当蟋蚌不再歌唱

叶子

    ①蟋蟀是大自然的天然歌手，它们的歌声优美动听。为了吸引异性，公蟋蟀们常常不知疲倦地一展歌喉，唱着优美婉转的小夜曲。公蟋蟀的翅膀就是它们的小提琴。每当需要交配时，它们就会通过弯曲翅膀，用右翼鞘盖在左翼鞘上，利用它们的相互摩擦来发声，以期吸引异性，并与之交配。

    ②突然有一天，在夏威夷考艾岛，蟋蚌们基本沉寂了下来，它们都离开这里了吗？都去了哪里呢？一个生物学研究小组自1991年以来一直在夏威夷考艾岛研究蟋蟀，但直到2003年他们才明白，其实蟋蟀并没有少，而是近九成的公蟋蟀已经不再唱歌了。考艾岛近几代的蟋蟀一直都在经历着重要的遗传改变，它们的翅膀始终平铺着，不能再痛快地唱出求爱的歌曲了。

    ③是什么使公蟋蟀们不再歌唱了呢？原来歌声使它们的生命受到了威胁。在夏威夷考艾岛，被公蟋蟀们的小夜曲吸引来的不仅有异性，还有一种寄生昆虫。这种寄生昆虫常常会循声而至，一旦发现正在唱歌的蟋蟀，就会寄生下来，并把卵产在它身上，而这种卵会钻进蟋蟀的身体里，在那里长大，然后钻出蟋蟀的身体并杀了它。

    ④为了保护自己，公蟋蟀们被迫停止激情的歌唱，沉默了下来。虽然这种安静的转变让公蟋蟀们看起来没有以前的激情，但毕竟也保护了它们免受寄生虫的袭击。

    ⑤但是不唱歌又如何求偶？不求偶又靠什么来繁殖？

    ⑥聪明的蟋蟀们自有办法。科学家发现，公蟋蟀们已经改变了策略，不仅能保住性命而且能成功求偶。在考艾岛，大部分蟋蟀的翅膀都因为长期不摩擦，已经慢慢退化，不能用来唱歌了。但仍有一些蟋蟀拥有正常的翅膀，它们常常如祖先一样在野外快乐地歌唱。每当这时候，它们的附近总会有一些已经不再唱歌的公蟋蟀潜伏着，只要出现母蟋蟀的身影，潜伏的蟋蟀们就会想方设法把母蟋蟀吸引过来，横刀夺爱，成功交配。

    ⑦科学家们认为，大部分蟋蟀放平翅膀不再歌唱，而利用少量保持正常翅膀的“歌唱者”求偶，因而避免了寄生虫的侵袭并能继续繁殖，这应该属于生物进化的一种成功范例。

（选自《大科技·科学之谜》有改动）

如何保存未来数据

任志方

    ①数千年来，人类一直在用各种手段保存信息。尽管在过去几十年里，人类存储的数据量出现了极大增长，我们的生活，我们的记忆越来越多地以数字形式储存在我们的硬盘里或“云端”，但这些数据的寿命却很短，甚至长不过我们的一生。如何才能将这些数据长期保存不丢失？越来越多的研究者正在着手解决这个问题。

    ②2017年2月，英国南安普顿大学科学家开发出一种新的数据存储技术，利用玻璃中的微型纳米结构去编码信息。基于这一技术，标准尺寸光碟能保存约360TB的数据，而在温度190℃左右的环境中可维持长达138亿年，这一时间和宇宙的历史相仿，是地球年龄的近3倍。

    ③这一技术被称作“五维数据存储”，它最初发表在2013年的一篇论文中。自那时以来，科学家不断推动这项技术的优化发展，最终要实现商用。

    ④五维光碟能使用位于玻璃碟片内的微型物理结构（即“纳米格栅”）保存信息，通过读取折射的激光能够呈现5种数据状态，这也是这种技术名称的来源。利用激光技术设备，可以知道纳米格栅的方向、激光折射的强度以及用X、Y、Z轴表示的空间中的位置。因此，想对于传统光碟，五维光碟的数据存储密度更大，例如传统的蓝光光碟能保存128GB的数据，而五维光碟存储的数据量是蓝光光碟的3000倍，即360TB。

