信息时代的“无价之宝”

张唯诚

       ①在古代，炼金术士声称他们能将铅之类的金属变成贵重的黄金，当然这是不可能的。现在，数据科学家正在将大量数据变成信息，这些信息虽然不是黄金，但价值胜似黄金。数据科学家可以说是现代的“炼金术士”。

       ②英国数据科学家维克托·迈尔·舍恩伯格在他的著作《大数据》中指出，今天全世界存储的信息中，书和磁带只占不到两成，多数信息都以数据形式存储在电脑硬盘、通信设备和其他数字设备中。全世界产生的数据正在以惊人的速度增长，最近两年的数据产生量就占到总数据量的90%。一家互联网研究公司预测，人类产生的数据还将以每三年翻一番的速度增长。

       ③互联网并不是产生大量信息的唯一地方，另有大量信息是由科学家们“制造”出来的，这些信息来自于他们对大量事实的研究，而对这些事实的记录就是数据。例如，生物学家测量了成千上万个细胞，从而收集到大量数据；天文学家观测了恒星、星系和太空中的各种能量活动，从而收集到大量数据；地球科学家收集到世界各地的有关水、风和气流的资料，从而也形成了大量数据。

       ④数据经过分析和归纳会形成有用的信息，于是人们发明了各种各样用于处理数据的计算机软件，人们利用数据做各种各样的事。在美国，人们通过分析数据了解到，每当飓风来袭前，超市中的草莓糖霜果塔饼干便特别抢手，这时的销售量会比平时增加7倍 ， 而在暴风雨天气来临前，啤酒的销售也特别好，于是超市便知道在这种时候及时补充货源，从而令销量大增。数据还给警察们的工作带来了方便。在那些犯罪率高的城市，以前积累下来的犯罪数据可以派上用场，警察们使用这些数据预测犯罪的高发时间和地区，从而合理地调配警力，提高工作效率和防范效果。

       ⑤数据之所以能发挥上述作用，很重要的一个原因是它帮助我们预测了未来有可能发生的事，然而在有些领域，知道为什么会有某种事情发生显得更加重要。例如在医学领域，来自人体或者人体细胞的数据就有可能告诉医生们，某种疾病为什么会发生，从而帮助医生治疗这些疾病。

       ⑥科学家们还期待有一天数据能使各行各业变得更加高效和更具“个性化”。例如，当一个病人向医生提供了详细的数据，医生便可以将这些数据和其他病人的数据进行比较，从而依据这个病人的生活方式制定特定的治疗方案。同样在一个班级里，学生们利用平板电脑或者阅读器进行阅读练习。数据传到老师那里，如阅读用了多长时间，某个词语被学生标注了多少次等。分析这些数据 ，老师便可以发现读物的难点和学生们的兴趣点，从而有针对性地进行讲解，还可以对个别学生提供有针对性的辅导。数据同样可以运用到其他行业。

       ⑦因此，在我们这样一个信息时代，假若你成了一个数据科学家，你便拥有了神奇的魔力，就好像中世纪的炼金术士们所声称的那样。

（选自《百科知识》，2016年02期，略有删改）

如何给地球降温

    ①气候学家已发出警告：未来100年，全球气温将升高1.5℃～6℃，海平面将升高154.5厘米，沙漠将更干燥，气候将更加恶劣，厄尔尼诺现象更为严重，全球变暖将直接或间接影响人们的生活。如何给地球降温？科学家提出了许多奇思妙想。

    ②美国氢弹之父、物理学家爱德华·特勒去世以前曾有过设想：向空中抛洒铝和硫的粉末，给地球降温。按照他的计算 ， 向空中抛洒100万吨铝硫粉末，可以使日照减少1%，从而起到降温作用。特勒提出的办法是要模仿大规模的火山爆发。1991年，波及范围达数百万千米的皮纳图博火山灰使地球气温下降了0.41℃，而且持续时间达好几个星期。特勒设想：可以用飞行于13千米高空的飞机和部署于赤道上的美国海军大炮，向空中抛洒“火山灰”。但生物化学家们却给这种主张泼冷水，他们认为，散布于空中的这些硫和铝的微粒，很可能会严重干扰同温层。特勒还与人合作研究过其他使地球降温的方法：在轨道上放置5万面反射镜；发射一颗巨大的卫星，悬于地球与太阳之间，以挡住部分太阳辐射。

    ③除了特勒以外，还有许多科学家也在苦苦思索，希望能找到奇妙的办法给地球降温。美国物理学家洛厄尔·伍德有一个同特勒的设想一样离奇的计划：在地球和太阳之间万有引力互相抵消处（即拉格朗日点），安装一面直径为2 000公里的半透明镜子。他认为，这面巨大的滤光镜不但能减少温室效应，而且能充当地球的空调器：改变滤光镜的倾斜度，以增加或减少透过它的太阳辐射量。但谁来支付超过1 000亿美元的巨额费用呢？此外，这面滤光镜不但会破坏同温层，而且还有可能妨碍紫外线的通过（紫外线具有清理太空的功效）。

