植物界中的猎手

    ①动物以植物为食是天经地义的，若是一株植物吃掉了一只老鼠，可就稀奇了。然而，自然界中真有一些植物能够挑战动物，数量还不少。目前发现的能够捕食动物的植物就有近千种，除大名鼎鼎的猪笼草外，还有捕蝇草、瓶子草等。不过，这些植物一般只捕食苍蝇、蚂蚁之类的小昆虫，所以它们都被称为食虫植物。---猪笼草

    ②食虫植物生活地区的土壤十分贫瘠，如果同普通植物一样，仅仅靠根从土壤中吸收氮、磷元素，就可能营养不良。这就迫使它们进化出了极富创意的生存策略，借助独一无二的捕虫本领开洋荤、打牙祭，以补充生存所必需的营养。

    ③但植物要战胜比它们敏捷得多的动物谈何容易，所以以静制动的最佳策略之一就是设置陷阱。几乎所有的食虫植物都是用叶来设置陷阱的，由叶变态而成的陷阱非常精巧。猪笼草捕捉昆虫的器官是捕虫笼，也叫捕虫瓶、捕虫囊，像吊篮一样的笼子摇曳于纤长的茎秆之上，其设计之奇妙、造型之优美在植物界中绝无仅有。

    ④形成猪笼草捕虫瓶的叶，分叶柄、叶片和卷须三部分。卷须尾部扩大并反卷形成瓶状，下半部稍膨大，瓶口上有盖子，就形成了捕虫瓶。里面有半瓶左右的液体，类似胃液，酸性很强而且含有消化酶。那么猪笼草是如何诱使小动物中招的呢？

    ⑤以前，人们认为猪笼草靠瓶口上艳丽的色彩和瓶盖上香甜的蜜汁引诱昆虫，然后趁机杀死并消化掉它们。然而，这种说法并不完全准确。其一，猪笼草的瓶盖并不能通过敏捷的闭合来捕捉猎物。其二，瓶盖上的确有蜜汁，但蜜汁的分布不限于瓶盖，瓶口上也有分布。而且，尽管地上的昆虫离瓶口很远，猪笼草也有办法把哪里有最多最甜的蜜汁的秘密悄悄地告诉它们。猪笼草从茎秆开始就分泌少量蜜滴，一直断断续续地延伸到捕虫瓶，贪吃的小昆虫只要吃了第一滴蜜，就会随着那诱人的味道一步一步追踪到蜜汁最多的捕虫瓶的瓶口，最后自投罗网。

    ⑥瓶口有一层十分光滑的蜡质，沉醉于蜜汁的昆虫一不小心就会掉入瓶内。它们挣扎着想要爬出来，但瓶子的内壁有浓密的倒刺，顺着这些刺落下去时畅通无阻，而要逆着这些刺爬上来却比登天还难。对于善于飞行的昆虫来说，黏稠的蜜汁和消化液会让翅膀难以展开。此外，由于瓶盖阻挡了上部射入的光线，且有些猪笼草的瓶身上还有一些明亮的白斑，这就迷惑了落入瓶中的飞虫。它们误以为白斑就是瓶口，不断地尝试从那里飞走，直到最终筋疲力尽地落入消化液中。

    ⑦当然，也有昆虫深知安全第一的道理，例如聪明的蓝翅黄蜂，它们在瓶口舔食美味时非常谨慎，用几条长腿紧紧抓住捕虫瓶的外侧，看起来好像万无一失。可是，当它们酒足饭饱准备离开时，忽然如同醉了一般，一头扎进捕虫瓶中。原来，在猪笼草的蜜汁中，含有麻醉剂。猪笼草进化出如此完美的诱捕机制，让人不禁感叹大自然的神奇。

    ⑧猪笼草就是凭着这样的生存智慧冲破土壤的束缚，与恶劣的环境抗争。当我们领悟了猪笼草的生存策略和智慧以后，我们就会对其肃然起敬，就不会因为喜爱其娇艳奇异的捕虫瓶而去进行野外采集，也不会去破坏或污染其生存环境。如果我们能参透猪笼草和其他生物的生存智慧，我们的际遇也许将迥然不同．

