人类水资源现状
①水是人类及其他生物繁衍生存的基本条件，是人们生活不可替代的重要资源，是生态环境中最活跃、影响最广泛的因素，具有许多其他资源所没有的、独特的性能和使用功能，是工农业生产的重要资源。工业生产中，水具有冷却、加工、沸腾、蒸发、传送等一系列功能。农业用水占了全球使用量的73%，这里主要指灌溉用水。
②全球有水139万亿立方米，其中97.3%是咸水。2.7%的淡水中又有69%以冰雪形式存在或作为冰帽集中在南北极的高山上难以开发利用。只有很少的水可供人们使用，有直接经济效益。水的数量虽在一定时期内是保持平衡的，但在一定的时间、一定的空间范围内又是非常有限的。目前，世界上早已出现了水危机的国家，如埃塞俄比亚。联合国已发出警告：“水将成为一种严重的社会危机。”水资源已成了一个国家、一个地区持续发展的非常稀缺的资源。现在世界上约2／3的国家都不同程度地反映出水的危机。
③我国是一个水资源十分短缺的国家，人均水资源量仅占世界平均水平的1／4。尽管我国水资源总量为28000亿立方米左右，但地区分布十分不均，有八成分布在南方，而南方耕地只占全国耕地面积的1／3左右。水土资源不相匹配，生态环境相对脆弱。我国地域广阔，南北跨度极大，远距离调水的难度可想而知。因此，总的水资源可利用量并不很大。我国人均水资源占有量为2300立方米，到2030年人口高峰将达到16亿，人均水资源占有量为1700立方米，将接近或达到世界公认的用水警戒线。缺水将越来越成为我国经济社会发展的严重制约因素。中国平均每年因旱受灾的耕地面积约四亿亩。正常年份全国灌区每年缺水300亿立方米，城市缺水60亿立方米。全国年排放废污水总量近600亿吨，其中80%未经处理直接排入水域。在全国调查评价的700多条重要河流中，有近50%的河段、90%以上的城市沿河水域遭到污染。
④供需失衡的结果，一是国民经济用水挤占生态环境用水，二是城市与工业用水挤占农业用水。目前，北方水资源开发程度已超过50%，导致河道断流和湖泊萎缩；南方水网地区污水超标排放，造成水体污染；西北干旱区大量挤占生态用水，荒漠化趋势蔓延；西南山丘区坡陡田高水低，水资源开发利用工程艰巨。从全国看，水资源现状承载能力和生态环境容量已经明显不足。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　植物也讲方言
　　①有一种草叫铜草花，学名香薷(rú)，开兰色的花，少数也开紫色的花。这种花的颜色十分罕见，喜欢铜草花的人也就相当多。他们设法培植它们，但结果都失望了：无论栽种者如何精心照料，铜草花总是一副无精打采的样子，整天发蔫，好像它们生不逢时。原来，发蔫的铜草花是“生不逢地”：铜草花的生长要求土壤含铜量特别高，其花的兰色，需要吸收大量铜离子来扮靓，只有蕴藏了铜矿的地区才能支持铜草花的这种生物表达。1984年，在大冶铜绿山发现的古铜矿遗址，据考证是公元前13世纪殷小乙时期的遗址。发现遗址的一个重要线索，就是这个地区的地表长着美丽茂密的铜草花。
　　②澳大利亚桉树是植物界鲸鱼级别的树种，它的身高记录是160米，有50层楼房那么高。支撑其庞大身躯的，是它特别坚硬的木质。如此卓立的特征，当然引来无数“粉丝”，想把澳大利亚桉树移植到自己那儿。美国著名作家杰克•伦敦就是他们中的一员。他雇用了20名意大利劳动力，在他位于索若马岭的土地上种植了10万棵澳大利亚桉树。但杰克•伦敦和许多美国的拥趸(D.ǔn)①都遭到了这种桉树的嘲弄：美国的澳大利亚桉树不管什么时间砍伐，也不管如何处理，总难于加工，板会弯曲，裂纹会扩展开来；即使去做枕木，由于布满莫名其妙的裂纹而无法把钢轨钉上去，也不能派上用场。在其故乡澳大利亚，这些毛病统统没有。
　　③这是什么原因呢？澳大利亚林学家雅各布斯数十年后才发现是桉树在北美长得过快，因而材质就差。在澳大利亚，吃叶子的昆虫和一些真菌会减缓其生长速度。当种子散布到全球各地时，却把这种天敌留在了家乡。麻烦在于桉树已经进化得适应这些天敌。在正常的虫害配合下慢速生长时，桉树的组织显然是最优化的。当没有这些害虫时，快速生长的桉树就会陷入物理学定律的陷阱。生活中有些人用方言表达时眉飞色舞，用普通话表达时却会口蹇(jiǎn)②，也可以用雅各布斯的发现解释这一现象。
　　④我国南方某地从美国引进脐橙栽种，其口味与美国脐橙非常接近。但两种脐橙的外观差别明显：我国南方某地的脐橙“脐部”（与果蒂相对的底部）的收口比美国的大好多，表面也没有美国脐橙光洁。林业专家借鉴雅各布斯的思路，发现我国南方某地的微生物环境与美国同一纬度上的脐橙果园有显著的差异性。对应到语言现象，可以这么理解：美国脐橙落户我国南方某地后，它的“口音”不再是纯正的美国口音，而是带有那种微生物环境下的当地口音。
　　⑤生活在什么地方的人发什么口音，树也是。树挪死，人挪活。从某种意义上说，树是比人更讲方言的生命。                           
　　　　　　　　　　　　　　（【注释】：①拥趸：指演员、运动员或运动队的支持者。②蹇：不顺利。）

