①它不仅背上,而且身体的边缘部分也都长满刺。这当然是它自我保护的工具或者说“盾牌”了。
②针鼹和刺猬最大的不同是针鼹有锐利的爪子,善于掘土。
③(针鼹)挖土速度快,且比较深,一口气可挖1.5米左右。
蟋蟀出世记
法布尔
①想看蟋蟀产卵的人,不必花一个钱做准备工作;他只要有点儿耐心就够了。布封称这耐心是天才;我愿略降一格,称之为观察工作者的最可贵的品质。我们在四月,或最迟五月,把乡野蟋蟀一雌一雄地单独关在盛有底土的花罐里。可以用莴苣叶做它们的食物,隔一段时间换一次新鲜的。容器口上盖一块小玻璃板,防止蟋蟀逃走。
②一些很有意义的资料,就是通过这种简陋的设备获得的。需要的话,还可以利用优质金属网做的笼子,作为辅助设备。现在,我们来监视产卵过程,但愿能保持高度警觉,不要错过产卵良机。
③时至六月的第一个星期,坚持不懈的观察工作开始收到令人欣慰的成效。我忽然看见母蟋蟀站在那里一动不动,产卵管垂直插在土里。对我有失礼貌的偷看行为,它毫不介意,依然长时间定在一个点上不动。最后,它拔出自己那把点播种子的小铲,草草扒拉几下,抹掉钻眼的痕迹;它稍微喘口气,又溜达到另一个地点,再度开始往土里插产卵器;它这儿插一下,那儿插一下,所有可以利用的地皮都点播到了。这情形和大家熟悉的白面螽斯一样,只是操作速度比螽斯缓慢。二十四小时过去,我觉得产卵结束了。但为了做到更可靠地掌握情况,我又继续观察了两天。
④两天过后,我开始搜索土层。卵粒呈稻草黄色,都是有两个终端的小圆柱体,长约三毫米。它们彼此不接触,竖埋在土里,点播的距离很近。种子数量多少,取决于一个连续产卵过程中的产卵次数。整个土层下都发现了卵粒,它们离土表层大约两厘米。用放大镜观察一堆土,是件很麻烦的事情,根据这样所能观察到的结果估计,每只母蟋蟀的一个产卵过程,大约产出五六百粒卵。这等规模的家庭,肯定要在很短的时间内接受大幅度裁员才行。
⑤每粒蟋蟀卵,本身都是绝妙的小小机械系统。卵壳就像一个白色的遮光套,顶部有一个很规则的圆孔;沿圆孔周边扣着一个拱形顶帽,成为一个封盖。封盖不是在新生儿盲目推顶或割划下被划开,而是沿一道特意准备的、质地极其脆弱的线纹自动开启。这奇妙的孵化过程,也应该了解一下。
⑥产卵后十五天左右,卵壳前端隐约看得见一对黑里透红的视觉器官的大圆点。之后,在圆柱体顶端,恰好显现出一个微型环状垫圈。这就是正在形成中的断裂线。不久,透过半透明的卵壳,可以看见里面那小动物身体的细小分节。再往后,就要加倍警觉,频频察看了,尤其是上午的时间里。
⑦好运气所偏爱的,是那些有耐心的人;它来报答我所付出的艰辛劳动。经过一种精妙绝伦的加工,微型垫圈已经变成一道强度甚低的条纹;就在这个时候,困在卵中的小生命额头一碰,卵盖便沿着自己的周边分离开去,被顶起来。随后落在一旁,其景状与注射剂细颈薄玻璃瓶的顶帽断落一样。蟋蟀从卵壳里出来,犹如从玩偶盒里弹出了个小怪物。
(选自《昆虫记》)
母蟋蟀产卵点播→卵壳前端出现一对视觉器官的大圆点→→→→小生命顶起卵盖,破卵而出
台风的功与过
①台风是发生在热带或副热带洋面上急速旋转的热带气旋,它像在流动江河中前进的涡旋一样,一边绕自己的中心急速旋转,一边随周围大气向前移动。由于台风带来的狂风和暴雨常常会造成人类重大的生命或财产损失,因此,人们提起台风总是望而生畏。然而多数人并不了解,如果没有台风,人类可能会遇到巨大的生存危机。客观地说,台风有过亦有功,而且台风的功甚至大于过。我国东南沿海地区民间流传的“台风来了怕台风,台风不来想台风”,正是对台风的客观评价。
②盛夏时节,我国由于受副热带高压控制,常严重干旱,造成大片农作物干枯,这时人们会盼望台风带来降水。台风降水是我国东南沿海地区夏季降水的主要来源,根据统计,这些地方每年7月—9月有59%—76%的降水是台风带来的;而包括我国在内的东南亚各国和美国,台风降雨量占这些地区总降雨量的¼以上,对改善上述地区的淡水供应和生态环境都有十分重要的意义。未来,由于受气候变化的影响,自然降水将越来越少,而台风带来的暴雨性降水和丰富的风能资源量所占比重将增大。
③台风可调节地球温度,维持全球热量平衡。台风最高时速可达200千米以上,巨大能量的流动在直接给人类造成灾难的同时,也使地球保持着热量平衡。众所周知,靠近赤道的热带、亚热带地区受日照时间最长,气候也最为炎热。台风发展和维持的主要能量来源是水汽凝结释放出的潜热能,其水汽主要来自低纬度的热带洋面;随着台风从热带向中高纬度地区的移行,由其携带的大量热量和水汽即从热带输送至中高纬度地区,它给酷暑难熬的人们带来了清凉。如果没有台风,就会造成热带地区的气候更加炎热,寒带地区则正好相反。
