中国石拱桥

    石拱桥的桥洞成弧形，就像虹。古代神话里说，雨后彩虹是“人间天上的桥”，通过彩虹就能上天。我国的诗人爱把拱桥比作虹，说拱桥是“卧虹”“飞虹”，把水上拱桥形容为“长虹卧波”。

    石拱桥在世界桥梁史上出现得比较早。这种桥不但形式优美，而且结构坚固，能几十年几百年甚至上千年雄跨在江河之上，在交通方面发挥作用。

    我国的石拱桥有悠久的历史。《水经注》里提到的“旅人桥”，大约建于元282年，可能是有记载的最早的石拱桥了。我国的石拱桥几乎到处都有。这些桥大小不一，形式多样，许多是惊人的杰作。其中最著名的当推河北省赵县的赵州桥，还有北京丰台区的卢沟桥。

    赵州桥横跨在浚河上，是世界著名的古代石拱桥，也是造成后一直使用到现在的最古的石桥。这座桥修建于公元605年左右，到现在已经一千三百多年了，还保持着原来的雄姿。到解放的时候，桥身有些残损了，在人民政府的领导下，经过彻底整修，这座古桥又恢复了青春。

赵州桥非常雄伟，全长50.82米，两端宽9.6米，中部略窄，宽9米。桥的设计完全合乎科学原理，施工技术更是巧妙绝伦。唐朝的张嘉贞说它“制造奇特，人不知其所以为”。这座桥的特点是：（一）全桥只有一个大拱，长达374米艮，在当时可算是世界上最长的石拱。桥洞不是普通半圆形，而是像一张弓，因而大拱上面的道路没有陡坡，便-于车马上下。（二）大拱的两肩上，各有两个小拱。这个创造性的设计，不但节约了石料，减轻了桥身的重量，而且在河水暴涨的时候，还可以增加桥洞的过水量，减轻洪水对桥身的冲击。同时，拱上加拱，桥身也更美观。（三）大拱由28道拱圈拼成，就像这么多同样形状的弓合拢在一起，做成一个弧形的桥洞。每道拱圈都能独立支撑上面的重量，一道坏了，其他各道不致受到影响。（四）全桥结构匀称，和四周景色配合得十分和谐；桥上的石栏石板也雕刻得古朴美观。唐朝的张麓说，远望这座桥就像“初月出云，长虹饮涧”。赵州桥高度的技术水平和不朽的艺术价值，充分显示了我国劳动人民的智慧和力量。桥的主要设计者李春就是一位杰出的工匠，在桥头的碑文里刻着他的名字。

水定河上的卢沟桥，修建于公元1189到1192年间。桥长265米，由11个半圆形的石拱组成，每个石拱长度不一，自16米到21.6米。桥宽约8米，路面平坦，几乎与河面平行。每两个石拱之间有石砌桥墩，把11个石拱联成一个整体。由于各拱相联，所以这种桥叫做联拱石桥。永定河发水时，来势很猛，以前两岸河堤常被冲毁，但是这座桥却从没出过事，足见它的坚固。桥面用石板铺砌，两旁有石栏石柱。每个柱头上都雕刻着不同姿态的狮子。这些石刻狮子，有的母子相抱，有的交头接耳，有的像倾听水声，有的像注视行人，千态万状，惟妙惟肖。

早在13世纪，卢沟桥就闻名世界。那时候有个意大利人马可·波罗来过中国，他的游记里，十分推崇这屋桥，说它“是世界上独一无二的”，并且特别欣赏桥栏柱上刻的狮子，说它们“共同构成美丽的奇观”。在国内，这座桥也是历来为人们所称赞的。它地处入都要道，而且建筑优美，“卢沟晓月”很早就成为北京的胜景之一。

    卢沟桥在我国人民反抗帝国主义侵略战争的历史上，也是值得纪念的。1937年7月7日中国军队在此抗击日本帝国主义的侵略，揭开了抗日战争的序幕。

    为什么我国的石拱桥会有这样光辉的成就呢？首先，在于我国劳动人民的勤劳和智慧。他们制作石料的工艺极其精巧，能把石料切成整块大石碑，又能把石块雕刻成各种形象。在建筑技术上有很多创造，在起重吊装方面更有意想不到的办法。如福建漳州的江东桥，修建于八百年前，有的石梁一块就有二百来吨重，究竟是怎样安装上去的，至今还不完全知道。其次，我国石拱桥的设计施工有优良传统，建成的桥，用料省，结构巧，强度高。再其次，我国富有建筑用的各种石料，便于就地取材，这也为修造石桥提供了有利条件。

