇航员的尿液和活细菌。到了80年代末，细菌发电有了重大突破，英国科学家让细菌在电池组里分解分子，释放电子向阳极运动，从而产生电能。操作时还在糖液中添加某些芳香化合物作为稀释液，来提高生物系统输送电子的能力。与此同时，还要往电池里不断地充入空气，用以搅拌细菌培养液和氧化物质的混合物。据计算，利用这种细菌电池发电，其效率可达40％，远远高于现在使用的电池的效率，且能持续数月之久。即使这样，还有10％的潜力可挖掘。
       ③利用细菌发电原理，可以建立较大规模的细菌发电站。计算表明，一个功率为1000千瓦的细菌发电站，仅需要10立方米体积的细菌培养液，每小时消耗200千克糖即可维持其运转发电。这是一种术会污染环境的“绿色”’电站，而且技术发展后，完全可以用诸如锯末、秸秆、落叶等废有机物的水解物来代替糖液。因此，细菌发电的前景十分诱人。
       ④现在，各个发达国家各显神通，在细菌发电研究方面取得了新的进展。美国设计出一种综合细菌电池，里面的单细胞藻类可以利用太阳光将二氧化碳和水转化为糖，然后再让细菌利用这些糖来发电。日本科学家同时将两种细菌放入电池的特种糖液中，让其中的一种细菌吞食糖浆产生醋酸和有机酸，而让另一种细菌将这些酸类转化成氢气，由氢气进入磷酸燃料电池发电。
       ⑤人们还惊奇地发现，细菌还具有捕捉太阳能并把它直接转化成电能的特异功能。最近美国科学家在死海和大盐湖里找到一种嗜盐杆菌，它们含有一种紫色素，在把所接受的大约10%的阳光转化成化学物质时，即可产生电荷。科学家们利用它们制造出一个小型实验性太阳能细菌电池，结果证明是可以用嗜盐性细菌来发电的，用盐代替糖，其成本就大大降低了。由此可见，让细菌为人类供电已经不再遥远，不久的将来即可成为现实。 (选文有改动)

阅读下文，回答相关问题
碘盐是否会导致甲状腺癌
①通过流行病统计调查，有学者认为，长期摄入过量的碘可使甲状腺癌的发病率增加，二者之间可能有一定关系。因为，随着人体在足量碘或高碘状态下持续食用加碘食盐补充碘的摄入量，1999年以后，确实有一些问题出现了。我国生活在高碘地区的人口约为3098万，国内一些沿海地区省市如辽宁、浙江、福建、上海等地甲状腺疾病发病呈上升趋势，这一现象被认为与补碘过量有关；我国高碘地区的河北省黄骅歧口乡，甲状腺癌患病率显著高于国家的平均患病率。
②国外也有类似报道，澳大利亚自1963年实行全民加碘食盐后，甲状腺癌的发病率由每年的3.07/10万上升为7.8/10万，研究者认为甲状腺癌的患病率增加与碘摄入量增加可能有一定的关系。美国科学家在高碘地区夏威夷和爱尔兰，对甲状腺癌进行了病例对照研究，通过定量测定海产品碘的摄入量发现，过多的碘摄入对患有亚临床甲状腺功能不全的妇女是危险因素之一。国内外报道一致认为，无论高碘地区还是适碘地区，女性，特别是处在生育期的年轻女性，甲状腺癌的发病率近年来明显上升，且远远高于男性。
③甲状腺癌是一种较为常见的恶性肿瘤，从全球范围看，近年来包括甲状腺癌在内的多数肿瘤都呈上升态势。随着医疗水平的提高，现代化仪器、技术的广泛使用，如甲状腺闪烁显象，超声和细针活体组织检查大大提高了甲状腺癌的检出率。另外，甲状腺癌的发病机理迄今并不清楚，发病因素较多，与遗传、自身免疫、吸烟饮酒、精神状况、社会心理等因素均有关。因此，单纯从碘盐一个因素研究对甲状腺肿瘤发病的影响是不够的，也要考虑到环境污染等因素对甲状腺肿瘤发病的影响。

阅读下文，回答问题。

生气的成本有多高

      ①人人都知道生气不好，可事到临头每个人都会不加控制地大生其气。原因何在？还是对生气认识不到位。事实是，你的每一次心情变化，都会在瞬间对你的身体产生巨大影响。

      ②神经为了应对产生的心理变化，会调动身体的全部资源，进入应激状态。由于神经系统连接着内分泌系统、免疫系统、循环系统、消化系统，所以，一旦神经启动应激状态，就像一个国家启动战争程序一样，所有相关系统都会投入战斗，正常的生产将停止，所有资源都用来备战。

      ③于是，原来用于生长、修复的内分泌，被改变为用于应激状态的内分泌，其结果就是内分泌系统紊乱；免疫会因为应激需要而受到抑制；循环能力会因为应激而下降；消化功能会因为应激而减弱。机体为了应激，不得不强化心脏的跳动以支持“战争”所需的供养，这就为心脏病的发生累积了条件。为了应激，机体不得不提高血压来保证循环需要，从而引发高血压。血糖也不得不升高，机体还要将肝糖迅速转化为血糖，将组织中的蛋白质也转化为糖，以支持能量的应激供应，这就当然地引起糖尿病！

      ④可悲的是，这场战争是假想出来的！并不是像兔子遇到老虎，猴子遇到蟒蛇那样，必须应激以保护生命！而是由于你自己大脑的思维模式，引起的神经紧张，牵动了机体的系统变更！

      ⑤别以为你有可以生气的理由，就可以理直气壮地生气；别以为你有值得怀疑的证据，就可以让自己疑神疑鬼；别以为情绪紧张所导致的压力，只是一时的心情不好。对不起，你的身体不知道你在小题大做，你的神经不知道这个世界上还有“想象出来的可怕、紧张”。你的神经忠诚于你的想法，只要你往坏处想，神经就即刻为你准备！那是自然界生存的法则——迅速备战，才有机会逃离危险。

      ⑥美国的生理学家爱尔马，为了研究心理状态对人健康的影响，做了一个实验。把人在生气时呼出的“生气水”注射在大白鼠身上，几分钟后大白鼠就死了。人生气10分钟，所消耗的精力，不亚于参加一次3000米的赛跑。

      ⑦在导致疾病的五大因素中，营养失衡、毒素积累、损耗过度、自然衰老这四个因素加起来的损害，都没有不良情绪积累所带来的严重。因为，不良情绪的产生，可以像导火索那样导致其他四个因素同时发生。

      ⑧人们是在什么情况下产生不良情绪，引发坏心情，触动压力导火索的？原来，仔细研究发现，能够触动神经紧张的因素，来自这样几个方面：陷入了不愿意面对的境遇；碰上了让人失望的事情；预期的意愿没有达到。

      ⑨如何避免不良情绪，如何创造好心情？这是养生之道中最关键的部分。道家为此选择闭关；佛家进入深山老林，严格宣布“八戒”；儒家设法约束举止；武术家更是想尽办法让自己入静。数千年来，人们为了摆脱人为的思想压力所引起的生理病变，费尽脑汁！