④台风一方面通过缓解高温酷暑,节约了因防暑降温支出的生活用水和用电量,缓解了电力的紧张程度;另一方面也使大、中、小型水库蓄满水,使水力发电机组正常运转,从而节约了大量原煤;而且台风登陆时陆地下垫面会迅速削弱其风速,因此风害也被大大减轻,甚至不再成害而可以被人们用于风力发电。
⑤台风过后海洋表面温度明显下降,其原因是台风中心的低气压、近海面的巨大风力和强烈的气流旋转迫使海浪剧烈运动、海水上翻。由于海水上翻,海洋底部的浮游生物和营养物质会被卷上来,鱼饵增多,自然有利于鱼群生长。
⑥除了上面提到的这些益处外,台风的气压会引发地面上无法察觉的“慢地震”,使地壳中的能量逐渐释放,避免产生大型地震。慢地震是以数小时到一两天的时间,用温和的断层滑动方式,释放地底能量,与一般地震在数秒、数分钟间产生剧烈的震动方式完全不同。2009年6月,英国《自然》杂志上刊发了我国台湾地区一个研究团队的论文,该文首次将地震与台风这两种不同的自然灾害联系起来,表明台风与慢地震具有相关性,且台风发生其实有助于减轻地震带来的损害。文中数据表明,每年侵袭台湾的台风在地震活动上扮演了压力阀的角色,会引发长时间而缓慢释放能量的慢地震,这或许反而让台湾免于受到可能造成摧毁性灾难的大地震的侵袭。
(选自《百科知识》,有删改)
台风发展和维持的主要能量来源是水汽凝结释放出的潜热能,其水汽主要来自低纬度的热带洋面。
台风是发生在热带或副热带洋面上急速旋转的热带气旋,它像在流动江河中前进的涡旋一样,一边绕自己的中心急速旋转,一边随周围大气向前移动。
如图为本届园艺博览会会徽,方框内是对会徽的说明文字。本段说明文字主要从构图设计方面体现园博会的理念,按顺序进行说明,主要采用了的说明方法。

①宿迁展园采纳现代造园手法和新颖的设计理念,②营造了生态节约型城市园林,③在满足园博会会展功能,④将为游客提供永久性的观光休闲公共绿地。
泥土的清香自哪儿来
石无鱼
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,它来自泥土中一种叫“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。这类细菌生物学上就称为放线菌。
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随着潮湿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,所以雨后泥土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5000多种抗生素,其中就有4000多种是从放线菌中提炼出来的。如链霉索就是从土壤中一种叫“灰色链丝茵”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茵中提炼出来的。
⑧放线菌的作用还至于此,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、细胞分化的便利材料。
(选自《大科技》2011年第1期,有改动)
①松鼠过水的时候,用一块树皮当作船,用自己的尾巴当作帆和舵。
②它们是十分警觉的,只要有人稍微在树根上触动一下,它们就从窝里跑出来,躲在树枝底下,或者逃到别的树上去。
③松鼠的叫声很响亮,比黄鼠狼的叫声还要尖些。
印痕行为,动物的学习天赋
①有一条电视新闻:一个老头养只鸭子做宠物,老头走到哪里,鸭子就跟到哪里。带着鸭子逛街散步,鸭子表现得非常听话,有趣极了。类似的报道经常出现在新闻中。可是,你知道吗?要做到这一点其实很容易,你也完全可以。
②1930年,奥地利动物行为学家康纳德•洛伦兹曾做过这样的实验:他把灰鹅的蛋分为两组,一组由母鹅孵化,一组由孵化箱孵化。结果由孵化箱孵化出来的小鹅把洛伦兹当成了妈妈,洛伦兹走到哪儿,小鹅就跟到哪儿。如果把两组小鹅扣在同一只箱子下面,当提起箱子时,小鹅会有两个去向,一组向母鹅跑去,一组则跑向洛伦兹。
③很显然,这种现象是小鹅一出生就接触母鹅和洛伦兹形成的印象导致的。康纳德•洛伦兹把这种现象叫做“印痕行为”。
