3D生物打印

    今年7月，深圳医院整形外科团队运用3D生物打印技术，通过3D打印辅助的耳廓塑形再造手术，让一位右耳廓先天发育不全的女孩再次长出一个正常的新耳朵。

    早在2009年，瑞士伯尔尼的研究人员就使用3D打印机制作出了尺寸精确的人拇指骨。这种技术只需要一些简单的材料：3D打印机、三钙磷酸盐和聚乳酸以及能够发育成骨骼的活细胞。三钙磷酸盐和聚乳酸会形成坚硬的结构，起到支撑的作用；能够发育成骨骼的活细胞在支架上便可培养成人拇指骨。

    但是那些只由柔软的细胞组成的器官并没有这些支撑物，像心脏、肝脏等复杂器官的3D制造，最大的困难就在于没有合适的支架。

    随着科技发展，也许打印更复杂的器官将不需要太久，因为支架的问题已经有了解决方案。以3D生物打印“血管”为例：科学家先是利用一些富含糖类和其他营养物质的凝胶，制造出了柔软的支架，再利用从脊髓里采集到的干细胞为原料，配合不同的生长因子，让其发育成不同类型的活细胞。接着在3D打印机的两个喷头分别灌注活细胞和水凝胶，这种工作原理和我们使用彩色打印机时在不同墨盒中注入不同的墨水是一样的。喷头喷出的微小液滴中都包含了数万个细胞，它们会以数百微米的精度分布在水凝胶支架的周围，成为人体组织模型。打印完成后，这些微小的作品被放进营养液中，细胞会找到彼此并且相互结合，成为一段鲜活的血管，而水凝胶稍后将会被洗掉。

    这种方法制作出的符合搭桥手术需要的血管，对人体既不会有副作用，也不会引起排异反应，因为制作血管的所有材料都来自患者自身。

    目前，3D生物打印技术只能制作一些简单的组织，离打印复杂器官的目标还有数年的距离，但是研究者们对它充满信心。在这种技术成熟之后，我们将会拥有个人专属的器官库，随时可以打印只适合自己的身体器官。因为器官衰老和死亡这件事也许可以避免，健康的肉体将会与健全的思维存在同样长的时间。

（选自《科技纵览》，有删改）

班级开展“科学家精神”专题学习活动，小文整理了如下材料，并进行了分享。

材料一：

2023年7月24日，中国科协、教育部印发《“科学家(精神)进校园行动”实施方案》(以下简称《方案》)。《方案》指出，行动旨在引导广大中小学生走近科学家，了解科学家精神，增强科学探索好奇心，真正崇尚科学、热爱科学，立志为党成才、为国奉献，成为科学家精神的传承者、传播者、践行者。

2023年8月18日，记者采访了参与“科学与中国”院士专家巡讲活动的院士，了解到自2002年12月起，活动已在全国开展科普讲座2000余场次。中国工程院院士金涌把科普讲座比作“播种”，他说：“我们是在给孩子们播撇科学种子，激发他们的兴趣，推动他们去探寻。”

2024年5月14日至5月17日，中国科学院老科学家科普演讲团为广州中小学校·送来43场科普盛宴。据悉，此类“院士专家校园行”已成为广州中小学生科学教育品牌项目，今年计划举办百场活动。

(整理自《光明日报》《广州日报》等报刊)

材料二：

《中国古代科学家传记》记录了19世纪以前236位中国籍科学家，其学科分布情况如下表：

[注]“多门”所在一行的数字是指对两门及以上学科做出贡献的科学家人数、即除了对该门学科有贡献之外还对其他学科有贡献的科学家人数。

数据显示，中国古代科学家中，对两门及以上学科有贡献的科学家人数达到81人。如陶弘景在医药学、化学甚至天文、地理等领域都取得较大成就，张衡的成就涉及天文学、地震学、机械技术、数学乃至文学艺术等许多领域。这说明，我国古代科学家往往学识广博，具有多方面的才能，富有创新精神。

(整理自《中国古代科学家整体状况统计研究》等)

材料三：

“邓稼先在‘抢时间’完成人生最后一件大事——他要和于敏联名上书中央，建议加快我国核试验进程。”……许鹿希至今记得，病床上的邓稼先手握密封的信件，对她说：“这份建议书比你我的命都重要!”

