①生物学家预言，21世纪将是细菌发电造福人类的时代。

       ②说起细菌发电，可以追溯到1910年。（A）英国植物学家利用铂作为电极放入大肠杆菌的培养液中，成功地制造出了世界上第一个细菌电池。1984年，美国科学家设计出太空飞船使用的细菌电池，其电极的活性物质是宇航员的尿液和活细菌。到了80年代末，细菌发电有了重大突破，英国科学家让细菌在电池组里分解分子，释放电子向阳极运动，从而产生电能。操作时还在糖液中添加某些芳香化合物作为稀释物，来提高生物系统输送电的能力。与此同时，还要往电池里不断充入空气 ，用以搅拌细菌培养液和氧化物质的混合物。据计算，利用这种细菌电池发电，其效率可达40%，远远高于现在使用的电池的效率。(B)即使这样，还有10%的潜力可挖掘。

       ③利用细菌发电原理，可以建立较大规模的细菌发电站。计算表明，一个功率为1000千瓦的细菌发电站，仅需要10立方米体积的细菌培养液，每小时消耗200千克糖即可维持其运转发电。这是一种不会污染环境的“绿色”电站，而且技术发展后，完全可以用诸如锯末、秸杆、落叶等废有机物的水解物来代替糖液。因此细菌发电的前景十分诱人。

       ④现在，每个发达国家各显神通，在细菌发电研究方面取得了新的进展。美国设计出一种综合细菌电池，里面的单细胞藻类可以利用太阳光将二氧化碳和水转化为糖，然后再让细菌利用这些糖来发电。日本科学家同时将两种细菌放入电池的特种糖液中，让其中的一种细菌吞食糖浆产生醋酸和有机酸，而让另一种细菌将这些酸类转化成氢气，由氢气进入磷酸燃料电池发电。

       ⑤人们还惊奇地发现，细菌还具有捕捉太阳能并把它直接转化成电能的特异功能。最近美国科学家在死海和大盐湖里找到一种嗜盐杆菌，它们含有一种紫色素，在把所接受的大约10%的阳光转化成化学物质时，即可产生电荷。科学家们利用它们制造出一个小型实验性太阳能细菌电池，结果证明是可以用嗜盐杆菌来发电的，而盐代替糖，其成本就大大降低了。由此可见，让细菌为人类供电已经不再遥远，不久的将来即可成为现实。

    最妙的是下点儿小雪呀。看吧，山上的矮松越发的青黑，树尖儿上顶着一髻儿白花，好像日本看护妇。山尖全白了，给蓝天镶上一道银边。山坡上有的地方雪厚点儿，有的地方草色还露着；这样，一道儿白，一道儿暗黄，给山们穿上一件带水纹的花衣；看着看着，这件花衣好像被风儿吹动，叫你希望看见一点儿更美的山的肌肤。等到快日落的时候，微黄的阳光斜射在山腰上，那点儿薄雪好像忽然害了羞，微微露出点儿粉色。就是下小雪吧，济南是受不住大雪的，那些小山太秀气！

材料一：什么是睡眠？睡眠是机体对外界环境失去知觉和反应的一种可逆性行为。它不是机体的一种消极和被动状态，而是在多种神经网络和递质积极主动支配下产生的，并涉及大量生理、代谢和神经行为。

一般人在一个完整的夜间睡眠中，大脑在进行着具有一定周期性的功能和状态循环。依据多导睡眠图描绘的脑电图模式、眼动和肌张力特征，人的睡眠结构可以分为两种类型：非快速眼动睡眠和快速眼动睡眠。非快速眼动睡眠与快速眼动睡眠循环交替一次称为一个睡眠周期。每次夜晚的睡眠通常有4～5个睡眠周期，每个周期约90～110分钟。两个睡眠周期之间通常伴有短暂觉醒，整夜大概出现4～6次。

    具体来说，非快速眼动睡眠又称为安静睡眠，表现为同步化、高压、低频率的脑电活动，大脑活动水平低，肌张力弱，心跳和呼吸较为规律。在非快速眼动睡眠的最后阶段，个体不易被唤醒；若被唤醒，则会感觉头昏脑涨。快速眼动睡眠则被称为活跃睡眠，表现为同步化、低压、混合频率的脑电活动，大脑活动水平较高，常伴有梦境、肌张力缺失、心跳和呼吸不规律以及阶段性眼动爆发。

材料二：人为什么要睡觉？睡眠到底有什么不可忽视的重要作用？

    第一，睡眠可以帮助大脑恢复精力，修补自由基对大脑造成的损伤。自由基是新陈代谢的副产物，可损伤人体细胞。其他器官都可以通过放弃和替换受损细胞来修补这种损伤，但大脑无法这样做。人只有进入睡眠状态，尤其是非快速眼动睡眠状态，人体组织才能利用这段难得的“闲暇时间”通过合成抗氧化酶进行“抢修作业”。