④“印痕行为”是一种后天学习行为,学习后果是由直接印象造成的,所以称为“印痕”学习,它是动物的一种特殊学习方式,只需一次经验(或最多数次),即可形成印痕,对动物行为发生长远的影响。
⑤印痕行为大都发生在动物的幼年时期,是与生俱来的天赋。某些动物的某些本领也只有在印痕时期才能学到,过了这个时期,就很难学会了。如许多鸟类最易掌握飞翔本领的时间恰值羽毛始丰之际,若在出生后几个月内剥夺了它们学习飞翔的机会,那么它们以后就很难学会飞行了。目前,科学家还没有弄清楚这其中的原因。据估计,可能是因为在生命的早期,神经系统处于一种特殊的状态,只有这一时期才能接受这类刺激;而随着 年龄的增长,神经系统也会逐渐发生改变,就不能再进行印痕学习了。
⑥印痕行为虽然发生在早期,但对晚期的行为 也会产生一定的影响,尤其是繁殖行为。这些动物更愿意与由于印痕学习行为所认定的父母(同类、人类)结伴,甚至对其表示出求偶的意向。有一次,洛伦兹就被他饲养的八哥当成了求爱的对象,八哥不断地往他嘴里塞食物。这也许就是一些自幼由饲养员养大的动物成年后难以成功繁殖的原因之一吧。
⑦人为干预会让动物产生不适当的印痕行为,自然也会影响到动物的生长发育。美国卡斯卡底猛禽中心执行主任路易丝•施美尔有一次收到了一只被遗 弃的会尖声叫的小猫头鹰。送来的人说,一天前在砍倒一棵树之后,在窝里发现了这只小猫头鹰。施救者走了之后,施美尔打开装着猫头鹰的盒子,那只小鸟就立即跳到了她肩膀上。施梅尔急忙把送鸟人叫回来,问他们究竟养了这只鸟多久。“哦,你怎么知道的?”施救者非常诧异,但很快就承认,他们实际上把这只小猫头鹰当作宠物养了几个星期。他们不知道的是,这几个星期正是这只鸟成长过程中的关键时期,因而它对人类产生了不适当的印痕。
⑧在四川大熊猫人工繁殖基地,为了避免出生的熊猫宝宝对人产生印痕,饲养员都穿上特制的“熊猫服”工作,猛看上去这些穿熊猫服的饲养员几乎可以以假乱真。这样做的目的,正是为了减少可能发生的印痕行为。
(选自《知识窗》,有删改)
自拍神器
“你还拿着自拍这个……吓人哪……我这话出去了,就是你(播出去的)……”中纪委书记王岐山看着崔永元举着的自拍杆,哈哈大笑。不止小崔,小米CEO雷军和多位记者也都在3月份召开的“两会”上使用了这种神器,自拍杆在两会上真是大放异彩。
神器自拍杆堪称自拍爱好者的福音。它的主要部件是伸缩杆、固定支架和蓝牙遥控自拍器。它曾是跳伞等极限运动发烧友的专业用品,但人们很快发现了它的其它好处――能把更多的人装进相框,这真是一大惊喜!因为“自拍”虽风靡已久,但伸长手臂自拍始终有难以突破的局限――镜头离人太近,能拍进来的人太少。而该“神器”使用者只需将手机或者傻瓜相机固定在自拍伸缩杆上,通过遥控器就能实现多角度自拍。
自拍大家都会,但如何正确使用自拍杆却是一门手艺活。
首先要选择和自拍杆重量相匹配的搭档。自拍杆原则上能像独脚架一样,固定手机、相机和平板电脑等多种拍摄工具,但自拍杆本身重量不过一两百克,要再加上平板电脑就成了双手武器,还是斧头造型的,一点都不酷,所以手机才是它的最佳“拍”档。
其次,拍照时还要注意伸缩杆的长度。自拍杆的伸缩范围一般是20到120厘米。自拍杆拿在手中,拍照时可能会因手抖而产生虚像,杆越长抖得越厉害,就像钓鱼时手一动鱼就溜了一样,所以不建议把杆调得过长。
仅注意这些还不够,更重要的是角度。除非要拍威廉王子的发际线,否则俯视众生的上帝视角毫无意义。45度才是自拍的最佳视角,具有瘦脸、遮盖双下巴和仰望星空等多重功效。要赢就赢在起跑线上,掌握好自拍角度能省去后期修图的诸多烦扰。
另外,由于自拍杆取景范围广,入镜的人还得注意着装是否无死角,在上半身西装领带、下半身大裤衩的直播间工作场景,自拍杆可能就不那么适用了。
“自拍杆”这个新鲜的小玩意,其实并没有我们想的那么“年轻”,实际上它已经至少存在几十年了,而且几乎每十年都有不同的自拍杆诞生。
1983年,日本人上田宏申请了可扩展杆的专利,这可能是世界上首个自拍杆,可惜在商业上并未取得成功。1995年,自拍杆还曾出现在一本日本科技杂志讲述“无用日本发明”的章节里,那时数码相机还未得到广泛使用,人们想象不出咔嚓咔嚓走一堆胶片拍张大头贴有什么意义。21世纪初期,加拿大发明家Wayne Fromm发明了一个手持可伸缩自拍杆,并在2005年申请了专利,自拍杆开始在一些专业领域得到广泛使用。
