世界最先进的第四代排字机使用激光技术，将激光束在底片上扫描打点形成版面。由于激光很强，普通底片便能感光，还可用转印的方式在普通纸上印出逼真的大样。更有意义的是，它用三到五瓦的强激光束直接打到版材上就能形成凹凸版面，称为激光直接雕版，这无疑免除了早期借助照相技术进行照排制版的一大套工序。

       汉字激光照排系统采用第四代排字机的激光技术，但要解决字模存贮、文字变倍、激光只能逐线扫描而不能逐字扫描等关键问题。其中，汉字字模存贮量是横亘在科学家面前的最大的技术难关。汉字的常用字在3000字左右，印刷用的字体、字号就更多。不同字体和不同字号使印刷用的汉字字头数高达100万个以上，汉字点阵对应的总存贮量竟达200亿位，约合1万6千兆个存储单元。即使制成超容量的巨型磁盘，其缓慢的存取速度和高昂的代价也足以使它丧失使用价值。如果不能另辟蹊径解决汉字字模的存贮问题，研制汉字精密照排系统就会成为一句空话。

      在汉字激光照排系统的研制过程中，王选所带领的科研团队成功研制出一种确保文字质量的高倍数汉字信息压缩技术，可使每个五号字的信息量大幅度下降，即从1万位下降到平均800位。这种压缩方法还允许文字变倍，能变大变小并保证质量，只需4千万位的存贮量就能存下65万字头的全部信息。在照排过程中，有一个微程序汉字点阵生成器把汉字压缩信息高速复原成点阵。汉字信息压缩技术的研制成功给汉字照排系统开辟了新的途径，使得高速、廉价的先进汉字照排机的研制成为可能，激光和照相机的结合带来了排版系统和信息处理的新突破。这些技术获得我国第一项欧洲专利和多项中国专利，成为汉字激光照排系统的核心和基石。

       除此之外，为了实现文字变倍和变形时的高度保真，我国又自主发明了用参数信息进行控制的独特方法，从而为汉字精密照排系统的研制扫除了又一个障碍。这项发明是世界首创，比西方早了10年。当外国电脑企业大举进军我国市场的时候，唯独在出版领域，来华研制和销售照排系统的英国蒙纳公司、美国王安公司和日本写研、森泽、二毛公司等全部退出了中国市场。国产照排系统在与国外产品激烈的竞争中大获全胜。

我国精密汉字照排系统的自主创新与成功研制，标志着中国计算机编辑排版系统和汉字信息处理技术达到了新的水平，使中文印刷业告别了“铅与火”，大步跨进“光与电”时代。

                                                                                                                                                                   （取材于徐炎章、王素宝等相关文章）

    近来时见“又一波雾霾汹涌来袭”“京津冀持续受雾霾困扰”，以及“中央气象台继续发布霾黄色预警”和“部分地区有重度霾”等报道，雾霾已严重危害到了人民的身体健康。所以，新修订的《环境保护法》，已涉及关于如何治理雾霾尤其是霾的问题。

霾和雾有所不同。“雾”是一种自然天象，古人有“薄雾浓云”“雾失楼台”之类吟咏，从诗画的角度看，雾柔美、朦胧而神秘。霾就不同了。虽说也是自古就有的一种天象，却全然无此美感，而且随着人为因素越来越频繁地介入，如今已成了一种污染。现代辞书因此释义为“空气中因悬浮着大量的烟、尘等微粒而形成的浑浊现象”。按当下民间流行的通俗说法，就是PM2.5（细颗粒物）严重超标。

    霾习惯上也叫阴霾、灰霾或烟霾，这是霾给人的一种很形象的视觉感受：阴沉沉的，灰蒙蒙的，满天烟尘。近来竟与“雾”组合成“雾霾”而频频见诸报端。词典中不见“雾霾”这个词，只有“霾雾”（如《后汉书·郎凯传》“霾雾蔽日”）和“风霾”（如《魏书·崔光传》“昨风霾暴兴”），此外还有“尘霾”“沙霾”“黄霾”等。虽然词典中不见“雾霾”一词的身影，但它却在2013年“荣升”为年度热词。

