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。

    霾也叫雾霾，指空气中的灰尘、硫酸、硝酸、有机碳氢化合物等粒子使大气混浊、视野模糊，并导致能见度恶化的现象，如果水平能见度小于10千米，我们将这种非水成物组成的气溶胶系统造成的视程障碍称为霾。

霾与雾、云不一样，与晴空区之间没有明显的边界，霾粒子的分布比较均匀，而且霾粒子比较小，从0.001微米到10微米，平均直径大约1—2微米，肉眼看不到空中飘浮的颗粒物。由于灰尘、硫酸、硝酸等粒子组成的霾，其散射波长较长的光比较多，因而霾看起呈黄色或橙灰色，所以也称“灰霾”；雾的颜色则是乳白色或青白色。

    雾和霾都是视程障碍物。但雾与霾的形成原因和条件却有很大的差别。雾是水蒸气液化成小水滴或凝华成小冰晶浮游在空中形成的，形成雾需具备较高的水汽饱和度和较低的温度。雾的空气相对湿度常达100％或接近100％。出现霾时空气则相对干燥。空气相对湿度通常在80％以下。雾有随着空气湿度的日变化而出现早晚较常见或加浓、白天相对减轻甚至消失的现象。霾的日变化一般不明显，当空气团较稳定时，持续出现时间会较长，有时可持续10天以上。大雾天气多集中于10—12月份；而霾天气在各月差异相对较小，各月均可能有较多霾天气出现。

    由于阴霾、轻雾、沙尘暴、扬沙、浮尘、烟雾等天气现象，都是受浮游在空中的大量极微细的尘粒或烟粒等影响，有效水平能见度小于10千米。有时即使是气象专业人员也难以区分，必须结合天气背景、天空状况、空气湿度、颜色气味及卫星监测等因素综合分析判断，才能得出正确结论，而且雾和霾的天气现象有时是可以相互转换的。

    雾的成分主要是水（H2O），人吸入后不会对身体有什么影响。而霾在吸入人的呼吸道后对人体有害，长期吸入，严重的甚至会导致死亡。全国人大代表钟南山说，空气污染不仅对于呼吸系统、神经系统、心血管系统有危害，跟肺癌也密切相关。雾霾天气最好等太阳出再开窗通风。如果外出可以戴上棉质口罩。外出归，应立即清洗面部及裸露的肌肤。可以多喝水，适量补充维生素。雾霾天气是心血管疾病患者的“杀手”。雾霾天最好不出门，更不宜晨练，否则可能诱发病情，甚至心脏病发作，引起生命危险。

    城市里大楼越建越高，阻挡和摩擦作用使风流经城区时明显减弱，不利于大气中悬浮微粒横向扩散；逆温层好比一个锅盖覆盖在城市上空，使得大气层低空的空气垂直运动受到限制，空气中悬浮微粒难以向高空飘散；而随着城市人口的增长和工业的发展，机动车尾气、扬尘、煤炭及供暖排放等原因，导致污染物排放和悬浮物大量增加，直接导致雾霾天气的增多。

    人类污染物排放是出现严重雾霾的“主谋”，它导致大气自净能力衰减。减少污染、控制污染物排放、削减大气污染物是解决雾霾的根本之道。

    其实，目前空气质量良好的国家也经历过严重的空气污染。比如当年英国工业革命后，伦敦地区工厂烟囱密密麻麻，带了海量的粉尘和有毒气体，一年中有四分之一的日子大雾笼罩，从而被称为“雾都”。这让古板的英国人痛下决心，行动起。他们的措施是：动员自行车代替汽车；颁布《清洁空气法案》，减少煤炭用量；治理汽车尾气；加强绿化等，这些都可以供我们参考。

（有删改）

鲸鱼用“方言”说话

    今年公开的一项研究结果显示，鲸鱼的交流语言比人们原以为得更加完善丰富。鲸鱼的声音指令广泛，例如呼唤它们年幼的孩子、寻求可能的配偶，甚至表达情感，都有不同的表达方式。研究人员已经识别出了驼背鲸的622种社交声音，他们的报告在夏威夷召开的美国声学学会和日本声学学会联席会议上公开。

    鲸鱼的社交声音短暂，并不是一个模式，与它们的冗长、复杂的“歌声”截然不同。这项研究为鲸鱼会用比人们预想的更有意义的语言表达自己增加了证据。昆士兰大学兽医学院丽贝卡·杜洛普负责这项研究工作，她说：“我不是说这是一种语言，因为，鲸鱼不会像人类一样有规律地将声音连在一起，就像将单词连在一起组成句子一样。它更像是一个简单的词汇。”科学家对沿着澳大利亚海岸迁徙的60只鲸鱼进行了跟踪研究。使用静音水听器阵列的传感装置检测音波，而后，将听到的声音与鲸的各种活动和背景联系起来。

