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7 500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）

        天上的云，姿态万千，变化无常。有的像羽毛，轻轻地飘在空中；有的像鱼鳞，一片片整整齐齐地排列着；有的像羊群，来来去去；有的像一张大棉被，严严实实地盖住了天空；还有的像峰峦，像河川，像雄狮，像奔马……它们有时把天空点缀得很美丽，有时又把天空笼罩得很阴森。刚才还是白云朵朵，阳光灿烂；一霎间却又是乌云密布，大雨倾盆。云就像是天气的“招牌”，天上挂什么云，就将出现什么样的天气。
……
　　我们还可以根据云上的光彩现象，推测天气的情况。在太阳和月亮的周围，有时会出现一种美丽的七彩光圈，里层是红色的，外层是紫色的。这种光圈叫做晕。日晕和月晕常常产生在卷层云上，卷层云后面的大片高层云和雨层云，是大风雨的征兆。所以有“日晕三更雨，月晕午时风”的说法。说明出现卷层云，并且伴有晕，天气就会变坏。另有一种比晕小的彩色光环，叫做“华”。颜色的排列是里紫外红，跟晕刚好相反。日华和月华大多产生在高积云的边缘部分。华环由小变大，天气趋向晴好。华环由大变小，天气可能转为阴雨。夏天，雨过天晴，太阳对面的云幕上，常会挂上一条彩色的圆弧，这就是虹。人们常说：“东虹轰隆西虹雨。”意思是说，虹在东方，就有雷无雨；虹在西方，将有大雨。还有一种云彩常出现在清晨或傍晚。太阳照到天空，使云层变成红色，这种云彩叫做霞。朝霞在西，表明阴雨天气在向我们进袭；晚霞在东，表示最近几天里天气晴朗。所以有“朝霞不出门，晚霞行千里”的谚语。

低头族，你错过了什么

    ①好莱坞动画大片《机器人总动员》中，描述了公元2700年人们的生活：那时的人类文明高度发达，但由于过度依赖智能设备，人们都变成四体不勤的大胖子，每时每刻面对的只有一个支在他们眼前的电脑屏幕。除了低下头和屏幕对话，他们不懂得如何与其他人交流，甚至离开屏幕就几乎无法生存……他们就是传说中的“低头族”。

    ②事实上，当下世界各地智能手机普及之处，地铁里，公交车上、工作会议上、课堂上、餐桌上，甚至驾车时，总有很多人低着头，手里拿着手机或是平板电脑，手指在触摸屏上来回滑动，所有的注意力都集中在手中发亮的方寸屏幕上，对身边的世界漠不关心。智能手机带来的负面作用，已经开始显现了。

    ③发表在《验光和视觉科学》期刊上的一项研究指出，人们通过手机阅读文本信息或上网时，眼睛会比手里拿着一本书或一张报纸离得更近，这意味着眼睛聚焦手机图文更费劲，更容易导致头痛和双眼疲劳等问题。

    ④长时间使用智能手机，会导致眼部结膜血管充血，甚至出现刺痛、流泪、畏光等症状。而长期低头看手机还会引起颈椎问题，半小时到一个小时的低头就可引起颈部的疲劳，时间长了会引起椎间盘退型性病变、骨质增生，进而压迫血管和神经。此外，长期玩手机还会引起失眠、听力下降、手指肌腱炎等健康问题。

    ⑤因专注于手机引发的各类事故早已不是新闻。研究表明，走路玩手机导致人们左右看的几率减少20%，遭遇交通事故的几率增加43%。因专注于手机而导致的伤害事件近年来明显上升。美国俄亥俄州大学的一项统计显示，2010年有600名行人因看手机而受伤，2016年这个数字增加到1500人。研究学者警告说：如果这一趋势继续发展的话，类似的伤害事件将在未来5年增长一倍。

    ⑥埋头于网络世界，带来的不仅是身体的伤害，还有对人们的精神世界的负面影响。2015年10月，青岛市民张先生带着孩子去父亲家吃晚饭，饭桌上，老人多次想和孙子孙女说说话，但面前的孩子们却一直拿着手机玩，老人受到冷落后，一怒之下摔了盘子离席。

    ⑦有媒体评论称：老人摔盘离席是现代社会生活的一个典型切片，手机引发的各种情感危机，在社会的各个角落里，一再重复上演。沉醉于手机的虚拟空间消解了社会伦理，致使人与人之间的关系变得冷漠、隔阂。“世界上最远的距离不是天涯海角，而是我站在你面前，你却在玩手机。”网上广为流传的这句话，反映了人们对人际交往中手机这个角色的复杂心态。

    ⑧手机虽是生活中不可或缺的一部分，但若不加节制，找回人们对自身的控制力，必然会给生活带来麻烦，致使人际关系退化。有人说，“低头族”所凸现的已不仅仅是一个简单的社会现象，而是我们应该如何处理科技与人类之间的关系的问题。

    ⑨或许，“低头族”的兴起只是人类科技与文明发展的阶段性产物，相信人们终将意识到，移动终端中的虚拟世界无论如何精彩都始终无法代替现实世界的真实美好。科技只能拉近人与人之间的物理距离，而心与心的距离还是需要在“线下”构建。

