设计者和匠师们因地制宜，自出心裁，修建成功的园林当然各各不同。可是苏州各个园林在不同之中有个共同点，似乎设计者和匠师们一致追求的是：务必使游览者无论站在哪个点上，眼前总是一幅完美的图画。为了达到这个目的，他们讲究亭台轩榭的布局，讲究假山池沼的配合，讲究花草树木的映衬，讲究近景远景的层次。总之，一切都要为构成完美的图画而存在，决不容许有欠美伤美的败笔。他们唯愿游览者得到“如在画图中”的实感，而他们的成绩实现了他们的愿望，游览者来到园里，没有一个不心里想着口里说着“如在画图中”的。

                                                                                                                                                                                                            （节选自《看云识天气》）

精准预测天气有多难

      人们渴望预知天气变化，真正做到“未雨绸缪”，但“天有不测风云”，精准预测天气确实不是一件容易的事。

      影响天气预报准确率的基本原因是大气运动自身具有随机性。大气变化是一个复杂的运动过程，充满了各种各样的可能性。对此，美国气象学家爱德华·罗伦兹有个生动的比喻：“巴西丛林的蝴蝶扇动一下翅膀，可以引起美国德克萨斯州的飓风。”这就是大家熟知的“蝴蝶效应”。在随机性的多重影响下，任何一种预测结果，都是要担风险的。人们对天气形成初始状态的观测，总是会有某些误差，而哪怕是很小的误差，也会使预测的结果大相径庭。

      各种复杂地形也会给大气运动带来影响。如青藏高原地势较高，受到太阳辐射后温度上升，尤其是夏天，它便成为高空大气环流的一个热力源；当气流经过时，要么从上面越过去，并被加热，要么从旁边绕流过去，从而形成天气系统比如西南涡等，这些，使得整个大气环流形势变得十分复杂。可见错综复杂的地形地貌，也是个爱添乱的“捣蛋鬼”。

      何况，不同的天气类型，预报准确率差异很大。像高温、寒潮、梅雨这些空间范围较大、时间尺度较长的天气，预报准确率就比较高。全国24小时晴雨预报和最高、最低，温度预报，能够做到“八九不离十”。但有些天气发生得突然，具有很强的局部地域性特征，例如强对流天气，也就是短时间内发生的冰雹、强降雨、强雷电、龙卷风等，预报准确率就非常低。

      在多种因素的影响下，预报的难度当然就增大了。这如同玩拼图：如果只有8个板块，儿童也能拼出来；如果是800块，成人可以拼出来；但如果是8000万块，甚至更多，那“神”也都无法拼出来了。

      不过，随着计算机的普及和数值预报手段的改选，天气预报准确率正在不断提升。英国气象局正在开发一种新的计算机模型，气象人员可以利用它发布面积仅为1平方公里地区的天气预报。不久的将来，人们可以即时获取更小区域内精确的天气信息。届时，气象学家发布温布尔登网球赛天气预报时，将不会像现在这样，只能预报温布尔登所在的伦敦东南部的天气，而可以把精确度定在比赛场地500米的范围内。

平凡的色彩，不平凡的发明

    2014年，日本科学家赤崎勇、天野浩和日裔美籍科学家中村修二，由于对蓝光发光二极管研发所作出的突出贡献而获得诺贝尔物理学奖。那么，蓝光发光二极管究竟凭借着什么样的魅力获得诺贝尔奖的垂青呢？

传统光源的困境

    照明对于人类文明的重要性不言而喻。自爱迪生发明白炽灯之后，荧光灯、蒸汽灯等传统光源相继出现，这些传统光源能够出色地完成照明任务，但也存在着明显的缺陷。如白炽灯需要将灯丝加热到上千度的高温，但电能大都转化成了热能，转化成光能的很少。荧光灯利用汞原子辐射的紫外线，来激发荧光粉出光，虽然有较高的效率，但汞是有毒的，不环保。蒸汽灯通过对放电管产生高温电弧，使汞、钠蒸发，使其产生荧光，同样不环保。鉴于此，传统光源被称作“环境不友好”的光源。

A          

    受半导体技术的启发，科学家们开始研制发光二极管，寻求一种将电能直接转化成光的“电致发光”的照明方式。与传统光源不同，发光二极管它包含着复杂的结构，需要纳米尺度的精确工艺和复杂的技术，而且它的发光原理也是领先的，可以通过改变发光区的成分，改变光的颜色。发光二极管真的一点都不平凡。