      ⑩淡定从容、泰然自若、不慌不忙、不卑不亢，这些成语，道出了心智修养的核心，也道出了解决不良情绪伤害的途径。

      ⑪没有什么事情值得你真正生气，因为生命一定远比那些事情重要；没有什么人值得你生气，因为你无需因为他们而伤害自己。不要出卖你的心情去制造压力，不要出卖你的心情去累积负面的情绪！照顾好自己，首先要照顾好你的心情。

阅读下文，完成下列各题。

植物“气象员”

张晓天

    ①植物不仅供给人们氧气和果实，而且也可以预报天气。人们在生产过程中，观察到了一些植物预报天气的规律，发现它们可以预报阴雨和温度。

    ②天气晴朗时，南瓜蔓稍是向上翘起生长的。如果发现南瓜蔓稍下垂，那是天气转为阴雨的征兆；如果在连绵阴雨的天气里，南瓜蔓稍由下垂转为上翘，那就表明阴雨天气即将结束，晴朗的天气马上就会到来。南瓜蔓为什么能指示天气呢？原来，天气在变化时，南瓜有向阳性和向阴性，这是南瓜在进化过程中为了更好地适应天气保护自身所形成的特性。

    ③风雨草生长在我国西双版纳的密林中，能预报风雨，它开花的习性很特殊，没有固定的时间。可每当暴风雨来临之前的两三天，它那小巧玲珑的花就开放了。而且暴风雨过后，它的花开得越发齐整和鲜艳，好像只有经过暴风雨的洗礼，才能显露其本色。

    ④“含羞草害羞，天将阴雨。”天气正常时，你用手指触动它的叶柄，叶子马上就会合拢，但是很快就会恢复常态。如果叶片自然下垂合拢，便是阴雨天气的征兆。

    ⑤在秘鲁的安第斯山区生长着一种奇特的“晴雨花”，它的花瓣紧密无隙，吸水性和透气性都很弱。因此，每当下雨前气压低、空气中的水气密度饱和时，花蕊低处的露珠就消失了。这种现象是表明晴朗天气即将逝去，阴雨天马上就要到来。因此，当地居民将这种花称为“晴雨花”。

    ⑥在炎热的夏季里，茅草的叶子和茎的交界处会冒出一小团水沫来，好像螃蟹吐沫那样，因此老百姓总结出“茅草叶柄吐沫，明天冒雨干活”的农谚。

    ⑦在瑞典的南部生长着一种名叫“三色鬼”的草，人们称它为“天然寒暑表”，因为这种草对温度的变化极为敏感。在20摄氏度以上时，它的叶片都是向斜上方伸出；温度若降低到15摄氏度时，枝叶就向下运动，直到与地面平行时为止；当温度下降到10摄氏度时，枝叶向下弯曲；如果温度回升到原来的状况，叶片就会恢复到原状。

    ⑧栗子树不但感觉灵敏，而且还能预测天气。进入冬季以后，在预测到有霜或下雪的坏天气将要来临时，它会提前几个星期长出芽来。研究证明，栗子树是在对夜间的时间长度进行“测量”之后，预知严冬的到来。

    ⑨在我国东北各省，农民喜欢在房前屋后或田边地头种植鬼子姜，用它的块茎来腌制咸菜。据观察，鬼子姜能准确预报初霜，在它开花10天左右，就要降第一场霜了，从而提醒农民做好防霜抗冻的准备工作。

（选自《百科知识》2010年第5期，有改动）

阅读下面的文字，回答小题。

植物的“爱恨情仇”

       ①并不是人类和动物才懂得爱和恨，植物也有“爱和恨”。当然这种“爱和恨”不是感情的表现，而是体现在生长状况上：有的植物能和睦相处，有的则是“冤家对头”。

       ②科学家经过实践证明：洋葱和胡萝卜是好朋友，它们发出的气味可以驱赶对方的害虫；大豆喜欢与蓖麻相处，蓖麻散发出的气味使危害大豆的金龟子望而生畏；玉米和豌豆同种，两者生长健壮，相互得益；葡萄园里种上紫萝兰，能使结出的葡萄甜味浓；玫瑰和百合是好朋友，把它们种在一起，能促使花繁叶茂；旱金莲单独种植时，花期只有一天，但如果让它与柏树为伴，花期可延长三至四天；在月季花的盆土中种几棵大蒜或韭菜，能防止月季得白粉病．英国科学家用根、茎、叶都散发化学物质的莲线草与萝卜混种，半个月内就长出了大萝卜。

       ③相反，有一些植物则是“冤家对头”，彼此水火不容。如丁香花和水仙花不能在一起，因为丁香花的香气对水仙花危害极大；郁金香和勿忘草、丁香花、紫萝兰都不能生长在一起，否则互不相让；小麦、玉米、向日葵这些植物不能和白花草、木樨生长在一起，不然会使它们一无所获；另外，黄瓜和蕃茄，荞麦和玉米，高梁和芝麻等，也都不能在一起。

       ④研究植物之间的相生相克，是一门新兴的学科——生物化学群落学。科学家认为，这门科学可以指导人们更好地规划城市绿化、美化环境，合理布置农作物种植。在栽培植物时，应注意把相互有利的栽在一起，千万不要让“冤家对头”同住，以免同室操戈 ， 两败俱伤。

阅读下面的文字，完成小题。

中国珠算

王渝生

       ①2013年12月4目，联合国教科文组织通过决议，正式将“中国珠算”列入人类非物质丈化遗产名录。珠算是中因古代的重大发明，伴随中国人度过了1800 多年的漫长岁月。它将廉价的制作材料、情巧的设计思想和深刻的数理内涵整合在一起，组合为一种气质非常独特的计算体系，被誉为“世界上最古老的计算机”。

       ②珠算由筹算演变而来，人们在算筹的基础上，改进发明出了更为先进的珠算盘。珠算盘的来历，最早可以追溯到公元前600年，据说当时就有了“算板”。到了东汉末年，徐岳在《数术记遗》中记载了一种珠算盘，每位有5颗可动的算珠，上面1 颗相当于5，下面4颗每颗当作1，这是对珠算盘最早的确切的文字记载，到了明代，对珠算盘的记录更加详细，如数学家徐心鲁的《盘珠算法》插图记载是上1珠。午荣的《鲁班经》是上2珠，下5珠，他还记述了算盘的尺寸。

       ③最常见的传统算盘，为上2 珠下5珠，上面一粒表示“5”，下面一粒表示“1”。在用算盘进行计算时，采用“五升十进制”，即每一档满5 时便用一粒上珠表示，每一档满10 时便向前一档进位1。古代的珠算法，以手拨算珠进行运算。为了快速掌握各种算法，人们将手指动作编成了口诀，开不断探索着如何优化算法和动作，让计算变得更加快捷。

