科學(xué)技術(shù)之科技前沿篇

　　【主題導(dǎo)語(yǔ)】
　　“天空在我頭上盤旋，向我們展示無(wú)窮的魅力，而我的眼睛卻在貧瘠的土地上。”這句詩(shī)，引發(fā)了我們無(wú)限的思考：在21世紀(jì)的今天，當(dāng)我們利用數(shù)字科技在家中收看電視時(shí)，當(dāng)我們搭載著客機(jī)在各大洲穿梭時(shí)，當(dāng)我們留心天氣預(yù)報(bào)時(shí)，我們?cè)缫迅兄丝萍嫉臒o(wú)限魅力！那么，今天站在祖先堅(jiān)實(shí)肩膀上的我們，亦應(yīng)承載這種經(jīng)歷了歷史蕩滌的精神與人生理想，站在科技的最前沿，用雪亮的眼睛審視世界，用科學(xué)解開生活中的萬(wàn)千之謎！下面，就讓我們的思想插上探索的翅膀，在宇宙的神秘王國(guó)里飛翔，去迎接科學(xué)燦爛的陽(yáng)光吧！
　　
　　【強(qiáng)化訓(xùn)練一】
　　請(qǐng)注意，“物聯(lián)網(wǎng)”來(lái)了
　　□劉露
　　
　　當(dāng)司機(jī)出現(xiàn)操作失誤時(shí)，汽車會(huì)自動(dòng)報(bào)警；早晨出門時(shí)，公文包會(huì)提醒主人忘帶了什么東西；衣服會(huì)“告訴”洗衣機(jī)對(duì)顏色和水溫的要求……這是國(guó)際電信聯(lián)盟的一份報(bào)告中描繪的“物聯(lián)網(wǎng)”時(shí)代的圖景。
　　物聯(lián)網(wǎng)的概念是在1999年提出的。它的定義很簡(jiǎn)單：通過(guò)射頻自動(dòng)識(shí)別技術(shù)、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái)，進(jìn)行信息交換和通訊，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)質(zhì)是利用RFID技術(shù)（俗稱電子標(biāo)簽），通過(guò)計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)物品的自動(dòng)識(shí)別和信息的互聯(lián)與共享。RFID技術(shù)我們并不陌生，到超市買東西結(jié)賬時(shí)，收銀員掃描的條形碼用的就是這種技術(shù)。
　　物聯(lián)網(wǎng)代表了下一代信息發(fā)展技術(shù)，但是就它的某些應(yīng)用領(lǐng)域和應(yīng)用方式來(lái)說(shuō)，我們也不是很生疏。比如紅外防盜、GPS定位系統(tǒng)等，只不過(guò)這些還是初級(jí)的個(gè)體應(yīng)用。
　　目前，中國(guó)移動(dòng)已經(jīng)有一些成功的嘗試。例如，在食品生產(chǎn)加工領(lǐng)域，中國(guó)移動(dòng)與牧區(qū)合作，給放養(yǎng)的羊群中的每一只羊都貼上一個(gè)二維碼。這個(gè)二維碼會(huì)一直保持到超市出售的每一塊羊肉上，消費(fèi)者可以通過(guò)手機(jī)閱讀二維碼，知道羊的成長(zhǎng)過(guò)程，確保食品安全，這就是“動(dòng)物溯源系統(tǒng)”。今天，我國(guó)已有10億存欄動(dòng)物貼上了這種二維碼。
