哈勃，太空中的千里眼

       ①古往今来，人们用肉眼观察灿烂的星空，很多发现难免显得粗糙，甚至只是一些臆想。当伽利略等人将望远镜对准了茫茫太空后，人们才逐渐发现了太空的更多奥秘。

       ②在实践中，人们发现用地面的望远镜观测太空，存在两个缺陷：一是地球大气层会吸收红外线和紫外线，二是大气湍流导致地面光学望远镜的角分辨率很难优于1弧秒。1946年，美国天文物理学家斯皮策提出，在太空中安装一台望远镜将突破上述限制。

       ③1990年，这一设想终成现实。美国“发现”号航天飞机将哈勃望远镜送入了太空。然而，哈勃探索宇宙奥秘的征途并非一帆风顺。升空伊始，哈勃就被发现患了“近视眼”，不能辨别140亿光年以外的物体。此后哈勃的陀螺仪、太阳能电池板、影像摄谱仪、绝热毯、冷却剂等都出现过故障，历经五次“手术”才恢复正常。然而哈勃望远镜面临的挑战，也激励着人们推动科研设备及制造技术的革新。每一次维修都让哈勃能够看得更清晰、更遥远。2009年第五次维修后，哈勃望远镜的观测能力已是最初设计的100倍。

       ④哈勃望远镜得到的数据引发了天文学的革命：它确定了宇宙历史为137亿年左右，证实超大质量黑洞处于大多数星系的中心，它让科学家更好地理解恒星和行星的形成，并探测到太阳系外存在有机物。20年来，科学家利用哈勃望远镜的数据发表了7500多篇论文，使之成为历史上最有科学价值的仪器。美国资深宇航员马斯格雷夫说，哈勃望远镜的价值不仅在于它是一台强大的机器，而且在于它把宇宙论、神学、哲学和天文学贯穿了起来。它是人类的一面镜子，让人类自省：这是一个什么样的宇宙？我们处在什么位置？我们是谁，我们该如何作为？

       ⑤虽然哈勃望远镜将于2014年退休，詹姆斯•韦伯太空望远镜将接过它的接力棒，将人类对深层太空的探索继续下去。

（选自《天文爱好者》2011年第6期，略有删改）

植物的抗旱本领

    ①有人在亚里桑那的沙漠里做过一项有趣的实验：把一棵37公斤重的仙人球放在室内，一直不浇水。经过六年，它依然活着，而且还有26公斤重。植物的这种抗旱本领，真是令人称奇！植物经过漫长的进化和繁衍，不仅有着适应干旱环境的非凡能力，而且具有种种神奇的抗旱本领。

    ②减少水分蒸腾是植物抗旱的有效方式。为了节省水分，有的叶子退化成针状或棘刺，有的生有茸毛，有的体表披上一层角质或蜡质，有的叶子还会蜷曲、闭合。这样，就会减少水分蒸腾。生长在我国北方草原小野莴苣，为了减少水分的散失，叶片不是以平面向着太阳，而是像刀刃似的向上，叶子与地面垂直。由于这类植物的叶片的背面，腹面几乎受到等量的光照，所以两面都能进行光合作用。更为有趣的是，树姿奇特的光棍树终年不长叶子，只有光溜溜的树杈。这是因为该树的故乡在炎热的非洲干旱地区，那里常年无雨，异常缺水，为了减少水分的散失，它们叶子逐渐变小，甚至消失，而树枝变成绿色，以代替叶子进行光合作用。

    ③有些植物的叶子不但退化成针状或棘刺状，以减少蒸腾，而且营养器官变得肥厚多汁，以便自身贮藏水分。猴面包树生长在非洲东部的热带草原里，成龄大树一般高约25米，而直径却达5米，有的甚至超过10米。远远望去，犹如巨大的酒瓶。在干旱的时候，树上不长叶子；到了雨季，才开始长叶、开花、结果。同时大量吸收水分，贮藏在肥胖的树干里，以备旱季之用。生长在墨西哥沙漠的仙人掌像一座座巨大的烛台，通常有10﹣15米高，粗得一个人都难以合围，体内水分竟达95%以上。在它巨大的身躯里，能贮藏一吨以上的水。当旅行者缺水时，打开它的躯干，就可以饮到清澈的淡水。因此，它享有“沙漠里的甘泉”之美名。

    ④强大多样的根系是植物抗旱的保证。干旱的草原降水量极少，水分蒸发极快，雨水往往只能湿润土壤的表面，下层的土壤却很干燥。这些地方生长的根茅、隐子草和沙蒿，都长着入土不深、分枝极多、平铺在土表层的根系。沙拐枣的垂直根系较浅，水平根系则长达十几米，只要地面有一点点水分，它就能充分吸收。在干旱的沙漠地区，有的植物地面部分大大缩小，地下部分却大大增加，主根扎得很深。一株不到半米高的白刺，主根长13米多，侧根长6米以上，根幅14米，相当于冠幅的30多倍！

