海洋是未来的粮仓

    ①资源短缺，是当今人类面临的最严重的环境问题之一。能否妥善地解决这一问题，直接关系到人类未来的生死存亡。

    ②资源短缺的表现之一，是可耕土地资源不足。可耕土地资源不足造成粮食生产的增长赶不上人口增长。正是出于这样的认识，许多人纷纷发出警告：地球将无法养活超过100亿的人口。然而，一些乐观的人士反对这种危言耸听的说法。他们认为，虽然陆地上可耕土地的开发已近极限，但地球还有广阔的海洋可供开发，海洋完全有可能成为人类未来的粮仓。

    ③当然，海洋所能提供给我们的并不是传统意义上的粮食——大米、小麦和玉米等，而是广义的粮食——其它能够满足人类营养需要的食物。一些海洋学家指出：位于近海水域自然生长的海藻，每年的生长量已相当于目前世界小麦年产量的15倍。如果把这些藻类加工成食品，就可以为人类提供足够的蛋白质。

    ④其实，把藻类作为食品，我们并不陌生。仅就我国沿海来说，人们比较熟悉的可食用藻类就有：褐藻类的海带、裙带菜、羊栖菜、马尾藻，红藻类的紫菜、鹧鸪菜、石花菜，绿藻类的石莼、浒苔等。近几年，人们还培育出一些藻类新品种，这些藻类在人工的精心养殖下，产量不断翻番。

    ⑤除海藻类，海洋中还有丰富的肉眼看不见的浮游生物。有人做过计算，在不破坏生态平衡的前提下，若能把它们捕捞出来，加工成食品，足够300亿人的需要。

⑥至于海洋中众多的鱼虾，则更是人们熟悉的食物。由于过度捕捞和海洋污染，近海的鱼虾数量已近极限，很多国家为了争夺有限的近海资源纷争不断。但是我们还可以开辟远洋渔场，发展深海渔业。例如，南极的磷虾，每年的产量可高达50亿吨。只要磷虾的捕获量每年达到1亿～1.5亿吨，就比当今全世界一年的捕鱼量多出1倍以上。何况，在远洋和深海中还有许许多多尚未被我们充分开发利用的海洋生物资源，其巨大潜力是不言而喻的。

    ⑦综上所述，我们说海洋完全有可能成为人类未来的粮仓。

（选文有改动）

昆虫般大小的机器人

    ①一部分研制机器人的专家认为：下一步的研究方向主要是机器人的大小，未来机器人的大小应该和昆虫相仿。

    ②大型机器人需要沉重昂贵的发动机和大量的动力消耗，需要接合的手臂和数千米的连线。控制所有这些硬件又需要数平方英寸的微晶片。而如果机器人的这些部件组装起来只有昆虫那样大小，那么它的造价不但会便宜得多，它所能从事的工作也会给人类生存带来很大影响。

    ③一般说来 ， 目前机器人所能做的工作都可由相应的机器来取代。与工厂中固定的有强大动力的机器相比，许多工作由机器人来做不如留给相应的机器去做。但是小机器人所能做的工作却不是机器所能完成的，这正如微型飞机比大型飞机更适合用来观测农场作物的生长情况以及控制自动灌溉和施肥系统一样。比如只有微型机器人，才能沿着患者的血管，进入变窄了的冠状动脉去排除血管壁上沉淀的胆固醇，从而解除病人的危险。

    ④当然，就目前的情况来看，这种说法未免言过其实。不过研究人员确已成功设计出一种能进入煤气或自来水管道去修补裂缝或漏洞的微型机器人。这种机器人进入管道之后，可用自己的身体测量经过地方的电导，一旦测不到这种电导，就表明那里存在着裂缝或漏洞。于是该机器人便作出“自我牺牲”，用自己的身体来把裂缝或漏洞堵上。

