紫荆花开

卢晓艺

      ①四月的龙城，20多万株紫荆繁花竞放，街头巷尾，处处皆景。

      ②“紫荆”也是几种植物的通俗叫法，在我市泛指各类羊蹄甲属植物，常见的有“宫粉羊蹄甲”“红花羊蹄甲”等，叶片形似羊蹄踩出的印迹。

      ③首先来说说“宫粉羊蹄甲”。其花瓣呈粉红色或淡紫色，花期为每年春季，叶的前端往内裂开至叶片长度的三分之一处。这种“紫荆”花期较短、开花时间接近，可以达到“忽如一夜春风来，千树万树紫荆开”的效果。开花前叶片几乎落尽，而后会呈现满树繁花的壮观景象。

      ④另外一种是“红花羊蹄甲”。其花瓣为鲜艳的紫红色，花期全年，冬季最盛，开花时不落叶。叶的前端往内裂开至不足叶片长度的三分之一处，在南方通常不结果实。

      ⑤据园林专家考证，上个世纪30年代末，市农科所的专家们开始引入紫荆进行栽培。上世纪60年代，市园林局开始将宫粉羊蹄甲批量种植在弯塘路、三中路等路段以及龙潭公园、雀儿山公园、柳侯公园等景区。上世纪90年代，我市绿化进程加快，市里提出要进一步将城市景观“花化、彩化、香化”，于是，大叶紫薇、木棉等开花植物得到推广种植。经过几次寒潮，不耐寒的开花植物逐渐减少，开花植物宫粉羊蹄甲开始受到更多的关注。

      ⑥2011年2月，市园林科学研究所的技术人员开始对宫粉羊蹄甲的开花时间登记造册，记录下近年来宫粉羊蹄甲的始花期、盛花期、末花期具体时间。紫荆花开始迈上花园城市的“主角”之路。

      ⑦每年6月，园林人便来到街道、公园等处，找到那些标记好的“优树”（树干直、枝杈高、花朵长势旺），捡拾树下掉落的种子。工人们经过二度筛选后，便将其播种到苗圃地里。在宫粉羊蹄甲成长过程中，技术人员要按时记录其日、周、月的生长量，并为其进行常态化体检、诊断治病；人工为其拔草、施肥。次年3月，技术人员开始观测、记录花蕾数量。

      ⑧宫粉羊蹄甲属于喜阳植物，气温对其生长影响最大，20℃至25℃最适宜其生长。据专家介绍，一般而言，培育一株宫粉羊蹄甲成为行道树，需要5年的时间。宫粉羊蹄甲一年平均可长1米，5年便可成长为行道树了，算是速生树种。

      ⑨如今“满城尽开紫荆花”，游人徜徉其中，流连忘返。

纳木错为什么越变越大

       ①纳木错是西藏“三大圣湖”之一，背靠南部的念青唐古拉山脉。纳木错湖面海拔4718米，东西长约70千米，南北宽约30千米，面积达1980平方千米，它是世界上海拔最高、面积最大的咸水湖。

       ②自本世纪以来，居住在纳木错湖畔的牧民们发现，纳木错的湖水在一点一点向他们的居住地靠近，导致很多牧民的家园被湖水淹没，他们只好举家搬迁到更高的地方居住。

       ③中科院纳木错综合观测站的工作人员发现，在1970～2009年的近40年时间里，纳木错的水位上涨了7米，湖面海拔从4718米变成现在的4725米，整个湖水增加近140亿立方米。纳木错湖水为何会突然上涨？那些增加的水是从哪里来的？

       ④人们首先想到就是“全球变暖”。气候变暖使得气温升高，导致湖水蒸发量加大，最终造成湖水水位下降。按照这个推理，纳木错湖水的水位应该是下降的，为什么实际情况却是完全相反的呢？

       ⑤研究人员认为，如果是在内陆，上面提到的这种思路也许完全正确；但这里是高原，纳木错是世界上海拔最高的咸水湖，影响湖水水位上升的因素包含全球气候变暖，但并不能单纯地去考虑大气这一个因素，而是要综合考虑影响水循环的各个可能因素。

       ⑥在西藏地区，全球变暖导致的最为显著的变化就是冰川融化。在纳木错周围，有很多白皑皑的雪山，这些雪山实际上就是冰川。比较著名的冰川有西布冰川、扎当冰川、拉弄冰川、爬努冰川等。这些冰川每年都在融化，向下游补给水源，又在每年冬天的时候通过降雪补充冰川的消融量，最终形成一种动态平衡。然而，随着全球气候变暖的加剧，这种动态平衡被打破，冰川融化速度加快，而冰川通过降雪所获得的补给量远远少于融化量。这样一来，冰川不断退缩，冰川融化的水大部分注入纳木错湖中，最终造成湖水水位上涨。