中国工程院院士杜祥琬对与数学家周毓麟院士的书信来往记忆深刻——周毓麟不仅对杜祥琬寄给他的论文内容给予非常具体的指导，还在来信中提出“另起一行的数学公式是否该退两格”的问题。“这位比我大十几岁的老先生对我的影响很深。”杜祥琬说。

袁隆平在写给母亲的书信《稻子熟了，妈妈，我来看您了》中说：“无法想象，没有您的英语启蒙，在一片闭塞中，我怎么能够阅读世界上最先进的科学文献，用超越那个时代的视野，去寻访遗传学大师孟德尔和摩尔根?无法想象，在那段颠沛流离的岁月中，从北平到汉口，从桃源到重庆，没有您的执著和鼓励，我怎么能获得系统的现代教育，获得在大江大河中自由翱翔的胆识?无法想象，没有您在摇篮前跟我讲尼采，讲这位昂扬着生命力、意志力的伟大哲人，我怎么能够在千百次的失败中坚信，必然有一粒种子可以使万千民众告别饥饿?”

(整理自《光明日报》)

材料四：

中国传统科学文化的优秀基因，“天人合一”“格物致知”“经世致用”“兼收并蓄”，在历史上和当今时代都发挥了独特作用，是孕育科学家精神的沃土。

新中国成立以来，在党中央的高度重视与统一领导下，广大科技工作者以干事创业的使命感、责任感与紧迫感，破解发展难题，勇攀科技高峰，取得了一大批标志性重大成果，也孕育形成了新时代科学家精神：胸怀祖国、服务人民的爱国精神，勇攀高峰、敢为人先的创新精神，追求真理、严谨治学的求实精神，淡泊名利、潜心研究的奉献精神，集智攻关、团结协作的协同精神，甘为人梯、奖掖后学的育人精神。

(整理自《党建》《人民日报》等报刊)

为什么空间站上能使用毛笔

①当宇航员进入太空后，因为传统的钢笔、圆珠笔必须依靠重力将墨水漏入笔尖，所以钢笔、圆珠笔都无法使用。铅笔虽然可以正常书写，但微小的导体石墨粉可能带来灾难性的后果。现代的太空笔则依靠气压将墨水压出。在神舟十三号的飞行任务中，翟志刚携带中国传统文房四宝进入空间站，将中华儿女骨子里的剑胆琴心展现得淋漓尽致。为什么传统的钢笔、圆珠笔不能用，而毛笔这种诞生于先秦的古老文具，却能在21世纪的星海探险中发挥作用呢？

②要回答这个问题，我们要首先思考一番：毛笔是怎么书写的？答案看起来很简单，毛笔上面吸收了墨水，在笔尖与纸张接触的时候，墨水就从笔尖转移到纸上。但是，如果深入思考，就会产生疑问：为什么只有当笔尖接触到纸张时，墨水才发生转移，其他时候呢？

③实际上，墨水自动发生转移也是常有的事情。初学者有时候会蘸上太多的墨水，墨水就会从笔尖滴下来。毛笔蘸墨时是有技巧的：只需把笔尖的一部分浸入墨中，这样可以保证只吸入适量的墨水，墨水就不会从笔尖滴落。所以，一支毛笔能留住的墨水，有一个上限。

④透过现象看本质，既然毛笔可以留住墨水，那么一定有一个机制来克服重力，这个机制会是什么呢？我们不妨看一看墨水分子受到哪些力。由于毛笔笔尖是一个开放的区域，各处的大气压是平衡的，于是只需要考虑重力与分子之间的相互作用。这分为两部分，一部分是液体分子之间的互相作用，另一部分是液体与容器壁分子之间的相互作用，使液体黏附或者疏离。两种相互作用都有摩擦力，微观上体现为电磁相互作用，宏观上就带来一种叫作毛细现象的神奇现象。