    第二，睡眠可以为身体解毒，排除大脑代谢废物。有一项新研究：大脑在睡眠时才能高效清除代谢废物，从而恢复活力。因为大脑内有一个独特的“垃圾处理系统”，即“类淋巴系统”，这个系统的工作几乎都是在睡眠中完成的。大脑在清醒与睡眠状态时功能完全不同，清醒时会有意识，而睡觉时则进行“大扫除”。脑脊液会沿着动脉周隙流入脑内组织，与脑内组织间液不停交换，并将细胞间液体的代谢废物带至静脉周隙，随即排除至脑外。

第三，睡眠可以调节脏腑功能，降低感冒几率。充足的睡眠不会导致脏腑功能失调，如肝气不疏、气血亏虚、脾胃失调、肾功能低下易起夜。研究人员给164名健康的成年人先戴上健康追踪腕带，然后让参与者每人把含有感冒病毒的滴鼻剂滴入鼻腔。5天之后，三分之一的人表现出了感冒迹象——流鼻涕。分析发现，在感染感冒病毒的前一周中，每天睡眠少于6小时的人，脏腑功能下降明显，会比睡眠超过7小时的人得感冒的几率高三倍。

    第四，睡眠可以促进学习能力和记忆能力。睡眠会促进脑神经元上特定棘状突起的形成，维护特定的树突分支，从而促进学习能力和记忆能力科学家通过对健康成人被试者的睡眠情况进行控制，发现睡眠不足会引发被试体内多种基因功能的改变，涉及认知功能、新陈代谢、免疫力等领域，明确了睡眠对基因的影响。科学家还认为，儿童在睡眠时可以将已经学习过的隐性知识，更为有效地转化为外在知识，而儿童的这种特殊的认知能力与其晚上睡眠的时间有直接关系，如果能达到9小时以上的睡眠，他们的记忆力和精力会特别好。

材料三：中国青少年研究中心联合美国、日本、韩国的相应机构，共同开展了中美日韩四国中学生健康状况调查活动。下面是两项调查统计结果：

材料四：研究者对1000多名青少年进行了三年的追踪访问，分析了他们在12～15岁期间的行为、睡眠质量和习惯，并与其父母、老师和同学进行了沟通，得出结论：社会关系对青少年的睡眠质量影响很大。亲子关系直接影响青少年的睡眠模式，如果父母关注子女各方面的表现，子女就会保持有规律的作息习惯，睡眠也就更充足；庭氛围影响青少年的睡眠状况，家庭生活不安宁的青少年（如父母分居或是不与子女共同生活更容易产生情绪障碍和睡眠扰乱。同时，积极参与学校各项活动并与老师、同学相处融洽的青少年睡眠质量也更高。

 “红灯停”背后的科学

齐月园

    ①“红灯停，绿灯行，黄灯亮了等一等。”这是我们从小就耳熟能详的交通安全规则。交通信号灯一直都是维护交通秩序、交通安全和畅通的重要保障。

    ②红绿灯的历史可追溯到19世纪英国中部的约克城，红绿分别代表女性的不同身份。着红装的女性代表已婚，而着绿装的女性则代表未婚。后来由于伦敦议会大厦门前经常发生马车轧人事故，英国政府1886年在大厦门前的马路上安装了两盏煤气标志灯，借鉴前面提到的服装颜色的差别，使用红色灯表示禁止通行，绿色灯则表示可以通过。同一年，汽车也问世了，红绿灯作为标志灯很快流行起来。

    ③1912年，美国盐湖城的一名警察发明了电气信号灯。1914年，这种信号灯出现在美国克利夫兰市的街道上。真正意义上的红、绿、黄三色信号灯，直至1922年才出现在美国底特律市的街道上，它采用黄色信号灯作为警示信号，提醒行人和车辆谨慎行进。

    ④无论是火车的信号灯还是汽车的信号灯，都是用红色表示停止前进，这是为什么呢？

    ⑤根据物理学原理，光线在通过空气传播时会发生散射，对于相同媒质来说，光线的波长越短，散射的作用就会越强，反之，就会越弱。在所有的可见光中，红光的波长最长，空气对红光的散射作用最弱，它可以传播得更远。特别是在下雨天或大雾天，空气的透明度会大大降低，红光的这种作用就会更加明显。

    ⑥此外，使用红色信号灯作为停车的信号，可以使行驶中的司机在很远的地方就看见红色的信号，及时做好刹车准备，减速慢行。如果司机在比较近的地方才看到停车的信号，由于车的惯性而不能及时刹车，非常危险。同时，红色也会引起人们的视神经细胞的扩展反应，它是一种令人兴奋的扩张色，因而用红色信号灯就会更加醒目，便于提醒司机及早做好刹车等各种应急措施，从而防止事故发生。

    ⑦除了交通信号灯外，人们还常常在城市的高大建筑物顶端安装一些红色闪烁灯来保障夜航飞机的飞行安全，防止撞机事故发生。红色还用来表示危险、紧急之意。例如，消防部门就采用了红色标志，而且一些消防器材和消防设备也都被涂成了红色。

