微藻一一可循环的“绿色油田”
      ①由于石油资源的逐渐减少乃至最终枯竭，全世界将面临严重的能源危机，因此，世界各国都在积极寻找能够替代石油产品的可再生能源，其中，生物柴油就是一种重要的生物能源。提起生物柴油的原料，我们可能会想到油菜和大豆，用它们“体内”的油脂加工而成的生物柴油，能有效降低碳排放。然而，这两种作物的培育周期较长，占用农田较多，会产生“与人争粮，与粮争地”问题，从而导致“解决了能源危机，却出现粮食危机”的尴尬结果。此时，微藻进入了科学家们的视线。
      ②微藻是一种古老的低等植物，广泛地分布在海洋、淡水湖泊等水域，种类繁多。微藻可直接利用阳光、二氧化碳和含氮、磷等元素的简单营养物质快速生长，并在细胞内合成大量油脂。因此，微藻为生物柴油生产提供了新的油脂资源。
      ③与大豆、油菜和麻风树等油料植物相比，微藻的生长周期短，从初生到可以制油仅需一个星期左右，而大豆等油料植物一般需要几个月。此外，微藻的含油量高，油脂产率高，单位面积产油量是大豆的数百倍，每公顷可年产几万升生物柴油。微藻还不会占用耕地，利用滩涂、盐碱地、荒漠等，以及海水、荒漠地区的地下水等，就可以大规模地开发“微藻油田”，不会与农作物争地、争水。
      ④微藻在培养过程中还可固定大量二氧化碳，因此，利用微藻制造生物柴油能大量减少二氧化碳排放。据计算，每培养1吨微藻，需要消耗约2吨二氧化碳。此外，微藻在光自养培养过程中可利用废水中的氮、磷等营养成分，从而降低水体的富营养化，因此，微藻还能用于净化工厂排放的废水和城市生活污水。
      ⑤现在，我国已启动了微藻能源方面的首个973项目“微藻能源规模化制备的科学基础”。该项目有望在5年时间内开发出一个“微藻资源库”，提供适合在我国不同地方、不同气候条件下生长的藻株。今后，各地在建设“微藻油田”时，就可在资源库中挑选合适的微藻品种。该项目还将深入研究微藻产品的机理，力争提高微藻产油的效率，降低它的成本。此外，该项目还将通过对光生物反应器、培养工艺、采收、油脂加工及藻细胞综合利用的研究，建立一套中试系统，全面评估微藻产油的技术指标、经济指标和环境指标，大力推动我国微藻能源的产业化进程。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　上天容易入地难
　　科学家们都说“上天容易入地难”。人类可以借助天文望远镜观测成百上千光年（距离单位，是光波在一年中“行走的路程”，约95608亿公里）远的浩瀚太空；但对地表以下仅十几公里深处的情况还一头雾水。但恰恰是这地表以下的十几公里处，是最应该关注的，因为在此处孕育的“地下杀手”——地震，给人类带来的浩劫最大。地震学家们一致认为，观测地下比观测太空要难得多，因为我们要探测到可能发生的地震，必须得到达孕育地震的深度，要到十几公里甚至几十公里的深部 ， 而目前的技术水平不能支持这样的探测。人类对地下探测到达的最远距离仅距地表10公里多，苏联在上世纪70年代实施的科拉半岛超深钻探工程，最终深度为12261米。
　　准确向人类预警可能发生的地震，包括两个密切相连的环节——地震预测和地震预报。地震预测是根据所认识的地震发生规律，用科学方法对未来地震发生的时间、地点和强度做预先估计。地震预报则是在具备一定可靠程度的前提下，由权威部门把地震预测的意见向公众宣布。有实用价值的地震预报必须同时报出时间、地点和强度。地震预测是二战结束后开展的探索性研究项目，特别是中、短期或临震前的预测至今还处于探索阶段，远没有到可以实用的程度。
　　地震预测的科学前提，是认识地震孕育和发生的物理过程，包括地球介质物理、力学性质的异常变化。但人类对地震成因和地震发生的规律还知之甚少，主要是因为地震是宏观自然界中大规模的深层变动过程，其影响因素过于复杂，有众多未知因素存在。人们所能做的是在地面上观测某些物理现象等，但这种观测通常是非常不完善的。在地表所能观测到的物理量异常变化，是否与地震的发生真正相关往往不能确定。这就是地震预测研究进展缓慢的真实原因。
　　预测地振决不是常人想象的那么简单。只有能够做到时间、地点和震级的准确，预测才是有实用性的。

