发明家的“老师”

    可以这样说，遍及海、陆、空的千姿百态的生物，都是发明家的“老师”。从前，有几个船员在北冰洋遇见一条漂浮的小鲸，他们便开船赶去。哪知这条鲸的鳍起了发动机的作用，船员没有追上。船员受此启发，给船装上了“船鳍”，使船航行得更快。后来，又有了仿照鱼类呼吸的原理，制成了“人工鳃”，使潜水员潜入深海。

    海豚可以赶超一般船舰或潜艇，这是因为海豚具有流线形体态。它那独特的双层弹性皮肤，成了优良的消振器，能消除湍流的阻力。据试验，用人工仿造的海豚皮做成的鱼雷，航速提高近一倍。

    南极的企鹅平蹒跚（pán  shān）而行，但遇到紧急情况，它能以三四千米的时速，在雪地上急驰如飞。原来，企鹅会匍匐在地，蹬起双脚，好像滑雪者。在它的启示下，人们设计出雪地越野汽车。这种无论汽车，用宽阔的底部贴在雪地行驶，时速可达五十千米。

    发明家模仿袋鼠跳跃前进的方法，制成了“跳跃型汽车”。这种新型汽车无需道路，在沼泽、丘陵、草地或沙漠都可通行无阻。

    响尾蛇的眼下方有一薄膜，它能在黑夜感知远处动物散发的体温，从而准确地袭击猎物。人们受到响尾蛇的启示，研制出热敏元件，将它装配在导弹里，当作热定位器，就能弹无虚发。

    人们参照蝙蝠在黑夜超声定位的原理，发明了“声呐”，进而制成了盲人探路器。

水滴”船

    世界上最大的动物是什么?是生活在海洋里的哺乳动物——鲸.其中,最大的蓝鲸身长约米,体重吨左右,相当于头大象或头公牛。

    谁能想到,如此庞大的大鲸,(竟竞)是海洋中最优秀的游泳健将之一.“海上霸王”虎鲸,每小时可游公里；上百吨的抹香鲸还是海洋中的潜水冠军呢!另外,大鲸还有这样一些本领：从禁止不动,立（即既）达到全速游动,又能马上“刹车”；既能快速下潜,也能快速上浮.这些本领,是任何舰艇都望尘莫及的。

    鲸的体型特殊：硕大的头部,急速收缩的尾部,前肢演变成不大的鳍,后肢已经退化,整个身体像一（棵颗）拉长的“水滴”.这类体型能大大减少水的阻力,十分适应在水中活动。

    舰船设计师们由大鲸的体形联想到船舶,设计了多种水滴似的鲸形船.（已以）往恶毒一些客轮、货轮的水下部分都是刀形,现在都改成鲸形,有的超级油轮也模（仿妨）鲸的体型,因而加快了航速。

    原先的核潜艇是雪茄形的,现在,出现了一些水滴形的现代化水下核潜艇.与雪茄形的核潜艇相比,水滴形核潜艇所受到的水的阻力可以减少很多,再加上核动力装置,功率有所增加,在水下航行时,速度有了大幅度的提高。

荷兰农场的奥秘

    作为一个以农业立国的国家，荷兰以各种农场著名。________土地少，________荷兰农业出口却在国际上屡屡斩获“金牌”。不久前，我到荷兰考（查  察）农场，了解了其中的奥秘。

    在两个人全权负责200头奶牛的农场里，人们只需敲敲（键  健）盘。加里·福德兄弟的现代化牛棚里，有多个机器人在工作。一个类似扫地机器人的大型机器人，专门负责把干草推到牛栏的门口，给牛喂草。牛棚的一端设了自动挤奶机，一出生就戴着GPS定位标签的奶牛们排队站到自动挤奶机附近，挤奶机就能通过红外线定位清洗乳头，并给奶牛挤奶。机器人会严格按照程序来判断某头奶牛是否到了挤奶时间，如果不到时间，机器人会无情地将奶牛“拒签”。