　　同樣，上海移動(dòng)也為多個(gè)行業(yè)客戶度身打造了集數(shù)據(jù)采集、傳輸、處理和業(yè)務(wù)管理于一體的整套無(wú)線綜合應(yīng)用解決方案。上海目前推出了“車務(wù)通”系統(tǒng)，上海移動(dòng)將10多萬(wàn)個(gè)芯片裝載在出租車、公交車上。在該系統(tǒng)普及后，交通部門可以通過(guò)專門的設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)，對(duì)道路上的所有車輛進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并在第一時(shí)間處理突發(fā)事故。在2010年世博會(huì)期間，“車務(wù)通”已全面運(yùn)用于上海公共交通系統(tǒng)，以最先進(jìn)的技術(shù)保障世博園區(qū)周邊大流量交通的順暢。除了大量的行業(yè)應(yīng)用，物聯(lián)網(wǎng)對(duì)人們的日常生活也將產(chǎn)生影響。據(jù)透露，上海移動(dòng)目前正與某速遞公司商談，計(jì)劃未來(lái)在速遞信封內(nèi)也安裝上包含物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的芯片。在快件投送出門后，用戶和速遞公司可全程掌握快件的流程進(jìn)展，直到收件人確認(rèn)收到快件為止。
　　有專家預(yù)測(cè)10年內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)就可能大規(guī)模普及，全面進(jìn)入人們的生活，改變?nèi)藗兊纳罘绞?。屆時(shí)，在個(gè)人健康、交通控制、環(huán)境保護(hù)、公共安全、平安家居、智能消防、工業(yè)監(jiān)測(cè)、老人護(hù)理等幾乎所有領(lǐng)域，物聯(lián)網(wǎng)都將發(fā)揮作用。
　　（選自《知識(shí)窗》2010年第5期）
　　思考練習(xí)
　　1.簡(jiǎn)述第一自然段在文中的作用。
　　2.什么是“物聯(lián)網(wǎng)”？用文中的話概括回答。
　　3.舉例說(shuō)明本文使用的說(shuō)明方法有哪些？
　　
　　【強(qiáng)化訓(xùn)練二】
　　能源新方向——細(xì)菌產(chǎn)石油
　　□高育紅
　　
　　在目前能源逐漸緊缺的形勢(shì)下，尋找可再生能源是各國(guó)科學(xué)家正在探索的事情，其中植物能源大受歡迎。因?yàn)橹参锟梢栽偕?，利用植物的枝葉生產(chǎn)能源不會(huì)影響生態(tài)環(huán)境。在200多年前，人們就發(fā)現(xiàn)植物發(fā)酵可以產(chǎn)生燃燒性氣體，這種氣體的主要成分是甲烷，俗稱“沼氣”。
　　然而，沼氣的密度小、燃燒值低，因此不是很理想的燃料。于是，科學(xué)家希望能夠從植物廢料中提取到更好的燃料。美國(guó)科學(xué)家加里·斯特貝爾就找到了這樣一種原料，他在阿根廷巴塔哥尼亞高原的熱帶雨林中發(fā)現(xiàn)了粉紅粘帚霉。這種霉菌寄生在心葉船形果木樹的樹干上，會(huì)產(chǎn)生氣體，而這些氣體可以消滅附近的其他真菌，讓它獨(dú)享植物枝干的美食。斯特貝爾希望弄清楚這些氣體為何可以作為粉紅粘帚霉的武器，結(jié)果發(fā)現(xiàn)這些氣體不過(guò)是高濃度的碳?xì)浠衔铮勺屍渌婢舷⒍馈?br/>　　斯特貝爾等人在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)檢驗(yàn)粉紅粘帚霉的性能，利用抽風(fēng)機(jī)把粉紅粘帚霉排出的氣體進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)其中富含8種柴油中的碳?xì)浠衔?，如燃燒值很高的辛烷。與現(xiàn)在世界各地的植物燃料工廠生產(chǎn)的生物乙醇相比，粉紅粘帚霉發(fā)酵產(chǎn)生的這種氣體燃燒效果更好。