       ④珠算乘法所用的“九九”口诀起源甚早，春秋战国时就已在筹算中应用了。到了宋代，沈括在《梦溪笔谈》中提到了“九除者增一”“八除者增二”，后来浙渐演变为“九一下加一”“八一下加二”等口诀。杨辉在《乘除通变算宝》中，叙述了“九归”，他在当时流传的4句“古括”上，添注了32句新口诀。元代朱世杰的《算学启蒙》载有九归口诀36句，之后丁巨的《算法八卷》，其中也有“撞归口诀”。就这样，珠算的口诀慢慢丰富起来。到了明代，各位有识之士纷纷努力，先后对古珠算法进行了总结、规范，在此基础上，进一步拓展了算盘的应用领城。

       ⑤这些努力收到了极好的效果。借助珠算盘这个简单的工具，算术这门本来需要一定理解能力的学问在大众中迅速而空前地普及开来。计算，已经不再是有知识的人才能掌握的高难动作了。现在，只要能背下珠算法口诀并辅以一定时日的拔珠练习，即便是不懂算术原理的粗汉，照样也能完成加减甚至乘除等复杂的日常计算。

       ⑥自古以来，算盘都是用来算帐的，因此也被赋予了很多象征意义，在某种程度上，它已经成为了一种文化符号。比如，它被当做象征富贵的吉祥物，为人们所推崇。在民间，常会听到“金算盘”“铁算盘”之类的比喻，形容的也多是“算进不算出”的精明。除了与钱财相关的象征意义以外，算盘也常被用来象征出入平衡，分豪不差。在北京东岳庙的瞻岱门内两侧各桂着一副大算盘，左右批有“毫厘不爽，乘除分明”以示赏善罚恶，公正严明。这些关于算盘计算功能之外的引申，把算盘深深地植入了中国历史文化之中。

       ⑦简简单单一副算盘，背后竟有这么多学问，能被列人类非物质文化遗产名录也就不奇怪了。

（选文有删改）

阅读下面的文字，完成下列各题。

       ①当你在路边草地或自家庭院里发现一两只从未见过的甲虫时，你肯定不会感到惊讶。但在生物学家和生态学家们看来，这或许不是件寻常小事。专家们把这种原本生活在异国他乡、通过非自然途径迁移到新的生态环境中的“移民”称为“生物入侵者”﹣﹣它们不仅会破坏某个地区原有的生态系统，而且还可能给人类社会造成难以估量的经济损失。

       ②在人类文明的早期，陆路和航海技术尚不发达，自然界中的生态平衡并没有受到太大破坏。在自然条件下，一颗蒲公英的种子可能随风飘荡几十千米后才会落地，如果各种条件适合，它会在那里生根、发芽、成长；山间溪水中的鱼虾可能随着水流游到大江大河中安家落户……凡此种种，都是在没有人为干预的条件下缓慢进行的，时间和空间跨度都非常有限，因此不会造成生态系统的严重失衡。

       ③如果一个物种在新的生存环境中不受同类的食物竞争以及天敌伤害等诸多因素制约，它很可能会无节制地繁衍。1988年，几只原本生活在欧洲大陆的斑贝（一种类似河蚌的软体动物）被一艘货船带到北美大陆。当时，这些混杂在仓底货物中的“偷渡者”并没有引起当地人的注意，它们被随便丢弃在五大湖附近的水域中。然而令人始料不及的是，这里竟成了斑贝的“天堂”。由于没有天敌的制约，斑贝的数量便急剧增加，五大湖内的疏水管道几乎全被它们“占领”了。 到目前为止，人们为了清理和更换管道已耗资数十亿美元。来自亚洲的天牛和南美的红蚂蚁是另外两种困扰美国人的“入侵者”，前者疯狂破坏芝加哥和纽约的树木，后者则专门叮咬人畜，传播疾病。

       ④“生物入侵者”在给人类造成难以估量的经济损失的同时，也对被入侵地的其他物种以及物种的多样性构成极大威胁。二战期间，棕树蛇随一艘军用货船落户关岛，这种栖息在树上的爬行动物专门捕食鸟类，偷袭鸟巢，吞食鸟蛋。从二战至今，关岛本地的11种鸟类中已有9种被棕树蛇赶尽杀绝，仅存的两种鸟类的数量也在与日俱减，随时有绝种的危险。一些生物学家在乘坐由关岛飞往夏威夷的飞机上曾先后6次看到棕树蛇的身影。他们警告说，夏威夷岛上没有任何可以扼制棕树蛇繁衍的天敌，一旦棕树蛇在夏威夷安家落户，该岛的鸟类将在劫难逃。

（选自《生物入侵者》）

阅读下文，回答问题
3D打印的革命性
       ①3D打印源自100多年前的照相雕塑和地貌成形技术，是一种不需要传统刀具和机床就能打造出任意形状、根据物体的三维模型数据制成实物模型的技术，被认为是一项改变世界的新技术。具体地说，人们首先需要通过电脑对实物进行扫描或直接创建一个三维设计图，再通过3D打印机对这个立体原型进行“切片”，一层一层地进行数据记录，然后将原材料按切片数据层层叠加，直到最终成型。
       ②3D打印与普通打印机的工作原理基本相同，只是打印材料有些不同。3D打印使用的不是传统的“墨”，而是那些能发生固化反应的材料，比如树脂、塑料、陶瓷、金属等，因而能“打印”出实实在在的三维立体模型。小到一只耳环，大到体积庞大的工程零件、器具，只要获得了原始的模型数据，3D打印机都能将这些东西精准地复制出来，就像童话中的“复制机”一般神奇。这将使工厂彻底告别车床、钻头、冲压机、制模机等传统工具，从而转变为一种以3D打印为基础的、成本更低、研发周期更短的生产方式。以目前的发展情况判断，3D打印之后，必将会使社会制造业迅猛崛起。
       ③据报道，国外目前已经通过3D打印技术成功地“打印”出了自行车、汽车、电控飞行器等物。3D打印也应用于珠宝制造和模型制作，在时装业、电影业、建筑业等多个不同的行业和领域显示出了十足的魅力，并大大改变了制造业的格局。其实，众多的3D打印创业者此前早已落户以虚拟经济著称的纽约市，即便在2008年金融危机的情况下，3D打印还是拉动了当地的经济，为经济增长贡献了力量。
       ④3D打印的应用并不止于工业制造，它在医学界也有着广阔的发展前景。设想一下，如果它用来打印的“墨”是一个个活体细胞，那么，只要获得相关器官的切片数据，该器官就可以被“打印”出来。这并非天方夜谭，在去年举行的全球科技娱乐设计大会（TED）上，美国维克森林再生医学学院博士安东尼就向人们展示了这样一个肾脏模型打印的过程。据他介绍，他们正在进行一个更大胆的试验，直接用打印机在人体伤口上进行修复式“打印”，如果取得成功，这将是医学领域的重大进展。
（文/王飞跃  梁晓辉  有删改）

