DNA数据

    ①“欢迎来到DNA数据保护中心！您现在正在档案馆里。”讲解员微笑着做了一个手势，示意我们可以仔细观察这间屋子。仅仅三十多平方米的房间，储藏这全世界三分之一人口的所有数码信息，包括数千亿张家庭照片、音乐、文件和其它影像资料。

    ②这个场景一点也不“科幻”，就像在“硬盘”上保存数据一样，人们已经知道怎么在DNA上保存数据了。2016年4月，著名的好莱坞影视技术公司特艺集团的研发团队宣称自己已经在几段DNA上储存了100万份电影《月球旅行记》的拷贝。

    ③特艺集团的成就并非创举。早在2012年和2013年，就有两个团队将一本300页的书、若干图象、一个PDF文件，甚至声音成功地储存在了DNA上。而这次新奇之处在于第一次成功地把视频资料储存到了DNA上。这也说明现在已经可以在DNA上存储一切数码信息。

    ④如今，人类产生越来越多的信息，而储存它们变得越来越困难。在电脑和手机的时代，我们现在每年制造出来的数据要比人类有文字以来产生的数据总和还要多!预计从2013年到2020年，这一数据量将增长11倍，且这种趋势并无逆转迹象。根据数据储存专业公司易安信的计算，如果用内存为128GB的苹果ipad Air来储存这些数据，所需的ipad  Air叠起来可以在地球到月球之间堆六摞。人类呼唤比现有储存系统更高效的新系统。

    ⑤DNA恰能满足以上需求，数十亿年来，它一直是生物遗传信息的载体。DNA能将数量惊人的数据储存在极小的体积里，因此也是最高效的：在体积不到一只蚂蚁的百分之一的人类细胞核中，DNA包含有35亿对碱基，而碱基是编码遗传信息的最基本的材料。在硬盘上，信息以“字节”（0或1）形式记录，每个字节要占200纳米（0.0002毫米）的空间；而在DNA上，记录一个字节只需0.2到0.3纳米。

    ⑥如今，Google、facebook和亚马逊为了储存数据，需要多个面积数倍于标准足球场的数据中心的支持，而且这还很耗电。而用DNA这种新型载体，只需一个汽车后备厢就能满足它们所有数据的储存需求。

    ⑦那么，DNA如何去录视频的呢？特艺集团请来美国基因学家当顾问。他们首先将电影数码化，转化成电脑能识读的二进制语言，也就是转化成一系列0零和1的编码。然后研究人员将这些二进制编码转化成由四个。剑姬碱基（A、C、C、T）构成的DNA编码。得到这这串编码后，就能制成相应的DNA序列，并在合成器（一组能自动拼接A、C、C、T的机器）的帮助下，拷贝数千份。这样就获得了DNA片段，它他们如同发丝一样漂浮在装有液体的玻璃容器里，每一分都包含着电影的一个片段。

    ⑧DNA储存的另一张王牌就是它的持久性。只要储藏空间保持寒冷干燥且避光，保存时效可能长达数千年，即使在恶劣环境中其半衰期也超过500年。现有的其他载体，无论是硬盘、CD还是DVD，最多只能保存数十年。并且，这些载体一旦过了保存期限，硬件就会更新换代，再也找不到能读取它们的机器了。但DNA储存就没有此类问题：只要有人类存在，就一定会有破译编码的技术。

    ⑨不过DNA储存还无法立即取代硬盘。读取（排序），尤其是写入（合成）所需的时间还是太漫长了。不仅如此，这两个步骤目前耗资甚巨，合成成本可达数百至数千欧元。

    ⑩但数十年后，或许DNA储存就会普及。对于没有迫切使用需求的信息，我们就可以考虑用DNA来储存。事实上，DNA储存已经引起了电影公司、博物馆、档案馆，还有诸如亚马逊、Google之类有长期信息储存需求的机构的兴趣。

    ⑪信息技术巨头微软公司即于2016年4月宣布，将购买1000万条DNA，用于研究数据储存。这次，科学终于追上了科幻小说的步伐!  