中微子，关乎宇宙起源之谜

曹俊

①日本“顶级神冈”中微子探测器项目已正式启动，计划于2027年开始收集数据。该项目由日本主导、英国和加拿大等国参与，目的是阐明物质的起源及基本粒子的“大统一理论”，揭开宇宙起源之谜。

②中微子是宇宙中数量最多的基本粒子之一。基本粒子是已知的最小粒子，它们不能像原子那样被分成更小的粒子，是构造宇宙中一切的基本元素。而中微子又是最轻的物质粒子，迄今还未能测出它的确切质量，但至少比电子的100万分之一还要轻。它们无处不在，如太阳发光、核反应堆发电、岩石的天然放射性衰变等核物理过程中都会产生，就连我们每个人也会因体内的钾-40衰变而每天发射约4亿个中微子。

③中微子的最大特点就是几乎不与任何物质反应。不管是人体还是地球，在它看来，都是极为空旷、可以自由穿梭的空间。我们感觉不到它的存在，科学上探测也极为困难。因此，中微子的发现和研究过程，饱含着几代科研人员的心血。

④1930年，奥地利科学家泡利为了解释原子核衰变中能量似乎不守恒的现象，预言了中微子的存在，认为就是这种“永远找不到的粒子”偷偷带走了能量。经过20多年的寻找，美国科学家科万和莱因斯终于在核反应堆旁探测到中微子，证明了它的存在。莱因斯因此获得了1995年诺贝尔物理学奖。

⑤1968年，美国科学家戴维斯在地下1500米深的废弃金矿中进行实验，首次探测到了来自太阳的中微子，证实太阳无穷无尽的能量来自氢核聚变。1987年，日本科学家小柴昌俊在第一代神冈实验中，探测到了来自超新星的中微子。他们二人因此都获得了2002年诺贝尔物理学奖。此后，戴维斯进一步提高测量精度，却发现太阳中微子的数量比理论预言的要少得多，被称为“太阳中微子失踪之谜”。此后，小柴昌俊的学生梶田隆章发现，宇宙射线在大气层中产生的中微子也比预期少，称为“大气中微子丢失之谜”。

⑥中微子为什么比预计的少？1998年，梶田隆章在升级后的第二代神冈实验中发现，大气中微子比预期少，是因为在飞行过程中自发变成了其他种类的中微子，这一现象就是中微子振荡。他也因此获得了2015年诺贝尔物理学奖。

⑦中微子振荡现象证明了中微子有质量，尽管质量极其小，但会影响宇宙的起源和演化。根据已知的物理规律，在宇宙早期，正反物质应该成对产生，数量是一样的。但在现在的宇宙中，并没有发现大量反物质存在的迹象。为什么宇宙只由正物质构成？反物质到哪里去了？这是宇宙起源必须回答的关键问题。中微子振荡会带来一个意外的结果，即正反粒子的行为可以不一样，很有可能造成反物质消失。因此，全面了解中微子振荡，是破解“反物质消失之谜”的重要一环。

⑧由于中微子难以探测，解决这些谜团需要巨大的探测器，获取更精确的数据。日本前两代神冈实验坚持自己的优势方向，掌握核心技术，持之以恒地探索，取得了巨大突破。此次启动的第三代实验“顶级神冈”将建造一个26万吨的水探测器，造价约8亿美元。此前，中国的江门中微子实验和美国的深层地下中微子实验也已开始建设。三个实验间既竞争又互补，联合分析能显著提高发现能力。新一代的中微子实验，也许有一天可以揭开宇宙起源的谜题。

（2020-04-21《人民日报》）

蔡伦造纸惠千秋

苏　青

“诗里，画里，蔡伦故里，耒阳在这里欢迎你。”感受“千年纸都”的文化魅力，畅想“荆楚名区”的美好未来。耒阳是“纸圣”蔡伦的故里，同时也是“诗圣”杜甫的卒葬之地，享有“荆楚名区”“三湘古邑”“汉白玉之乡”“油茶之乡”“楠竹之乡”等美誉。

中国造纸学会秘书长曹春昱介绍，蔡伦发明造纸术深受前人丝絮生产工艺的影响。古人用上等蚕茧抽丝织绸，将余下的恶茧、病茧用漂絮法制取丝绵；每次漂絮完的篾席上都会遗留一些残絮，用篾席多次漂絮，残絮便会累积成一层纤维薄片；纤维薄片晾干后剥离下来，便可用于书写。古籍把这种絮片称为赫蹏或方絮。方絮因数量稀少，价格昂贵，只能供达官显贵书写使用。