湿地

       ①平静的水面像镜子一样，在和煦的阳光下，芦苇如绿色的浪潮直涌到天边。成群的野鸭在水面上玩耍，各种水鸟在欢娱地歌唱……这就是湿地的真实写照。像这样濒临江河湖海的地带，长期受水浸泡而形成的滩涂、沼泽、湿草甸、泥炭地、红树林以及潮落时水深不超过6米的海域都是湿地。湿地是地球上具有多种独特功能的生态系统。

       ②湿地是如何形成的呢？

       ③当泥沙丰富的流水流近湖泊之时，由于水域变阔而流速变缓、泥沙下落沉积而成浅水滩。湖泊，不单是五彩云霞的梳妆镜，更是水生植物的乐园。浅水湖区，芦花飞荡，香蒲拂摇；次深湖区，睡莲、浮萍悬浮、飘摆于水面上；深水湖区，墨绿色的绸缎般的波浪时起时伏，那些生长于水中的水草繁杂而茂盛。春来夏往，秋隐冬藏，植物生活于湖泊，总会有生有死，有死有生。那些腐烂的残体日积月累，最终多默默地、叠加式地沉积于湖底，经由水涨水落的浸泡，经由日月轮转的沧桑，终成泥炭，于是，湖底慢慢抬升，湿地也就逐渐形成了。

       ④湿地调节着地球的水循环。那些河边的森林、湖边的漫滩，一直在进行地下水与地表水的交换。洪涝之时，湿地总能够缓冲、储蓄和吸收洪水；倘遇干旱季节，又能够将水分“解放”出来。湿地上的植被摇荡起伏，减轻或减缓了水体对海岸线、河湾及湖岸的侵蚀。

       ⑤湿地被科学家誉为地球之“肾”。自然界生物链的完整、优化，离不开湿地。湿地既吸收营养物质，又促进地球的新陈代谢，是“天然的过滤器”。

       ⑥植物在湿地繁衍，动物在湿地蹒跚游弋、跳跃爬行和栖息。即使晴空排云而上的仙鹤，声鸣于天，也是清晨从湿地出发，黄昏则次第归来，在湿地降落，喝水照影；翩翩起舞的大雁会呈“一”字、“人”字形排列，从广阔的天空降落于湿地之上。鸟类依赖湿地就像影子依赖光，翅膀依赖空气一样。湿地是生命的家园，是文明的摇篮和温床。

       ⑦人类本应与湿地和谐相处，本应悉心地呵护湿地。

       ⑧但是长期以来，人类对湿地究竟贡献过多少关爱呢？古典诗词中那些拍打碣石的咆哮海水，朝天际奔流的滚滚江水，秀比西子的杭州西湖等，姑且算是反映人类对湿地的关爱吧，却也仅仅是蜻蜓点水般人文情怀的附加点缀。空灵、超脱的中国画亦有描绘苍茫烟水的画作，民间音乐尽管也有表现湖月照影，流泉叮咚的乐曲，然而，谁又能说其着力表现的只是湿地呢？

