火山喷冰

    ①伴着阵阵“轰隆轰隆”的巨响声，地动山摇，构成山体的冰块与岩石大面积滚落，那是阿胡那火山在爆发喷射。这个庞然的山峰高约4千米，底部直径约为30千米，体积相当于半座珠穆朗玛峰。奇妙的是，阿胡那火山喷射的不是热浪滚滚、灼人赤红的岩浆，而是白色的、冷气逼人的冰岩浆。这种含水、氨、冰、甲烷和氯化物的混合物，被强大的能量推向高空，形成数百米乃至数万米的白色喷流。瀑布似的落到地表时，冰岩浆呈液态四下流淌，当遇到温度较低的时候，便凝结成了形态各异的固体。

    ②众所周知，地球上的火山喷出的都是岩浆，为什么这座火山偏偏与众不同，喷出的却是冰呢？原来，这座火山不属于地球，阿胡那火山是太阳系内已知最大的小行星谷神星上最庞大的山峰，而谷神星则是围绕着火星和木星之间的小行星主带运行。可是，阿胡那火山与人类先前见过的所有山峰全然不同，它的山体并没有古老的撞击坑，而是布满了年轻垂直的条状结构。

    ③冰火山是在太阳系的其他行星上存在的地貌类型，通常出现在冰冻卫星或其他一些表面温度低于-150℃的天体上。在形态上，冰火山与地球上火山很相似，它们在地表凸起，顶端有一个巨大的凹陷，当喷发时，会爆发出四处流淌的液体。但与地球火山的主要区别在于，地球火山主要由岩石和重金属组成，冰火山主要由坚固的冰壳构成，冰火山的岩浆也是冰冻的沉积物，所以喷发时，会出现大量冰块被喷出的奇异景观。

    ④据资料显示，地球火山喷发是因为压力和密度差造成的。当岩浆温度比周围岩石更高时，密度就会更低，这种压力差会使得岩浆做上升运动，当岩浆上升时，岩浆释放的气体会形成气泡，释放大量压力，这一压力使岩浆喷出地表，形成火山。

    ⑤可阿胡那火山是一座冰火山，它又是如何喷发的呢？冰火山的喷发原理和地球火山十分相似。由于内部放射性元素衰变，导致热能聚集，或由于潮汐摩擦而生热，致使深部冰层熔融。如果这时，上部冰层破裂，深部融化了的冰水就会像地球内部的岩浆一样，在周围压力的挤迫下，沿裂缝喷发，这就是冰火山爆发的过程。而如果冰岩浆跟周围的环境温度相差不大，冰火山就会处于休眠状态，也可能成为永远的死火山。

    ⑥不过，虽然阿胡那冰火山的名字听上去似乎是火山的一种类型，喷发过程又跟地球火山类似，但严格意义上说，它只是有与地球火山相似的地貌，并不是真正的火山。

⑦无独有偶，在冰岛北部的格里姆斯维特火山，曾有过一次十分壮观的冰火山爆发场面；从火山口喷射出来的不是灰、砾，也不是岩浆，而是大量透明洁净的冰块。那次爆发持续了两周，每秒钟喷射出的冰块约有420立方米，在火山特大爆发时可达2000立方米。那次爆发抛出的冰块约有1.3万立方千米。据记载，冰岛的火山喷发冰块现象，古代也有过类似的情况，这是高纬度冰层广布地区火山爆发所特有的现象。

（选自2018年第9期《奇闻怪事》）

如何找回“偷”走的睡眠？

    ①临睡前刷微博聊微信打游戏，结果一宿翻来覆去睡不着；晚上“夜梦连篇”，第二天脑袋昏昏沉沉……现代社会生活节奏加快，紧张、焦虑等情绪增多让不少人睡不好、睡不着。

    ②3月21日是第18个世界睡眠日，主题是“规律作息，健康睡眠”。多位专家呼吁，要遵循规律的作息时间，合理调节睡眠节律，提升学习、工作效率。若出现睡眠障碍等疾病，应及时就医、科学对症治疗。

    ③中国医师协会睡眠医学专业委员会日前公布全球睡眠状况及睡眠认知最新调查数据显示，全球成年人中超六成存在某种影响睡眠的医学问题，1/4的成年人有失眠问题，1/5的人打鼾。

    ④睡不够、睡得浅，如今“90后”等年轻人群渐成睡眠“特困户”。中国医师协会睡眠医学专业委员会主任委员叶京英指出，我国“90后”年轻人睡眠指数均值为66.26，普遍睡眠不佳；其睡眠时间平均值为7.5小时，低于健康睡眠时间。自媒体人、程序员、电商从业者等群体睡眠质量尤差。