    ⑤忍耐干旱的植物的抗旱生理物征。有了这样的生理特征，才使得有些植物在严酷的干旱面前，表现出异常顽强的生命力。

可燃冰

       ①2017年6月2日，国土资源部在北京宣布：我国正在南海海域进行的天然气水合物试开采已连续产气22天，取得了持续产气时间长、气流稳定、环境安全等多项重大突破性成果。标志着我国成为全球海域天然气水合物试开采连续采气时间最长的国家。

       ②什么是天然气水合物呢？天然气水合物是一种含有大量甲醛气体的水合物。大量存在于陆地上的冻土带和海底。在高温低压的条件下，天然气水合物形成了冰雪般的固态，它外面看似冰，一点火却可以烧起来，所以俗称“可燃冰”。如果把甲醛从冰中释放出来，体积将是水的160多倍。

       ③海底可燃冰是天然气（甲醛类）被包进水分子中，在海底低温与压力下结晶形成的。海底形成可燃冰有三个基本条件。首先，可燃冰在零度以上可以生成，在20摄氏度便要分解，而海底的温度一般都在2﹣4摄氏度；其次，可燃冰在零度时，30个大气压以上就可能生成，而以海洋的深度，30个大气压很容易保证，并且压力越大，水合物就越不容易分解，就越稳定；最后，海底的有机物沉淀，其中富含的碳经过生物转化，可形成充足的甲烷气源。海底的地层是多孔介质，在温度、压力和气源三者具备的条件下，便会在介质的空隙中生成可燃冰的晶体。

       ④据科学家测算，1立方米的可燃冰，在常温常压下可释放164立方米甲烷气体和0.8立方米的淡水。甲烷是人们可以用来燃烧发电的可燃气体，而且燃烧后几乎不产生任何污染物质。可燃冰将成为21世纪极具潜势的洁净新能源。

       ⑤但是，甲烷气体是温室气体之一，一旦散失，会严重破坏环境。而且可燃冰的开采还可能会造成大陆架边缘动荡，引发海底塌方并导致灾难性的海啸。因此，可燃冰的开发利用还面临着种种难题。但我们相信，随着人类对可燃冰研究的不断深入，这些难题一定会在不久的将来得到解决。

如何保存未来数据

任志方

    ①数千年来，人类一直在用各种手段保存信息。尽管在过去几十年里，人类存储的数据量出现了极大增长，我们的生活，我们的记忆越来越多地以数字形式储存在我们的硬盘里或“云端”，但这些数据的寿命却很短，甚至长不过我们的一生。如何才能将这些数据长期保存不丢失？越来越多的研究者正在着手解决这个问题。

    ②2017年2月，英国南安普顿大学科学家开发出一种新的数据存储技术，利用玻璃中的微型纳米结构去编码信息。基于这一技术，标准尺寸光碟能保存约360TB的数据，而在温度190℃左右的环境中可维持长达138亿年，这一时间和宇宙的历史相仿，是地球年龄的近3倍。

    ③这一技术被称作“五维数据存储”，它最初发表在2013年的一篇论文中。自那时以来，科学家不断推动这项技术的优化发展，最终要实现商用。

    ④五维光碟能使用位于玻璃碟片内的微型物理结构（即“纳米格栅”）保存信息，通过读取折射的激光能够呈现5种数据状态，这也是这种技术名称的来源。利用激光技术设备，可以知道纳米格栅的方向、激光折射的强度以及用X、Y、Z轴表示的空间中的位置。因此，想对于传统光碟，五维光碟的数据存储密度更大，例如传统的蓝光光碟能保存128GB的数据，而五维光碟存储的数据量是蓝光光碟的3000倍，即360TB。

    ⑤由于玻璃是一种坚固的材料，只有很高的温度才能导致玻璃熔化或变形，而玻璃又有着良好的化学稳定性，因此，这种五维光碟能确保数据在非常长的时间里保存，不会丢失。

    ⑥在五维光碟长期保存数据信息的情况下，如何使这些数据信息让未来的人解读？那就是保存所有的软件，存放在云端的服务器上，使它们永不过时，就好像博物馆一样，只不过这个博物馆是数字形式的。通过对软件的数据内容和操作系统做一个快照，然后进行长期保存。在未来漫长的时间中，这些快照还需要根据当时的技术环境，从一个云端移到另一个云端，方便任何需要者使用。

