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西塘古镇

   ①西塘，地处太湖东南河道交错的水乡地带。人们依水而居，依靠便利的水上交通从事贸易活动，明清时期，这里发展成为江南商业重镇。

   ②西塘拥有发达的水路交通网，在占地仅1平方千米的古镇内，就有9条河道在此交汇，将古镇分为8个区块，百余座古桥将古镇连通，因此，古称“九龙捧珠”。

   ③西塘的道路交通以桥、廊棚、街弄为主体，在众多古镇中颇具特色。

   ④西塘水巷交织，河桥密布，走来走去都是桥。古桥种类繁多，造型也很精美。长长的廊桥，矮矮的石桥，高高的拱桥，使古镇形成了“人家在水中，水中架小桥，桥上行人走，桥下小舟过，桥头商铺立，水中倒影游”的水乡美景。

   ⑤最有名的环秀桥，建于明万历年间，是古镇中最高的一座桥。拱形的桥身异常优美，桥东西横跨小桐、北翠两圩。两侧均有桥联，东侧联曰：船从碧玉环中过，人步彩虹带上行。西侧联曰：往来人度水中天，上下影摇波底月。

   ⑥虽然江南古镇大多有廊棚，但西塘的规模最大，靠河的街道都有廊棚。所谓廊棚，其实就是带屋顶的街道。廊棚沿河而建，造型古朴，一色的青瓦盖顶，连为一体，既可遮阳避雨，又可驻足观景。

   ⑦这里有多条街道，其中西街最具特点。西街有水乡极为典型的街道布局，最窄处的宽度仅供挑担换肩，即一根扁担的长度。临街房屋二楼常常有屋槽延伸，两两相对，形成了“一线天”的空间布局，构成了别致的古镇风貌。

   ⑧“巷”在吴语方言中是弄堂的意思，西塘的弄堂更是独具特色。这里水道密集，居民惜土如金。无论是商号还是民舍，房屋之间的距离总是被压缩到最小，西塘的弄堂总是长而深窄，其中又数石皮弄最具代表性。

   ⑨石皮弄因铺地的石板薄脆如皮而得名，位于西塘古镇下西街，始建于明末清初。在西塘众多弄巷中，石皮弄最窄，宽处仅1米，弄口最窄处仅0.8米。全长68米，上面用166块青石板铺成，下面是下水道，能使全弄雨天不积水，如此设计实在巧妙。

⑩今天，西塘的水道、街道基本保留了江南古镇的原始风貌。水道划分了古镇大的板块，街道上方兴建的廊棚，进一步划分了空间区域，明确了使用功能。弄堂再连接各家屋舍，对空间进行细分和利用。这三种空间形式相辅相成，很好地体现了当地居民因势利事的设计意图，为当地居民生活提供了便利，也最大限度地发挥了道路在小农经济商贸活动中的作用。

无人机，有前途

    ①在旅游景区、影视拍摄基地，或是重大新闻现场。我们经常能看到无人机在空中忙碌地穿梭。那么到底什么是无人机呢？

    ②“无人机”英文缩写为“UAV”，是“无人驾驶飞机”的简称，是利用无线电遥控设备和自备程序控制装置操纵，或有车载计算机完全和间歇地自主操作的不载人飞机。我们熟悉的无人机，通常指的是携带载荷飞行的无人机。完全意义上的无人机，指的是有无人机平台、任务载荷、起降系统、测控与信息传输系统、操作手等组成的“无人机系统”。

    ③常见的无人机有三种类型，第一种是固定翼，顾名思义就是翅膀形状固定，靠通过机翼的风提供升力；第二种是直升机，特点是靠一个或两个主旋翼提供升力；第三种是多旋翼，就是具有四个或者更多旋翼的直升机。不同类型的无人机具有不同的优势。固定翼机飞行速度快、高度高，飞行覆盖面积大，抗风能力强，比较适合全管段巡航、通讯巡航、航拍等工作。直升飞机飞行高度低、速度慢，比较适合短距离巡航、高清摄影和对地目标监控与跟踪，还可以定点悬停，在各种情况下均可起降。

    ④无人机具有成本低、零伤亡、生存能力强、机动性能好、使用方便等优点，可以代替传统的有人驾驶飞机执行“3D”的任务——即“Dull”（枯燥）“Dirt”（脏）“Dangerous”（危险）的任务。无人机用途广泛，被业界宠爱有加。军事上，可用于侦察监视、对地攻击、通讯中继、靶标模拟等，是“得力好伙伴”；民用上，可用于科学研究、气象观测、货物配送、娱乐体验等，是“百变小能手”。

