龚康

薛飞

    ①我是太空“快递小哥”——天舟一号货运飞船。最近我承接了一项艰巨又光荣的运输任务。从位于海南岛的中国文昌航天发射场出发，我将穿透厚厚的大气层，把货物送到“客户”——天宫二号空间实验室的手中。

    ②我送去的货物不仅有各种太空实验设备，还有维持天宫二号运行的补给。而我的“车”——运载火箭的运载能力是固定的，如果想运更多的货物，我就必须在保证自己足够强壮的同时，尽可能再不断减肥，把瘦下来的重量，替换成更多的货物。

    ③“减肥”，恐怕对很多人都是个头疼的问题。不过好在我有一个厉害的私人教练——中国航天科技集团公司五院的研制人员。他们给我做了全面检查，并为我量身定制了多种减肥和健身方案。

    ④减肥的第一步就是减腰部赘肉，而我的腰部是一个个连接框，为了将我高大的身躯牢固连接，这些连接框做得很厚实，所以显得臃肿。经过多次试验验证，他们将我的连接框设计成镂空形式，通过数控加工仿真技术，去除非受力部分的“肉肉”。只保留结构受力部分。现在我腰部每个连接框的重量都降低到原来的50%左右，但却丝毫没有影响我的结实程度。

    ⑤我的教练十分严格，不仅不放过肉眼可见的腰部赘肉，连肉眼几乎无法分辨的“皮下脂肪”也不放过。我的外部是一种壁板结构，壁板连接完成后，组成的密封空间就是装货物的肚子了。虽然壁板厚度只有不到3毫米，但是在“教练”看来，依然有减重的空间。他们严格控制加工温度、切削速度等参数，尽量使壁板厚度贴近设计人员给出的公差下限。也就是在不影响性能的基础上，通过这种“皮下脂肪去除法”，尽可能让壁板变薄。由于壁板面积很大，即使去除A4纸那样薄的一层“脂肪”，整舱的重量也会下降很多。这不，在研制人员的努力下，我的体重因此又减少了30千克左右。减去的这些重量，又够我多运送好几台设备呢。

    ⑥为了装下更多的货物，设计人员用货架将我的肚子分成了许多区域。我的“教练”连这些货架也没放过，他们选用了轻质高强度材料组成货架。比如，“货架面板”——仪器板，使用的是铝合金蜂窝板；“货架框架”——立梁，使用的是碳纤维材料。每一项改进都涉及多种先进而复杂的制造工艺。为此，研制人员完成了许多工艺攻关，还采用了“无应力”装配的方式，保证了货架装配误差不超过2毫米。这些“锻炼”让我的肌肉又轻又强壮，保证能将货物完好无缺地交给天宫二号。

    ⑦在教练的魔鬼训练下，我的瘦身计划圆满完成。经过体检，各项指标均已到达要求。不多说了，我已经装满货物整装待发了。天宫二号，我来啦！

（根据有关资料删节）

    一种被称为量子通信的新的通信方式初露端倪。它是一种不受通信双方空间距离限制、不存在任何传输时延的真正意义上的实时通信，因此，它可望承担起未来宇宙通信的使命。那么，什么是量子通信呢？

    简单地说，量子通信就是根据量子力学关于相互耦合的微观粒子（如电子、光子等）之间存在的超光速关联来实现信息的传递。量子力学指出，如果我们对相互耦合的一对粒子中的一个粒子进行测量，另一个粒子将会瞬时“感应”到这种影响，并发生相应的变化，而不管这两个粒子间相隔多远。上述这种微观粒子间的超光速关联和影响叫做“缠结”，它是一种具有交互作用的粒子之间通过“感应”而建立的神奇连接。这种连接是实现超光速通信的主要依据。量子通信的优点很多，首先便是它的零时延，正是由于这个特性，它可望应用于未来的星际通信；其次是它可以不通过双方之间的空间进行，这就避免了环境对通信的干扰；第三，是保密性强，因为信息载体可以只保存在收发信息的双方，使与此项通信无关的第三者无法干扰和窃听。此外，它还是一种环保型通信，不会产生电磁污染。

    量子通信系统由量子态发生器、量子通道和量子测量装置组成。按其所传送的信息是经典还是量子而分为两类。前者主要用于量子密钥的传输，后者则可用于量子隐形传态和量子纠缠的分发。隐形传态是一种脱离实物的信息传送，它的过程是光提取原物的所有信息，然后将这些信息传送到接收地点，接收者再根据这些信息选取与构成原物相同的基本单元，制造出原物完美的复制品。但是，量子力学的不确定性原理不允许精确地提取原物的全部信息，这个复制品不可能是完美的。因此“隐形传态”不过是一种幻想而已。

