谁来叫小草起床

       ①春天的清晨，我很不情愿地压下叮叮作响的闹钟，一天的工作生活就此展开。窗外，枝头的绿芽探出了头，小草也钻出了被春雨润湿的土层，迎春花早就迫不及待地用黄色的花瓣来迎接春天了，自然界全然没有了冬日的萧索。那又是谁把这些花花草草们唤醒，来参加这春日的聚会呢？

       ②都说春风吹绿了小麦，细雨唤醒了桃花，实际情况并非如此。在春风细雨敲门之前，西北风和雪花已经去叫它们起床了。西北风叫早？对，没错，是西北风。

       ③对于像小麦、桃树这些生长在温带的植物来说，春天开花的好处显而易见：可以延长果实和种子的发育时间，在严寒到来之前，完成繁育下一代的任务。当然，在这个过程中，还有大量进行光合作用的绿叶为其提供营养保障。试想一下，如果苹果树在秋天开花，幼小的果子恐怕会被霜冻赶下枝头。

       ④为此，这些植物“设计”出了一个特别的开关﹣﹣ FLC基因 ， 这一基因及其表达的蛋白质的任务就是阻止赤霉素的积累，而赤霉素正是促进花芽发育的关键物质。这样，基因就可以限制植物开花了。

       ⑤当温度降低时，植物中的某些特殊的基因苏醒过来（注意，并不是编码赤霉素基因，它们平常因为结合着甲基基团而处于休眠状态），这些基因的表达产物会“束缚”FLC基因的手脚，使 FLC 基因暂时失去对赤霉素合成途径的掌控能力，这样，赤霉素工厂开始生产了。当然，这个关闭过程需要足够长的时间，才能生产出足够量的赤霉素以及其他促进开花的物质，比如，冬小麦要在 0～3℃的环境里，忍受 40～45 天的冰冻，才能抽穗开花。这之后，冬天最严寒的时间也过去了，做好准备的花朵就可以在春风中绽放了。因为跟春暖花开有关，这个过程被安上了“春化作用”的名头。

       ⑥有读者可能会想，在漫长的冬季中，只有一个月左右的保险时间，如果在这段低温之后，突然出现“小阳春”，这些植物还不得顶着西北风开花啊，这个问题植物也想到了。

       ⑦除了气温一天天上升，春天的日照时间也在一天天加长。聪明的植物也懂得在白天足够长的时候才开花。对于小麦来说，当太阳每天在天空中游荡超过14个小时的天数超过20天，它们才会启动开花程序。

       ⑧更有意思的是，“感觉”光照时间变化的并不是花芽本身，而是那些绿油油的叶片。在叶片中有一种被称为 FT 的基因，只有叶片每天享受足够时长的“日光浴”，这个基因才会开始工作，产生作为催促花芽发育信号的信使核糖核酸（mRNA）。这些信使核糖核酸会被运送至茎尖部位，与掌管发育的 API 基因（掌控花萼和花瓣形成的基因）共同作用，进而分化出美丽的花朵。

       ⑨顺便说一下，信使核糖核酸通常是细胞内的通讯工具，但是很容易被降解。所以，在叶片中由 FT 基因指导合成的 mRNA 是如何被搬运到花芽中去的，一直是困扰科学家的一大难题。根据最新的研究，这些信使核糖核酸从叶片进入复合体，进而在蛋白质的护卫下，顺利前往茎尖。

       ⑩花花草草们经历了春日的成长和开花，夏日果实的孕育，秋日的硕果累累，寒风吹起之时，它们也要结束一年的工作休息了。

又冷又干燥的南极，风景也是很特别

    ①南极的自然条件太特殊：这里极度严寒，年平均气温-25℃；内陆地区甚至达到-60℃，比北极冷很多；这里又很干燥，空气湿度堪比撒哈拉沙漠；这里常常狂风肆虐，有地球上少见的12级以上大风，最怕的是“白化天气”——大风卷起地表的雪粒，遮天蔽日，能见度只有几米，人完全不能在户外活动，会被大风吹走，穿得再多也会飞速失温；这里还有长达半年的黑夜和太阳总是低垂的白天……在这片不适宜人类生活的大陆上工作，南极科考队员要经受非凡的艰险，却也能看到常人无缘得见的瑰丽风景。

    ②南极大冰盖极其特殊，它虽然集中了全球70%的淡水，但是严苛的自然条件却拒绝了几乎所有生物，更吞噬过不少勇敢的人类生命。迄今为止，虽然南极已经有70多个科学考察站，但位于内陆冰盖之上的，也不过寥寥数个。冰盖雪原总体看似平坦，实际上地表却很崎岖，冰雪被风吹出各种奇特的造型。