⑤毛细现象是指将一根毛细管浸入液体中，相比管外液面，管内液面会自发向上或向下发生移动。毛细现象实际上要求达到一种平衡：液体分子相互作用和液体内部与表面相互作用的平衡。在达到这个平衡的过程中，液体表面会发生变形。毛笔的材料——兽毛，也就是蛋白质，可以被水浸润。由于分子间相互作用不受重力影响，毛细现象在空间站自然也可以发生，于是毛笔在失重条件下，也可以一如既往地吸入墨水，并正常书写。

⑥当我们放眼星辰大海时，前人那些充满创意的智慧也凝视着我们。

中国航天的硬核浪漫

蛟龙入海、嫦娥奔月、鸿雁传书……曾经，这些流传在中华大地上的呢喃，是华夏儿女对星空和深海的想象。如今，在中国科学家执着的探索下，神话变成了现实。一个个国之重器，承载着国人的梦想。它们的名字，也集结了传统智慧与探索未知的浪漫。

AG600别名“鲲龙”，取意“鲲鹏展翅，蛟龙入海”，是目前世界上在研最大的水陆两栖飞机，既能在陆地上起降，又能在水面上起降。而“鲲鹏”是中国古代神话中的上古神兽。据庄子《逍遥游》记载：“北冥有鱼，其名为鲲。鲲之大，不知其几千里也；化而为鸟，其名为鹏。鹏之背，不知其几千里也；怒而飞，其翼若垂天之云。”

“鲲龙”的命名，既体现了其水陆两栖的特色，也蕴含着航天人的期冀和祝福。在成功实现陆上首飞和水上首飞后，2020年7月26日，“鲲龙”AG600 成功实现海上首飞。

“蛟龙”也是中国古代神话中的神兽。相传，蛟和龙居深水中，蛟能发洪水，龙能兴云雨。我国首艘深海载人潜水器“蛟龙”号，取“蛟龙”入水，乘风破浪、以利万物的美好寓意。目前，“蛟龙”号的作业能力可达7000米。能在全球海洋面积99.8%的海域潜行。

中国行星探测任务被命名为“天问”系列，标识为“揽星九天”。2020年7月23日，我国“天问一号”火星探测器成功发射。

“天问”之名源于屈原的长诗《天问》，表达了对真理追求的坚韧与执着，体现了对自然和宇宙空间探索的文化传承，寓意探求科学真理征途漫漫，追求科技创新永无止境。

自古以来，“北斗”就是中华民族的指路明灯。北斗，共有七星，因在北方聚成斗形。故被称为“北斗”，又名“北斗七星”，上古时期被用来判断方向、确定季节、知晓时辰，至今都是北半球天空的重要星象。

“孤月沧浪河汉清，北斗错落长庚明”，中国古代诗人对北斗七星有着无限遐思。当中国科学家开始研制自己的卫星导航系统，便以这一传统文化中寓意光明和方向的星座命名。2020年6月23日，“北斗三号”系统最后一颗全球组网卫星发射成功。

至于“嫦娥工程”和“玉兔”号则源自我们熟知的“嫦娥奔月”的故事，承载着古人对月球的浪漫想象。在神话中，“玉兔”是古人同情嫦娥进而添补的温暖情节。如今，“玉兔”是我们追求和平的象征。“玉兔”的善良、纯洁、敏捷和月球车的构造、使命，既形似又神似。

在古代，人们用“鸿雁”指代信差。汉武帝时，苏武被匈奴扣留多年。后来汉朝派使者要求匈奴释放苏武，匈奴单于谎称苏武已死。这时，有人暗地告诉汉使真相并出主意，让他对匈奴说，汉皇在上林苑射下一只大雁，雁足上系着苏武的帛书，证明他确实未死，只是受困。这样，匈奴无法谎称苏武已死，只得把苏武放回汉朝。自此，“鸿雁传书”用来指代书信传递。“鸿雁传书，永不失联”，用“鸿雁”命名全球地轨卫星通信系统，承载了航天人的美好祝福。

