从前，人们常用“冰冷”两字来形容冷，以为冰是最冷的东西。自从人们发明了温度计以后，很快就知道冰雪不足以言冷，它的温度只不过0 ℃，世界上比冰更冷的东西多着呢！

    在地球上，最冷的地方要算是北极和南极。在南极，最低气温达到－90 ℃。这还不算最冷。在月亮背着太阳的一面，最冷要冷到－160 ℃，真是一个名副其实的“广寒宫”。至于远离太阳的海王星，那就更冷了，温度低到－229 ℃。但是，海王星也不算最冷。有人以为，热可以高达几千、几万甚至几千万摄氏度，冷也可以低至零下几千、几万甚至几千万摄氏度。然而，尽管人们在实验室里获得了比海王星上更低的温度，却一直无法获得零下三四百摄氏度的低温。

    后来，人们从理论上进行推算，才知道冷不像热那样可以无限发展。冷有一个极限——最低的温度是－273.16 ℃，叫做“绝对零度”。世界上不可能再有比绝对零度更低的温度。

    如今，人们在实验室里，已获得离绝对零度只差1/500 000 ℃的超低温！然而，人们尽管已经十分逼近绝对零度，却仍无法到达绝对零度。

     “黑箱”是控制论中的概念。意为在认识上主体对其内部情况全然不知的对象。“科技黑箱”的含义与此有所不同，它是一种特殊的存贮知识、运行知识的设施或过程，使用者如同面对黑箱，不必打开，也不必理解和掌握其中的知识，只需按规则操作即可得到预期的结果。例如电脑、手机、摄像机、芯片，以及药品等，可以说，几乎技术的全部中间和最终成果都是科技黑箱。在科技黑箱的生产过程中，科学知识是基础，价值观和伦理道德则对科学知识进行选择。除此以外，科技黑箱中还整合了大量人文的、社会的知识，并且或多或少渗透了企业文化和理念。这样，在电脑或手机中就集成了物理学、计算机科学、管理学、经济学、美学，以及对市场的调研和政府的相关政策等知识。

    科技黑箱是特殊的传播与共享知识的媒体，具有三大特点。首先，它使得每一个使用者——不仅牛顿，都能直接“站在巨人的肩上”继续前进。试想，如果要全世界的电脑使用者都透彻掌握电脑的工作原理，掌握芯片上的电子理论，那需要多少时间？知识正是通过科技黑箱这一途径而达到最大限度的共享。如今，计算机天才、黑客的年龄越来越小，神童不断出现，他们未必理解计算机的制作过程就能编写软件、破译密码。每一代新科技黑箱的出现，就为相对“无知识”的年轻一代的崛起与赶超提供了机会。其次，处在相对低端的科技黑箱往往与语境和主体无关，而处于高端的科技黑箱则需满足特定主体在特定场合乃至心理的需要。人们很少能对一把锤子做什么改进，而使用一个月后的电脑则已经深深地打上了个人的印记，这就说明，在认识变得简单易行之时，实践变得复杂和重要。最后，当科技为我们打开一扇又一扇门的时候，我们能拒绝它的诱惑不进去吗？而一旦进去，我们的行为能不受制于房间和走道的形状吗？表面上是使用者在支配科技黑箱，然而科技黑箱却正在使用者者“不知情”的情况下，对使用者施加潜移默化的影响，也就是说使用者被生产方对象化了。

    值得注意的是，科技黑箱在使科技知识被使用者广泛共享之时，也往往使这部分知识因共享而贬值甚至被人遗忘。那么还要不要学习集成于科技黑箱中已经贬值的科技知识，例如电磁理论、牛顿力学，甚至四则运算？这是一个很有意思的问题。技术所构成的平台还有一个历史维度。时至今日，历史上的很多技术已经失传或过时，但是也有相当多的技术流传至今，例如中国的针灸，以及散落在各古老民族中的特殊技法等科技黑箱都是如此。这提示我们，对于历史上存在过的知识应予宽容。此外，由于使用者不必从头学起即可操作科技黑箱，于是就可能发生对科技黑箱的滥用。科学技术是一把双刃剑，科技黑箱无疑会使得双刃剑的哪一刃都变得更为锋利。 

