电池的输出功率受两个因素的限制：蜗牛微小身体内的葡萄糖含量，以及葡萄糖向电极扩散所用的时间。如果医生把类似的某种装置植入人体而不是蜗牛体内，我们就能获得更强更持久的电流，因为人类血液中的葡萄糖含量要比蜗牛的高，而且人类的循环系统会持续把新的葡萄糖补充给电极（蜗牛没有闭合的循环系统）。一个想法是用我们的生物电池基于人体内烦人的修改版来为植入医疗设备供电，例如起搏器，蜗牛不能为手机充电，但它能为微型传感器供电，这促成另一个想法——让蜗牛、蠕虫和昆虫为环境鉴别和国土安全服务。

中国古代星宿

    当远古的人们第一次仰望星空时，就对这个世界的存在发出了疑问。渐渐的，各个民族都形成了自己对星空的认识。如今的我们似乎很习惯用西方的星座解读生活，却忽略了我们中华自己的智慧，几千年前，我们的祖先就已经对我们头顶的星空进行了深刻的思考与探索。

    我们中国古代的对星空的认识是在天上重新塑造了一个社会，地面上所有的东西能都在天上对应的找到，那里有皇帝，有皇后，有军队，还有房屋、马车……，在天上形成了一个与地面上类似的人间体系。由于种类繁多，所以中国的古代星宿比较复杂，零乱。但它是对纷扰世界的反映。

    古人通常把天上的恒星几个几个地组合在一起，每个组合给一个名称。这样的恒星组合称为星官。各个星官所包含的星数多寡不等，少到一个，多到几十个。所占的天区范围也各不相同。在众多的星官中，三垣二十八宿占有很重要的地位。这样把所有的星星都划分到不同的星宿里，这不仅方便观测和测量这些恒星并且古人还有更重要的用途。中国古代天文最重要的特点是经世致用，就是每一种星宿划分方法都有一定的用途。通过对星空的观测，我们发展出了精确的历法。还有占星术，它专以战争胜负、年承丰歉、王朝盛衰、帝王安危等军国大事为占测对象，在古代拥有强大的政治功能、军事功能和文化功能，并且由于与皇权的这种特殊关系，决定了它在政治运作中可能扮演重要的角色。大体上我们把星空划分成了“三垣”和“四象”。“三垣”是北天以北极星为中心的一大片星区，“垣”就是城墙的意思，三垣分别是太微垣、紫微垣和天市垣。而“四象”是黄道以及黄道附近围绕天区一周的星宿体系，分别是东方苍龙、西方白虎、南方朱雀、北方玄武。而进一步把每一象再划分成七宿，于是又形成了二十八星宿。

    此外，古代的占星家为了用天象来占卜人间的吉凶祸福，分别将天上的星星与地面上的国州相对应，称为分野，具体就是将某个星宿作为某个州的分野，例如，王勃的《滕王阁序》中写道“星分翼轸，地接衡庐”中的翼轸就是说江西的南昌地处翼轸的分野之内。

    在中国传统上，北极星有非比寻常的意义，例如公元前1097年周公时代称北极星“微帝”等。这是由于它看起来在天空中固定不动，被众星拥护，故被视为群星之主。《论语•为政》记载“为政以德，譬如北辰，居其所，而众星拱之”。

    而北斗七星是我们最熟悉的星宿之一，由于它醒目的形状和它重要的位置，所以它在中国古人的心目中的地位及其重要，它就像一个巨大的勺子悬挂在北方的天空。随着历史的发展，北斗七星的地位一天比一天高起来，后来成了掌管人们生死的星宿，在道教中，北斗七星被称为七元解厄星君，居北斗星宫，根据人的出生时刻，人的生命可以被七个星君分管。根据这个原理，我们就可以找到自己的主管星。

    美国细菌学家卡梅隆·柯里在《科学》杂志发表了研究论文，声称从5000万年前开始，以真菌为生的蚂蚁就有了自己的抗生素。研究者对一种名叫“真菌蚂蚁”的蚂蚁身上的白色斑点进行研究，发现不同“真菌蚂蚁”依靠种植不同的真菌类蘑菇来作为惟一的食物来源。这些蚂蚁的嘴巴和前肢上隐藏着许多细小的腺窝，里面寄生着一种能产生抗生素的细菌。这些腺窝有一些细小的孔通向蚂蚁身体外部，这样它们就可以将抗生素传播给作物。抗生素可以杀死会使作物生病的寄生虫，从而确保它们主人的食物来源不受破坏。