    由于发光二极管的芯片非常地微小，所以可以在低电压（仅需几个伏特）、小电流（数毫安）下工作，即可获得足够高的亮度，并且通电后立即以稳定的状态发光，几乎没有明显的缺点，堪称“终极光源”。

姗姗来迟的蓝光

    发光二极管有如此多的优点，但为何没有成为我们的日常光源呢？这要从白光合成的原理说起。大家知道，太阳光的不同颜色，我们可以通过混合红、绿、蓝光模拟出来，因此红、绿、蓝被人们称为三原色。如果三原色缺了一种，那么我们就像色盲一样，看不到真实的色彩。

    因此，人类要想实现“半导体照明梦想”，就必须制作出能够发出类似这三原色光的发光二极管。遗憾的是，红光、绿光发光二极管在上个世纪70年代就已经成功研制出来，而蓝光发光二极管的研发却在很长时间内陷入了停滞。因为制备蓝光发光二极管所需要的材料——氮化镓，在很长时间里，科学家们只能得到粉末状的或者非晶态的氮化镓，而这种状态的氮化镓无法去做发光二极管。

    20世纪80年代后，氮化镓材料的质量已经有了明显的提高。赤崎勇、天野浩小组和中村修二，经过不懈的努力，分别利用不同的方法得到了镜面般光滑的氮化镓薄膜，完成了具有里程碑式意义的工作。1993年，随着第一颗蓝光LED首次由中村修二制成，半导体照明终于走出困境，踏上了快速发展之路。

B         

    蓝光发光二极管帮助人类实现半导体照明，节约了能源，但它带给人类的远远超出了“绿色环保”的范畴。今天，发光二极管的影响已经相当深远，能够覆盖到信息、通讯以及生命科学领域，在生活中，从宏伟的摩天大楼到精致的电子产品，到处都有发光二极管注入绚丽的色彩。

    蓝光发光二极管获奖，实至名归。

（选自《科学之谜》，有删改）

DNA数据

    ①“欢迎来到DNA数据保护中心！您现在正在档案馆里。”讲解员微笑着做了一个手势，示意我们可以仔细观察这间屋子。仅仅三十多平方米的房问，储藏这全世界三分之一人口的所有数码信息，包括数千亿张家庭照片、音乐、文件和其它影像资料。

    ②这个场景一点也不“科幻”，就像在“硬盘”上保存数据一样，人们已经知道怎么在DNA上保存数据了。2016年4月，著名的好莱坞影视技术公司特艺集团的研发团队宣称自己已经在几段DNA上储存了100万份电影《月球旅行记》的拷贝。

    ③特艺集团的成就并非创举。早在2012年和2013年，就有两个团队将一本300页的书、若干图像、一个PDF文件，甚至声音成功地储存在了DNA上。而这次新奇之处在于第一次成功地把视频资料储存到了DNA上。这也说明现在已经可以在DNA上存储一切数码信息。

    ④如今，人类产生越来越多的信息，而储存它们变得越来越困难。在电脑和手机的时代，我们现在每年制造出来的数据要比人类有文字以来产生的数据总和还要多！预计从2013年到2020年，这一数据量将增长11倍，且这种趋势并无逆转迹象。根据数据储存专业公司易安信的计算，如果用内存为128GB的苹果ipad Air来储存这些数据，所需的ipad Air叠起来可以在地球到月球之间堆六摞。人类呼唤比现有储存系统更高效的新系统。

⑤DNA恰能满足以上需求，数十亿年来，它一直是生物遗传信息的载体。DNA能将数量惊人的数据储存在极小的体积里，因此也是最高效的：在体积不到一只蚂蚁的百分之一的人类细胞核中，DNA包含有35亿对碱基，而碱基是编码遗传信息的最基本的材料。在硬盘上，信息以“字节”（0或1）形式记录，每个字节要占200纳米（0.0002毫米）的空间；而在DNA上，记录一个字节只需0.2到0.3纳米。

    ⑥如今，Google、facebook和亚马逊为了储存数据，需要多个面积数倍于标准足球场的数据中心的支持，而且这还很耗电。而用DNA这种新型载体，只需一个汽车后备厢就能满足它们所有数据的储存需求。

    ⑦那么，DNA如何去录视频的呢？特艺集团请来美国基因学家当顾问。他们首先将电影数码化，转化成电脑能识读的二进制语言，也就是转化成一系列0和1的编码。然后研究人员将这些二进制编码转化成由四个碱基（A，C，G，T）构成的DNA编码。得到这这串编码后，就能制成相应的DNA序列，并在合成器（一组能自动拼接A，C，G，T的机器）的帮助下，拷贝数千份。这样就获得了DNA片段，它们如同发丝一样漂浮在装有液体的玻璃容器里，每一份都包含着电影的一个片段。