    从形式上看，热词“雾霾”是旧词“霾雾”的倒序，但词义的重心却因此起了变化。“霾雾”原是“夹杂有尘霾的雾”，中心词是“雾”；“雾霾”则是“像迷雾一样的霾”，中心词就成了“霾”。

    “霾”并非新字，早在甲骨文中就已屡见，卜辞有“癸卯卜，王占曰，其霾甲辰”和“贞兹雨不霾”之类的记载，可见霾很早就对人们的生活有影响了。前人对霾的认识，从《尔雅》到《康熙字典》乃至上世纪初编成的《中华大字典》，释义几乎是一以贯之的，其中汉刘熙《释名·释天》的释义相对比较全面：“风而雨土曰霾。霾，晦也，言如物尘晦之色也。”“雨”在这里读为yù，作动词“降下”讲，意谓大风扬起的尘土从天而下就是霾。因为空中满是尘土，所以刘熙说霾的天象是“晦”，天色像物体被蒙上了尘土一样昏暗。《晋书·艺文志》说：“凡天地四方昏濛若下尘，十日五日已上，或一月，或一时，雨不沾衣而有土，名曰霾。”可见，满天尘土的“霾”，与雾不同，可以持续多日，甚至长达一个月。《元史》也有至元六年（1340）腊月“风霾蔽都城数日”的记载。

    “霾”字从结构上说，是“从雨貍声”。义符是“雨”，说明是一种天象无疑。只是为何要叫“霾”？表声的“貍”是否也有什么特殊含义？

    《字汇补·雨部》说：“霾，与埋通，瘞（yì，掩埋）也。”“霾”之尘土蔽物，有似掩埋，所以古籍多有借作“埋”的，如《楚辞·国殇》中“霾两轮兮絷四马”之“霾”。“霾”与“埋”是可以互相通用的。“貍”现在的读音是lí，是“狸”的异体字，指一种野猫。原来的读音为mái。原来，表示掩埋义的汉字，最初并非“埋”，而是“貍”。据说，“貍”之有“埋”义，是因为野猫善于藏伏的缘故。后来，又另造“埋”字，于是“貍于草中”就变为“埋于土中”，“埋”也由此替代了“貍”，而成为表掩埋义的规范字。

    就“霾”字而言，之所以借“貍”表声，恐怕也是因为“貍”原有的掩埋义，与“雨尘”义相近的缘故吧。

（选自2014年第7期《咬文嚼字》，略有删节）

     “黑箱”是控制论中的概念。意为在认识上主体对其内部情况全然不知的对象。“科技黑箱”的含义与此有所不同，它是一种特殊的存贮知识、运行知识的设施或过程，使用者如同面对黑箱，不必打开，也不必理解和掌握其中的知识，只需按规则操作即可得到预期的结果。例如电脑、手机、摄像机、芯片，以及药品等，可以说，几乎技术的全部中间和最终成果都是科技黑箱。在科技黑箱的生产过程中，科学知识是基础，价值观和伦理道德则对科学知识进行选择。除此以外，科技黑箱中还整合了大量人文的、社会的知识，并且或多或少渗透了企业文化和理念。这样，在电脑或手机中就集成了物理学、计算机科学、管理学、经济学、美学，以及对市场的调研和政府的相关政策等知识。

