太空垃圾——人类自设的隐患
人类为了追求更加清洁、优美的生活环境，采取了各种各样的方法治理地球上的垃圾等有害物质。但鲜为人知的是，在太空，成千上万吨垃圾正在不断地蔓延。它不仅             ， 而且还              ， 其中更令人不安的是，这些垃圾存在大量放射性物质                       。
太空垃圾是人类在进行航天活动时遗弃在太空的各种物体和碎片。如各种卫星的保护军及部件，各种火箭发动机在空间爆炸产生的残骸，核动力卫星及其产生的放射性碎片；宇航员在太空行走时丢弃的螺母、螺栓和螺丝刀等各种物体。这些东西如人造卫星一般按一定的轨道环绕地球飞行，形成一条危险的垃圾带。据统计，目前约有数千吨太空垃圾在绕地球“运行”，且数量正以每年2％至5％的速度递增。科学家们对太空中可能存在的近10万块废弃物表示担忧。由于这些物体通常以每秒10公里以上的速度运行，因此如果与其他物体相撞，每小块将产生相当于一颗手榴弹的爆炸力。一块仅有阿司匹林药片大的残骸可将人造卫星撞成“残废”，可将造价数亿美元的航天器送上绝路。1983年，美国航天飞机“挑战者”号与一块直径0.2毫米的涂料剥离物相撞，导致舷窗被损，只好停止飞行。
当宇航员在太空行走时，一块迎面而来、直径仅为0.5毫米的金属微粒足以戳穿密封的宇航服，人们肉眼很难看清的油漆片和涂料粉末也能给宇航员带来生命危险。
科学家还认为，大块的宇宙飞船残块将不断下落，进入大气层，一部分在大气层中烧毁，另一部分则掉在地球上。然而，飘荡在地球上空的核动力装置，尤其是核动力发动机的脱落更具有特别的危险性，它将对地球造成严重的放射性污染。据统计，到下个世纪，将会有100多个这种装置，含有1吨以上的放射性物质。1978年苏联带有核装置的“宇宙一954”星掉在了加拿大北部的土地上；1983年，“宇宙1420”号的反应堆芯落入南大西洋。幸亏这些地方人烟稀少，未造成严重后果。面对日益激烈的宇宙竞争，科学家们呼吁，应当及时制订新的法律和技术标准以减少太空垃圾，因为人类清除这些垃圾在技术上和经济上都相当困难。

天上有个“北斗”    地上自由“行走”

    ①北京时间2012年10月25日23时33分，在西昌卫星发射中心，“长征三号丙”运载火箭划破夜空，成功地将中国第16颗北斗导航卫星发射升空并送入预定转移轨道。

    ②这是一颗地球静止轨道卫星，它将与先期发射的15颗北斗导航卫星组网运行，形成覆盖亚太大部分地区的服务能力。根据计划，北斗卫星导航系统将于2013年初向亚太大部分地区提供正式服务。

    ③北斗卫星导航系统对于提高我国的国际地位、促进经济社会的发展、保障国家安全等许多方面，无疑都具有十分重大的意义。但是，对于老百姓来说，北斗距离我们的生活是远还是近？其影响又有几何呢？

    ④从定义上来说，卫星导航是利用导航卫星发射的无线电信号，求出载体相对卫星的位置，再根据已知的卫星相对地面的位置，计算并确定载体在地球上的位置的技术。简单地说，就是利用天上的卫星，准确地知道地球上某地某物的位置。就我们的生活而言，常用的百度地图、驾驶路线导航、大众点评的美食定位等等都是基于卫星导航系统的应用。

    ⑤对于古代皇帝来说，管理疆土可不是一件容易的事情，就算有日行千里的宝马通风报信，但是在广袤疆土上发生的大小事情还是很难及时传达到皇帝那里，并及时进行处理和回复。但是现在卫星导航系统的发展和应用，就让我们可以随时知道世界另一端发生的事情了。

    ⑥全球第一个卫星导航系统由美国建立，在1967年开始民用。卫星导航系统概念的提出已有30年，但卫星导航全球性大众化民用刚刚开始，真正应用只有十来年。

    ⑦通常卫星导航的应用市场可以分为三大方面：专业市场、批量市场和安防市场。而有很多应用是和我们生活息息相关的，比如徒步旅行者、野外工作人员和户外活动者现在常应用袋式GPS定位器，配上电子地图，可以在草原、大漠、乡间、山野或无人区内找到自己的目的地。还有城市中车辆的监控管理、汽车导航与信息服务、行驶路线规划等都是日常生活中的应用。再比如，我们现在使用的车载报警装置、车载防盗装置、车载导航装置等等，都使用了卫星导航系统。