时任尚方令的蔡伦，在主管御用器具制造期间，经多年摸索、实践，发明了用树皮、麻头、敝布、渔网等为原料制造植物纤维纸的办法。东汉元兴元年，即公元105年，蔡伦将自制的植物纤维纸献呈汉和帝，得到汉和帝的褒赞和赏赐，并下令在全国推广使用，纸张逐渐取代笨重的竹简和昂贵的丝帛，成为即使是平民百姓也用得起的书写用品。后人把蔡伦发明制造的这种植物纤维纸称为“蔡侯纸”。

在“蔡侯纸”发明前，人们一直在寻找造纸的方法，全国多地考古发现的“灞桥纸”“中颜纸”“金光纸”等，就是西汉时期先人找寻、探索的具体反映。这些所谓“西汉纸”的考古发掘，使得蔡伦造纸术的发明曾一度受到质疑，一些学者甚至认为蔡伦并非造纸术的最早发明者，他只不过是改良了已有的造纸术。但是，更多的研究者用事实证明，“灞桥纸”等“西汉纸”只是纤维物的简单堆积，相较于制作原料，其物理、化学性质并没有发生根本的改变，因而都不是现代意义上的“纤维纸”。

蔡伦发明的造纸术，不仅降低了生产成本，还规范了工艺流程，使得这种创新技术易于学习、推广。在原料选择上，蔡伦主要利用废弃的麻料和易得的树皮，使生产成本得以大幅降低。在生产制作上，他根据植物纤维原料特性和手工作坊生产要求，创造了“锉、煮、捣、抄、烘”五步造纸工艺流程。“锉”即切断或砍碎原料，今天的造纸业谓之曰“切料”；“煮”是为了脱掉树皮、麻料中的果胶和木质素，等同于现代造纸工艺中的“脱胶”；“捣”就是将切碎、煮烂的原料舂捣成浆，即今天造纸行业里的“打浆”；“抄”就是用篾席或丝网在纸浆里抄纸，今天的造纸行业仍沿用了这一工艺名称；“烘”是把“抄”出来的纸页摊平晾干，它是蔡伦造纸法的最后一道工序。

史籍记载，蔡伦“每至休沐，辄闭门绝宾，暴体田野”。可见，蔡伦发明造纸术并非轻松所得，每逢节假日，他都闭门谢客，深入田间地头，走访工场作坊，学习、探寻与造纸工艺相关的方法与技术。真可谓，锲而不舍，天道酬勤。蔡伦之后近2 000年的今天，世界各国造纸的主要工艺流程，基本上还是沿袭他发明的“蔡侯纸”生产原理，无非是把手工操作改成机械操作，继而把机械操作改进为自动控制，不断提高造纸的效率和质量。

蔡伦发明的造纸术直接推动了人类社会文明的进步，纸张在世界各国的推广、应用，快速推动报刊、图书业发展，给先进思想的传播和优秀文化的传承插上了翅膀，继而对世界文明的进步产生了一系列深远的影响。

(选自《科普日报》，有删改)

材料一：

①千万经典，孝义为先。

②父母呼，应勿缓；父母命，行勿懒。

③时时体贴爹娘意，莫教爹娘心挂牵。

④好饭先尽爹娘用，好衣先尽爹娘穿。

（摘自《经典国学》，有改动）

材料二：

由某电视台主办的“寻找最美孝心少年”公益活动颁奖词：

这些荣获2013年“最美孝心少年”称号的孩子，他们的家庭各有各的不幸，而他们都义无反顾地承担起了照顾家人的重任，有些孩子的付出甚至远远超出了成人所能承受……当我们被少年们的孝行感动时，再回过头来看看身边自己的孩子，他们是否感激你的关爱？是否懂得帮你分忧？对你的态度是否友善……当今社会正处于转型期，孝心缺失是一个社会的典型问题。孩子孝心的缺失，导致他们对人对事都冷酷无情。若你希望自己的孩子将来成为一个具有良好品德的孩子，就赶快从孩子幼年抓起，对他进行孝心教育吧！