    ④有科学家从加强地球对太阳辐射的反射率的角度，探索给地球降温：将数以十亿计的白色聚苯乙烯高尔夫球投向海洋；将地球上的所有房屋的房顶都涂成白色。美国的一位科学家提出了一项更具有诗意的方案：将数千平方公里的阴云“染白”。通过向阴云喷一些微粒，使微小的雨滴数至少增加10%。这样，由于光学作用，层积云就会被照亮变白，就会反射更多的太阳光。

    ⑤还有人提出用深埋二氧化碳的办法给地球降温。美国和欧盟已拨巨款来研究在海洋和地层中埋藏二氧化碳的办法。从理论上讲，海洋和地层可以贮藏人类在几千年间生产的二氧化碳。研究人员要验证的是，二氧化碳溶解在海水中，是否会干扰海底生物的生存，因为二氧化碳溶解于海水后，会使海水酸化。

深潜明星“潜龙三号”

    ①4月20日我国最先进的自主潜水器“潜龙三号”成功首潜：从凌晨4时46分进入海面，到下午3时53分浮出水面，下潜最大深度3955米，航行24.8公里，顺利完成各项测试指标，到30日为止，四次下潜结果表明，“潜龙三号”不但创造了深海AUV（无人无缆自治潜水器）单潜次航程最远的深海航行纪录，并首次实现无人无缆潜水器与船载地质取样同时作业新模式。

    ②“潜龙三号”长35米、高1.5米、重15吨，外形像一条橘黄色的小丑鱼.这种非回转体立扁鱼形设计，依据的是水动力优化计算的结果，有利于它在复杂海底地形中垂直面爬升，同时具备水面航行能力。“小丑鱼”的4个“鳍”是4个可旋转舵推进器，靠操控推进器灵活前进后退、上浮下沉；“嘴巴”是前视声呐，可以将潜水器采集的声学数据转化为图像，用以识别障碍物和周边环境，随后在主控计算机的控制下通过自主转动和躲避，保障自身安全和正常作业。

    ③这条“小丑鱼”，别看它长得萌萌的，但本领可不小，它在深海复杂地形进行资源环境勘查时，具备微地貌成图、浊度探测、海底照相等功能。

    ④据了解，“潜龙”系列潜水器家族目前共有三位成员，它们分别是“潜龙一号”“潜龙二号”和“潜龙三号”，其中“潜龙二号”和“潜龙三号”如一对双胞胎，外形和体重几乎都一样，都是中国自主研发的4500米级深海资源自主勘查的水下机器人，既然有了“潜龙二号”，为何还要研制“潜龙三号”呢？

    ⑤据“潜龙三号”总设计师刘健介绍，“潜龙三号”是在“潜龙二号”的基础上上进行了优化升级。新的潜水器国产化程度更高，惯性导航传感器及组合导航系统、高清照相机等核心部件由进口改为国产；降低了电子设备的功耗、续航能力更长，“潜龙二号”最长可工作30多个小时，“潜龙三号”则高达40多个小时；“潜龙三号”嗓声降低、效率更高、抗流能力得到加强；声学成像质量也得到相应提高。

    ⑥除此以外，深海大洋蕴藏着无穷的宝藏和科学奥秘，进入深海大洋，只有靠一台深海装备“单打独斗”是无法完成的。“潜龙”家族的主要目标，是对深海资源进行大范围精细探测、未来，“潜龙”家族规模将更大、工作模式将是多台协同水下作业。

    ⑦“潜龙兄弟”不仅可以相互抱团，还可以与“蛟龙”号载人潜水器、“海龙”系列无人有缆潜水器等其他“龙家族”合作。据悉，今后，一船同时带“潜龙”“海龙”出海的航次安排会经常出现。

（有删节）

港珠澳大桥的“科技密码”

    ①远眺，全长55公里双向六车道的港珠澳大桥宛若蛟龙，蜿蜒腾越于蔚蓝色的海面上，大桥将珠三角地区连成一片，珠海、澳门同香港间的车程由3小时缩短至半小时，形成港珠澳一小时经济生活圈。

    ②这是世界上最长的跨海桥梁工程，也是一座名副其实的科技大桥。根据规划，港珠澳大桥工程项目要穿越30万吨级巨轮通行的航道，同时毗邻香港国际机场，大桥要满足30万吨级巨轮通行的需求就得建高，要满足附近机场航班降落的限高需求又得建矮。经过综合考量大桥的最合理方案确定为“桥、岛、隧交通集群工程”，即在航道海域将大桥沉入海底，搭建深埋沉管隧道，同时在海道两端建起人工岛连接桥身。

