中国式过马路神器

①据相关部门统计，在汽车保有量达到1.04亿辆的中国，每年有6.2万人死于车祸，而在这些交通事故中，又有53%致人死亡的交通事故是由行人和非机动车，过马路闯红灯引起的，这已经成为交通安全的主要杀手之一。

    ②到底怎样才能平息交通事故这场灾难呢？

    ③最近深圳交警推出了一款 “中国式过马路”神器——智能行人过街系统。该设备体积小，功能多，价值高，由视频采集分析存储上传系统、控制器、显示屏、闸机和前端计算机等部件组成，既能自动监测人流和车流，智能调控通禁行时间，又整合了语音播报、人脸识别、自动抓拍、社会宣传等多种新功能。同时设备还极具人性化设计，如闸机部分采用的是圆柱形机身，既减小了体积，又节约了空间。另外，闸门部分采用圆形无锐角不锈钢材料，当行人与设备发生肢体碰撞时，并不会对人体造成伤害。

    ④智能行人过街系统尤其适用于学校、幼儿园、公园、医院、商场等路口路段。儿童活泼好动，注意力不集中，这项技术将给家长和老师们带来很大的便利，让他们不再为孩子们过马路而操心。当绿灯亮起时，闸门将打开，行人可以安全通行。

    ⑤若有人强行跨越或破坏设施时，摄像机会自动抓拍、抓录并进行人脸识别。抓拍、抓录到的违法行为将在同一时间显示在路口显示屏上，证据资料将储存在本地服务器中，并纳入个人信用征信系统。

    ⑥智能行人过街系统使“红灯停，绿灯行”得以贯彻实施。绿灯闪烁时，闸机部分的语音会提醒行人快速通行；红灯即将亮起时，语音会播报“闸门即将关闭”，提醒行人不要闯红灯。一旦有人闯红灯，监控摄像将会用语音提醒“您已违章，请注意交通安全，不要闯红灯”。而当红灯亮起时，闸门会自动关闭，将行人强行阻隔于闸门之外，避免行人闯红灯，过往车辆也能更快速地通过，大大提升了道路通行效率，既减少了拥堵，又有效保证了行人安全。

    ⑦闸机的进口和出口方向设定为时间差开闭，检测设备即时监测行人和车辆流量，科学智能调配两者的放行时间。红灯亮起时，人行道入口闸门关闭，出口闸门将延迟5~__秒，保证还未通过出行的行人能够及时通过。

    ⑧你也不用担心智能行人过街系统会在雨雪天会罢工，该设备采用防水、防电技术，雨天也能正常工作。当发生水浸、断电或其他故障时，闸门会自动打开，以保证行人正常通行。

    ⑨智能行人过街系统还将承担起“红马甲”的工作，这可以大幅度减轻政府人力和财力的投入。它不仅对人们养成自觉遵守交通规则有着重要作用，而且对减少因拥堵造成的雾霾也起到一定作用。

    ⑩有人总结了我国每年交通事故死亡人数居高不下的原因：一是交通法规处罚不够重；二是市民交通安全意识淡薄，缺乏汽车公德教育。也许“智能行人过街系统”可以摆脱以上不足，帮助人们养成良好的交通法规意识。

(选自2017年第5期《知识窗》)

卫星数据接收那些事

吴业炜

    ①近年来，我国高分卫星系列、暗物质卫星、量子通信卫星等一系列对地观测和空间科学卫星相继成功发射，传回不少高价值的图片。那么卫星数据是如何从天上落到地面，最后变成人人可以看懂的图像的呢？

    ②想要说清楚这个过程，就不得不提到中国遥感卫星地面站建站31年来每天都在做的一件事——卫星数据接收。

    ③地面站接收最重要指标是卫星数据接收的成功率。（A）1986年建立以来，中国遥感卫星地面站逐步建成了以密云站、喀什站、三亚站、昆明站和北极站为基础的国家对地观测卫星与空间科学卫星数据接收站网，负责20余颗对地观测和空间探测卫星的接收任务，2016年接收成功率高达99.7%。