如今自拍杆样式五花八门,并随时可能有新的样式出现。随处都可见到使用自拍神器的年轻人,自拍杆迅速成为了人们生活中的一部分,几乎所有人都接受了这个表达自我的新方式。它甚至成为中老年政客亲近年轻人的上好工具。去年10月,韩国总统朴槿惠在一个经济中心的成立仪式上,就拿出自拍杆与青年们合影。2014年《时代》杂志还把自拍杆评为年度25大发明之一。
当然,并非所有人都对自拍杆满怀好意。韩国政府已下令禁用未获认证的蓝牙“自拍神器”,因担心这些装置发出的电磁波对人体有害,另一理由是可能干扰其他装置的信号。新加坡、加拿大、澳大利亚等国家如今都禁止在公共场合使用自拍杆,为的是预防可能发生的文物破坏或者伤人事件。一些体育馆、音乐会、博物馆,乃至最新的苹果发布会都明令禁止人们使用自拍杆。
禁止归禁止,不可否认自拍神器已迅速风靡全球,引人思考的是我们为什么如此迷恋用自拍杆自拍时鸟瞰自己(或别人)的感觉。
①您见过冬虫夏草么?这是一味奇妙的中药。它的形态异常奇特,既像动物又像植物。说它是植物吧!它的根部分明是条虫,有着红色的头和嘴,还有八对整齐的脚;说它是动物吧!在虫的头部却长出了一株小草,每逢大地回春、万物复苏之时,此草迅速生长钻出地面。尽管它没有繁茂的枝叶,也不能开出鲜艳的花朵,而只是一根紫红的小棒,却能亭亭玉立在崇山峻岭的植物群落之中,迎风招展,楚楚动人,这样为它传奇式的身世更增添了一层神秘的色彩。
②医药学家为了揭开冬虫夏草之谜,不辞辛劳,翻山越岭,长途跋涉,进行实地考察与潜心研究,终于发现,它竟是一桩“真菌杀虫、冒名顶替的谋杀案”,通过缜密取证侦破,做出了公判。
③原来,在青藏高原与云贵高原的四五千米的高山雪线和峡谷地带,昼夜温差大、冰冻时间长,生活着一种御寒性极强的昆虫,名叫蝙蝠蛾。它的身上长满花斑,乍看酷似美丽的蝴蝶,每逢春暖花开季节,它们翩翩起舞,寻找配偶,雌蛾产卵土中后悄然死去。虫卵经过一个月左右,蜕皮变成幼虫,为了取食和活动的需要营造了深约20厘米的隧道,以后长得又白又胖的在冰土层中越冬。此时一种真菌的子囊孢子成熟后,随风飞扬,纷纷撒落在地上,随雨水渗至土中。一旦遇到蛰居在地下过冬的蝙蝠蛾幼虫,便施展出孙悟空钻进铁扇公主肚内的战术,进入虫体,吸取营养、萌发菌丝,过着悠然自得的寄生生活。而幼虫则被折磨得烦躁不安,死去活来,拼命用头部向上顶,企图挣扎解脱出来,但离地面3-4厘米处就一命呜呼了。然而,寄生菌继续繁衍生息,翌年春末夏初,从表面看一条幼虫像老蚕,实际上它们早已被蚕食殆尽,只剩下一具具可怜的躯壳。至于隐藏在里面的杀手真菌趁气温升高之际,便得意忘形地从幼虫的头部伸将出来,破土而出,真像孙悟空的金箍棒从铁扇公主的头顶上穿出似的。但这根微型金箍棒仅有4-11厘米长,上部稍膨大,呈椭圆形,显紫红色,且长出一些小球体,里面长着更多的小孙悟空,即真菌的子囊孢子,待它们成熟后,又继续祖辈的衣钵,代代相传,繁衍子孙,这样便不断地产生冬虫夏草。
④冬虫夏草是大自然绝妙的杰作,它既是昆虫与真菌的结合体,又是动物与植物的联合体。
(A)
人工智能(AI)是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。从诞生以来,人工智能的理论和技术日益成熟,应用领域也不断扩大。从人工智能的发展现状和特点来看,未来人工智能是基于提高劳动生产率和降低劳动成本的需要。如制造业中智能机器人对生产流水线工人的替代、智能化信息系统对手工作业的替代等。
(选自《中国青年报》有删改)
(B)
中国工程院院士、计算机应用专家潘云鹤认为:AI(人工智能)技术会升级换代,进入2.0时代。它将更紧密地融入人类生活。30年后的AI2.0必将成为巨人。到那个时候,大数据智能的研发,已经可以为经济智能化运行提供强大的工具,帮助政府和企业从宏观、中观、微观等角度预测经济和市场的走向,前瞻性地创造新产品,进行新投资,确定新政策。市场经济和政府调控相结合的科学基础,使人类经济的运行进入更高水平。
另一个关于A的梦想是:人脑和电脑联通。潘云鹤认为,人脑和电脑如能直接联合工作,就会形成“脑机混合”增强智能。如果一个学生能轻而易举地记住《新华字典》、唐诗宋词、《古文观止》、四书五经……可以想象,我们的教育,会因此产生怎样的改变。
AI的能力似乎无可估量。可以想象人类未来与AI共存的种种图景:当你在街上碰到陌生人时,系统会产生并处理数据,通过AI程序就能知道你对他的印象如何。在医院里,AI分析X光片的水准,比人类医生还要棒,这些智能机器还可以用于癌症等疾病的到期检查,甚至在你尚不知晓的情况下采取防治措施。
