人类与技术环境

    近几十年来，人类发明了维生素、杀虫剂、电视、雷达、原子反应堆、电子计算机……这一切构成了今天高度发达的技术环境，也称为“第二自然界”，使地球上的物质以惊人的速度增长，大约每隔15年其数量增加一倍。在当今世界，人类正面临着自己建造的技术环境的严峻挑战。

    跟技术环境的     ①速度相比，生物机体的      ②速度极其缓慢。考古学家和人类学家都认为，原始人和现代人在大脑构造上相差无几。几千年来人对语言的反应速度并无差异，基本上是平均每秒钟接受2.5个单词。然而，从世界上第一台电子计算机的每秒运算5000次      ③到当前的每秒钟几十亿次的大型电子计算机，还不到半个世纪的时间。

    人的大脑能否不断适应飞速发展的技术环境呢？有的人甚至认为将来人工智能也许会完全取代自然智能。难道果真如此吗？科学界的有识之士，对于第一点的回答是肯定的，而对于第二点则持否定态度。

大脑是人类自然智能取之不尽用之不竭的源泉。人的大脑里的神经元有140多亿个，构成了地球上最完善和效率最高的自然信息系统，这是自然界美妙绝伦的创造，是人类发明的任何先进的信息技术工具或人工智能所无法超越的。

    总之，尽管人类创造的技术环境无时无刻不在向它的主人提出严峻的挑战，但是，在利用和改造自然界的过程中，人类永远是技术环境的主人。

    ①随着我国社会经济建设的发展，一些无序的过度开发和城市人口的快速增长，导致城市悬浮物和污染物排放大量增加，空气质量下降，能见度降低，影响了居民的日常生产生活。雾霾天气已经逐渐被列为灾害性天气。

    ②水平能见度小于 10.0km的空气普遍浑浊现象称为霾或灰霾，这是由大量极细微的干尘粒等均匀地浮游在空中造成的。霾使黑暗物体微带蓝色，远处光亮物体微带红、黄色。空气中的有机碳氢化合物、灰尘等粒子也能使大气浑浊，因能见度恶化导致视野模糊，这种非水性形成物组成的气溶胶系统造成的视程障碍在水平能见度小于10.0km时，称为霾或灰霾。雾霾天气是近年来出现的一种新的天气现象，是雾和霾的混合物，还没有被列入气象观测规范。

    ③雾与霾的区别在于霾发生时相对湿度不大，而雾发生时相对湿度接近饱和或饱和。霾导致能见度恶化，其发生是相对湿度小于60%，且能见度小于10.0km时的大气浑浊导致视野模糊造成的。雾导致能见度恶化，其发生是相对湿度大于90%、能见度小于1.0km时大气浑浊导致视野模糊造成的。因此，霾和轻雾的混合物共同造成的大气浑浊、视野模糊、能见度恶化，大多是在相对湿度为60%～90%时的条件下发生的，但其主要成分是霾。霾与晴空区之间没有明显的边界，这点与雾、云存在差异，灰霾粒子的尺度比较小，且霾粒子的分布较为均匀，其粒子是肉眼看不到的空中飘浮颗粒物，粒子大小为0.001μm～10.000 μm，平均直径为1μm～2μm。

    ④通常在低层大气中，气温是随高度的增加而降低的，但某些情况下会出现逆温现象，气温会随高度的增加而升高。逆温层是指出现逆温现象的大气层。在逆温层中，较暖而轻的空气位于较冷而重的空气上面，形成一种极其稳定的空气层，笼罩在近地层的上空，严重地阻碍着空气的对流运动。对流运动受阻导致近地层空气中的各种有害气体、汽车尾气、烟尘以及水汽等，只能飘浮在逆温层下面的空气层中，无法向上向外扩散，有利于云雾的形成，导致能见度降低，甚至由于空气中的污染物不能及时向大气中扩散，造成大气污染加重，给人们生产生活及交通安全带来严重的危害。

    ⑤随着空气质量的恶化，雾霾天气现象出现增多，危害加重。这些超细灰尘主要来自机动车尾气尘、燃油尘、硫酸盐、餐饮油烟尘、建筑水泥尘、煤烟尘和硝酸盐等，是雾霾有害颗粒的重要组成部分。雾霾天气时，大气中的气溶胶使空气浑浊受污染，进入人体后不易排出，停留在肺泡，会造成危害。长期吸入易致鼻炎、支气管炎等症。慢性支气管炎和哮喘病人在雾霾天长期停留，病情会加剧。雾霾天气还会使人们的心情灰暗压抑，影响心理健康。气溶胶颗粒凝聚后悬浮在空中，还会造成视程障碍，甚至引发交通事故。

