数不尽的萤火虫

      中国有悠久的萤火虫文化。早在先秦时期的《诗经》中，萤火虫就成为先民的关注对象，诗中“町畽鹿场，熠耀宵行”就是描述萤火虫的。古代诗人常借萤火虫抒情达意，唐代杜牧的“银烛秋光冷画屏，轻罗小扇扑流萤”，便是千古绝唱。“囊萤夜读”的故事家喻户晓，也曾激励过无数学子发奋努力。

      现代人是不再需要“囊萤”来夜读了。到20世纪40年代，科学家受萤火虫发光器的启发，发明出荧光灯。萤火虫发出的荧光是一种生物光，它不同于其他的光会伴生热量的损耗，是目前已知唯一已知没有热损耗的光源，因此也叫“冷光源”。荧光灯的发明大大提高了能源使用率，但与萤火虫的发光率相比还差得太远。

      最近，研究人员在研究萤火虫发光器时，还意外发现了一种锯齿状排列的鳞片，它可以提高发光器的亮度。科学家将其应用在二极管（LED）的设计中，制作出模仿萤火虫发光器天然结构的LED覆盖层，可使其效率提高50%以上。这种新颖设计可能会在几年内应用在LED生产中。

萤火虫特有的虫荧光素酶基因，在基因工程中也越来越多地作为遗传标记的首选来检测基因表达。人们不但利用萤火虫的基因检测癌细胞，还利用基因转移技术把萤火虫的基因转移到玉米中，较快地培育出新的具有抗病虫害的玉米新品系。

       萤火虫还是血吸虫病的防疫助手。水生血吸虫的幼虫吃包括钉螺在内的螺类，而钉螺正是血吸虫的唯一宿主。萤火虫体内的腺苷磷酸，可作为一种优异的检测剂来检测水的污染程度。萤火虫喜欢植被茂盛、水质干净、空气清新的环境，凡是萤火虫种群分布的地区，都是生态环境保护得比较好的地方。

遗憾的是，如今，萤火虫在部分地区已越来越少见。除了自然天敌外，人类成了萤火虫最大的“天敌”。美国一些医药公司为了获取萤火虫体内特有的虫荧光素和虫荧光素酶，出价购买萤火虫，导致人们大肆捕捉萤火虫。在日本，上世纪60年代的工业污染和城市扩张，致使萤火虫幼虫的生存率直线下降。

萤火虫求偶时，雌雄之间会发出特异的闪光信号以吸引异性并交尾。然而城市的亮光干扰了它们的闪光交流，当萤火虫感知到外界灯光时，就会停止发光、飞行、求偶，最终导致种群减少甚至灭绝。去年夏季一些城市刮起萤火虫展览热，千里迢迢从外省引入萤火虫，然后在公园放飞。但萤火虫的很多种类年复一年地在同一栖息地聚集、交配，即使栖息地遭到破坏，也不会迁往别处。萤火虫成虫的唯一使命就是繁殖，寿命很短，长的也就十几天。萤火虫本就不适合长途迁徙，目的地栖息环境又不太合适，它几乎活不了几天，繁殖就更是不可能了。不少专家为此呼吁：与其引进萤火虫，不如改善自然环境。

      那些曾在林间泽畔“熠耀宵行”的萤火虫，如今已与我们渐行渐远，靠人工引进不能“引”来它们的回归。萤火虫是自然的，也是文化的，但归根结底是自然的，因而要靠自然来解决。而且，保护萤火虫不能光着眼于一个物种，而是要通过保护整片栖息地来保护许多物种。如果做到这一点，引来的肯定不只萤火虫。萤火虫如是，熊猫如是，白鹳也如是……总之，我们应多想想如何对自然更友好，与万物共存共荣。

                                            （摘编自《新华文摘》2014年第13期）

    药物使用的整个发展过程似乎卷入了一个永无终点的螺旋。自从滴滴涕被允许民用以来，逐步升级的过程便开始了，人们得不断寻找更有毒性的物质。这是因为作为对达尔文适者生存原理的绝好证明，昆虫已演化出对人们使用的某一杀虫药具有抗药性的超级品种，于是人们必须发明一种更毒的药剂，接着又发明一种比这种药剂更毒的药剂……

    “控制大自然”这一短语是在骄傲自大的心态中构思出来的，它源于尼安德特人时期的生物学和哲学，当时人们以为自然界是为人类的便利而存在的。应用昆虫学的概念和实践大都发端于那石器时代的科学。如此原始的科学竟已用最现代、最可怕的武器装备起来，这真是我们的一大灾祸。这门科学在使用这些武器对付害虫的同时也在打击整个地球。

    1953年，日本水俣湾附近发现了一种“怪病”，称为“水俣病”。这种病症最初出现在猫身上，病猫步态不稳，抽搐、麻痹，甚至跳海而死。不久，陆续发现了患这种病症的人。患者步履蹒跚，手足麻痹乃至变形，神经错乱甚至死亡。后来发现，这不是传染病，而是工业废水排放污染造成的公害病。水俣湾一家化工厂生产氯乙烯和醋酸乙烯使用了含汞的催化剂，排放的废水中含有大量的汞。其中有的是甲基汞，有的是无机汞，而无机汞会与水体或水生物的有机物反应生成甲基汞。甲基汞的脂溶性非常强，可以在生物体内逐渐富集并通过食物链最终进入人体，被肠胃吸收，侵害人的中枢神经细胞。公司和政府对水俣病的认定只考虑直接接触甲基汞所导致的症状，而这种症状与甲基汞通过食物链进入人体所导致的症状不完本相同。因此，只有部分水俣病患者获得认定。

