自给自足的人体生物能发电

    ①随着煤炭、石油等资源日趋枯竭，环境恶化日趋严重，一些科学家为了开发更多的新能源，已把研究课题转向人类自身的生物能这一领域，利用人体生物能发电现已初见成效。

    ②人体中存在着一些化学物质，它们之间在发生反应时会产生化学能量。像新陈代谢过程中，葡萄糖和氧分子的反应就有能量释放出来，若稍加利用，这种能量就可以转化为电能。根据这一原理，科学家开始了人体生物电池的研究。

③据专家介绍，人体生物电池的电极是由两根长2厘米、直径约1/7000纳米的碳纤维制成，在每根碳纤维的外层还涂有一种聚合物，此外还有一种作为催化剂的葡萄糖氧化酶聚合物的作用是将碳纤维与葡萄糖氧化酶连接成一个电路，而葡萄糖氧化酶则是用来加速葡萄糖与氧分子的化学反应。这种人体生物电池在37℃、pH为7.2的环境下工作，这很接近人体血液的温度和酸碱度，它产生的动力可以驱动一个监控糖尿病的小型传感器。

    ④人体生物能发电还有其它形式。当一个人坐着或站立时，就会持续产生重力势能。此时，若能采用特制的重力转换器就能将这种能转换成电能。美国有一家公司将发电装置埋在行人拥挤的公共场所，外面是一排踏板。当行人从板上走过时，体重压在板上，使与踏板相连的摇杆向另一个方向运动，从而带动中心轴旋转，使与之相连的发电机启动。

    ⑤除此以外，人体生物能中的热能也可被利用。人每天都要散发大量的热能，而且是通过辐射传播出去。一般一个50千克重的成年人一昼夜所散发的热量约为2500千卡，利用人体的热能制成的温差电池，可以将人体的热能转换成电能。这种温差电池做得很精致，只要放在衣服口袋里就能工作。它可以起到电源的作用，给助听器、袖珍电视机、微型发电机等供电，可谓是自己发电自己使用。

    ⑥人体能源可以说取之不尽，用之不竭，而且没有污染。如此神奇的能源是我们每个人都具有的，充分利用它，便会为我们的社会节约更多的能源。希望这种新型的能源会越来越多地造福于人类。

（选自《能源科学的奥秘》有改动）

被误解的蟑螂物种

    ①蟑螂是这个星球上最古老的昆虫之一。研究发现，在5000多种蟑螂品种中，只有30种左右的蟑螂会给人类造成困扰。但在人们的印象中，蟑螂是永远死不了的最肮脏有害的物种。实际上蟑螂是怎样的呢？

    ②蟑螂的繁殖方法是所有昆虫中最为繁多的。大多数品种的蟑螂是由雌性蟑螂产卵孵化出来的；有的品种的蟑螂，即便雌性蟑螂在产下卵袋后不管不问，小蟑螂也能存活下来；有几种蟑螂靠单性繁殖；有的蟑螂会在有性繁殖和无性繁殖中自由切换。蟑螂能视具体情况而确定繁殖方法，这种生存方式影响着它们的生命力。

    ③蟑螂的分布范围极广。除了南极，各块大陆上都发现过蟑螂，它们从雨林到沙漠可谓无处不在。蟑螂在热带和温度较高的低海拔地区数量最多，但有些蟑螂在极端环境下也能存活。

    ④大多数品种的蟑螂为了防止被其他物种吃掉，演化出各种各样的防御方法：有的选择将绿色的身体与环境融为一体，有的像瓢虫一样成为黑红配色，有的把身体卷成球形……有些品种的蟑螂防御方法更特殊，如：太平洋折翅蠊（蟑螂的一种）会喷出防御性液体；马达加斯加蟑螂在受到惊吓和干扰时，会发出可怕的声音，以此吓退入侵者。

    ⑤蟑螂在人们印象中是肮脏的食腐生物，它们看起来很脏，是住在垃圾桶里的寄生虫。事实上，蟑螂是爱干净的，除了睡觉、吃饭等，蟑螂都在专心清洗自己的身体，以维持体表的敏感度。家居蟑螂只在下列情况下有传播疾病的可能：它们爬过一些充满细菌的地方（比方说不干净的厨房垃圾箱），然后不小心把细菌带到食物上。实际上这种可能性很小，细菌没那么容易依附在蟑螂身上，即使有蟑螂这种有洁癖的怪胎也会及时清理自己。不管你相不相信，蟑螂比我们很多人要干净。

