纳米卫星带来空间技术革命

                                                                                                                    杨先碧

    现在，即使普通老百姓都对“纳米”这个词很耳熟了，但是，还有好些老百姓对纳米产品有一种误解，认为纳米是一种很小很小的产品。这实际上是一种误解，这种误解来源于“纳米”这个定语，因为1纳米等于十亿分之一米。不过这种误解多多少少还是有些道理的，为纳米材料的一个很重要用途就是制造微型产品。

    其实，纳米产品不是说产品只有几纳米大，而是说这些产品是纳米材料制造的。比如，纳米冰箱和普通冰箱外观上差异并不大，只是它制造时采用了含抗菌剂的纳米材料，所以有独特的抗菌功效。所谓纳米材料，就是组成材料的颗粒尺寸在0． 1-100纳米间，而普通材

料的组成颗粒的尺寸大多在微米以上。那么纳米材料为什么能制造微型产品呢？这是由于材料的组成颗粒很细，所以这些材料做成的产品既能保持产品原来的性能，又有可能做得很小。比如集成电路，现在一个16M的芯片，集成度高达3 200万个元器件，线路宽仅仅0.5微米，即500纳米。电脑专家预计在不久的将来，芯片的集成度将达到2万亿个，那时线路宽仅仅0.1纳米。

    若是把这些纳米器件都换到卫星上去，那么我们就可以生产出超微型的卫星——纳米卫星。科学家把卫星按重量分为好多类， 1000千克以上的为大型卫星， 100-500千克的为小型卫星， 10-100千克的为微型卫星， 10千克以下的为纳米卫星。纳米卫星在体积上更绝，

仅仅比麻雀略大一些，它的各种部件全部用纳米材料制造，它是微机电系统与微电子相结合的专用集成微型航天仪器系统。所谓微机电系统，主要是指外形轮廓尺寸在毫米级<构成元件尺寸在微米至纳米级，并可控制<可运动的微型机械电子装置。微机电系统除具有重量轻、

体积小、功耗低三大优点外，还具有较强的牢固性和可靠性，所以对制造纳米卫星贡献很大纳米卫星的概念首先是由美国科学家于1995年提出的。那么，为什么科学家想到要把卫星做得这么小呢？

    第一，纳米卫星的研制成本低。目前，平均每1千克卫星研制费用为8万-10万美元。研制发射一颗重量为1000千克的卫星，其费用至少需要1亿美元，这无疑是一笔巨额支出。而一颗纳米卫星的造价不到100万美元，所以研制纳米卫星的负担并不重。 

    第二，纳米卫星的研制周期短，目前，研制一颗大型卫星的周期为10年左右，而一颗纳米卫星的研制仅仅需要两三年的时间，这样可以更快地投入使用，以适应快速发展的科技时代。

    第三，它节约了发射和回收成本。每千克卫星的发射费用为2万-4万美元，而一枚小型火箭一次就可以发射数百颗纳米卫星。 

    第四，纳米卫星节约了在地球周围的分布空间，由于它们体积小，我们就不必耗太多的心思去计算它们的运行轨道，免得两颗卫星的相撞。这样一来，我们就可能发射更多的卫星上天，更好地对地球和空间环境进行监控。 

    第五，若干纳米卫星的合作将优于同等造价的大卫星。科学家正在设计由小卫星组成的星座，它的功能使不少大型卫星也甘拜下风。发展高频段的高速率宽带的低高轨道星座系统，构筑太空信息高速公路，定将成为21世纪的热点，因为它比光纤通信成本低，建造容易是信息时代的主力军。科学家认为，若在太阳同步轨道上等间隔地布置648颗功能不同的纳米卫星，就可以保证在任何时刻对地球上任何一点进行连续监视。纳米卫星突破了传统的“一星多用，长久工作”的设计思想，不追求全面综合完美，而主张简化设计，采用成熟技术和模块化标准化的硬件，所以应用前景十分广阔。它将广泛用于通信遥感天文等许多方面，有的甚至优于大型卫星。纳米卫星的问世也使一些发展中国家可以介入航天研制领域，从而扩大了卫星研制和应用领域。

     2000年6月，继微型卫星发射成功之后，我国清华大学又开始了纳米卫星的研制，按计划它将在年内发射升空。空间技术专家认为，纳米卫星将成为未来卫星发展的主要趋势，而且它的研制很快会给空间技术的发展带来革命性的变化，我们期待着这一天的到来。