 （选自《青年文摘》2017年第2期，有删改）

高速公路上的弯道

    ①《诗经》里记载：“周道如砥，其直如矢”。这句话形容周代的路况非常好，就像磨刀石那样平整，像离弦之箭那样笔直。可见自古以来，人们就希望道路平坦笔直，觉得这样行驶车辆才能安全快捷。

    ②然而，现代许多国家修建高速公路时，对高速公路的直线路段长度加以限制，一般规定直线段跨段不超过设计时速的140﹣120．如一段高速公路的设计时速为每小时120公里，它的直线路段长度不能超过3公里﹣6公里。我国北京至天津塘沽高速公路全长152公里，弯道有33处之多，其中有十几处弯道是故意设置的。有些国外高速公路弯道设置更多，美国加州的一段200公里的高速公路，竟然有50多处弯道。

    ③研究表明，在过于平坦笔直的路面上高速行车极易发生车祸。首先，发动机的声调一成不变，驾驶员会因缺乏感官刺激逐渐产生精神疲劳，速度感和快速反应能力会大大减弱，在这种情况下极易发生交通事故。再者，从眼睛的视觉特性来看，如果汽车司机长时间地注视着无限远方，会产生一种视差，把近处的东西看成是远方的东西，医学上谓之“空虚近视”，对安全行车极为不利。同时从心理角度看，过于平坦笔直的道路，也会让人产生心里懈怠，诱发“飙车”欲望。你也许已注意到，车辆从高速公路下来都一律经过一段弯路，车辆缓慢地沿着弯道顺从而下，这段弯道就是对驾驶人员的安全引导，防止车辆下高速路后车速过快而诱发安全事故。

（选自《百科探索》2016年第11期，有删改）

AR技术正全面涌入我们的生活

    2016年7月，一款由日本电子游戏业三巨头之一的任天堂公司和美国软件开发公司Niantic联合开发的智能手机游戏《口袋妖怪GO》一经上线，便立刻风靡美国、澳大利亚等地，全球目光也因此聚焦到了增强现实技术（简称“AR”）及其产业发展潜力上。

    AR技术是一种利用计算机系统产生三维信息来增强用户对现实世界感知的新技术。其原理是人们首先通过计算机技术将虚拟信息传递给现实世界，然后将二者叠加到同一个画面或空间中，使其同时存在，再通过硬件和软件的协调作用，使得身处其中的用户能够以自然的方式与虚实景物进行三维实时交互。AR技术实现了虚拟信息与真实世界的无缝连接，为虚拟世界和现实世界的接轨提供了通道。

    AR技术的意义在于，它是一个类似互联网一般的伟大创新。AR技术不仅仅是一项技术，更宣告着一个时代的到来，它改变着人类的工作和生活。

AR技术让学习更直观

    AR技术首先将冲击我们当前的教学方式，或渐渐地改变现在的教育观念。AR技术特别适用于教育行业，因为它和当前提出的情境教学法和建构主义教学新思想非常契合。教育领域广泛应用AR技术是基于“学为主体”的教学理念，它不仅可以让学生自主探索学习各种有趣的内容，还可以鼓励学生大胆地进行实验，因为学生即便在实验的过程中犯错也不会产生任何严重的后果。AR技术可以使学习者进入一个与现实世界高度相仿的环境中，使其不仅能在视觉上感受三维事物，还可以用动态的、真实的触感进行交互式学习，体验现实世界。未来的AR技术甚至可以让学习者瞬间从一个场景进入另一个场景，这具有相当重大的意义。

    目前，国内已经有不少企业涉足AR教育，不过多数是儿童早教。传统的教学方式一般是枯燥乏味的，例如“填鸭式”教育往往会导致学生出现学习精力不集中、兴趣缺乏等现象。而AR技术能够将虚拟信息叠加到现实世界中的特性，可以使教学中原本枯燥的知识变成一个个生动的形象，像特殊地形地貌、历史人物事件不容易接触到的事物等都可以通过AR技术展现在学生面前。这不仅可以激发学习者的学习兴趣，还能提高学习效率，达到事半功倍的效果。

    AR技术让治疗更精准

    AR技术比较成熟的医疗应用是关于血管照明的，即通过PC应用软件帮助医务人员在手术中实时观察患者隐藏的血管。此前，心脏病专家就借助谷歌眼镜成功地疏通了一位49岁男性患者堵塞的右冠状动脉。这位患者的冠状动脉成像和三维数据呈现在智能眼镜的显示屏上，根据这些实时放大的图像，医生就可以将患者的血液导流到动脉。

    不同于传统手术，AR技术的介入就像一个放大镜 ， 能直接“放大”手术伤口。患者的彩超、MRI、CT图像等将直接映射在手术部位，让医生能够看到肉眼难以分辨的细微之处，获得“透视”功能，大大提高手术的精准度与成功率。

    目前，AR技术在工业、军事、娱乐、医疗等领域正蓬勃发展，相信在不久的将来，我们就可以见证“虚拟照进现实”的那一天。

新年敲响钟声108下

    ①新年到来的时候，北京大钟寺、登封少林寺、苏州寒山寺、杭州灵隐寺等全国各大寺院都会响起钟声。新年钟声是有讲究的，要敲108下。这是为什么呢？一种说法是，一年有12月、24节气、72候（每五日为一候），这些数字加在一起就等于108；还有一种说法是，9是最大的数字，又和“久”谐音，108代表着12个月里都有9。钟声响起，代表辞旧迎新，迎春接福。在城市高层建筑稀少的年代，有些寺庙的钟声可以传出几千米远。

