超级坚强动物
      ①世界上最坚强的动物是什么？最近，欧洲空间局的研究人员宣布，他们利用无人太空舱所得的航天实验数据发现，世界上最坚强的动物是一种我们肉眼看不清楚的水熊虫。
      ②2007年9月，一批水熊虫搭载欧洲航天局发射的“光子-M3”无人飞船进入太空，接受严峻的生存考验。研究人员希望用一些容易生存的物种，来测定太空中严酷环境下的生物反应。他们选择了两种水熊虫——大黄水熊虫和小斑水熊虫进入太空舱。10天之后，在能够立即让人类和其他绝大多数生命体丧命的太空环境中，所有大黄水熊虫和大部分小斑水熊虫都未能通过测试，牺牲在茫茫太空之中。但有10%的小斑水熊虫尽管停止了一切生物活动，却奇迹般地活了下来，活生生地回到地球，成为了“航天英雄”。
　　③太空的真空和低温对于许多可以休眠的生物来说，没有什么大不了的，但它们最怕的是太空中的超强辐射。比如太空中的紫外线辐射强度是地表的1 000倍，在太空强烈紫外线的照射下，大黄水熊虫的一些细胞遭受紫外线灼伤而坏死，从而导致大黄水熊虫死亡。在完全开放的太空，只有10%的小斑水熊虫能够忍受如此极端的考验。存活下来的小斑水熊虫在结束太空之旅后，甚至仍具有良好的繁殖能力，产下了一些“水熊虫宝宝”。            
      ④研究人员推测，小斑水熊虫肯定有一种独特的细胞机制可以修复辐射造成的伤害，或者它们有办法直接抵御太阳辐射。这是人类迄今为止发现的唯一可以在这类恶劣条件下存活的动物。这种虫子居然能在真空、超低温和强太阳辐射等多重极端恶劣环境下生存10天。
      ⑤除此之外，水熊虫在地球上的超强忍耐力也早就为科学家所熟知。水熊虫虽然生活在潮湿的环境中，但是它们有超强的耐旱能力，能够进入脱水状态。当栖息环境处于干燥状态时，它们停止所有新陈代谢，处于一种假死的休眠之中，甚至能这样“假死”数十年，直到有一滴水来唤醒它。

放射性同位素——核辐射的主角

    ①同位素就是一种元素存在着质子数相同而中子数不同的几种原子。由于质子数相同，所以它们的核电荷和核外电子数都是相同的，并具有相同核外电子排布。由于最外层电子数相同，因此原子核的某些物理性质也有所不同，例如放射性，并不是所有同位素都具有放射性，有放射性的同位素称为“放射性同位素”，没有放射性的则称为“稳定同位素”。大多数的天然元素都由几种同位素组成，目前已知的稳定同位素约___种，而放射性同位素竟达____种。

    ②一般来说，原子质量很大的金属，像钚、铀、镭等，都具有较强的放射性，在化学元素周期表中，锕系元素和镧系元素以及铀元素全部带有放射性。另外某些原子质量小的同位素也带有放射性，如碳14、钴60。

    ③放射性同位素的原子核很不稳定，会不间断地、自发地放出射线，直至变成另一种稳定同位素，这就是所谓的“衰变”，放射性同位素在进行衰变的时候，可放射α射线、β射线、γ射线，α射线、β射线对人体危害不大，而γ射线对人体有较大的伤害，会诱发人体基因突变。

④放射性元素的原子核有半数发生衰变时所需要的时间，叫半衰期。换言之，半衰期是指某个样品中一半的原子核发生衰变所需的时间，不同放射性同位素的半衰期差异很大，短的只有几天、几个小时、几分钟，甚至不到1秒钟。长的却达几千年、几万年，甚至是几亿年、几十亿年，例如，日本“3·11”地震及海啸引发的核辐射中的碘131的半衰期约为8天，铯137为30年，钚239为24000年，铀238则为44.7亿年。半衰期越短，其原子越不稳定。

    ⑤经过连接的几个半衰期后，放射性同位素的活度会因衰变而减至初始活度的l/2、1/4、1/8，等等。这意味着我们可以预测任何时候的剩余活度。随着数量的减少，放射性同位素所发出的辐射也相应地减少。

    ⑥放射性同位素释放的放射线能够破坏活的细胞，对人体造成巨大的伤害，但在医疗上，可以用来杀菌消灭微生物，并且可以用来杀灭癌细胞等。放射线也具有很强的贯穿能力，它可以用来观察固体内部的目标，就像X射线那样用于病灶的检查。在工业上，放射性也有很多应用，例如用β射线来测量纸的厚度，用γ射线照片来检查机器内部结构等。

    ⑦当然，如果应用不当，核辐射也会造成难以估计的损失。

AI是如何做决策的？

吕之品

    ①最近一段时间，AI（人工智能）被炒得神乎其神，似乎它无所不能。但事实上，据社交网站“脸谱”披露，要想欺骗AI把某个不存在的东西当作真实存在，比你想象的要容易得多。

    ②譬如，在一张高清晰度的图片中，随机地降低某些地方的像素。这么一点微不足道的变化，人眼根本难以觉察，也不会影响我们的判断；但AI却能觉察出来其中的差异，并因此严重干扰了判断，比如说把图中的猫误认作了狗。

