近来时见“又一波雾霾汹涌来袭”“京津冀持续受雾霾困扰”，以及“中央气象台继续发布霾黄色预警”和“部分地区有重度霾”等报道，雾霾已严重危害到了人民的身体健康。所以，新修订的《环境保护法》，已涉及关于如何治理雾霾尤其是霾的问题。

霾和雾有所不同。“雾”是一种自然天象，古人有“薄雾浓云”“雾失楼台”之类吟咏，从诗画的角度看，雾柔美、朦胧而神秘。霾就不同了。虽说也是自古就有的一种天象，却全然无此美感，而且随着人为因素越来越频繁地介入，如今已成了一种污染。现代辞书因此释义为“空气中因悬浮着大量的烟、尘等微粒而形成的浑浊现象”。按当下民间流行的通俗说法，就是PM2.5（细颗粒物）严重超标。

    霾习惯上也叫阴霾、灰霾或烟霾，这是霾给人的一种很形象的视觉感受：阴沉沉的，灰蒙蒙的，满天烟尘。近来竟与“雾”组合成“雾霾”而频频见诸报端。词典中不见“雾霾”这个词，只有“霾雾”（如《后汉书·郎凯传》“霾雾蔽日”）和“风霾”（如《魏书·崔光传》“昨风霾暴兴”），此外还有“尘霾”“沙霾”“黄霾”等。虽然词典中不见“雾霾”一词的身影，但它却在2013年“荣升”为年度热词。

    从形式上看，热词“雾霾”是旧词“霾雾”的倒序，但词义的重心却因此起了变化。“霾雾”原是“夹杂有尘霾的雾”，中心词是“雾”；“雾霾”则是“像迷雾一样的霾”，中心词就成了“霾”。

    “霾”并非新字，早在甲骨文中就已屡见，卜辞有“癸卯卜，王占曰，其霾甲辰”和“贞兹雨不霾”之类的记载，可见霾很早就对人们的生活有影响了。前人对霾的认识，从《尔雅》到《康熙字典》乃至上世纪初编成的《中华大字典》，释义几乎是一以贯之的，其中汉刘熙《释名·释天》的释义相对比较全面：“风而雨土曰霾。霾，晦也，言如物尘晦之色也。”“雨”在这里读为yù，作动词“降下”讲，意谓大风扬起的尘土从天而下就是霾。因为空中满是尘土，所以刘熙说霾的天象是“晦”，天色像物体被蒙上了尘土一样昏暗。《晋书·艺文志》说：“凡天地四方昏濛若下尘，十日五日已上，或一月，或一时，雨不沾衣而有土，名曰霾。”可见，满天尘土的“霾”，与雾不同，可以持续多日，甚至长达一个月。《元史》也有至元六年（1340）腊月“风霾蔽都城数日”的记载。

    “霾”字从结构上说，是“从雨貍声”。义符是“雨”，说明是一种天象无疑。只是为何要叫“霾”？表声的“貍”是否也有什么特殊含义？

    《字汇补·雨部》说：“霾，与埋通，瘞（yì，掩埋）也。”“霾”之尘土蔽物，有似掩埋，所以古籍多有借作“埋”的，如《楚辞·国殇》中“霾两轮兮絷四马”之“霾”。“霾”与“埋”是可以互相通用的。“貍”现在的读音是lí，是“狸”的异体字，指一种野猫。原来的读音为mái。原来，表示掩埋义的汉字，最初并非“埋”，而是“貍”。据说，“貍”之有“埋”义，是因为野猫善于藏伏的缘故。后来，又另造“埋”字，于是“貍于草中”就变为“埋于土中”，“埋”也由此替代了“貍”，而成为表掩埋义的规范字。

    就“霾”字而言，之所以借“貍”表声，恐怕也是因为“貍”原有的掩埋义，与“雨尘”义相近的缘故吧。

（选自2014年第7期《咬文嚼字》，略有删节）

中德研究人员破解北京雾霾形成之谜

    ①中德两国研究人员21日说，他们破解了北京及华北地区雾霾最主要组分硫酸盐的形成之谜，发现在大气细颗粒物吸附的水分中二氧化氮与二氧化硫的化学反应是当前雾霾期间硫酸盐的主要生成路径。这一发现凸显在继续实施减排措施的同时优先加大氮氧化物减排力度对缓解空气污染问题的重要性。