                                                                                    在春天里观察两只鸟
        ①不是一棵，也不是两棵，而是一排水杉。在我居住的城市的东南，向天空高高地一排直立着，高过了那些栗树、梧桐、刺槐和雪松。
        ②两只鸟，我们权且可以称它们为山喜鹊吧，在早春里飞来。我以为我认识它们，我以为它们是去年的那一对。它们的巢还在，也就是说它们原来的家还在。经过了去冬的那场大雪，看上去好像依然完好无损。而且，就一只鸟巢而言，它的高度、支点、造型，都大抵可以称得经典。
        ③两只鸟飞来，先在空中盘查了一会，停留在附近的一棵树上，对去年那只的鸟巢进行确认。我不知道上帝赋予它们怎样的心灵提醒和暗示，也不知道它们依循了怎样的信息和气息，能够从浩渺的远方，准确地找到这一排杉树，找到它们的巢穴。现在的情况是，它们在经过确认之后，瞬间两只鸟同时飞起，又同时落在了那只鸟巢之上。我猜它们一定会检查它们一冬没有人居住的房子，然后进行外墙的修补，更是要把卧室重新装饰一新。它们要在那里缠绵相拥谈论天气和诗歌、生儿育女，当然也要在那里抵御今年的飓风、雷电和大雨。
        ④很快，我发现我错了。那两只鸟并未干这些事情，它们选择了另一棵树，开始建造一个新的巢。循着我的目光从左往右看过去，如果去年的那个巢在第三棵水杉上，那么它们选择的就是第五棵。
       ⑤现在我似乎知道了，这两只鸟不是去年的那两只鸟，而应该是去年那两只鸟的儿女吧。年轻的一代，风华正茂，奋发有为，热爱生活，富于幻想，它们怎肯居住父母的旧巢呢。它们的家族不遗传依赖和懒惰，这是天然的风范；只有人类才会有不肖子孙，好吃懒做，在父辈的财富中坐享其成坐吃山空。鸟类不会。它们担当不起上帝的指责和同类的嘲笑。
       ⑥当然，建造一个家是复杂的、艰难的。我无法知道那两只鸟整个春天的辛勤和劳苦，我只能通过它们飞向忙碌的身影对它们进行判断和猜想。就这样，有一天，我像是突然出现，它们的家建好了。一只巨大的鸟巢也像是突然从枝头上长出来，和树完美地融成一体。我能感觉到巢的坚固和安稳，也能想象那卧室的簇新和舒适。
       ⑦那天，让我觉得仿佛整个春天里，我都在向它们仰着脸。年轻人的新巢建在第五棵树上，父母的旧居建在第三棵树上；父母亲不在了；高高树顶的旧居空着，仿佛一个家族的图腾和标志；从我的角度看去，直立的杉树举着那只旧巢，更像是举着一个祖宗的牌位。那么，这两只鸟选择在第五棵树建造自己的新家，是想象诚守着父母的遗址和祖宗的牌位。那么，与之间隔一棵树的距离，是不是想和旧时的文化传统既不挨得太远，又不挨得太近。它们在生命的繁衍和系统中，需要有自己年轻独立的思想，需要创造一种完全属于自己的信心、锐气和生活。
      ⑧而我必须自觉离开了，我要做的不是对两只鸟进行观察和猜测，而是能否进行自身的反省，包括我对待美妙自然和可爱生灵的态度和行为。旧巢和新巢都建在树的高处，那几乎是树的梢顶了。它们未必不知道这要担当多么大的风险，但它们更知道这世上真正的风险，来自人类。因此它们把巢尽可能地建在高处，建在梢顶，那是对人类明白无误的拒绝、痛斥和对峙。
      ⑨那个悬在高空的巢穴，高高悬在我们的头顶之上的巢穴，不知是鸟类的天性不安，还是人类的巨大痛苦。（有删改）

算命不如修德

      ①《庄子•外物》有一则寓言，讲的是宋元君与白龟的故事，最后还让孔子上场做了个评论：

      ②宋元君半夜梦到有人披头散发，在侧门边窥视，并且说：“我来自名为宰路的深渊，被清江之神派往河伯那里去，但是渔夫余且捉住了我。”元君醒来，叫人占卜此梦，卜者说：“这是神龟啊。”元君说：“有叫余且的渔夫吗？”左右的人说：“有。”国君说：“命令余且来朝见。”第二天，余且入朝。元君问：“你捕到了什么？”余且说：“我网住了一只白龟，直径有五尺长。”元君说：“把你的龟献上来。”

      ③白龟献上之后，元君又想杀它，又想养它，心中犹豫不决，叫人来占卜，卜者说：“杀龟用来占卜，吉利。”于是，元君命人挖去龟肉，用龟甲占卜，七十二次都没有失误。

      ④孔子听说了这件事，就说：“神龟能够托梦给宋元君，却不能避开余且的渔网。它的智巧能够占卜七十二次没有失误，却不能避开挖肉的祸患。这样看来，智巧有穷尽之时，神妙有不及之处。即使有最高的智巧，也避不开万人的谋害……”

      ⑤孔子的评论中，让人闻之心惊的是“虽有至知，万人谋之”一语。武侠小说中，没有人可以独自对付武林同盟的人海战术。不论你如何聪明，“智者千虑，必有一失”，何况是万人共同对付你？若想躲过这样的灾难，显然需要大智巧。