阅读下列说明文，完成下列各题

       ①生活在海洋中的鱼类，也有自己的医生﹣﹣种体态小巧，行动轻盈的小鱼。鱼医给鱼治病，不是通过用药，而是州尖尖的嘴巴为病鱼清除细菌和坏死的细胞。实际上鱼医是以病鱼身上的寄生虫为美味佳肴的。

       ②病鱼就诊时，必须头朝下，尾巴朝上，笔直地悬浮在水中。如果是喉咙生病，那么病鱼就得乖乖地张大嘴巴让鱼医钻进嘴里去。病鱼会不会把鱼医吃掉呢，根据海洋学家的观察分析，这种事情不会发生。即使是遇上敌害，病鱼也会将鱼医吐出后再逃之夭夭。

       ③海年学家试图在鱼医经常活动的水域将鱼医捉走，结果，前往求医的大为减少。令人惊讶的是，鱼医失踪两周后，该水域的很多鱼都染上疾病，一些鱼的鳞、腮和鳍上开始出现脓肿。海洋学家又做了一个试验，在一些鱼池中放有鱼医，而在另一些鱼池中不放鱼医。结果，有鱼医的水池里，鱼都不生病，而在没有鱼医的水池中，疾病迅速蔓延。

       ④鱼医治病的速度快得令人难以置信。一位海洋生物学家留连续6小时在水中观察鱼医治病，经他统计，一条鱼医在这6小时内竟医治了300条病鱼!

       ⑤海洋学家还发现，拜访鱼医的病鱼以雄鱼居多。有时，一条雄鱼一天中竟几次找不同的鱼医看病。经过观察发现，原来是雄鱼间为了争夺雌鱼，常常发生激烈的“情战”，因而负伤的机会较多。此外，海洋学家还发现，有些雄鱼根本没有负伤，也没有病，但它们仍然频繁地去找鱼医。对此他们猜想，雄鱼们可能是为了取悦雌鱼，而找鱼医为自巴“美容”的。

阅读下文，回答问题

通信的保护神——量子卫星

    在系列电影《碟中谍》中，由汤姆·克鲁斯扮演的特工威风凛凛，总能窃听到对方的电话通话。那么，在现实生活中，我们的电话是否也会被人窃听呢？

    仔细看看我们的手机，它实际上就相当于一个移动的窃听器，只要有特定的仪器就可以实现对手机实时监听。固定电话也不安全。使用这些通信工具对想偷听的人来说就毫无秘密可言。比如，美国斯诺登爆出的“棱镜门”事件，让许多国家都很害怕。因为他说美国正在利用通信卫星对很多国家进行窃听，而这些国家并没有察觉到。这就像打仗一样，我们还没有开战，敌方已经知道我们有多少人力、武器弹药等，很多信息都已经完完全全暴露在敌方面前。这真的是很可怕的！

    既然手机等通信不安全，我们怎么才能做到不被别人窃听呢？

    量子通信技术应运而生。量子通信是在传统信息的基础上，给它们加上了“量子密钥”。量子密钥就相当于一把神奇的有加密功能的钥匙，它能把需要通信的信息紧紧锁住。而且这种密钥有一个神奇的功能，就是一把钥匙一个密码，随机分发。想窃取信息的人，要在短时间内对它进行破解是很难的，即使耗费大量时间，这次成功破解了，下一次再用，密码又重新随机生成了，已经不是之前的那个密码了，必须再耗费时间去破解新的密码。

    量子通信还有一个常规通信不具有的功能——一旦被窃听，很容易被人察觉到。因为偷听手机等通话信息必须对量子信号进行拦截，这就给信号传输带来很大的干扰。比如，用量子通信通话，如果有人在窃听，通话将会受到干扰而无法正常进行，通话双方很容易就会察觉到。所以说，量子通信传输的信号安全性很高。

    那么什么是量子卫星呢？量子卫星其实是以量子信号作为卫星和地面之间数据传输的卫星。我们把要传递的信息通过量子信号穿透大气层传递到卫星上，卫星接收了这些量子信号再转发到另外一颗特定的卫星上，再通过这颗卫星传递给接收者。

    目前，我国的量子通信研究处于世界领先地位。2016年8月16日，我国率先发射了世界上第一颗量子卫星——墨子号。有了量子卫星，我们就能实现量子通信。通过绕地球飞行卫星的中转，我们可以把加密的信息发送到我们想要送达的接收者那里，不用担心有人拦截我们的通信内容。

    目前，量子通信技术对潜艇最有帮助。我们知道，潜艇的特点是潜伏在深水下，并且它需要长时间隐蔽。因此，潜艇与地面上的通信联络就非常重要。

    现在，潜艇与外界进行联系主要是依靠无线电波。这种通信手段有很多缺点：一是发信和接收的装置十分庞大，占用了潜艇很大的空间；二是潜艇必须通过拖曳天线来收发信息，容易暴露自己的位置，成为反潜导弹的目标。如果有了量子卫星，发信和接收装置将会非常简单，潜艇上的设备大概只有一台普通的台式电脑那么大，既节省了潜艇的空间，也不会因为在潜艇外的拖曳天线而暴露潜艇的行踪。而且有了量子卫星，如果有人企图去窃听，就必须要拦截这些信号，而作为发射者的潜艇便能测得这种干扰，从而能及时判断出是否有人正在窃听，并采取相应的预防措施。可以说，量子通信将会成为潜艇隐身的新法宝。

（选自《我们爱科学》，有删减）

阅读下面一篇文章，完成小题。

寻找磁受体蛋白：中国科学家或揭生物第六感之谜

①1.5亿年前就出现在这个淡蓝色星球上的蜜蜂，天生就是建筑师。不过当有人试着把磁铁放在旁边干扰时，它们搭建的蜂巢立马变成东倒西歪的“豆腐渣”。

    ②形态丑陋的裸鼹鼠终年生活在黑暗的地下，没有发育出视力，却依然逃脱不了地球磁场的掌控，它们打造的地下通道总是南北朝向。就连结构简单的细菌，有的也会在磁场作用下来回移动。

    ③最近，欧洲科学家还发现，当地球磁场稳定时，狗总是趴在南北朝向上排便，甚至还会极力避免头尾指向东西。

    ④可惜，此前所有试图一探究竟的人，都在磁场大网里变成了“路痴”。最近终于有人找到了方向。

    ⑤北京大学生命科学学院的年轻教授谢灿宣布，找到一种被命名为MagR的全新磁受体蛋白，研究成果发表于《自然-材料》。

    ⑥有人评论，这是一个“诺奖级别的发现”，这种蛋白“或将揭开被称为生物‘第六感’的磁觉之谜”。

    ⑦在放大了5万倍的显微镜下，黑色或淡黄色的MagR呈小棒槌形。在玻璃器皿下放一块磁铁，它会像上满劲的陀螺，滴溜溜地转圈。根据他的推断，这种蛋白是生物基因中的指南针，会根据地球磁场的变化为生物体指明方向。