(选自《读者》有删改)
(C)
人工智能也是一把“双刃剑”。其有可能出现的场景是“机器排斥人工”。比如,全球最大的12家投资银行里,最普通的研究人员平均年薪都有50万美元,如此令人羡慕的岗位也存在被替代的可能。随着移动设备的发展,互联网逐漸成为唯一的信息平台,信息看似变得多而自由,但其实由于人工智能的原因,垄断我们所要获得的信息也就变得容易了。此外,人工智能的成本也是需要考虑的因素。在2016年的围棋人机对弈中,谷歌设计开发的阿法狗与韩国的李世石对弈一局,所消耗的机器运行成本达到了3000美元。而在此期间,人类对手可能只消耗了一碗石锅拌饭。
(选自微信公众号“失飞的纸飞机”有删改)
揭秘全球首颗量子卫星
刘诗瑶
①随着我国成功发射世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”,人类将首次完成卫星和地面之间的量子通信,从而构建一个天地一体化的量子保密通信与科学实验体系。
②什么是量子呢?量子是物理世界里最小的、不可分割的基本个体。可以说,整个世界都是由量子组成的。量子的奇妙之处首先在于它的奇妙特性——量子叠加原理和量子纠缠。
③什么是量子叠加原理?就是说,量子有多个可能状态的叠加态,只有在被观测或测量时,才会随机地呈现出某种确定的状态,因此,对物质的测量意味着扰动,会改变被测量物质的状态。这就好比孙悟空的分身术,一个孙悟空同时出现在多个地方,孙悟空的各个分身就像是他的叠加态。在日常生活中,一个人不可能同时出现在两个地方,但在量子世界里,作为一个微观的客体,它同时出现在许多地方。
④而所谓的量子纠缠,则意味着两个纠缠在一起的量子就像有心电感应的双胞胎,不管两个人的距离有多远,当哥哥的状态发生变化时,弟弟的状态也跟着发生一样的变化。两个处于纠缠状态的粒子无论相距多远,都能“感应”对方状态,爱因斯坦称之为“幽灵般的超距作用”。科学家可以利用这种效应将甲地某一粒子的未知量子态,在乙地的另一粒子上还原出来。
⑤随着这两种特性被科学家不断认识,适用于实际应用的新技术也被逐渐开拓出来,量子通信就是其中之一。
⑥以往用以微电子技术为基础的计算机技术传递信息极易遭遇窃听,但通过把量子物理与信息技术相结合,利用量子调控技术,能够用一种革命性的方式对信息进行编码、存储、传输和操纵,从而在确保信息安全、提高运算速度、提升测量精度等方面突破经典信息技术的瓶颈,这就是量子通信。
⑦量子保密通信,就好比一个人想要传递秘密给另外一个人,需要把存放秘密的箱子和一把钥匙传给接收方。接收方只有用这把钥匙打开箱子,才能取到秘密。没有这把钥匙,别人无法打开箱子,而且一旦这把钥匙被别人动过,传送者会立刻发现,原有的钥匙作废,再给一把新的钥匙,直到确保接收方本人拿到。
⑧据专家介绍,量子卫星发射后,天地一体化量子科学实验系统将投入正式运行,而“京沪干线”大尺度光纤量子通信骨干网工程预计今年下半年交付。
⑨大规模推广量子通信应用后,将极大提高人们信息传输的私密性和安全性。建好“量子互联网”后,人们不用再担心任何信息泄露,从而避免恶意攻击和欺诈行为。
⑩得益于这种绝对安全性,量子通信不仅应用于百姓日常通信,也可用于水、电、煤气等能源供给和民生网络基础设施的通信保障,还可应用于国防、金融、商业等领域,势必对产业界和科技界产生巨大变革。
(选自《人民日报》,有删改)
跳出地球“看”地震
①2018年2月2日,我国首颗地震电磁监测卫星“张衡一号”在酒泉卫星发射中心成功发射。“张衡一号”以我国古代著名科学家张衡命名,它的发射使我国在卫星地震电磁空间探测方面进入了世界先进行列。
②地球的板块、断层移动引发地震,同时也会在地震前后带来包括地球电磁场变化等很多信息。“张衡一号”能以标准手段对我国6级以上、全球7级以上的地震进行电磁监测,其工作原理就是通过实时监测空间电磁环境状态变化,研究地球系统特别是电离层与其他各圈层的相互作用和效应,初步探测地震前后电离层响应变化的信息特征及其机理,从而有效弥补了地面观测的不足。
③“张衡一号”卫星工程首席科学家兼副总设计师、中国地震局地壳应力研究所总工程师申旭辉介绍,受自然环境条件限制,在地面上,像青藏高原的极寒地区,现有的地震台网并不能完全覆盖,面积广阔的海洋也观测不到。目前我国对以青藏高原为主的近200万平方公里陆地缺乏地震前兆监测能力,在国境线和约300万平方公里的海域,地震监测能力也几乎为零。而跳出地球“看”地震,就能突破一些地震研究的限制,对我国及周边区域开展电离层动态实时监测和地震前兆跟踪。