    ④这么多不同的卫星，各个接收站最远相距数千公里，怎么做到及时接收，并保证这么高的成功率？

    ⑤首先，做好任务规划。每天一早，中国遥感卫星地面站的工作人员会根据任务需求在系统中完成所有资源的分配。如同摄鸟爱好者为了拍到更多鸟类的照片，需要熟悉不同鸟类的习性，规划好拍摄的时间和路线，运行管理系统也需要通过计算卫星轨道，确定不同卫星通过各个地面站的时间，然后根据科学任务安排好地面站的天线、记录和传输等资源。（B）不同的是，摄鸟爱好者只需1部相机，而运行管理系统面对的是5个地面站、20余部天线及配套的记录和传输资源。

    ⑥卫星数据是如何到达地面的呢？这得感谢通信技术的飞速发展。卫星会在经过地面站上空时，将采集到的数据转换为适合在自由空间传播的电磁波并发送出去。

    ⑦接下来，就看接收系统的了。在到达接收任务开始时间之前，接收系统就会将天线对准卫星即将出现的方位。当卫星出现并开始发送电磁波信号后，接收系统会对电磁波进行全程锁定、跟踪，这就是为什么接收站的天线在不停转动的原因。同时，接收系统会对接收到的电磁波信号进行放大、变频、解调等处理，并将输出的卫星原始数据基带信号送到下一个目的地——数据记录系统。

    ⑧这时，卫星数据将完成落地的最后一步：数据记录系统负责从看不见摸不着的卫星下行信号中，“抽丝剥茧”般提取出卫星基带数据，并如实地进行保存，为后续图像处理或科学数据分析提供可靠的原材料。简单地说，就是将基带数据以“101001111”形式的二进制数据流保存下来。

    ⑨可怎么判断收到的数据是否正确呢？记录系统通常会提供一些辅助功能，帮助科学家在数据接收记录的同时对卫星数据的质量进行判断，以便及时对系统工作状态做出判断和调整，保障接收成功率。对地观测卫星数据质量最直观的质量判断手段是移动窗显示，就是将接收的卫星数据图像进行实时滚动显示，其效果就像通过卫星上的窗口在观察地球。

    ⑩就这样，卫星数据经过不停地变身和处理，最终完整地到达了地面。落地后的数据将通过高速光纤数据传输链路，从各个地面接收站传输到产品处理中心。在那里，卫星数据经过严密的几何纠正和辐射纠正处理，会变成我们可以看懂的卫星图像，如实地反映不同物体在不同电磁波段下的影像，既可作为导航用的卫星图像，也可用于农业估产、矿藏探测、环境监测等科研或工程用途。

（《光明日报》2017年06月）

众说纷“云”——IT进入“多云”时代

刘雪梅

在最近的报纸上，刊登了一则关于南京21所中小学开设“苹果班”的新闻，吸引了不少朋友关注。老师用iPad教学，学生们用iPad做作业。对于风靡全球的苹果，你可能自认为熟悉或者听说它的各项功能，那你知道它有一个很新奇的功能叫iCloud——“云服务”吗？如果不知道“云服务”的话，那你就out啦！

年轻的朋友们，你们别光顾着玩iPad，如果想要好好使用这项最具有革命意义的功能——iCloud，就要弄清楚啥是“云”。

“云”飘来

据统计，到2020年，全球数字信息总量如全部存在DVD光盘里，光盘叠放起来的高度超过了地球与月球之间平均距离的两倍。这么多的信息怎么来储存呢？为了应对信息巨量增长、能源消耗巨大这些难题，聪明的科学家发明了一个叫作“云”的新事物，“云服务”“云计算”应运而生。在科学家们的设想中，“云”是指可以自我维护与管理的虚拟计算资源，通常为一些大型服务器集群，包括计算服务器、存储服务器、宽带资源等等，而“云计算”便是利用“云”进行计算的系统。确切地说，它可不是一个产品，而是一种服务。而随之而来的“云计算”就是将很多位于同一地点或不同地点的计算机集合起来为企业或个人用户提供各种服务，把以前需要本地处理器计算的任务交给远程服务器去做的一种服务。