    ③大冰盖之上放眼四望，白茫茫的一片：有时360度都是平直地平线；有时又一个坡连着一个坡，高高低低，让人晕头转向。脚下的冰雪，有时坑坑洼洼却硬似铁石，雪地车一小时只能走三五公里；有时平整光滑却格外松软，人走过去，突然塌下一片，露出下面无底的蓝色冰洞……

    ④南极大陆四面环海，科学家通常把南纬60度以上、环绕南极的海域称为“南大洋”或“南极海”，国际学界往往也把它视为第五大洋，与太平洋、北冰洋、印度洋和大西洋并列。南大洋贯通南极一圈，影响大气环流，导致南极地区比北极更冷。每年冬天，南大洋有上千万平方公里的海域冰封，让南极洲的冰雪面积比夏天增加一倍之多。从中国极地科考船“雪龙号”的甲板望向前方，如同一片白茫茫的冰原，看不出半点海水的痕迹。虽然前方是海，但是科考船并不能乘风破浪。

    ⑤即使在夏季，海里依然有大量的冰，足够高大的称“冰山”。人类记录过的最大冰山，宽40公里、长350公里，相当于半个海南岛。在南极海域，冰山和岛屿远看还真是不好分辨。冰山虽然硕大无比，却能快速移动。南极考察队员们有时会发现，昨天还阻住前路的冰山，一宿大风之后就漂走了，让人怀疑是神仙帮忙搬运的。

    ⑥除了大冰山，南极有时还会形成奇特的荷叶状浮冰。形成这种冰，一般都需要水面比较平静、同时气温又非常低。一片片白色的浮冰如浮萍般漂在海面上，因为相互摩擦，冰块失去菱角，又因低温继续凝结，最后形成椭圆、近似薄饼的形状，被称为“荷叶冰”。从雪龙号上拍摄的海面看，这是南极海面开始结冰的状态，很多小而薄的冰片浮在海水表层。除了南极之外，其他地方非常罕见。海冰没少给南极考察添麻烦，科考船难保会被浮冰困住。有时大块海冰融化过程中，因重心变化而“翻身”，激起的巨浪可以掀翻任何船只。

    ⑦地球每次出现极光，都是南北两极同时发生的。不过看极光，大多数人都是在北极，见过南极极光的人很少。因为即使有幸踏足南极，大多数人也都是在夏季，极昼天始终亮着，有极光也看不见。而冬季天黑有利于看极光，却少有人驻留了。

    ⑧我国南极科考站中，中山站和长城站都是有越冬队员驻守的全年站，纬度更高的中山站是观赏极光的好地方。欣赏绚丽的极光，是对南极越冬队员的特有奖励。

    ⑨除了上面讲到的冰盖、海冰、极光之外，南极大陆也有山岳，由于这里温度低、风力强，对山岩的塑造很有特色，想要继续了解南极的山岳，记得去看11月的《博物》特别策划——极之风景。（原文有改动）

熠熠发光的虚拟现实技术

刘露

    2010年上海世博会已在全球瞩目之中落下了帷幕，但是，“永不落幕”的网上世博会却依然吸引无数游客的眼球。世博史上首个“在线世博”成为中国举办世博会的一大创举，“在线世博”充分利用和借助3D、虚拟现实和互联网技术将上海世博会的精彩内容以虚拟和现实相结合的方式呈现出来，打造出一个能够进行三维体验和互动交流的综合性网络平台，为世博会插上数字化的翅膀，使世博会得到更广泛的传播。上海世博会惟妙惟肖的网上展馆以及2.8亿次的点击访问量，已经让虚拟现实技术展现出了巨大的吸引力。

    虚拟现实是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机系统。它充分利用计算机硬件与软件资源的集成技术，提供了一种实时的、三维的虚拟环境，使用者完全可以进入虚拟环境中，观看计算机产生的虚拟世界，听到逼真的声音，在虚拟环境中交互操作，有真实感，可以讲话，甚至能够嗅到气味。

    虚拟与现实两词具有相互矛盾的含义，把这两个词放在一起，似乎没有意义，但是科学技术的发展却赋予了它新的含义。

    虚拟现实的关键技术可以包括以下几个方面：1、动态环境建模技术；2、实时三维图形生成技术；3、应用系统开发工具；4、系统集成技术。使用者不仅能够通过虚拟现实系统感受到在客观物理世界中所经历的“身临其境”的逼真性，而且能够突破空间、时间以及其他客观限制，感受到真实世界中无法亲身经历的体验。

    现在虚拟现实技术已经和理论分析、科学实验一起，成为人类探索客观世界规律的三大手段。当人们需要构造当前不存在的环境（合理虚拟现实）、人类不可能达到的环境（夸张虚拟现实）或构造纯粹虚构的环境（虚幻虚拟现实）以取代需要耗资巨大的真实环境时，就可以利用虚拟现实技术。

