自给自足的人体生物能发电

    ①随着煤炭、石油等资源日趋枯竭，环境恶化日趋严重，一些科学家为了开发更多的新能源，已把研究课题转向人类自身的生物能这一领域，利用人体生物能发电现已初见成效。

    ②人体中存在着一些化学物质，它们之间在发生反应时会产生化学能量。像新陈代谢过程中，葡萄糖和氧分子的反应就有能量释放出来，若稍加利用，这种能量就可以转化为电能。根据这一原理，科学家开始了人体生物电池的研究。

③据专家介绍，人体生物电池的电极是由两根长2厘米、直径约1/7000纳米的碳纤维制成，在每根碳纤维的外层还涂有一种聚合物，此外还有一种作为催化剂的葡萄糖氧化酶聚合物的作用是将碳纤维与葡萄糖氧化酶连接成一个电路，而葡萄糖氧化酶则是用来加速葡萄糖与氧分子的化学反应。这种人体生物电池在37℃、pH为7.2的环境下工作，这很接近人体血液的温度和酸碱度，它产生的动力可以驱动一个监控糖尿病的小型传感器。

    ④人体生物能发电还有其它形式。当一个人坐着或站立时，就会持续产生重力势能。此时，若能采用特制的重力转换器就能将这种能转换成电能。美国有一家公司将发电装置埋在行人拥挤的公共场所，外面是一排踏板。当行人从板上走过时，体重压在板上，使与踏板相连的摇杆向另一个方向运动，从而带动中心轴旋转，使与之相连的发电机启动。

    ⑤除此以外，人体生物能中的热能也可被利用。人每天都要散发大量的热能，而且是通过辐射传播出去。一般一个50千克重的成年人一昼夜所散发的热量约为2500千卡，利用人体的热能制成的温差电池，可以将人体的热能转换成电能。这种温差电池做得很精致，只要放在衣服口袋里就能工作。它可以起到电源的作用，给助听器、袖珍电视机、微型发电机等供电，可谓是自己发电自己使用。

    ⑥人体能源可以说取之不尽，用之不竭，而且没有污染。如此神奇的能源是我们每个人都具有的，充分利用它，便会为我们的社会节约更多的能源。希望这种新型的能源会越来越多地造福于人类。

（选自《能源科学的奥秘》有改动）

南极冷还是北极冷？

袁林喜

    ①1929年11月29日，美国海军中校理查德·伯德飞越南极，成为第一个飞越南极的人。而就在3年以前，伯德也成功飞越了北极。所以也是第一个同时飞越过两极的人。

    ②你如果遇到他，会问什么问题呢？恐怕很多人会问这个问题：南极冷还是北极冷？

    ③南极冷还是北极冷？先让我们来看看中国的两极考察站。北极的黄河站位于北纬79°，夏天拜访那儿的人可以发现，考察站周围的海湾积雪全融化了，大量苔原植物生长繁茂，甚至出现很多开花植物，北极绒鸭、北极燕鸥等海鸟活跃起来，呈现出一片鸟语花香的景象，让人怀疑是否真的到了北极！相比之下，位于南纬62°的长城站却是另一番景象，考察站区常年积雪不融化，温度也低，动植物种类稀少。数据显示：北极的年平均气温为-10℃左右，最低纪录为-70℃；而南极的年平均气温为-25℃至-30℃，最低纪录是-90℃。显然，南极要比北极冷！

    ④那么，是什么原因导致南极比北极更冷呢？

    ⑤首先是南极与北极的地形差异。南极为大海包围的陆地，面积约 1400 万平方千米，其中约98%被大陆冰盖覆盖，而且这些冰盖的平均厚度可达近2000米，终年不化。北极地区则是陆地包围海洋，北冰洋主要被欧亚、北美大陆所包围，面积约1310万平方千米，其中冰面积约为850万平方千米，仅为南极冰面积的60%左右。而且，北极地区的冰雪在夏季会大量融化，导致夏季冰面积更小。此外，北极的北冰洋海水的热容量大，吸热本领强，吸收的热量就更多，导致北极比南极要暖和得多。