    ⑤如果许多这样的微型机器人通力合作，其功用更是一般机械所无法比拟的了。比如说战场上可使用微型机器人兵士。这些“兵士”可轻易地偷偷爬过或飞过战场，而不被敌方的雷达系统发现，因为它们体积微小，且可超低空飞行（乘微型火箭）。一旦越过敌人的防线，它们便可成为摧毁敌方设施的主力军，就像毁掉农作物的蝗虫一样。

    ⑥这种昆虫般大小的机器人目前已不再是科幻小说里的主人公。当然要它们在现实生活中出现，还需克服一系列技术上的障碍。其中主要是如何把现在机器人所用的齿轮、杠杆、曲柄、弹簧和其它机械部件缩小到比头发丝还细的程度，同时把传感器、电动机、控制计算机及其他系统装配到一块微晶片上。

    ⑦当然目前制作微型动力部件的技术还处于刚刚研制阶段。1988年初加利福尼亚大学伯克利分校的一个实验室的工作人员，制造出了只有1/5毫米长的带连接部件的曲柄和齿轮。这种齿轮的轮只有红细胞一般大小。新泽西州美国电报电话公司贝尔实验室的专家们已经研制出了比蚂蚱颚还要小的钳子。该实验室还研制出了只有半毫米大小每分钟24000转的气功涡轮机，其转速比许多喷气式飞机的发动机还要快。机器人微型化的另一个问题是动力问题。为微型机器人提供动力的装置要比电池小非常多才行。不过，微型发动机的研制工作也取得了令人鼓舞的进展。

    ⑧微型机器人的大量生产恐怕还不是近年之内能办到的事情。然而，一旦这种机器人能批量生产出来，它们在科研和生产中所起的作用将是无法估量的。

食品添加剂

    ①俗话说：“民以食为天。”近年来，我们的食品安全环境日趋严峻，随着毒奶粉、染色馒头等事件的不断出现，人们不禁要问，食品添加剂安全吗？

    ②食品添加剂是指经国家批准的，因防腐保鲜、提高加工工艺等需要而加入食品中的化学合成物或天然物质。我国《食品添加剂使用卫生标准》将其分为防腐剂、凝固剂、品质改良剂、增味剂、营养强化剂等22类1500多种。当人类的食品进入工业化生产之后，除了极少数的天然野生食品外，几乎没有什么是不含添加成分的。目前，近97%的食品中使用了各类添加剂。可以说，食品添加剂已成为现代食品工业生产中不可缺少的物质。

    ③食品添加剂对食品的防腐保鲜效果十分明显。根据食品安全要求，每克食品的细菌总数不能超过8万个。假如不用防腐剂，即使在0—4℃的低温环境中，肉制品保存到第五天，细菌总数也将超过每克10万个。而防腐剂能遏制肉制品中的肉毒梭状芽孢杆菌的大量繁殖，有效延长肉制品的保持期。

    ④食品添加剂不但能防腐保鲜，还能改善食品的外观和口味。食品的酸、甜、鲜通常不是食品天然拥有的口味，往往是由添加剂“调”出来的。食品的诱人口感，如面条有弹性，点心酥脆，大多也是添加剂的功劳。

    ⑤现在，人们又发现不少食品添加剂还具有防病抗病的功能。如腐乳红曲是由大米发酵而来的，能够降低血脂，它既是色素又是功能性添加剂；从甘草里面提取的甜味剂，能改善肝功能；从玉米芯里面提取的木糖醇具有护肝、防龋齿的作用。除此以外，食品添加剂还能够调整食物的营养结构，如在面粉里面添加钙粉、维生素等，能使面粉的营养更加全面。

⑥现代食品工业发展离不开食品添加剂，食品添加剂的使用也直接影响食品安全。例如，摄入过多的膨松剂或防腐剂，轻则会引起流口水、腹泻、心跳加快等症状，重则会对胃、肝、肾造成严重危害。为规范食品添加剂的使用，各国都制定了严格的法律法规。如我国的食品卫生标准就明确规定，山梨酸钾可以作为食品防腐剂，但必须严格控制添加比例，它的许可添加量为0.5%以内。在美国，苯甲酸钠只允许在化妆品中使用，并且浓度必须在0.1%—0.2%范围内。世界卫生组织也规定了一个“ADI”值，即依照人体体重，一种无健康危害的食品添加剂的每日允许摄入量的估计值。例如：糖精钠的ADI值为5毫克/公斤，即糖精钠每日允许摄入量为每公斤体重5毫克。