    ⑦五维数据存储技术对人们将来的生活和工作带来极大的方便，尤其对图书馆和博物馆未说更有潜力。科学家认为，这一技术可以在不久的将来得到商用。尽管在五维光碟中记录信息还需要用到成本高昂的实验室激光设备，但光碟数据的读取并不困难，南安普顿大学的科研团队表示，类似DVD播放器的五维光碟读取设备将在未来几十年面市。

（摘自《意林》2018年1月下，有删改。）

中国快递

    ①中国的物流业从无到有，现在已成为全球快递市场发展的引擎，可以说是快速发展。

    ②在业务量方面，已连续三年排名世界第一。2018年中国快递包裹量大概是313亿件，比十年前增长了30倍，业务量已占到全球业务量的40%。

③在送达速度方面，目前中国快递送达时间平均为2.6天。2018年的“双十一”一天的8.12亿个物流订单，整个物流行业只用了一周时间就把这些订单基本配送完成。

④在先进技术的使用方面，我国快递业已从过去典型的低端劳动密集型行业进入一个科技含量高、技术更新换代快的时代。如何让货物以最快的速度抵达客户手里？这种争分夺秒的竞争从客户下单那一刻就已经开始。商家下单时，相关数据就已经进入到了分拣支持系统中。把订单推送给哪位收派员，包裹要经过哪些站点，甚至在分拣中心哪个滑槽中滑落，系统都提前做出了预判。在货物分拣环节，全自动分拣机以每秒2.7米的速度运行，1小时可以处理2.6万件包里，相当于52个工人1小时的处理量。自2017年开始，已有快递公司投入使用全球首个无人机运营调度中心，建成全球首个全流程智慧化无人机机场和无人配送站，在无人配送全流程打造上不断创新突破。该公司无人机已在多地实现常态化运营，目前已完成超过20万小时的飞行时间，并实现零事故运营。

    ⑤在快递业快速发展的同时，其带来的物料消耗和污染等问题也日益严重。有关统计显示，全国快递业2017年消耗包装箱192亿个编织袋58亿个、塑料袋150亿个、胶带300亿米。造成上述现象的原因有诸多方面：一是绿色包装物成本过高，如一些生态可降解包装的价格是普通包装的4倍。相当一部分企业不会主动选择成本高昂的可降解包装物。二是环保技术水平有待突破。包装物难降解、难处理，快递包装物中包括大量透明胶囊、空气囊、塑料袋等聚氧乙烯类产品，如使用填埋工艺，需要上百年时间才能降解；如采用焚烧工艺，则有产生高危污染物的风险。三是废弃包装回收情况不乐观。目前，快递纸箱回收率不到20%。

智能家居安防

①智能家居安防系统是集信息技术、网络技术、传感技术、无线电技术、模糊控制技术等多种技术为一体的综合应用系统，是具有较强的技术性和前瞻性的新产品，

②通常，智能家居安防系统主要包括三大系统。

③第一是门禁系统。可靠安全的防盗门至关重要，它是家庭防护的第一道防线。门禁系统为主人提供坚固防范的同时，还提供了更多出入的方便。主人可以授权自己、家人、访客，通过密码、指纹、语音口令等智能识别方式方便地进出家门。

④第二是报警系统。报警系统由防盗报警系统、防火灾报警系统和防燃气泄漏报警系统等组成，它可以作为一种可靠且有效的方式让家庭能够避免外界侵入和自然因素引起的灾害。报警系统通过安装在室内外的各种传感器，将探测发出的信号最快地传递给相关人员。如烟雾火警探测器和可燃气泄漏探测器，它们在想要或可燃气达到一定的浓度时就会迅速发出警报以便用户知晓。

⑤第三是监控系统。监控系统是用于本地和远程了解特定区域情况，保留录像备查，起着威慑、监督、取证和管理作用的网络系统。监控系统具有实时监控功能，通过分布在室内的监视器、触摸屏等设备，可以监控住宅周边、门口、各个房间、室内通道等重点区域的实时情况。用户可通过手机随时随地查看家里的变化。系统还会自动将实时监控的影像通过硬盘录像功能录制下来，如果有盗贼闯入，就可以记录下盗贼的影像作为证据。

⑥此外，考虑到室内环境安全问题，环境监测系统也被划到安防这一块，顾名思义，环境监测系统主要是对室内环境进行监测的系统，包括甲醛探测仪、PM2.5探测器、二氧化碳探测器等。 该系统的功能是实时对空气中某些有害物质的探测和对空气质量进行调节。

⑦智能家居安防系统是一个复杂的网络系统。各种智能防护设备通过信息通讯系统、网络系统彼此配合，协调工作，组成一个智能化的安防系统。它为我们享受高品质的智能居家生活提供了有力的保障。