首页>>世界科技

中非科技伙伴计划启动 探索对非科技合作新
随着中非科技伙伴计划的启动,中非科技合作进入了新的篇章。为了进一步提高合作的效果和持久性,我国有必要对新的合作模式进行探索,为中非科技合作注入新的活力。为此,本文提出了以下合作新模式,以期不断提升中非合作水平,扩大合作效果。 高访顺风车 新中国成立以来,中非政府间的交往日益密切。尤其是近些年,我国高层领导人频频出访非洲。高访是双方发展传统友谊,增进全面关系的好时机。带着科技合作计划高访,可以为高访助力,让非洲国家看到中国的友好和诚意,提高合作影响力。同时,在高访期间可以考虑举办中国科技节中国科技展等活动。这能让更多的非洲人民了解中国,提升合作意愿,使科技合作的效果显著提升。另外,政府可以为国内知名的大学、研究机构和企业提供共同前往的机会,宣传中国科技的同时,帮助他们了解非洲,为中国科技走出去搭建平台,创造机会。高访这班顺风车,可以搭载友谊,更可以搭载中非科技合作的希望。 中非联合科研与教育机构 中国可以通过与非洲联合建立多种科研和教育机构,来促进科技合作。在非洲建立中国创新中心和中国技术转移中心,可以向非洲展示我国的科研成果,扩大我国在非洲的影响力。更重要的是,这样的机构可以将中国的科学技术带去非洲,提高非洲科技生产力,造福非洲人民。此外,我国可以帮助一些有条件的非洲国家建立国家实验室”,并在初期提供设备和科研人员培训支持。国内科研机构可以与非洲国家实验室建立伙伴关系,帮助非洲国家提高科研能力,实现科研领域的优势互补。建立中非联合大学也是促进中非科技合作的不错选择。在条件成熟,并有此意愿的国家建立中非联合大学,可以为非洲培养人才、促进中非人才交流和科研合作。中非联合科研与教育机构的建立,势必能开辟出中非科技合作的新平台。 花甲科学家计划 我国与非洲的科技合作开展过程中,一直面临着人才短缺的问题。这主要是由于长期在非洲从事科研工作对科学家的生活、工作、晋升、事业发展都有很大的影响,这使得许多科学家尤其是年轻科研人员望而却步。相比来说,年长科学家在科研和管理经验上更为丰富,在晋升发展等问题上顾虑较少。对于面临退休的科学家来说,参与中非科技合作更是一个有所作为的好机会。我国可以参照日本的经验,推行花甲科学家计划。花甲科学家们的加入,有利于增进与受援国的相互理解,为更多、更深入的合作打下基础,为中非科技合作的队伍注入强大的力量。 主题年活动 目前,非洲的许多国家仍处于发展的初级阶段,面临的主要问题仍是贫困。中非科技合作是一项长期而艰巨的事业,重点仍是帮助非洲国家摆脱贫困,并且要考虑长远的可持续发展。为此,我国可以有步骤地推出主题年活动”,主题可以先从水、健康、农业等领域开始,陆续还可以推出气候、环境、可再生能源、信息化等。一些主题活动还可以进一步细分到更为具体的领域,例如,在农业领域可以推出种子计划灌溉计划等。主题年活动”能有效配置有限的资源,集中将我国的技术介绍到非洲,援助效果显著。  ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ;
微生物
在大自然中,生活着一大类人的肉眼看不见的微小生命。无论是繁华的现代城市、富饶的广阔田野、还是人迹罕见的高山之巅、辽阔的海洋深处,到处都有它们的踪迹。这一大类微小的“居民“称为微生物,它们和动物、植物共同组成生物大军,使大自然显得生机勃勃。微生物王国是一个真正的“小人国“,这里的“臣民“分属于细菌、放线菌、真菌、病毒、类病毒、立克次氏体、衣原体、支原体等几个代表性家族。这些家族的成员,一个个小得惊人。就以细菌家族的“大个子“杆菌来说,让3千个杆菌头尾相接“躺“成一列,也只有一粒米那么大;让70个杆菌“肩并肩“排成一行,刚抵得上一根头发丝那么宽;相当于全地球总人口数(50多亿)那么多的细菌加在一起,才只有一粒芝麻的重量。微生物如此之小,人们只能用“微米“甚至更小的单位“埃“来衡量它。大家知道,1微米等于1‰毫米。细菌的大小,一般只有几个微米,有的只有0.1微米,而人的眼睛大约只有分辨0.06毫米的本领,难怪我们没法看见它了。微生物是怎样被人们发现的呢?说来有趣。300年前,荷兰有个名叫列文虎克的人,他读书虽然不多,但热爱科学,富有刻苦钻研的精神,还有一手高明的磨制放大镜技术。他用自己磨制的镜片,制作了一架能把原物放大200多倍的简单的显微镜。