    ⑦必须指出的是，一直受到人们谴责的苏丹红、三聚氰胺等都不是食品添加剂，而是非法添加物。这样的非法添加物常见的还有块黄、硼酸、硫氰酸钠、蛋白精、酸性橙等。一般来说，不违规不超量不超范围地使用食品添加剂，食品是安全的。

（选自《科学画报》有删改）

    ①细菌和病毒都是可以致病的微生物，但它们的特征区别很大。细菌虽然小，要在光学显微镜下才能看得见，但它除了拥有生命的基本单位核酸之外，还有一大套赖以生存的配套设施。包括作为居住“公馆”的细胞壁，储存营养物质的“仓库”，以及进行新陈代谢的“化工车间”。依靠这些，细茵能够摄取外界的物质并加工成需要的能量。

    ②而病毒就更小了，也可怜得多，且不奢谈“库房”和“车间”，就连作为保护外壳的“茅草房”也没有。实际上它只有一个分子大小，用电子显微镜才能看得见。整个家当也只是一条表示生命的核酸而已。如果拿人来做比喻，细菌最起码也有条裤子，有只讨饭碗，有根打狗棒。所以细菌虽然必须在人体内部的良好环境中才能繁殖，但处在恶劣环境中仍能生存较长的一段时间。而病毒则像个刚出生的婴儿，除了它的生命和一张吃奶的嘴外便一无所有，毫无独立生存的能力。因而病毒只能寄生在人或动物的细胞内部，靠“窃取”细胞里的现成营养才能生存。一旦被排出体外，病毒就活不了几个小时。

    ③大部分抗生素对细菌起作用，是因为抗生素可以抑制细胞繁殖，干扰它们形成新的遗传结构或者细胞壁。而正因为病毒只能寄生在别人的细胞内，自己不能完成这些生化反应，所以抗生素对病毒全无作用。

    ④病毒的生存能力既然这么弱，为什么还会那样猖獗呢？例如埃博拉的感染力极强，病死率可达80%。实际上大多数病毒远没有那么可怕，有的也不会使人得病。冠状病毒本来致病的能力并不强，问题在于“变种”上。变异的病毒和原来的不同了，它可能是无害的，但也可能变成“杀伤力”更大的病毒。然而我们不必担心它会因反复变异而使杀伤力次第增大。因为就杀伤力而言，变异就像赌博，总是有输有赢，不断地赢下去的机率是微乎其微的。至少有史以来还没有过这样的记录。如果有过，可能现在就没有我们的存在了。

    ⑤必须指出的是杀伤力的大小不仅取决于病毒一方，更重要的是人群的免疫力。变种冠状病毒之所以为患甚大，很重要的一个因素是人类还没有接触过这样变种后的新病毒。当人群有足够多的人产生了抗体之后，这种病毒对人类的威胁也就小得多了。

快乐从何而来克林格尔巴赫贝里奇

    ①无论是零碎的喜悦，还是获得满足之后的激动，快乐都是一种人们更基本的需求得到满足时才会出现的东西。

    ②开始于60年前的研究中，将电极植入大鼠大脑的不同位置，发现大脑中有一块区域似乎很享受温和的电刺激，大鼠反复回到研究者对它们进行微弱电击的那个角落。如果通过线路连接，让大鼠可以通过按一下控制杆，自行启动植入电极，那么大鼠就会强迫症般地在1小时内自行刺激超过1000次。于是麦吉尔大学奥尔兹认为他们找到了大脑中专门负责产生行为奖赏效应的系统，这一区域包括位于前脑基底部的伏隔核和围绕连接大脑左右半球的纤维束形成的扣带皮层，这里被视为“奖赏回路”的运作基地和快乐根源。

