可燃冰

    ①科学家发现一种在特定低温高压条件下形成并稳定存在，广泛分布在浅海底层沉积物、深海大陆斜坡沉积地层和高纬度极地地区永久冻层中的天然气水合物——一种似冰状的白色固体物质，因含有大量甲烷而可燃，所以也被称为“可燃冰”。

    ②可燃冰是天然气（甲烷类）被包进水分子中，在海底低温与压力结晶形成的。形成可燃冰有三个基本条件。首先，可燃冰在零度以上可以生成，在20℃时便要分解，而海底的温度一般都在2℃--4℃；其次，可燃冰在零度时，30个大气压以上就可以生成，而以海洋的深度，30个大气压很容易保证，并且压力越大，水合物就越不容易分解，就越稳定；最后，海底的有机物沉淀，其中富含的碳经过生物转化，可形成充足的甲烷气源。海底的地层是多孔介质，在温度、压力和气源三者具备的条件下，便会在介质的空隙中生成可燃冰的晶体。

    ③可燃冰是1972年由苏联科学家在北极圈内首次发现并确认的，随着美俄科学家不断地探测，到目前为止，估计全球可燃冰储藏量高达石化燃料储藏量的2倍 ， 勘探出的储藏地区包括30个海洋储藏地和8个燃料储藏池。

    ④据科学家测算，1立方米的可燃冰，在常温常压下可释放164立方米甲烷气体和0.8立方米的淡水。甲烷是人们可以用来燃烧发电的可燃气体，而且燃烧后几乎不产生任何污染物质。可燃冰将成为21世纪极具潜力的洁净新能源。

    ⑤要使可燃冰早日造福于人类，关键是要找出安全有效的开采方法。甲烷气体是温室气体之一，一旦散失，会严重破坏环境。而且可燃冰的开采还可能会造成大陆架边缘动荡，引发海底塌方并导致灾难性的海啸。因此，可燃冰的开发利用还面临着种种难题。但我们相信，随着人类对可燃冰研究的不断深入，这些难题一定会在不久的将来得到解决。

圆珠笔头的制造难度有多大

任志方

    ①据中国制笔协会名誉副理事长陈三元介绍，圆珠笔头分为笔尖上的球珠和球座体。油性圆珠笔头的圆珠由黄铜、钢或者碳化钨制成；水性圆珠笔头的圆珠则采用不锈钢、硬质合金或氧化铝等材料制成。由这些材料制成的圆珠笔，要满足在同一个角度下，连续不断地书写800米不出现断线情况才算合格。

②其中，球珠用的碳化钨的硬度比钢的硬度高数倍，仅比金刚石稍微差一点。直径0.5毫米到1.0毫米的碳化钨球珠，我国不仅可以满足国内生产需要，还大量出口。其制造工艺和轴承滚珠类同，主

要是采用滚珠旋压成形技术，用钢丝冲剪，或成型锻压成小方块，再磨成圆珠，需要专用的滚珠凹模座，它的精度与旋压力、转速有关。

    ③在实际生产过程中，碳化钨先被制成标准尺寸略大的小颗粒，散铺在一个带沟槽的板上，并使这些小颗粒进入圆形沟槽，仅露出其项部。然后放土一块又重又平的顶盘，压在这些小颗粒上面，在两盘之间注入研磨油，使这些小颗粒浸泡在含有粉末状金刚石的润滑混合物中。接着转动起下盘，使这些碳化钨小颗粒在圆形槽内不断地翻腾滚动，在槽壁、顶盘以及相互之间不断地接触，金刚石粉末不断地把这些小颗粒的边角研磨掉，使它们逐渐变得又圆又光。研磨过程还要停下来几次，将这些小圆珠取出洗净，进行测试，直到生产出光滑度适中，符合标准的小圆球为止。

    ④这一产品真正的设计难点在于怎样把这么小的圆球，在极大的数量下，做到相同的尺寸。这里的高精度、高互换性是基于整个工业体系的严谨才能得到的。

⑤笔头的另外一部分，直径仅有2.3毫米的球座体，无论是生产设备还是原材料，此前长期掌握在瑞士、日本等国家手中。关键部位的尺寸精度要求在两微米之内，表面粗糙度要求0.4微米，在笔

头最顶端的地方，也就是放小圆珠的地方，厚度仅有0.3到0.4毫米。由于后期要进行高精度的加工，既要容易切削，加工时还不能开裂，对不锈钢原材料提出了极高的性能要求。