（摘编自吕乃基《行进于世界3的技术》）

4G通信

    就在3G通信技术正处于酝酿之中时，更高的技术应用已经在实验室进行研发。因此在人们期待第三代移动通信系统所带来的优质服务的同时，第四代移动通信系统的最新技术也在实验室悄然进行当中。

    那么到底什么是4G通信呢？

    有人说4G通信的概念来自其他无线服务的技术，从无线应用协定、全球袖珍型无线服务到3G；有人说4G通信是一个超越2010年以外的研究主题，4G通信是系统中的系统，可利用各种不同的无线技术；但不管人们对4G通信怎样进行定义，有一点人们能够肯定的是4G通信是一个比3G通信更完美的新无线世界，它可创造出许多消费者难以想象的应用。4G最大的数据传输速率超过100Mbit/s，这个速率是移动电话数据传输速率的1万倍，也是3G移动电话速率的50倍。4G手机可以提供高性能的汇流媒体内容，并通过ID应用程序成为个人身份鉴定设备。它也可以接受高分辨率的电影和电视节目，从而成为合并广播和通信的新基础设施中的一个纽带。此外，4G的无线即时连接等某些服务费用会比3G便宜。还有，4G有望集成不同模式的无线通信——从无线局域网和蓝牙等室内网络、蜂窝信号、广播电视到卫星通信，移动用户可以自由地从一个标准漫游到另一个标准。

     4G通信技术并没有脱离以前的通信技术，而是以传统通信技术为基础，并利用了一些新的通信技术，来不断提高无线通信的网络效率和功能的。如果说3G能为人们提供一个高速传输的无线通信环境的话，那么4G通信会是一种超高速无线网络，一种不需要电缆的信息超级高速公路，这种新网络可使电话用户以无线及三维空间虚拟实境连线。另外由于技术的先进性确保了成本投资的大大减少，未来的4G通信费用也要比3G通信费用低。

     4G通信技术是继第三代以后的又一次无线通信技术演进，其开发更加具有明确的目标性：提高移动装置无线访问互联网的速度。据3G市场分三个阶段走的发展计划，3G的多媒体服务在10年后进入第三个发展阶段。在发达国家，3G服务的普及率更超过60%，那么这时就需要有更新一代的系统来进一步提升服务质量。

    为了充分利用4G通信给人们带来的先进服务，人们还必须借助各种各样的4G终端才能实现，而不少通信营运商正是看到了未来通信的巨大市场潜力，他们已经开始把眼光瞄准到生产4G通信终端产品上，例如生产具有高速分组通信功能的小型终端，生产对应配备摄像机的可视电话以及电影电视的影像发送服务的终端，或者是生产与计算机相匹配的卡式数据通信专用终端。有了这些通信终端后，手机用户们就可以随心所欲的漫游了，随时随地的享受高质量的通信了。

生物发光的奥秘

    说到生物世界里的发光现象，人们首先会想到萤火虫，但是除了这种昆虫外，还有许多生物也能发光。人们发现，不同的生物会发出不同颜色的光来。所有的植物在阳光照射后都会发出一种很暗淡的红光，微生物一般都会发生淡淡的蓝光或者绿光，某些昆虫会发出黄光。仔细地划分一下，生物发光可分两类：一类是被动发光，如植物，那些微弱的红光不过是没能参与光合作用的多余的光，这种光对植物是否有着生物学上的意义目前还是个谜，但一般的看法是这种光无意义，就像涂有荧光物质的材料经强光照射后再置于黑暗中发光那样；另一类是主动发光，尽管有一些主动发光的意义目前还未全部认识清楚，但有一点是可以肯定的，绝大多数生物的主动发光是有用途的。光是一种能量，主动发光是对能量的一种消耗。生物的生存策略有一个最基本的共同点，那就是在维持生命的正常活动中最大限度地去节省能量，因此主动发光必定是主动发光生物生存的一个重要手段。