（选自《科普时报》2019.2.1，有删改）

外婆的香橼树

华明玥

①在乡间，散步的路上可以看到果实累累的香橡树。金黄的果实仿佛一个个粗糙的小瓜。轻拉树枝到鼻尖，深深地闻一下，柑橘家族特有的迷人香气沁入鼻腔。正在门口溪边洗衣的老妇，上到坡道，踮起脚尖，采了三个最大的香橼。她笑吟吟地对我说：“多摘点，回去用蜜腌渍了，就可沏香橼茶喝了。”

②我从老妇眼角笑纹里，看到外婆的影子。

③20世纪40年代，曾经是大户人家小姐的外婆嫁给了贫寒的外公，靠做各式各样收入微薄的小生意带大四个孩子。最困难的时候，她有两个孩子在远方插队，买完米、油，头一件事就是用剩下的收入买一大版邮票。她心急火燎地给远在大西北的心灰意冷的孩子写信，她总要在信上给孩子新的希望：江南的小红萝卜下来了，她承诺要给孩子做五香萝卜干。吃螃蟹的季节到了，她承诺给孩子寄蟹粉油——她要省下一个月的肉票去买油膘，自己熬炼；半大的螃蟹一买就是一网兜，蒸熟后剥得两手的指甲都裂了，剥出满满的膏黄与雪白的螃蟹肉，用油热封，用玻璃瓶装好，再用蒲叶包好，寄到大西北去。

④写完信，外婆骑一辆自行车，专门到邮局去寄。她总是疑心路上的邮筒收寄信件要比邮局慢一些。孩子们埋怨大西北缺乏水果和蔬菜，外婆便想把香橼树苗种到大运河河岸的荒地上去。三年，河岸边的香橼树真的被她种成了。到了深秋，外婆借了两个大箩筐，来回三趟，一次性把河岸上的香橼都采了回来。外婆将香橼洗净，切成薄片，在大团匾中晾干表面的水分。紧接着，拿出珍贵的糖，一层糖一层香橼片，紧紧码好，在大陶瓮里密封一夜，再将这些被充分糖渍的香橼片平摊到大团匾中去晒。一直晒到捏起来硬铮铮，丢在碟子里当当响，而后，外婆开始缝制邮寄用的小布包：她要把这些香橼片寄到正在冰天雪地中捞河泥、种小麦与青稞的孩子手里。

⑤外婆能在艰苦的生活中支撑那么多年，始终保持淡定乐观，与她舍得留给自己一点儿精神生活也有关系。我至今还记得，外婆将带着果柄的香橼一个个串起来，吊在衣橱里，为衣服熏香；外婆的娘家虽然早已败落，但自己的那些陪嫁，外婆依旧小心翼翼地保管了很多年，那些宝贝包括一个可以插梅花的大铜瓶、一个可用来陈列果实的古铜青绿旧盘、一个宣德暗花白盘……在那个物资匮乏的年月，简直没有什么用场。然而，外婆把采回来的香橼摊放在盘子上，每个盘子里放8—9枚，满屋都是黄灿灿的颜色以及清冽又扑鼻的芬芳。

⑥回看外婆这一生，大起大落。17岁前，半条街的娘家商铺伙计们都喊她“大小姐”；结婚后，她不得不成为卖炒货的小贩，后来又在里弄办的小厂成为一名两手都是机油味的女工；最后，她在为居民打酱油的小店中退休，她似乎从未抱怨过什么。她嫁了个像木桩一样少言寡语的男人，文弱书生一般，遇到事只会往她背后躲，家中买100块煤饼也挑不动，还要她一起去挑，她也无一丝怨怼。外婆从不计较她这一辈子为家族、为后辈付出了多少，她只是深信，一条河要不断地朝前走，才可能冲刷出深深的河床，汇聚无尽的溪流与雨水，蹬出一条属于自己的路，直到汇入大海。

⑦基于这种朴素的认知，外婆从不把时间花在抱怨上，遇见事儿，她只是不断地去想办法，不断地去行动。从起了在运河边种树的念头，到从乡下以板车载了树苗回来种，她只花了3天时间；从运河边将香橼摘回来，到晒出可以泡茶的果干，她花了10天时间；而劝说两个在外插队的儿女一定要“把书读起来，就像在大风中拢住一粒火星”、她分别花了8年和10年。最后，孩子们放下锄头，在1978年考上大学，这却是外婆完全没有料想到的。但小舅舅和三姨能从痛苦与迷茫中觉醒，我以为，与外婆辛苦攒下寄出的几十版邮票息息相关。

⑧外婆离去多年，那些运河河岸上的香橼树还在，每次回到故乡，我就去看望那些树，外婆若有所思的样子就会浮现在脑海中。这些香橼，听到过拖船的声音，听到过船上人网鱼、炒菜的声音，也听到过源源不尽的水声，它们的香味，比佛手还要好闻。不知道为什么，闻到它，我就觉得这辈子遇到再大的沟坎都能心平气和地过去。

注：橼 (yuán)

（选自《读者》2023年1月有删改）