龚康

薛飞

    ①我是太空“快递小哥”——天舟一号货运飞船。最近我承接了一项艰巨又光荣的运输任务。从位于海南岛的中国文昌航天发射场出发，我将穿透厚厚的大气层，把货物送到“客户”——天宫二号空间实验室的手中。

    ②我送去的货物不仅有各种太空实验设备，还有维持天宫二号运行的补给。而我的“车”——运载火箭的运载能力是固定的，如果想运更多的货物，我就必须在保证自己足够强壮的同时，尽可能再不断减肥，把瘦下来的重量，替换成更多的货物。

    ③“减肥”，恐怕对很多人都是个头疼的问题。不过好在我有一个厉害的私人教练——中国航天科技集团公司五院的研制人员。他们给我做了全面检查，并为我量身定制了多种减肥和健身方案。

    ④减肥的第一步就是减腰部赘肉，而我的腰部是一个个连接框，为了将我高大的身躯牢固连接，这些连接框做得很厚实，所以显得臃肿。经过多次试验验证，他们将我的连接框设计成镂空形式，通过数控加工仿真技术，去除非受力部分的“肉肉”。只保留结构受力部分。现在我腰部每个连接框的重量都降低到原来的50%左右，但却丝毫没有影响我的结实程度。

    ⑤我的教练十分严格，不仅不放过肉眼可见的腰部赘肉，连肉眼几乎无法分辨的“皮下脂肪”也不放过。我的外部是一种壁板结构，壁板连接完成后，组成的密封空间就是装货物的肚子了。虽然壁板厚度只有不到3毫米，但是在“教练”看来，依然有减重的空间。他们严格控制加工温度、切削速度等参数，尽量使壁板厚度贴近设计人员给出的公差下限。也就是在不影响性能的基础上，通过这种“皮下脂肪去除法”，尽可能让壁板变薄。由于壁板面积很大，即使去除A4纸那样薄的一层“脂肪”，整舱的重量也会下降很多。这不，在研制人员的努力下，我的体重因此又减少了30千克左右。减去的这些重量，又够我多运送好几台设备呢。

    ⑥为了装下更多的货物，设计人员用货架将我的肚子分成了许多区域。我的“教练”连这些货架也没放过，他们选用了轻质高强度材料组成货架。比如，“货架面板”——仪器板，使用的是铝合金蜂窝板；“货架框架”——立梁，使用的是碳纤维材料。每一项改进都涉及多种先进而复杂的制造工艺。为此，研制人员完成了许多工艺攻关，还采用了“无应力”装配的方式，保证了货架装配误差不超过2毫米。这些“锻炼”让我的肌肉又轻又强壮，保证能将货物完好无缺地交给天宫二号。

    ⑦在教练的魔鬼训练下，我的瘦身计划圆满完成。经过体检，各项指标均已到达要求。不多说了，我已经装满货物整装待发了。天宫二号，我来啦！

（根据有关资料删节）

给地球降温，别想了

漆文

    ①根据2015年签订的巴黎气候协定，到2020年，我们要将全球气温平均升幅控制在比工业革命之前的气温高2℃以内。如今只剩下不到两年的时间了，我们真的可以做到吗？科学家告诉我们，答案是肯定的，给地球降温并不难，让我们看看科学家有什么妙招。

    ②给地球降温的方法并不少。温室效应的诱因主要是二氧化碳，给地球降温，首先要考虑减少空气中的二氧化碳，其中一个办法就是将空气中的二氧化碳固体化起来。那么该如何固碳呢？

    ③固碳方法其一，将二氧化碳转化为岩石，也就是碳酸盐矿物。但直接将二氧化碳气体矿化需要千万年的时间，所以需要先将二氧化碳溶解制成碳酸氢钠溶液，再将其注入地下400米到800米深处的玄武岩层中。为什么选择玄武岩呢？因为它常见、分布范围广，并且碳酸氢钠呈酸性，玄武岩中含有大量的钙、镁、铁，在酸性条件下易溶解，与碳酸氢钠发生化学反应，生成碳酸盐矿物。另外，在地底深处压强大，二氧化碳不会轻易溢出，就像喝碳酸饮料时，如果你不将盖子打开，封存在罐中的二氧化碳是不会溢出的。

