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                                                                                           应县木塔为什么不怕地震
                                                                                                         高育红
         ①应县木塔位于山西省应县城西北佛宫寺内，建于辽清宁二年（1056年）。它处于大同盆地地震带，建成近千年来，经历过多次大地震的考验。据史书记载，在木塔建成200多年之时，当地曾发生过6.5级大地震，余震连续7天，木塔附近的房屋全部倒塌，只有木塔岿然不动。20世纪初军阀混战的时候，木塔曾被200多发炮弹击中，除打断了两根柱子外，别无损伤。
        ②应县木塔之所以有如此强的抗震能力，其奥妙在于其独特的木结构设计。木塔除了石头基础外，全部用松木和榆木建造。木材是一种质量轻、力学性能好的建筑材料，它具有一定的柔性，在外力的作用下比较容易变形，但在一定程度内又有恢复变形的能力。木构架中的所有节点又普遍使用榫卯结合，也具有一定的变形能力，再加上传统木构架都是采用均衡对称的柱网平面和梁架布置，使其形成一个具有一定柔性的整体框架结构体系，当地震袭来时，建筑便通过自身的变形消减地震力对结构的破坏能量，从而在一定限度内保障了建筑的安全性。
        ③中国古代建筑一般由台基、梁架、屋顶构成，高级的建筑在梁架和屋顶之间还有一个斗拱层。中国古代建筑台基坚固，好比是一艘大船载着建筑漂浮在地震形成的“惊涛骇浪”中，能够有效地避免建筑基础被剪切破坏，减小地震波对上部建筑的冲击。优雅的大屋顶对提高建筑的抗震能力也做出过相当大的贡献。形成大屋顶需要复杂的结构和大量构件，大大增加了屋顶乃至整个构架的整体性，庞大的屋顶以其自重压在柱网上，也提高了构架的稳定性。
        ④斗拱是由若干斗形的的木块和方形的短枋木相互交接组合而成的构件，用在柱头或额枋之上，起着承担梁架和出挑屋檐的作用。当地震发生时，屋顶和柱之间的若干组内外檐斗拱像弹簧一样起着变形消能的作用，从而大大减少了建筑的破坏程度。
       ⑤除了这些较显著的手法外，中国古代传统建筑中还使用了大量的其他技术设施，比如榫卯的使用。榫卯是极为精巧的发明，我们的祖先早在7000年前就开始使用，这种不用钉子连接的构建的连接方式，使得中国传统的木结构成为了超越了当代建筑排架、框架或者刚架的特殊柔韧结构体，不但可以承受较大的荷载，而且允许产生一定的变形，在地震荷载下通过变形吸收一定的地震能量，减小结构的地震响应。

浅谈人工影响天气

       ①人类是智慧的、大胆的，一直都想对这些自然现象做出一定的干预与控制。

       ②人工影响天气，过去被称为人工控制天气，是指为避免或者减轻气象灾害，合理利用气候资源，在适当条件下通过科技手段对局部大气的物理、化学过程进行人工影响，实现增雨雪、防雹、消雨、消雾、防霜等目的的活动。

       ③17世纪末，中国清代的《广阳杂记》就载有：“夏五、六月间，常有暴风起，黄云自山来，必有冰雹，土人见黄云起，则鸣金鼓，以枪炮向之施放，即散去。”这是我国古代劳动人民用土炮防雹的生动描述。可以看到，我国劳动人民从很早以前就有了想人为干预天气使之有益于人类的想法和实践，但是由于当时科学技术的落后，这些实践以失败告终。

       ④具有现代科学意义的人工影响天气真正诞生是在20世纪40年代。

       ⑤1946年，美国科学家I·朗缪尔等根据冰晶在降水形成过程中的重要作用，提出了人工产生冰晶影响冷云降水的设想。他的助手V·J·谢弗和B·冯内古特，发现将干冰碎粒和碘化银烟粒引入充满过冷水滴的云室里，能够产生大量的冰晶。同年11月，谢弗进行了第一次对自然云层的人工催化试验，他用飞机将3磅干冰碎块投入云顶温度为-20℃的过冷层状云中，5分钟后，云下出现了降雪。此试验结果引起广泛的重视，推动了人工影响天气试验的迅速发展。