    ⑧看起来简陋，但在很多时候，这种“蛋白指南针”信号的精准度令人难以想象。每年春天“第一缕阳光照射下来”时，墨西哥湾山谷的帝王蝶开始往北飞。第一代蝴蝶飞到美国南部，产卵、生子、死亡。孵化出的第二代继承前辈的遗志继续北飞，到达美国中部，产卵、生子、死亡。如此复制，一直到第四代，直接向南飞回墨西哥湾的同一个山谷，甚至回到祖先待过的同一棵树。

    ⑨MagR的发现引起学界巨大震动。2012年以前，谢灿几乎很少跟人提起这项研究，因为总有人问：“你这个研究出口在哪？应用在哪？”“好像如果不能用，你做的东西就毫无意义。”谢灿语速极快地说．“从学生到导师，已经没人把好奇心当回事了。弄明白，就是最有用的事情。”

    ⑩“当我看到这篇文章的时候，差点窒息，它的确是一项具有创造性的研究。”麻省大学神经生物学教授史蒂文·瑞波特充满赞赏地表示，“结论令人振奋，具有突破性”。文章发表不到一小时，已经引起超过20家国际媒体的报道。其中还包括专注于电子产品的科技网站。“可能觉得这种生物指南针结构，在电子领域也能带来一些革新。”谢灿带着自豪说。

    ⑪并非人人都看好谢灿踩出来的这条路。维也纳分子病理学研究所神经科学家大卫·基斯就说：“它要么是一篇非常重要的论文，要么完全错误。我强烈怀疑研究结论。”“这挺正常，并不是科学家之间有矛盾。这种争论对某个领域的推动作用反而特别大。”谢灿一点儿也不介意。

阅读下文，回答问题。

材料一：

严峻的粮食短缺问题

    2006年至2008年，粮食短缺问题变成了一个全球性的现实问题，粮食价格的螺旋式上升也超出了多数人的承受能力。世界粮食计划署警告说，粮食储备的急剧减少可能无法应付这一紧急状况。

由于大米、小麦和植物油价格的急剧上涨，最不发达国家的粮食进口成本也不断增加，继2006年粮食进口成本增加30%后，2008年比2007年又攀升了37%。联合国报告指出，到2008年年底，“最不发达国家的年粮食进口成本比2000年增加了3倍多，这并不是因为粮食进口量的增加，而是粮食价格上涨的结果”。这些迅猛攀升的发展态势使饥饿人数增加了7500万，使发展中国家大约1.25亿人处于极端贫困的状态。

（来源：中国改革网）

材料二：

杂交水稻的研究历史

    其基本的思想和技术，以及首次成功的实现是由美国人Henry Beache在1963年于印度尼西亚完成的，Henry Beache也被学术界某些人称为杂交水稻之父，并由此获得1996年的世界粮食奖。由于Henry Beache的设想和方案存在着某些缺陷，无法进行大规模的推广。

    后来日本人提出了三系选育法来培育杂交水稻，提出可以寻找合适的野生的雄性不育株来作为培育杂交水稻的基础。虽然经过多年努力日本人找到了野生的雄性不育株，但是效果不是很好；另外日本人还提出了一系列的水稻育种新方法，比如赶粉等，但是最后由于种种原因没法完成杂交水稻的产业化。杂交水稻的真正产业化，最终是在中国由众多育种专家完成的。袁隆平1971年2月调到湖南省农业科学院专门从事杂交水稻研究工作。为加强和协调杂交水稻的科学研究，1984年6月成立了全国性的杂交水稻专门研究机构——湖南杂交水稻研究中心，后又成立国家杂交水稻工程技术研究中心，均由袁隆平任中心主任至今。1995年他当选为中国工程院院士，被称为杂交水稻之父。

（来源：360百科）

材料三：

    人工转基因技术和人工杂交技术是两个概念，人工杂交技术是自体基因重组过程，不改变繁殖特性，但有组合优质基因的几率，基本不会产生变异基因，即没有剥夺其基本特性的作物。它可通过原生质体之间的融合、细胞自体细胞重组、自体遗传物质自由组合转移、自体染色体工程技术获得，不改变植物的遗传特性，可以提高优质率水平，从而培育出高产、优质、抗病毒、抗虫、抗寒、抗旱、抗涝、抗盐碱等的作物新品种。

    因此，人工转基因技术与传统技术有着同样的目的，其本质都是通过获得优良基因进行遗传改良。但在基因转移的范围和效率上，人工转基因技术与传统育种技术有两点重要区别。

    第一，传统技术一般只能在生物种内个体间实现基因转移，而人工转基因技术所转移的基因则不受生物体间亲缘关系的限制。

    第二，传统的杂交和选择技术一般是在生物个体水平上进行，操作对象是整个基因组，所转移的是大量的基因，不可能准确地对某个基因进行操作和选择，对后代的表现预见性较差。而人工转基因技术所操作和转移的一般是经过明确定义的基因，功能清楚，后代表现可准确预期。

阅读下面的文字，完成小题。

园林建筑的空间美感

宗白华

    ①园林建筑的艺术处理，是处理空间的艺术。

    ②中国的园林是很发达的。北京故宫三大殿的旁边，就有三海，郊外还有圆明园、颐和园等，这是皇帝的园林。民间的老式房子，也总有天井、院子，这也可以算作一种小小的园林。

    ③宋代郭熙论山水画，说“山水有可行者，有可望者，有可游者，有可居者”。可行、可望、可游、可居，这也是园林艺术的基本思想。园林中也有建筑，要能够居人，使人获得休息，但它不只是为了居人，它还必须可游、可行、可望。“望”最重要。一切美术都是“望”，都是欣赏。不但“游”可以发生“望”的作用（颐和园的长廊不但引导我们“游”，而且引导我们“望”），就是“住”，也同样要“望”。窗子并不单为了透气，也是为了能够望出去，望到一个新的境界，使我们获得美的感受。

颐和园乐寿堂

    ④窗子在园林建筑艺术中起着很重要的作用。有了窗子，内外就发生交流。窗外的竹子或青山，经过窗子的框框望去，就是一幅画。颐和园乐寿堂差不多四边都是窗子，周围粉墙列着许多小窗，面向湖景，每个窗子都等于一幅小画。而且同一个窗子，从不同的角度看出去，景色都不相同。这样，画的境界就无限地增多了。

    ⑤明代人有一小诗，可以帮助我们了解窗子的美感作用：“一琴几上闲，数竹窗外碧。帘户寂无人，春风自吹入。”

    ⑥这个小房间和外部是隔离的，但经过窗子和外边联系起来了。没有人出现，突出了这个小房间的空间美。这首诗好比是一幅静物画，可以当作塞尚画的几个苹果的静物画来欣赏。

山色湖光共一楼

    ⑦不但走廊、窗子，而且一切楼、台、亭、阁，都是为了“望”，为了得到和丰富对于空间美的感受。

    ⑧颐和园有个匾额叫“山色湖光共一楼”。这就是说，这个楼把一个大空间的景致都吸收进来了。苏轼诗“赖有高楼能聚远，一时收拾与闲人”就是这个意思。颐和园还有个亭子叫“画中游”。“画中游”，并________说这亭子本身就是画，________说，这亭子外面的大空间好像一幅大画，你进了这亭子，也就进入这幅大画之中。所以明人计成在《园冶》中说：“轩楹高爽，窗户虚邻。纳千顷之汪洋，收四时之烂漫。”