    ④固碳方法其二，植物来帮忙。绿色植物是碳最好的载体，在光合作用的过程中，不费吹灰之力就可以将碳固定下来。植物固碳当然是最好的选择，但是需要大量的树木，如果要解决现在的问题，我们需要将整个澳大利亚都种满树，或者将海洋表面的10%都种上海藻。

    ⑤除了固碳，给地球降温还有其他方法。地球的热量主要来自太阳辐射能，我们是否能够减少这些能量以达到降温的目的呢？有人提议将街道涂成白色以减少热量的吸收，有人提议在太空中装面大镜子，将光反射回去。科学家又有了新的灵感来源——火山。

    ⑥如果仔细观察全球气温变化记录，将每年的气温变化数据制成折线图，它所呈现的并不是一条平滑的直线，而是有升有降，有些地方起伏的幅度还不小。在许多气温急剧下降的数据背后，都有一个共同的原因——火山喷发。

    ⑦火山喷发不但会喷出火山灰、岩浆，还会喷出大量的二氧化硫。二氧化硫进入大气中形成气溶胶颗粒，这些气溶胶颗粒像一层罩子，使阳光难以穿透，还会将部分入射光反射回去，从而产生冷却效应。1991年，菲律宾的皮纳图博火山爆发，向大气中喷洒了将近2000万吨二氧化硫，在接下来的一年里，由于大量气溶胶的注入使得地球上大部分地区的平均气温下降了约0.5℃。更为突出的例子是1815年印度尼西亚的坦博拉火山爆发后，1816年被称为“没有夏天的一年”。

    ⑧如果我们模拟火山喷发，向大气中喷洒大量二氧化硫，不就能够给地球降降温了吗？

    ⑨但火山爆发会产生严重的后果，1816年，美国东海岸、欧洲和亚洲大部分地区的农作物都遭到了洪水的侵袭。科学家认为，这是因为火山爆发很突然，大量气溶胶突然进入大气，造成气候突变。如果人为地加入气溶胶，我们可以慢慢来，让飞机全年分散地向地球平流层持续加入少量硫，不集中在某一个地方，这样便不会对某个地区造成剧烈的影响。并且，地球上硫磺储量丰富，足够我们使用了。

    ⑩科学家给地球降温的方法如此多，看来全球变暖一点儿也不可怕，我们可以轻松解决。真的是这样吗？这些给地球降温的方法真的能够投入使用？答案是否定的。

    ⑪将二氧化碳矿化，耗资巨大，无法大规模使用，并且谁也不能保证地质变化会不会让封存的二氧化碳溢出。植物固碳，暂且不说我们是否能够种足够量的树木，这些树木的成长需要时间，而在它们成长的这段时间里，谁又能确定二氧化碳不会持续增加，超出它们的承受范围呢？

    ⑫用硫给大气增加气溶胶的后果更难以预测。气溶胶颗粒也许会抵消一些温室效应，但同时它也会对气候产生其他影响。例如，它不会减缓海水酸化反而可能加剧，因为二氧化硫同样是酸性气体。另外，气溶胶会使热带过度冷却，两极也会降温，造成无法预测的全球性气候变化。气溶胶对降雨的影响比二氧化碳要大，如果投放能够完全抵消温室效应的气溶胶，会使全球水循环过程加剧。

    ⑬其实，地球工程会对地球有怎样具体的影响，我们只是根据模拟实验和经验推测，并不能完全确定，也不知道如果运用了这些方法，造成的后果是否会失控。

    ⑭假设这些方法确实有用，也能够大规模投入使用，那么问题解决了吗？并非如此。一旦人们知道了科学家会采取有效措施，可能就会放肆排放二氧化碳，不再担心后果了，这可能会带来更大的问题。