    虚拟现实技术的应用前景十分广阔。它始于军事和航空航天领域的需求﹣﹣早在20世纪70年代，美国便开始将虚拟现实技术用于培训宇航员。随后，这种省钱、安全、有效的虚拟方法被推广到各行各业中。例如，克莱斯勒公司1998年初便利用虚拟现实技术，在设计某两种新型车上取得突破，首次使设计的新车直接从计算机屏幕投入生产线，也就是说完全省略了中间的试生产过程。

    近年来，虚拟现实技术更是大步走进工业、建筑设计、教育培训、文化娱乐等各个方面，逐渐改变着我们的生活。而在虚拟现实技术的应用领域，基于互联网的应用开始显现出前所未有的爆发力。

    国内为数不少的数字科技馆、数字规划馆、数字博物馆都已经开始采用虚拟现实技术。馆内展品都经过虚拟现实技术得到了1：1的数码还原，供人们在网上“端详”、“赏玩”。

    此外，根据国外媒体的报道，澳大利亚新南威尔士大学采矿工程学系，还利用虚拟现实技术开发出面向煤炭开采行业的培训系统，并为国外一些先进的采矿公司所使用。该系统通过虚拟现实技术，模拟出矿坑内常见问题，让矿工们针对自主逃生、倒班前矿车检查、危险预警、隔离程序、瓦斯管理、煤层自燃等各种环节进行训练，以此降低矿难造成的伤亡。该大学采矿工程学系教授罗伯特•路易斯说：“这个项目可以让人更深刻理解虚拟现实技术对人类的影响，它的作用远不只展示和娱乐。”

    虚拟现实技术的应用领域日趋网络化、多元化，虚拟现实技术将与人类更加贴近，未来互联网的主角很有可能就是虚拟现实技术。

（选自《百科知识》，有删改）

当自己的伯乐

吴淡如

    ①我们曾读过韩愈的《马说》一文，大意是这样的：有伯乐，才会有千里马。如果没有伯乐的话，本来资质很好的千里马，就会沦为常马，死了也没人知道它是能日行千里的马。

    ②也许大家都因之而相信，一定要有伯乐出现，看出自己的潜能，并且尽力栽培，自己的天赋才能够发扬光大。很多未获成功的人，也常常认为自己本是怀才不遇的千里马，只是时运不济，没遇上伯乐，害得自己的天才被埋没了。

    ③伯乐对于一个人的成功，无疑是有一些作用的。但每位伯乐所扮演的都不是“一路扶持、始终相依”的角色，他或许陪过成功者一段，但终须放手，最重要的障碍还是由成功者自己跨越的。

    ④人生遇到伯乐，固然有助于成功；而伯乐可遇不可求，不遇伯乐，我们就注定是失败者吗？

    ⑤不久前，有位记者问曾获得世界冠军的羽毛球选手熊国宝：“你能赢得世界冠军，最感谢哪个教练的栽培？”木讷的他想了想，坦诚地说：“如果真要感谢的话，我最该感谢的是自己。”

    ⑥原来他入选国家队时，只是“绿叶”的角色。教练选了他，并不是要栽培他，而是要他当陪练。他没有埋怨，也没有懈怠，他赏识自己的球技，相信自己有朝一日能成功。那些年，为了增强体能，零下十几度的冬天，他依然早上5点去晨跑。

    ⑦那一年他垫档参加世界大赛，大家都认为他是去当“牺牲打”的，没有人在意他会不会打赢。没想到他竟然势如破竹地一路赢了下去，甚至赢了教练心中最有希望夺冠的队友，得了世界冠军，一战成名。

    ⑧没有教练赏识自己，他自己赏识自己；没有教练栽培自己，他自己栽培自己。当机遇垂青时，他抓住了机遇，获得了成功。如果他当初纠结于“绿叶”的角色，埋怨教练“有眼无珠”，自我放逐，那么，当机遇降临时，他定会措手不及，最终当个“牺牲打”罢了。

    ⑨没有任何一个成功者是需要诸葛亮费尽心力来扶持的阿斗。成功的人其实都是自己的伯乐。如果成功者是千里马的话，那根要自己跑快一点的鞭子，99%是握在自己手中的，方向也是自己操纵的。在人生道路上，若不遇伯乐，我们要勇于当自己的“伯乐”。

（选自《青春励志》2011年第10期，有删改。）

蚂蚁的群体智慧

彼得·米勒

    ①我曾以为蚂蚁做什么事都心中有数。那些列队爬过我厨房台面的小家伙们看上去是那么信心十足，于是我猜想它们早就订好了计划，知道要去哪儿，要做什么。不然的话，蚂蚁又怎能做出组织行军路线、建造复杂蚁穴、发动大规模突袭等奇妙的行为呢？