②近年来，北京及华北地区雾霾频发。已有研究表明，硫酸盐是重污染形成的主要驱动因素。在绝对贡献上、重污染期间硫酸盐在大气细颗粒物PM2.5中的质量占比可达20%，是占比最高的单体；在相对趋势上，随着PM2.5污染程度上升，硫酸盐是PM2.5中相对比重上升最快的成分。因此，硫酸盐的来源研究是解释雾霾形成的关键科学问题。

③清华大学贺克斌院士和德国马克斯·普朗克化学研究所的程雅芳教授等人当天在新一期美国《科学进展》杂志上报告说，他们运用外场观测、模型模拟及理论计算等手段发现，在北京及华北地区雾霾期间，硫酸盐主要是由二氧化硫和二氧化氮溶于空气中的“颗粒物结合水”，在中国北方地区特有的偏中性环境下迅速反应生成。颗粒物结合水是指PM2.5在相对湿度较高的环境下潮解所吸附的水分。

    ④该结论与通常认为的硫酸盐形成机制有较大不同。现有基于欧美等地区的经典大气化学理论认为：硫酸盐主要是在云水环境中形成，由于云中的液态水含量远高于颗粒物结合水，通常高出1000到10万倍，所以与云水中的硫酸盐生成反应相比，颗粒物结合水中的反应可以忽略；理论计算还显示，在云水反应路径中，二氧化氮氧化二氧化硫生成硫酸盐这一路径的贡献也可忽略不计。

⑤而在北京及华北地区雾霾期间，一方面，由于颗粒物浓度大幅上升及静稳气象条件下相对湿度较高等原因，颗粒物结合水含量远高于经典情景，颗粒物结合水中的反应总量大大提升；另一方面，重度雾霾期间二氧化氮浓度为经典云水情景下的50倍以上，这直接改变了二氧化氮氧化路径的相对重要性。此外，北京及华北地区大量存在的氨、矿物粉尘等碱性物质使得当地颗粒物结合水的pH值远高于美国等地，呈现出特有的偏中性环境，而二氧化氮氧化机制的反应速率会随pH值上升而大幅提高。

    ⑥研究人员据此在论文中指出，优先降低氮氧化物的排放可能有助大幅降低中国雾霾中的硫酸盐污染水平。

    ⑦“该研究表明我国复合型污染的特殊性，”贺克斌院士对新华社记者说，“高二氧化硫主要来自燃煤电厂，高二氧化氮主要来自电厂和机动车等，而起到中和作用的碱性物质氨、矿物粉尘等则来自农业、工业污染、扬尘等其他来源。这些不同的污染源在我国同时以高强度排放，导致硫酸盐以特有的化学生成路径迅速生成，这也是重度雾霾期间颗粒物浓度迅速增长的主要原因之一。”

下一代触屏手机什么样？

    不管触屏手机多么方便，有一点你不能不承认：你手指下的东西，一支笔也罢，一片树叶也罢，摸起全像玻璃。因为目前的触屏技术，还无法赋予虚拟物体以真实的质地感。人有5种感觉，但在手机和平板电脑上，目前充分实现的只有视觉和听觉，对触觉的模拟还处于初步阶段，味觉和嗅觉则还完全没有。

    下一步我们将有望进入超级触屏的时代。未，虚拟事物将更加逼真地呈现在你的面前，对它们的操作几乎可以跟操作真实物体相媲美。在指尖这么小的方寸之地，如何才能实现这一点呢？唯有借助触幻觉。

    有一种触幻觉叫电振动，这一现象是在1953年偶然发现的。一天，美国化学家爱德华一马琳克洛德接触了一个黄铜制的插座，他注意到，当灯亮时，其表面给人的感觉好像要粗糙些。通过进一步的实验，他发现正是微羁的交流电导致了这种幻觉。我们知道，交流电以某种精确的频率振荡。当你把手指放在通交流电的屏幕上，由于静电吸引，在你手指皮肤下面就有电荷堆积起。电荷的数量将随着交流电一起振荡，所以在你手指和屏幕之间的静电吸引力也随着时间变化。当手指在屏幕上移动时，这个静电力将吸住你手指的皮肤，阻碍它移动：由于静电力是周期性变化的，这将诱导你手指上的皮肤也发生周期性振动。这种轻微的振动将会被手指上的触觉感受器探测到。由于这类皮肤的振动本质上跟手指滑在像木头、砂纸等毛糙物体表面时的感觉是一样的。所以大脑就把它解释成了你在触摸质地粗糙的物体。