    ⑥其次，南极海拔比北极高。南极平均海拔高度为2350米，其中超过3000米的地方约占南极大陆面积的25%，最高约5140米，是世界上平均海拔最高的大洲。而北极近2/3的面积都是海洋，平均海拔仅与海平面相当。海拔越高温度就会越低，正所谓“高处不胜寒”，因此南极就会比北极气温更低。

    ⑦第三，南极热量交换比北极少。由于南大洋有绕南极的西风环流和南大洋环流，南极无论是大气环流还是大洋环流均比较封闭，与中低纬度的热量交换较少，得不到热量的有效补充。相比较而言，北极地区与中低纬度的大气环流和大洋环流的交换则比较频繁，来自于中低纬度的热量可以通过环流向北极地区进行有效输送，这样就导致北极比南极温暖。

验证码到底有什么用

①在年底的网络购票高峰中，中国铁路客户服务中心的 12306 图形验证码系统让很多购票者“吐槽 ”： 在较低画质下分辨橘子、 橙子 ；鱿鱼、 章鱼以及明星照片等， 有一些确实难以区分， 对此人们不禁要问， 那么复杂的验证码系统， 到底有什么用？

②要回答这个问题， 须先弄明白何为验证码。

③验证码实际上是一种 Web 自动程序。 它有一个充满科学气息的名字——“全自动区分电脑和人类 的图灵测试 ”， 这是由机器来向操作者提问， 从而鉴别操作者是人还是机器的一种测试。 这种测试目前 主要可分为四类：

④图形验证码： 又叫主流验证码， 开始只提供静态的图片， 比较容易被某些软件识别 ；后来变成动 态的验证码图片， 使得识别器不容易辨识哪一个图层才是真正的验证码图片。 这种验证码的防垃圾注入 几乎可以达到 100%， 是一个非常有效的验证码创新模式 ； 同时它的动画效果可以多达百种， 所以还可以 增加网站页面的美观效果。 而中国铁路客户服务中心的验证码就属于这种类型。

⑤手机短信验证码： 是通过发送验证码到手机， 用以验证用户的真实性。大型网站尤其是购物网站， 都提供这项功能， 这就可以比较准确和安全地保证购物的安全性。

⑥手机语音验证码： 验证码实现自动语音播报， 同时短信也能发送到用户手机上， 确保万无一失。 如果有拨通失败的， 系统还能自动重播， 确保不漏掉任何一个， 这就能从根本上解决网站用户收不到验 证码的问题。

⑦视频验证码： 是验证码中的新秀。 这种由随机数字、 字母和中文组合成的验证码动态嵌入到 MP4 等视频中， 增大了破解难度。 视频中的验证码字母、 数字组合， 字体的形状、 大小， 速度的快慢， 显示 效果和轨迹的动态变换， 增加了恶意抓屏破解的难度， 其安全度远高于普通验证码， 而且这种验证码使 得用户不会感到枯燥， 同时又降低了用户识别的难度， 使得用户更容易辨认。 但目前这种验证码因技术 难度太高， 还没得到推广。

⑧大家弄明白了什么叫验证码以及主要类型， 下面我们就来介绍它的作用。

⑨验证码的主要作用是拦截不合理的入侵。 比方说若要进入一个页面， 就须通过验证， 这 时操作者就要依次输入数字、 字母或者有时还要加上来自互联网文档中无法被计算机辨识、 但 用户肉眼可以识别的文字图像(就如 12306 图形验证) ；而操作者只有通过了验证， 才可以顺利打 开网页， 否则不行。 它在防恶意破解密码、    防论坛灌水、    防刷票等方面的使用原理都是这样。 