    ⑥加工这种球座体所用到的机床，是专用于加工镍白铜和不锈钢水性、中性圆珠笔头的自动加工机床，只要将冲成一定长度的坯料加入料斗后，机床能自动完成从进料夹紧、分多次钻削内孔、车外圆、锥面、镗珠座孔、冲气槽、装球珠、收口、压珠直至出料，加工装配全过程。

⑦圆珠笔头对加工精度的要求极高，由于笔头上不仅有小球珠，里面还有5条引导墨水的沟槽，生产加工中每一个小小的偏差都会影响书写的流畅度和使用寿命，笔尖的开口厚度不到0.1毫米，还要考虑到书写角度和压力，球珠与笔头、墨水沟槽位必须搭配得“天衣无缝”，加工误差不能超过0.003毫米。以来自瑞士公司的笔头一体化生产设备为例，生产一个小小的圆珠笔头需要二十多道工序。

 (摘自《读者》2017年第7期，有改动)

新能源误解

       ①新能源又称非常规能源，是指传统能源之外的各种能源形式，即刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广的能源，如太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等。事实上，人们对于各种新能源存在种种误解。

       ②在最近的一次美国全国民调中，72％的受访者对核电站可能发生的事故表示担忧。然而，在60年的核能运用历史中，不到100人直接死于核电站事故。

③“煤炭和石油等燃料看似更安全，但从统计数据上看，它们更加致命。每年，好几百人因为采煤死亡，主要死于职业病和井下事故。煤电站的危害也不容忽视。”退休核物理学家杰拉德·E·马什说。煤电站释放的辐射远远超过核电站。每年有2.4万人因为煤电站污染死亡，主要死于肺癌等疾病。石油生产也存在隐患，不久前发生的墨西哥湾漏油事故是最好的例子。

       ④相比煤电站，核电站只释放少量二氧化碳。只需要几百座核电站就足以提供美国所需的全部电力，减少对化石燃料的依赖。根据不同机构公布的统计数据，切尔诺贝利事故辐射导致的间接死亡人数在4000至98万之间。但是，切尔诺贝利使用的是苏联设计的RBMK反应堆，很原始，没有安全壳，不同于美国使用的反应堆。

       ⑤一些生物技术公司梦想利用水藻这种小小的绿色生物生产每加仑几美分的廉价燃料，永远解决这个星球的交通动力问题。

       ⑥最适合制造生物柴油的微藻能将太阳能转化成油脂，但是实验显示，它们对生存环境相当挑剔。藻燃料研究者花了几十年时间，尝试在开放的池塘中繁殖这种微藻，但是，池塘很快就会被生存能力更强的本土藻类侵占，导致产油的微藻失去生存空间。

       ⑦封闭的生物反应器可以解决这个问题，但会导致成本大幅增加。此外，随着反应器数量增加，表面积与容积的比例逐渐减少，导致微藻无法充分接触阳光，减少它们的油脂产量。藻燃料最终也许能够变得廉价而实用，但还需要大量的实验、改进和昂贵的设施。

       ⑧不幸的是，清洁廉价的煤炭依然是美好的白日梦。美国国家能源技术实验室研究发现，取决于不同技术，二氧化碳捕捉封存将导致煤电价格上涨30％～100％。此外，在发电量相同的情况下，实施二氧化碳封存的煤电站比其他煤电站多燃烧1／5的煤炭。这意味着更多破坏性的煤炭开采，煤炭运输过程中释放更多二氧化碳，更多煤灰，更多燃烧煤炭产生的有毒副产品。约翰·霍普金斯大学的环境科学家玛丽·福克斯说：“我们实施了一些清洁空气的技术，但与此同时，导致更多固体废渣的产生。”

       ⑨这些废渣可造成严重环境污染。比如，在田纳西州，煤灰泥浆冲破堤坝，导致水源被汞、铅和砷污染。处理这些有毒废物每年可能花费50亿美元。别指望任何技术突破能够让全美国500多家煤电厂一夜之间变得干净起来。

       ⑩通往新能源的道路充满了诱人的机会和危险的陷阱。选择最佳道路需要清醒的头脑，绝不能盲从。事实证明，节约能源才是最廉价的新能源。

                                                                                                                                                                                                 （原文有删改）

人工智能：还只是人类的“工具”