    ⑮地球工程就像是潘多拉的盒子，诱人却危险。美国地球工程科学家瓦格纳说：“如果今天需要投票决定是否启动地球工程，我会投反对票，我希望地球工程永远也不启动。”如果是你，你会投赞成票还是反对票呢？

（选自《大科技》2018年第3期，有删改）

植物的“眼睛”

    ①近年来，越来越多的植物学家认识到，植物除了能利用阳光进行光能合成外，还有更多的功能。植物通过许多复杂手段获取并解读阳光携带的各种信息，这些信息反映了周围环境的变化情况。植物不仅能感觉到其他植物的存在，并以各种方式最大限度地提高生存机率，而且还能通过阳光确定春天是否已经来临，冬天是否已经结束。通过阳光，种子知道什么时候应该发芽，成年植物知道什么时候应该开花。

    ②植物的开花过程是一个非常有趣的事情，因为大多数植物能做到与季节变化保持高度一致。如果白天时间太长，某些种类的植物就不会开花；而另一些植物只有在白天持续足够长的情况下才会开花。观察结果表明，植物能随着季节的变化估算出白天的变化长度。而要做到这一点 ， 它们必须会区分白天和黑夜，测量时间长度，综合各种信息。植物真的是有这种能力吗？研究表明答案是肯定的。就像植物通过受光体测量光线一样，它们也能测量时间，准确地说是通过生理钟来测量的。

    ③早在很多年前，植物学家就已认识到，光在决定植物的生长速度和开花时间上起着至关重要的作用。但是那时的科学家认为，光合作用是促进植物生长的关键因素。目前许多科学家认为，这个结论有些过于简单化。实际上植物不是通过聚集光的能量，而是通过搜集和加工光携带的信息来促进其生长。虽然植物没有感觉器官来感知光，但其体内的每个细胞内都生有受光体。受光体就像它的眼睛，能使植物感觉到光的存在、强度、持续时间、方向以及颜色的相对比率。

    ④光携带了大量信息，而植物能够解读这些信息。植物是通过“研究”白色环境光（由各种颜色组成）开始解读光所携带的各种信息的。叶绿素有选择地从白光中吸收颜色或波长。绿叶能吸收大部分红光和蓝光，并通过叶片反射，传播一种被称做“远红光”的光线，这种光的波长恰好在可见范围之外。

    ⑤植物不仅能测量各种颜色的密度，而且还能测量某种颜色配对的比率。科学家们曾做过一项实验，最终得出一个结论：植物通过测量红色与远红色之间的比率能“看见”其他植物叶子的阴影。这一观点认为，植物所处的环境如果过于浓密，其他植物反射的远红色光就会增多，而吸收的红色光就会减少。因此，植物只要检测出红色和远红色光之间的比率，马上就会知道它是否被遮挡了。

    ⑥随着植物视觉系统的发现，科学家们一直在努力寻找植物在分子层面的工作原理。地球上的大部分生物都适应了一天24小时的循环形式，植物当然也不例外。大部分生理过程都是按一天的生理节奏进行的，早在1930年，德国生理学家欧文·勃宁就认为植物通过其体内的生理钟测量一天的长度。但是生理钟并不像机械钟那样准确，其循环周期只是大致接近24小时。因此，生理钟必须不断进行调整，以与太阳的循环周期保持同步。植物的感光受光体就起这种作用。

    ⑦1998年，植物生物学家史蒂夫·凯和他的研究小组第一次鉴定了一种能让植物生理钟保持同步的受光体。这些分子就是光敏素和隐秘色素。植物学家克林·皮特恩认为，生理时钟直接促进植物生成一种能对光的季节变化产生反应的分子。同时他又指出，无论是这种分子还是受光体都无法单独发挥作用，二者必须结合起来才能促进植物开花。