       ⑨令人忧虑的是，随着人口不断增长和人类中心主义的膨胀，湿地的现状不容乐观，湿地面积减少已成为世界各国的普遍现象。就我国来说，从科学家们绘制的湿地分布遥感图即可看出，中国的湿地总面积l0年间已减少了5万多平方公里。由于人类盲目围垦和过度开发，天然湿地面积不断消减，功能不断下降，造成湿地生物多样性衰退，威胁着自然生态系统的平衡；同时，还造成湿地降解污染能力的下降，导致水质不断恶化，许多河流因被污染失去了饮用的功能。比如，目前我国大型河流61%的河段已被污染，不可饮用。另外，又致使其缓冲、储蓄和吸收洪水的能力下降，直接给调蓄防洪带来极大的隐患。近年来，我国南方地区洪涝灾害频繁发生，不能不说与湿地面积的锐减有着一定的关系。不讲“土地伦理”（【美】利奥波德：《土地伦理》）成了自蒸汽机诞生以来世界性的不可逆转的黑色潮流，湿地的命运岌岌可危……

       ⑩保护湿地已经成了人类刻不容缓的行动。国际《湿地公约》的诞生，引起了人类对保护湿地的高度重视，目前我国已经加入了缔约国的行列。迄今为止，《湿地公约》缔约国已逾百个，每年2月2日“世界湿地日”都会有一个宣传主题。可以说，保护湿地目前业已成为人们的共识。相信随着人类对湿地保护的认识不断深化，湿地的命运定然会出现转机。

神秘的人体“天网”

    ①常言道：天网恢恢，疏而不漏。意思是说，在人类社会中，一些坏人在作恶以后，自以为能侥幸逃脱，但最终还是鬼使神差地被缉拿归案，就好像冥冥之中有个天网，使得坏人终究得伏法认罪。冥冥之中究竟有没有天网？这暂且不论。科学家发现，人类社会中看不见、摸不着的天网，在人体里竟然真的存在！

    ②前不久，德国科学家在观察人体免疫系统对付细菌的过程中意外发现，在那些被人体灭菌勇士白血球杀死的细菌周围，经常会看到一些丝状体物质。起初，他们以为这是显微镜的镜片不干净导致的观察错觉。但后来他们发现，这些丝状物总是在细菌进入人体后，很快就出现在细菌周围。它们相互缠绕，构成了网。这些网就像蜘蛛网那样，能够迅速把细菌横七竖八地粘在上面，从而将细菌擒拿。随后，这些网就密切配合人体白细胞里的其他物质，把被擒拿的细菌毒杀或者吞吃掉。

    ③更为奇特的是，这种由丝状体物质构成的网还能对人体内健康的细胞起到保护作用。实验发现，在对付病毒的战斗中，有一种细胞分泌出来的蛋白酶在同细菌作战的时候，有时候会伤及无辜，给人体健康细胞造成伤害。为了避免或减少这种伤害事件的发生，这个网凭借自身的粘性，主动把这些蛋白酶集中到病菌密集的局部地方，帮助它们认准来犯之敌，同时避免误伤健康细胞。最让人感动的是，这些由丝状体物质编成的网，在发挥完杀敌和护体作用后，就自行化解，神秘地消失了。

    ④为了搞清楚人体免疫系统内部发生的这一神奇现象，德国科学家把目光锁定在了一种叫做中性粒细胞的身上，因为“天网”总是出现在它们周围。中性粒细胞已是人体白血球中的主力成员：正常人每立方毫米的血液大约有白血球5000～10000个，这其中，中性粒细胞就占了55%～70%。他们也知道，中性粒细胞具有追踪病菌和吞噬、毒杀病菌的能力，是人体内抵御病菌最出色的勇士。但中性粒细胞究竟与“天网”有没有关系，还是个未知数。在电子显微镜下，德国科学家对一群中性粒细胞进行了追踪观察，结果发现，中性粒细胞在有细菌的环境里，会马上被唤醒并向细菌围拢。当它们靠近细菌后，先前没有出现的“天网”不久便悄然出现了，但在没有细菌出现的环境里，则只有中性粒细胞在自由活动，唯独不见“天网”的踪影。

    ⑤科学家通过细致观察和辨认，最后揭开了谜底。原来，白血球里的中性粒细胞在发现细菌入侵的敌情后，会马上奔赴疆场，与细菌拼杀。这些投入到疆场的中性粒细胞注定要成为烈士，因为它们就像是过河的小卒，从不知道退路在哪里，而且它们的寿命只有几个小时。这些投入疆场的勇士，在与细菌拼杀到筋疲力尽的时候，便自行“剖腹”解体，从体内抛出丝状体物质。众多勇士的丝状体物质缠绕在一起，就构成了细菌难逃的“天网”。让人惊讶的是，构成“天网”的丝状体物质，恰恰就是隐藏在中性粒细胞内部的DNA！

