在閱讀教學中普及現(xiàn)代高科技知識

《語文課程標準》指出了閱讀的多重功能：“閱讀是搜集處理信息、認識世界、發(fā)展思維、獲得審美體驗的重要途徑。”

科學技術是人類智慧的展現(xiàn)，科學普及是科學造福社會的主要手段。當今的社會，科學知識非常重要，生活上的每一細節(jié)幾乎都與科學有關，小的如使用手機、看電視及DVD，大至操縱機器、“嫦娥奔月”，無一不與科學有關。例如今天的商場、學校、醫(yī)院等早已電腦化，航空、高速公路、鐵路等大眾交通設施大都高科技化。

高科技是現(xiàn)代化的動力源、國家綜合國力的重要標志、生產力發(fā)展的倍增器、社會進步的杠桿、人類生存與發(fā)展的根本力量，也是當今世界各國競爭的制高點。現(xiàn)代高科技對經(jīng)濟、政治、教育、衛(wèi)生、國防等各行各業(yè)均產生著難以估量的影響。它把人們從繁瑣的事務及艱苦勞動中解放出來，促使生產力以幾何級數(shù)增長。高科技浪潮沖擊著、改變著人類社會生活的各個領域，也沖擊著、震撼著每個人的心。所以對高新科技的了解和應用已成為青少年學習及生活必備的能力。結合課堂教學與日常生活實際，我經(jīng)常將現(xiàn)代高科技知識作為考試或課堂閱讀材料向學生普及滲透。

一.世界超高速海底光纜靠0.1毫米的玻璃管連接

多數(shù)人或許認為，互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)是由衛(wèi)星傳遍世界各地的。事實上，全球90%的互聯(lián)網(wǎng)通信量是由龐大的光纜網(wǎng)絡承擔，它們如蛇一般在海底蜿蜒數(shù)萬千米。世界超高速海底光纜靠0.1毫米的玻璃管，即光纖連接。

世界上最繁忙的兩個互聯(lián)網(wǎng)樞紐是紐約和倫敦，而將這兩座城市連在一起的則是9條光纜。這9條光纜構成了大西洋最新和最先進的海底光纜系統(tǒng)。這套系統(tǒng)的功能異常奇特強大，將來，即便其他8條光纜同時癱瘓，剩下的那一條光纜也完全可以承擔倫敦和紐約雙向互聯(lián)網(wǎng)通信量！

真正的光纜本身其實并不比我們一根橡膠管更粗。但里面的8根頭發(fā)絲般粗細光纖，足以給2000萬人帶來他們所需要的寬帶。一條光纜每秒可以輸送3.2太位(Terabit)數(shù)據(jù)，完成從英國到美國來回12100千米的旅程僅需0.00072秒。它比英國家庭每秒3.6Mbps的平均寬帶速度快近一百萬倍。

海底光纜鋪設工程被世界各國公認為復雜困難的大型工程。在淺海，如水深小于200米的海域，纜線采用埋設，而在深海則采用敷設。水力噴射式埋設是主要的埋設方法。埋設設備的底部有幾排噴水孔，平行分布于兩側，作業(yè)時，每個孔同時向海底噴射出高壓水柱，將海底泥沙沖開，形成海纜溝；設備上部有一導纜孔， 用來引導電纜（光纜）到海纜溝底部，由潮流將沖溝自動填平。埋設設備由施工船拖曳前進，并通過工作電纜作出各種指令。深海光纜的結構要求很高，光纖設在螺旋形的U形槽塑料骨架中，槽內填滿油膏或彈性塑料體形成纖芯。纖芯周圍用高強度的鋼絲繞包，在繞包過程中要把所有縫隙都用防水材料填滿，再在鋼絲周圍繞包一層銅帶并焊接搭縫，使鋼絲和銅管形成一個抗壓和抗拉的聯(lián)合體，在鋼絲和銅管的外面還要再加一層聚乙烯護套。

一旦發(fā)現(xiàn)斷裂的光纜，出現(xiàn)故障的一端會被深海機器人或抓錨拉升到水面，盤在船甲板的工具上，然后，船員開始將它們重新接起來，這是一項勞神費力的工作，需要準確性，并保持相當?shù)睦潇o。在巨浪滔天的海上，顛簸不停的船只中修復故障光纜，此時一切將變得更加艱難。由于擔心遭到恐怖分子破壞，全世界海底光纜的準確位置一直屬于機密。

二.具有超級能力的電腦“云計算”

云計算(Cloud Computing)是分布式處理(Distributed Computing)、并行處理(Parallel Computing)和網(wǎng)格計算(Grid Computing)的商業(yè)實現(xiàn)。基本原理是通過使計算分布在大量的分布式計算機上，而非本地計算機或遠程服務器中。也就是指通過網(wǎng)絡將龐大的計算處理程序，交給在遠程的數(shù)據(jù)中心里，由成千上萬臺電腦和服務器連接成一片電腦云系統(tǒng)搜尋、計算、分析之后將處理結果回傳給用戶。

人們只需要一臺筆記本或者一個手機，就可以通過網(wǎng)絡服務來實現(xiàn)我們需要的一切，甚至包括超級計算這樣的任務。這就好比是從古老的單臺發(fā)電機模式轉向了電廠集中供電的模式。它意味著計算能力也可以作為一種商品進行流通，就像煤氣、水電一樣，取用方便，費用低廉。