（选自 2016年第3期《百科知识》，有删改）

在太空捡垃圾

①宇宙并不像人们想象的那样空洞，尤其在地球周围。科学调查显示，如今的地球已被来自卫星和火箭的五万多块碎片包围，包括旧卫星上掉下来的装置、工具和火箭残片，其中有许多残片绕着地球以极快的速度飞行，最快可达2.8万千米/小时，可能造成灾难性事故，并对地球轨道的电信网络造成破坏。这些太空垃圾是从1957年苏联发射“伴侣号”卫星之后，在人类探索太空的50多年间积累起来的。卫星之间相撞以及反卫星武器试验使得这个问题愈加严重。偶然条件下，太空垃圾甚至能摧毁国际空间站。如何清除这些太空垃圾是全世界太空探索机构所面临的独特问题之一 ， 因为它们都试图在频繁发送卫星和管理太空垃圾之间寻求平衡。

    ②如今，来自斯坦福大学和美国宇航局喷气推进实验室的科学家们从壁虎身上吸取灵感，开发出一种全新的抓手机器人，能像壁虎一样牢牢吸附物体。自然界中，壁虎强大的脚拥有令人难以置信的吸附力，甚至能取代吸力杯。在显微镜下，可发现壁虎的脚下布满皮瓣，与任何表面完全接触时，都会产生静电力，帮助壁虎黏附在上面。

    ③斯坦福大学机械工程教授马克·库特科斯基指出，宇宙是真空环境，又不存在磁场，简单的吸盘或磁铁都不起作用，而能黏附物体并适应空间温度变化的黏合剂既昂贵又难以制造。因此，研究者模仿壁虎的脚制作出一种“夹子”，能够在正确方向上轻微推动宇宙垃圾，使之聚集。

    ④研究者介绍，如果将压敏元件粘贴到漂浮物上，垃圾依然会飘走，但若先用胶垫接触漂浮物，再将垫子锁在一起，垃圾就会被固定住，跟随机械一起移动。目前，机器人已在零重力环境下的喷气推进实验室通过了测试，现在正使用耐力更强的材料重新制作，并运往国际空间站进一步测试。

    ⑤日本刚发射的一艘宇宙飞船将使用700米长的机械爪，来清除地球轨道上的人造物体残片。由于残片的数量巨大，机械爪只能清除其中的一小部分。

    ⑥减少太空垃圾，可使太空对于宇航员更安全，还可能为空间站以及价值数亿美元的气象和通信卫星提供更好的保护。

（选自《课外阅读》，2018年04期）

5G来了！你准备好了吗

    ①2018年，我国多地开展5G试点。以高速率、高可靠、低时延、超大数量终端网络为特点的5G，正在走入我们的生活。5G时代来临，普通用户将收获哪些红利？又需要做好什么准备？

    ②5G+上网，超快网速需设备升级。每秒传输10GB，相当于1秒钟能下载一部离清电影，速度是4G网络的100倍……从4G到5G的升级，不仅是技术升级，更意味着用户上网体验的大升级。用户可以轻松在手机上看高清电影，玩VR（虚拟现实）游戏更加流畅真实。

    ③铺设5G网络，需要大量基础设施投入。为了获得更快传输速率，需要建设数量更多、密度更大的5G基站，基站设备、天线选址建设、优化调试等方面，都需要比4G高得多的资本投入。

    ④对于用户来说，目前的主流手机均不支持5G，用户想“尝鲜”，先得换一台新手机。预计我国将在2019年下半年生产出第一批5G手机。想要升级换代，还得耐心等待。

    ⑤5G+出行，无人驾驶应安全第一。湖北一司机对无人驾驶技术既兴奋又忐忑。一方面，司机变乘客，解放了双手；另一方面，把生命安全拱手交给看不见、摸不着的人工智能，总是不太放心。今年3月，中国电信、中兴通讯、百度公司在雄安新区完成国内首个基于5G网络实况环境下的无人驾驶车测试。测试中，无人车转向、加速、刹车不在话下。未来，无人车还将针对红绿灯信息、天气信息、路面情况处理等接受一系列测试。