水体中汞污染是人类健康的隐患。因为水中的微量汞，经过水中食物链（如：浮游植物→浮游动物→小鱼→大鱼）的逐级转移，在食物链顶级生物体内可以富集到数千至数十万倍。以美国金枪鱼罐头为例，1953年含汞量为0.08PPM［注］，到了2005年就增长至1.79PPM。对以鳖鱼和鲸为主要食物来源的法罗群岛居民的追踪调查发现，他们的血汞含量可能是全世界人群中最高的，达到6PPM。鱼类体内的汞主要为甲基汞，其百分比随鱼龄增加而增加，一年生的鱼所含汞中的甲基汞的31%～35%，8～12年的鱼所含汞中的甲基汞为67%～100%。在一般情况下调查和监测鱼类的含汞量，对于了解水域汞污染程度十分必要。目前全球人为活动向大气排放的汞达2000吨/年。汞很容易蒸发到大气中，并且能够随着空气团作全球范围的迁移，在大气中停留几个月甚至一年。在不同的条件下，它会发生沉降，并在当地食物链生物体内聚积。由于汞的这种属性，它被联合国环境规划署列为全球性污染物，是除了温室气体外唯一一种对全球范围产生影响的化学物质。

    我国是汞生产和消费大国，十分重视汞污染防治研究。有研究表明：中国汞污染的健康影响途径与其他国家不同，不能照搬欧美研究成果评价中国汞污染情况，如在北美和北欧地区，某些鱼类体内的汞浓度具有一定的指标性意义，但我国贵州即使在汞污染较严重的地区，鱼体内汞含量却相对较低。另有研究发现：汽车尾气中的汞进入到空气中后，可以被植物吸收，因此路旁植物中汞的含量要高于公园中的植物；北京市汞污染的主要来源是煤和汽油燃烧的汞释放、化工厂的汞排放，贵阳市的汞污染原因则是土壤高汞背景值以及原煤汞含量高。

    垃圾焚烧是汞污染的又一个主要来源。垃圾中的汞主要来自电池、体温计、日光灯等，如果能对含汞废弃物采取比一般生活垃圾更严格的处理措施，将有利于减少汞污染。

［注］PPM：即百万分之一。

如果说工业3.0要解决的是生产效率与消费效率之间的矛盾，那么，以“互联网+”为特征的工业4.0则很可能会打破先生产后消费的传统思维，甚至会让生产与消费之间的鸿沟逐步消除。

在工业4.0阶段，传统产业与互联网是“互联网+”，而不再是“+互联网”。一个“+”位置变化耐人寻味。过去，无论信息化带动工业化还是二者深度融合，都是“+互联网”概念，即传统产业是主体，互联网只是工具。

工具的最大特点是被动。再好的工具，只有被利用才有价值。工具化是工业3.0阶段互联网的主要特征。在3.0阶段，互联网作为具有革命性的工具，的确可以扩大和提升信息交流的空间和速度，从而让传统产业不仅生产效率继续有所提高，而且使得消费效率获得极大提升。特别是网络销售平台的建立，让消费过程变得更加高效、便捷。如果说以蒸汽机和电气化为代表的工业1.0和2.0所运用的是力学原理，解放的是体力，解决的是产能，那么以信息化为代表的3.0运用的则是数字手段，延伸的是人类的眼睛和耳朵，主要解决的是生产效率和消费效率之间的矛盾。在这一时期，互联网仍然是工具，因此传统产业的基本形态并没有因互联网的加入而改变。

在工业4.0阶段，互联网已经不仅是传统意义上的信息网络，它更是一个物质、能量和信息互相交融的物联网，传递的也不仅仅是传统意义上的信息，它还可以包括物质和能量的信息。互联网自身的演进导致了它角色的变化。某种意义上讲，今后的互联网已不再是一般意义上的工具，它会上升为矛盾主体，从设计、生产、销售到售后的全流程对传统产业进行改造。传统产业则可能变为被“+”的对象。

    互联网的去工具化从百度、腾讯等互联网巨头纷纷主动涉足传统制造业时已经初现端倪。而互联网对传统制造业带来的颠覆在发达国家也已经出现。

美国的某款新能源汽车，由于运用了物联网概念，已经取消了传统的4S店商业模式，不仅销售不需要，甚至保养、维修也不再需要4S店。因为发达的物联网络已经让生产者能掌握售出汽车的各种数据，甚至轮胎该更换或者哪个零件该出问题，厂家比用户还清楚，可以随时随地上门服务。率先提出工业4.0概念的德国走得更远。如今在德国一些城市的街头，停着不少有特殊标识的汽车，只要是会员，就可以用一张卡片把任意一辆车开走，办完事停在路边走人即可，而你驾驶车辆的所有数据会及时传回车厂，相关费用从你的账户扣除。这一模式未来很可能颠覆传统汽车的销售模式，很多人今后可以不必再买车；而类似奔驰、宝马这类传统制造企业，也很可能会演变成汽车服务提供商……

据悉格力集团为应对小米手机的挑战，也开始生产手机了。但是，如果格力还是用传统制造思维去生产智能手机，就可能还会停留在3.0甚至2.0时代。

    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。

水平能见度小于10.0 km的空气普遍浑浊现象称为霾或灰霾，其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10.0 km时，该现象称为霾或灰霾。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。

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10.0 km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1.0 km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0.001－10.000 μm，平均直径为1－2μm。

    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。

    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》）

    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。