    1993年，6位科学家提出了利用经典力学与量子力学相结合的方法来实现量子隐形传态的方案：将某个粒子的未知量子态传送到另一个地方，把另一个粒子制备到该量子态上，而原来的粒子仍留在原处。其基本思想是：将原物的信息分成经典信息和量子信息两部分，它们分别经由经典通道和量子测量而获得，量子信息是发送者在测量中未提取的其余信息；接收者在获得这两种信息后，就可以制备出原物量子态的完全复制品。

    量子通信的最终实现，需要将量子技术、生物技术和通信技术紧密地结合起来。另外，通过对人脑意识过程的深入研究，还有可能使量子通信的速率大大提高。以至有一天，可以将生物芯片植入人的大脑，实现人脑间的超光速通信。（选自2007年第7期下《百科知识》）

基因决定蚂蚁是称职“植物保镖”

王方 编译

    ①尽管你可能不认可蚂蚁是令人生畏的保镖，但不能否认，蚂蚁在保护植物免受敌人攻击方面做了很多让人们印象深刻的工作。现在，加拿大多伦多大学的科学家们已经确认，到底是什么决定了蚂蚁比其他保镖更称职。

②科研人员对亚马孙热带雨林位于秘鲁境内的植物Cordia nodosa和亚马逊蚂蚁之间的关系进行了研究。他们发现，蚂蚁表达两种基因的水平显著影响了它们如何给宿主^①提供保护。

    ③蚂蚁和植物的关系是自然界互利共生现象的一个例子，即两个看似不同的物种以相互作用的方式使双方都受惠。互利共生的两个常见案例是授粉和传播种子，它们都涉及植物通过给动物提供食物奖励，吸引对方来执行重要任务。

    ④科学家认为，大约400种热带植物进化出被称为虫菌穴的特殊结构，用来收容蚁群以捍卫自身，主要针对的敌人是植食性昆虫。因为热带雨林中有很多这样的树栖蚂蚁，整个热带树木常被蚂蚁完全覆盖。虫菌穴给了蚂蚁一个个进化来的家，可能是因为它们能让植食性昆虫远离自己。由于蚂蚁吃了很多昆虫和其他节肢动物，也就减少了这些植物敌人在树上的密度。

    ⑤科研人员发现，当激活蚂蚁两个基因产物时，更多的工蚁被招募来攻击植食性昆虫，结果减少了对树木的破坏。工蚁的基因表达也与蚁群是否发现蚱蜢、树叶损失多少有关。

    ⑥以前，人们对于使蚂蚁成为比其他动物更称职的“植物保镖”的基因、分子机制都知之甚少。此项研究的结果表明了蚂蚁保护植物这一互利共生中的分子基础。有一天或许能帮助我们进一步了解，什么使某些动物在授粉、传播种子等其他互利共生关系中比其他动物表现更好。

（摘自《中国科学报》2017年9月27日，有删节）

【注】宿主，也称为寄主，是指为寄生物包括寄生虫、病毒等提供生存环境的生物。

没有金刚钻，别揽瓷器活

    ①“没有金刚钻，别揽瓷器活”，这句俗语来源于传统瓷器修复——锔瓷。

    ②说起来简单，锔瓷，就是把破碎的瓷器拼好，用金刚钻钻孔再用锔钉嵌住抓牢，使其恢复原样，既能再使用，又有观赏价值。

    ③锔瓷，是中国最古老的瓷器修复技艺。锔瓷技艺相传始于宋代。《清明上河图》中就有锔瓷艺人锔瓷的情景。明代时期的意大利教士利玛窦在《利玛窦中国札记》中对瓷器修补有这样的记载：锔补修复后的瓷器还可以耐受热食的热度而不开裂，而尤其令人惊异的是如果瓷器破了，再用铜丝熔合起来，就是盛汤水也不会漏。古人锔瓷最主要的原因是古时候瓷器价格高昂，加之古人简朴爱物的本性，这也使锔瓷得以延续、流传。此外，锔瓷的另一个功能更令人兴趣盎然，即古人将锔瓷当作一种装饰技艺，故意为之，此风气清代以后尤为兴盛。甚至有人将品相完好的紫砂壶故意撑裂，然后锔出特定的图案，以此来把玩。