    ②结果我错了。蚂蚁毕竟不是聪明的小工程师、建筑师或武士——至少单个蚂蚁不是。当需要决定下一步怎么做时，大多数蚂蚁都毫无头绪。

③那我们又该怎么解释地球上已知的大约1.2万个蚂蚁物种的繁荣呢？它们在1.4亿年的进化中一定学到了什么。

    ④蚂蚁并不聪明，但聚在一起就聪明了。蚁群可以解决对单个蚂蚁来说不可思议的问题，比如寻找通往食物源的最短路径，分派工蚁做不同的工作，或保卫领土不受邻居侵袭。落单的时候，蚂蚁可能就像个小傻瓜，但聚成蚁群就能对环境做出快速有效的反应。这是因为它们拥有一种被称做“群体智能”的东西。

    ⑤个体的简单行动怎样组合成了群体的复杂行为？如果几百只蜜蜂中间有许多不同意见，它们如何做出关于蜂巢安置的重大决定？是什么使得一群鲱鱼如此精确地协调行动，能在瞬间改变方向，仿佛是单一的银色有机体？这些动物中，没有哪一个能够看到全局，但每一个都为群体的成功出了一份力，它们集体表现出的能力甚至让那些最了解它们的生物学家都感到神奇。

    ⑥蚁群运作的要诀之一是：没有哪只蚂蚁执掌大权。没有将军来指挥武士，没有经理来使唤工人。蚁后只负责产卵。哪怕蚁群中有50万只蚂蚁，也能无需管理而正常运作——至少不需要我们所熟知的那些管理形式。它们靠的是个体之间的无数次互动，共同遵循着一套简单的经验法则——科学家称之为“自组织系统”。

    ⑦蚂蚁是用触觉和嗅觉进行交流的。两只蚂蚁相遇时，就用触角互相嗅一嗅。觅食蚁每天离穴之前，一般都要等早晨的巡逻蚁回来。巡逻蚁进入蚁穴时，会和觅食蚁简短地碰碰触角。与巡逻蚁的接触是一种刺激，驱使觅食蚁出门。觅食蚁通过与巡逻蚁相遇的频率来判断出门是否安全。如果巡逻蚁回巢的频率正常，就该出去觅食了。如果不正常，就最好再等等。外面可能风很大，也可能有一只饥饿的蜥蜴等在那里。一旦有蚂蚁开始觅食并带回食物，其他蚂蚁就会根据自己与返回的觅食蚁碰面的频率，陆续加入觅食的行列。

    ⑧没有一只蚂蚁能够看到全局。没有一只蚂蚁指挥别的蚂蚁做事。归根到底，它们是不需要领导的，即使是复杂的行为也能通过相对简单的互动来协调进行。

（选自《智慧背囊》，有删节）

3D生物打印

    今年7月，深圳医院整形外科团队运用3D生物打印技术，通过3D打印辅助的耳廓塑形再造手术，让一位右耳廓先天发育不全的女孩再次长出一个正常的新耳朵。

    早在2009年，瑞士伯尔尼的研究人员就使用3D打印机制作出了尺寸精确的人拇指骨。这种技术只需要一些简单的材料：3D打印机、三钙磷酸盐和聚乳酸以及能够发育成骨骼的活细胞。三钙磷酸盐和聚乳酸会形成坚硬的结构，起到支撑的作用；能够发育成骨骼的活细胞在支架上便可培养成人拇指骨。

    但是那些只由柔软的细胞组成的器官并没有这些支撑物，像心脏、肝脏等复杂器官的3D制造，最大的困难就在于没有合适的支架。

    随着科技发展，也许打印更复杂的器官将不需要太久，因为支架的问题已经有了解决方案。以3D生物打印“血管”为例：科学家先是利用一些富含糖类和其他营养物质的凝胶，制造出了柔软的支架，再利用从脊髓里采集到的干细胞为原料，配合不同的生长因子，让其发育成不同类型的活细胞。接着在3D打印机的两个喷头分别灌注活细胞和水凝胶，这种工作原理和我们使用彩色打印机时在不同墨盒中注入不同的墨水是一样的。喷头喷出的微小液滴中都包含了数万个细胞，它们会以数百微米的精度分布在水凝胶支架的周围，成为人体组织模型。打印完成后，这些微小的作品被放进营养液中，细胞会找到彼此并且相互结合，成为一段鲜活的血管，而水凝胶稍后将会被洗掉。

    这种方法制作出的符合搭桥手术需要的血管，对人体既不会有副作用，也不会引起排异反应，因为制作血管的所有材料都来自患者自身。

    目前，3D生物打印技术只能制作一些简单的组织，离打印复杂器官的目标还有数年的距离，但是研究者们对它充满信心。在这种技术成熟之后，我们将会拥有个人专属的器官库，随时可以打印只适合自己的身体器官。因为器官衰老和死亡这件事也许可以避免，健康的肉体将会与健全的思维存在同样长的时间。

（选自《科技纵览》，有删改）