　　更令人振奮的是，粉紅粘帚霉可以生長(zhǎng)在纖維素上。目前，植物能源科學(xué)家要攻克的難題就是怎樣利用植物的纖維素，纖維素中含有大量的碳?xì)浠衔?，但是用普通的化學(xué)方法和生物方法都特別難分解。但是有人認(rèn)為通過(guò)粉紅粘帚霉對(duì)纖維素進(jìn)行發(fā)酵，可以產(chǎn)生大量現(xiàn)成的柴油氣。但還需要做更多的實(shí)驗(yàn)來(lái)證實(shí)此想法的可行性。研究人員將做更大規(guī)模的測(cè)試，進(jìn)行發(fā)酵后讓此真菌產(chǎn)生足夠多的柴油氣來(lái)驅(qū)動(dòng)一臺(tái)小發(fā)動(dòng)機(jī)。如果他們能做到這一點(diǎn)，利用這種方法來(lái)擴(kuò)大生產(chǎn)柴油氣就變得可行了。
　　現(xiàn)在許多工廠用糧食而不是用植物廢料來(lái)生產(chǎn)燃料，原因是植物廢料中的纖維素難以分解。于是很多人反對(duì)植物燃料。如果廣泛用粉紅粘帚霉發(fā)酵本地植物廢料，就可以擺脫植物燃料工廠用糧食作原料的困境。斯特貝爾還發(fā)現(xiàn)，粉紅粘帚霉含有獨(dú)特的基因，能生產(chǎn)出將纖維素分解成柴油氣的酶。因此，如果可以把這種基因轉(zhuǎn)移到其他微生物的體內(nèi)，讓其他微生物也能分解纖維素產(chǎn)生柴油氣，這樣就可以有效擴(kuò)大能源工廠的規(guī)模。
　　斯特貝爾的研究還有可能揭開石油形成之謎。傳統(tǒng)石油形成理論認(rèn)為，石油是植物被埋在地下，在地殼的高溫高壓下形成的。但這個(gè)理論不能解釋一些淺層油田的成因。根據(jù)斯特貝爾的研究，粉紅粘帚霉或其他微生物很可能在石油的形成中起了重要作用。
　　（選自《黨員文摘》2009年第7期，有刪改）
　　思考練習(xí)
　　1.文中粉紅粘帚霉的特點(diǎn)有哪些？
　　2.畫線句子中的“有可能”一詞能刪掉嗎？為什么？
　　3.下列說(shuō)法不符合原文意思的一項(xiàng)是（）
　　A.粉紅粘帚霉排出的氣體混合物可以直接驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，成為了機(jī)械的主要燃料。
　　B.普通的化學(xué)方法和生物方法難以分解植物纖維素中的碳?xì)浠衔铩?br/>　　C.許多人反對(duì)植物燃料是因?yàn)楝F(xiàn)在植物燃料工廠的原料大多為糧食。
　　D.深層油田是被埋在地下的植物在地殼的高溫高壓下形成的。
　　
　　【強(qiáng)化訓(xùn)練三】
　　地球之水天外來(lái)
　　□謝懿
　　水無(wú)疑是一種特殊的物質(zhì)。因?yàn)榈厍蛏系纳鼘?duì)它有絕對(duì)的依賴性，也正是它讓地球成為了生命的樂(lè)園。那么，地球上的水來(lái)自何方？一些科學(xué)家認(rèn)為水是由彗星的撞擊所帶來(lái)的。
　　彗星是一個(gè)“臟雪球”，由巖石、塵埃、沙礫以及氨、二氧化碳、甲烷等混合而成。此外，還有許多許多的水。當(dāng)然這些水是以水冰的形式出現(xiàn)的。這些固態(tài)的揮發(fā)性物質(zhì)被統(tǒng)稱為冰。
　　當(dāng)彗星接近太陽(yáng)的時(shí)候，這些冰會(huì)直接升華成氣體，形成巨大的彗頭以及長(zhǎng)長(zhǎng)的彗尾。當(dāng)這些氣體被釋放出來(lái)之后，天文學(xué)家就能確定出它們的組成。20世紀(jì)80年代，喬托探測(cè)器發(fā)現(xiàn)：從哈雷彗星中釋放出的80％的物質(zhì)是水。