    ③这个低级错误揭示出当前AI的一个重大缺陷：太拘泥于细节，“只见树木，不见森林”，让无谓的细节影响了对整体的判断。如果这个弱点被黑客利用，后果将不堪设想。他们将能够操纵无人驾驶汽车狂奔，无视红绿灯；或者让犯罪嫌疑人轻易躲过AI控制的监控摄像头。

    ④为了解决这个问题，这就需要我们先去了解AI是如何自我学习，如何做决策的，但这一直是个难题。因为AI在自我学习过程中，经过海量的数据训练之后，会自创一套决策规则，但它最后创立的规则到底是什么，这对于AI的设计者有时候都是一个谜。这一点其实跟人也是相似的。譬如，老师在课堂上向你传授知识，但你是如何把这些知识点组织起来的，他也不见得清楚。

    ⑤最近，美国布朗大学的克里斯·格林和他的同事开发了一个系统，有望突破这个困难。这个系统能够分析，当AI对一个图像做判断时，它是根据图像的哪一部分做出判断的。为开发这个工具，研究小组用数码噪声依次替换图片的一部分，看看这样替换之后，是否会对AI的判断产生影响。如果AI改变判断，那说明图片的这块区域可能正是影响AI判断的关键所在。

    ⑥格林在给图片分类的一个AI上测试了他的系统。这个AI被训练把图片分成10个类，包括飞机、鸟、鹿和马等。格林的系统能够暗中查看，当AI对图片进行分类时，什么是它所倚重的，什么是被它忽略不计的。结果表明，AI先是将图片上的物体分解成不同的元素，然后搜索图片中的每一个元素以确定把图片归到哪一类。

    ⑦举个例子。当AI观察马的图片时，它首先关注的是其腿部，然后，寻找它的头部。在观察鹿的图片时，它也采用类似的办法，不过在关注了鹿的腿部之后，它接下去搜寻的不是头，而是鹿角，因为鹿角是最能把鹿跟其他动物区别开来的，所以鹿角被置于优先的地位。至于图片的其他地方，则被AI完全忽略了。

    ⑧从这里我们看出，AI做决策的过程迥异于我们人类。我们是不会如此拘泥于局部的。面对一张鹿的图，即使把它的角打上马赛克，我们也还是可以根据分叉的蹄子认出鹿来的，但对于“死板”的AI，它很可能就把它认作驴了。

    ⑨格林的软件可以帮助我们测试现有的AI，以便确保它们下判断时，关注的是我们认为重要的东西，这对于改进AI有重要的价值。

（选自《大科技·百科新说》2018.05B有删改）

啄木鸟真的是益鸟

周大庆

    ①啄木鸟一直被人们誉为“森林医生”，是益鸟。但近日，一篇宣称啄木鸟的“啄木”行为破坏树木、加速树木死亡的自媒体文章广泛传播，称啄木鸟绝非“益鸟”。事实真的是这样吗？

    ②其实，鸟本无好坏之分。无论是啄木鸟，还是其他鸟，都是人类的朋友。人类往往按照是否有利于农林业生产经营、是否造成经济损失等，将鸟划分为“益鸟”或“害鸟”。然而，从生物多样性保护的角度看，所有鸟类都是生态系统的组成部分。正是多样的生物促进了整个生态系统的动态稳定，为人类提供了赖以生存的自然环境。

    ③啄木鸟确实偏好在“生病”的树上觅食，科学工作者野外观察发现，啄木鸟的啄洞虽然会为某些病菌、害虫的滋生提供入口，但是，一般来说，不会导致树木死亡。即使啄洞会导致少量树木死亡，对于整个森林生态系统而言也基本没有影响，因为森林本身就是一个动态系统，树木有生有死，整个森林生态系统才会健康运转。

    ④从促进生物多样性的角度来说，啄木鸟发挥着重要的积极作用。啄木鸟属于初级洞巢鸟，自己开凿树洞并在洞内繁殖。同时，还为次级洞巢鸟（指没有啄洞本领，需要利用啄木鸟的旧洞进行繁殖的鸟类）提供“住所”。例如猫头鹰和大山雀，它们很多时候就需要利用啄木鸟的旧洞进行繁殖。如果某区域没有初级洞巢鸟，那么次级洞巢鸟也很可能消失。不仅如此，啄木鸟的啄洞还能为花鼠、貂等哺乳动物提供繁殖栖息场所。可以说，啄木鸟在整个森林生态系统的群落组织方面发挥着举足轻重的作用，是名副其实的“基石”物种。

    ⑤此外，啄木鸟“森林医生”的称号可名不虚传。山东省泰安林科所（今山东省泰山林科院）在1000多亩杨树林中连续了年开展实验，研究发现啄木鸟对天牛、柳瘿虫、黄刺蛾等害虫都有很好的防治作用。其中，仅光肩星天牛就由原来100株树80个幼虫降低至0.8个幼虫。

    ⑥可见，啄木鸟对森林生态系统的影响总体上利远远大于弊，真的是“益鸟”，值得大家携手保护。

（选自《光明日报》，有删改 李传鹏输入）

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