    ⑧植物学家对近来取得的成功感到非常高兴，他们发现了植物通过一个复杂的信号网络使其生长与环境变化保持一致的秘密。

（选自《百科知识》，有删改）

嫦娥四号任务圆满完成：人类一大步

    2019年1月11日，喜讯又一次传来。嫦娥四号圆满达到工程既定目标，顺利转入科学探测阶段。嫦娥四号着陆器发来的月表全景美照，嫦娥四号着陆器与玉兔二号巡视器在“鹊桥”中继星支持下顺利完成的互拍照，瞬间劲爆刷屏。

    嫦娥四号成功登陆月球背面一个多星期了，国际舆论场形成的热潮依然此起彼伏，极尽畅想之力，激荡多样思考。“无论就中国作为一个航天大国的声誉，还是就探索本身的进步而言，对这一壮举的意义再怎么强调都不为过。”美国《时代》周刊网站上的文章的观点颇具代表性。国际社会将嫦娥四号登月誉为2019年开年盛事，纷纷向中国表达祝贺和敬意。

    科学家们备感振奋的是，太空研究新机遇扑面而来。天文学家们说，这是在月球背面的首次天文观测，是监测来自外层空间无线电波的一个具有独特吸引力的地点——屏蔽了来自地球的无线电信号干扰，更容易发现宇宙“大爆炸”留下的微弱痕迹。冯·卡门撞击坑的物质成分和地质年代具有代表性，在此开展低频射电天文观测，可以填补射电天文领域在低频观测段的空白，为研究太阳、行星及太阳系外的天体提供可能，也将为研究恒星起源和星云演化提供重要资料。

    科普爱好者备感欢欣的是，新知大潮全面袭来。玉兔二号的“官微”告诉人们：这里好热，200摄氏度。瑞典空间物理研究所研究员马丁·维泽尔则表示迫切期待嫦娥四号载荷的该国探测仪能够感知到太阳风与月球表面的相互作用，进而揭示月壤含水的秘密。法国媒体推出科学家访谈报道，讲述月背知识ABC。俄罗斯媒体纷纷推出大篇幅报道，追溯人类探月的半个世纪的历程。

    政治观察员们备受启发的是，中国制度优势能量巨大。中国探月行动是知识、技术、制度、领导力等综合实力的展现。德国《明镜》周刊网站发表题为《中国的全能》的文章，指出嫦娥四号的成功，如同向世界分发的中国政治制度名片；只有坚定地、自上而下地制定目标及指挥、实施项目和进程，才可能成功。美国《时代》周刊网站上的文章也发表了类似看法，认为伟大工程得以实现的原因，就在于中国所拥有的完整把握经济社会各个方面的制度。

    同样引人注目的是，透过嫦娥四号，世界看到了一种开放合作的时代大气象。着陆器上，载有德国研制的月表中子及辐射剂量探测仪；巡视器上载有瑞典研制的中性原子探测仪；中继星上，载有荷兰研制的低频射电探测仪。此外，同俄罗斯合作的同位素热源保障嫦娥四号安全度过月夜，阿根廷深空站参加测控任务，欧洲航天局测控站参与保障……中国与多个国家和国际组织开展的国际合作具有重大意义，欧洲同行称赞“中国搞航天并不是为了逞强”，英国媒体盛赞中国带来了“太空丝绸之路”奇观。

    仰望苍穹，无限奥秘，无尽梦想。中国最新探月成就承载的依然是全人类的理想。欧洲航天局国际月球探测工作组执行主任伯纳德·富万说：“嫦娥四号是迈向月球村的历史性一步。”德国媒体指出：“百年后回首21世纪，嫦娥四号的登月行动肯定仍将被视为一个重要时刻。”的确，历史理当铭记，人类历史上首次实现航天器在月球背面软着陆和巡视勘察，首次实现月球背面同地球的中继通信，这是具有重要意义的人类一大步。