    ⑧也许有人要问：现在我们出门用手机搜地区、搜路线这么方便，已经有可以使用的系统了，为什么还要花大力气研究北斗卫星导航系统呢？

    ⑨殊不知，虽然现在的卫星导航系统应用上已经成熟，但使用的都是外国的技术和设备，在中国国内导航市场，美国的GPS更是占据了95%以上的市场份额。而北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星定位与通信系统(CNSS)，是继美全球定位系统(GPS)和俄GLONASS之后第三个成熟的卫星导航系统。建设北斗卫星导航系统，对于提高我国的国际地位、促进经济社会的发展、保障国家安全等许多方面，都具有十分重大和特殊的意义。

    ⑩短短8年时间，中国完成了16颗导航卫星密集发射的壮举。经过一段时间组网调试运行后，系统将具备稳定连续地覆盖包括中国在内的绝大部分亚太地区的服务能力，为用户提供定位、导航、授时以及短报文通信等服务。

数字时代，我们的大脑被改变了

    ①我们知道，人类的大脑是可塑的，当人类生活方式发生改变时，大脑也可能发生变化。从远古人类首次发现如何使用工具开始，人类的大脑就受到迅速而明显的影响。数字时代，我们的生活方式发生了巨大的变化。当我们每天离不开网络、离不开手机时，我们的大脑是否也被改变了？

    ②科学家认为，对网络科技的深度依赖，改变了人类的思维方式。这在阅读时表现得最为明显。对书籍的深阅读与在网页上那种为了获取信息而进行的浅阅读是不一样的。美国技术专家尼古拉斯•卡尔在《网络也有黑暗一面》一书中写道：“过去几年中，我一直有一种不舒服的感觉，觉得某些人或某些东西正在改变我的大脑，我目前的思考方式与过去相比已经截然不同，当我阅读时，能最为强烈地感觉到这一点。持久地阅读一本书或一篇长文，曾经易如反掌，我曾耗费数个小时徜徉在长长的文字里，我的大脑能够抓住叙述的演进或论点的转折，从而进行思考。但如今不再如此，往往阅读两三页后我的注意力就开始漂移了，我感觉我一直在试图将自己任性的大脑拽回到书本。”

    ③对书籍的深阅读需要耐心，而数字阅读堪称“耐心杀手”。以微博为例，浏览一个微博页面只要几分钟，眼睛在每条微博上停留的时间只有几秒。不断地扫视、浏览、搜寻感兴趣的关键词、点击阅读——这个过程因为信息的丰富、多样而足够刺激，但显然不足以锻炼耐心。一本优秀的图书通常是有内在的逻辑框架的，只有进入这一逻辑框架，才能说是阅读。而网络内容特别是微博这样的社交媒体每一条都互不关联，跳跃性的阅读当然谈不上逻辑了。互联网在给人们提供信息盛宴的同时，也使我们的思维“碎片化”。

    ④数字时代，人类的大脑结构也被改变了。由于互联网和智能手机已经渗入到日常生活中，人们对触摸屏情有独钟。一些人因为在智能手机上面频繁敲敲打打而被戏称为“拇指族”，但是，就是这样一种看似简单的重复运动却在不断塑造着人们的大脑。在一项实验中，瑞士苏黎世大学神经科学家邀请37位手机重度用户参与实验，其中26人用智能触屏手机， 11人用普通按键手机。他们将电极连接在这些参与者头部，测试他们的拇指、食指和中指在使用手机时，大脑皮层的反应。科学家记录下这些参与者10天的活动。结果显示，大脑皮层中拇指控制相关区域活跃度更高的是用触屏手机的人，而使用按键手机的则没有明显变化。使用触屏手机的次数越多，大脑皮层相应区域更加活跃。在数字时代长大的“数字原住民”，因长时间用拇指上网和操控智能手机，从而改变了大脑形成神经通路的方式。

    ⑤数字时代，人们更加善于利用社交网络与人交往，但在现实生活中与人交往的能力却越来越弱。多动症、自闭症、抑郁症、躁狂症和多任务癖好等现代疾病，与过度上网和玩视频游戏等有着密切的关系。

(选自《百科知识》2015.03A，有删改)

改变世界的第三个“苹果”

    ①有人说，历史上有三个苹果改变了世界，一个是夏娃的苹果，一个是牛顿的苹果，还有一个就是乔布斯的苹果。

    ②乔布斯的这个“苹果”，在计算机行业中几起几落，如今又杀进了通讯领域。自从2010年市值超过微软以后，2011年第一季度iPhone的销售额达到了123亿美元，大大超过了长期领先手机行业的诺基亚（94亿美元），跃身为全球最大的手机厂商。最近又爆出，苹果的现金储备超过700亿美元，一举超越了诺基亚、RIM、HTC和摩托罗拉移动这四家竞争对手市值的总和。除三星外，苹果可以用现金收购其他任何一家手机厂商。就一家企业来说，这是非常惊人的，也是史无前例的。