    2010年，美国一位工程师利用电振动制造触幻觉的原理开发了一款具有虚拟质地感的触屏，可以安装在自动取款机、手机上。测试表明，一般说，高频电流比起低频电流会让屏幕摸起更光滑些。比如，当电流频率在400赫兹时，屏幕摸起像一张纸，而在80赫兹时，则像凹凸不平的皮革。原则上，设计者还可以用这个效应设计具有不同质地感的网页或者应用程序。例如，我们可以把电子书的页面做成像真实的纸张一样粗糙。当然了，这种虚拟的质地感目前让人感觉还不太自然，但有一点可以肯定，未的手机或者ipad上，任何囹标再不会摸起千篇一律都像玻璃了。

    在现实世界中，一个装满东西的筐总比没装东西时提起更加费劲些。可是在触屏手机或平板电脑上，一个文件夹不论空的还是满的，用指尖拖动起并没有区别。这说明，目前的触屏比起真实世界还缺少一样元素：力感。

    美国科学家伊德。科格特正致力于改进虚拟键盘，使它用起感觉更像真实的键盘：当你按下一个键的时候，你的手指会感到有一股轻微的抵挡力。科格特的设计也用到了电振动的原理。他设计的振动发生在两个方向：垂直于屏幕的方向和沿屏幕的水乎方向。所以，最后的效果是两个方向上的振动之合力。我们只要事先把两个振动调整到合适的“步调”（在物理学上称为相位），这股合力就可以把手指一瞬间推向左边，一瞬间推向右边。由于振动频率非常高，我们最后所能感觉到的平均效果是，手指在垂直方向遇到了一股阻力。经测量，这个力大约70毫牛顿，大致相当于按下一个真实的键时所受的抵抗力。通过这种技术，我们就可以在虚拟键盘上获得真实的按键体验。

    总而言之，未触屏技术将极大地改变我们跟数字世界打交道的方式。对于信息，我们将不仅局限于看和听，还可以触摸。在真实世界日益虚拟化的同时，虚拟世界却日益真实化了。

（选自《大科技科学之谜》2013年第1期，有删改）

材料一：

四十或五十年前，欧美大多数正统气候学家相信，气候在历史时代是稳定的。这种见解，已为世界近数十年来收集的气象资料所否定。在我国，古代作家如《梦溪笔谈》的作者沈括，《农丹》的作者张标和《广阳杂记》的作者刘献廷，均怀疑历史时代气候的恒定性；且提出各朝代气候变异的事例，记载于上述书籍中。

对我国近五千年来的气候史的初步研究，可得出下列初步结论：①在近五千年中的最初二千年，即从仰韶文化到安阳殷墟，大部分时间的年平均温度高于现在2℃左右。一月温度大约比现在高3-5℃。②在那以后，有一系列的上下摆动，其最低温度在公元前1000年、公元400年、1200年和1700年；摆动范围为1-2℃。③在每一个四百至八百年的期间里，可以分出五十至一百年为周期的小循环，温度范围是0.5-1℃。④上述循环中，任何最冷的时期，似乎都是从东亚太平洋海岸开始，寒冷波动向西传布到欧洲和非洲的大西洋海岸。同时也有从北向南趋势。

我国气候在历史时代的波动与世界其他区域比较，可以明显看出，气候的波动是全世界性的，虽然最冷年和最暖年可以在不同的年代，但彼此是先后呼应的。如十七世纪的寒冷，中国比欧洲早了五十年。欧洲和中国气候息息相关是有理由的。因为这两个区域的寒冷冬天，都受西伯利亚高气压的控制。如西伯利亚的高气压向东扩展，中国北部西北风强，则中国严寒而欧洲温暖。相反，如西伯利亚高气压倾向欧洲，欧洲东北风强，则北欧受灾而中国温和。只有当西伯利亚高压足以控制全部欧亚时，两方就要同时出现严寒。

最近丹麦首都哥本哈根大学物理研究所丹斯格拉德教授，在格陵兰岛上某地的清冰川块中，以O¹⁸的放射性同位素方法，研究结冰时的气温，结果是：结冰时气温高，同位素就增加，气温增加1℃，O¹⁸就增加0.69%。兹将他所制近一千七百年来格陵兰气温升降图与本文中用物候所测得的同时间中国气温图作一比较，如图所示。A表示从三世纪到现时的中国气温的波动。B表示同时期用同位素所测得的格陵兰岛的温度。格陵兰与中国相距二万余公里，而古代气候变动如出一辙，足以说明这种变动是全球性的。