两千年来，我国修建了无数的石拱桥。解放后，全国大规模兴建起各种型式的公路桥与铁路桥，其中就有不少石拱桥。1961年，云南省建成了一座世界最长的独拱石桥，名叫“长虹大桥”，石拱长达112.5米。在传统的石拱桥的基础上，我们还造了大量的钢筋混凝土拱桥，其中“双曲拱桥”是我国劳动人民的新创造，是世界上所仅有的。近几年来，全国造了总长二十余万米的这种拱桥，其中最大的一孔，长达150米。我国桥梁事业的飞跃发展，表明了我国社会主义制度的无比优越。

微藻一一可循环的“绿色油田”

    由于石油资源的逐渐减少乃至最终枯竭，全世界将面临严重的能豫危机，因此，世界各国都在积极寻找能够替代石油产品的可再生能源，其中，生物柴油就是一种重要的生物能源．提起生物柴油的原料，我们可能会想到油菜和大豆，用它们“体内”的油脂加工而成的生物柴油，能有效降低碳排放。然而，这两种作物的培育周期较长，占用农田较多，会产生“与人争粮，与粮争地”问题，从而导致“解决了能源危机，却出现粮食危机”的尴尬结果，此时，微藻进入了科学家们的视线．

    微藻是一种古老的低等植物，广泛地分布在海洋．淡水湖泊等水域，种类繁多。微藻可直接利用阳光、二氧化碳和含氮、磷等元素的简单营养物质快速生长，并在细胞内合成大量油脂，因此，微藻为生物柴油生产提供了新的油脂资源．

    与大豆、油菜和麻风树等油料植物相比，微藻的生长周期短，从初生到可以制油仅需一个星期左右，而大豆等油料植物一般需要几个月．此外，微藻的含油量高，油脂产率高，单位面积产油量是大豆的数百倍，每公顷可年产几万升生物柴油，微藻还不会占用耕地，剩用滩涂、盐碱地、荒漠等，以及海水、荒漠地区的地下水等，就可以大规模地开发“微藻油田”，不会与农作物争地、争水。

    微藻在培养过程中还可固定大量二氧化碳，因此，利用微藻制造生物柴油能大量减少二氧化碳排放，据计算，每培养1吨微藻，需要消耗约2吨二氧化碳。此外，微藻在光自养培养过程中可利用废水中的氮、磷等营养成分，从而降低水体的富营养化，因此，徽藻还能用于串化工厂排放的废水和城市生活污水．

    现在，我国已启动了微藻能源方面的首个973项目“微藻能源规模化制备的科学基础”。该项目有望在5年时间内开发出一个“微藻资源库”，提供适合在我国不同地方，不同气候条件下生长的藻株。今后，各地在建设“徵藻油田”时，就可在资源库中挑选合适的微藻品种．该项目还将深入研究微藻产品的机理，力争提高微藻产油的效率，降低它的成本，此外，该项目还将通过对光生物反应器、培养工艺、采收、油脂加工及藻细胞综合利用的研究，建立一套中试系统，全面评估徼藻产油的技术指标、经济指标和环境指标，大力推动我国徽藻能源的产业化进程。

一块煤有话说

从远古走来

很久很久以前，也许是几亿年前吧，我记得我属于一棵高大树木的树干。按照科学家的说法，那是一株二叠纪时期的蕨类植物，丰茂的植物使得距今约两三亿年前的古生代石炭纪和二叠纪成为了一个重要的成煤时期，也就是在这漫长时期的某一天，我的本体植物走到了生命的尽头，轰然倒下，我也就成了森林底层众多腐败植物组织中的一员，被埋了起来。