    科技黑箱是特殊的传播与共享知识的媒体，具有三大特点。首先，它使得每一个使用者——不仅牛顿，都能直接“站在巨人的肩上”继续前进。试想，如果要全世界的电脑使用者都透彻掌握电脑的工作原理，掌握芯片上的电子理论，那需要多少时间？知识正是通过科技黑箱这一途径而达到最大限度的共享。如今，计算机天才、黑客的年龄越来越小，神童不断出现，他们未必理解计算机的制作过程就能编写软件、破译密码。每一代新科技黑箱的出现，就为相对“无知识”的年轻一代的崛起与赶超提供了机会。其次，处在相对低端的科技黑箱往往与语境和主体无关，而处于高端的科技黑箱则需满足特定主体在特定场合乃至心理的需要。人们很少能对一把锤子做什么改进，而使用一个月后的电脑则已经深深地打上了个人的印记，这就说明，在认识变得简单易行之时，实践变得复杂和重要。最后，当科技为我们打开一扇又一扇门的时候，我们能拒绝它的诱惑不进去吗？而一旦进去，我们的行为能不受制于房间和走道的形状吗？表面上是使用者在支配科技黑箱，然而科技黑箱却正在使用者者“不知情”的情况下，对使用者施加潜移默化的影响，也就是说使用者被生产方对象化了。

    值得注意的是，科技黑箱在使科技知识被使用者广泛共享之时，也往往使这部分知识因共享而贬值甚至被人遗忘。那么还要不要学习集成于科技黑箱中已经贬值的科技知识，例如电磁理论、牛顿力学，甚至四则运算？这是一个很有意思的问题。技术所构成的平台还有一个历史维度。时至今日，历史上的很多技术已经失传或过时，但是也有相当多的技术流传至今，例如中国的针灸，以及散落在各古老民族中的特殊技法等科技黑箱都是如此。这提示我们，对于历史上存在过的知识应予宽容。此外，由于使用者不必从头学起即可操作科技黑箱，于是就可能发生对科技黑箱的滥用。科学技术是一把双刃剑，科技黑箱无疑会使得双刃剑的哪一刃都变得更为锋利。 

（摘编自吕乃基《行进于世界3的技术》）

可以救命的一氧化碳

    上世纪60年代，人们就知道身体组织受毒素、紫外线辐射、激素和药物等侵害时，血红素加氧酶－1（简称HO－1）会及时对抗相应的受伤和感染，此时体内会自然地产生少量的一氧化碳。不过，当时人们都认为一氧化碳是组织代谢的副产品。

    然而，美国科学家所罗门·辛德在1993年提出，一氧化碳在人体中扮演了一个有意义的角色。它有协助一氧化氮管理人体内部器官的功能，例如大肠的收缩、胃的排空等。但是，研究人员作了很多的努力之后，还是没有检查出一氧化碳在人体中的准确作用。

    由于一氧化碳对人体有益，一些科学家想把它用于临床治疗。然而，一氧化碳是有毒气体，使用稍有不当，就会对人类造成危害。一氧化碳能紧紧结合红细胞中的血红蛋白，形成羧化血红蛋白，使氧气无法载运到全身。当人体内20%左右的血红蛋白转变成羧化血红蛋白时，就会出现恶心、呕吐和晕倒的情况；当人体内40%左右的血红蛋白转变成羧化血红蛋白时，就会夺人性命。因此，有科学家反对把一氧化碳引入对人类的临床治疗。但美国的奥古斯丁·乔和弗里茨·贝奇称，医药界不该这么快拒绝一氧化碳的治疗潜力，一氧化碳疗法是紧急情况下最好的方法。

    2001年上半年，乔和贝奇领导的研究小组指出，患者吸入微量一氧化碳有助于防止器官的排斥反应。他们在进行老鼠心脏移植时，用一种叫“卟啉”的化学药品将HO－1封闭，一星期内老鼠有排斥移植的反应产生。但如果将老鼠置于含微量一氧化碳的空气中，则可以幸存。也就是说，吸入动物体内的微量一氧化碳可以完成H0－1所能完成的任务。这个实验也说明，20世纪60年代人们在研究HO－1时发现的一氧化碳不是代谢废物，而是在HO－1的作用下，人体为生理防御反应所产生的气体。