（摘编自王润清《雾霾天气在气象学中的界定与防范》）

    生物电池可以利用蜗牛体内葡萄糖发电。我们在蜗牛壳上钻孔，把覆盖着酶的电极植入聚集在蜗牛身体和壳之间的血淋巴，也就是蜗牛的血液中。与其他类型的电池类似，我们的电池也是基于化学反应来让电子流动的；一个电极捕获血淋巴中葡萄糖的电子，之后这些电子会通过外部回路——包括我们想要供电的任何设备——抵达相对的电极。在那里，电子与血淋巴中的氧反应形成水，输出的电力很微弱，在微瓦的量级上，而且在数分钟后会因葡萄糖耗尽而断电。收获能量之后，蜗牛通过吃喝会恢复体内的葡萄糖水平，就可以再次发电了。而蜗牛看来并没有受到生物电池的伤害。

    电池的输出功率受两个因素的限制：蜗牛微小身体内的葡萄糖含量，以及葡萄糖向电极扩散所用的时间。如果医生把类似的某种装置植入人体而不是蜗牛体内，我们就能获得更强更持久的电流，因为人类血液中的葡萄糖含量要比蜗牛的高，而且人类的循环系统会持续把新的葡萄糖补充给电极（蜗牛没有闭合的循环系统）。一个想法是用我们的生物电池基于人体内烦人的修改版来为植入医疗设备供电，例如起搏器，蜗牛不能为手机充电，但它能为微型传感器供电，这促成另一个想法——让蜗牛、蠕虫和昆虫为环境鉴别和国土安全服务。

    永远膨胀下去的宇宙的未来相当乏味。但是一点也不能肯定宇宙是否会永远膨胀。我们只有大约为使宇宙坍缩的需要密度十分之一的确定证据。然而，可能还有其他种类的暗物质，还未被我们探测到，它会使宇宙的平均密度达到或超过临界值。这种附加的暗物质必须位于星系或星系团之外。否则的话，我们就应觉察到了它对星系旋转或星系团中星系运动的效应。

    为什么我们应该认为，也许存在足够的暗物质，使宇宙最终坍缩呢？为什么我们不能只相信我们已有确定证据的物质呢？其理由在于，哪怕宇宙现在只具有十分之一的临界密度，都需要不可思议地仔细选取初始的密度和膨胀率。如果在大爆炸后一秒钟宇宙的密度大了一万亿分之一，宇宙就会在十年后坍缩。另一方面，如果那时宇宙的密度小于同一个量，宇宙在大约十年后就变成基本上空无一物。

    宇宙的初始密度为什么被这么仔细地选取呢？也许存在某种原因，使得宇宙必须刚好具有临界密度。看来可能存在两种解释。一种是所谓的人择原理，它可被重述如下：宇宙之所以是这种样子，是因为否则的话，我们就不会在这里观测它。其思想是，可能存在许多具有不同密度的不同宇宙。只有那些非常接近临界密度的能存活得足够久并包含足够形成恒星和行星的物质。只有在那些宇宙中才有智慧生物去诘问这样的问题：密度为什么这么接近于临界密度？如果这就是宇宙现在密度的解释，则没有理由去相信宇宙包含有比我们已探测到的更多物质。十分之一的临界密度对于星系和恒星的形成已经足够。

    然而，许多人不喜欢人择原理，因为它似乎太倚重于我们自身的存在。这样就有人对为何密度应这么接近于临界值寻求另外可能的解释。这种探索导致极早期宇宙的暴涨理论。其思想是宇宙的尺度曾经不断地加倍过，正如在遭受极端通货膨胀的国家每隔几个月价格就加倍一样。然而，宇宙的暴涨更迅猛更极端得多：在一个微小的暴涨中尺度的至少一千亿亿亿倍的增加，会使宇宙这么接近于准确的临界密度，以至于现在仍然非常接近于临界密度。这样，如果暴涨理论是正确的，宇宙就应包含足够的暗物质，使得密度达到临界值。这意味着，宇宙最终可能会坍缩，但是这个时间不会比迄今已经膨胀过的一百五十亿年左右长太多。

材料一：

    据新京报报道，2019年11月3日，北京市朝阳医院急诊科接诊了两例患者，其体检样本经中国疾控中心检测，于11月12目中午确诊为肺鼠疫病例。根据有关部门的要求，所有开设发热门诊的医疗机构，即日起重点筛查发热门诊就诊患者。

    自2019年11月12日至2019年11月15日，在传播媒体中共有与鼠疫事件相关信息49，491条，其中来自微博的相关信息最多，总计26，295条，占比53.13%。据舆情发展趋势显示，事件于11月12日晚发酵，13目热度达到顶峰，在北京市卫健委回应后，关注度逐渐下降。