⑩就拿 12306 验证码来说， 它存在的最大意义， 就是区分在页面上进行操作的是人还是自 动化软件， 从而可以有效阻止黄牛恶性囤票。 而它的“进化史 ”其实也是一部不断与黄牛和抢 票软件“ 斗智斗勇 ”的历史： 从一开始的简单数字、 字母、 加减法， 到闪烁变形字母、 干扰线 变形字母再到现在的图形验证。

而随着计算机技术的进步， 验证码设计也越来越复杂， 程序员正在与破解者进行着一场仿佛没 有终点的“拉锯战 ”。 但无论如何， 验证码仍然是各网站反黑客恶意操作之必不可少的一项保 障系统， 就如中国铁路客户服务中心的 12306 图形验证码一样， 目前还是会继续使用下去的 ， 直到被另一种全新的、 功能更好的反黑客软件所代替。

(选自《知识窗》2016 年第 3 期)

【链接材料Ⅰ】论证的方式，有立论和驳论。驳论是通过驳斥对方观点，然后树立自己的观点。反驳错误观点时，可以针对错误观点，也可以针对论据和论证过程。

【链接材料Ⅱ】

外交语言是国家方针、政策的体现，涉及国家主权和领土完整，关系着国家的政治、安全、军事、经济利益的得失，关系到国与国之间的关系趋向，关系到地区乃至世界形势。中国外交语言具有以下主要特点：

1.明确性。外交辞令务必要求立场鲜明、观点清晰，态度坚定、用词精准。

2.灵活性。国际形势错综复杂，各国都有自己的利益、考虑和意图。我国既坚持原则性，又讲究策略性。

3.分寸感。外交事件发生的背景、时间地域不同，原因、性质不同、严重程度不同，表态的轻重、缓急、方式也不同。掌握用语分寸都是为了准确表达政府的立场、态度、政策。

汉字繁简之争

著名语言学家，中国社科院原副院长、《现代汉语词典》第六版修订主持江蓝生，全国政协委员、天津市侨联副主席潘庆林做客人民网“强国论坛”，以“汉字繁简之争”为题与网友进行在线交流。

[网友剪刀石头]：潘先生，您曾提出建议全国用10年时间分批停止使用简体字，恢复使用繁体字，您提这个建议的初衷是什么？

【潘庆林】：世界上没有一个民族，不重视自己的语言文字，中国繁体字意蕴丰富，不但是记录语言的文字符号，而且“字形藏理、字音通心”，传递着上古先人对当今、后世的许多信息。国人千万不能忽略汉字本源对中国现当代的作用，北京奥运会开幕式的成功，很大程度表现在向世界显示的那个“和”字上，我们不能把英语的各个版本都引入国内，而独忘了民族骨气脉魂都在其内的汉字本源。

[网友智慧无价]：江老师，您如何看待潘庆林先生这个提议？觉得可行性高吗？

【江蓝生】：少数简化字不太理想，不能因此就否定整个简化字系统，简化字给人们的使用带来极大的方便，现在要逐步废除会不得人心。而且汉字简化是顺应规律，大势所趋，从甲骨文、金文变为篆书，再变为隶书、楷书，总的趋势就是从繁到简。简化字由于笔划比较少，在计算机上也显得形体清晰，而且联合国把简化字作为中文的规范字体，成为国际标准。新加坡、马来西亚、泰国政府规定华人社会使用简化汉字。简化字已经走向世界，对于传播中华文化会发挥有利的作用。文字的使用由繁到简易，由简到繁难，如果征求群众的意见，我估计恢复繁体字的倡议不会通过。

[网友土豆派]：有专家说，简体字有利于教育的普及和提升我国整体文化水平，潘先生您怎么看？

【潘庆林】：我不同意。要这样说最有利于教育的，如中国的文化有吃的文化，汉堡包简单，肯德基简单，可口可乐更简单，它提高了我们的饮食文化了吗？要说简体字有利于教育的普及和提升我国整体文化水平，那你就不要搞什么书法，不要学历史了，现在很多孩子读不了历史，就是因为看不懂繁体字，导致逐渐走向白痴之路。我们国家有残疾人，这些残疾人经过我们国家政府和人民的同情和关爱，他们坚忍不拔，有的成为奥运冠军，有的成为科学家，有的成为歌手。但是我们需要警惕的是我们精神上的残疾，这是最可怕的。