（摘自互联网）

材料三：

中学生与父母关系的调查表

（摘自互联网）

材料四：

天津市对多所学校中学生进行有关“孝心”的校园调查显示，九成学生认为“只要好好学习，考高分就是孝敬父母”。不少受访学生坦言，他们并不觉得记住长辈生日、帮父母做饭就是孝心的体现。负责调查的教师称，孩子对考好成绩就是“孝心”的理解，反映出目前中学生对“孝心”的理解和执行有偏差，中国传统孝道迷失在考分红榜之下。“孝心”教育在家庭、学校和社会教育中的缺失，主要体现在长幼失序、德智失序、育孝失力。在家庭生活中，我们常看到这样的镜头：孩子吃完饭，将碗筷往桌上一扔便匆匆离席，从不帮忙收拾饭桌；孩子身体稍有不适，父母便急前忙后，父母生病，孩子却抱怨爸妈不能像往常一样照顾他……我们的孩子脾气越来越臭，只知索取，不知感恩；只享受被爱，不知要担负责任。天津市中小学德育协会专家组成员魏永田表示，孝心教育是构建和谐社会、和谐家庭、和谐集体的基础。针对独生子女的“孝心”教育迫在眉睫，全社会应给予“孝心”教育更多的关注。

（摘自互联网）

【材料一】

心理能量，其实和物理学中能量的概念很像，只是后者客观存在，可测量，前者是一个心理现实，被认作人的生命力、活力值，是无法准确计算的。

人类的大脑在最近的200万年里，体积增加了1/3。新长出的地方有一个叫额叶，它影响着我们的自律能力。我们使用自律控制行为的时候，额叶高度活跃。

自律成功的同时，我们也在消耗心理能量，说得更形象一点，____。也就是说，人的自律力，会随着心理能量的消耗，慢慢减弱直至彻底失灵，直到他们通过高质量的睡眠充电成功，能量满格开启新一天。

（节选自知乎《积极心理学：如何快速学会自律》）

【材料二】

某中学学生综合评定等级与学习习惯统计表

【材料三】    

我们人类曾经有两种人，一种是采集文明的，他今天饿了，一伸手一个果子，当时就能快乐，这种叫即时满足。但这种人被淘汰了，活下来的是压抑了欲望的种地人，他们春天种，好几个月后的秋天再吃，这叫延迟满足。我们人类的发展史就是延迟满足能力的进步史。

心理学有一个实验。实验者给一群四岁的孩子棉花糖，告诉他们，如果能等上十五分钟，他们就能拿到两颗棉花糖。这是在测试孩子延迟满足的能力。这种能力从孩子的幼年开始，会展现在生活的方方面面，比如作业写完了再去玩；好吃的留到最后吃；只要学习机会好发展空间大，就愿意在开始的时候承受低薪工作……

心理学家跟踪观察了棉花糖实验的小孩们几十年，发现能等十五分钟，有能力“延迟满足”的孩子，不仅普遍高考分数更高，而且不管进入什么领域，几乎都比选择“即时满足”的孩子更成功。

（节选自知乎《棉花糖实验揭示童年影响一生的内在逻辑》）

【材料四】

科学有效的自律办法

把最重要的事放在最前面

心理能量有限，人清晨的自控力普遍比下午好，下午的自控力往往比晚上好。我们最好把最重要的事情放在刚起床时做，那通常是一天中自律力最好的时候。把刷剧、刷微信公众号和那些可有可无的事情尽量放到后面去，如果到时累了就算了，因为这些事情也影响不到你的未来。

目标越具体，越容易控制自己

我们的大脑对具象化的东西印象更深。上课的时候，如果你只宽泛地理解了一个知识点的概念，事后就很容易忘记。而如果你记住的是老师举的具体例子，它可能会在你脑子里存很久。自律力发挥起来，是一样的道理，自律计划越具体，执行起来就越容易。

保证高质量睡眠

我们只有在深度睡眠中才能缓解疲劳，加强新陈代谢，得到能量积攒。深度睡眠也被称为黄金睡眠。彻底睡好之后的你，一定会头脑清醒，疲劳感归零，精力充沛，思维变快，注意力和记忆力提高，心理能量满格。

不要跟不自律的人一起学习

我们每个人，都逃不开身边的人对我们的影响，这影响很多时候是无意识的。

有些人自己玩手机就算了，还动不动就跟你聊闲天，你装没听见，他们就马上开始怀疑你们的友情，或者回过头嘲笑你清高。这样的朋友，叫你自习一次，第二次你就找个借口推托了吧，“相似性”才是友情的长期黏合剂，学习习惯不好的朋友，你在他面前好好学习，反而会叫他不舒服。

（选自《简书》，有删改）