（选自《能源科学的奥秘》有改动）

“高铁时代”已到来

王瑞良

    ①你知道全球最长、最快的高速铁路干线在哪里吗？

    ②告诉你，在我们中国。2009年12月26日，武汉到广州的客运专线正式通车运营。这条铁路就是目前世界上最长、最快的高速铁路干线。

③高速铁路是用高新科技支撑的新型铁路运输系统。在普通铁路线上，即便是特快列车，平均时速也只有___1___～___2___千米，而高速铁路线上的列车平均时速在___3___～___4___千米，最高可达___5___多千米。“和谐号”在试运行时时速曾达到394.2千米。所以，现在从武汉到广州整个行程1100千米，坐高速列车不到3个小时就能走完，真是"千里粤汉半日还"啊，而原来这段旅程至少需要十多个小时。

    ④现在，很多国家都在提倡高速铁路运输，这是为什么呢？原来，汽车运行会排放大量废气，而且消耗宝贵的石油资源(有统计认为，石油资源还可以用200年左右)，因此，火车替代汽车运输成为必然。为此，大力推进铁路的高速化在世界各国十分流行，其中成效最明显的是法、德、日、西、韩、美等国。

    ⑤你可能又要问，高速铁路有什么特别的要求吗？

    ⑥当然，高速铁路不是谁都能发展起来的，它涉及牵引、制动、空气动力学、路轨铺设和自动化管理等许多方面的一系列高新技术，难度相当大。我国也是在技术全面提高后，才追赶上了其他国家。

    ⑦为了提高车速，通常在列车的首尾要各配置一台大功率自控同步牵引机车，其车顶与高压电缆(又称接触网)相连，并采用特殊的加速装置。如"和谐号"就采用了"动力分散式"装置，即将多个小功率电动机分散安装在第一、四、五、八节车厢内，这些车厢既载客又有牵引动力，故称动车组，而无动力的车厢则称为拖车。"武汉一广州"动车纽就是由四组四拖组成，每节动车上装有四台550千瓦的牵引电动机，整个列车的牵引功率为8800千瓦，定员601人。车头则须设计为类似飞机一样的流线型(俗称"子弹头")，以减少行进中空气的阻力。

    ⑧速度快了，行车安全也变得更为重要。为此，路轨的设计上必须尽量降低PQ值(力学名词)，以防列车行进在弯道时，由于强大的惯性作用，造成脱轨事故。其次，是采用电子计算机安全监控系统，借以监测列车的制动效果、转向架的稳定性、列车的行进速度，位置、与其他车辆的距离等。第三，尽量消除铁路与公路的平面交叉，防止汽车等误入铁路与火车相撞；在必须交叉的道口，则安装先进的报警装置。

    ⑨乘坐过高速列车的人会发现，乘坐时似乎没有什么特殊的感觉。这是因为高速列车在舒适度上也有特殊设计。如法国一种新型列车精心设计了悬浮减震设备和低噪音空间设备。各个车厢宽敞、明亮，头等舱还有一个小"沙龙"，内有电话和现代音像设备。车门颜色各不相同，一看便知该车厢属于何等级。美国的x2000型列车，每个座位都装有立体声耳机、计算机连线、瑞典梨木制作的餐盘和观看沿途田园风光的大型观景窗，车内还有会议室、传真机和娱乐设施等。乘这样的火车出行，真可以说是一种愉快享受了。

    ⑩高速铁路的崛起，是交通运输史上的一场革命，它将改变人们的地理概念和生活方式，其意义完全可以与20世纪50年代喷气式客机的问世媲美。

自给自足的人体生物能发电

    ①随着煤炭、石油等资源日趋枯竭，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它形式。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。当行人从板上走过时，体重压在板上，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，使与之相连的发电机启动。

    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。

（选自《能源科学的奥秘》有改动）

人工智能2.0

    ①“人工智能AI”2017年首次被写入政府工作报告：“加快培育壮大新兴产业，全面实施战略性新兴产业发展规划，加快心态料人工智能、集成电路、生物制药、第五代移动通信等技术研发和转化，做大做强产业集群。”