“云”拥抱

可能，“云服务”“云计算”这些说法，还是让你觉得有点云里雾里，我们来举个常见的例子。很多人有电子邮箱，为啥一打开邮箱，我们就能收到朋友的来信呢？这些内容存在哪里呢？你所做的只是注册一个邮箱而已，去查收或者发送邮件。那在“云端”都发生了什么呢？其实，邮件系统的服务器统一集中在邮件服务提供商的数据中心里，首先用作服务器的计算机，通过各种线路连接在一起成了一个巨大的整体，这些服务器上运行着电子邮件的服务程序，替远处的人们收发电邮并且把人们的邮件存储起来，还有一群专业的工程师来保障顺利运行，这些服务器通过各种线路的连接，最终把电子邮箱呈现在你我的显示器上。所以，当你打开电脑，输入自己的邮箱用户名和密码之后，你就已经投入了“云计算”的怀抱。

“云”绚烂

尽管“云服务”的兴起只是近两年的事，但其来势非常凶猛，谷歌、苹果等大型IT企业都已经进军“云计算”领域，2012年年底，“云计算”服务支出超过400亿美元。为什么从国家到地方，从百度到联想这样的大企业，都大力发展“云服务”呢？因为“云”的应用能节省很多成本，提高企业效率。举个例子吧，一个集团企业有300家三级公司，每一家公司都有一个数据中心，成规模的数据中心就有上百个。现在有了“云”，可以逐步淘汰分散的三级公司的数据中心，再整合集中，通过一个统一的“云端”来储存计算数据，这样人力、空间都节省下来了。之前的运营费用可能1亿/年，5年后，企业的运营费用可能会降成1千万/年。

“云”生活

总之，专家们相信，“云计算”将会是今后PC计算领域的一个极大的升级，不仅对企业有着革命性的意义，对于普通的个人来说，也将会产生深远的影响。比如微软认为，未来的互联网世界将会是“云＋端”的组合。在这个以“云”为中心的世界里，各种IT资源都存储在“云”上，用户可以便捷地使用各种“端”访问“云”中的数据和应用。而这些“端”可以是电脑和手机，甚至是电视等大家熟悉的各种电子产品呢。

蚂蚁竟然是“种子传播员”

①大多数植物的种子需要借助外力来进行传播，在风、水、动物等几种传播媒介中，动物的传播成功率是最高的。而动物中最主要的“传播员”为鸟类，但鸟类的饭量不小，且进食频率又较高，对于大多数木本植物来说，只能每年“宴请”一次。于是，它们将眼光投向了蚂蚁。那么，植物究竟是如何将蚂蚁“发展”为心甘情愿的“种子传播员”呢？

投其所好，油脂体变成“美味”营养包

②许多植物针对蚂蚁专门产生出了极富特色的种子，它们通常数量较多，个体较小，且会在脐部附近形成一至两坨（或片）肉质的油脂体，其富含营养，甚至含有蚁类生长发育所必需的多种氨基酸，是蚂蚁喜欢吃的食物，靠它吸引蚂蚁来传播种子。

③植物常常用鲜艳的色彩，大多为红色的果实或种子，来让鸟类发现它们的存在，但是大部分蚂蚁的视力较差，植物该如何告诉蚂蚁们“上门取货”？

④蚂蚁的嗅觉非常灵敏，植物就把重点转向了化学信号，且专门针对蚂蚁“投其所好”。

⑤大多数蚂蚁有两个喜好，一是糖类，二是蛋白和脂类，前者可用于补充成年工蚁日常活动消耗的能量，后者是蚁后生产和幼虫发育所需的营养，且在自然界中主要来源为昆虫，故蚂蚁对于昆虫血淋巴（体液）的气味异常敏感。基于此，植物让油脂体变成了一个富含小分子蛋白和脂类的营养包，非常适于蚂蚁幼虫吸收和利用，且散发着诱人的昆虫血淋巴气味，让蚂蚁难以抗拒，一闻到就急不可待地蜂拥而来。

种皮较厚，防止咬伤

⑥不同种类蚁播种子的油脂体各不相同，大体上可分为两类。一类是延伸出种子外、更加细长的把手型，方便蚂蚁抓握，如鸢尾属部分种类延伸出来的假种皮，百蕊草属则是利用宿存的花被片作为把手。另一类是油脂体表面凹凸不平型，蚂蚁的上颚放大看是有锯齿的，刚好能很好地卡住这些凹凸的表面，顺利实现搬运。这种类别占了蚁播种子的大部分，如蚁播大族的紫堇属以及淫羊藿属种子等。