    ②为什么钟声能传得那么远呢？我们以北京大钟寺的钟为例来说明。这口钟铸造于明朝永乐年间，所以又叫作“永乐大钟”。它是我国现存最大的青铜钟，高约7米，总重量约64吨，钟体不同部位的厚薄不等，最薄的地方在钟腰，有94毫米，最厚的地方在钟口，有185毫米。将近600年过去了，这口钟依然没有一处裂缝，撞钟时声音还是那么洪亮、浑厚。

    ③两千多年前，我国的能工巧匠就掌握了铸造青铜钟的技法，成书于春秋战国时期的《周礼•考工记》对此有详细的记载。永乐大钟钟身坚固、声音洪亮的秘密就在于它继承和发扬了这一技法。永乐大钟钟身高度和钟口宽度的比例是1：0.7，这也是我国古代铸造铜钟一直以来遵循的比例。为什么要钟身长、钟口小呢？据声学研究显示，这种形状便于散音。这和《考工记》中“钟小而长，则其声舒而远闻”的记载相符。

    ④钟声悠扬和铸造铜钟的化学成分也有关系。化学分析表明，永乐大钟不同部位的化学成分是相同的，都是含铜80.54%、锡16.40%、铅1.12%，另外还有金、银、铁等其他金属。《考工记》中说，铸造青铜钟应当“六分其金而锡居一”。现代研究也证明了这一说法的科学性，当青铜器中锡的含量在15%～17%时，其抗裂性能最好，声学效果最佳。

    ⑤《考工记》中记载：“钟厚则石，已薄则播。”意思是说：钟身厚，声音就沉闷；钟身薄，声音就传得远。永乐大钟的钟身厚度不一，在撞击时不同部位振动的频率不一样，所以发出的声音也不一样。声学仪器测试发现，永乐大钟发出的声音频率从16赫兹到800多赫兹不等。许多声音听起来就像音乐，比如振动在169赫兹的声音听起来像是“哆”，164赫兹的声音听起来像是“咪”。这么多的声音汇集在一起，就像一场宏大的交响乐。

⑥除了永乐大钟本身的特点之外，温度和不同的介质对钟声的传播也有影响。从声学的角度分析，声波总是向温度低的区域偏折。新年钟声在午夜敲响，这时空中的温度高，地面的温度低，所以声波会向地面偏折，沿着地表传播得很远。如果在水边听新年钟声，你会感觉钟声更加清晰，因为水面是平的，声波反射更加平稳。唐代张继的《枫桥夜泊》传诵千年：“月落乌啼霜满天，江枫渔火对愁眠。姑苏城外寒山寺，夜半钟声到客船。”水乡秋夜，孤舟渔火，钟声从远处的寒山寺沿着江面悠悠地传来，一声声诉说着游子的孤寂和哀愁。《红楼梦》中，贾母月下听笛时，觉得“笛声远远的吹起”，听戏时坐在藕香榭的水亭中，也是这个道理。声音沿着水面传播时，回音方向一致，水面是天然的音响，能让乐音更加清晰悦耳。

    ⑦江上聆钟，月下闻笛，隔水听曲，中国文化有一种诗意的美感。新年敲108下钟声，体现了对传统文化的继承，也表达出对国泰民安的祝愿。

（选自《知识窗》2018年第2期）

植物爱听和谐音乐

   ①一群喜欢户外运动的青年男女在西双版纳勐腊县的一处原始森林，发现了一种会跳舞的树。当时，他们长途跋涉，人困马乏，有人提议就地歇息。一个活泼好动的年轻人拿出随身携带的收音机，播放了一曲轻松舒缓的乐曲。这时，奇怪的一幕出现了：只见旁边的两棵小树随着乐曲晃起身子来，滑稽可爱，随行的人全被它逗乐了。大家忘记了疲劳，跑过来欣赏小树跳舞。有人提议：“换一首曲子，换一首曲子。”又有人喊：“换快节奏的。”于是，收音机的主人调了频道，换了一曲激烈的摇滚乐。奇怪的是，刚才还在摇头摆尾的小树突然停止不动了，像是被突然吓着了似的，静静地呆立着。这是怎么回事呢？是不是它只会跳优美的舞蹈，不会跳强劲的舞蹈呢？于是，年轻人又调回刚才的频道，小树听了这优美的曲调，又开始摇头摆尾。所有人都惊呆了，他们得出一致结论：小树喜欢轻柔、温和的曲子，不喜欢节奏强烈的乐曲。