    ⑤“睡眠有助于保护脑神经细胞功能，帮助体力、脑力恢复，这对人体健康至关重要。”叶京英说，神经细胞不可再生，没有高质量的睡眠就没有充足的氧供应神经细胞，甚至会导致神经细胞衰老、变性。“尽管年轻人的身体各主要器官处于代偿期，熬夜后自己不觉得有多大影响，但长期下去对于健康的隐患是巨大的。”

⑥为业绩考核冲刺、考试前“刷夜”……现代人面临着学习、就业、职场等多重“大山”，心理焦虑、紧张、抑郁让入睡“纠结”。中国医师协会睡眠医学专业委员会调查显示，3/4的“90后”群体因为情绪导致睡眠质量下降，睡眠质量差的人达到36.3%。

    ⑦“为了保证学习时间晚上舍不得早睡，上床时间一拖再拖。但第二天常常困得不行，学习效率不高。”现在北京市海淀区某高中就读的学生小李对记者说。

⑧北京大学第六医院院长、北京大学精神卫生研究所所长陆林指出，超三成的“90后”属于“晚睡晚起”作息，能保持“早睡早起”习惯的仅占17.5%。他表示，强制性睡眠推后会导致睡眠和觉醒正常节律性交替紊乱。

    ⑨猛跑一气希望累得倒头就着、“借酒消愁”盼着醉后沉睡……助眠误区反映出不少人健康睡眠意识淡薄。专家表示，殊不知，这些“偏方”反而会扰乱夜间睡眠结构，导致早醒或夜间觉醒。此外，营养过剩或肥胖也是睡眠障碍的可能因素。

    ⑩“枕边”的睡眠“小偷”不容忽视。陆林指出，手机、电脑等电子产品屏幕发出的蓝光会刺激视神经，导致原本可让大脑产生“困意”的褪黑素大量减少，“辗转反侧”也就在所难免了。

    ⑪睡眠已经成为一个从自我睡眠管理到心理健康以及睡眠环境适应等在内的健康综合性管理问题。健康睡眠怎样“高枕无忧”？

    ⑫“每个人都是自己健康的第一责任人。”提高健康睡眠意识与科学认知是关键。陆林建议，睡觉前一个小时要离开电子产品，入睡前两小时不要再大量进食，青少年每天睡眠时间要保持在7至9小时。

    ⑬此外，合理饮食、加强体育锻炼、培养卧位睡眠习惯、营造安静的睡眠环境，都会有助于预防、减轻睡眠障碍症状。如果确因工作需要熬夜，也要保证休息时睡眠时长充足。

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。

冷光奇观

方宪生

①在6月的晨昏蒙影里，萤火虫以其独特的方式闪烁光芒。萤火虫发光之谜未逃过科学家的慧眼。他们亲手捕捉了一只萤火虫后惊讶地发现，萤火虫发出的耀眼光芒竟一点儿也不热，“冷光”由此驰名并后来居上，成为科学家梦寐以求想要研发的新颖照明技术。

②世界上的冷光生物五光十色，比比皆是。南极洋中的磷虾就是最为壮观的生物发光奇迹之一。富有经验的捕鲸者常利用夜间磷虾群在水面浮游时所发出的荧光来判断鲸的来往去向。美国在南极大象岛以北海域发现一个至少有1000万吨之巨的磷虾群，堪称迄今最宏伟壮观的海洋发光生物群。

③生物自动发光的“秘密”何在呢？据研究，发光生物体内含有荧光素与荧光酶，荧光素一旦吸收了氧和糖分子，就会在发光酶的催化下，发生微妙的化学反应，于是冷光奇迹活灵活现。但有些生物靠发光细菌或菌体内的荧光素也照样能发出冷光来。

④1887年，法国生理学家杜波依斯研究石蛤的发光机理。他发现，一旦停止发光，在石蛤的冷水提取液中再加入已冷却的新鲜石蛤热水提取液，类似的发光现象就又死灰复燃了。于是他断定，在停止发光的冷水液中存在荧光酶，而热水液则存在荧光素，二者珠联璧合才产生奇妙的冷光。他还在15℃~20℃的温水中，放入死鱼和乌贼予以培养，不料，一夜光阴，竟发现闪光的细菌菌落分布在它们的遗体上。可见，死鱼之类的生物也可以繁殖发光细菌。

⑤生物冷光奇迹举世瞩目。1900年，在德国柏林的万国博览会上，曾展出了轰动一时的“细菌灯”。时至今日，人们已进而模拟生物发光形式，不遗余力地开发化学冷光源，广泛地为工农业与生活照明服务。20世纪70年代，美国化学家发现，若将荧光素和激活剂相混，便能立竿见影，激发出冷光来。于是他们如法炮制，把上述两种化学物质集装于塑料管中，其间用玻璃相隔，只需折弯塑料管，即能产生照明冷光。