    ②中国工程院院士、计算机应用专家潘云鹤说，AI当前正处在转折之际，其技术会升级换代。它将通过跨媒体和各种无人技术更紧密的融入人类生活；通过人机会和混合增强智能，成为我们身体的一部分；通过大数据和群体智能，拓展、管理和重组人类的知识，为经济和社会的发展提供建议，在越来越多专门领域的博弈、识别、控制和预测中达到甚至超过人类的能力。“因此，我们将这样的人工智能成为AI2.0。

    ③“30年后的AI2.0必将成为巨人，但是它会在哪些方面展示它与众不同的威力呢？”

    ④在潘云鹤的构想中，到那个时候，大数据智能的研，已经可以为经济智能化运行提供强大的工具，帮助政府和企业从宏观、中观、微观等角度预测经济和市场的走向，前瞻性的创造新产品，进行新投资，确定新政策，从而避免如次贷危机、金融危机等全球性风险，以及产能过剩、库存畸高等问题。市场经济和政府调控相结合的科学基础，使人类经济的运行进入更高水平。

    ⑤对于人类最关心的话题之一——AI2.0对人类健康将产生怎样的影响？潘云鹤料想，“AI用于预防医药，已进入发力阶段”。

    ⑥近年来涌现的各种大型医疗仪器、小型穿戴式设备、大量生理传感器和海量的数字化病力，源源不断地生成人体健康的大数据。将这些大数据汇和分析、学习和提取，就可以预测人体健康的走向和生病的可能。在未来，借助人工智能，高血压、糖尿病、癌症、阿尔茨海默病等疾病，或许能得到预防或者阻断。

    ⑦另一个关于AI的梦想是：人脑和电脑联通。

    ⑧潘云鹤说，人脑和电脑如能直接联合工作，就会形成“脑机混合”增强智能。如果一个学生能轻而易举的记住《新华字典》、唐诗宋词、《古文观止》、四书五经、中国通史、英汉词典、世界地理、中外法律……可以想象，我们的教育，会因此产生怎么样的改变。

    ⑨AI的能力似乎无可估量。可以想象人类未来与AI共存的种种图景：

    ⑩当你在街上碰到陌生人时，系统会产生并处理数据，通过AI程序就能知道你和他的印象如何。

    ⑪在医院里，AI分析X光片的水准，比人类医生还要棒，这些智能机器还可以用于癌症等疾病的到期检查，甚至你上不知晓的情况下采取防治措施。

    ⑫一场彻头彻尾的人工智能革命，真切的出现在我们面前。以色列历史学家尤瓦尔•赫拉利做出预测：未来，大量的工作岗位将被智能机器取代，数十亿人将成为“无用阶层”，社会被少数精英阶层掌控。

    ⑬于是一个关于AI的终极恐惧，进入人类的集体思想——AI会控制人类吗？

（节选自《读者》有删减）

地球“元老”—蓝藻

    ①“你知道地球上最早出现的植物是什么吗？蓝藻！已知最早的蓝藻类化石发现于南非的古沉积岩中，是约34亿年前地球上已有生命的证据。巢湖蓝藻科普馆展厅的醒目位置有如是文字介绍。但是近年来，蓝藻，这位地球上的“元老”，却总是困扰着巢湖这颗淡水明珠。

    ②蓝藻是藻类生物，又叫蓝绿藻，在所有藻类生物中是最简单、最原始的一种。大约34亿年前，蓝藻就出现在地球上，在漫长的生命演变中，周而复始地生长、死亡。

    ③蓝藻种类繁多，按色素的颜色划分，大致可分为三类：绿藻、褐藻和红藻。蓝绿藻（如海莴苣和水绵）只有绿色色素—叶绿素；褐藻（如墨角藻属植物）只有褐色和黄色色素；红藻则含有红色和蓝色色素。

④蓝藻的主要特点相当与众不同，它脾气古怪、性格多变。蓝藻是地球上最早的光合放生物，对地球从无氧大气环境变为有氧大气环境起了重要作用。白天它们将二氧化碳同化为有机碳化合物，并且释放出氧气，但在黑夜时它们一般又会吸收氧气。蓝藻细胞内含有蓝藻毒素没有死亡时一般不污染水体，是大自然和谐的一份子。但当其破裂或死亡时，就会发出恶臭，毒素也会被释放到水中。蓝藻还具有浮力调节机制，大部分蓝藻细胞内含有气袁，提供浮力，可调节自身在水体中的分布。这一功能使得蓝藻在水生生态体统中占据优势，它们能调节自身在水体中的位置，以适应外界环境条件的变化（包括水体富营养化），但是它们和蓝藻水华（水华：蓝藻爆发时形成于水面的臭味浮沫）的形成也有着撇不清的关系。