       ⑦另外，纳木错周边地区的海拔高度基本都在4000米以上，属于高寒地区，地表在常年低温的作用下形成一层厚厚的冻土。这些冻土在低温状态下，长期以冰的形态存在。气温升高后，特别是冬季气温加快上升，冻土层厚度减小，甚至很多多年累积下来的冻土和冰层都开始融化。这些融化的水也会注入地势较低的纳木错湖中，造成湖水水位上涨。

       ⑧既然全球气候变暖会导致水体蒸发量加大，那么纳木错的湖水蒸发是否受此影响呢？研究表明，蒸发是一个受多种因素影响的气象要素，伴随气温的升高，水体的蒸发量不一定随之增加，它还与云量、日照、辐射等因素密切相关。根据科学院的研究分析，在水位上涨的那几年，纳木错地区的云量，特别是低云量增加了，但纳木错地区的蒸发量相比之前反而减少了。这意味着，蒸发量的减少也是造成纳木错水位上升的一个原因，但与冰川和冻土对湖水水位的影响相比，这一因素要弱得多。

       ⑨因此，关注气候、关注我们居住的地球，意义非常重大。

民以“食”为天

俞水生

       ①自古以来，中国就有“民以食为天”的说法，中国人在饮食上追求美感与喜悦，讲究色、香、味、行俱佳。中国饮食不仅内容丰富，其背后蕴含的文化也非常丰厚。

       ②中国疆域辽阔，地形多样，加上气候多变，这就为中国人的饮食提供了大量的动植物原料，并形成了汉民族的基本饮食结构特征：以粮食作物为主食，以丰富的动植物作为副食。

       ③米食和面食是汉族主食的两大类型。南方气候湿热，多种植稻类，故以米食为主；北方气候相对干冷，多种小麦，则以面食为主。

       ④与风俗的主食相对，故称副食，中国菜肴在长期烹饪中出现了许多流派，并形成不同类型的地方菜系。其中，粤菜、川菜、鲁菜、淮扬菜、浙菜、闽菜、湘菜、徽菜被称为“八大菜系”。不同的菜系，其口味具有很大的不同。过去，人们常把中国人的口味概括为南甜、北咸、东辣、西酸。此说在一定程度上道出了我国饮食文化的地区差异，也反映了人们的口味与地理环境存在着相应的练习。譬如，喜辣的饮食习俗多与东部地区气候潮湿有关，经常吃辣可以驱寒祛湿；过去新鲜蔬菜在北方是罕见的，人们习惯把菜腌制后慢慢食用。这样，北方大多数就养成了吃咸的习惯。

       ⑤除了地理环境因素外，各地的烹饪方法，包括配料、调味、火候、刀工等不同要求，都是形成不同菜肴类型的重要因素。我们在品尝菜肴时，往往会说这道菜好吃，然而，若要进一步细究为什么“好吃”，恐怕一般人讲不清楚了。这说明，中国饮食似乎有着一种难以言传的美妙。这种美妙，关键在于它的味道，玉熙坊“菜生而鲜，食分而餐”的饮食传说相比，中国烹饪更讲究调和之美，这是中国烹饪艺术的精妙之处。美味的产生在于调和，使食物的本味、配料和调料，交织融合在一起，使之达到中和之美的最佳味道。

       ⑥中国很早就有“礼乐文化适于食”的观念。从古至今，中国人喜欢把饮食与节庆、礼仪活动结合在一起，每逢年节或婚丧寿辰，都会举办各种宴请活动。在节日里，人们通过相应的饮食活动即可加强亲友联系，又可活跃节日气氛。过节的菜肴也有讲究，经常通过谐音、双关等方式，表达吉祥、祝福的寓意，如“鸿运当头”、“全家福”等。

       ⑦一个地区的饮食礼俗具有相对的稳定性，但并不是一成不变的。近年来，随着经济的快速发展和生活水平的不断提高，人们在吃的方面已不满足于、吃好，而是对“吃什么”和“怎么吃”讲究起来。显然，这已不单是为了满足口欲而吃，主要是为了健康、长寿而吃了。

DNA数据

    ①“欢迎来到DNA数据保护中心！您现在正在档案馆里。”讲解员微笑着做了一个手势，示意我们可以仔细观察这间屋子。仅仅三十多平方米的房间，储藏这全世界三分之一人口的所有数码信息，包括数千亿张家庭照片、音乐、文件和其它影像资料。

    ②这个场景一点也不“科幻”，就像在“硬盘”上保存数据一样，人们已经知道怎么在DNA上保存数据了。2016年4月，著名的好莱坞影视技术公司特艺集团的研发团队宣称自己已经在几段DNA上储存了100万份电影《月球旅行记》的拷贝。