    这样先进的机器价格不菲，一个挤奶机器人价值达10万欧元。牛棚的另一端，还有一个按摩机器人，几只奶牛在享受机器人的全身按摩服务。

    挤出来的牛奶也不需要奶农经手，奶会自动通过管道流入一个大型冷冻机器里，在那里，牛奶将冷却到3℃至4℃，然后保存起来，等合作社的人来收取。

    农业合作社的人每三天会来收一次牛奶。按照规定，如果农场出产的牛奶不合格，那么，整车牛奶都将被（销  消）毁，奶农________要承担自家牛奶的损失，________要（赔  培）偿车上其他几家农场牛奶的损失，这也让奶农不敢造假。

    如果这样的情形发生几次，这家农场就会被合作社拉入黑名单。这大概也是荷兰的牛奶质量一直居于世界前列的原因。

黑洞

    北京时间2019年4月10日晚9时许，包括中国在内的全球多地天文学家同步公布首张黑洞的照片。这个室女A星系（M87）中心的黑洞，距离地球5500万光年，质量相当于65亿题太阳。这也是人类诞生以来,第一次见到黑洞的照片。这张照片来之不易，为了得到这张照片，天文学家动用了遍布全球的8个毫米/亚毫米波射电望远镜，组成了一个所谓的“事件视界望远镜"（缩写EHT）。从2017年4月5日起，这8座射电望远镜连续进行了数天时联合观测，随后又经过2年的数据分析才让我们一睹黑洞的真容。

    黑洞是现代广义相对论中，宇宙空间内存在的一种超高质量天体，由于类似热力学上完全不反射光线的黑体，故名为黑洞。黑洞是由质量足够大的恒星在核聚变反应的燃料耗尽而“死亡”后，发生引力坍缩产生的。黑洞质量极其巨大，而体积却十分微小，它产生的引力 场极为强劲，以至于任何物体和辐射在进入到黑洞餉一个事件视界（临界点）内，便再无力逃脱，就连传播数度最快的钓光（电磁波）也逃逸不出.最早给这“不可思议的天体”命名叫“黑洞”的是美国物理学家约翰•阿奇博尔德•惠勒。

    如今，这个被戏称为“甜甜圈”的黑洞，它有了个名字——波维西（Powehi）。给黑洞起名的是美国夏威夷大学希洛分校的夏威夷语副教授拉瑞•木村。“波维西”在夏威夷语中意为“被修饰的、深不可测的黑暗造物”。词语来自18世纪的夏威夷歌谣“克木立波”（Kumulipo）。这是一首讲述万物起源的歌谣，很有夏威夷特色。按照这首歌谣，“波”即为万物混沌的状态，最先诞生的是珊瑚虫，而人类是最后诞生的生命。

    之所以会用夏威夷语来命名黑洞，是因为EHT项目中八架射电望远镜，有两架位于夏威夷。

《流浪地球》里的科学故事

新闻背景

大年初一，中国科幻电影《流浪地球》登陆各大影院，在竞争激烈的春节档期收获票房冠军。电影根据刘慈欣同名科幻小说改编而来，讲述了一个发生在不远未来的故事；太阳急剧老化，随时都有可能进入到红巨星的膨胀阶段，地球也将图此被吞噬，在此危急关头，为了地球人的存亡，地球上的联合共和国紧急决定，在地球上建造上万座重核聚变行星发动机，每个产生上百万亿吨的推力，把地球当成一个庞大的宇宙飞船、驶离现有轨道，驶向距离太阳系最近的一颗恒星----比邻星，从而开启了一段长达两千五百年的星际旅行。

       太阳什么时候会灭亡?

       大阳诞生于约五十亿年前的一次量云坍缩，太阳系的其他行星紧跟其后。太阳提供的能量来自其中心氢气的聚核反应，如同大量氢弹在太阳内部不断爆炸，按照现有的数据估算，这种聚核反应总共将持续约一百亿年，所以，太阳还可以再燃烧五十亿年左右。

       在小说《流浪地球》中，科学家发现太阳异常，并预测太阳将进入红巨星膨胀阶段，在接下来的数百年时间里淹没地球轨道。红巨星是恒星燃烧到后期所经历的一个较短的不稳定阶段。不过人类学家曾经估算过，因为周围环境的各种变化，人类在地球上还可以存在的时间大约是二百万年。而物理学家霍金曾经更为悲观，因为人类使用能源的没有效率，预言几百年后就需要考虑离开地球。

       在某个时间，地球在被淹没之前就已经移到太阳系的宜居区之外，不再适合生命存在，反而在那个时候，火星将完全进入宜居区。

       为什么流浪地球要驶入木星周围?