④“张衡一号”不仅开辟了我国地震监测研究的新视角,成为我国构建天空地一体化地震立体监测体系的重要里程碑。同时它也集合了多项航天技术创新成果,其中最为显著的是卫星电磁洁净度的控制技术。
⑤卫星本体磁性对磁场测量的“影响不确定性”需控制在0.5纳特以内,这大约相当于地球表面磁场强度的十万分之一。为了达到这一要求,卫星平台的各个单机、系统都进行了无磁化的更改。但在这一过程中,却面临着许多难题:比如,去掉了有磁的红外地球敏感器,整个飞行程序都要改变;再比如,无磁化要求太阳能帆板不能转动,但为了保证卫星能源供应,又必须让帆板对日。如何找到平衡点?卫星研发团队想了很多办法,最终,科研人员打造出来的“张衡一号”整星,其磁洁净度达到了0.33纳特。
⑥“张衡一号”的主要载荷,是用于探测卫星轨道环境空间电场的电场探测仪。这也是目前国际上运行在太阳同步轨道功能配置最全的空间电场探测仪器。
⑦为了感知空间三维电场,探测仪通过伸杆向“张衡一号”本体外伸出4个传感器。这些传感器如同灵敏的触角一般,每个传感器都能准确感知周围等离子体环境电势,灵敏度极高,可以探测到非常微小的等离子体电势变化,相当于在数千米高的巨浪浪尖,分辨一粒小水珠。
⑧在卫星内部,有着探测仪的“大脑”——信号处理单元。这台高灵敏电子学测量设备,能把传感器探测到的微小波动细分成十几个通道,通过进一步精细处理,变成数字量,分成频谱,再传输到地面,供科学家研究。
⑨中国地震局局长郑国光表示,“张衡一号”卫星的发射和投入使用,使我国首次具备全疆域和全球三维地球物理场动态监测的技术能力,使我国成为世界上拥有在轨运行多载荷、高精度地球物理场探测卫星的少数国家之一。
①日落确实很美,色彩绚丽,变化多端。可是观赏者不会想到吧,这些奇异景象竟然大都是幻觉,夕阳本身没有任何变化。
②天文学家早就发现,地球大气会使光线散射。1871年,英国科学家瑞利证明,短波光的散射比长波光要强得多,所以,阳光中的短波光——紫色光被大气层中微小尘埃和空气分子散射,要比长波光——红色光强10倍以上(这首先可以解释为什么天空总是蔚蓝色的)。由于日落日出的时候,阳光所穿透的大气层增厚,而黄、红色光穿透能力最大,所以此时太阳看起来深黄、殷红。一般来进,黄昏时空气中的烟尘要比清晨多 , 因此,落日颜色又不同于旭日。
③由于地球表面和大气层都是弯曲的,接近地平线的太阳的光线穿过大气层时,其距离远大于高层,所以进入底层的光线迅速衰减,再加上太阳沉入地平线后所造成的地球影子,就在天空中呈现出蓝灰色的暗弧;而高层大气密度小,光散射弱,就产生了暗弧上的亮弧。这种奇妙的大气光学现象随着太阳的下落而升向天顶,随着黑暗的降临而消失。至于美丽的紫光,是因为人眼的叠合效应,使通过大气尘埃的红色光与高层大气中较纯空气的蓝色散射光叠合而产生的。
④太阳扁的幻觉,不只出现在日落,太阳跳出地平线时也是如此。这是由于光通过空气时,速度每秒减慢87千米,因而光线折射也随之发生变化,所以,当落日下缘接触地平线时,折射使落日的高度和宽度之比为26.5:32,观赏者眼睛里的太阳自然就是扁的。
⑤最令人迷惑的幻觉,是日落时的太阳看上去要比高挂天空时大两倍半到三倍半,就像一个巨大的玉盘远挂天边。但实际上,在大气层外天文学家用各种仪器观测,包括用照相机拍照,已经证明黄昏的太阳与中午的太阳大小是一样的。
①作比较 ②分类别 ③打比方 ④下定义 ⑤列数字 ⑥作诠释
怎样读书
顾颉刚
①一个普通人走进了图书馆,看见满屋满架的书,觉得眼睛都花了。这是由于他对世界上的知识没有一方面是有特殊兴趣所致。研究学问的事固然不必每人都参加,但是一方面的特殊兴趣确为任何人所不可少。譬如看报,有人喜欢看专题新闻,有人喜欢看小说文艺,也有人喜欢看商市行情。只要他能够有一件喜欢的,自然拿到了一份报纸就有办法。我们读书的第一件事,是要养成特殊方面的兴趣。
②有人读书,只要随便翻翻就抛开了。有人读书,却要从第一个字看到末一个字才罢。其实两种方法都有道理,但永久只用一种方法是不对的。因为我们可以看的书籍太多了,倘使无论哪一部书都要从第一个字看到末一个字,那么,人的生命有限,一生能够读得多少部书呢?但有几部书是研究某种学问的时候,必须细读的,若只随便翻翻,便不能了解那种学问的意义。读书的第二件事,是要分别书籍缓急轻重,知道哪几部书是必须细读的,哪几部书是只要翻翻的,哪几部书只要放在架上不必动,等到我们用得着它的时候才去查考的。要懂得这个法子,只有多看书目,研究一点目录学。