    ③外海人工建岛和海底沉管隧道，是港珠澳大桥建设的难中之难。

    ④从上空俯瞰港珠澳大桥，巨龙在离岸20多公里处倏忽隐没，再在6公里外腾空而起，隧道两端的小岛状似蚝贝，工作人员都亲切地称其为“贝壳岛”，这是在外海“无中生有”造出的两座面积10万平方米的小岛。科研人员设计了多个方案，最后探索出外海快速筑岛技术，即采用120个巨型钢圈筒直接固定在海床上插入海底，再在中间填土形成人工岛。每个钢圈筒直径有22米，大概和篮球场一般大；最高达51米，相当于18层楼高；重达550吨，与一架A380“空中客车”相当。工程当年开工，当年成岛，创造了世界纪录。

    ⑤海底沉管隧道，同样也是庞然大物。5.6公里的沉管隧道由33个巨型混凝土管节组成，每个管节长180米、宽38米、高11.4米，重量达8万吨。要让33节巨型管在水下近50米的海底软基环境下对接安放，难度堪比航天器交会对接，需要精准的遥控、测绘、超算等一系列技术支撑。面对世界首例深埋沉管的岛隧工程，多个单位的科研人员合作攻关，创造性地运用“半刚性”沉管新结构技术，飞跃了这一国际“技术禁区”。

    ⑥这是世界最大的钢结构桥梁，能抗16级台风7级地震，设计使用寿命达120年，大桥仅主梁钢板用量就高达42万吨，相当于10座鸟巢或50座埃菲尔铁塔的重量，这在我国桥梁史上从未有过，大桥桥面铺装面积达50万平方米。

    ⑦施工现场紧邻航道，每天来往航船多达4000余艘。另外，这片海域是国家一级保护动物中华白海豚的自然保护区，也对建设者提出了严峻桃战。为了满足工程质量、工期和安全的需要，也为了更好地保护生态环境，这座大桥全部采用了“搭积木”的方式来建造。港珠澳大桥的所有构件，无论大小，都是在岸上工厂整件制造，然后运至海上，像“搭积木”一般拼装在一起，实现了精密制造、精密安装，体现了我国的整体科研水平和装备实力。

    ⑧在施工过程中如何最大限度地减少对白海豚的干扰？工程团队与多家科研院所合作，300多次出海跟踪，拍摄30多万张照片，标识了海域内的白海豚数量，并摸清白海豚生活习性，在施工时采取了针对性保护措施。大桥主体工程完工后，白海豚的数量，由施工之初的约1400头，增加到了约1800头。

    ⑨港珠澳大桥工程项目，从科研阶段到开工建设，科技创新的理念贯穿始终，这个超级工程集结了我国在桥梁设计和施工、材料研发、工程装备乃至生态环保领域的上千名科技工作者，在关键技术、关键装备、关键材料领域取得全面突破，为我国交通建设行业的自主创新、技术进步起到引领作用。

毛主席说： “身体是革命的本钱。 ”但是说到强健身体人们往往忽略了日常生活的细节。 为此，读书会安排了关于“我们该怎么吃饭 ”的主题阅读，请阅读下面材料并完成相关任务。

材料一：老鼠为什么爱大米

人类问老鼠：“你为什么爱大米？ ”老鼠说：“它能填饱肚子，还能让我变得更聪明。”

这并非异想天开—— 日本名古屋明治大学的药理学家在老鼠身上进行了细致的实验。实验 显示出大米至今鲜为人知的神奇功能：老鼠喜爱的大米具有许多有益的特性，特别是能提高动 物的智力。随着实验的进一步深入，研究人员发现，未被淘洗过的米对运动的中枢神经系统有 着非常有益的作用。吃这种米饭的老鼠，不易受β—淀粉状朊蛋白的影响（这种蛋白能杀死脑 细胞，诱发早老性痴呆症。这种疾病多发于人的老年阶段，最终会导致患者智力的完全丧失）。 同时，大米可谓容易发胖的人们的福音，它富含维生素，用它做成的食品不会刺激胃液分泌。 它所含的黏性淀粉能在胃里形成保护膜，让我们远离胃病。

材料二：主食不可偏废

中国营养学会建议，主食在膳食中的比例应占 70% 。 目前，我们过分依赖高脂肪、高蛋 白食物，使体内碳水化合物缺失，易引起一些慢性疼痛和多发病。甚至有关专家指出，降低主 食比例可能会直接影响人的寿命。

材料三：相关的调查

①上海市儿童保健所最新的一项调查表明，84 名 2—6 岁营养不良小儿中，粮食摄入量只 占需要量的 66% ，严重不足的患儿粮食摄入量只占膳食总热量的 40.48% 。换句话说，这些营 养不良患儿中，主要原因不是膳食中少鱼、少肉，而是主食没吃够。