（选自《人民日报》2019年1月12日略有删改）

自给自足的人体生物能发电

    ①随着煤炭、石油等资源的日趋枯竭，环境恶化日趋严重，一些科学家为了开发更多的新能源，已把研究课题转向人类自身的生物能这一领域，利用人体生物能发电现已初见成效。

    ②人体中存在着一些化学物质，它们之间在发生反应时会产生化学能量。像新陈代谢过程中，葡萄糖和氧分子的反应就有能量释放出来。若稍加利用，这种能量就可以转化为电能。根据这一原理，科学家开始了人体生物电池的研究。

    ③据专家介绍 ， 人体生物电池的电极是由两根长2厘米、直径约1/7000纳米的碳纤维制成，在每根碳纤维的外层还涂有一种聚合物，此外还有一种作为催化剂的葡萄糖氧化酶。聚合物的作用是将碳纤维与葡萄糖氧化酶连接成一个电路，而葡萄糖氧化酶则是用来加速葡萄糖与氧分子的化学反应。这种人体生物电池在37℃、pH为7.2的环境下工作，这很接近人体血液的温度和酸碱度。它产生的动力可以驱动一个监控糖尿病的小型传感器。

    ④人体生物能发电还有其他形式。当一个人坐着或站立时，就会持续产生重力势能。此时，若能采用特制的重力转换器就能将这种能转换成电能。美国有一家公司将发电装置埋在行人拥挤的公共场所，外面是一排踏板。当行人从踏板上走过时，体重压在踏板上，使与踏板相连的摇杆向另一个方向运动，从而带动中心轴旋转，启动与之相连的发电机。

    ⑤除此以外，人体生物能中的热能也可被利用。人每天都要散发大量的热能，而且是通过辐射传播出去。一般一个50千克重的成年人一昼夜所散发的热量约为2500千卡。利用人体的热能制成的温差电池，可以将人体的热能转换成电能。这种温差电池做得很精致，只要放在衣服口袋里就能工作。它可以起到电源的作用，给助听器、袖珍电视机、微型发电机等供电，可谓是自己发电自己使用。

    ⑥人体能源可以说取之不尽，用之不竭，而且没有污染。如此神奇的能源是我们每个人都具有的，充分利用它，便会为我们的社会节约更多的能源，希望这种新型的能源会越来越多地造福于人类。

材料一：

    《人民日报》报道，近年来，一些创意新颖、形式多样的“花样课间操”在网上引来颇多关注。甘肃省酒泉市敦煌中学编排出一套独具地方特色的《舞美敦煌》课间操，反弹琶琶等敦煌壁画中的经典动作随着同学们一招一式的演绎，给人留下深刻印象。福建省不少中小学也进行了“花样”探索，“网红舞”“白鹤拳”“国学礼仪操”……形式多样的课间操深受学生、家长青睐。

材料二：

    ①“花样课间操”是学习间隙强身健体的重要方式。根据学生身体素质和年龄阶段量身体打造的特色课间操，将增强体魄与学生兴趣相结合，正是寓教于乐、以体育心的生动实践。“花样课间操”还有利于减少“小眼镜”和“小胖墩”的出现，促进学生的身心健康发展。

    ②融入地方特色、民俗文化的课间操也是展示传统文化的一个窗口。除了《舞美敦煌》，具有地域特色的体操还出现在许多地方的学校，比如四川绵阳的川剧韵律操，福建晋江的“高甲戏”“南拳”等。这些有益尝试不仅提升了课间操的趣味性，也可以帮助学生更深入了解传统文化，体现了校园体育文化建设水平的不断提升。

    ③积极向上的励志歌曲，丰富有趣的课间活动，师与生、生与生之间快乐放松的互动交流，帮助学生释放了学习压力，缓解了紧张的学习情绪，为更有效地学习打下了基础。

材料三：

    阳光中学拟在课间操时段推广武术操，特邀全校学生参与问卷调查，结果如下：