    ⑤无人机市场前景广阔。目前，我国约有150家无人机生产企业，产品达1000多种，基于预测的国际数据以及对我国市场的乐观预判，到2020年，美国小型无人机总销量将从2016年的250万架飙升到700万架，其中消费级无人机有430万架，另有270万架用于商业目的，2025年，我国无人机市场规模将达到750亿元。其中军用无人机市场约占7%，民用无人机市场约占93%。

    ⑥无人机毕竟是机器，其可靠性还取决于系统复杂程度和外部使用环境，无人机系统中任意设备的故障都将影响任务执行，无人机使用的任意环节出现差错都将影响飞行安全，这需要制造商和消费者共同努力。

材料一：

    在“全民学英语”的热潮中，以在校学生为主的庞大“外语族”的中文书面表达能力严重退化，日常语言日渐单调。应当承认，在经济全球化的背景下，外语教学十分重要。但这并不意味着我们可以放弃母语、消解母语；不意味着我们可以将汉语视为不学自能的天赋。诗人余光中说得好：英文充其量是我们了解世界的一种工具而已，汉语才是我们真正的根。事实证明，忽视母语修养所导致的结果是十分严重的。它不仅造成了书写语言的失范，生活用词的平庸乏味，也让母语中独特的文化意韵在我们生活中日渐消褪。

    我们的后辈可能不知道“蒹葭苍苍，白露为霜”，不再会用“执子之手，与子偕老”，只会说“芦苇开得很茂盛，清早的露水变成霜”、“我要和你结婚”。试想，一个将列祖列宗写成“劣祖劣宗”的人，怎能理解中国文化的丰富内涵？一个不懂得“虽不能至，心向往之”的人，又怎能感受精神世界的宏大深远？在我们这个时代，该如何守护那曾经被庄子、屈原、李白、杜甫骄傲地向世界展示过的、绵延着几千年文化命脉、最切近我们心灵的母语？

材料二：

    如今，举国上下越来越多的人开始利用电脑处理文字工作，敲打键盘代替了握笔书写，拼音字母代替了笔画顺序，从而不再有信函、笔记、草稿等。与此同时，网络的迅速发展导致人们的阅读变得日趋网络化、碎片化、芜杂化、快餐化，人们不再读书看报，特别是不再潜心阅读经典名著。此外，人们沉溺于网络就意味脱离现实生活，因而变得沉默寡言、封闭孤僻，精神生活由此而虚拟化、平面化。

    如果说“谢谢你”代表传统社会的语言文字，Thank you代表现代社会的语言文字，那么3Q（一个颇为流行的网络语言，等于Thank you）就代表着未来社会或网络社会的语言文字。可以预见的是，随着电脑普及和网络拓展，早晚有一天中国人将不再写字、不再读书，甚至是不再说话而是离群索居于网络之中。由此而言，风雨苍黄再百年，又有谁能保证汉语汉字不会自行消亡呢？要知道，历史上一度盛行的古埃及、古巴比伦、古玛雅的语言文字已成历史尘埃；目前世界上的6000多种语言文字中，平均每两周就消失一种；按此估算，到2050年，世界上将有90％的语言文字灭绝！

材料三：

    “汉语能力是人生的核心竞争力”。张嘴能说，说得有思辨性、哲理性，说得有感染力、号召力；提笔能写，写得生动形象、富有逻辑，写得深刻精辟、无懈可击，这些都是外显的汉语能力。而支撑这外显能力的基础则是文化、思想、修养这些内在的东西……

    著名语文特级教师于漪曾说过：母语对内是一种凝聚力，对外则是一道屏障。因为母语既是一个族群交流的工具，也是其文化和身份的代表。它反映的是个人或民族成员对民族语言和民族文化的认同。

深潜明星“潜龙三号”

    ①4月20日我国最先进的自主潜水器“潜龙三号”成功首潜：从凌晨4时46分进入海面，到下午3时53分浮出水面，下潜最大深度3955米，航行24.8公里，顺利完成各项测试指标，到30日为止，四次下潜结果表明，“潜龙三号”不但创造了深海AUV（无人无缆自治潜水器）单潜次航程最远的深海航行纪录，并首次实现无人无缆潜水器与船载地质取样同时作业新模式。