    ⑤由于玻璃是一种坚固的材料，只有很高的温度才能导致玻璃熔化或变形，而玻璃又有着良好的化学稳定性，因此，这种五维光碟能确保数据在非常长的时间里保存，不会丢失。

    ⑥在五维光碟长期保存数据信息的情况下，如何使这些数据信息让未来的人解读？那就是保存所有的软件，存放在云端的服务器上，使它们永不过时，就好像博物馆一样，只不过这个博物馆是数字形式的。通过对软件的数据内容和操作系统做一个快照，然后进行长期保存。在未来漫长的时间中，这些快照还需要根据当时的技术环境，从一个云端移到另一个云端，方便任何需要者使用。

    ⑦五维数据存储技术对人们将来的生活和工作带来极大的方便，尤其对图书馆和博物馆未说更有潜力。科学家认为，这一技术可以在不久的将来得到商用。尽管在五维光碟中记录信息还需要用到成本高昂的实验室激光设备，但光碟数据的读取并不困难，南安普顿大学的科研团队表示，类似DVD播放器的五维光碟读取设备将在未来几十年面市。

（摘自《意林》2018年1月下，有删改。）

烽火台的诉说

    ①人类为了生存下去，就需要共同抵御洪水、野兽等灾害和天敌，这时就少不了彼此沟通和协作。在远古时期，由于没有文字，人们之间的信息交流主要是靠声音和肢体静享；在我国的殷商时期，出现了“击鼓传声”的通信方式；后来人们开始兴建烽火台，出现了用火竞争烟雾传递信息的办法。

    ②今天，人们在游览雄伟壮观的万里长城时；依然可以看到修建在制高点上、形似碉堡的方形建筑，那就是烽火台。不过，烽火台的历史要比长城还要久远。

    ③一般来说，我国历史上的烽火台是在西周时期出现的。据史料记载，在周朝时，中央与各诸侯国都在边疆或通往边疆的道路上每隔一定距离就修筑一座烽火台。烽火台上堆满了柴草，哨兵一旦发现有外族入侵，便点燃柴草以烽火报警。各路诸侯见到后，就会派兵蒋来接应，同御外敌。

    ④说到这里，很多人都会想起《东周列国志》中一个很有名的故事——烽火戏诸侯。故事片说的是荒淫无度的周幽王自从得到美人褒姒之后，便整天想尽办法来博得褒姒开心一笑，可美人一直无动于（zhōng）。有个近臣献计说，当年先王为了防备西戎入侵，在骊山之巅建有20余处烽火台，每当有贼寇侵犯时，烽火台便点火示警，火光、烟雾直冲霄汉，甚为壮观。附近诸侯见此情景，无不发兵相救。这些年为，天下太平，已多年不见烽火点燃，如果君王偕王后同游骊山，夜举烽火，这时诸侯援兵必至，至而无寇，王后必笑无疑。昏庸的幽王居然听从了这位近臣的馊主意，其下场我们都知道了，周幽王命丧西戎刀下，褒姒也在劫难逃。西周从此走向了灭亡之路。

    ⑤西周的灭亡并不意味着以烽火通报军情的历史就此终结。相反，到了汉代，烽火台的建设规模更大了，使用规则也进一步完备了。用土木筑成的被称为“烽燧”的烽火台，在边陲重镇和交通要道上随处可见。今天，在新疆库车县境内，还留存着一座汉代烽燧，其雄伟的气势可使我们约略窥见当时烽火通信的盛状。那时，烽火台的使用也有了较为完备的规则。白天发现有外敌入侵时，哨兵就在烽燧上燃起柴草或狼粪，其烟直上不散，远远地就能被人看见，人们称之为“狼烟”或“烽烟”；夜间则点燃柴草，以火光报警。点燃的烽火还可以悄悄告诉你一些简单的信息：放一道烽火，表示入侵者在500人以下；放两道烽火，则表示入侵者在500人以上。

    ⑥在古代，烽火总是与战争联系在一起，烽火出现，便意味着战争来临。南朝吴均有诗句“羽檄起边庭，烽火乱如萤”，大意是说军情文书从边疆传来，报警的烽火像萤火虫一样乱飞；唐代大诗人杜甫的《春望》中也有“烽火连三月，家书抵万金”的名句。这些都是当时紧张气氛的生动写照。

    ⑦之所以在战争中使用烽火，是因为它传递信息的速度很快。汉武帝时，大将卫青和霍去病率大军出征匈奴时，就以烽火作为进军信号。据《汉书》记载 ， 仅一天时间，烽火信号便可以从当时的河西（今甘肃省）传到辽东，途经千余里。