我的身体开始慢慢腐烂、碳化，渐渐变黑，不知道过了多久，岩石中的矿质开始侵入，我慢慢地开始变得像石头，变成了褐煤。褐煤是煤化程度比较低的初级煤，很软，燃点也很低，一旦挖出来很快就会风化，甚至有自燃的可能。褐煤主要作为发电厂的燃料，也可作为化工原料、催化剂载体、吸附剂等。随着时间的流逝，我进一步石化，变成了烟煤，最后变成了坚硬的无烟煤。或者说，是一块含碳量很高的植物腐殖化石。

推动工业革命

至少在石器时代，人们就已经认识我们啦，那时还有一些人把我们做成亮晶晶的首饰、器物什么的，煤也可以是黑亮黑亮的哟。不过，我们真正发挥力量是从英国的工业革命开始的。

由于开采容易、价格低、燃烧热量高，我们很快就成为工业革命的主力燃料，在冶铁工业中也被用来代替木头提供碳源。之后，随着工业革命的推广，我们的应用也扩张到了全世界。

我们为英国带来财富的同时，也给这个国家带来了雾霾，当然，现在有了更科学的提法，叫PM2.5。现在，已有大量的证据说明，PM2.5过高会增加呼吸道疾病的发病率，很可能会降低人的寿命。

虽然会不好意思，但是我们本身不是纯碳组成的，里面有不少硫、氮之类的物质，在燃烧过程中，这些物质也会被氧化，变成二氧化硫、氮氧化物等有害气体，造成雾霾。所以，很多人说我们是“不干净”的能源，嚷嚷着要放弃我们，真是让我们心里好难过啊。

科技助力绿色用煤

不过细想想，这事不能完全赖我们啊，明明是你们人类利用我们的方法也太粗放了一点吧？往炉子里那么一扔就不管了，烧煤有烟，难道烧木头或者原油就没烟了吗？为啥利用原油之前要提炼，我们煤就要直接扔炉子里？所以，如今的解决之道，是如何绿色用煤。

实际上，利用科技助力保护环境，是完全可行的。

目前，虽然火电厂消耗了大约一半的燃煤，但随着各项政策的执行，中国95%的火电厂已经应用了对我们的各种处理技术，包括脱硫、除尘等工艺，使我们变得“干净”，实际排出有害气体其实并没有人们想得那么多。

在西方国家，“清洁的煤”的概念也被提了出来。例如美国还发起了“未来发电项目”。这个项目正在试图建立起这样一种煤电站：首先将煤气化，然后从中将硫等元素分离出来，作为其他化学工业生产的原料，里面九成的汞也被分离出来，其余的有害金属则转化成无活性的固体矿渣。

看来，在科技的帮助下，我们煤还是有希望成为一种清洁能源，甚至完全不输于天然气。

（有删改）

“朋友圈”的前世今生

①近年来，微信风头正健，男女老幼皆会在“朋友圈”里晒晒个人私事，传传八卦新闻。实际上，“朋友圈”并不是 21 世纪的专属产物，早在几个世纪前，甚至更久以前就已经存在了。

②“朋友圈”的雏形其实是名为 albaamicorum 的纸书（拉丁文直译为“朋友书”，英文可译为 Friends’Books，即“友人之书”），它堪称当今各类社会媒体的老祖宗 ， 寿龄已高达几个世纪。

③荷兰历史学家苏菲研究了这段有趣的历史细节， 发现从 1560 年起， 一些北欧年轻人就开始用这种纸书记录朋友 圈的种种，不过鉴于 17 世纪的社会风俗，男孩和女孩运用这些书刷“朋友圈”的目的各不相同。在当时，男孩通常会 被送去欧洲著名的大学机构镀金，拜谒当时的思想巨头、学术大家，“朋友圈”对他们来说更像是今天的职业社交网 站，其目的是求教方家。 一位名叫迈克尔的少年在周游欧罗巴大陆的过程中，就留下了一册极为典型的“朋友圈”纸 书。 除了记录在各处的旅行见闻外，还包括与贵族会面的图片。这样的插图不仅博人眼球，且彰显身份。另外，他还在纸书上面形象地诠释了他对一些古老问题的见解，就像我们在朋友圈上发表观点一样。