    这种蚂蚁腺窝的特殊结构使得蚂蚁与作物的这种共生关系非常和谐。研究者发现，一些近缘的不种植真菌的蚂蚁身上则没有腺窝，也没有寄生菌。

    科学家们研究了中美洲热带丛林中的切叶蚁的生活习性。切叶蚁只种一种蘑菇，这相当于人类的单一作物制，虽然开始时产量高，但重复种几季以后很容易遭受病虫害侵袭，人类是采用轮作不同作物来解决问题的。生物学家们采用基因分析法，确定了切叶蚁所种的菌种是源于2300万年前的单一菌株，从未换过品种，却能延续至今。

    这个谜由多伦多大学的C·R·居里解开了。居里对包括切叶蚁在内的22种蚂蚁进行了仔细观察。他首先发现蚂蚁的蘑菇农场偶尔也会受到一种名为Es-covopsis的霉菌感染，使蘑菇在几天内全部死光，结果是整穴蚂蚁全部饿死。但尽管如此，切叶蚁还是有办法控制这种灾难。其奥秘在于，雌蚁会排出寄生在身上的活细菌分泌出的链霉素。切叶蚁蘑菇园中那些忠于职守的蚂蚁勤于察看，一发现Escovopsis霉菌就用随身携带的链霉素就地将之消灭，以防止其蔓延。而且这种链霉素还能刺激蘑菇的生长，真是一举两得。切叶蚁分群时，蚁后将蘑菇菌种含在口中，连同随身的会分泌链霉素的细菌带到新穴传种，所以切叶蚁的单一品种的蘑菇农场能延续至今，历经千万年而不衰。人类所用的抗生素多次使用后会使病菌产生抗药性而导致药效减弱，但蚂蚁所用的抗生素却并未使病菌产生抗药性。卡梅隆·柯里研究小组发现，蚂蚁身上的抗生素不但是蚂蚁赖以战胜自然环境的法宝，亦是人体必需的抗生素，今后应可仿此研发新一代的抗生素，更有效地治愈人类的疾病。

    相信未来，并且开始研究未来，这股热潮正愈演愈烈。人类科技的发展一直处于加速之中，技术精英们愿意相信人类正处在技术爆发的节点上，各种如梦幻般的想象正徐徐成为现实。而站在更大的时间尺度上来看，人类文明的出现和繁荣可能只是地球周期性物种大灭绝之间的一朵浪花。对于一个物种来说，美好的未来或许在于更适应环境的进化，而对于地球生物的总体而言，最美好的未来可能在于躲过几百万年一次的生物大灭绝。人类文明的不断进步，与其说是奔向理想中的人间天堂 ， 不如说是在重重危险之中的弦歌不辍 ， 为自身寻找一丝生机。

    人类面向未来、探索宇宙，就需要适应前所未有的生存环境，通过游戏进行练习也是一种重要的方法。“游戏精神”已经开始成为一种时代精神：把生活中的困难或是遇到的不同阻碍，看作是游戏中的“打怪”，把克服困难看作是“过关”。现代人的这种“游戏精神”之中带有一种乐观和顽强，同时也含有最终必将“通关”的信心。坚信未来必定会更好，一个美好的结尾正在游戏终点等待着我们。虽然游戏是虚拟的，但是虚拟世界对于现实世界的作用比想象中更加强烈，比如社交网络上的交流方式已经开始改变人们现实中的相处方式，网络上的“点赞之交”已经成为一种新的社交规范。网络化、电子化的社交，是否可能在亿万年之后，当人类文明遍布星际之时，成为人类最基本的社交方式？

    爱因斯坦说过：“我从不担心未来，它到来得足够快。”关心未来、意识到未来的存在，是高等智能生命所独有的能力。我们逐渐认识到，未来是由无数的现在拼接而成的。我们应该从不同的角度来理解人类目前的处境，学会在奔向未来的过程中面对种种机会和危险。