    此次事件中，“是否出现传染患者”“如何预防鼠疫”“鼠疫如何传播”成为网友舆论的焦点，“病例”“北京市”“患者”等词出现频率较高；因媒体的科普， “旱獭”、“跳蚤”也成为了大家热议的主题词。此次事件中，中性情绪占比82.21%，负面情绪占比17.18%。

(摘编自新浪网)

材料二：

    鼠疫又称黑死病，属于甲型传染病。鼠疫起病急、病程短、传染性强、传播速度快，未及时治疗的情况下病死率可达50%-80%。个人防范应注意防止跳蚤叮咬，避免接触动物尸体，避免密切接触肺鼠疫患者；如突现发热、寒战、淋巴结发炎肿痛或呼吸急促且伴有咳嗽或血痰等症状，应及早就医。如今已有有效药物对症治疗鼠疫，尽管鼠疫会造成极高的死亡率，但是鼠疫杆菌对外界抵抗力较弱，对干燥、高温和一般消毒剂都很敏感，阳光直射或摄氏100度煮沸1分钟均可杀死细菌。最有效的对症治疗药物是抗生素，主要是链霉素。无论是中国还是世界其他国家的鼠疫治疗都表明，链霉素是对付鼠疫的首选药物，无论对哪一型鼠疫都有效，只是用量对应不同鼠疫类型有差异。肺鼠疫和败血型鼠疫用药量大，腺鼠疫及其他各型鼠疫用药量较小。不论哪一型鼠疫，早期、足量给药，再加上一般性治疗，如急性发热期病人应给予易消化、高蛋白、高维生素的流质或丰流质饮食，肿大淋巴结的局部治疗初期多采用冷敷法，就可以有效治疗鼠疫。

    历史上导致人们大量死亡的鼠疫，主要是因为没有特效药物和有效隔离，即便在1910年发生的东北大鼠疫还没有键霉素等特效药，但通过隔离和一般性治疗也能战胜鼠疫。在今天，鼠疫当然没有什么可怕的。而且，与链霉素可以一起使用的还有四环素、庆大霉素、丁胺卡那霉素、氨霉素、唑诺酮类反磺胺等多种有效药物。总而言之，在预防措施到位以及有效的药物治疗前提下，对于鼠疫我们已经无须“谈鼠色变”。

(摘编自人民网)

材料三：

    根据《中华人民共和国法安管理处罚法》第二十五条第一项之规定，散布谣言，谎报险情、疫情、警情或者以其他方法故意扰乱公共秩序的，处5日以上10日以下拘留，可以并处500元以下罚款：情节较轻的，处5日以下拘留或者500元以下罚款。

    根据《中华人民共和国刑法》第二百九十一条之规定，编造虚假的险情、疫情、警情、灾情、警情，在信息网络或者其他媒体上传播，或者明知是虚假信息，故意在信息网络或者其他媒体上传播，严重扰乱社会秩序的，处三年以下有徒刑，拘役或者管制；造成严重后果的，处三年以上七年以下有期徒刑。

    锡林浩特市公安局网安大队民管在日常工作巡查中发现，一网民“燚某”通过互联网平台发布一则关于：鼠疫的谣言信息称：“过两天可能内蒙古鼠疫爆发，现在我们身边已经不止那两个人被确认为鼠疫了。” 鉴于该微博内容敏感，舆论负面影响严重，有可能引起市民恐慌，锡林浩特市公安局党委高度重视，立即责成网安大队展开调查，经与相关职能部门多方核查后，确定该微博内容不属实，并第一时间将涉及散布谣言的李某依法传唤至锡市公安局接受调查。

    经查，李某道听途说他人传染鼠疫的信息并未核实发到自己的微博，该信息夸大事实、严重偏离事实真相，李某本人对其虚构事实扰乱公共秩序的行为供认不讳。

(摘编自头条网)

材料一：

1835年9月，达尔文乘“贝格尔”号航行到加拉帕戈斯群岛时，在岛上发现一些羽毛颜色暗淡的雀形目鸟类。后来，英国鸟类分类学家Gould在研究达尔文收集的鸟类标本时发现这些雀形目鸟类是一些以前没有描述过的新种。达尔文也因此受到了启发，在《物种起源》中论述道：“这些在加拉帕戈斯群岛上生活的雀形目小鸟实在令人感兴趣，它们由一个种分化出来而适应了不同的生活环境。”这些加拉帕戈斯群岛上的雀形目小鸟促使达尔文产生了生物进化的思想，后人为了纪念达尔文就把这些雀形目小鸟称为达尔文雀。

达尔文雀隶属于雀形目燕雀科，一共14种，其中13种分布在加拉帕戈斯群岛上，另一种分布在距加拉帕戈斯群岛600km的可可岛上。达尔文雀羽毛颜色均为暗色，体形相似，体长7-12cm不等，种间最明显的区别是喙部的形状和大小。据考证，这14 种达尔文雀是在过去的100万年至300万年间由同一祖先进化而来。