⑥科学家还发现，电子、电场及其基本粒子也可激活很多物质，如人造冷光。现代“日光灯”即冷光源之一。 一旦通电，在交流电场下，灯管里的汞蒸气会辐射紫外线，激活硫化锌和硫化钙之类的管壁荧光涂料，发出耀眼的可见光。

⑦1936 年，法国物理学家德斯特劳发现，强大的交流电场无须以不可见紫外辐照为前提，就可以直接把电能转化为光能，激活荧光物质发出可见光，“电致发光”由此蜂起。现代科学正在这项课题上继往开来，力图完全揭开其中的内幕。有的科学家独具慧眼，把荧光料掺入塑料或玻璃之类的有机或无机材料里，“电致发光板”应运而生。据乐观预言 ， 不久电灯照明技术将出现一场别开生面的革命。当人们住进电致发光墙壁和天花板的房间，可直接按钮调控，顷刻间，便可沉浸在柔和悦目的光明世界中。

⑧现代物理学家认为，可见光是电磁波之一，只要将电磁波控制在可见光波长范围内，也能产生照明可见光。美国曾向250千米的高空发射了一枚探测火箭，利用火箭爆发出的钡蒸气云与太阳光作用后，竟出人意料地创造了堪与北极光奇迹媲美的斑斓夺目的光幕。依此类推，有朝一日，灿烂辉煌但不像阳光和火光那般灼热炙人的超巨型照明冷光取代现在的照明技术，并不是不可能的。

(选自2012年 10月 25日《科学之友》，有改动)

材料一：2023年3月5日上午9时，科技部部长王志刚在第十四届人代会“部长通道”接受采访，在谈及能聊天的机器人ChatGPT时表示，ChatGPT从源头上来看是自然语言理解和处理两个技术，是人工智能技术驱动的自然语言处理工具。之所以引起关注，在于它拥有大数据、强算力的智能系统。ChatGPT的火爆启示我们，人们不仅希望看到图像识别、语音识别等“看得见、摸得着”的感知智能，也希望出现更多“能读会写”的认知智能工具。

 （摘自中国新闻网）

材料二：聊天机器人ChatGPT刚出现，就在中外各大社交平台上掀起了一阵狂潮。似乎在一夜之间，周围不少朋友都在讨论一款名为ChatGPT的人工智能聊天程序。根据多家媒体引述的调查结果，89%的美国大学生在用ChatGPT写作业——这个数据恐怕是言过其实，但至少说明该程序在解答问题方面具有显著优势。对此，一些行业的从业者不乏“本领焦虑”。有人让ChatGPT写一篇时评，它洋洋洒洒写了几百字，用户评价称“虽然不算特别出彩，但也中规中矩”。有自媒体运营者试图让ChatGPT分析某国产车品牌能否打败国外竞品，结果程序输出了一篇有观点和简要论述的分析短文。它的出现让人不得不承认：人工智能不仅能够回答“客观题”，还可以有模有样地回答一些“主观题”了。

    但是，大可不必就此认定ChatGPT是某些行业的“终结者”。ChatGPT诞生及其给人留下的“惊艳”印象，未必是因为它使用了许多具有突破性的技术，而是它搜集了更多的素材，因此能够更加“聪明”地回答用户的提问。目前，机器对于各类问题的理解，并非真正的“理解”，而是基于海量素材的整理归纳。而在回答一些社会问题时，尽管人工智能输出了看似结构完整的文章，但不少答案依然“驴唇不对马嘴”，或者充满了“正确而无用的废话”。人工智能看似“聪明”，实则只是无意识的表现。

（选自王钟《ChatGPT会不会成为行业的终结者》） 

材料三：寒假期间，“AI大模型课程”颇受欢迎。“这些由AI数字人讲解的课程，上线两个月，就吸引了超过15万名学员。”一家面向成年人继续教育的教育企业负责人告诉记者，过去由于技术限制，AI学习类产品只能聚焦语文、英语等文科科目。但是近期上市的AI教育新产品，能够实现“全科辅导”。“AI教师”不仅能够进行理科学科的辅导，还能与学习者进行多轮“对话”，甚至启发学习者的解题思路。

     “大的趋势都是希望通过大模型技术，不断接近真人教师授课的体验。如通过学生表情、学习阶段等历史学习数据，做到因材施教和提供定制化学习方案。”某智能学习机产品经理说。那么，以生成式人工智能为代表的智能技术会在未来代替教师吗？

    受访的诸多专家都给出了否定的答案。北京师范大学教授余胜泉认为，部分知识性教学将被人工智能所取代，教师的业务重心将发生转移，教师要发挥人类的创新、复杂决策、情感关怀激励等优势，关注学生的幸福，实施以人为本的教学，使得学生更具有创造性。

（摘自《中国教育报》2024.3.1）