    ③特艺集团的成就并非创举。早在2012年和2013年，就有两个团队将一本300页的书、若干图象、一个PDF文件，甚至声音成功地储存在了DNA上。而这次新奇之处在于第一次成功地把视频资料储存到了DNA上。这也说明现在已经可以在DNA上存储一切数码信息。

    ④如今，人类产生越来越多的信息，而储存它们变得越来越困难。在电脑和手机的时代，我们现在每年制造出来的数据要比人类有文字以来产生的数据总和还要多!预计从2013年到2020年，这一数据量将增长11倍，且这种趋势并无逆转迹象。根据数据储存专业公司易安信的计算，如果用内存为128GB的苹果ipad Air来储存这些数据，所需的ipad  Air叠起来可以在地球到月球之间堆六摞。人类呼唤比现有储存系统更高效的新系统。

    ⑤DNA恰能满足以上需求，数十亿年来，它一直是生物遗传信息的载体。DNA能将数量惊人的数据储存在极小的体积里，因此也是最高效的：在体积不到一只蚂蚁的百分之一的人类细胞核中，DNA包含有35亿对碱基，而碱基是编码遗传信息的最基本的材料。在硬盘上，信息以“字节”（0或1）形式记录，每个字节要占200纳米（0.0002毫米）的空间；而在DNA上，记录一个字节只需0.2到0.3纳米。

    ⑥如今，Google、facebook和亚马逊为了储存数据，需要多个面积数倍于标准足球场的数据中心的支持，而且这还很耗电。而用DNA这种新型载体，只需一个汽车后备厢就能满足它们所有数据的储存需求。

    ⑦那么，DNA如何去录视频的呢？特艺集团请来美国基因学家当顾问。他们首先将电影数码化，转化成电脑能识读的二进制语言，也就是转化成一系列0零和1的编码。然后研究人员将这些二进制编码转化成由四个。剑姬碱基（A、C、C、T）构成的DNA编码。得到这这串编码后，就能制成相应的DNA序列，并在合成器（一组能自动拼接A、C、C、T的机器）的帮助下，拷贝数千份。这样就获得了DNA片段，它他们如同发丝一样漂浮在装有液体的玻璃容器里，每一分都包含着电影的一个片段。

    ⑧DNA储存的另一张王牌就是它的持久性。只要储藏空间保持寒冷干燥且避光，保存时效可能长达数千年，即使在恶劣环境中其半衰期也超过500年。现有的其他载体，无论是硬盘、CD还是DVD，最多只能保存数十年。并且，这些载体一旦过了保存期限，硬件就会更新换代，再也找不到能读取它们的机器了。但DNA储存就没有此类问题：只要有人类存在，就一定会有破译编码的技术。

    ⑨不过DNA储存还无法立即取代硬盘。读取（排序），尤其是写入（合成）所需的时间还是太漫长了。不仅如此，这两个步骤目前耗资甚巨，合成成本可达数百至数千欧元。

    ⑩但数十年后，或许DNA储存就会普及。对于没有迫切使用需求的信息，我们就可以考虑用DNA来储存。事实上，DNA储存已经引起了电影公司、博物馆、档案馆，还有诸如亚马逊、Google之类有长期信息储存需求的机构的兴趣。

    ⑪信息技术巨头微软公司即于2016年4月宣布，将购买1000万条DNA，用于研究数据储存。这次，科学终于追上了科幻小说的步伐!  

 （选自《青年文摘》2017年第2期，有删改）

《流浪地球》——恒星的挽歌

冯小宝

    ①《流浪地球》是2019年备受关注的电影，它引发了无数观众对电影中科学设定的热烈讨论。有的说行星发动机不可能实现；有的说要引爆木星推走地球，有更好的办法……回头想想，到底什么才是地球不得不流浪的原因呢？

    ②太阳内部不断发生氢核聚变，产生氦，同时释放巨大的能量。一方面，太阳的巨大质量产生引力，令其自身向中心坍缩；另一方面，核反应产生的高热，导致它膨胀。这两种趋势形成一种平衡，让太阳能保持稳定的形态。但随着时间的推移，太阳核心中的氢会越来越少，氦越来越多，核心密度越来越大，于是核心就会收缩。随后发生新的热核反应，这种反应会释放更大的能量，点燃太阳的氢壳层。因此太阳本身会更热且不断膨张，变成一颗红巨星，它的直径将相当于现在的100倍。到那时，太阳会将靠近它的水星和金星一口吞掉，地球也许不会被吞噬，但必然早就被烤焦，一切生物都将灰飞烟灭。