通過這項技術，網(wǎng)絡服務提供者可以在數(shù)秒之內，達成處理數(shù)以千萬計甚至億計的信息，達到和“超級計算機”同樣強大效能的網(wǎng)絡服務。目前，Amazon、Google、IBM、微軟和Yahoo等大公司是云計算的先行者，已經(jīng)擁有100多萬臺服務器。云計算以公開的標準和服務為基礎，以互聯(lián)網(wǎng)為中心，提供安全、快速、便捷的數(shù)據(jù)存儲和網(wǎng)絡計算服務，讓互聯(lián)網(wǎng)這片“云”成為每一個網(wǎng)絡用戶的數(shù)據(jù)中心和計算中心，能賦予用戶前所未有的超級能力。

三.可使鈾資源持續(xù)利用3000年以上的快中子增殖反應堆技術

中國的秦山、大亞灣核電站用的都是熱中子反應堆，熱中子反應堆中使用的核燃料，主要是從天然鈾中提取的同位素鈾235，它與熱中子撞擊產生裂變能量。然而，熱中子反應堆所利用的燃料鈾235，在自然界存在的鈾中只占0.7%，而占天然鈾99.3%的另一種同位素鈾238卻不能在熱中子的作用下發(fā)生裂變，不能被熱中子堆所利用。就同火力發(fā)電站要不斷加煤一樣，當核燃料維持不了一定的功率的時候也需要更換，這些被換下來的核燃料組件就叫做乏燃料，通俗地說，乏燃料類似于火力發(fā)電站中的“煤渣”，但是它又絕對不是煤渣，而是大寶貝。

自然界中的鈾儲量是有限的，如果只能利用鈾235，再有30年同樣會面臨鈾235匱缺的危險。因此人們把取得豐富核能的長遠希望，寄托在能夠利用鈾235以外的可裂變燃料上。于是，快中子增殖反應堆便應運而生。快堆中常用的核燃料是钚239，而钚239發(fā)生裂變時放出來的快中子會被裝在反應區(qū)周圍的鈾238吸收，又變成钚239。這就是說，在堆中一邊消耗钚239，又一邊使鈾238轉變成新的钚239，而是新生的钚239比消耗掉的還多，具有核燃料的增殖作用，所以這種反應堆也就被叫做快中子增殖反應堆，簡稱快堆。由于利用率的提高，相對較貧的鈾礦有了開采的價值，鈾資源將因此增加上千倍。以目前探明的天然鈾儲量推測，快堆的使用可以使鈾資源持續(xù)利用3000年以上。

四.最快的諾貝爾獲獎項目“石墨烯”

石墨是由一層層以蜂窩狀有序排列的平面碳原子堆疊而形成的，石墨的層間作用力較弱，很容易互相剝離，形成薄薄的石墨片。當把石墨片剝成單層之后，這種只有一個碳原子厚度的單層就是石墨烯。石墨烯是按六邊形晶格整齊排布而成一種二維晶體，把20萬片石墨烯薄膜疊加到一起，也只有一根頭發(fā)絲那么厚。強度比世界上最好的鋼鐵還要高上100倍，可以開發(fā)制造出紙片般薄的超輕型飛機材料、可以制造出超堅韌的防彈衣，甚至還為“太空電梯”超韌纜線的制造打開了一扇“阿里巴巴”之門，讓科學家夢寐以求的2.3萬英里長（約合37000千米）太空電梯可能成為現(xiàn)實。人類通過“太空電梯”進入太空，所花的成本將比通過火箭升入太空便宜很多。為了激勵科學家發(fā)明出制造太空電梯纜線的堅韌材料，美國NASA此前還發(fā)出了400萬美元的懸賞。

在石墨烯中電子的運動速度達到了光速的1/300，遠遠超過了電子在一般導體中的運動速度，石墨烯的這種特性尤其適合于高頻電路。高頻電路是現(xiàn)代電子工業(yè)的領頭羊，一些電子設備，例如手機，由于工程師們正在設法將越來越多的信息填充在信號中，它們被要求使用越來越高的頻率，然而手機的工作頻率越高，熱量也越高，于是高頻的提升便受到很大的限制。由于石墨烯的出現(xiàn)，高頻提升的發(fā)展前景似乎變得無限廣闊了。這使它在微電子領域也具有巨大的應用潛力。研究人員甚至將石墨烯看作是硅的替代品，能用來生產未來的超級計算機。

從2004年石墨烯材料的實驗室制備成功，到2010年安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫獲得諾貝爾物理學獎，只有6年時間。

五.時速4000公里的真空管道磁懸浮列車

時速4000公里，能耗不到航客機1/10，噪音和廢氣污染及事故率接近于零，這是真空管道磁懸浮列車的驚人特點。作為新一代磁懸浮列車，真空管道磁懸浮列車將把中國北京與美國華盛頓納入兩小時交通圈。

磁懸浮真空管道高速交通，可以在海底及氣候惡劣地區(qū)運行而不懼環(huán)境影響。簡而言之，就是建造一條與外部空氣隔絕的管道，將管內抽為真空后，在其中運行磁懸浮列車等交通工具內部是適宜人大氣環(huán)境、外部是真空環(huán)境，就相當于航天員楊利偉乘火箭上天后以5000米／秒高速運行的太空倉，由于沒有空氣摩擦的阻礙，真空管道磁懸浮列車的運行速度可接近第一宇宙速度，達到每小時2萬公里，能大大縮短地球表面任意地點間的時空阻隔。真空管道磁懸浮列車，類似于當初蒸汽機取代馬力，將帶來劃時代的變革。民航、鐵路運輸將被大面積取代，人類將進入更清潔、高效的旅行時代。

顏毅，教師，現(xiàn)居重慶開縣。