    2001年年底，美国的大卫·平斯基的实验表明，一氧化碳对肺移植手术也大有帮助。平斯基改变了一些老鼠的遗传特性，使它们缺少制造HO－1的基因，然后让它们和正常的老鼠一起进行模拟的肺移植手术。平斯基用夹子截断供应到老鼠左肺的血流，一小时后让它们重新恢复流动。结果正常老鼠的生存率为90%，而所有改变过基因的老鼠皆死于产生在肺中的血块。在进一步的实验中，当平斯基给改变过基因的老鼠呼吸微量的一氧化碳后，只有一半老鼠死于非命。目前，每年有数千人进行肺移植手术，失败率为30%，比其他器官移植的失败率要高，比如，肾移植的失败率只有10%。因此，医药学家希望把一氧化碳的治疗作用引入到肺移植手术中。目前也有一些医生把一氧化碳用于临床手术中，取得了一定效果。

科学中的对称

对称既然在人类历史上占有非常重要、非常基本的地位，哲学家和科学家很自然会想广泛地加以运用。1595年的时候，天文学家开普勒就曾经想用一些几何的对称来解释太阳系各行星轨道的直径的比例。他希望在一个球里面放一个内接的正方体，在这个正方体里面放一个内接的正三角体，希望用这些正多面体的大小比例来解释太阳系各行星轨道的大小比例。我们知道许多早期用到科学上的对称原理，并没有很大的成果，可是它们说明了科学家很早就对对称发生兴趣了。

对称在科学界开始产生重要的影响始于19世纪。发展到近代，我们已经知道这个观念是晶体学、分子学、原子学、原子核物理学、化学、粒子物理学等现代科学的中心观念。近年来，对称更变成了决定物质间相互作用的中心思想。（所谓相互作用，是物理学的一个术语，意思就是力量，质点跟质点之间的力量。）

 我今天要跟大家讨论的是对称观念对20世纪物理学的作用。我准备分下列几节来讨论：①、②、“群”与对称、守恒定律与对称、宇称守恒与左右对称、规范对称。最后，我想跟大家谈一下未来的发展。

①

1871年麦克斯韦发表了一篇题为《物理量的数学分类》的文章。麦克斯韦以及比他更早的一个数学家兼物理学家哈密顿，了解到物理里面所讲的量不止一种，有的叫作标量，有的叫作向量。标量没有方向，向量除了大小外，还有方向。这篇文章非常有意思，因为今天物理学常用的一些观念，这篇文章已经非常清楚地用一些几何图像表示了出来。比如麦克斯韦称为“内向”的观念，今天我们常把这个量叫作“散度”（即向外发散的程度），这是一个重要观念。另一个重要的观念叫作“旋度”。这些观念的引进都有赖哈密顿跟麦克斯韦的努力。

在另外一篇文章里，麦克斯韦把电学跟磁学的基本公式写了下来。这是19世纪最重要的物理学工作，麦克斯韦写这篇文章的时候，对于向量的观念虽然已经非常了解，却没有引进向量的符号。他所写的方程式的数目非常多，因为他把每一向量的不同分量都写了出来，一共写了20个方程式。这些方程式，今天我们用向量的方法可以简化。麦克斯韦方程式之重要，是没有方法在这里完全讲清楚的。今天一切关于电学、磁学和光学的了解，今天我们所看得见的关于电学、磁学的运用，包括发电机，包括无线电、电视、计算机，包括家里所用的一切电器，这一切，都是后来的物理学家根据麦克斯韦公式渐渐发展出来的。麦克斯韦公式可以说是对称原理在物理学里面第一个重要的贡献。

为什么说是对称原理呢？因为对称原理与方向和向量的关系非常密切，而我们所以能够把那20个方程式写成4个方程式，就是因为这20个方程式含有对称性，把这个对称性很根本地写到方程式里面去，就可以写出精而简的方程式。通过方程式的精简化、我们才可以把电磁学发展到更基本、更深入的程度。

                              ② 

在物理学里面对称的第二个重要的用途与晶体的构造有关。晶体的对称是非常明显的：一块很大的晶体，把它移动一个晶格的话，整个结构并不改变。这在艺术上也是一个很普通的观念。许多晶体大家都可能在艺术品上见过。事实上，今天我们家里浴室的地板都是这一类结构拼起来的。晶体的结构里有一个非常重要的观念，就是不变元的观念。我们把整个结构向右边移动一个格，图案不改变，这个不改变晶体的移动就叫作一个不变元。一个晶格通常有很多不变元。