    ⑥今年4月，重庆宣布将建立基于分级自动驾驶的智慧交通及自动驾驶演示验证与示范平台。5月17日，工信部相关人士提出将在5G和车联网领域推动人工智能应用。

    ⑦5G+家居，还可以提升智慧生活家居体验。业内人士指出，5G网络地址数量大，允许每个人都拥有很多台物联网设备，5G网络的功耗又相对较低，能保障较长的续航时间，  加之网络延迟小、出错概率小，因此为智能家居等物联网发展提供了技术保障。

    ⑧有网友担心，到了5G时代，很多智能家居由手机操控。如果发生手机丢失、手机信息泄露，引发一系列连锁反应，后果不堪设想。

（选自2018年5月24日《人民日报》，有删改）

文本一

为什么说月球是地球的“女儿”

欧阳自远

①为什么地球边上有个月球？它是怎么来的？与地球有怎样的关系？

②多年以来，科学家提出了多种假说。其中，“同生说”认为，地球和月球各是由一块太阳星云形成的，是一对“姐妹”；“捕获说”认为，地球和月球各自形成后，地球把运行到它附近的月球捕获为自己的卫星，月球是地球的“干女儿”。但后来的研究证明，这些假说都缺乏科学依据。现在大多数科学家比较支持“大碰撞说”。这个假说认为，大约46亿年前，太阳星云中还残存着一些没有构成行星的大大小小的天体，在太阳系中各行其道。大约45亿年前，一个火星大小的天体撞上了地球，撞击产生的大量碎块绕着地球运行，最后慢慢聚集凝结，形成了月球。受地球引力的作用，月球始终围绕地球公转，不离不弃，就像是地球的“女儿”。

③但月球是不是真的就是地球的“女儿”呢？这还需要科学的确证。科学家提取了月球和地球的“基因”——岩石样品中各种化学元素的同位素组成，做“亲子鉴定”，测定的结果证明月球就是地球的“女儿”。

④跟地球相比，月球很小，没有能力把空气“抓”在周围，所以它的表面是超高真空的环境，没有任何天气变化，没有液态水，也没有生命迹象。【甲】月球的结构很简单，从外到内由月壳、月幔和月核构成，就像蛋壳、蛋清和蛋黄。在诞生之初的10多亿年里，月球一直非常活跃。那时它很年轻，活力四射，内部的能量源源不断地释放出来，月震和火山喷发频繁。后来，内部的能量渐渐耗尽，月球慢慢成为一个“僵死”的星体。

⑤催生月球的那场惊天动地的撞击，也使地球从直立自转变为倾斜自转，但这“终身残疾”促成了地球表面春夏秋冬的季节变化。月球的引力使地球产生了潮汐，对生物从海洋迁徙到陆地发挥了巨大作用。同时，月球还像一个巨大的“刹车片”，不断为地球自转减速。很早以前，地球的一天只有16小时，更早的时候只有6小时。正是由于月球的作用，地球自转周期才减缓到现在的一天24小时。月球还以它小小的身躯为地球抵挡难以计数的小天体撞击，它表面布满了密密麻麻的撞击坑，直径大于1千米的有3.3万个，直径大于10米的有1亿多个。