（有修改）

神奇的碳纳米管

    ①据《科技日报》16日报道，清华大学在超级强度材料上获得重大突破，在世界上首次制备了超长碳纳米管管束，其拉伸强度超越了国际上已知的其他所有纤维材料，拉伸强度超过80GPa。

②目前市场上强度最好的碳纤维是日本东丽公司制造的T1000，其拉伸强度只有7.02GPa，该公司还处于研制中的最先进碳纤维的拉伸强度也只有9GPa。一些超级汽车钢、超高强度钢板的拉伸强度只有1.5—2GPa。

    ③碳纤维等复合材料应用于大飞机、大火箭领域已经是当前的潮流，其原因就在于碳纤维等复合材料重量很轻但强度却非常大，这就意味着这些航空航天装备在降低空重的同时，还具有更好的力学性能。那么我国研制的C-919大飞机、长征九号重型运载火箭在性能上就可能实现弯道超车。

④此外，这些结构完美的碳纳米管还展示出了惊人的“拉伸一复原”的可逆性以及疲劳寿命，因此在机械能存储上具有极大的优势，无论是能量密度还是功率密度，碳纳米管都远远超过了其他储能材料或设备。碳纳米管储存机械能的能量密度是飞轮储能密度的3倍，是锂离子电池储能密度的5—8倍，超过一般金属弹簧储能密度的25000倍。可以应用在电磁弹射、电磁炮、激光炮等能量武器上。

    ⑤碳纳米管因其独特的电学性质，具有尺寸小、速度快、功耗低等特性，在制造晶体管、存储器、逻辑电路、传感器等器件方面展示出了巨大的优势。事实上在2017年IBM就公开表示碳纳米管生产技术可令芯片的运算速度提升一千倍。北京大学的研究团队使用新材料碳纳米管成功制造出芯片的核心元器件——晶体管，其工作速度是英特尔最先进的14纳米商用硅材料晶体管速度的3倍。

    ⑥材料科学是基础性科学，中国在很多核心技术方面存在短板，归根结底和材料科学研究不到位有很大关系。相反，只有加大在基础科研领域的投入，才能让中国实现真正的后发超越。

（有删改）

向大海也能要“药”

刘诗瑶

    ①前不久，由中国海洋大学、中国科学院上海药物研究所和上海绿谷制药联合研发的治疗阿尔茨海默症新药“甘露寡糖二酸”（GV—971）顺利完成临床Ⅲ期试验，在新药研制上迈过了最关键的一步。该药物是从海藻中提取的海洋寡糖类分子，其新颖的作用模式与独特的多靶作用特征，为阿尔茨海默症药物研发开辟了新路径。

    ②海洋约占地球表面积的71%，是巨大的生物资源库。以海洋生物和海洋矿物中的有效成分为基础开发的药物就是海洋药物。据中国海洋大学、青岛海洋科学与技术试点国家实验室学委会主任管华诗院士介绍，目前认识和开发的海洋药物主要来自海洋生物资源。

    ③人类主要生活在陆地上，所研发的药物主要来源于陆地，但使用多了，就有可能产生耐药性。于是，人们将目光转向了浩瀚深邃的海洋。

    ④除了够新，海洋药物还够“奇”。据管华诗介绍，为了适应在深海环境中的生存、繁衍、防御等活动，深海生物进化出了独特的基因，耐寒耐热耐高压等，能够产生结构奇特、活性多样显著的海洋天然产物，它们为现代创新药物研发提供了重要结构信息，是肿瘤、心脑血管疾病、免疫性疾病、神经系统疾病等人类重大疾病药物先导化合物发现的重要源泉。

    ⑤半个多世纪以来，全球共有13个海洋创新药物被批准上市，其中管华诗院士1985年开发上市的我国首个海洋新药藻酸双酯钠（PSS）就是其中之一。进入21世纪后，海洋药物的开发和上市速度明显加快，十几年间，先后有8个海洋药物被美国FDA（食品药品监督管理局）或欧盟EMEA（欧洲药品评估局）批准上市。到2016年，海洋药物的全球市场达到86亿美元，已成为蓝色经济发展中的重要一极。

    ⑥据了解，世界各国尤其是美国、日本及欧盟等国家纷纷制订相应计划，斥巨资开发海洋生物资源，海洋药物已经成为国际医药领域竞争的热点。

    ⑦但向大海要“药”，并不容易。

    ⑧首先是采样难。要“药”的第一步是到海里获取海洋天然产物，海洋生物活性物质结构特异而复杂，且含量极微。这需要深海设备的支撑，这对于任何国家来说都是一笔不小的投入。其次是培养难，从海洋采集完生物资源，仅仅是完成了最前端步骤，还需在陆地上充分模拟海洋环境，对生物进行培养，延续研究。

    ⑨“再次是研发难，从化合物到活性化合物、先导化合物、候选药物，最终通过Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ期临床试验形成市场上的药物，链条上任何一个环节出问题，都会让新药‘夭折’。”自然资源部第三海洋研究所杨献文研究员表示，若无企业参与，单纯依靠高校和科研院所很难进行新药研发。

    ⑩尽管困难重重，我国科研人员和制药公司依然坚持不懈地进行海洋药物开发，并取得了一定成果。自然资源部第三海洋研究所、中科院海洋所、中国海洋大学、中山大学等科研院所及高校都是海洋药物开发的重要力量。

（选自《人民日报》，2018年07月27日）