    1885年，社堡伊斯在实验室里提取出萤火虫的荧光素和荧光素酶，指出萤火虫的发光是一种化学反应。后来，科学家们又得到了荧光素酶的基因。经过科学家们的研究，萤火虫的发光原理被完全弄清楚了。我们知道，化学发光的物质有两种能态，即基态和激发态，前者能级低而后者能级很高。一般地说，在激发态时分子有很高并且不稳定的能量，它们很容易释放能量重新回到基态，当能量以光子形式释放时，我们就看到了生物发光。如果我们企图使一个物体发光，我们只需要给它足够的能量使它从基态变成激发态就行了。但生物要发光则需要体内的酶来参与，酶是一种催化剂，并且是高效率的催化剂。它可以促使化学反应的发生，给发光物质提供能量，且能保证消耗的能量尽量少而发光强度尽可能高。在萤火虫体内，ATP（三清腺酸苷）水解产生能量提供给荧光素而发生化学反应，每分解一个ATP氧化一个荧光素就会有一个光子产生，从而发出光来。目前已知，绝大多数的生物发光机制是这种模式。不过在发光的腔肠动物那里，荧光素则换成了光蛋白，如常见发光水母的绿荧光蛋白，这些绿荧光蛋白与钙或铁离子结合发生反应从而发出光来。

    保护生物多样性，是保护世界，也是保护人类自己。

    花瓣略尖，颜色红润，边开花边长叶的是桃花；花瓣接近圆形，先开花后长叶的是梅花；花瓣洁白如雪，花蕊略带粉红的是梨花；花瓣由红到粉、由粉到白层次渐变的是西府海棠……春日赏花，感于美之缤纷。社会之美，在于你我之不同；世界之美，亦在于草木之多种。

    参差多态，乃是幸福本源。其实，岂止幸福本源，更是生命之源。生物多样性是人类赖以生存和发展的基础。野生植物是以森林为主体的陆生生态系统的主要组成部分，在生态系统物质循环和能量流动中发挥着最基础也最重要的作用。植物繁茂，才能为动物提供生存空间。种类繁多，才能相互依存。

    万物相生，并不只是古老的哲理，它首先是自然存在的事实。一种植物灭绝，往往会导致10—30种生物出现生存危机。1983年5月，邛崃山系和岷山山系海拔2500米以上的高山上，冷箭竹、华桔竹大片开花死亡，国家拨专款收容、饲养因此受影响的大熊猫，才帮助大熊猫度过了这场生存危机。

    生物多样性不仅是农业流行病的克星，也为粮食生产提供了广泛的种质资源。早在8000多年前，我国长江流域便有亚洲栽培稻种植。但直到1970年11月的一天，袁隆平和他的助手在海南找到一株雄花败育的野生稻，才让高产的杂交水稻的出现成为可能。我国猕猴桃资源流失到新西兰后，新西兰经过选育，培育出优质高产的猕猴桃品种，每年为其带来了丰厚的收益。

    还是依赖生物多样性，人类发现了抗击疾病的武器：从银杏树中提取的治疗心脑血管疾病的黄酮，从青蒿中发现青蒿素……正如西南林业大学教授周伟所说：“每一个物种就像日历上的一页，如果现在我们不了解它的潜在价值，随便地把它撕下来扔掉，未来有一天我们需要它们的时候，它们却已经不复存在了。”

    普通人亦应如科学家一样，心存敬畏，克服盲目与短视，既竭力探寻未知，又尽心保护现存，莫待灭绝空叹息。因为保护生物多样性，保护的不是几棵树、几株草，而是人类和世界未来生存与发展的可能。

（摘编自《人民日报》2019年03月26日《参差多态 生命之源》）

材料一：

四十或五十年前，欧美大多数正统气候学家相信，气候在历史时代是稳定的。这种见解，已为世界近数十年来收集的气象资料所否定。在我国，古代作家如《梦溪笔谈》的作者沈括，《农丹》的作者张标和《广阳杂记》的作者刘献廷，均怀疑历史时代气候的恒定性；且提出各朝代气候变异的事例，记载于上述书籍中。

对我国近五千年来的气候史的初步研究，可得出下列初步结论：①在近五千年中的最初二千年，即从仰韶文化到安阳殷墟，大部分时间的年平均温度高于现在2℃左右。一月温度大约比现在高3-5℃。②在那以后，有一系列的上下摆动，其最低温度在公元前1000年、公元400年、1200年和1700年；摆动范围为1-2℃。③在每一个四百至八百年的期间里，可以分出五十至一百年为周期的小循环，温度范围是0.5-1℃。④上述循环中，任何最冷的时期，似乎都是从东亚太平洋海岸开始，寒冷波动向西传布到欧洲和非洲的大西洋海岸。同时也有从北向南趋势。