对称与不变元有密切的关系。在19世纪经过长期研究以后，物理学家渐渐了解到下面这句话：晶体的许多性质，只决定于它的不变元的结构。了解清楚所有的不变元就可以了解晶体的很多性质。同时，两个化学成分完全不一样的晶体，假若它们的不变元完全一样的话，那么它们很多性质都是一样的，这是一个非常重要的原理。

对每一个三度空间的不变元结构，就有一种结晶。从19世纪末这项发现（即结晶一共有230种）发展出空间群的观念。空间群的观念，是从1830年到1893年的60多年间，经过许多重要的科学家的努力提炼出来的。在1890年左右，好几位科学家差不多。同时断定有230种不同的三维的晶体。这可以说是对称对于物理学的第二个重大贡献。

跟刚才所讲的有关的是一个很有意思的近代贡献。1955年克里克和沃森研究病毒结构的时候，理论上推测说有些病毒的蛋白质构造是一个正二十面体或者正十二面体。他们的这个推理极妙，因为十几年后，克鲁格跟他的一些合作者果然发现，某些病毒的构造正是相当完整的二十面。
 

（摘自杨振宁《对称与20世纪物理学》）

在动物世界里有没有相应的解毒办法呢？当然有。学会挑选食物，是对抗植物毒素的有效做法。在肯尼亚马萨伊马拉草原上，我们总能看到长颈鹿在悠然地嚼着金合欢的叶子。只要注意观察，你就会发现一个有趣的现象，长颈鹿并不会在一棵树上吃太久，很快它们就会移动到下一棵金合欢树。因为，如果只吃一棵金合欢树的叶子，很容易引起中毒。因为金合欢会“通风报信”。

金合欢含有特殊的化学武器——单宁。在通常情况下，树叶中的单宁含量并不高，毕竟合成单宁也需要消耗大量能量。长颈鹿在啃食树叶时，会释放出大量的乙烯，这些乙烯被金合欢感应到，接着金合欢就会提高叶片中的单宁含量。过量的单宁会影响到长颈鹿的消化系统，降低它们的消化能力，甚至引起死亡。所以，聪明的长颈鹿自然会找新的地方进餐了。

说到挑选食物，还有一个出名的例子，那就是在澳大利亚的桉树林中生活的动物，可能你已经猜到了，这个动物就是树袋熊（考拉）。桉树叶子是考拉的主要食物，但是并非只要是棵桉树，考拉都会吃。在澳大利亚分布着约 300 种桉树，但是考拉仅仅热衷于吃其中的三种桉树的叶子，分别是小帽桉、细叶桉和赤桉。这种现象其实也发生在大熊猫身上，如果可以选择的话，挑嘴的大熊猫就只愿意吃冷箭竹，像毛竹、麻竹这样的竹子根本就不入它们的法眼。

考拉如此挑选食物是有原因的。桉树可以说是将化学防御这件事玩到极致的植物之一。中国南方大片的桉树林根本不需要喷洒农药控制虫害，因为几乎没有动物能够解除桉树的防御武器。桉树叶片中含有大量的桉叶油，桉叶油的主要成分桉叶素有着特别的刺激性气味。虽然稀释过后的桉叶油也可以作为香精添加到人类的食品当中，但在高剂量下，桉叶油仍然有毒。对于食草动物而言，桉树叶是种“只可远观”的能源宝库。相对来说，作为考拉食物的三种桉树中的桉叶油含量远不如柠檬桉、蓝马里桉、辐射桉、丰桉这些应用于精油生产的桉树。

但是，桉树毕竟是桉树，即便是桉叶油含量稍低，但是终归有中毒风险的。为了应对这种高毒性低热量的食物，考拉的应对策略就是少吃多消化。一只成年考拉每天最多会吃下约400克的桉树叶，这仅仅是中国营养学会推荐的一个成年人每天需要吃下的蔬菜总量，但这却是一只考拉一整天的能量来源。