（取材于《科学》杂志和美国航空航天局相关报道）

    近日，美国商务部对中兴通讯激活拒绝令一事，让自主创新的议题备受关注。不少人提到的“缺芯少魂”一词，也让自主研发计算机操作系统的问题，进入公众视野。

    如果说芯片是计算机和互联网信息世界的硬件“神经中枢”，操作系统则是让计算机硬件具备“灵魂”的基础。作为最基础、最底层的计算机软件，操作系统十分重要，有了操作系统，冰冷的机器才有“生命”，人们才有机会赋予其更多功能。长期倡导自主开发操作系统的倪光南院士做过比喻，操作系统就好像地基，应用程序就好像地基上的房子。谁掌控了操作系统，谁就掌握了小到一台电脑、大到一个网络的“开关键”，甚至可以在需要的情况下去掌控所有的用户信息和操作行为。因此，操作系统事关信息技术竞争力，更关乎国家信息安全。

    研发出一款国产操作系统，像微软 Windows系统一样供广大用户使用；是我国科技人员的夙愿。经过刻苦攻关，我们取得了包括银河麒麟、普华操作系统等在内的一部分成果。不过，研发一款通用的操作系统并广泛应用，难度超乎想象。以 Windows系统为例，有人甚至用美国阿波罗登月计划来形容其研发工程之庞大。而且， Windows还经历了多个版本的更新，每一次升级也耗费了不少成本。

    然而，一款操作系统的成功，蕴藏着巨大价值。它能构建起一个包括硬件开发者、应用软件开发者和用户在内的上下游生态链条和产业空间，围绕操作系统形成“生态圈”。同时，这也为后来者构筑了壁垒：即使研发出新的操作系统，也很难再去改变既有格局。正如有人说的，除非出现颠覆性的机会，否则很难改变这种现状。

    奋力自主创新、实现信息领域核心技术的突破，才能真正维护网络安全，加快推进网络强国建设。当年王选院士立足创新前沿，自主攻克汉字激光照排技术，不仅改造了传统铅字印刷行业，还创造了一个全新的电子出版产业。回溯改革开放40年，正因唱响了自主创新的主旋律，我们才创造出网络大国、科技大国的气象，也才拥有了向网络强国、科技强国进发的底气。今天，我们亟须开启新一轮全球视野下的自主创新浪潮，让芯片、操作系统以及高端制造装备等关键领域不再有“卡脖子”的隐忧。

    核心技术是国之重器。在近日召开的全国网络安全和信息化工作会议上，领导人强调，“要下定决心、保持恒心、找准重心，加速推动信息领域核心技术突破”。筑牢自主创新的理念和信念，攻坚克难，久久为功，我们的科技强国之路必将越走越宽广。

（摘编自余建斌《开启全球视野下的创新浪潮》，《人民日报》2018年4月25日）

有些人觉得电脑的记忆和人脑的记忆在工作方式上差不多，信息输进来，大脑进行记录，需要时再提取出来。对不对？

错！数据和信息被输进电脑的内存，等到需要提取时，若无技术故障，它会与当初存进去时一模一样地被提取出来。我们都有过这种体验吧？有时候，原本正在房间里做着什么事，突然想起来要到另外的房间拿个东西。结果，去拿的半路上，被什么打了岔，到了那儿，却一下子想不起到底是来干什么了。这种令人沮丧、心烦的情况，却偏偏是大脑处理记忆的方式出奇复杂而造成的诸多怪癖之一。

大多数人最熟悉的记忆分类方法是区分短期记忆和长期记忆。两者区别明显，但又相互关联。它们的名称很恰当：短期记忆最多持续一分钟左右；长期记忆可以与你相伴终生。

短期记忆维持时间不长，但负责对实时的信息做有意识的操作，也就是我们当前正在想的事。我们之所以能够思考，是因为信息就在短期记忆中；这就是短期记忆的功能。长期记忆提供了丰富的数据辅助我们思考，而真正进行思考的是短期记忆。