我国气候在历史时代的波动与世界其他区域比较，可以明显看出，气候的波动是全世界性的，虽然最冷年和最暖年可以在不同的年代，但彼此是先后呼应的。如十七世纪的寒冷，中国比欧洲早了五十年。欧洲和中国气候息息相关是有理由的。因为这两个区域的寒冷冬天，都受西伯利亚高气压的控制。如西伯利亚的高气压向东扩展，中国北部西北风强，则中国严寒而欧洲温暖。相反，如西伯利亚高气压倾向欧洲，欧洲东北风强，则北欧受灾而中国温和。只有当西伯利亚高压足以控制全部欧亚时，两方就要同时出现严寒。

最近丹麦首都哥本哈根大学物理研究所丹斯格拉德教授，在格陵兰岛上某地的清冰川块中，以O¹⁸的放射性同位素方法，研究结冰时的气温，结果是：结冰时气温高，同位素就增加，气温增加1℃，O¹⁸就增加0.69%。兹将他所制近一千七百年来格陵兰气温升降图与本文中用物候所测得的同时间中国气温图作一比较，如图所示。A表示从三世纪到现时的中国气温的波动。B表示同时期用同位素所测得的格陵兰岛的温度。格陵兰与中国相距二万余公里，而古代气候变动如出一辙，足以说明这种变动是全球性的。

（摘编自竺可桢《中国近五千年来气候变迁的初步研究》，有删改）

材料二：

1913年，竺可桢从伊利诺伊大学毕业后，进入哈佛大学地质与地理学系攻读研究生。尽管其主修气象学专业，但所修课程却并不局限于气象学，他还选修了著名科学史家乔治·萨顿的自然科学史课程。科学史学科的知识、思想和方法对竺可桢日后的科学研究产生了重要而又深远的影响。从青年时代起，竺可桢就养成每日观测物候、记录气象资料的习惯。从竺可桢的日记可以看到，他每天都将亲自观测的气温、风力、云量以及相关的物候现象记录在日记的标题处，几十年如一日，一直坚持到临终的前一天，几无例外。西方现代科学方法的严谨训练和深厚的国学功底，使竺可桢从一开始就具备了鸟瞰东西的宏阔学术视野。

在研究中国历史气候时，竺可桢发现，无论是西方国家还是东方国家，历史时期都相对缺乏天文学、气象学和地球物理学现象的连续可靠记载，气象仪器观测的数据资料最多也只有两百年的历史，无法解决漫长的历史气候变迁问题，研究历史时期气候变迁只能利用反映气候变化的其他证据来证明，方法有很多，如：湖泊沉积、植物孢粉、冰川进退遗迹等。在方法选择上，竺可桢曾在信中写到：“关于气象记录，仪器记录我们也远不及西洋，但是十六世纪以前历史时代的气候文献恰恰远胜于西洋，我们应该利用我们的所长方能取胜于人，同时也批判地接受了古代文化遗产。”事实上，早在美国求学期间，竺可桢就开始系统搜集中国和世界气候变化的资料，包括考古、动植物分布、冰川进退、雪线升降、河流湖泊冻结、气象观测记录等，所涉中国古代文献从经史子集到方志游记等无不广征博采。竺可桢认为，这些史料中有大量气候变化的信息，系统地加以分析研究，就可以利用中国古代丰富的文献资源优势来弥补我们在仪器设备方面的不足，这一想法成为竺可桢在特定历史条件下进行科学创新的重要指导思想。在长期的积累中，竺可桢融文、史、哲、天、地、生多学科知识于一炉，将不同来源的气候史料素材进行融合筛选，经过“去粗取精，去伪存真”的科学处理，再逐步分析鉴别和利用，陆续发表了有关气候变迁的专业研究论文九篇。这些前期积累不仅为《中国近五千年来气候变迁的初步研究》奠定了基础，也逐渐形成了竺可桢独具创新的历史气候研究方法。

（摘编自徐飞、江增辉《中国传统学术资源的现代价值》）