    ⑨概括说来，中国园林建筑的空间美，当如沈复所说的：“大中见小，小中见大，虚中有实，实中有虚，或藏或露，或浅或深……”这也是中国一般艺术的特征。

阅读下面的文段，回答问题。

永恒之莲——长生草

    ①长生草是多肉植物中的一种，在分类学上属于景天科，长生草属。它曾是被忽视的草根阶层，给人一种摆不上台面的印象。但是，现在它的魅力越来越大，形象越发高大上，已然成为美化环境的生力军。

    ②长生草的形态特征与它的生存环境密不可分。长生草原本生活在欧洲中南部的高山上，那里到处是贫瘠的碎石，山高风大。在这种恶劣的生存环境中，它的叶片肥厚多汁，储存了宝贵的水和营养，叶片轮生，每株8到18枚，排列紧密。整个植株的形态与盛开的花相似。它的花是粉色系，呈星形。它通常侧芽繁殖，有的也通过叶心分裂繁殖。欧洲人见到这种花朵一样的植物冬天也不凋落，而且繁殖得越来越多，认为它可以永生，于是取名长生草。

    ③长生草的进化历史要从一百多年前说起。那时欧洲百姓开始把长生草从野外带回家园用它美化环境。他们将长生草从石缝中拔下来，粗暴地扔到屋顶上。顽强的长生草就把根扎在瓦片间，长出一座空中花园。后来园艺家也关注到了这种神奇的植物，通过近百年的杂交培育，目前已形成400多个园艺品种。除蓝色以外，彩虹中的其他颜色都能在长生草中见到，长生草的家族可谓异彩纷呈。中国早就引进了长生草，但仅限于极少的几个品种。近两年，更多的多肉玩家赴欧洲考察，拍回长生草的各种照片，于是长生草圈粉无数，各种新鲜的园艺品种漂洋过海来到中国，走进寻常百姓家。

    ④那么，如何养好长生草呢？

    ⑤长生草在野外是生长在石缝中的，所以它的根需要透气。栽培时最好用泥炭、椰土、珍珠岩、烧剩的蜂窝煤碎渣等充分混合的土，这样的土透气透水。南方潮湿，大颗粒的比例要多一点；北方干燥，则小颗粒的比例要多一点。

    ⑥长生草的家乡没有大树遮阳，它只能全天暴露在阳光下，又饱受阵阵寒风。家庭栽培时，春秋冬这三个季节最好把花盆放在有阳光的窗台上，保证长时间日照。在这样的环境中，长生草会展现出最美的颜色。夏季高温高湿，对长生草是个考验，这个季节要避免它晒到直射的阳光，但又不能太暗，需要明亮的散射光。还要少浇水，因为空气湿润，土壤很热，过多的水会把植物闷死。可在凉爽的夜间稍微浇点儿水。如果长生草是超级大群生长的，就很难在特别潮湿的环境里生长，那么最好忍痛分株，否则容易腐烂。

    ⑦长生草容易染上“根粉蚧”(一种吸食根部汁液的白色小虫)，可以用蚧必治、速扑杀、呋喃丹等药物灌根，但这几种属于高毒性农药，最好不要轻易使用。最安全的方法是把整盆土倒掉，清洗根部后，将它植入新土中。

    ⑧造景时可以将长生草群植在一起，形成“百花齐放”的壮观美景；也可以利用长生草侧芽繁殖的特点，打造长生草“瀑布”；还可以把它种在墙缝里、砖块间，欣赏它原生的味道。

    ⑨长生草，是欧洲的老明星，中国的小新贵。永恒之莲，魅力无限。

(选自《博物》，有删改)

阅读《泥土的清香自哪儿来》，完成下面小题。

泥土的清香自哪儿来

①雨后，我们常能闻到泥土的清香味儿。这些清香从哪儿来呢？据专家研究，它来自土中一种叫放线菌的细菌。

②土壤是种类繁多的细菌的乐园。在显微镜下，你会观察到这样一类与众不同的细菌：别的细菌多是圆形、椭圆形的，而它们看起来却是丝状的。那些丝状细菌有的像一棵树，树上有时还结着果实，有的像一根草，仿佛还开着花，煞是好看。这类细菌生物学上统称为放线菌。

③放线菌是一种单细胞生物，所以你看到它长得像一棵树也好，一根草也罢，其实都只是一个细胞。那些奇形怪状的丝，是它的菌丝。菌丝覆盖了很大的空间，这对于寻找食物大有好处。放线菌能释放出一种化学物质，正是这种物质，让我们能闻到一股泥土的清香。

④为何雨后泥土的清香让人感受更明显呢？

⑤因为放线菌是一种生命力很强的细菌，它们一般喜欢在温暖、湿润的环境下生存。当土壤干旱的时候，它的菌丝就会在头部长出孢子。放线菌渐渐枯死后，留下的这些孢子只要遇到合适的条件，又会发芽，长成一个个放线菌。

⑥下雨时，雨水冲开了土壤，这些晴天时埋在土中的孢子长成的放线菌就随着空气中的小液滴四下弥漫。当它们被吸入鼻孔，我们就能感觉到一股泥土的清香。土地干旱越久就有越多的放线菌孢子存在，所以雨后泥上的清香在久旱之后尤其明显。

⑦放线菌的作用当然不只是让人闻到清香，它也是生产抗生素的宝库。时至今天，人类已经发现了50000多种抗生素，其中就有4000多种是从放线菌中提炼出来的。如链霉素就是从土壤中一种叫灰色链线菌的放线菌中提炼出来的。四环素、氯霉素、庆大霉素等抗生素也都是从放线菌中提炼出来的。

⑧放线菌的作用还不止于此，我们平常烹饪时调味用的味精，也是通过它们制造的。如今，它们还是科学家研究生物发育、加胞分化的便利材料。

现代文阅读

为何总觉得镜头下的自己没有镜子里的美

    ①在旅游途中，我们免不了要拍照留念。可当我们兴高采烈地查看照片时，可能会惊讶地发现，明明“颜值在线”的自己，在照片中却看着特别别扭，甚至有点丑。

　　②那么，为什么我们眼中的自己和照片中会不一样？为什么我们平时在镜子里看到的自己会比照片要好看很多？我们真实的颜值到底是怎样的？

　　③人最陌生的反而是自己的脸。

　　④首先，从成像原理来看，由于镜子遵循光反射原理，所以在清晰度上最接近人眼中的成像。此外，因为人习惯了照镜子，所以几乎能下意识地调整自己与镜子间的角度和距离，从而使镜子中自己的影像达到最佳成像效果。与照镜子不同，通常拍照难以实现如此精细的调整，尤其是拍合影。摄影技术自不必说，高手与小白的技术有天壤之别。除此之外，镜头、对焦系统、感光器、分辨率，甚至拍摄时的角度、光线等，都会影响拍摄质量。一个普通的单反相机，像素通常在2000万上下，而人眼的像素却高达数亿，致使成像的清晰度根本不在一个量级上。这诸多因素加在一起，都使得照片更容易“失真”。