⑥作为地球唯一的天然卫星，40多亿年来，月球和地球共同经历了漫长的岁月，月球一直陪伴着地球“母亲”，增加它的活力，护卫它的安全。

（摘编自《百科知识》2020年第3期）

文本二  关于月球诞生的“大碰撞说”认为，月球最初是由地球被忒伊亚星体撞击时产生的大量熔融物质凝结而成的一个大石球，科学家称之为岩浆海。【乙】后来，随着温度降低，球形的岩浆海逐渐冷凝结晶，分异出月幔、月壳和月核。在冷凝结晶的过程中，不同的矿物质结晶顺序不一样，比如，橄榄石和辉石最先结晶，而且比较重，就渐渐往下沉，在岩浆海中心的周围，形成了月幔；后结晶的斜长石比较轻，漂浮在岩浆海的上方，形成了月壳；而岩浆海中心渐渐被月幔包围，成为月核。月球表面冷却以后，又遭受过大规模的陨石撞击，斜长岩的月壳被撞出大量的撞击坑。后来，撞击坑被深部上涌的玄武岩岩浆填充，就成了我们看到的月海，而斜长岩质的月壳就成为高地。月海的玄武岩呈黑色，反光性差，而高地的斜长岩为浅色，反光性好，这就形成了我们晚上看到的明亮而又有暗斑的月亮。

（摘编自贾斌《月球岩石透露了多少秘密》）

揭秘“时间魔盒”原子钟

①时间是什么？或许有人会低头看看手表，说出当下的时刻。是的，时钟会告诉我们时间，它是我们生活不可或缺的一部分。在确定时间起点之后，用世纪、年、月、日、时、分、秒来记录时刻值，就好像一把尺子。

②当人类意识到时间的流逝，便开始利用周期性现象对时间进行追踪。远古时期，人类通过草木枯荣判定季节，通过观察太阳、月亮在天空中的运动来判断时间，日出而作，日落而息。后来，人们探索出了通过滴水来计时的水钟，流沙计时的沙漏等。二战后，美国国家物理实验室研制出了世界上第一台原子钟，但这个钟需要一个房间的设备，复杂度过高，实用性不强，但代表了人类一个历史性的跨越。1967年，秒长的定义溯源到了原子上。此后，各种原子钟相继问世，成了目前世界上最准确的计时工具，实用性也越来越高，能够满足多种场景的应用需求。

③原子钟其实离人们日常生活很近。例如，原子钟在卫星导航系统中发挥着“心脏”般的作用。卫星导航使人们的日常生活变得非常便捷，当我们拿出手机打开导航软件，能够看到自己的地理位置，输入目的地，导航软件能够规划路线，且实时告诉我们需要向左转还是向右转。这是如何做到的呢？

④我们先来看一下卫星导航与定位的原理。在三维空间中，建立坐标系，当已知 3 个点的坐标以及第四个未知点分别与已知点之间的距离，那么未知点的坐标就可以被确定。同理，当我们在地球上仰望天空，至少能够同时看到3颗卫星，卫星飞行在自己的轨道上，它的运行轨迹被编入星历，同时接收3颗卫星发来的星历，经过解算，可以知道卫星的位置。此外，还需要知道我们与卫星之间的距离，物理学知识告诉我们，距离等于速度乘以时间，光传播速度是每秒30万公里，所以只需要知道信号传播时间就可以了。此时，我们发现，导航定位的关键便是时间的测量。

⑤这就需要原子钟隆重登场了，每颗卫星及地面站里都配备了一组原子钟，时间信号随星历一同发送，在解算卫星位置的过程中，也能够同时得到时间信息以及距离。这样，我们的位置便可以被计算出来。

⑥日常生活中的手机等电子产品，通常内置了导航模块，能够实时接收卫星发射的信号并依据一定的算法进行解算。于是，便有了我们对自身位置的实时掌控。如果原子钟提供的时间误差在1微秒，那么定位误差将高达300米。如果要达到米量级的导航，在不考虑其他误差因素的情况下，原子钟提供的时间误差需保持在3纳秒。也就是说，时间的精密测量决定了导航定位的精度，如果没有原子钟，就无法实现准确导航了。

⑦原子钟究竟有多准呢？让我们来跟常见的机械手表、石英钟对比一下。当我们带着机械手表开着车，绕着北京四环跑1圈，大概1个小时吧，机械手表就偏差了1秒；对于石英钟来说，偏差1秒差不多需要270年，也就是说，假如我们带着一块石英钟回到清朝；在乾隆下江南偶遇夏雨荷时送给她，那么，到2022年的今天，这块表只偏差了1秒；原子钟偏差1秒需要多久呢，3000万年！假如我们送给地球上最后一只霸王龙一台原子钟，那么到今天，这台原子钟只偏差了2秒。