④女孩则往往被送去修道院，或者去宫廷做仕女，这有助于她们将来成功成为名媛淑女。 虽然不能像男孩那样到 处去旅游，但她们也有自己的友谊书。 如果说男孩版朋友圈填满了科学家和艺术家笔录， 那么女孩版的则更像脸书和 微信，晒晒与朋友、 钦慕者的通信往来，记点圈内笑话，描绘社交事件的细节等。当然，它不会像日记那样被锁在抽屉里默默珍藏，而是要与大家一起分享的，这给当时社交圈子非常狭窄的女孩们带来了莫大的乐趣。

⑤这些装饰精美的“朋友圈”记录册和我们熟悉的微信非常相似，区别只在技术层面。“照片”是被画出来的—— 这比拍照难度大多了，各账号不是转发阅读文章，而是在留言页上写下自己喜欢的格言、警句、诗歌等。这样的“朋 友圈”可以帮助历史学家逼真地还原当时的风土人情，甚至还能拼凑出长达 400 年的关系网络。若再把视线放远一些， 我们可以看到中国古人在一千多年以前就热衷于用纸笔搜集好友、 同僚的图文信息，并广为分享了。且不说皇亲贵胄、 达官名士游历名山大川，即使平民百姓近处郊游、赶集等，也会把这一天感受最深的事情涂鸦记录下来，然后供街坊邻居传看，兴味十足。

⑥古人旅游途中还喜欢在崖壁山石、亭台楼阁等地方题诗刻字，这也是发朋友圈的一种方式，既能体现自己的文 化品位，又能获得许多陌生朋友点赞，是颇为风雅的一件事，许多诗词碑刻就是这么成为经典的。 传说 1400 多年前， 李白登黄鹤楼，目睹眼前之景，再看崔颢的《黄鹤楼》 一诗，大为折服。于是提笔在黄鹤楼上怅然题写了“眼前有景道不得，崔颢题诗在上头”，这应该算是历代文人墨客朋友圈里最有面子的“点赞”了吧？

⑦正如《圣经》 中所言，太阳底下没有新鲜事。现代人自以为时髦的“朋友圈”，在几百年甚至千年前就已经被中外古人们抢先体验了。

（选自《知识窗》 2016 年第 1 期）

身体不舒服是地磁暴惹的祸？

①中国气象局地磁监测数据显示，3月24日23时到25日23时，地球出现了3小时特大地磁暴、且地磁活动一直持续到26日。共间，地磁暴相关话题多次登上热搜。很多网友表示自己这几天“浑身不舒服”，怀疑是受到了地磁暴的影响。还有人“恍然大悟”称：还以为是上班上的，原来是地磁暴的“锅”！

②到底什么是地磁暴？它真的会危害人体健康吗？

③“简单地说，地磁暴就是太阳活动引起地球磁场发生变化的现象。”中国卫星气象领域科学传播专家曹静介绍，作为最典型的太阳爆发活动，一次日冕物质抛射过程，能将数以亿吨计的太阳物质高速抛离太阳表面。强大的动能量和太阳磁场能量一旦冲向地球，就会引发地球磁场方向与大小的变化，这就是我们常说的地磁暴。这种现象通常在太阳活动高峰期频繁发生，根据强度和持续时间，可分为小地磁暴、中等地磁暴、大地磁暴、特大地磁暴和超大地磁暴。据统计，平均每年有54天都会发生小地磁暴，但本次地磁暴因强度较大而引起公众关注。

④关于网友们自述的头痛、嗜睡、失眠、焦虑等症状，曹静说：“这应该和地磁暴无关。按目前研究看，它对人类的身体健康几乎没有影响。”中国资源卫星应用中心推广部部长陈卫荣则表示，虽然普通人不需要对地磁暴做特殊的防护措施，但对于太空飞行员和定居在高纬度地区的居民等特殊人群来说，需要关注地磁暴可能带来的健康风险。

⑤那么，地磁暴会对人类生活的其他方面造成干扰吗？曹静介绍：“对空间天气最敏感的是航天器。太阳活动剧烈时，高能粒子对人造卫星、空间站等航天飞行器可能造成损害。”随着地磁暴活动的加强，地球高层大气被太阳能量不断加热，低轨道值班的航天器飞行时就会遇到额外的阻力。这种阻力会产生类似拖拽的减速作用，降低运行轨道的高度，威胁航天器安全。