    谷歌“Alphago和韩国棋手李世石的人机大战尘埃落定，但人工智能的进化之旅才刚刚启程。人类为何要研究人工智能？人工智能会不会有一天超过人类成为”超级智能”？我们应该以什么样的心态来看待人工智能的突飞猛进？

    “阿尔法狗”用3000万局“自我对弈”数据来训练，靠的是“题海战术”

    如果看一下背后的技术原理，Alphago其实也不是那么神秘，本质上与约20年前战胜国际象棋冠军的“深蓝”计算机一样，解决的是一个超大规模的搜索问题。有所不同的是Alphago采用了当下非常热门的深度神经网络，以及深度神经网络跟蒙特卡洛树搜索算法的结合技术。

    人工智能的核心是机器学习技术，通过算法使机器能从大量历史数据中学习规律，从而对新的样本做智能识别或对未来做预测。20世纪80年代末以来，机器学习的发展大致经历了两次浪潮：浅层学习和深度学习。深度学习是机器学习的一种，本质上就是人エ神经网络。它模仿人类大脑行为的神经网络，更接近于人类的学习方式。

    研究人工智能的目的不是让机器完全取代人，更应关注人工智能的“工具”属性

    近年来人工智能在模仿人类的感知能力方面有了较大突破，在语音识别、图像识别等问题上有了长足进展。但在更复杂的认知层面，例如对于语言和图像的理解、逻辑推演等方面跟人类还有很大的差距。人工智能之所以会让部分人感到恐惧，主要是因为人们联想起科幻作品里的机器人。科幻往往把机器“拟人化”，而今天已经成功应用的和大批科学家致力于研究的人工智能技术，其目标并不在这些方面。

    人工智能将来会像科幻电影中那样，自我进化掌管世界，应当还比较远。我们更关心的是人エ智能的“工具”属性，可以大大延伸人的能力，解放人类的劳动力，成为人类很好的“帮手”。就像人类制造了飞机和汽车，但你不必担心它们会威胁到你。

人工智能还无法突破认知和情感，需要向生物智能“取经”

    未来，人工智能在感知这个层面会有飞速进展，而在认知和情感这个层面还有很长的路要走。

    在研究者们煞费苦心研发各种功能的传感器配备给机器时，生物自身“传感器”的能耐吸引了科学家的注意。生物的眼睛能识别电磁波，耳朵能识别空气振动，神经系统能够根据波长和强度瞬间将这些电磁波感知为不同的颜色，能感知空气振动并将其转换为语言。因此人工智能的研究人员很早就开始从脑科学研究中寻找思路，近几年也提出了创造生物智能与机器智能优势互补的混合智能系统的想法。

（选自《人民日报》，有删改）

链接一：

    素有硅谷“钢铁侠”之称的埃隆·马斯克语出惊人：未来人类需要与机器合体成赛博格，才能避免被人工智能淘汰。“赛博格”这个舶来词汇是对英文“Cyborg”的音译。它是指运用科学技术对人类身体进行控制和改造，从而使人类身体的机能更加强大。这种改变肯定不局限于人体，还将波及道德伦理，甚至整个人类社会。比如，人类通过赛博格技术有了惊人的杀伤力和破坏力，谁又拦得了他们呢？这是对社会伦理道德的考验。

（选自《科技日报》，有删改）

链接二：

    人类制造的智能机器人威胁到人类自身的生存，这被称为“技术奇点”问题。技术奇点是指拥有人类智能的机器人不断改进自己，并且制造或繁殖越来越聪明、越来越强大的机器人，最终达到人类不可预测、无法控制的地步。如果制造智能机器人的技术越过这一奇点，局面将无法收拾，会伤害人类甚至使人类面临灭亡的危险。

（选自《人民日报》，有删改）

链接三：

    汉斯·乌斯克莱特对本报记者强调，人工智能的研究方向不是要取代人类，而是要与人类互补，增强人类的能力。我们要认识到一点：对人类而言很简单的事情，对机器来说可能很难；对人类很难的事情，对机器而言可能很简单。人工智能不会取代人类，因为只有人类才具有创造力，而机器只关注如何解决眼前遇到的问题。要让人工智能避免犯下道德层面的错误关键在于人类自己。在没有更好的解决方法前，不应涉及人工智能伦理学这一研究领域，不该将机器置于道德上两难抉择的境地。

（选自《人民日报》，有删改）