   ②事实真是这样，小树的确是只爱听舒缓的音乐，激烈亢奋的曲调会让它进入睡眠状态。法国农科院一位专家为了验证植物的音乐细胞究竟有多浓，异想天开地把崭新的耳机套在一棵蕃茄上，每天定时播放3个小时的音乐。数周后，奇迹出现了，这棵蕃茄长势强劲，比周围任何蕃茄结的果实都多，而且个头儿大，每个果实平均重达两斤以上。

    ③还有一位科学家，每天下班后都喜欢在自家花园里拉上一段优美的小提琴曲。打理花园的妻子惊喜地发现，濒临死亡的雏菊又重新绽放了生机。不仅如此，音乐就像兴奋剂，那些平常蔫头耷脑的花儿们听了音乐，一朵朵开得热烈而灿烂。后来，她的科学家丈夫翻阅资料，才明白这是小提琴的功劳。那些花儿，正是因为听了优美的音乐，才焕发了生机。它们的叶子绿得茁壮而卖力，花开得鲜艳而硕大，这让科学家欣喜万分。凭着职业的敏感，这位科学家开始思索，既然花儿这么热爱音乐，庄稼会不会也是如此呢？他开始有意识地在稻田里播放音乐。他每天上午准时来到稻田，给水稻们播放半个小时的轻柔乐曲。一个月后，这片田里的水稻比普通生长的水稻要高出30多厘米，也就是说，是音乐代替了化肥使它们长得又高又壮。

   ④草本植物既没有听觉器官，又不具备听力系统，为什么它们接触了音乐，会产生如此大的变化呢？

   ⑤音乐，说白了是一种持续声波。在优美、轻快声波的反复刺激下，植物体内的物质分子会发生共振，那些处于休眠状态的分子，随着音乐节奏被悄悄激活，开始运动。正是这一过程促进了新陈代谢，加快了细胞分裂，大大地促进了它们的生长发育。如果适当地对植物播放音乐，它们就会不断地进行代谢和分裂，从而达到快速生长的目的。不过，一定要选择那些和谐美好、悠扬柔和的音乐来播放。反之，植物听了节奏强烈的打击乐和摇滚风，不但不会长势旺盛，还容易暴病而亡。这可绝不是闹着玩的。别看它们不会说、不会表达，但它们绝对懂得：什么是好的，什么是不好的。

【材料一】

2022年11月29日，我国申报“中国传统制茶技艺及其相关习俗”项目，经联合国教科文组织保护非物质文化遗产政府间委员会评审通过，列入联合国教科文组织人类非物质文化遗产代表作名录。目前我国共有43个非物质文化遗产项目列入联合国教科文组织非物质文化遗产名录、名册，居世界第一。

（选自《人民网》，有删改）

【材料二】

茶源于中国，西汉时期的《神农本草经》就有“神农尝百草，日遇七十二毒，得茶而解之”的记载，所以茶作为传统的保健饮料，已有四五千年的历史。现已明确茶叶含有茶多酚、茶多糖等生理活性成分，具有降血糖、降血压、降血脂、抗氧化、抗肿瘤等功效。但是针对其“降血糖、降血压”的有效剂量目前尚没有统一定论。
    实际上，我们的血糖升高和血压升高与饮食密切相关。都说一胖生百病，糖尿病、高血压的发病高危因素就包括超重、肥胖以及长期膳食不平衡和油、盐、糖摄入过多等。如果不能从根本上调整我们不良的饮食结构，改变高油、高盐、高糖的饮食习惯，超重和肥胖依然高发，血糖、血压也会持续上升。所以，想通过喝茶来降低血糖和血压，简直就是“不可能完成的任务”。

（选自《大众健康》，有删改）

【材料三】

近日，“围炉煮茶”在各大平台走红，成为今年茶饮新趋势。某短视频平台的“围炉煮茶”话题视频播放量达3.2亿次；小红书上“围炉煮茶”话题获得超1153万次的浏览量。其实“围炉煮茶”并不是新鲜事物，而是由云南少数民族传承多年的茶文化——“火塘烤茶”转变而来。为何茶文化一时间博得众多年轻人青睐？答案总是绕不开“新中式”。“新中式”与茶文化的结合，将传统茶文化与时代接轨，离年轻一代更近了一步。
    艾瑞咨询发布的《2021年中国新式茶饮行业研究报告》显示，2020年中国新式茶饮行业市场规模已达772.9亿元，预计到2030年市场规模将接近2000亿元。商家在传承传统茶文化的基础上，通过研究年轻一代多元化的需求，完成了对茶文化形式和内容上的创新和改造。新时代需要传统文化的浸润，传统文化应当乘着“新中式”的东风，唤醒公众骨子里的文化基因，一步步靠近年轻人，在传承中创新。

（选自《新周刊》，有删改）