③我们的读书,是要借了书本上的记载寻出一条求知的路,并不是要请书本来管来我们的思想。读书的时候要随处存疑。换句话说,要随处会用自己的思想去批评它。我们只要敢于批评,就可分出它哪一句话是对的,哪一句话是错的,哪一句话是可以留待商量的。这些意思就可以写在书端上,或者写在笔记簿上。逢到什么疑惑的地方,就替它查一查。心中起什么问题,就自己研究一下。不怕动手,肯写肯翻,便可以养成自己的创作力。几年之后,对于这一门学问自然有驾驭运用的才干了。我们读书的第三件事,是要运用自己的判断力。只要有了判断力,书本就是给我们使用的一种东西了。宋朝的陆象山说六经'皆我注脚”,就是这个意思。
④再有两件事情,也是应当注意的。其一,不可以有成见。以前的人因为成见太深了,只把经史看作最大的学问;经史以外的东西都看作旁门小道。结果,不但各种学问都被抑遏而不得发达,并且由于各种学问都不发达,就是经史的本身也是不能研究得好。近来大家感到国弱民贫,又以为唯有政治经济之学和机械制造之学足以直接教国的,才是有用之学,其余都是无关紧要的装饰品。这个见解也是错误的。学问的范围何等样大,凡是世界上的事物值得研究,就是我们人类,再研究一万年也还是研究不尽。至于应用的范围却何等样小,是根据我们所需要而走的。昨天需要的东西,今天不要了,就丢了。今天需要的东西,明天不要了,也就丢了。若是为了应用的缘故,一意在应用上着力,把大范围忘了,等到时势一变,需要不同,我们岂不是剩了两只手呢!我们不能一味拿有用无用的标准来判定学问的好坏;就是某种像是没有用的学问,只要我们有研究的兴趣,也是可以研究下去为我们所用的。
⑤其二,是应该多赏识。无论哪种学问,都不是独立的,与它关联的地方非常之多。我们要研究一种学问,一定要对别种学问有些赏识,使得逢到关联的地方可以提出问题,请求这方面的专家解决,或者把这些材料送给这方面的专家。以前有人说过,我们研究学问,应当备两个镜子:一个是显微镜,一个是望远镜。显微镜是对自己专门研究某一科用的;望远镜是对其他各科用的。我们要对自己研究的一科极尽精微,又要对别人研究的各科略知一二。这不是贪多务博,只因为一种学问是不能独立的缘故。
(有删改)
太阳风暴对地球影响有多大?
林泉
一些科学家预测2012年地球将遭遇强太阳风暴袭击,届时将给地球带来“多米诺骨牌式”的影响,其影响力将渗透到现代社会的方方面面。人们不禁会问,这次太阳风暴是否真的会到来?它究竟会给人类带来什么影响?
太阳风暴是指太阳在黑子活动高峰阶段产生的剧烈爆发活动。它爆发时释放大量带电粒子所形成的高速粒子流,严重影响地球的空间环境,破坏臭氧层,干扰无线通信,对人体健康也有一定的危害。
空间天气和人类关系密切,太阳风暴可能对高度信息化的人类社会以灾难性打击。首当其冲的受害者是人造卫星。2000年7月14日,日本的“宇宙学和天体物理高新卫星”(ASCA)在太阳风暴中失去能源,姿态失控,几个月后便坠入了大气层。在几个小时内,太阳风暴就能使人造卫星的寿命缩短大约两年。因为带电粒子会侵蚀卫星的太阳能电池板,同时它还会在电路中引发错误的指令,或者造成放电等卫星故障。此外,太阳风暴能量的注入会使得地球大气层膨胀,增加了低轨卫星的大气阻尼,让它们提早坠落。
接下来毁坏的是供电系统。1989年3月13日,加拿大魁北克省有600万人在没有电力的情况下度过了9个小时,因为太阳风暴毁坏了电网中的变压器。原来,随太阳风暴爆发时侵入的等离子体,会造成地球磁场的快速变化,变化的磁场在电网中诱导产生电流。但是电网的设计无法应付这些直流电,于是最大的危险就会出现在电网中造价高昂且难于更换的变压器上。不断上升的直流电会产生强磁场,它会使得不堪重负的变压器磁核饱和,其结果就是变压器的铜线升温熔化。
太阳风暴还会影响GPS的无线电信号。它不仅会干扰传播信号的电离层,还会产生额外的噪音信号。在2003年万圣节的太阳风暴中,除了民航客机的导航系统受到影响,太阳风暴中的高能粒子还干扰了飞机的无线电通讯。特别是对于高纬度地区的航线,由于地球磁场的保护作用较弱,太阳风暴甚至会使得航班改变航线达数天之久。