　　除了彗星之外，最近小行星也加入了地球“送水”的行列。根據(jù)2010年4月底公布的結(jié)果，天文學(xué)家對(duì)小行星司理星進(jìn)行了光譜觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)有一個(gè)極薄的霜凍層覆蓋著整個(gè)司理星表面，其中還混有含碳物質(zhì)。
　　小行星的平均表面溫度在-120℃～-70℃，絕大多數(shù)的表面水冰應(yīng)該會(huì)在幾年之內(nèi)就升華殆盡。對(duì)此，一種解釋是這一霜凍層是由從小行星內(nèi)部緩慢釋放出的水汽而維持的?；蛘哳愃圃虑蛏系乃怯晌㈦E星的撞擊而帶來(lái)的。但無(wú)論是哪種成因，它都暗示了水極有可能是通過(guò)小行星和彗星的撞擊而被帶到地球上的。
　　然而，半個(gè)月之后事情又發(fā)生了變化。2010年5月中公布的另一項(xiàng)新研究表明，水和其他主要揮發(fā)性物質(zhì)可能就存在于形成地球的原材料之中，并非來(lái)自彗星或者小行星。
　　相對(duì)于整個(gè)太陽(yáng)系，地球缺少諸如氫、碳、氮等揮發(fā)性元素，它們似乎也從來(lái)沒(méi)有在溫度較高的內(nèi)太陽(yáng)系行星上富集過(guò)。除此之外，地球還缺乏中等揮發(fā)性元素，例如銀。銀有兩種穩(wěn)定的同位素，其中之一就是在太陽(yáng)系早期由鈀107的快速放射性衰變而生成的銀107。
　　銀和鈀具有不同的化學(xué)性質(zhì)，銀的揮發(fā)性較強(qiáng)，而鈀則更容易和鐵結(jié)合。這些差異使得科學(xué)家可以根據(jù)原始隕石和地幔巖石中銀同位素的比值來(lái)確定地球上揮發(fā)性物質(zhì)相對(duì)于地球鐵核形成的歷史。實(shí)際測(cè)量發(fā)現(xiàn)，兩者的比值完全相同。但隕石富含揮發(fā)性物質(zhì)，而地球巖石卻不是。
　　銀的同位素還拋出了另一個(gè)謎團(tuán)，它暗示地核形成的時(shí)間在太陽(yáng)系起源之后500萬(wàn)～1000萬(wàn)年。而根據(jù)先前對(duì)鉿和鎢同位素的測(cè)量，得出地核形成的時(shí)間在太陽(yáng)系起源之后3000萬(wàn)年～1億年。前者比后者要早得多。
　　為了解決這個(gè)矛盾，科學(xué)家提出，地球會(huì)先吸積不揮發(fā)性的物質(zhì)直到它的質(zhì)量達(dá)到其最終質(zhì)量的大約85％，然后在地球形成階段的晚期（也就是太陽(yáng)系起源之后約2600萬(wàn)年）再吸積揮發(fā)性物質(zhì)。這些額外的揮發(fā)性物質(zhì)可能是通過(guò)單一的事件而獲得的。例如原始地球與一個(gè)火星大小的天體劇烈碰撞，而這一碰撞也會(huì)向外拋射出大量的物質(zhì)并最終形成了月球。
　　這一研究結(jié)果也支持了已有30年歷史之久的“異構(gòu)吸積”行星生長(zhǎng)模型，它認(rèn)為地球在其生長(zhǎng)的過(guò)程中其原材料的成分會(huì)發(fā)生變化。由此就不再需要彗星或者小行星把水帶到地球上，因?yàn)樗鼈兛赡軒缀鯊淖铋_始就已經(jīng)在那里了。
　?。ㄟx自《飛碟探索》2010年第9期）
　　思考練習(xí)
　　1.關(guān)于水的來(lái)源，文中闡述了哪兩種觀點(diǎn)？
　　2.文中“這一研究結(jié)果”中“這”指的是什么？
　　3.本文采用的是什么說(shuō)明順序？
　　參考答案見下期