⑥此外，地磁暴还会对通讯导航产生影响，比如干扰无线电通信、影响飞机轮船等的导航系统，甚至我们的手机信号。电力传输系统也可能受到地磁暴的影响，严重时可能导致变压器或电网设施损坏，引起电力中断。

⑦虽然人类几乎感觉不到地磁暴的发生，但一些依赖地球磁场飞行的生物就不一样了。例如，地磁方向和大小的改变会令鸽子“找不到北”，回不了家。成都信鸽协会秘书长陈帅在接受媒体访问时就提到：“在25日早上7点的一场短距离比赛中，有近6000羽信鸽刚放飞时估计受到地磁暴的短暂影响，导致整体速度变慢。”

⑧地磁暴为地球带来的并不全是麻烦，也有一份浪漫的“礼物”，那就是美丽的极光。去年12月，黑龙江、内蒙古、北京等多地出现极光，就是受地磁暴活动影响。国家卫星气象中心工程师韩大洋解释，这是因为太阳会不停地产生大量被称为“太阳风”的高能带电粒子，在地球磁场的作用下，这些粒子都围绕地球聚集起来。当储存的能量饱和时，太阳风就会沿着磁力线碰撞地球的大气层，大气中的原子和分子获得能量并释放，这就形成了让我们大饱眼福的极光。因此，最近极光爱好者可以密切留意空间天气预报，择机择地观测极光。

（选自2024年3月29日《科普时报》）

“星际争霸”

①夜深人静，月色溶溶，小虫低唱。可是，你知道吗？ 人间虽然平静，天上却不安宁。宇宙并不是我们想象得那样静谧，相反，各种天体不停地相互碰撞、吞噬，彼此相争，毫不相让。②2020年，智利的一个天文望远镜观察到了一个气体云，它就是星球打架的结果。一颗恒星经过了漫长的青壮年时期，逐渐衰老，变成了一颗红巨星，体积膨胀。在吞噬了一颗围绕它旋转的行星之后，它的体积继续变大。但是，它似乎并不满足，把下一个目标锁定为围绕自己旋转的另一颗小行星。小行星在红巨星引力的作用下，盘旋着向红巨星的核心飞去，就好像小个子不甘心被大个子欺负，怒气冲冲地准备奋力一搏。还没等它们撞上，红巨星就爆炸了，形成了巨大的气体云，红巨星的外层脱落，内核暴露在外。最后的晚餐没有吃完，它再也没有能力吞噬这颗小行星了。

③____星球会打架，____黑洞也勇猛好斗。几乎所有大型星系的中心都存在一个巨型黑洞，任何靠近黑洞的东西都会被它吞噬。黑洞就像是一个杂食性的巨兽，食欲亢奋，胃口奇大，从不挑食，永不满足。实际上，巨型黑洞 ____能长这么大，____通过不断地吞噬其他的物体，甚至是自己的同类——其他黑洞而形成的。

④黑洞吞噬黑洞，与古罗马角斗场相比，可谓有过之而无不及。13亿年前宇宙中曾经上演过一场黑洞“双雄争霸”的大戏。在一次大爆炸后，两个黑洞相遇了，它们的初始质量分别是太阳的36倍和29倍。大黑洞努力将小黑洞拉向自己这个方向，小黑洞岂肯轻易就范 ， 角力的过程持续了几十亿年。它们各自的轨道慢慢消失，互相吸引越来越接近，速度越来越快，不停地盘旋环绕，在倒计时的几分钟内快速演化，在最后的一秒钟，它们以近乎一半的光速撞击融合，合并成一个巨型的黑洞。

⑤宇宙中的故事没有最精彩，只有更精彩。黑洞和黑洞会融合，星系和星系也会相撞。天文学家预测，银河系和仙女座星系40亿年后会撞在一起，逐渐合并成一个更大的星系，虽然两者现在相距220万光年。可实际上，正是通过对更小星系的破坏和吸收，星系才能够不断成长，而有些恒星就是星系相互撕扯后留下的“残骸”。

⑥除了黑洞融合和星系相撞这样的大片，黑洞吞噬恒星和电子流、恒星俘获小行星、小行星撞击小行星等小节目更是经常上演，究其原因只有一个，那就是天体之间的引力。

⑦星空璀璨，宇宙无垠，看似静谧安然，亘古不变，其实，物换星移，此消彼长 ， 生生不息。