太阳每隔11年就会进入一次活动高峰年,会向外面抛出很多物质,就像“打喷嚏”一样,这让离它1.5亿万千米的地球也“感冒”。其实太阳风暴对人类的影响一直存在,只是近年来随着科学技术的发展,人类建立的高科技系统规模越来越大,对这些系统的依赖程度越来越高。而这些系统对周围环境的变化也越来越敏感,因而技术系统的灾害事件对人类社会影响的程度也就越来越大。目前来看,对于太阳爆发活动敏感的高技术系统主要有:航天、通信、导航、电网、输油管道等系统。
但是太阳风暴对地球的影响并非那么“耸人听闻”。太阳风暴的影响主要集中在外太空,而由于地球磁场和大气层的阻挡效应,生活在地球上并不会因此受到过于明显的干扰。专家们表示,当太阳风暴活动活跃时,黑子不断燃烧、爆炸,期间释放的大量紫外线会使地球上空的电离层浓度突然增加,吸收掉短波的能量,从而造成对短波无线电信号的干扰。但日常生活中人们使用的手机,包括部分无线电都不通过电离层传播信号,因此一般的太阳风暴对地球表面的通信影响不会太大。理论上,一般的太阳风暴强度还不至于冲破地球大气和磁场的保护,对地球上的现存物种构成致命威胁。
(节选自《百科知识》2010年第8期)
①本文是一篇介绍太阳风暴对地球影响的说明文,并以时间为说明顺序。()
②本文运用了分类别、打比方、举例子、列数字的说明方法。 ()
破解油画修复难题
①近来,许多平时从未展出过的油画作品渐渐出现在博物馆、美术馆展览中,这是充分活化文化资源的好事。但不无遗憾的是,一些展出作品虽已经过初步修复,却仍可见颜料脱落、画面破损等问题,反映出当前国内馆藏油画作品的保存、修复依然面临挑战。
②同生命一样,每件艺术品从诞生之日起就注定走向衰老,空气中的杂质、库房里的虫害等都会对画作保存产生影响。因此,油画修复工作应运而生。在西方,许多油画名作都曾经历过修复,专业油画修复体系已基本成型,修复理念、技术、设备和材料也在不断更新、完善。
③在我国,油画事业经历了快速发展期,已诞生大批经典作品,特别是新中国成立前后,第一代、第二代油画家接力创作,铸就了20世纪中国油画的不朽丰碑。其中一些兼具历史与艺术价值的作品距今虽不过百年,但由于绘画材料、保存方式等未受到高度重视,画作遭受了不同程度损伤。例如,徐悲鸿所作《愚公移山》被误以正面向内卷致颜料脱落;司徒乔《放下你的鞭子》因长期未经修复出现画面开裂等病害。这些问题如果得不到妥善解决,我们失去的将不仅仅是那些厚重的色彩,还有时代的见证。
④推进油画修复工作,树立正确修复理念、加强预防性保护意识不可或缺。国际文物修复领域,“可逆性、可识别性、最小干预性”是三大公认修复原则,但在国内实际操作中,一些画家自己充当修复师,盲目选用材料,对画作产生了不可逆影响;一些商业修复工作过度清洗、修补作品,就像给作品整了一次容。这些问题都反映出公众对油画修复的态度、方法还需改进。油画“修复”不是简单的“修理”“修剪”,而需要完善的专业学科体系作支撑,遵循规范的操作流程,对症下药。更重要的是将“修复”贯穿于艺术品保护全过程,从保存、维护、包装、运输到展览,都将艺术品安全置于首位,让预防性保护意识深入人心。同时还应认识到,没有一劳永逸的修复工作,随着岁月流逝,艺术品处于变化的状态,需要一代代人在传承中守护。
⑤油画艺术作品数量多与专业修复人员少的矛盾是我国油画修复行业面临的严峻考验。法国2002年颁布的《博物馆法》要求,修复师必须接受5年培训并获得毕业文凭和专业证书。故而,推进高校相关学科专业建设,建立一批油画修复工作室,加强人员交流,形成权威行业标准,通过法律法规治理行业乱象,才能让更多对油画修复感兴趣的人踏进来、走下去。此外,推动油画修复行业进步也并非是要在短时间内培养起一大批水平参差的从业者,也不必每个博物馆、美术馆都要设立修复人员职位,而应注重人才质量。
⑥油画修复不仅是还作品以昨日风姿,更是铺就文化传承的明日之路。在油画修复工作中对作品的再认识,有助于不断深入、修正、补充艺术史。另外,公开修复过程、展出修复作品也是向公众揭开修复工作面纱、吸引人们走近艺术的捷径。据悉,今年7月荷兰国立博物馆将修复伦勃朗的《夜巡》并通过网络直播修复全程,相信这一举措将为油画修复界“圈粉”不少,也将廓清许多公众的认知误区。对于博物馆、美术馆来说,重视修复工作还意味着获得更多捐赠藏品的可能。只有当公众充分信任博物馆的保存、修复、研究能力时,才会愿意将珍贵的作品捐献给馆方,实现更广泛的文化共享。