       整部电影所展现的一个主题就是如何摆脱木星的“刚体洛希极限”点。这里我们需要先明白地球驶入木星周围的原因。

       木星引力是如此之强，为何地球不躲着木星行驶?其实在电影当中，联合共和国政府本来想通过一种叫作“引力弹弓”的效应，使用木星对地球进行加速，没想到部分行星发动机失效。导致地球被木星吸引而逐渐进入木星的“刚体洛希极限”，出现了电影当中所呈现的灾难。其实“引力弹弓”效应在探测器飞行中被广泛使用，通常被当作一种节省能源的加速方式，“旅行者一号”探测器就是利用木星和土星两次引力加速，才得以逃出太阳系。

       这个效应的原理其实非常简单，因为行星本身也在围绕太阳转动，所以当行星吸引探测器或者其他天体的同时，就实际上赋予了探测器或者其他天体一部分速度，当探测器或者其他天体逃离出去的时候，就相当于被加速了。我们可以举一个简单的类似例子来理解。

如果我们站在静止的地面上向运动的火车顶上扔一个网球，在网球被弹起来的时候，地面上静止的人看到网球的速度，其实就是火车速度和网球原来速度的叠加。所以当天体从某个行星周围逃离时候的速度，其实就是本来的速度和天体速度的叠加。

     “流浪地球”，这个大胆而美丽的想象值得我们向往。作为中国第一部科幻大片，《流浪地球》带给我们很多欣喜。中国的科幻电影之路，也如中国的科学发展之路，“路曼曼其修远兮”，还需大家的共同努力。

肠道细菌知多少

    东京大学名誉教授光冈知足50年来一直潜心研究肠道细菌和人类健康之间的关系，对酸奶等功能性食品的应用也给予了很多的关注。在人类的肠道中，以大肠为中心，寄生着100%种细菌，其数量超过100万亿个。这些细菌集团像棉花丛和草丛一样生活在我们的肠道内，我们称之为肠内菌群。主要的菌群包括能帮助我们维持健康的“有益细菌”，如乳酸菌群，还有会危害我们健康的“有害菌群”，比如说大肠杆菌、魏尔希氏杆菌等腐败菌群。除此之外，还有一些其他的厌氧菌群。“有益菌群”和“有害菌群”在我们的肠道内平衡共生。在人体内“有益菌群”中最重要的就是乳酸菌群家族的乳酸杆菌。肠道内的菌群因人而异。如果一个人的健康状况不发生变化，他肠道内的菌群也不会有什么大的改变。但是如果一个人年届60岁，由于身体老化，其肠道内菌群间的平衡状态就会被破坏，因为乳酸杆菌的数量大大减少，腐败菌——魏尔希氏杆菌的数量骤增，大肠杆菌也在逐渐增多。如果一个人精神压力过大或者是总偏好肉食，那人体内的细菌就会发生和人体衰老时相类似的变化。另外很多生活习惯不良的人，或患胃癌、大肠癌和溃疡性结肠癌的人体内的菌群也会发生特殊的变化。老年痴呆症肠道内的魏尔希氏杆菌会异常增多。

总之，菌群的平衡和人类的健康息息相关。保持乳酸杆菌的绝对优势，使其遏制有害菌的生长从而维持肠道内细菌的平衡，对于我们保持身体健康非常重要。光冈教授等人曾经做过一个实验，给白鼠喝酸奶，实验结果有：“喝了酸奶的白鼠体内的乳酸杆菌数量比没有喝的增加了10倍，寿命也因此延长了”和“酸奶能抑制某种癌细胞繁殖并能控制血压的升高”，等等。

（文字来源于网络，有删减）