    ⑥作为一个不小的昆虫类群，蟑螂的害虫种类少得可怜。接触人类生活环境的蟑螂，如果不小心误入人类的房屋，很快就会因为饥饿和脱水而死亡，真正造成较大危害的只有德国小蠊和美洲大蠊等极少数几种，剩下的5000多种蟑螂，都是不折不扣的森林益虫、自然界的清道夫。它们喜欢传统的户外昆虫生活，帮助人类回收腐烂植被，帮助植物授粉，甚至在一些情况下还会捕食害虫。

    ⑦5000多种蟑螂，只有不到1%是有害的，但我们对剩下99%以上的蟑螂都抱有成见，人们对这一类昆虫的偏见实在太深了。

（叶子文／文，选自《科学大观园》2016年第22期，有删改）

植物不失眠

乔娟

    ①植物也要睡觉。合欢树的睡态很美，叶片柔柔地低垂，耷拉着脑袋，不用酝酿，只要叶片低下来，它们很快就会入睡。但并不是所有的植物都用叶子来睡眠。像睡莲，就是叶子醒着花儿睡。黄昏池塘边，白天还是昂首怒放的睡莲，随着晚风飞舞，它将花瓣儿慢慢收拢，紧紧闭合。一朵、两朵，后来所有的花朵全部闭合成了一个个小球儿。

    ②花儿不劳作，也不创造，它们为什么要睡觉呢？

    ③一百多年前，英国生物学家达尔文就发现了植物的睡眠现象。他对69种植物的夜间活动进行了长期观察，发现那些积满露水的叶片更容易受伤。他把叶片固定住，也得到同样的结果。达尔文由此断定，叶片睡眠可以保护其不受伤害，并可以抵御夜间的寒冷。

    ④20世纪60年代，科学家们印证了达尔文的观点。植物睡眠可以减少热量散失和水分蒸发。像合欢树，不仅夜晚用睡眠保护自己，当遭遇狂风骤雨时，叶片也会逐渐合拢，以防叶片受到暴风雨的摧残。美国科学家恩瑞特还发现了一个更有趣的现象，他用一根温度探测针在夜间测量多种植物叶片的温度，发现不睡眠的叶子温度总比睡眠的叶子温度低1℃。正是1℃的微小差异，成为阻止或减缓叶子生长的重要因素。因此，结论出来了：在相同环境中，睡眠的植物生长速度较快，比不睡眠的植物具有更强的生存竞争能力。科学家还发现：某些植物不仅夜晚睡觉，白天竟然与人一样还要午睡。它们中午11时至下午2时，关闭叶子气孔，光合作用明显降低，这就可以减少水分散失，增强它们的抗旱能力。

    ⑤植物也一样，夜晚睡眠，可以避免寒露和霜冻侵袭，减少水分蒸发，保持湿度；白天睡眠，可减少水分蒸发，还可避免昆虫骚扰。让人类羡慕的是，人有时候会受情绪或疾病的困扰而失眠，植物却不会受到任何影响，到了该睡觉的时间，无论出现什么情况它们都能准时入睡。第二天再见时，一准儿是神采奕奕，精神抖擞。

（选自网络，有删改）

（甲）赵州桥非常雄伟，全长50.82米，两端宽9.6米，中部略窄，宽9米。桥的设计完全合乎科学原理，施工技术更是巧妙绝伦。唐朝的张嘉贞说它“制造奇特，人不知其所以为”。这座桥的特点是：（一）全桥只有一个大拱，长达374米，在当时可算是世界上最长的石拱。桥洞不是普通半圆形，而是像一张弓，因而大拱上面的道路没有陡坡，便于车马上下。（二）大拱的两肩上，各有两个小拱。这个创造性的设计，不但节约了石料，减轻了桥身的重量，而且在河水暴涨的时候，还可以增加桥洞的过水量，减轻洪水对桥身的冲击。同时，拱上加拱，桥身也更美观。（三）大拱由28道拱圈拼成，就像这么多同样形状的弓合拢在一起，做成一个弧形的桥洞。每道拱圈都能独立支撑上面的重量，一道坏了，其他各道不致受到影响。（四）全桥结构匀称，和四周景色配合得十分和谐；桥上的石栏石板也雕刻得古朴美观。唐朝的张鷟说，远望这座桥就像“初月出云，长虹饮涧”。赵州桥高度的技术水平和不朽的艺术价值，充分显示了我国劳动人民的智慧和力量。桥的主要设计者李春就是一位杰出的工匠，在桥头的碑文里刻着他的名字。