    ⑧用烽火报警的通信方式一直延续了多个朝代，直至清朝末年。随着电报、电话等现代通信方式的出现，古老的烽火通信终于销声匿迹，退出了历史舞台。

（取材于陈芳烈的作品）

月球，为啥有个“背面”？

    ①12月8日2时23分，嫦娥四号探测器搭乘长征三号乙运载火箭，开始了奔月之旅，她肩负着沉甸甸的使命：首次实现人类探测器月球背面软着陆。请注意这里的关键词—月球背面。

    ②曾经无数次举头望明月的你，是否留意过，我们始终只能看到月亮有玉兔和月桂树的那一面？没错，千百年来月球始终只有一面对着地球，另一面始终背对地球。

    ③那么，是谁把月球变成了双面伊人呢？

    ④用一句话解释就是：月球绕地球公转一圈和月球自转一圈的时间，都是28天左右。想象一下，绕大树画个大圆圈，在大圆圈上均匀标出360个刻度。始终面对这棵大树走圈，用360步走完。在大圈圈上每走1步，身体就倾斜1度。走完时身体也完成360度旋转，回到原位。也就是说，当你用同样的时间完成自转和公转时，你始终会一面对着大树。月球也是如此，这在天文学中叫同步自转。

    ⑤然而，这只是表面原因。

    ⑥月球形成早期，自转速度比现在快多了，只有几个小时，而不是现在的28天左右。对地球而言，月球也曾是“多面伊人”。只是数亿年来，月球自转速度不断变慢，慢到自转和公转周期几乎一样，才导致它始终一面对着地球。所以，到底是谁给月球自转踩了刹车？

    ⑦要解释月球自转变慢，潮汐力是最容易被想到的。

    ⑧住在海边的人，会发现海水一天有两次涨和落。这是因为地球正对月亮的那面，受到的月球引力更强；背对月亮的那面较弱，引力的方向都朝着月球。而地球在绕月球转时，无论哪个点的离心力都一样。离心力的方向与月球引力方向相反。如此一来，地球背对月球的那面。受到的月球引力稍小于离心力，面对月球的那面则稍大于离心力，最终两面都感受到一个离开地心方向的力，于是地球两侧的海水就涨起来了。

    ⑨同样，月球也会受到地球带来的潮汐力，这让月球两面都鼓起来，月球就变扁了。尽管月球上没有海水，月幔和月核却依然可以感受到潮汐力，并在月球内部形成不断涌动的固体潮。这种固体潮导致月球幔层之间不断摩擦，转变为热能，从而在几十亿年时间内耗散月球部分动能。

    ⑩不过，中科院国家天文台的研究员们研究发现 ， 月核与月幔之间的流体属于超低粘性层，这意味着潮汐力所引发的摩擦力很小，不至于耗散月球太多动能。而且，摩擦作用发生在月球内部。这过程只能耗散掉地球、月球这个系统的总机械能，而不能直接给月球自转踩刹车。所以，最直接的刹车机制其实是力矩作用。力矩是指作用力使物体绕着转动轴或支点转动的趋向。

    ⑪月球在逐渐变扁的过程中，要同时完成绕地球的公转和自转。想象在月球内部，有一条与地心和月心连线方向一致的长轴。长轴在瞬间是指着地心的，但由于自转，下一瞬间这条长轴就会偏过去，不再指着地心，这时，来自地球的潮汐力对月球这个长轴的两端都会产生力矩。这个力矩与长轴偏移过去的方向相反，也就是跟月球自转方向相反。这会直接改变月球自我的角动量，导致月球自传速度逐渐减慢。天长月久，月球自转周期和公转周期变得相差无儿，最终有了我们在地球上看不到的“背面”

（作者韩鑫，文章  有删改）

中国石拱桥

    ……

    石拱桥在世界桥梁史上出现得比较早。这种桥不但形式优美，而且结构坚固，能几十年几百年甚至上千年雄跨在江河之上，在交通方面发挥作用。

    我国的石拱桥有悠久的历史。《水经注》里提到的“旅人桥”，大约建成于公元282年，可能是有记载的最早的石拱桥了。我国的石拱桥几乎到处都有。这些桥大小不一，形式多样，有许多是惊人的杰作。其中最著名的当推河北省赵县的赵州桥，还有北京丰台区的卢沟桥。

    赵州桥横跨在洨河上，是世界著名的古代石拱桥，也是造成后一直使用到现在的最古的石桥。这座桥修建于公元605年左右，到现在已经一千三百多年了，还保持着原来的雄姿。到解放的时候，桥身有些残损了，在人民政府的领导下，经过彻底整修，这座古桥又恢复了青春。

    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37.4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，做成了一个弧形的桥洞。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。