      ⑥所谓大智巧，至少要从提高自我修养着手。《庄子•徐无鬼》记载了一只灵巧猴子的故事，可以作为借鉴：

      ⑦吴王一行人渡过长江，登上一座猴山。群猴看见人来，都惊慌地跑开，逃到丛林中。这时，有一只猴子，从容地攀着树枝跳跃，在吴王面前卖弄灵巧的身手。吴王射它，它敏捷地接住来箭。吴王命令左右军士一起迅速连发数箭，它就中箭摔下树而死。吴王回头对他的朋友颜不疑说：“这只猴子自以为灵巧，仗着身手敏捷来傲视我，才会落到这样的下场。要引以为戒啊！不要以骄傲的态度对待人啊！”颜不疑就去拜董梧为师，去除骄傲的态度，摒弃享乐，谢绝荣华，三年之后，国人都称赞他。

      ⑧以上这段故事中的猴子，确实本领高强，但是奈何万箭齐发，无所遁逃，以致死于非命。猴子只有小智巧，那么人呢？吴王最后对颜不疑说的话，显然有警示意味，而颜不疑也立即决定消解自己骄傲的态度，拜师修炼去了。

      ⑨古代国家设有卜人，是专门负责占卜的官。占卜的方法之一是使用《周易》占卜。《周易》以六十四卦与三百八十四爻来代表人间的各种复杂处境，并且为每一个卦与爻写下卦辞、爻辞，说明其吉凶悔吝。这一套占卦系统有其灵验之处，但是归结其原理则是强调修德的重要。理由是：有欲望，才会有得失；有得失，才会有吉凶。如果降低欲望，就可以消解得失之心，然后也就不会受制于吉凶之说了。”

      ⑩譬如，“止谤莫如自修”就是一句很好的话。修养到了一定程度时，自然可以逢凶化吉，正如“谦”卦代表谦虚，其六爻“非吉则利”。反之，若无任何修养，则难免招来别人的图谋与敌视，此时命运就不堪设想了。

                                                                                                                                   （作者：傅佩荣  选自《读者》2015年1月第1期）

为什么蜂蜜能千年不腐？

       ①2014年，考古学家在格鲁吉亚发现了一个青铜器时代早期的坟墓，出土文物中，最特别的是一罐野果子竟然保存完好，当研究人员将这些至少有4000年历史的野果子切开时，果子还散发出了新鲜水果的香气。这些果子为什么能保存如此完好呢？答案就在于它们保存在蜂蜜中。蜂蜜非常特别，因为它是考古学家发现的唯一过了几千年仍然可直接食用的食物。

       ②尔食物的变质通常与微生物有关，细菌分解食物中的多糖、蛋白质，然后产生一些低分子的物质如氨、硫化氢、酮等，使食品变质。蜂蜜是一种饱和的高渗高糖溶液。细菌和其他生物身体体液是低渗的，在高渗透压的蜂蜜中，微生物会被吸走细胞体内的水分，最后脱水而死。

③同时，蜂蜜也非常酸。大多数病原菌生长繁殖的适宜pH值在7.2～7.4之间，而蜂蜜的pH值大约介于3～4.5之间，蜂蜜这种酸度将杀死任何想要在蜂蜜内部生长的细菌。

       ④此外，蜂蜜的酿造者——蜜蜂，它有着特殊的“炼金术”。

       ⑤在蜜蜂酿蜜前，需要采集植物蜜腺的花蜜，花蜜的主要成分为蔗糖与水，水分非常多，大概占到60%～80%。但是通过酿蜜，蜜蜂可以去除花蜜大部分的水分。当采集蜂采蜜时，会将花蜜一滴滴吸入囊中，然后返回蜂巢，吐给内勤蜂继续加工。内勤蜂在加工中，先把蜜汁吸到自己的胃里和转化酶进行混合，然后再吐出去，再吸进来，如此轮番吞吞吐吐要进行100多次，同时其他蜜蜂还会用翅膀不断扇风，排出巢内湿气。这也就使得蜂蜜的水分非常少。

⑥另一方面，蜜蜂胃中有一种叫做葡萄糖氧化酶的酶，当蜜蜂从嘴里反刍花蜜到蜂巢酿蜜，这种酶会和花蜜发生化学反应，把花蜜分解成两个副产品：葡萄糖酸和过氧化氢。过氧化氢，是一种氢的氧化物，可能听起来有点陌生，但说到它的水溶液——双氧水，可能大家都会非常熟悉。过氧化氢有很强的氧化性，且具弱酸性，这种化学物质可以杀死可能在蜂蜜里生长的所有细菌。

⑦在古代，人们就发现蜂蜜是细菌“绝缘体”，有防止伤口感染等治疗功效。闪米特人的粘土板最早记录了蜂蜜的医疗用途，上面详细记载了蜂蜜是如何治疗烫伤和割伤的。古埃及人还经常使用药用蜂蜜，制成药膏治疗皮肤和眼睛疾病。而在中国，迄今蜜丸仍然是制药业最常用的制剂之一。现在，世界各地的医院还在使用一种涂满了蜂蜜的绷带，用于防止病人伤口感染。

       ⑧当然了，虽然蜂蜜堪称是不朽的食物，但如果没有密封好，在潮湿的环境下还是会变质的，而如果密封良好，蜂蜜真能做到永不变质。

（选自《大科技》2017年第4期，有删改）