（摘编自竺可桢《中国近五千年来气候变迁的初步研究》，有删改）

材料二：

1913年，竺可桢从伊利诺伊大学毕业后，进入哈佛大学地质与地理学系攻读研究生。尽管其主修气象学专业，但所修课程却并不局限于气象学，他还选修了著名科学史家乔治·萨顿的自然科学史课程。科学史学科的知识、思想和方法对竺可桢日后的科学研究产生了重要而又深远的影响。从青年时代起，竺可桢就养成每日观测物候、记录气象资料的习惯。从竺可桢的日记可以看到，他每天都将亲自观测的气温、风力、云量以及相关的物候现象记录在日记的标题处，几十年如一日，一直坚持到临终的前一天，几无例外。西方现代科学方法的严谨训练和深厚的国学功底，使竺可桢从一开始就具备了鸟瞰东西的宏阔学术视野。

在研究中国历史气候时，竺可桢发现，无论是西方国家还是东方国家，历史时期都相对缺乏天文学、气象学和地球物理学现象的连续可靠记载，气象仪器观测的数据资料最多也只有两百年的历史，无法解决漫长的历史气候变迁问题，研究历史时期气候变迁只能利用反映气候变化的其他证据来证明，方法有很多，如：湖泊沉积、植物孢粉、冰川进退遗迹等。在方法选择上，竺可桢曾在信中写到：“关于气象记录，仪器记录我们也远不及西洋，但是十六世纪以前历史时代的气候文献恰恰远胜于西洋，我们应该利用我们的所长方能取胜于人，同时也批判地接受了古代文化遗产。”事实上，早在美国求学期间，竺可桢就开始系统搜集中国和世界气候变化的资料，包括考古、动植物分布、冰川进退、雪线升降、河流湖泊冻结、气象观测记录等，所涉中国古代文献从经史子集到方志游记等无不广征博采。竺可桢认为，这些史料中有大量气候变化的信息，系统地加以分析研究，就可以利用中国古代丰富的文献资源优势来弥补我们在仪器设备方面的不足，这一想法成为竺可桢在特定历史条件下进行科学创新的重要指导思想。在长期的积累中，竺可桢融文、史、哲、天、地、生多学科知识于一炉，将不同来源的气候史料素材进行融合筛选，经过“去粗取精，去伪存真”的科学处理，再逐步分析鉴别和利用，陆续发表了有关气候变迁的专业研究论文九篇。这些前期积累不仅为《中国近五千年来气候变迁的初步研究》奠定了基础，也逐渐形成了竺可桢独具创新的历史气候研究方法。

（摘编自徐飞、江增辉《中国传统学术资源的现代价值》）

在动物世界里有没有相应的解毒办法呢？当然有。学会挑选食物，是对抗植物毒素的有效做法。在肯尼亚马萨伊马拉草原上，我们总能看到长颈鹿在悠然地嚼着金合欢的叶子。只要注意观察，你就会发现一个有趣的现象，长颈鹿并不会在一棵树上吃太久，很快它们就会移动到下一棵金合欢树。因为，如果只吃一棵金合欢树的叶子，很容易引起中毒。因为金合欢会“通风报信”。

金合欢含有特殊的化学武器——单宁。在通常情况下，树叶中的单宁含量并不高，毕竟合成单宁也需要消耗大量能量。长颈鹿在啃食树叶时，会释放出大量的乙烯，这些乙烯被金合欢感应到，接着金合欢就会提高叶片中的单宁含量。过量的单宁会影响到长颈鹿的消化系统，降低它们的消化能力，甚至引起死亡。所以，聪明的长颈鹿自然会找新的地方进餐了。

说到挑选食物，还有一个出名的例子，那就是在澳大利亚的桉树林中生活的动物，可能你已经猜到了，这个动物就是树袋熊（考拉）。桉树叶子是考拉的主要食物，但是并非只要是棵桉树，考拉都会吃。在澳大利亚分布着约 300 种桉树，但是考拉仅仅热衷于吃其中的三种桉树的叶子，分别是小帽桉、细叶桉和赤桉。这种现象其实也发生在大熊猫身上，如果可以选择的话，挑嘴的大熊猫就只愿意吃冷箭竹，像毛竹、麻竹这样的竹子根本就不入它们的法眼。

考拉如此挑选食物是有原因的。桉树可以说是将化学防御这件事玩到极致的植物之一。中国南方大片的桉树林根本不需要喷洒农药控制虫害，因为几乎没有动物能够解除桉树的防御武器。桉树叶片中含有大量的桉叶油，桉叶油的主要成分桉叶素有着特别的刺激性气味。虽然稀释过后的桉叶油也可以作为香精添加到人类的食品当中，但在高剂量下，桉叶油仍然有毒。对于食草动物而言，桉树叶是种“只可远观”的能源宝库。相对来说，作为考拉食物的三种桉树中的桉叶油含量远不如柠檬桉、蓝马里桉、辐射桉、丰桉这些应用于精油生产的桉树。