达尔文指出自然选择往往要经历一个相当漫长的历史阶段得以实现，人们很难通过科学观察和实验进行自然选择和进化方面的研究。然而，达尔文雀提供了自然选择的最好范例。

(摘编自邓文洪、郑光美《达尔文雀与生物进化》)

材料二：

1938年12月，28岁的英国帅小伙大卫·拉克和他的研究团队登上了圣克里斯托巴尔岛，研究不同种“达尔文雀”的繁殖和觅食行为。每天上午他外出观察这些小鸟，下午则捕捉个体尝试进行圈养，看不同种之间是否会发生杂交。正如达尔文曾指出的那样，“达尔文雀”非常温顺，不怕人而易于接近。这些“很傻很天真”的鸟，是拉克在野外非常难得的理想观察对象。

1939年4月，拉克一行和4种共计40只地雀一起来到美国旧金山的加州科学院。从4月底至9月初，拉克在加州科学院、加州大学伯克利分校比较动物学博物馆、哈佛大学比较动物学博物馆等地的馆藏做研究，还专程去大英博物馆检视了达尔文当年采集的标本，最后他竟总共测量了近6400号“达尔文雀”标本！根据掌握的翔实资料，拉克很快撰写出了题为《加拉帕戈斯地雀亚科形态变异研究》的专著。而更令人感到惊讶的是，面对同样的原始资料，1947年剑桥大学出版社发行了拉克的新作《达尔文雀》，书中竟得出了几乎完全不同的结论！

拉克在第一本书中依据野外观察和标本测量数据对“达尔文雀”的分类进行了修订，并把主要篇幅放在了阐述种间以及种内变异上。比如喙的大小和形状在不同种之间和同一种但分布于不同岛上的种群之间都存在明显差异。受到当时主流观点认为亚种之间形态差异不具备自然选择上的适应性的影响，拉克在“达尔文雀”身上也得出了相似的结论，并认为上述差异主要是在不同种间生殖隔离当中发挥作用，即同种的雌鸟主要通过喙型来识别同种的雄鸟。而生活在大达夫尼岛的中地雀和克罗斯曼岛的小地雀由于具有介于两种之间的喙型，而被认为可能是杂交的产物。

在回到达丁顿会堂学校又教了一年中学生物之后，拉克开始为军方工作，主要是与其他科学家一道为刚刚投入实战不久的雷达提供智力支持。在这期间，生态

学上一项名叫高斯原理②的理论引起了拉克的注意，并最终改变了他关于“达尔文雀”的研究结论。他明确地指出竞争导致了“达尔文雀”在食物资源利用上的分化，产生了已知的14个种和它们形态各异的喙。以地雀①为例，在同时有大、中、小地雀的岛上，3种鸟喙的大小都不重叠，对应着取食大小不同的种子。而大达夫尼岛的中地雀和克罗斯曼岛的小地雀喙的大小却介于两种的正常值之间，这两个小岛上各只有一种食种子的地雀，因此表现出了竞争释放，即在缺乏竞争者时物种会拓展实际的生态位。就是说这两个岛的中地雀和小地雀可以选择利用的种子大小更为多样化。拉克的新书用形态学、生态学和行为学方面高质量的第一手资料予以佐证，并揭示了地理隔离和生态位分化在物种形成上的重要作用。

稍显遗憾的是，拉克的新书更多提供的还是一种描述性的结论，定量性统计分析有限。比如，尽管他指出了对食物资源的竞争是主要的演化驱动力，但却没有提供大、中、小地雀在取食种子大小上是如何分化的例证。又如，他指出了对于同域分布的种群而言，生殖隔离是最后形成物种的关键一步，却没能说清楚究竟是何种机制导致了生殖隔离的实现。这些遗憾被开始于34年之后并延续至今的一项长期研究弥补。

对“达尔文雀”的研究，研究者们手中的工具从达尔文时代的猎枪，到拉克的望远镜，再到后来的雾网和录音机，发展到了今天的基因组高通量测序仪。对于“达尔文雀”的认知，既有最初达尔文的慧眼未识珠，也有拉克两本著作之间观点的骤然转变，更有另一个研究团队42年的荒岛坚守。在生态学和演化生物学的研究中应当去追求长期的开放式的持续工作，因为从逻辑上来讲，演化及生态过程并没有一个确定的尽头。

(摘编自Robbi《迈入基因组时代的“达尔文雀”传奇》)

【注】①地雀：达尔文雀的一个类群。②高斯原理：又称竞争排斥原理，是指在一个稳定的环境内，两个以上受资源限制的、但具有相同资源利用方式的种，不能长期共存在一起。