短期记忆为什么限量呢？部分原因是它在不停地工作。我们清醒时的每一刻都在经历和思考着什么，源源不断的信息以惊人的速度进进出出。因此完全不适合把短期记忆用作长期储存，后者需要稳定和有序，否则就会像把你所有的箱子和文件夹都扔到了繁忙的机场入口。另一个因素是，短期记忆并没有“实体”基础；短期记忆储存在神经元的特定活动模式中。以神经元活动的模式储存记忆会带来很多问题。有点儿像把购物清单列在卡布奇诺的奶泡上，单纯从技术层面来讲是有可能做到的，因为奶泡会让字形保留一会儿，但维持不了很长时间，因而以这种方式储存并不实用。短期记忆用来快速处理和操作信息，而在源源不断的信息流中，不重要的会被忽略，然后很快被覆盖或消失。

这套系统并非万无一失。实际上，常有重要内容还未得到恰当的处理就从短期记忆中被顶了出去，于是就出现了“我到这儿是干啥来着”的情节。短期记忆还会负荷过重，受到太多新信息和新要求的轰炸而无法集中到任何一点上。既然用来“想”的短期记忆只有很小的容量，我们还做得成什么事儿啊？幸运的是，短期记忆与长期记忆相连，因而长期记忆分担了很多压力。就拿专业译员来说吧，他们一边听演讲，一边把它译成另一种语言。对于一个还在学习外语的人来说，这必然是一项艰巨的任务。可对于译员来说，两种语言中的字词和结构都已储存在长期记忆中，短期记忆只需要处理词序和句意。

信息有多种途径可以变成长期记忆。在意识层面，我们可以靠背诵让短期记忆转变为长期记忆，比如反复默念某个重要的电话号码。反复的必要性在于，与短期记忆短暂的电活动模式不同，长期记忆基于神经元之间的新连接，而建立连接的基础是突触（神经元之间的连接节点），重复想要记住的事情能够刺激突触的形成。

突触被看成是脑中真正“记住”信息的地方。和硬盘里特定的一串0和1代表某个文件一样，特定区域的一群突触代表了某段记忆，当它们被激活时，我们就有了一段“回忆”。所以，突触就是记忆的实体形式。就像我们可以从纸上的墨迹中读出具有含义的字词一样，当某个或某一群突触变得活跃时，大脑就解读出了一段记忆。通过形成新突触新建长期记忆的方式叫作“编码”，即记忆在脑中储存的过程。短期记忆并不形成新的突触，只是触发一些多功能的突触。利用复述信息的方式可以使短期记忆保持足够长时间的“活跃”，让长期记忆有时间编码。不过，“死记硬背”法并不是让我们记住事情的唯一方法，显然我们也没有用此法来记忆所有一切能记住的东西。有足够的证据表明，我们的每一段经历几乎都会以某种方式储存在长期记忆中。

那么，如果说长期记忆把一切都记住了，那为什么我们还是免不了会忘事呢？被遗忘的长期记忆其实还在脑子里，除非外伤造成物理性损坏。不过，长期记忆要派上用场必须经过三个阶段：产生（也就是编码），有效储存，提取。一段记忆如果取不出来，就和根本不存在没差别。有些记忆容易提取，因为它们更突出，如附带强烈情绪的记忆往往很容易回忆。除了事件本身，同时回忆起来的还有当时的情绪、想法和感觉。所有一切在大脑中与特定记忆间产生了越来越多的关联，意味着前面说的巩固过程为这段记忆附加了更重大的意义，添加了更多连接，让它变得更加容易提取。相反，那些没有重要连接、孤零零的记忆就没能得到充分的巩固，因而也就难以提取。没有哪段记忆是孤立形成的。有研究揭示，哪怕是在平淡无奇的场景中，获得记忆时的情境都可以成为帮助记忆提取的“触发器”。

如此复杂难懂、前后不一、脆弱易伤的一套系统究竟能发挥什么作用？很简单，大多数时候，它的确管用。它依然值得惊叹，其容量和适应力甚至可以让最先进的超级计算机脸红。它固有的灵活性和奇特的组织结构毕竟演化了数百万年，所以我还能苛责什么呢？人类的记忆并不完美，但已经足够好。

（摘编自迪安·博内特《是我把你蠢哭了吗》）