    ②“潜龙三号”长35米、高1.5米、重15吨，外形像一条橘黄色的小丑鱼.这种非回转体立扁鱼形设计，依据的是水动力优化计算的结果，有利于它在复杂海底地形中垂直面爬升，同时具备水面航行能力。“小丑鱼”的4个“鳍”是4个可旋转舵推进器，靠操控推进器灵活前进后退、上浮下沉；“嘴巴”是前视声呐，可以将潜水器采集的声学数据转化为图像，用以识别障碍物和周边环境，随后在主控计算机的控制下通过自主转动和躲避，保障自身安全和正常作业。

    ③这条“小丑鱼”，别看它长得萌萌的，但本领可不小，它在深海复杂地形进行资源环境勘查时，具备微地貌成图、浊度探测、海底照相等功能。

    ④据了解，“潜龙”系列潜水器家族目前共有三位成员，它们分别是“潜龙一号”“潜龙二号”和“潜龙三号”，其中“潜龙二号”和“潜龙三号”如一对双胞胎，外形和体重几乎都一样，都是中国自主研发的4500米级深海资源自主勘查的水下机器人，既然有了“潜龙二号”，为何还要研制“潜龙三号”呢？

    ⑤据“潜龙三号”总设计师刘健介绍，“潜龙三号”是在“潜龙二号”的基础上上进行了优化升级。新的潜水器国产化程度更高，惯性导航传感器及组合导航系统、高清照相机等核心部件由进口改为国产；降低了电子设备的功耗、续航能力更长，“潜龙二号”最长可工作30多个小时，“潜龙三号”则高达40多个小时；“潜龙三号”嗓声降低、效率更高、抗流能力得到加强；声学成像质量也得到相应提高。

    ⑥除此以外，深海大洋蕴藏着无穷的宝藏和科学奥秘，进入深海大洋，只有靠一台深海装备“单打独斗”是无法完成的。“潜龙”家族的主要目标，是对深海资源进行大范围精细探测、未来，“潜龙”家族规模将更大、工作模式将是多台协同水下作业。

    ⑦“潜龙兄弟”不仅可以相互抱团，还可以与“蛟龙”号载人潜水器、“海龙”系列无人有缆潜水器等其他“龙家族”合作。据悉，今后，一船同时带“潜龙”“海龙”出海的航次安排会经常出现。

（有删节）

不尽的萤火虫

    ①中国有着悠久的萤火虫文化。早在先秦时期，萤火虫就成为先民的关注对象，《诗经》中“町疃鹿场，熠耀宵行”就是描述萤火虫的。古代诗人常借萤火虫抒情达意，唐代杜枚的“银烛秋光冷画屏，轻罗小扇扑流萤”，便是千古绝唱。

    ②20世纪40年代，科学家受萤火虫发光器的启发，发明出荧光灯。萤火虫发出的荧光是一种生物光，它不同于其他的光会伴生热量的损耗，是目前已知唯一几乎没有热损耗的光源，因此也叫“冷光源”。荧光灯的发明大大提高了能源使用率，但与萤火虫的发光率相比还差得太远。

    ③最近，研究人员在研究萤火虫发光器时，还意外发现了一种锯齿状排列的鱗片，它可以提高发光器的亮度。科学家将其应用在二极管（LED）的设计中，制作出模仿萤火虫发光器天然结构的LED覆盖层，可使其效率提高50%以上。这种新颖设计可能会在几年内应用在LED生产中。

    ④萤火虫特有的虫荧光素酶基因，在基因工程中也越来越多地作为遗传标记的首选来检测基因表达。人们不但利用萤火虫的基因检测癌细胞，还利用基因转移技术把萤火虫的基因转移到玉米中，较快地培育出具有抗病虫害的玉米新品系。

    ⑤萤火虫喜欢植被茂盛、水质干净、空气清新的环境，凡是萤火虫种群分布的地区，都是生态环境保护得比较好的地方。

    ⑥遗憾的是，如今，萤火虫在部分地区已越来越少见。除了自然天敌外，人类成了萤火虫最大的“天敌”。美国一些医药公司为了获取萤火虫体内特有的虫荧光素和虫荧光素酶，出高价购买萤火虫，导致人们大肆捕捉萤火虫。在日本，上世纪60年代的工业污染和城市扩张，致使萤火虫幼虫的生存率直线下绛。

    ⑦萤火虫求偶时，雌雄之间会发出特异的闪光信号以吸引异性并交尾。然而城市的亮光干扰了它们的闪光交流。当萤火虫感知到外界灯光时，就会停止发光、飞行、求偶，最终导致种群减少甚至灭绝。