（乙）永定河上的卢沟桥，修建于公元1189到1192年间。桥长265米，由11个半圆形的石拱组成，每个石拱长度不一，自16米到21.6米。桥宽约8米，路面平坦，几乎与河面平行。每两个石拱之间有石砌桥墩，把11个石拱联成一个整体。由于各拱相联，所以这种桥叫做联拱石桥。永定河发水时，来势很猛，以前两岸河堤常被冲毁，但是这座桥却从没出过事，足见它的坚固。桥面用石板铺砌，两旁有石栏石柱。每个柱头上都雕刻着不同姿态的狮子。这些石刻狮子，有的母子相抱，有的交头接耳，有的像倾听水声，有的像注视行人，千态万状，惟妙惟肖。

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。

    网上流传着一个段子：每天叫醒我的，不止是闹钟或梦想，还有支付宝里的“蚂蚁森林”。

    “蚂蚁森林”是支付宝设计的一款公益行动。用户通过步行、地铁出行、在线缴费等低碳行为，可在支付宝里养一棵虚拟的树。这棵树长大后，公益组织、环保企业可以“买走”用户的“树”，而在现实某个地域种下一棵实体的树。

    这个将游戏与公益结合的项目于2016年8月上线，将人们对环境的关注，变成每日践行的绿色低碳生活。至今吸引了5亿人参与，共同在荒漠化地区种下1亿棵真树，种树总面积近140万亩。“蚂蚁森林”已经成为全球最大的个人参与环境治理平台，亿万网友可以通过支付宝实时查看自己的树。

    “小蚂蚁”释放的巨大“绿色能量”引起了广泛关注。2018年10月，支付宝“蚂蚁森林”种树模式被正式纳入国家义务植树体系。用户在“蚂蚁森林”里每种3棵树，就能获得一张由全国绿化委员会、中国绿化基金会联合颁发的“全民义务植树尽责证书”，可以直接在线申请换取。这是从国家的高度肯定了个人参与生态治理的行为，也让用户的个人价值实现更有认同感。

    “蚂蚁森林”还受到了国际组织的关注。2017年1月，蚂蚁金服和联合国环境规划署启动了绿色数字金融联盟，共同寻求推动全球可持续发展的新路径。这是全球范围内首个绿色数字金融联盟。

    “蚂蚁森林”项目负责人表示，他们一直秉承在实践中创新的理念，不仅通过种树为当地老百姓提供了就业机会，还要帮助贫困地区的老乡找到脱贫的方法。目前已经展开了一系列探索。

    首先，从种植生态林到上线保护地和拓展经济林树种，助力生态扶贫。以种植沙棘为例，不仅改善当地生态环境，还产出生态产品——“MA沙棘”，一种酸甜可口的原生态果汁。“蚂蚁森林”计划在2019年种植10万亩经济林，未来5年种植5亿棵树，将保护地建设拓展到更多县域和领域，挖掘生态农产品的文化价值和打造更多品牌。

    其次，在公益保护地的模式上，通过文化产品的开发，复苏当地的文化传统，并带来经济价值。2018年，山西和顺进入“蚂蚁森林”项目。和顺是珍稀动物华北豹的保护地，当地支柱型生态农产品原醋在平台上线后，一天内就预售了近3万份产品。还有当地的“非遗”产品“牵绣豹喜”也获得了用户的喜爱，在市场需求的拉动下，这种古老的技艺正在和顺传承下来，一名绣娘每月可增收2000元。

    四年走来，“蚂蚁森林”从人人参与的绿化行动平台，到人人参与的脱贫平台，再到人人参与的可持续发展平台，始终在升级迭代，未来仍有无限可能。