       ⑥人口影响天气的科技手段有很多，本文将重点介绍一下大家耳熟能详的两种，即人工增雨和人工防雹，这两种人工影响天气的科技手段主要是通过“影响云”。

       ⑦影响云？没错！首先，我们来看看人工增雨。想象你的头顶有一朵云，这朵云正在下雨。我们用一个足够大的容器接住这些雨水，直到雨停。那么，思考一个问题：是不是容器中的这些雨水量就等于这朵云中所含水的总量呢？别急着回答。我先举一个例子，把一块干海绵浸入水中，拿出湿海绵，举到一定高度，用较小的力气挤压海绵，海绵中会有水滴落下。那么，试问，这些落下的水滴的总量是否就等于海绵中的含水量呢？显然不是！而我们头顶的那朵云就像是这块海绵，因此，上面所说的容器中的雨水量远远小于云中的含水量。这个时候，我们想让更多的水下来，对于海绵，我们只需挤压的力气更大一些；而对于那朵云，催化剂就可以大展身手了。我们用车载火箭弹或者飞机向云中发射或播撒催化剂，改变云中的化学反应，就像用更大的力气来挤压海绵一样，更多的雨水就会降落下来。这就是人工增雨，常用的催化剂是干冰和碘化银。

       ⑧与人工增雨类似，人工防雹的一般方法也是利用催化剂影响冰雹生长条件，冰雹的生长就像滚雪球一样。滚雪球的过程是小雪球不断被雪粘附最终变成大雪球；冰雹生长的过程则是小冰粒不断被水粘附并冻结最终变成大冰雹。这些巨大的冰雹从云中掉落，到达地面，会破坏庄稼，影响人们的日常生活，造成对农业、交通等的危害。充足的水分供应是灾害性大冰雹形成必不可少的条件。因此，人工防雹的着手点就是切断或减少冰雹生长过程中的水分供应，为了避免和减轻冰雹带来的灾害，气象工作者用火箭弹等气象仪器将催化剂打入云中，使云中水汽迅速变成冰晶，这样一来，云中冰雹的胚胎就没有足够的水分供应使它长大，因而就不会有灾害性冰雹降落，达到了人工防雹的目的。

       ⑨人工影响天气给人们的生活、社会的发展都带来了非常显著的好处。人类自古以来“呼风唤雨”的梦想已经不是天方夜谭。未来，气象部门会进一步改进和完善人工影响天气技术，使之在保护农业生产、缓解水资源短缺、防灾减灾、保护生态等方面发挥更大的作用。

（选自中国科普博览网，有删改。作者刘圣楠）

银河系的巨星

    银河系中比太阳大几千倍的星球是稀有的。2006年1月，亚利桑那洛惠尔天文台宣称，他们探测到四个最大的星球（KW人马座、V354仙王座、KY天鹅座和MA仙王座）。测量了他们的亮度和温度，根据理论模型计算了它们的尺度，结果是太阳直径的1500倍。这些星球约有1000万岁，它们可能在百万年内自己炸成碎片。

    这四项星的质量皆为太阳的25倍，但绝对不是本星系中最重的星球。本星系中最重的星球是太阳的150倍。我们比较了解的一项是Eta船底座，为太阳的120倍。它内部核反应所产生的辐射十分强烈，其外向压力足可把近旁星体推开。因此，它也极度不稳定，其亮度在几年或十几年内就有激烈变化。19世纪，天文学家曾目击了它的爆炸，但不知什么原因它仍活着。不过用不了多久，也许在10万年内，它将炸得粉身碎骨。

    总的说来，巨星都是短命的。

（选自2006年N0.05《飞碟探索？银河系的主宰》）

人工智能

    2018年乌镇世界互联网大会上，百度公司创始人、董事长兼CEO李彦宏说，互联网时代和人工智能时代是两个不同的时代，过去20年人类社会走在互联网时代，但是未来30～50年应该是人们进入人工智能的时代。

什么是“人工智能”？

    对于人工智能，不同时代有着不同的理解。20世纪中叶，“机器思维”就已出现在这个世界上。1936年，英国数学家阿兰·麦席森·图灵从模拟人类思考和证明的过程入手，提出利用机器执行逻辑代码来模拟人类的各种计算和逻辑思维过程的设想。1950年，他发表了《计算机器与智能》一文，提出了判断机器是否具有智能的标准，即“图灵测试”。“图灵测试”是指一台机器如果能在5分钟内回答由人类测试者提出的一系列问题，且超过30%的回答让测试者误认为是人类所答，那么就可以认为这机器具有智能。