考拉会细嚼慢咽，尽可能地避免快速摄入大量的毒素。所以考拉的进餐时间通常约为 4-6小时，而吃饭快的人可能一天的进餐时间加起来只有十几分钟。考拉吃下去的桉树叶，进入胃肠道之后，其中活跃的微生物不仅能将叶片中的纤维素转化为考拉可以吸收的营养，更可以分解其中的毒素，避免中毒。而考拉的这种做法显然会带来一个问题，那就是必须“节能”，毕竟所有活动所需要的能量都依赖于这半斤八两的桉树叶。这也解释了为什么考拉总是懒洋洋的样子，因为它们根本就没有多余的能量进行剧烈运动，只能选择慢吞吞地生活。

要说到解毒能力，马铃薯甲虫必然是能数得着的狠角色。1824年，科学家首次在美国落基山脉东坡发现了这种甲虫，谁也没想到这种生活在野生杂草刺萼龙葵上的小小甲虫，最终变成了人类农业生产的“噩梦”。1855年，就在被首次发现的30年后，人们发现马铃薯甲虫开始啃食美国科罗拉多州马铃薯，并且它们的胃口出奇的好，所有的马铃薯叶片都是它们嘴巴里的美味，如果叶子被啃食得过于干净，它们还会去啃食马铃薯块茎。所到之处如风卷残云。因为最早的危害发生在科罗拉多，所以这种虫子也被称为“科罗拉多马铃薯甲虫”。目前，马铃薯甲虫几乎遍布整个北半球的主要马铃薯产区，成为农田一霸。

对于绝大多数动物来说，马铃薯的茎叶绝对不是什么好食物，因为其中富含以龙葵素为主的生物碱。说这些物质可以让动物闻风丧胆一点都不为过。首先，龙葵素可以抑制胆碱酯酶的活性引起中毒反应。胆碱酯酶被抑制失活后，乙酰胆碱大量累积，以致胆碱能神经兴奋增强，引起胃肠肌肉痉挛以及神经系统功能失调等一系列中毒症状。再者，龙葵素还能与生物膜上的甾醇类物质结合，导致生物膜穿孔，引起膜结构破裂。当龙葵素被吸收进入体内后，就会随着血液循环破坏胃肠道、肝脏等体内脏器的细胞结构。高剂量的龙葵素由于其表面活性作用可能会导致红细胞破裂，产生溶血。

所以人吃下含有龙葵素多的食物时，轻则出现口腔和喉咙刺痒的症状，严重者表现为体温升高和反复呕吐而致失水、瞳孔散大、呼吸困难、昏迷、抽搐，如果剂量更高则会因为呼吸系统麻痹而死亡。

但是，对于马铃薯甲虫而言，这些根本就不是问题。因为马铃薯甲虫体内拥有高效的解毒体系。在马铃薯甲虫体内活跃的细胞色素P450单加氧酶系统，这类特殊的蛋白质可以促使氧气与有机物结合，从而改变有机物的性质和活性。这个清除的过程，就像在垃圾焚烧厂焚烧垃圾一样清除有害物质，毕竟燃烧通常也是氧气与有机物剧烈反应的过程，只不过在生物体内这种垃圾处理过程会温和很多。至于细胞色素P450单加氧酶系统就像是点火系统，让马铃薯甲虫拥有了可以熊熊燃烧的抗毒小宇宙。

更重要的是，马铃薯甲虫对多种农药都有强大的适应能力，到今天人类手中的大多数农药已经无法对抗来势汹汹的甲虫大军。拟除虫菊醋类农药是用量最多的农药之一，但是对于马铃薯甲虫而言，这些农药几乎已经变成了饮料。就连新型的Bt蛋白(苏云金芽孢杆菌蛋白)类农药在对付马铃薯甲虫的时候也显现出了颓势。

（摘编自史军《植物塑造的人类史》)