    ③现实中，科学家已经找到了恒星“吃掉”行星的案例。2010年，哈勃太空望远镜就观测到，一颗与太阳类似的恒星，正在吞噬与它相距约300多万千米的行星。在恒星巨大的引力作用下，这颗行星被拉伸成橄榄状，其表面的平均温度超过1500摄氏度。预计在之后的1000万年内，这颗行星就会被完全吞啦。

    ④地球这颗行星的生物圈，其实是依靠太阳这颗恒星给予的能量来维持的。离开了太阳，地球的生态循环系统必然崩溃。此时，地球不得不流浪。因此，科幻电影《流浪地球》带领观众进行了各种基于已有科学发现的假设和推定。

    ⑤流浪的地球，离开了生命之光——太阳，唱着恒星的挽歌，满含对旧爱的眷恋，毅然决然地踏上了未知的征程。当电影中的人类用各种语言说着“太阳系，再见”的时候，我们看到的是人类不懈的科学探索精神，是永不熄灭的文明之火。

（选自《中学科技》，2019年第4期，有删改）

萤火虫发光不只是照亮夜空

①近日，在四川省眉山市青神县，优良的生态环境吸引了大量萤火虫繁衍生息。提到萤火虫，大家或许会在脑海中闪过一幅画面：暮色下的森林里，萤火虫自由飞舞，宛如浩瀚宇宙中的颗颗恒星，萤火微光为森林增添神秘的光圈。

②那你知道萤火虫为什么会发光吗？它又是如何发光的？

 A 

③萤火虫，是鞘翅目萤科的昆虫，全球有2000多种。（批注：请从说明方法的角度分析句子）古代希腊人称萤火虫为“朗皮里斯”，意为“屁股上挂灯笼者”，法语中则称它为“发光的蠕虫”。

④萤火虫发光和人靠衣装马靠鞍是一个道理。

⑤科学家研究发现，有些种类的萤火虫只有雄性腹部末端会发光，而有些种类雌雄都会发光。萤火虫发光有两个目的：一方面，通过一闪一闪不同节律的“光语”，来传达相互之间的求偶信号。另一方面是为了警示，蜥蜴误食萤火虫会死亡，证明萤火虫发光还有警告其他生物的作用。

拥有发光细胞，闪亮却不会被烧伤

⑥萤火虫发光需要具备荧光素酶、荧光素、金属离子等条件。

⑦萤火虫有专门的发光细胞，里面有荧光素和荧光素酶两种物质。其中，荧光素在荧光素酶催化下，与氧气反应产生激发态的氧化荧光素，当它从激发态回到基态时就会释放光子发光。萤火虫反应中的能量95％都转化成光，只有极少部分用于发出热量，因此它的腹部末端虽然很亮，却不会被烧伤。

⑧有学者认为，荧光素酶活性口袋的大小决定了嵌入口袋的荧光素发光颜色，这是因为活性口袋大小可以引发相互作用的水分子不同，导致活性口袋极性的差别，从而使得发光颜色有差异。

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⑨萤火虫的光很美，但正因为这美丽的光，使其容易被一种妖扫萤属的雌虫盯上，因为这些雌虫可以模仿另一种萤火虫发出一整套光信号，当雄虫接收到信号赶来时，萤火虫就会被它们残忍吃掉，由此可见，萤火虫的世界相当险恶。

⑩在我们心中，萤火虫是浪漫和美丽的，但实际上，它们却是肉食动物，以小型蜗牛、蛞蝓、蚯蚓，甚至贝壳和螺丝为食。尤其是萤火虫的幼虫，都是肉食动物，而成虫却可能会以植物花蜜或花粉为食。

⑪萤火虫散发的光不仅照亮黑夜，其发光原理在现实生活中还有着广泛的应用。比如在医学领域中，荧光素被用于研究细胞和分子活动，将荧光素标记在细胞或分子上，通过发光情况来研究其活动和变化。另外，荧光素还被用于环境监测，尤其是在水质检测中，科学家可以将荧光素标记在水中的微生物上，通过观察其发光情况来判断水质的好坏，这种方法不仅快速、准确，而且对环境没有任何污染。荧光素发展空间巨大，未来，我们将深入研究，让它发挥更大作用，相关研究成果用于日常生活中。

⑫萤火虫是环境良好的重要指标，最近几十年，随着城市化进程的加快，农药化肥滥用，导致萤火虫的环境受到影响，难觅踪影。为保护“夏夜精灵”，呼吁公众行动起来，从身边的点点滴滴做起，选择低碳出行，发展清洁能源，加强自然保护区的建设和管理，还“夏夜精灵”一个美好的家园。

（刊载于2023年8月18日，有删改）

小敏在科学活动课堂上分享了这篇文章，同学们阅读之后围绕这篇文章展开了探讨，请你加入讨论，和同学们共同解决问题。