    20世纪80年代，美国哲学家约翰·希尔勒教授用“中文房间”的思维实验，表达了对“智能”的不同思考。一个不懂中文只会说英语的人被关在一个封闭的房间里，他只有铅笔、纸张和一大本指导手册，不时会有画着陌生符号的纸张被递进来。被测试者只能通过阅读指导手册找寻对应指令来分析这些符号。之后，他向屋外的人交出一份同样写满符号的答卷。被测试者全程都不知道，其实这些纸上用来记录问题和答案的符号是中文。他完全不懂中文，但他的回答是完全正确的。上述过程中，被测试者代表计算机，他所经历的也正是计算机的工作内容，即遵循规则，操控符号。“中文房间”实验说明看起来完全智能的计算机程序其实根本不理解自身处理的各种信息。希尔勒认为，如果机器有“智能”，就意味着它具有理解能力。既然机器没有理解能力，那么所谓的“让机器拥有人类智能”的说法就是无稽之谈。

    在人工智能研究领域中，不同学派的科学家对“何为智能”的理解不尽相同。符号主义学派认为“智能”的实质就是具体问题的求解能力，他们会为所设想的智能机器规划好不同的问题求解路径，运用形式推理和数理逻辑的方法，让计算机模仿人类思维进行决策和推理。联结主义学派认为“智能”的实质就是非智能部件相互作为的产物，在他们眼里人类也是一种机器，其智能来源于许多非智能但半自主的组成大脑的物质间的相互作用。他们研究大脑的结构，让计算机去模仿人类的大脑，并且用某种教学模型去重建一个简化的神经元网络。行为主义学派认为“智能”的实质是机器和人类的行为相似，研究人工智能应该研究人类感知和行动的本能，而不是高级的逻辑推理，不解决基本问题就无法实现复杂的思维模拟。因而他们让计算机模仿人的行为，建立人工智能系统。

人工智能来了

    如今，人工智能广泛应用在各个领域。计算机视觉、智能机器人、自然语言实时语音翻译、视觉内容自动识别、推荐引擎等。淘宝、京东等商城，等资讯网站，会根据你之前浏览过的商品、页面推送给你一些相关的产品或网站内容。这其实就是引擎推荐技术的一种表现。计算机视觉有着广泛的细分应用，其中包括，医疗领域成像分析、人脸识别、公关安全、安防监控等等。智能家居之后，人工智能成为家电业的新风口，长虹发布两款CHiQ智能电视新品，主打手机遥控器、带走看、随时看、分类看功能。

    但是，人工智能并不只是美好的，面临着很多问题。在人工智能的开发过程中，设计者会遇到伦理问题的挑战。比如著名的“隧道问题”：一辆自动驾驶的汽车在通过黑暗的隧道时前方突然出现一个小孩，面对撞向隧道还是撞向行人这种进退维谷的突发情况，自动驾驶汽车会怎么做？

    人工智能在未来还可能产生的一个问题就是“奇点（singularity）”。所谓“奇点”就是指机器智能有朝一日超越人类智能，那时机器将能够进行自我编程而变得更加智能，它们也将持续设计更加先进的机器，直到将人类远远甩开。尽管研究者对“奇点”到来的时间和可能性还有争议，但是不管“奇点”时刻能否真的到来，在技术不断完善的过程中，我们都要小心被人工智能“异化”。在我们训练人工智能的同时，有可能也被人工智能“训练”了。我们的一举一动、生活爱好都将被人工智能塑造，人工智能在无形中暗暗决定了我们的思维方式，当我们还在为自己的自由意志而骄傲的时候，也许已不知不觉地沦为了数据的囚徒。

    面对人工智能可能带来的种种冲击，上世纪50年代美国科幻小说家阿西莫夫提出的机器人三大定律，今天对我们依然有借鉴意义。这三大定律是：机器人不得伤害人，也不得见到人受伤害而袖手旁观；机器人应服从人的一切命令，但不得违反第一定律；机器人应保护自身安全，但不得违反第一，第二定律。归根结底，人是智能行为的总开关。人工智能的开发者应该始终把对社会负责的原则，放在对技术进步的渴望之上。人类完全可以做到未雨绸缪，应对人工智能可能带来的威胁。