    他们识别出了622种不同的声音，分为35种基本类型。其中包括雌性鲸发出的“沃普斯”声音，雄性鲸发出的“斯沃普斯”声音，鱼群分开时发出的“亚普斯”声音，以及表达生气的高叫声。除发声之外，研究人员发现，鲸还会用肢体语言传递信息，如破水而出，用尾部拍击海水，在水下吹泡泡等。鲸以冗长而复杂的“歌声”出名，但是，有时，它们也会将短的声音单元一个个吐出，而不是用唱的方式，尤其是雄性鲸想要追求配偶的时候经常会这样。杜洛普说：“歌声是一种高声广播的信号，两只鲸同时唱歌就一定会把听者弄糊涂。如果它想要引起异性的注意，又不想让它的信号被别的‘歌者’给搅混，在这种情况下，它就会使用声音单元，可能会好点。”她认为，鲸鱼喜欢使用声音表达自己的一个原因是，在水中声音的传播好于光的传播，所以，对于鲸来说，视觉没有听觉重要。科内尔大学生物声学研究项目对脊美鲸进行了简单的研究，研究组指导克里斯多佛·克拉克表示，在研究人员正在致力于理解鲸的发声的时候，人类也在不断创造着更多的海洋噪音，如海运、石油和天然气的开发，水下娱乐交通等，我们的行为经常阻碍鲸鱼的交流。他说：“很多鲸的觅食地点非常传统，而且它们习惯沿浅海岸迁徙，现在，这些地方已经变得噪音最大，最拥塞，与一个世纪前相比，今天鲸能够交流听到声音的洋区已经缩减到一个小面积而已。”

    为什么科学技术的负面效应是内在的、不可避免的？这是因为，现在普遍应用的科学之技术，都来自数理科学。数理科学的机械自然观与自然本身是有冲突的。科学及其技术的力量越强大，冲突越激烈。

    数理科学的代表是牛顿的经典物理学，它建立在机械论、决定论、还原论的世界图景之上。牛顿时代有种说法，“上帝是一个钟表匠”，整个宇宙被看成一架机器，由一系列机械连接的构件组合而成，它是物质的，没有内在生命，这是机械论；这架机器可以分离、拆卸，也可以重新安装、重新组合，这是还原论；只要掌握每一个部件的细节，就可以对整个机械的运行做完全确定性的计算和预期，这是决定论。按照这种机械自然观的世界图景，整部宇宙机器的运行遵循既定的、统一的物理规律；这些规律能够被人获知，写成数学方程；这些方程可以计算。数理科学试图通过计算，对大自然进行准确的分析和预言。进而，通过其技术，直接对自然进行干预。于是，大自然成为人类研究、分析、计算、控制、改造、重构的对象。大自然失去了其曾经的主体地位，变成了纯粹的客体，人类则相信自己有能力、有权力对自然进行控制和改造。

    在工业文明的社会结构中，整个社会都把资本增值作为最高目标和最高行为准则，人类通过科学对自然的改造也不例外。数理科学不仅为工业文明的意识形态提供支持（机械自然观、人类中心主义、社会进步观等），还提供有助于资本流通、增值的技术。反过来，社会也对这样的科学和技术予以支持，使得其获得更多的资源，从而加强了对自然的控制和改造。

    数理科学的实际操作方式是：从自然之中切割出一个局部，忽略这个局部与其他部分之间的关联，建立理想化模型，再用数学方程来描述这个局部，此所谓科学规律。美国科学哲学家约瑟夫·劳斯认为，科学是一种地方性知识，实验室中的地方性知识。人们把基于实验室的科学技术强行应用于大自然（“大自然的实验室化”），必然要对自然的整体性造成破坏。大自然也不会甘于“被”的命运，在整体上不会服从人类从局部自然中获得的规律。人类行为在长时段导致的后果，就是全球性的环境问题和生态危机。

    一项科学的技术在应用之初，它的好处是当下可见的。而其负面效应则很难马上就被人知晓。原因大致如下：有时候，负面效应要很长时间之后才能被人认识到；有时候，负面效应是分散的，并不集中表现为单一的效应，难以找到责任者；还有很多时候，负面效应的承担者与正面效应的享受者不是同一个人群，比如享受者是城市白领，承担者在生产第一线；更有很多时候，负面效应的承担者并非人类，而是自然环境，它不会说话；还有一种可能，承担者尚未出生，因为其影响在很久以后。由于负面效应显现的迟滞性，它一旦显现，就已经晚了。并且，一经显现，就不可逆。