⑧放眼元素周期表上100多种元素，适合研制原子钟的只有10余种，而这些原子，又有着不同的脾气与秉性，需要被小心翼翼地区别对待。因此，抓住原子之后呢，科学家还要保证它们不被外界磁场、电场、温度变化等打扰。一台原子钟的复杂程度也许会超出人们的想象，可能会用到数十颗螺丝钉，数百个电子元器件，经过上千次测试验证，凝结着无数科研工作者的心血。

⑨浩瀚宇宙中藏着未知的秘密，我们渴望知道黑洞里面是什么样子，我们渴望看到引力波的痕迹，我们也渴望与地球外的生物对话，这些对未知的向往，使人类从未停止对时间频率测量精度的追求，原子钟精度的纪录还在被不断刷新。一台台服务生活的原子钟，是航天事业工作者不懈努力的结果，是继续前进的动力，更是航天精神的映照。

（中国航天科工二院203所设计师 朱玺）

能无痛注射的微针

①肉眼几乎不可见的微针有望让我们进入一个无痛注射和无痛血检的新时代。无论是与注射器还是贴片结合，微针都能避免与神经末梢接触，从而避免产生痛觉。微针的长度通常为50~2000微米，宽度通常为1~100微米。它可以穿透皮肤表层的死细胞，到达由活细胞和间质液组成的表皮，但大多不能达到或只能勉强接触到真皮层。

②许多微针注射器以及微针贴片已经被应用于疫苗注射，还有更多的被应用于糖尿病、癌症以及神经性疼痛疗法的临床试验。因为微针注射器或者微针贴片会将药物直接注射进表皮或真皮中，所以它们能够比常见的依靠皮肤扩散的透皮贴剂更有效地递送药物。今年，研究人员推出了一种用于治疗皮肤疾病（如牛皮癣、疣和某些皮肤癌）的新技术。他们将星形微针混合到治疗性霜剂或凝胶中，星形微针在皮肤上产生临时性、柔和的穿孔，从而增强药剂的递送能力。

③许多微针产品正朝着商业化的方向发展，这些产品能快速、无痛地抽取血液或间质液，用于疾病诊断或监测健康状况。微针针头产生的微小针孔会引起表皮或真皮中的局部压力发生变化，从而迫使间质液或血液进入收集装置。如果将针头连接到生物传感器上，则该设备可以在几分钟之内直接测量指示健康或疾病状态的生物标志物，例如葡萄糖、胆固醇、酒精、药物分解产物或免疫细胞。

④有些微针产品能让使用者在家实现抽取样本，然后邮寄到实验室或是直接在家中进行分析。在实验室研究中，微针还能和无线通讯设备集成，用于测量生物分子，根据测量结果来确定适当的药物剂量，然后按照该剂量递送药物。这些可以帮助我们更好地实现个性化医疗。

⑤由于微针不需要配置昂贵的设备，也不用对使用者进行大量的培训，因此可以在医疗服务匮乏的地区进行诊断检测和治疗。Micron Biomedical公司已经开发出了一种绷带大小的易于任何人使用的贴片，Vaxxus公司也开发出一种微针疫苗贴片，在动物以及早期人体试验中，这种贴片仅使用通常剂量的一小部分就可以引发很强的免疫反应。

⑥当然，微针也存在劣势，例如当需要大剂量的药物注射时，它们就难以满足需求了。并非所有药物可以通过微针注射，也不是所有的生物标志物都可以通过微针采集，我们还需要进行更多的研究，来了解诸如患者的年龄和体重、注射部位和递送技术等因素如何影响微针技术的有效性。尽管如此，这些无痛微针仍然有望大幅促进药物输送和诊断产业的进步。随着研究人员设计出将其用于皮肤以外器官的方法，微针技术也会产生新的用途。