    ⑤除了上述客观因素外，心理因素也易促使照片“失真”。

　　⑥在一项社会心理学实验中，研究人员拍摄了美国威斯康星大学密尔沃基分校一组女学生的照片，而后把照片进行镜像处理。上述女生看到这些经过后期处理的照片和原版照片后，都表示更喜欢镜像版的照片。不过，这些女生的好朋友看到这组照片后，却觉得真实版的照片更好看。

　　⑦为什么会出现这种差别呢？

⑧日常生活中，我们每天早上刷牙时都会确认一遍自己的长相，“照镜子”是我们形成躯体自我认知的重要方式，因此我们最习惯看到镜子中的自己。殊不知，基于平面镜的成像原理，镜子中的影像其实是左右颠倒的，所以我们在镜子中看到的，永远是那个左右脸对调后的自己。而拍摄出来的照片，以及他人眼中的你，则是没有经过左右脸对调的。进一步说，因为我们在照片中看到的自我形象，与大脑内储存的、最习惯看到的自我形象，在图像上是左右颠倒的，所以当我们看到自己的照片时，会不由自主地将脑中的自己与照片中的自己进行对比。这种差异会让我们内心产生一种失调感，这就是为何最初当我们看到自己照片时，多少会有点不舒服。而这种感觉身边人则不会有，因为照片中我们的影像与平时他们眼中是一致的。

⑨人们之所以会偏爱镜中的自己，主要原因是日久生情。社会心理学的大量研究都表明，反复接触新异刺激（无论是无意义的音节、汉字、音乐片段，还是人的面孔），能够提高人们对它们的喜欢程度，这就是心理学上的曝光效应。经研究表明，我们倾向于喜欢那些见过多次的面孔，而非不熟悉的面孔。这点不仅适用于陌生人的脸，也适用于我们自己的脸。

⑩不过，如果你经常拍照，经常看自己的照片，不断在大脑里对自己的照片进行“曝光”。那么，这种陌生感就会逐渐消失，你甚至会发现照片中自己的魅力所在。

（选自2021年5月6日《科技日报》，有改动）

非文学类作品阅读

不靠谱的时间感编译阎升

①为什么炉灶上的水几乎总是在我们失去耐心离开后才沸腾？这是因为我们感知到的时间流逝快慢很大程度上由我们自己的情绪或心智状态决定。

②大脑在感知时间上经常出错。比如说，当你抬头看钟时，你偶尔会觉得秒针在某一格突然停顿得异常得久，然后继续运行。尽管这一切有违常理，但亲眼所见让你不得不信。

③停顿的秒针是一个很著名的认知错觉。造成这种错觉的原因是大脑对视觉信号进行了“脑补”。当人的眼球快速移动时，视觉信号输入会出现一段空白。为了避免眼前一黑，大脑会自动用眼球停止运动时捕捉的画面填补这段空白。这也是为了让人感知到一个连续运转的世界。因此，如果转动眼球用了 0.5 秒，秒针走 1 格用了 1 秒，那么我们感知到的秒针走一格就会长达 1.5 秒。因为眼球运动会给大脑带来巨大的信息处理任务，所以当人生病时，大脑的信息处理速度下降，就会来不及处理眼球运动——发烧病人只要稍微转动眼球就会感觉头晕。

④一些棒球运动员声称在击球的前一刻，球的移动速度会突然大大下降，就好像时间被放慢了一样。这其实是被称为“时间稀释”的效应：人在紧迫关头会觉得时间放慢，甚至停止。在时间稀释期间，大脑接受和处理外界信息的速度大大加快，给人造成一种时间流速变慢的感觉。

⑤同时你是否有这样的感觉：童年时两个月的暑假似乎十分漫长。科学家研究发现这是因为年轻的大脑在一天中会接收到更多图像。举个例子，同样是一次逛商场的体验，孩子和大人的感觉是不同的。当孩子们第一次走进商场时，他们的视线会被可爱的卡通雕塑吸引，被店铺颜色鲜艳的 LED 灯招牌吸引，被促销人员手中的商品吸引……好奇心驱使孩子们东张西望，他们的大脑接受着一波又一波视觉、听觉等感官刺激。

⑥科学家进一步研究表明，人类的时间感和对周围世界的熟悉感有关。周围世界越陌生，能够引起大脑兴奋活动的体验越多，就会感觉时间越长；越年轻，大脑中的神经信号传递越高效，输入大脑的信息量越多，则感觉到的时间也会相应变长。

⑦如果你只是吃饭睡觉，那么一天很快就过去了。但如果你一边单脚跳，一边唱歌，同时还在心里记录总共跳了多少次，那么这样忙碌的一分钟会让你觉得过了两分钟甚至更久。科学家发现当人在专注处理复杂问题时，大脑感知到的时间流速会明显变慢，并且，来到陌生环境和学习新技能时也有类似的效果。

⑧俄罗斯诗人帕斯捷尔纳克说过：人不是活一辈子，而是活那么几个瞬间。这句话在现在看来是站得住脚的。例如攀岩、冲浪和激烈竞赛这种极致体验会给大脑带来强烈的感官刺激。当我们老去后回忆过去，我们记住的往往只有这些瞬间。

（节选自《大自然探索》2020 年 5 月号，有删改）

阅读下面的文章，完成下面小题。

“奋斗者”号，了不起

①2020年11月28日，“奋斗者”号完成万米深潜海试任务并顺利返航。“奋斗者”号启航以来，在马里亚纳海沟完成13次下潜，其中8次突破万米，创造10909米的中国载人深潜新纪录。

②外观酷似一条绿色大头鱼的“奋斗者”号，是国际上首次可以同时搭载3人下潜的万米载人潜水器。本领如此高超，要归功于它有着一颗强大的“中国心”，在多个关键技术和重要材料领域，拥有很高的国产化程度，核心部件国产化率超过96.5%。

新型钛合金材料制成宽敞而结实的载人舱

③潜入万米海底，首先要攻克的难关就是巨大的水压。被称为“地球第四极”的马里亚纳海沟，完全黑暗、温度极低，是地球上环境最恶劣的区域之一。海沟1万米深处，水压接近1100个大气压，相当于2000头非洲象踩在一个人的背上。“奋斗者”号如何做到不惧高压极端环境，在万米海底自由行走？