但是，桉树毕竟是桉树，即便是桉叶油含量稍低，但是终归有中毒风险的。为了应对这种高毒性低热量的食物，考拉的应对策略就是少吃多消化。一只成年考拉每天最多会吃下约400克的桉树叶，这仅仅是中国营养学会推荐的一个成年人每天需要吃下的蔬菜总量，但这却是一只考拉一整天的能量来源。

考拉会细嚼慢咽，尽可能地避免快速摄入大量的毒素。所以考拉的进餐时间通常约为 4-6小时，而吃饭快的人可能一天的进餐时间加起来只有十几分钟。考拉吃下去的桉树叶，进入胃肠道之后，其中活跃的微生物不仅能将叶片中的纤维素转化为考拉可以吸收的营养，更可以分解其中的毒素，避免中毒。而考拉的这种做法显然会带来一个问题，那就是必须“节能”，毕竟所有活动所需要的能量都依赖于这半斤八两的桉树叶。这也解释了为什么考拉总是懒洋洋的样子，因为它们根本就没有多余的能量进行剧烈运动，只能选择慢吞吞地生活。

要说到解毒能力，马铃薯甲虫必然是能数得着的狠角色。1824年，科学家首次在美国落基山脉东坡发现了这种甲虫，谁也没想到这种生活在野生杂草刺萼龙葵上的小小甲虫，最终变成了人类农业生产的“噩梦”。1855年，就在被首次发现的30年后，人们发现马铃薯甲虫开始啃食美国科罗拉多州马铃薯，并且它们的胃口出奇的好，所有的马铃薯叶片都是它们嘴巴里的美味，如果叶子被啃食得过于干净，它们还会去啃食马铃薯块茎。所到之处如风卷残云。因为最早的危害发生在科罗拉多，所以这种虫子也被称为“科罗拉多马铃薯甲虫”。目前，马铃薯甲虫几乎遍布整个北半球的主要马铃薯产区，成为农田一霸。

对于绝大多数动物来说，马铃薯的茎叶绝对不是什么好食物，因为其中富含以龙葵素为主的生物碱。说这些物质可以让动物闻风丧胆一点都不为过。首先，龙葵素可以抑制胆碱酯酶的活性引起中毒反应。胆碱酯酶被抑制失活后，乙酰胆碱大量累积，以致胆碱能神经兴奋增强，引起胃肠肌肉痉挛以及神经系统功能失调等一系列中毒症状。再者，龙葵素还能与生物膜上的甾醇类物质结合，导致生物膜穿孔，引起膜结构破裂。当龙葵素被吸收进入体内后，就会随着血液循环破坏胃肠道、肝脏等体内脏器的细胞结构。高剂量的龙葵素由于其表面活性作用可能会导致红细胞破裂，产生溶血。

所以人吃下含有龙葵素多的食物时，轻则出现口腔和喉咙刺痒的症状，严重者表现为体温升高和反复呕吐而致失水、瞳孔散大、呼吸困难、昏迷、抽搐，如果剂量更高则会因为呼吸系统麻痹而死亡。

但是，对于马铃薯甲虫而言，这些根本就不是问题。因为马铃薯甲虫体内拥有高效的解毒体系。在马铃薯甲虫体内活跃的细胞色素P450单加氧酶系统，这类特殊的蛋白质可以促使氧气与有机物结合，从而改变有机物的性质和活性。这个清除的过程，就像在垃圾焚烧厂焚烧垃圾一样清除有害物质，毕竟燃烧通常也是氧气与有机物剧烈反应的过程，只不过在生物体内这种垃圾处理过程会温和很多。至于细胞色素P450单加氧酶系统就像是点火系统，让马铃薯甲虫拥有了可以熊熊燃烧的抗毒小宇宙。

更重要的是，马铃薯甲虫对多种农药都有强大的适应能力，到今天人类手中的大多数农药已经无法对抗来势汹汹的甲虫大军。拟除虫菊醋类农药是用量最多的农药之一，但是对于马铃薯甲虫而言，这些农药几乎已经变成了饮料。就连新型的Bt蛋白(苏云金芽孢杆菌蛋白)类农药在对付马铃薯甲虫的时候也显现出了颓势。

（摘编自史军《植物塑造的人类史》)