    ③关于快乐在大脑中出现的位置及方式果真如此？从未停止的探索回答了许多科学家的怀疑。奥尔兹找到的脑区位于大脑前部，由神经递质多巴胺激活，而多巴胺则是由脑干附近的神经元释放。假如大脑前部的这些脑区真能调节快乐感，那么使多巴胺充盈其间或被彻底清除，应该能改变动物对它们喜爱的某种刺激的反应，这样推断顺理成章。然而，结果并非如此。

    ④芝加哥大学庄小溪很有创意地通过基因改造培养出一种缺少一种蛋白质的小鼠，而这种蛋白质能重新摄取多巴胺，并使其回到神经细胞中。实验小鼠缺少这种蛋白，大脑中的多巴胺的浓度较高，但它们吃到甜食时表现出来的快乐并不比正常小鼠强烈。只是它们在扑向甜食时反应更敏捷，但舔嘴的次数没有增加。另一方面，大脑中多巴胺被清空的大鼠，对甜食丝毫不感兴趣，如果不主动饲喂，它们甚至会“绝食”到饿死。在人身上，多巴胺的浓度似乎也与人们所宣称的对某种美食的“需要”程度有关，而与“喜爱”程度无关。毒品滥用使大脑中充满多巴胺——尤其那些与“需要”相关的脑区。而由于多巴胺的冲击而激发强烈的渴求，并且使这些脑区的神经细胞对今后的毒品接触更加敏感，但毒品没有带来快感，就如小偷因诱惑冲动行窃，却并不感到有何快乐。可见多巴胺的作用只是意欲驱动，而非带来真实的快乐。

    ⑤根据这一发现我们假设，“快乐电极”的刺激会使大鼠（或人类）的大脑中的多巴胺积累增多，但不能让大鼠感到快乐。不出意料，在杜兰大学希斯的实验中，启动电极使伏隔核中的多巴胺浓度提高，驱使大鼠觅食饮水，但没有使它们对食物更有好感，相反在电极刺激下奔向甜食的大鼠却摇头、擦嘴。他多次利用标准“快乐电极”对精神变态和抑郁症患者施加电流，结果都能使得至少一名患者非常强烈地想喝酒，但却没有患者感受到显著的快乐。由此可以断定，“需要”和“喜爱”是由大脑中完全不同的机制所主导。

    ⑥受到奖赏时的情感体验，与“喜爱”和“需要”都有关系。最终我们找到了大脑中真正的快乐中心——那些负责直接产生快乐感的区域，位于此前认为构成奖赏回路的某些大脑结构中，在这些所谓的“快乐热点”中有一个位于伏隔核中的叫做内侧壳的部位，另一个位于前脑底部深处的腹侧苍白球（主要接收来自伏隔核的信息）。

    ⑦为了定位这些“快乐热点”，我们搜索了那些受到刺激后能放大快乐感的脑区，比如能使大鼠对甜食的喜爱更加强烈的区域。无数次失败后，利用其大脑中合成的脑啡肽成功提高了大鼠对甜食的喜爱程度。这些“快乐热点”中的每一个，都只是它们所在位置的一小部分（小鼠1立方毫米，人类1立方厘米），但正如群岛中的每一个小岛，小岛彼此相连，与其他处理快乐信号的脑区相通，形成了一个强大、完整的快乐回路。实验中如果使快乐回路中的一部分失活，并不会减弱或中断大鼠对甜食的喜爱，除非腹侧苍白球被破坏。同时要想产生非常强烈的欣快感也不容易，除非是像我们的实验中能在短时间内立即激活整个快乐通道。

    ⑧腹侧苍白球在人体中是否也具有同样作用目前尚未可知，要弄清楚腹侧苍白球以及快乐回路其他部分之中，哪些对于人类感受快乐是必不可少的并不容易。有一名患者的腹侧苍白球在一次过量用药中受到损害，他说此后时常陷入抑郁、绝望、罪恶的情绪中，毫无快乐。由此可以推测腹侧苍白球在快乐感受中具有核心作用。