⑦蚂蚁啃咬油脂体时会咬伤种子吗？答案是不会，因为油脂体与种子的结合并非牢不可破，只要蚂蚁啃咬到一定位置，油脂体就会从种子，上脱落下来，且蚁播种子的种皮通常较厚，目的就是为了防止被蚂蚁咬伤。

⑧既然油脂体已被啃光，那蚂蚁又怎样将种子搬出蚁巢，丢到垃圾堆呢？对此，植物也有考虑，它们在种子上形成了一些精巧的构造。紫堇属的种类非常丰富，它们的种子大小形态各异，小型种子大多比较光滑，如石生黄堇；而稍大的种子，比如紫堇的种子上就有凹点；异果黄堇或阜平黄堇的种子上，有凸起的尖齿或凹点，它们都能增加摩擦，方便搬运。

⑨细辛属和马蹄香属的种子腹面中央，则具有一条长而宽的沟槽，油脂体就长在里面，待蚂蚁把油脂体吃掉后，叼着凹槽边缘的裙边就能轻松将其丢出蚁巢了。

⑩在蚂蚁的垃圾堆中，除了种子，还有其他的垃圾，如蚂蚁的排泄物、动物尸体，以及建筑废料——挖掘出来的土粒。种子待在这样一个肥力充足的地下安全室内，一旦等到适合萌发的季节到来，便会冲破种皮，顶开土壤，在阳光雨露的滋养下茁壮生长。

⑪全世界蚁播植物约有2800多种，大部分为多年生草本，少数为小灌木，多出现于贫瘠的区域，通过与蚂蚁合作，它们就顺利实现了物种的繁衍。

班级开展“科学家精神”专题学习活动，小文整理了如下材料，并进行了分享。

材料一：

2023年7月24日，中国科协、教育部印发《“科学家(精神)进校园行动”实施方案》(以下简称《方案》)。《方案》指出，行动旨在引导广大中小学生走近科学家，了解科学家精神，增强科学探索好奇心，真正崇尚科学、热爱科学，立志为党成才、为国奉献，成为科学家精神的传承者、传播者、践行者。

2023年8月18日，记者采访了参与“科学与中国”院士专家巡讲活动的院士，了解到自2002年12月起，活动已在全国开展科普讲座2000余场次。中国工程院院士金涌把科普讲座比作“播种”，他说：“我们是在给孩子们播撇科学种子，激发他们的兴趣，推动他们去探寻。”

2024年5月14日至5月17日，中国科学院老科学家科普演讲团为广州中小学校·送来43场科普盛宴。据悉，此类“院士专家校园行”已成为广州中小学生科学教育品牌项目，今年计划举办百场活动。

(整理自《光明日报》《广州日报》等报刊)

材料二：

《中国古代科学家传记》记录了19世纪以前236位中国籍科学家，其学科分布情况如下表：

[注]“多门”所在一行的数字是指对两门及以上学科做出贡献的科学家人数、即除了对该门学科有贡献之外还对其他学科有贡献的科学家人数。

数据显示，中国古代科学家中，对两门及以上学科有贡献的科学家人数达到81人。如陶弘景在医药学、化学甚至天文、地理等领域都取得较大成就，张衡的成就涉及天文学、地震学、机械技术、数学乃至文学艺术等许多领域。这说明，我国古代科学家往往学识广博，具有多方面的才能，富有创新精神。

(整理自《中国古代科学家整体状况统计研究》等)

材料三：

“邓稼先在‘抢时间’完成人生最后一件大事——他要和于敏联名上书中央，建议加快我国核试验进程。”……许鹿希至今记得，病床上的邓稼先手握密封的信件，对她说：“这份建议书比你我的命都重要!”