④关键在于载人舱。载人舱是全海深载人潜水器的核心关键部件，是人类进入万米深海的硬件保障和安全屏障，也标志着一个国家载人潜水器的技术水平。

⑤“奋斗者”号的载人舱呈球形，能够同时容纳3名潜航员。此前，也有国外深潜器依靠球形载人舱成功挑战了万米重压，但舱体空间仅能容纳1到2人，无法搭载更多的人和设备。为了让“奋斗者”号的载人舱体既宽敞又结实，还足够灵巧轻盈，科研人员没少费心思。中科院金属研究所联合国内多家企业和研究所，组建起全海深钛合金载人舱研制“国家队”，经过一系列调研论证、研究实验，攻克了载人舱材料、成型、焊接等一系列关键技术瓶颈。杨锐说：“我们独创的新型钛合金材料T162A成功解决了载人舱材料所面临的强度、韧性和可焊性等难题。”

先进控制系统实现高精度航行控制

⑥深海一片漆黑，地形环境高度复杂，“奋斗者”号要避免“触礁”风险，得依靠控制系统的精准指挥。

⑦为此，中科院沈阳自动化研究所的科研人员，针对深渊复柰环境下大惯量载体多自由度航行操控、系统安全可靠运行等技术难题进行了攻关，让“奋斗者”号的控制系统实现了基于数据与模型预测的在线智能故障诊断、基于在线控制分配的容错控制以及海底自主避碰等功能。

⑧此外研究人员还为“奋斗者”号装上了一双高度灵活且有力的“手”。“潜水器使用了我们研发的两套主从伺服液压机械手开展万米作业，每套手有7个关节，可实现6自由度运动控制，持重能力超过60公斤，能够覆盖采样篮及前部作业区域，具有强大的作业能力。"中科院沈阳自动化研究所水下机器人研究室副主任张奇峰说。凭借这双“手”，“奋斗者”号顺利完成了岩石、生物抓取及沉积物取样器操作等精准作业任务，填补了我国应用全海深液压机械手开展万米作业的空白。

水声通信系统助万米海底声像实时传输

⑨“亲爱的观众们，万米的海底妙不可言，希望我们能够通过‘奋斗者’号的画面向大家展示万米的海底。”11月10日8时12分，“奋斗者”号成功坐底马里亚纳海沟，3名潜航员第一时间通过水声通信系统分享了心情。

⑩作为“奋斗者”号与母船“探索一号”之间沟通的唯一桥梁，这套水声通信系统实现了潜水器从万米海底至海面母船的文字、语音及图像的实时传输。相较于前两代的“蛟龙”号与“深海勇士”号载人潜水器，“奋斗者”号的声学系统实现了完全国产化。这个系统由中科院声学研究所牵头研制。

⑩除了传递声音和影像，声学系统还能帮助“奋斗者”号在万米海底精确作业。比如，由声学多普勒测速仪和定位声呐及惯性导航等设备集成的组合导航系统，为巡航作业提佚了高精度的水下定位导航。

⑥“在11月16日的下潜作业中，借助组合导航系统和声呐设备，潜航员仅用半小时便成功取回了此前布放在万米海底的3个水下取样器，实现了‘海底捞针’，并通过水声通信机将取样画面回传至母船。”作为此次“奋斗者”号的潜航员之一，中科院声学研究所高级工程师刘烨瑶对此次作业印象深刻，“‘奋斗者’号的声学系统，突破了全海深难关，为全海深范围内的持续巡航作业提供了可靠的技术保障。”

固体浮力材料让深潜器顺利返回水面

⑩“奋斗者”号既要“下得去”，也得“回得来”，而顺利返回水面的关键是固体浮力材料。固体浮力材料的作用是为潜水器顺利下潜和安全上浮提供保障，其性能直接关系到潜水器与潜航员的安全，也是众多深海科学考察装备及实现海洋资源开发的核心材料。然而，由于高性能固体浮力材料制备技术难度大，仅有少数几个国家掌握。

⑩在缺少文献和经验借鉴的情况下，中科院理化技术研究所牵头开始了万米级浮力材料自主攻关。“国际上不乏由于浮力材料开裂塌陷等原因，导致水下装备丢失和报废的事故，奋斗者号要满足反复深潜，技术难度可想而知。”中科院理化技术研究所研究员张敬杰介绍，“核心技术问题就是要解决材料的密度与弪度的协同关系，也就是说既要密度低又要耐高水压。”

⑥在前期多年技术积累基础上，科研人员采用具有自主知识产权的软化学制备技术，在短时间内研制出了固体浮力材料的核心原材料，实现了我国浮力材料研究的关键技术突破。随后，经过一系列配方调试和工艺优化，制备出了具有高安全系数的万米级固体浮力材料并进行了批量化生产，解决了长期以来国产固体浮力材料强度差密度高的技术难题。

（《人民日报》（2020年11月30日07版）

阅读下面的文字，完成下面小题。

智能气象时代加速到来

罗京佳

①在全球气候变暖的背景下，近年来，全球范围内，极端天气事件呈现增多、增强、时空分布更加复杂多变等趋势。天气无常，也加大了天气预报工作的难度。利用人工智能，可显著提高天气预报的准确性和可靠性。

②人工智能方法以机器学习算法为基础，通过数学统计方法高效处理海量数据，减少计算量、节省计算资源。机器学习算法能分析大量历史数据间隐藏的非线性关系，更准确地厘清地球系统现象间复杂的因果关系。中国深圳气象局建立的基于深度学习的雷达外推模型，可以在5-10分钟内有效预测未来0-6小时的降水。可见，将人工智能应用到传统数值天气预报中，可加快天气预报速度并提高预报准确率。

③无论是提前几小时的短临预报，还是提前几个月甚至一两年的气候预测，人工智能都有“用武之地”，可以快速识别可能导致极端灾害事件的气象条件。比如，瑞士洛桑联邦理工学院和英国利兹大学利用人工智能开发出闪电预测模型，仅使用基本的气象数据就可以提前10-30分钟发出30公里半径内的雷暴预警，预测准确率接近80％。再如，南京信息工程大学和韩国全南大学合作，利用人工智能改进对厄尔尼诺现象的季节——年际预测，比现有模型的预测准确率提高10％－20％。

④不过，对人工智能究竟能在多大程度上改进天气预报和气象服务，也存在争议。人工智能的本质是通过对过去天气形势的学习，预测未来的天气情况，而实际的天气过程千变万化，一个变量微小的扰动都会改变未来天气状况。同时，人工智能也格外依赖数据的精确程度，观测数据有细小差异，预测结果就会相差甚远。

⑤虽然有局限性，但人工智能在预报天气领域的应用已获得业界认可，越来越多的国家正在对“人工智能＋气象”进行布局。欧洲中期天气预报中心发布了2021-2030年战略规划，提出未来10年将人工智能完全融入数值天气预报和气候服务中。中国设立了国家重点研发计划，支持人工智能地学应用研究，还设立了气象联合基金，关注人工智能气象应用技术。随着人工智能技术的不断提高，天气预报会更加准确，智能气象时代将加速到来。

（选自《人民日报》2021.5.19，有删改）