    ③在传统计算机领域，苹果的台式机和笔记本，至今仍是一些发烧友和专业图形工作者的宠儿，充其量也还是一个“小众产品”，而其在手机市场的表现，就大不相同。

    ④早在2007年，苹果就把自己的名字从“苹果电脑公司”改为“苹果公司”，表明了进军手机领域的信心。虽然苹果手机的总市场份额还不及诺基亚，但它已经稳稳地占据了市场的高端。

    ⑤当今手机的竞争领域，也在随着时光前行而不停扩展。先是硬件。所有的厂商都希望以最优成本提供最好的硬件，元器件制造商如芯片厂商英特尔、高通等的竞争也非常激烈。这种竞争会使手机硬件性能快速提升，价格快速降低。在这一方面，苹果的优势并不明显。

    ⑥还有手机的操作系统。当今的对阵形势是，苹果的iOS系统VS三星、摩托罗拉等大多数厂商使用的谷歌Android系统。虽然诺基亚加入了微软的WindowsPhone7阵营，但结果还不明朗。未来，苹果能否领先，还要看iOS系统的后续研发能力如何。丰富的应用程序也是赢得手机用户青睐的法宝。现在众多的第三方开发者更愿意为苹果的iOS和谷歌的Android开发程序，支持其余操作系统的开发者实在是门可罗雀。相比之下，由于iOS系统的稳定性和可靠性，更多开发者还是会首选在iPhone上进行开发，获得成功后再移植到Android的平台，在这里，苹果手机比Android手机有着更大优势。设计二字就不用多说了，苹果已经证明，好的设计能让消费者为之疯狂。苹果把手机当做一种时尚消费理念灌输给消费者，形成了一种“崇拜”。这一点目前无人可及。

    ⑦当然，苹果称霸的原因，绝不仅仅在于为人称道的时尚设计，也不仅仅在于明星产品创新，更关键的是，苹果创造了一个崭新的商业模式。正是商业模式的改变让苹果改变了过去传统电脑厂商的暮气，成为3G时代的领航者。

    ⑧商业模式创新比产品创新和服务创新更为重要，有时并不亚于伟大的技术发明。苹果的产品并没有什么特别前沿的技术，也往往不是业界第一个吃螃蟹的人 ， 但是能够在合适的时机将合适的技术以最适合消费者体验的方式设计出来，从而为用户带来不可替代的价值。这就是苹果与其竞争对手有所不同的地方。

    ⑨这些模式属于苹果，这个苹果属于乔布斯。比尔·盖茨曾这样评价乔布斯：你可以不喜欢他，但你不能忽视他。就是这样一个让人爱又让人恨的人，仅仅拿着咬了一口的“苹果”就引发了一场信息革命。

（选自《走进改变世界的第三个“苹果”》，有删改）

地球“元老”—蓝藻

    ①“你知道地球上最早出现的植物是什么吗？蓝藻！已知最早的蓝藻类化石发现于南非的古沉积岩中，是约34亿年前地球上已有生命的证据。巢湖蓝藻科普馆展厅的醒目位置有如是文字介绍。但是近年来，蓝藻，这位地球上的“元老”，却总是困扰着巢湖这颗淡水明珠。

    ②蓝藻是藻类生物，又叫蓝绿藻，在所有藻类生物中是最简单、最原始的一种。大约34亿年前，蓝藻就出现在地球上，在漫长的生命演变中，周而复始地生长、死亡。

    ③蓝藻种类繁多，按色素的颜色划分，大致可分为三类：绿藻、褐藻和红藻。蓝绿藻（如海莴苣和水绵）只有绿色色素—叶绿素；褐藻（如墨角藻属植物）只有褐色和黄色色素；红藻则含有红色和蓝色色素。

④蓝藻的主要特点相当与众不同，它脾气古怪、性格多变。蓝藻是地球上最早的光合放生物，对地球从无氧大气环境变为有氧大气环境起了重要作用。白天它们将二氧化碳同化为有机碳化合物，并且释放出氧气，但在黑夜时它们一般又会吸收氧气。蓝藻细胞内含有蓝藻毒素没有死亡时一般不污染水体，是大自然和谐的一份子。但当其破裂或死亡时，就会发出恶臭，毒素也会被释放到水中。蓝藻还具有浮力调节机制，大部分蓝藻细胞内含有气袁，提供浮力，可调节自身在水体中的分布。这一功能使得蓝藻在水生生态体统中占据优势，它们能调节自身在水体中的位置，以适应外界环境条件的变化（包括水体富营养化），但是它们和蓝藻水华（水华：蓝藻爆发时形成于水面的臭味浮沫）的形成也有着撇不清的关系。