中国工程院院士杜祥琬对与数学家周毓麟院士的书信来往记忆深刻——周毓麟不仅对杜祥琬寄给他的论文内容给予非常具体的指导，还在来信中提出“另起一行的数学公式是否该退两格”的问题。“这位比我大十几岁的老先生对我的影响很深。”杜祥琬说。

袁隆平在写给母亲的书信《稻子熟了，妈妈，我来看您了》中说：“无法想象，没有您的英语启蒙，在一片闭塞中，我怎么能够阅读世界上最先进的科学文献，用超越那个时代的视野，去寻访遗传学大师孟德尔和摩尔根?无法想象，在那段颠沛流离的岁月中，从北平到汉口，从桃源到重庆，没有您的执著和鼓励，我怎么能获得系统的现代教育，获得在大江大河中自由翱翔的胆识?无法想象，没有您在摇篮前跟我讲尼采，讲这位昂扬着生命力、意志力的伟大哲人，我怎么能够在千百次的失败中坚信，必然有一粒种子可以使万千民众告别饥饿?”

(整理自《光明日报》)

材料四：

中国传统科学文化的优秀基因，“天人合一”“格物致知”“经世致用”“兼收并蓄”，在历史上和当今时代都发挥了独特作用，是孕育科学家精神的沃土。

新中国成立以来，在党中央的高度重视与统一领导下，广大科技工作者以干事创业的使命感、责任感与紧迫感，破解发展难题，勇攀科技高峰，取得了一大批标志性重大成果，也孕育形成了新时代科学家精神：胸怀祖国、服务人民的爱国精神，勇攀高峰、敢为人先的创新精神，追求真理、严谨治学的求实精神，淡泊名利、潜心研究的奉献精神，集智攻关、团结协作的协同精神，甘为人梯、奖掖后学的育人精神。

(整理自《党建》《人民日报》等报刊)

一根骨头的自述

沈继平

我，是一根骨头，在人体中有我206个兄弟姐妹，他们形态不一，有的长，有的扁，有的不规则，但我们相亲相爱，组成了人体的骨架。在主人漫漫人生路的每一个阶段，我们都肩负重任。

当主人还在妈妈体内时，我比较小也比较软，这样可以让胎儿顺利从妈妈体内产出。

当主人离开妈妈之后，我们开始独自面对地球引力和其他外力，开始了持续的生长和加固的过程。

我不像心脏老大哥，24小时活蹦乱跳，时时刻刻刷着存在感，被认为是最重要的一位，不过它脾气不好，稍有异常，就立刻让人心慌心悸，苦不堪言；我也不像肺姐姐，一刻不停吐故纳新；不过非常娇气，有时会让人咳嗽胸闷，好不痛苦。

绝大部分时候，我默默无闻又不会自己运动变化，让人感觉不到我的存在。作为人体的一个器官，我低调而又谦逊。

从外形上看，我们可能不太变化，但其实，从出生开始，我们就是一个个小工地，一条条小血管为我们的生长源源不断地提供养分，主人消化吸收的胶原蛋白、钙、磷、镁等原材料被运送到骨骼工地，在各种激素的召唤下，满载使命的成骨细胞和破骨细胞来了 ， 他们提着工具箱，在软骨中央夜以继日地开疆辟土，把软骨中的多糖成分提炼出来，和胶原蛋白混合在一起，搭起框架，再把钙、磷这些矿物质组成的结晶浇筑在框架上。

当我们长大以后，各种细胞还想方设法把我们的建筑物加固，让破骨细胞把老旧的部分咬除，让成骨细胞建造更新的建筑。随着年龄增长，我也会逐步老化，原本强硬的外表逐渐变得疏松，但我也绝不会提出抗议，只会默默忍受，直到有一天轰然断裂，给人以致命一击。[甲]

所以，很多人都会叫我“沉默的杀手”。其实，对于这个称号，我从心底里是拒绝的。今天，我就告诉大家，如何来关注我，爱护我，让我成为一个健康的守护者。[乙]

我们是人类钙的贮藏站，人体99%的钙质都存在我们当中，我们所有的钙量在35-40岁左右达到顶峰，在这之前，成骨细胞建造更新建筑的速度比较快，我们逐步强壮，在这之后，破骨细胞的破坏活动就占据主动，我们的钙量就逐步减少。[丙]

我喜欢感受主人运动，尤其是阳光下的奔跑、跳绳、游泳等，可以让我们更加强壮。但是我们害怕一些不良的生活习惯，比如吸烟、酗酒、熬夜、过量饮用咖啡等，这些都会让我的钙量减少，变脆，容易骨折。

（选自《家庭医生报》2018年8月27日，有删改）