    ⑤蓝藻与人类关系错综复杂。作为自然界生态系统的一部分蓝藻像人类和睦相处着，在初夏时节随风飘荡在无垠的湖面。但是，随着人类活动的频繁，蓝藻对饱受污染的水体发出了无声的抗议。在富营养化的水域，它们形成气囊浮出水面并且迅速繁殖，在水面形成一层蓝绿色而有恶臭味的浮沫（水华）。这些原本温顺的蓝藻，在高温、阳光、营养物质的影响下，逐渐变成恶魔：它们大面积聚集，释放毒素，散发恶臭，耗尽水中氧气而造成鱼类死亡，甚至严重影响了人类的生产生活。

    ⑥蓝藻水华有明显的季节性，巢湖水华一般多发生在6月至9月。那么究竟该如何防控蓝藻呢？以巢湖为例，首先要加强监测预警。省环保厅每年4月启动巢湖蓝藻应急防控工作，同步启动蓝藻加密监测。其次，打捞应急机制必须健全。强化蓝藻应急处置，成立专业打捞队对沿岸重点区城实施近岸打捞。最后，流域治理控源截污，改善环湖河道水质，才是抑制蓝藻水华的治本之策。

（选自《安徽日报》，有删改）

创造，在人工智能的挑战下

①“我在太空舱中醒来。一个声音叫道：你在这里干什么？我抬起头，看见一个巨大的浑身透明的身影，正站在我的头顶上方。我知道这只是幻觉。因为在这个空间里，不可能有另外一个人……”写下这段文字的，是一个名为“AI科幻世界”的人工智能程序。输入写作风格、故事背景、角色列表等关键要素后，这个程序便可以自动生成文本。这款由科研院所开发的“AI科幻世界”，与十几位科幻作家一道发起《共生纪》实验写作项目，宣布将以人机合作的形式创作科幻小说。

②相较于5年前人工智能“微软小冰”写诗并且出版原创诗集，这一次“AI科幻世界”试水小说创作，意味着人工智能在自然语言生成、深度学习等方面接受更大的挑战。诗歌语言向来模糊、多义，自由度和读者理解包容度都比较大，“微软小冰”的诗集《阳光失了玻璃窗》能够“以假乱真”被读者接受，多多少少得益于这种自由度和包容度。而小说作为一种更通俗的文体，往往有语言清晰、逻辑顺畅、叙述合理的内在要求，除非更“老道”的人工智能，否则很难胜任。

③我们曾经习惯这样一种说法：如果担心将来有一天自己的工作被人工智能取代，那么就选择更有创造性的工作吧！现在看来，人工智能已经不甘于被关在“创造性”的门外了。从画画到编曲，从写诗到写小说，不断进阶的人工智能在艺术创作领域接连进行尝试。世界上第一幅由人工智能创作的肖像画拍卖出40万美元的天价，与同场拍卖的艺术大师作品价格不相上下。但更多尝试无意也无力和人类创作一争高下，而是在辅助创作、人机交互协作层面持续发力，以丰富文艺创作的手段方法，带动文化产业的科技创新。

④未来已来。在阿尔法人工智能战胜世界围棋冠军之后，人工智能没有被围棋界视作洪水猛兽，相反，现在很多职业棋手都采用人工智能作为陪练工具，人工智能最终服务的还是人类“智能”。与之相似，人工智能在文艺创造上的不断突破，反过来也促使我们更好地正视人类的创造力。真正有内在动力与激情的创造，真正以人的全部情感碰撞才写出来的诗句，是永远不会被人工智能取代。

⑤一件优秀的人工智能作品的意义，不是让之前无数的人类作品变得黯然失色，相反，它让我们重新看清了其背后那些世代经典的真正价值。人类投注于创作中的爱与智慧、丰富的情感与充沛的精神、对生命的观照与超越生命之上的追求，值得我们永远珍视，值得一代又一代创作者们接力精进。越是有人工智能的同行相伴，越要如此。创造永无止境，人工智能只会让人类对创造力的探求之路走得更深更远。

（选自《人民日报》，文章有删改）