    ⑧DNA储存的另一张王牌就是它的持久性。只要储藏空间保持寒冷干燥且避光，保存时效可能长迭数千年，即使在恶劣环境中其半衰期也超过500年。现有的其他载体，无论是硬盘、CD还是DVD，最多只能保存数十年。并且，这些载体一旦过了保存期限，硬件就会更新换代，再也找不到能读取它们的机器了。但DNA储存就没有此类问题：只要有人类存在，就一定会有破译编码的技术。

    ⑨不过DNA储存还无法立即取代硬盘。读取（排序），尤其是写入（合成）所需的时间还是太漫长了。不仅如此，这两个步骤目前耗资甚巨，合成成本可迭数百至数千欧元。

    ⑩但数十年后，或许DNA储存就会普及。对于没有迫切使用需求的信息，我们就可以考虑用DNA来储存。事实上，DNA储存已经引起了电影公司、博物馆、档案馆，还有诸如亚马逊、Google之类有长期信息储存需求的机构的兴趣。

    ⑪信息技术巨头微软公司即于2016年4月宣布，将购买1000万条DNA，用于研究数据储存。这次，科学终于追上了科幻小说的步伐！

材料一

人类面临的几大环境问题

一、全球气候变暖

由于人口的增加和人类生产活动的规模越来越大，向大气释放的二氧化碳等温室气体不断增加，大气质量受到影响，全球气候变暖。这将导致灾难性天气频发，森林减少、草原退化、水土流失、土地沙漠化，生态系统发生变化和破坏，将不利于人类的生存和发展。

二、臭氧层被破坏

臭氧层在离地面25千米处。臭氧层是一个很脆弱的大气层，许多科学家认为，氟利昂作制冷剂及在其他方面使用，会使臭氧层被破坏。氟利昂由碳、氯、氟组成，其中的氯离子释放出来进入大气后，能反复破坏臭氧分子，自己仍保持原状，因此尽管其量甚微，也能使臭氧分子不断减少而形成“空洞”，使地面受到紫外线辐射的强度增加，给地球上的生命带来很大的危害。能造成细胞死亡；使人类皮肤癌发病率增高；伤害眼睛，导致白内障而使眼睛失明；穿透10米深的水层，杀死浮游生物和微生物，危及水中生物的食物链，影响生态平衡。

三、大气污染、水污染、海洋污染

大气污染是指大气中污染物质的浓度达到有害程度，以至破坏生态系统和人类正常生存和发展的条件，对人和物造成危害的现象。其成因有自然因素（如火山爆发、森林灾害、岩石风化等）和人为因素（如工业废气、燃料、汽车尾气和核爆炸等），尤以后者为甚。水污染的污染物主要来自：（1）未经处理而排放的工业废水；（2）未经处理而排放的生活污水；（3）大量使用化肥、农药、除草剂而造成的农田污水；（4）堆放在河边的工业废弃物和生活垃圾；（5）森林砍伐，水土流失；（6）因过度开采，产生矿山污水。水污染严重危害人体健康，工业排污致使作物减产，品质下降，大片农田遭受污染，降低土壤质量；海洋污染导致赤潮频繁发生，破坏了红树林、珊瑚礁、海草，使海鱼虾锐减，渔业损失惨重。地球，人类，正遭受着越来越大的威胁。因此，我们应该及时行动起来，一起发展低碳经济，倡导低碳生活。

材料二

 什么是低碳经济呢？低碳，意指较低（更低）的温室气体（二氧化碳为主）排放。低碳经济是一种新型经济发展方式，它的基础是低能耗、低污染、低排放，它的目标是达到经济社会发展与生态环境保护的双赢。它的理想形态是充分发展“阳光经济”“风能经济”“氢能经济”“生物质能经济”。它的实质是能源高效利用，清洁能源开发、追求绿色GDP。

材料三

低碳生活，就是指在生活中要利用低碳的科技创新减少所消耗的能量，特别是二氧化碳的排放量，从而减少对大气的污染，减缓生态恶化。低碳生活虽然主要集中于生活领域，主要靠人们自觉转变观念并加以践行（附调查表格），但也需要政府营造一个助推的制度环境，包括制订长远战略，出台鼓励科技创新等政策，实施财政补贴、绿色信贷等措施，也需要企业积极跟进，加入发展低碳经济的“集体行动”。实现低碳生活是一项系统工程，需要政府、企事业单位、社区、学校、家庭和个人的共同努力。

附表格：

关于“不同人群与低碳生活”的调查（共1000人）