    ⑨“快乐热点”所形成的快乐回路与多巴胺驱动的奖赏系统通常互相关联，从而使我们对那些感觉良好的食物有“需要”，对感觉不好的东西断然“拒绝”。但在精神抑郁、成瘾情况下，这两类系统不再关联，导致患者一直渴望那些不再带来快乐的事物。这一关联的中断可能也与其他类型的强迫行为有关，比如暴食和赌博。弄清这种关联中断的方式和原因，或许就能找到更好的方法，逆转产生上述疾患的大脑变化，从而恢复“需要”和“喜爱”之间的天然联系。

【材料一】

学习动机是指引发与维持学生的学习行为并使之指向一定学业目标的一种动力倾向，根据动机与学习活动的关系，可以把学习动机分为直接动机与间接动机。直接动机与学习活动本身直接相关联，表现为对所学习的学科内容或学习活动的直接兴趣和爱好。如喜欢音乐的同学，在听音乐时非常享受，体验到愉快，因此在学习音乐时表现出很强的学习动机。间接动机与社会意义相联系，是学生内化了社会观念、父母意愿以及教师期望的结果，例如学生为了获得教师或家长的表扬、物质奖励而努力学习。一般来说，直接动机更能持久地激发学生努力学习。一般认为一个人的动机越强烈，他的工作学习效率就越高。其实不然，动机强度与工作学习效率之间不是线性关系，而是一种“倒U型”的曲线关系，动机不足或过分强烈都会影响学习效果。（见图1）

（摘自“百度百科”，有删改）

【材料二】

除了学习动机，我们还要讲究一定的学习策略和学习方法。

1整体学习和部分学习。整体学习又称全部学习，是把所学材料看作一个单元，一遍一遍地学习，直到学会为止；部分学习又称分段学习，是把所学材料分成若干段落，逐段学习。学会第1段后，再学第2段，以此类推，最后把已学会的各段综合起来。

2详尽发问学习。对所学知识进行各种“为什么”的发问，这样就把新旧知识相连接。

3及时复习。德国著名心理学家艾宾浩斯通过实验提出了遗忘曲线（见图2）。他发现遗忘的进程是不均衡的，根据这一规律，复习最好要及时。

4超强化学习。是指达到一次完全正确再现后仍继续记忆，例如一篇课文读10遍后刚好能背下来，在此基础上再多读几遍。一般说来，强化程度以150%为佳，其效果也最好。

5利用元认知，监控、调节自己的学习。比如读完一篇文章后，问一下自己：“我已经读懂这篇文章了吗？”如果自认为读懂了，便开始做题；做题时有意关注正确率，如果发现自己做得不顺畅或正确率不高，就停止练习待再次复习掌握后，再继续完成相应检测。

6思维导图学习。它是表达发散性思维的有效图形思维工具，运用图文并重的技巧，把各级主题的关系用相互隶属与相关的层级图表现出来。思维导图的魔力在我们亲手绘制的过程中出现，因为寻找和整理关键词的过程，就是学习者理解和记忆知识的过程。

（节选自《教育与脑神经科学》，有删改）

【材料三】

初二（2）班“今日学习小结”精选

甲同学：上午最后一节课，吴老师讲了“正比例函数的性质”的知识，我觉得这一节很有意思，特感兴趣，就听得很认真。放学后，我迫切地留在教室完成数学作业，但只做了几道题，感觉不是很顺手，我觉得可能是自己还没有熟练掌握，就没有继续做了，随即翻开笔记复习。晚自习时再做练习就轻松多了。Yeah，快表扬我吧！

乙同学：昨天，我们学完了《桃花源记》，老师竟然要求我们两天内背诵全文，太“残酷”了吧？晚上，我拿出书来开始背。啊，太……长了吧，又是一个“酸爽”的晚自习，又是一个“愉快”的夜晚！