②上海市疾控中心的调查报告称：有 24.08%—30.23%的上海市大中小学生处于营养不良 状态。在上海市的一项调查中，1305 名小学生和 1277 名中学生中，分别约有 10%的小学生和 中学生，早餐不吃主食，只吃牛奶、鸡蛋。中餐、晚餐粮食摄入量也不足。作为主食的饭不够， 孩子血糖水平低，大脑的工作效率自然高不了。孩子肚子虽然不饿，可是学习紧张，大脑却缺 少能量，难免头晕、反应迟钝、记忆力下降，影响到学习质量。

③目前在少年儿童中普遍存在着吃饭过快的现象，尤其是早餐和午餐。营养学家认为，一 般来说，孩子吃每顿饭的时间最好不要少于 20 分钟。进食过快不利于身心健康。吃得过快， 使吃饭只起到填饱肚子的作用，既起不到激发和培养饮食乐趣的作用，也不利于营养物质的消 化和吸收。

④近二十年来，我国居民中营养膳食结构不合理的人数持续上升，米、面、粗粮等主食摄 入量呈明显下降的趋势。其中城市居民每天平均摄入量从    459 克下降到    366 克，减少了五分之一。有专家呼吁，树立平衡膳食结构的理念在我国已迫在眉睫。

⑤常有孩子以零食代替主食。他们的胃里常有食物进入，总不能被排空。这样，在吃主食 时，他们就会缺乏食欲，吃得很少甚至根本不吃。由于正餐进食太少，很快又会出现饥饿，他 们就要再吃零食。久而久之，人体消化系统正常的消化功能会被破坏，影响他们的身体健康。

饮水与健康

①一个健康的人，有足够的水喝，即使一段时间内不进食，也能维持生命。如果没有水，三天就会导致死亡。如果在酷暑的沙漠中，甚至坚持不到两个小时，死神就会降临。所以《本草纲目》把水放在第一章。中国的先人有“药补不如食补，食补不如水补”的说法。为什么水对人如此重要?

②人体内三分之二以上是水。水是传送养分至人体各个组织、排泄人体废物、体液(如血液) 循环的载体，是消化食物、润滑关节和各内脏器官以及调节体温所必须的物质； 水是含有溶解性矿物质的血液系统的一部分，它同溶解的钙、镁一样，对维持身体组织的健康必不可少。

③喝足够的水有利于防病治病。比如可以预防感冒，并使感冒患者早愈。其原因在于，感冒大多数由病毒引起，身体的皮肤和黏膜是防御病毒和病菌入侵的免疫机制的第一道防线，足够地饮水，可避免皮肤和黏膜干燥，有利于阻止细菌和病毒进入人体。足够的水可促使人体排除废物，使患者早愈。

④喝足够的水有利于营造好的心情。人如果长期处于心理紧张状态，身体就无法抵御细菌或病毒的入侵。所以我们在心情烦躁时，应多饮水。水本身对人体有安神镇静作用，有利于人体健康。老年人睡前喝少量的水，可很快安神入睡。

⑤喝足够的水，可以延缓衰老，有利于长寿。人体衰老的过程，就是人体脱水的过程。例如老年人皱纹增多，就是皮肤干燥、脱水引起的。随着年龄的增长，水占人体体重的比倒会逐渐下降。已知水占人体的比重，大体如下：胎儿90%、初生婴儿80%、少年75%、成年男子70%、老年男子小于65%。所以，老年人尤其要养成喝水的习惯。

⑥那么人一天需要喝多少水呢? 正常人体内的水总是处于动态平衡状态，摄入和排出量相差无几，变化幅度为1%-2%。美国科学家测定，一个体重65千克的中年人，通过尿液、皮肤蒸发等多种途径，每日排出水的总量为2569毫升。为保持人体内水的平衡，每日必须补充2560毫升左右的水。但我们所需的水，不完全来自饮水；粮食、肉类、蔬菜、水果等食品中也含有水，所以每日需要从饮水中获取的水，约需1200毫升。常用饮水杯容量为200毫升，即每天约需饮6-8杯，才能说饮了足够的水。当然，这是指正常状态，在高温天气和运动、劳动强度大的情况下，还要补充约三分之一的饮水量。

⑦还要注意，喝可乐等饮料不能代替喝水。饮料多为酸性 ， 经常喝酸性的饮料，会使机体酸性物质增多，容易产生疲劳，导致免疫功能降低。

链接：有些古老的小办法，对现在仍然适用，居民可以尝试。 自来水烧开后，里面的氯化物会被蒸发掉，一些病源微生物也会被杀死。可以在日常烧水时，水开始沸腾后将壶盖打开，让开水滚沸2-3分钟，这样可以蒸发一些水中的氯元素以及残留的有.害物质。注意不要沸腾太久，不然会变成不利健康的千滚水。