    ④锔匠根据不同用户群体，将锔瓷分衍出“粗活”和“细活”两种。粗活又称“行活”，以锔补民间生活用品为主，所用工具大并且粗糙，他们走家串巷，吆喝着“锔盆、锔碗、锔大缸”，服务于普通百姓。而“细活”是为了满足八旗子弟醉心于“赏花弄鸟，玩瓷藏玉”的喜好，是专供王室贵族赏玩的“当活”，又称“秀活”。“秀活”依照客户要求，使用小巧精致的工具：如金钉、银钉、铜钉等，其中最特别的一种是花钉。事实上，不管是使用哪一种锔钉，由于器皿不同、破裂状况不同、破裂位置不同、锔钉抓合张力不同，锔匠都要反复琢磨锔钉图案与钩角的合理位置，使花纹式样与瓷器上原花纹图案相配。这不仅要求艺人有高超的修补技能，还要有独特的审美及创造力，所以这一行当又被称之为“锔活秀”。

⑤日本另有一种金缮修补术，用天然大漆黏合器物碎片或是填补缺口后，再施以金粉或金箔进行装饰，使破碎物品有残缺的线条美，多用于瓷器。其本质源于中国的锔瓷技艺，但金缮更注重审美设计，在日本被称为“侘寂”之美。侘寂主要表现不依托外在、强调简朴的美，有推崇朴素、谦逊、自然的意思，是蕴含岁月感的一种美。据说喜欢喝茶的人都迷恋这种美。而这种审美趣味更容易被现代人接受，“艺术地去修复”也是中国锔瓷艺术的发展趋势。

    ⑥这就是锔瓷——缝补生命，修复艺术。

水豚抗癌的秘密武器

邱宸玥

    ①南美洲生活着世界上最大的啮齿类动物——南美无尾大水鼠，又称水豚。水豚常年栖息在河畔、沼泽等各类靠近水的低地，以食草为生。水豚的体重是同类啮齿类动物（比如老鼠、天竺鼠）的60多倍，身长可达1.3米。

    ②虽然水豚身材高大，很威风，但“大”也有“大”的麻烦，除了需要更多的食物来补充能量，水豚似乎也面临一着更高的患癌风险。有理论认为，假如每一个细胞都有着一定概率发生癌变，那么拥有更多细胞的动物将有更大的概率患上癌症。但这种理论并非处处适用。就以大象为例，其体型是老鼠的好几千倍，但至今并未发现其患癌可能性更大，南美洲的水豚也是这样的幸运儿。

    ③那么，水豚到底是如何剿灭癌细胞的呢？科学家研究水豚的基因发现，它们的免疫系统能更好、更快地检测出并破坏分裂太快的细胞。也就是说，水豚有一套独特的癌症免疫疗法。

    ④一般来说，在人、老鼠或是其他哺乳动物体内，细胞会不断生长分裂直到碰到其他细胞，这种接触会使它们停止分裂或者直接死亡，该机制就是接触抑制。然而，水豚细胞对其他细胞的接触更为敏感。相比普通老鼠细胞，水豚细胞会在相当于普通老鼠1/3的细胞密度的时候就停止生长。不仅如此，科学家还发现了水豚细胞的另一个“秘密”。罗彻斯特大学的生物学家将水豚体内妁细胞放入营养液中，几天后，他们发现细胞将这些液体变成了黏黏的浆状。这些浆状的胶体由一种名为透明质酸的链状分子所组成。水豚体内的透明质酸浓度高于人类和老鼠，而且其透明质酸的长度是人类的5倍。

    ⑤这些更长的透明质酸到底是不是水豚抗癌的关键呢？科学家又进行了进一步的实验，他们将质酸分解酶加到水豚身上，发现细胞并未减缓生长速度，而是向着更厚、更大的细胞群移动，这一现象和易患癌的老鼠细胞是一样的。接下来，科学家关闭了水豚身上编译透明质酸的基因，再将致癌因子导入水豚体内，结果失去了透明质酸作用的细胞开始快速地野蛮生长。当科学家把这些水豚细胞转移到老鼠身上时，细胞迅速变为完全成熟的肿瘤。霎时间，水豚已和对癌细胞没有抵抗力的老鼠们没有区别了。

    ⑥这种更长的透明质酸本质上没有抗癌功能。最初，透明质酸的作用是使水豚的皮肤能收缩自如，以方便它们钻入窄小的岩石通道。“抗癌能力也许是个幸运的意外。当水豚体内的超长透明质酸向细胞传递信号时需要通过CD44受体，这些信号本是给细胞传达指令从而改变生长分裂情况的。在水豚身上，传递信号过程中可能。也将抗癌信息一并传达了。罗彻斯特大学的生物学家们解释道。也许透明质酸不是水豚们抗癌的唯一解释，但寻找真相的路途永远不会结束。

    ⑦抗癌物质和其机能的研究一直是科学医药领域的热门话题，水豚体内超长透明质酸的发现，给科学家带来了新的灵感和思路。，相信在不久的将来，水豚的抗癌机制会被科学家完全解密？为人类抗癌带来新的希望。

（选自《百科知识》20l9年第2期）