    ⑥人体内由DNA编织的“天网”被发现后，这种奇特现象立即触发了许多医学家的联想和灵感。他们发现，过去许多非常难解的医学迷案，现在看来可能与人体“天网”有关。例如医学上有一种叫做先天性黏液稠厚症，它的特点是人体肺部的分泌物过于黏稠，很容易堵塞人的呼吸通道，使人断气而亡。奇怪的是，那些分泌物中总是有数量极大的DNA．长久以来，医学专家只知道这种疾病肯定和基因有关，但其中的疾病制造内幕总是弄不清楚。现在，他们才明白，这很可能是中性粒细胞在肺部抛出的“天网”过密、过多导致的。

    ⑦科学家认为，人体“天网”的发现，为人类研究自身免疫系统和相关疾病的研究，开辟了一个前所未有的新天地，但现在只是一个开端，因为人体“天网”本身还有许多谜题待解，如究竟是什么信号会促使中性粒细胞抛出它们“天网”的；细胞内的DNA又是通过什么路径被释放出来的；当它们把细菌一网打尽之后，又是怎样神秘消失的……等等。尽管如此，科学家坚信，这个惊人发现，定能为人类健康带来福音！

（选自《知识窗》）

威力超群的量子武器

孙立华

     8月16日，我国首颗量子科学实验卫星发射升空，这是世界上首次实现卫星和地面之间的量子通信。因其运用量子物理基本原理，确保了信息的不可窃听和不可破解，从原理上确保身份认证、传输加密以及数字签名等的无条件安全，有力解决信息安全问题。量子理论应用于武器中。就会产生量子武器。 

    量子武器实际上是一种威力超过核武器的无形杀手，如果把它安装到武器上，其威力如同人进入火海，可使其迅速化为灰烬。第二次世界大战末期，德国中央科学院就开始了量子武器和反量子武器计划的研究，并取得了突飞猛进的进展。 

    二战结束后，美国和前苏联分别获取了德国遗留下来的部分量子武器和反量子武器相关资料，并得出量子武器比核武器威力大的结论。爱因斯坦在1942年就提出了量子力与反量子力的守衡。据说，前苏联也一直在秘密研究实验量子武器，但一直没有更多的公开资料可供研究。外国分析家认为，俄罗斯由于具有自然科学优势，已拥有批量不大的量子武器样品，因为这种武器的有效半径是无限的，能够将激光送达任何地点。此外，这种量子技术还可以建立通信系统，以极高的速度向战区传递信息。

    据专家预测，在量子物理学攻关、试验成功后，至少可生产如下武器：一是反物质炮。因为物质是由分子和原子构成，原子是由带负电的电子和带正电的原子核组成，如果由带正电的电子与带负电的原子核组成原子，那么就是反原子，由反原子就可组成反物质。当反物质与正物质接触时会产生湮灭效应，放出光子和介子，同时释放出巨大能量，也就是说会爆炸。一毫克反物质与一毫克正物质湮灭时会产生相当于430吨TNT的爆炸力，因此现在的许多科学家都认为反物质武器将是继核武器之后的又一种毁灭性武器。但是要研发反物质炮弹除了量子物理学基础研究、高能物理研究装置外，还得有反物质试验装置。二是重力波炮。重力波炮实际上是一种量子定向能武器，其原理是量子凝缩。由于在宇宙中缺乏媒介，声波、冲击波等无法传播，导致传统的爆炸性武器包括核武器的效果都大打折扣，而重力波则不受这个限制。因此在宇宙中，定向发射的高能重力波可以很容易做到扩散性杀伤的效果。三是重力场发生器。其实就是个人造黑洞，只要碰上就片刻之间化为乌有。四是反量子武器。反量子武器是个量子防护罩，如果研制成功，那么它就能抵抗所有物理攻击。 

    除了以上未来可能出现的量子武器，美国科学家正在研发一种“量子雷达”，或将成为隐身飞机新的天敌。有报道称，光子的量子特性可用于挫败先进的隐身技术，罗切斯特大学的研究人员正在利用偏振光子探测物体和进行成像，如果隐身飞机试图截获这些光子并以某种方式反射以伪装自己的部位，就会不可避免地改变光子的量子特性，进而暴露干扰行为。也许，在不久的未来“量子雷达”将最先在世界军事舞台亮相，让隐身飞机无处遁形。

（选自《百科知识》2016年底16期 有删节）