[网友云南小竹]：江老师，我们在简化汉字的过程中，遵循了哪些原则？

【江蓝生】：汉字简化的方法主要沿用了传统六书主要的构字方式。（1）草书楷化，如“书、东、专”等。（2）同音替代，如“丑”替代“醜”，“里”替代“裹”。（3）局部保留，如“丽”替代“麗”、“号”都代“號”。（4）符号代替，如用“又”替代“漢”字的右边和“對”字的左边。（5）会意法，如“泪、众、尘”等学。（6）形声简化，如“惊（驚）、态（態）”等。（7）其他。

（摘选自人民网“强国论坛”）

“芯芯”之火，可以燎膜

胡伟武

①说到芯片，就不得不提芯片领城的珠穆朗玛峰——CPU。

②当代计算机都采用“冯·诺依曼结构”。冯·诺依曼是一个美国故学，他在上世纪40年代指出，计算机在逻辑上由 5 个部分组成：计算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。而运算器和控制器加起来，就被称为“中央处理器”（简称 CPU）

③那么 CPU和芯片是什么关系呢？在上个世纪80年代之前，CPU体现为一堆“柜子”；90年代以后，英特尔的微处理器出来了，于是 CPU 体现为一个芯片，比起早期的那些“大柜子”快多了；21 世纪以后，我们走进了手机移动端的“ARM 时代”；里面的 CPU体现为一个IP，我们做芯片可以购买 IP 来做。所以，CPU 不见得是直接体现为芯片的，它可以是一堆机柜，也可以是一个IP。

④我国的芯片研发起步较晚，道路也比较曲折。1956年成立的中国科学院计算所，成为了我国整个计算机事业的摇篮。那时候的计算机人，可以说是“从矿石造起，从沙子造起”做成芯片，然后做成计算机。当时的计算机可以满足石油勘探、“两弹一星”研究的需求，最大的特点就是完全自主，但是没有市场化。

⑤从上个世纪80 年代到本世纪的前十年，芯片研发的特点是“造不如买”——国外的东西确实又便宜又好用。虽然计算机的市场规模做得很大，但是我们丧失了自主性，相关研究工作从计算机两大核心（CPU 和操作系统）领城的竞争中退出。

⑥即使到了今天，我国的芯片技术也比较落后，我们第三代计算机人的使命，就是要在市场化条件下，实现自主性。

⑦我们要走出一条“市场带技术”的道路——立足于科技的自立自强，通过自主研发把核心技术掌握了，然后在体制内市场的带动下发展起来，并且走向开放市场的竞争。当然，这条路走起来要辛苦一点、慢一点。有的新产品像“养猪”，确实一年就能出来；有产品像“养牛”，三年就可以犁地；而一些核心技术产品则像养孩子，谁家孩子五岁就能挣钱养父母？你要养他二三十年——核心技术产品包括“工业的心脏”发动机、“信息产业的心脏”CPU，这些都是需要花二三十年工夫，甚至更多时间才能掌握的。

⑧近年来，我国的芯片研发一直在快速发展。比如“龙芯”CPU，2015 年出货几方片，其间解决了数以千计的问题；2016—2019 年，每年能卖几十万片，又解决了数以千计的问题；

在过去的 2020 年，“龙芯”CPU 已经卖到上百万片了。我们相信，到2022 年，“龙芯”CPU有能力走向开放市场。在这个过程中，“龙芯”CPU 的技术水平不断提高；其性能也提高了 12倍。

⑨总之，只要我们坚定走“市场带技术”的道路，通过自主研发掌握 CPU 的核心技术，建立自主可控的 IT 信息技术体系，未来我们失去的只有锁链，得到的将是整个世界。