    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：

  6月25日，嫦娥六号回家了！

    从月球高速飞向地球可谓风驰电掣，如何减速成为嫦娥六号返回器安全回家的关键。返回阶段在太空上演了接近第二宇宙速度（约为11.2千米/秒）的“打水漂”。
    太空“打水漂”的科技术语为“半弹道跳跃式再入返回”。首先嫦娥六号以接近第二宇宙速度的高速进入大气层，实施初次气动减速。下降至预定高度后，从“亲近”地球变为远离地球，向上“跳出”大气层，就像打了一个水漂。专家指出，数千公里大气层的阻力，以及航天器与大气层摩擦产生的热量可以快速消耗嫦娥六号返回器的能量，使返回器穿出大气层时的速度降到第一宇宙速度（约7.9千米/秒）以下，不再具备环绕地球飞行的条件。到达最高点后开始滑行下降。之后，它再次进入大气层，实施二次气动减速。在“踩刹车”“打水漂”后，近地10公里高度时，它又“开伞花”，再次减速以安全落地。
    嫦娥六号返回器安全着陆后，见到它的人都被其乌黑的外表所震撼，那是被大气层烧蚀过的斑驳痕迹，这见证了它这一路旅程的艰辛。
    在国际上，探月任务的成功率只有一半左右。我国探月工程自2004年1月正式立项以来，交出了从嫦娥一号到嫦娥五号连战连捷、100%圆满成功的答卷，创造了世界月球探测史的中国纪录。
    嫦娥六号任务是人类首次月背采样返回，由于人类对月球背面的环境认识并不充分，这趟月背之旅面临了很多困难和挑战。在嫦娥六号发射场工作期间，国际上进行了3次探月任务，均不同程度遭遇了挫折美国“游隼”号月球着陆器发生推进剂泄漏，登月失败；日本SLIM探测器登月后，太阳能电池无法正常发电；美国“奥德修斯”着陆器落月过程发生故障，2条着陆腿折断导致倾倒……有人问：中国人这次行不行？
    要到月背取土，必须攻克“潮汐锁定”效应带来的月球始终以正面朝向地球无法通信的难题。先期已按计划，建好“鹊桥”中继星通信基站。5月3日出征，6月2日精准着陆在月球背面南极——艾特肯盆地。之后，完成智能快速采样，将珍贵的月球背面样品封装。嫦娥六号因为在月背表采时留下的图案与“中”字相像，用玄武岩纤维特制的五星红旗成功展开，迅速引发热议。6月4日，从月背起飞返回，经历13天环月等待，于6月25日重返地球。得益于月球逆行轨道设计与控制、智能采样、月背起飞上升三大技术突破，如今，嫦娥六号已从38万公里外的月球背面携带月壤顺利返回，我们的任务结束了，但“嫦娥奔月”的故事未完待续。
    6月28日上午，中国国家航天局在北京举行仪式，将嫦娥六号采集到的1935.3克月背样品移交中国科学院。南京大学、中国地质大学等中国高校，巴基斯坦等国家，分配到了这些珍贵的月壤和岩石样本。在不远的未来，它将帮助我们解开更多有关月球和宇宙的谜题。同时，这一成就也将促进人类和平利用太空资源，并在推动构建人类命运共同体方面做出更大贡献。

（摘编自中青网）

材料二：
    钱学森弹道，是钱学森在上世纪40年代和两名同事共同提出的。基于高速物体由真空或者密度较低的空间进入密度较高的介质的时候，会产生反压。因此，钱学森弹道原理就是让导弹弹头在大气层边沿的“临近空间”进行增程滑翔，然后再进入稠密大气，就可以让飞行器高速滑翔下降，而不是一头栽下来。所以，“钱学森弹道”又被称为“助推滑翔弹道。

    网上有很多关于钱学森弹道的解说，还有人说钱学森弹道是打水漂弹道，其实这是一个误解打水漂的不是钱学森弹道，而是桑格尔弹道，在桑格尔弹道下，导弹弹头在下降阶段会有多次升高然后再下降的跳跃过程，看起来就像我们平时在水面上打水漂，所以也叫做水漂弹道，钱学森弹道则是比较平缓下降，看起来桑格尔弹道更复杂，实则实现起来并不然。因为钱学森弹道要研究高层稀薄大气的流体力学问题，再用弹道理论对这些问题进行解算，整个过程十分复杂而“桑格尔弹道”过程仅发生在大气低层，因为在大气低层的环境下，只要提供一个足够的力，就能形成下一个“跳跃弹道”，因此只需要重点研究助推力问题，所以实现起来相对更简单。
    嫦娥五号任务首次创造性地采用“半弹道跳跃式再入返回”技术，如今嫦娥六号任务的连续成功，再次验证了该项技术的强适应性、高精准度和高稳定性。

（摘编自航天科技人员解说）

材料三：
    地球是我们的家，我们的母亲，人类是在这里诞生和成长的，是在这里成熟起来的正是在这个星球上，我们激发了探索宇宙的热情；也是在这里，我们正在痛苦和不安之中掌握我们自己的命运。
    人类有幸来到地球这个行星上。这里有充满氧气的蓝天，有碧波荡漾的海洋，有凉爽的森林，还有柔软的草地。这无疑是一个生机勃勃的星球。从整个宇宙来看，它不但景色迷人，天下稀有，而且到目前为止，在我们的行程所经历过的所有时空当中，只有这个行星上的人类开始对宇宙进行探索。必定有许多这样的星球散布在整个宇宙空间里，但是，我们对它们的探索从这里开始。我们有人类百万年来用巨大的代价积累起来的丰富知识。我们这个世界人才济济，人们勤学好问。我们的时代以知识为荣，我们是很幸运的。人类是宇宙的产物，现在暂时居住在叫作“地球”的星球上。人类返回“家园”的长途旅行已经开始。

（节选自卡尔•萨根《宇宙的边疆》）