    ⑤蓝藻与人类关系错综复杂。作为自然界生态系统的一部分蓝藻像人类和睦相处着，在初夏时节随风飘荡在无垠的湖面。但是，随着人类活动的频繁，蓝藻对饱受污染的水体发出了无声的抗议。在富营养化的水域，它们形成气囊浮出水面并且迅速繁殖，在水面形成一层蓝绿色而有恶臭味的浮沫（水华）。这些原本温顺的蓝藻，在高温、阳光、营养物质的影响下，逐渐变成恶魔：它们大面积聚集，释放毒素，散发恶臭，耗尽水中氧气而造成鱼类死亡，甚至严重影响了人类的生产生活。

    ⑥蓝藻水华有明显的季节性，巢湖水华一般多发生在6月至9月。那么究竟该如何防控蓝藻呢？以巢湖为例，首先要加强监测预警。省环保厅每年4月启动巢湖蓝藻应急防控工作，同步启动蓝藻加密监测。其次，打捞应急机制必须健全。强化蓝藻应急处置，成立专业打捞队对沿岸重点区城实施近岸打捞。最后，流域治理控源截污，改善环湖河道水质，才是抑制蓝藻水华的治本之策。

（选自《安徽日报》，有删改）

为什么能用核磁共振检查身体

肖能超

    ①核磁共振是基于量子物理和微波技术的一种检测方法，可以精确地测出物体内的原子核的位置和种类，从而实时地绘制出物体内部图像，在医学和工业上获得了广泛的应用，具有极高的科学和应用价值。核磁共振仪器不使用放射性同位素，不产生电离辐射。在有些地方，医生考虑到患者对“核”的恐惧心理，常称其为“磁共振成像”。

    ②核磁共振成像的“核”指的是氢原子核。人体的70%是由水组成的。原子核带正电，具有自旋，会形成电流，从而产生磁场，因此每一个原子核都49个小磁铁。把物体放置在磁场中，原子核与外磁场发生相互作用，处于不同自旋状态的原子具有不同的能量；用适当的电磁波照射它，"-5外加电磁波的能量等于不同状态的原子核的能量差时，原子核与外加的电磁波发生共振，从低能状态“跳跃”3，1高能状态；去掉外加的电磁波，处于高能状态的原子核又会把一部分能量以电磁波的形式发射出去，被检测出来。

    ③分析这个信号在物质内部不同结构中的衰减情况，就能反推出运动的原子核分布图像，经计算机处理后可以重建出物质内部精确的三维立体结构和运动情况。这等于说：我们能够直接从外面拍摄物体内部结构和变化情况，就像长了火眼金睛的孙悟空。人体组织中含有大量水和碳氢化合物，氢核的核磁共振灵活度高、信号强，所以通常选氢核来对人体进行成像。人体中各种组织间含水比例不同，信号强度有差异，从而把各种结构分开，把正常组织和病变组织分开，非常便利。

    ④核磁共振成像不仅成像清晰精细，还是目前少有的对人体没有任何伤害的安全、快速、准确的临床诊断方法。如今全球每年至少有6000万病例利用核磁共振成像技术进行检查。

    ⑤随着核磁共振成像技术的迅猛发展，功能性核磁共振成像技术亦日趋成熟，这一技术有很多重要应用．比如研究人类大脑。1990年日裔美籍科学家小川诚二发现，血液氧气含量不同时，产生的核磁共振图像有细微变化，利用这些变化可以显示大脑各区域内静脉毛细血管内的血液状态的变化。由于大脑活动区域的神经元消耗大量能量，需要迅速补充含氧血液，这一区域的核磁共振信号远高于大脑中思维活动不活跃的区域。根据这一发现，核磁共振成像能描绘活体大脑组织活动的时间和空间位置，实时观察大脑活动。可以对被研究人员持续进行同一类型的刺激，比如观看图片或听音乐，对比另一组受到不同刺激或者进行休息的被试人员，通过对比来分析出特定刺激影响了大脑的哪部分区域，这样就能观察脑和思维的关系。这是一种无损、动态、高速大脑活动探测器。

    ⑥有理由相信，核磁共振成像仪不仅能透视人体内部结构，未来还可能成为人类思维的阅读器。

（选自2017年8月31日“科普中国网”）