    ⑧那些曾在林间泽畔“熠耀宵行”的萤火虫，如今已与我们渐行渐远，保护萤火虫不能光着眼于一个物种，而是要通过保护整片栖息地来保护许多物种。总之，我们应多想想如何对自然更友好，与万物共存共荣。

实现制冰自由，究竟靠什么黑科技

宋衍昌

①作为冬奥会的重点比赛项目之一，“冰丝带” 国家速滑馆一直以“高科技”的形象出现。可能很多人并不理解，不就是“结冰”吗？有啥稀奇？可是你知道么，人类真正实现“制冰自由”“绿色制冰” 经历了一个曲折的过程。

②早在先秦时代，古人便利周天然冰来降温、给食物保鲜和做冷饮。据《周礼》记载当时周王室为保证夏天有冰块使用，专门成立了相应的机构管理“冰政”，负责人称“凌人”，每年大寒时节，古人就开始凿冰储藏。管理藏冰事务的官吏监督奴隶、农民到水质好的地方凿采冰块，藏到预先准备好的冰窖里，待来年享用。大约到了唐朝末期，工匠和炼金术士们在生产火药时偶然发现：硝石(化学名称叫硝酸钙)溶于水时会吸收大量的热，使周围的水降温直至结冰。于是他们将水放入罐内，取一个更大的容器，在容器内放水，然后将罐子放在容器内，并不断地在容器中加入硝石，结果罐内的水结成了冰。

③1659年英国科学家罗伯特．波义耳把一只乌放入了广口瓶中，紧接着用真空泵吸出瓶内的空气，这只鸟便一命呜呼。但是，蹊跷的是这只鸟被冻僵了。当时的人并没有搞清楚这件事的原理，伴随着19世纪能量守恒定律的提出，人们逐渐接受了一项共识：给物质做功或用别的方式输入能量，它的内能会增加；当物质对外界做功或者输出能量，它的内能会降低。内能的涨落给一些物质带来最直观的变化就是温度的起伏，也就能利用这个原理来制冷、制冰了。

④1834年，英国的雅可比．珀金斯试制成功用乙醚为工质的制冷机。1844年，美国的戈里医生利用空气为介质制造了一台给医院制造冰块与低温空气的制冷机。

⑤在机械制造上，经过上百年的发展，人们早已与19世纪有了云泥之别。二氧化碳这一安全无毒的制冷剂，便从无人问津一跃成为了“当红明星”。

⑥随看人类在制冷行业的快速发展，各类制冰设备的推广，使得人们不再需要花费巨大的代价便可以得到足够的冰雪场地。1908 年，第4届夏季奥运会上增加了花样滑冰项目。1924年，首届冬季奥运会在法国举办； 2022年，首届完全实现 “碳中和”绿色冬季奥运会在北京举办。

⑦二氧化碳是怎么制冰的呢？

⑧我们都知道，物质存在三种不同相态：气相、液相、固相。而超临界状态则是气液两相的分界线消失的一种特殊状态。当物质处于超临界状态时，它同时存在液体和气体的性质，也因此有许多独特的特性。超临界二氧化碳是超临界物质应用之中的佼佼者，它的临界温度

只有31.3℃，临界压力(7.3MPa)和常温时的饱和气压(5.7MPa) 相比也不高。所以，在设备允许的情况下，利用二氧化碳作为制冷剂的系统很容易跨过临界点来运行。超临界二氧化碳的传热能力十分优秀，并且密度高于其他制冷剂，这让跨临界二氧化碳制冷系统的体积可以更小，系统的效率也可以更高。

⑨国家速滑馆正是使用了跨临界二氧化碳制冷机组。制冷循环大致分为以下步骤：二氧化碳气体被吸入压缩机，经过机械压缩后跨越临界点成为了高温、高压的超临界流体。高温二氧化碳流体被送入热回收器，流过被冷水包裹的管道，把冷水加热到50-70°，这一部分水将被送往场馆用于生活用水、融冰池融冰以及冰面维护浇水，大幅度减少了电力消耗；另一边，被逐级降温后的二氧化碳最终跌下临界温度成为液态，再通过节流阀膨胀后，其温度大幅度降低达到零下20℃。液态低温二氧化碳经过液体循环泵被均匀输送到埋设在场馆冰面之下的蒸发盘管中，给冰面提供所需的低温。

(节选自《科学大院》)