《西游记》中，孙悟空在进过太上老君的炼丹炉后，具备了“火眼金睛”的技能。我国暗物质粒子探测卫星命名“悟空”，取义“领悟、探索太空”，希望它能够如孙悟空的“火眼金睛”一般，识别太空中暗物质的踪影。2015年12月17日，“悟空”成功发射升空，虽然设计寿命只有3年，但经过评估，目前它仍在太空服役。

(选自《青年文摘》，有删改)

材料一：

要加强对中华优秀传统文化的挖掘和阐发，使中华民族最基本的文化基因与当代文化相适应、与现代社会相协调，把跨越时空、超越国界、富有永恒魅力、具有当代价值的文化精神弘扬起来。要推动中华文明创造性转化、创新性发展，激活其生命力，让中华文明同各国人民创造的多彩文明一道，为人类提供正确精神指引。要围绕我国和世界发展面临的重大问题，着力提出能够体现中国立场、中国智慧、中国价值的理念、主张和方案。

（摘自人民网《习近平谈中华优秀传统文化》)

材料二：

“看完《只此青绿》后，我只觉得所有的形容词都太苍白了，不足以形容它的美和震撼。”香港市民赵兰是一个不折不扣的“青绿粉”。她依旧记得2022年的除夕之夜，《只此青绿》选段亮相中央广播电视总台虎年春晚，“每一个元素都狠狠击中我的中式审美”。“得知它要来香港演出时，就非常期待。”赵兰拉上家人和朋友，提前定好闹钟，守住关键的“抢票时刻”，最终如愿抢到香港场首演的门票。一连三日的演出，香港文化中心到处可见和赵兰一样的“青绿粉”。他们有的身着中华传统服饰，有的打“飞的”专程而来，人群中还不乏一些“洋面孔”。

（摘编自新华社香港2024年1月8日电 《只此青绿》来港）

材料三：

戏剧幻城是中国首座全景式全沉浸戏剧主题公园，56个迷宫般的格子院落，一座地坑院，21个剧场，可同时容纳1万名观众……这是目前世界上规模最大的戏剧聚落群。每天有近700分钟不重复的演出，近千名演职人员参演。每一个剧场、每一场演出，都是一场丰富的历史文化盛宴。

近日文化和旅游部公布了新一批“国家级文化产业示范园区”，获得命名的有15家园区，预计到2025年，国家级文化产业示范园区将达到50家。这些文化企业集聚并形成良好产业生态和服务体系，对区域文化产业高质量发展产生了辐射带动作用。

（摘编自（《传统文化节目何以频频“出圈”》《南方》杂志2023-3-24）

材料四：

传统文化类作品何以频频“出圈”？

首先，对传统艺术守正传承的同时，从内容到形式上的创新必不可少。此次爆火的《新龙门客栈》则在越剧创新上大胆尝试，在演出方式上推出一个新概念——环境式越剧，采用沉浸式场景，剧场是一间布满机关暗道的客栈，舞台与观众席融为一体，演员表演时可与观众互动，大大增强了戏剧观赏的体验感。

其次，形象传达必不可少。文艺作品要想在海量信息中脱颖而出，往往需要一个“高光时刻”、一位“亮点人物”、一套醒目的“包装”，这能大大提升作品的辨识度。比如，在故宫博物院“千里江山——历代青绿山水画特展”上，一句“十八岁少年的千古绝唱”，就让《千里江山图》与画家王希孟充满震撼感的传奇故事一起抵达许多艺术爱好者的内心。

最后，适应平台属性变化非常重要。从剧场、影院、电视到PC端，再到手机等移动平台，每次媒介形式的变化都会带来内容生产和传播方式的变化。

（摘编自《传统文化类作品何以频频“出圈”》 《光明日报》2024-01-03）