一天,列文虎克从一个老头的牙缝里取下一点残屑来观察,竟然发现那里面有无数各种形状的小家伙蹦来跳去。他惊奇得几乎不相信自己的眼睛。列文虎克精心地把这些小家伙的形状描绘下来,他说:“这个老头嘴里的小动物,要比整个荷兰王国的居民多得多……“这以后, 他继续观察了各种容器的积水,以及河水、井水、污水等,都发现有这样一个芸芸众生的“小动物“世界。列文虎克第一个通过显微镜看到了细菌,为人类敲开了认识微生物的大门。从此,人们借助显微镜--揭开了微生物的奥秘。   当然,微生物也有看得见的。比如食用的蘑菇,药用的灵芝、马勃等都是微生物。生物学家曾在原捷克斯洛伐克发现一种巨蕈,属于真菌族微生物范畴,你猜它有多大?--直径4米多,重达100多千克 。它不仅是微生物大家族中的“巨人“,而且在整个生物世界里也不算“小个子“了。    微生物王国奇观   微生物是地球上最早的“居民“。假如把地球演化到今天的历史浓缩到一天,地球诞生是24小时中的零点,那么,地球的首批居民--厌氧性异养细菌在早晨7点钟降生;午后13点左右,出现了好氧性异养细菌;鱼和陆生植物产生于晚上22点;而人类要在这一天的最后一分钟才出现。微生物所以能在地球上最早出现,又延续至今,这与它们特有的食量大、食谱广、繁殖快和抗性高等有关。个儿越小,“胃口“越大,这是生物界的普遍规律。微生物的结构非常简单,一个细胞或是分化成简单的一群细胞,就是一个能够独立生活的生物体,承担了生命活动的全部功能。它们个儿虽小,但整个体表都具有吸收营养物质的机能,这就使它们的“胃口“变得分外庞大。如果将一个细菌在一小时内消耗的糖分换算成一个人要吃的粮食,那么,这个人得吃500年。微生物不仅食量大,而且无所不“吃“。地球上已有的有机物和无机物,它们都贪吃不厌,就连化学家合成的最新颖复杂的有机分子,也都难逃微生物?quot;口“。人们把那些只“吃“现成有机物质的微生物,称为有机营养型或异养型微生物;把另一些靠二氧化碳和碳酸盐自食其力的微生物,叫无机营养型或自养型微生物。微生物不分雌雄,它的繁殖方式也与众不同。以细菌家族的成员来说,它们是靠自身分裂来繁衍后代的,只要条件适宜,通常20分钟就能分裂一次,一分为二,二变为四,四分成八,……就这样成倍成倍地分裂下去。如果按这个速度计算,一个细菌24小时内能产生2.2e43个后代,总重量为2.2e28克,相当于4个地球的重量 ! 虽然这种呈几何级数的繁衍,常常受环境、食物等条件的限制,实际上不可能实现,即使这样,也足以使动植物望尘莫及了。微生物具有极强的抗热、抗寒、抗盐、抗干燥、抗酸、抗碱、抗缺氧、抗压、抗辐射及抗毒物等能力。因而,从1万米深、水压高达1 140个大气压的太平洋底到8.5万米高的大气层 ;从炎热的赤道海域到寒冷的南极冰川;从高盐度的死海到强酸和强碱性环境,都可以找到微生物的踪迹。由于微生物只怕“明火“,所以地球上除活火山口以外,都是它们的领地。微生物当然也要呼吸,但有的喜欢吸氧气,是好氧性的;有的则讨厌氧气,属于厌氧性的;还有的在有氧和无氧环境下都能生存,叫兼性微生物。微生物不仅能吃,而且还贪睡。据报道,在埃及金字塔中三四千年前的木乃伊上仍有活细菌。微生物的休眠本领也令人惊叹不已。   居位显赫的细菌   自从德国乡村医生劳伯柯赫第一个猎获病菌以后,细菌这个名字就常常和疾病联系在一起。因为人和动植物的许多传染病,都是由细菌作祟引起的,所以人们对它总有一种厌恶和恐惧的感觉。其实,危害人类的细菌只是一小部分,大多数细菌不仅能和我们和平共处,还为人类造福。例如,地球上每年都要死亡大量动植物,千万年过去了,这些动植物的遗体到哪里去了呢?这就是细菌和其他微生物的功劳 。它们能把地球上一切生物的残躯遗?quot;吃“个精光,同时转化成植物能够利用的养料,为促进自然界的物质循环立下了汗马功劳。更何况许多细菌在工农业生产上起着重要的作用呢!在显微镜下,我们看到的细菌,大致有三种形状:个儿又胖又圆的,叫球菌;身体瘦瘦长长的,是杆菌;体形弯弯扭扭的,称螺旋菌。不论哪种形状,它们都只是单细胞,内部结构和一个普通的植物细胞相似。它的外面有一个坚韧而有弹性的“外壳“,称为细胞壁,细菌就靠它来保护自己的身体。紧贴细胞壁内部有一层柔韧的薄膜,叫细胞膜,它是食物和废物进出细胞的“门户“。细胞膜里面充满着粘稠的胶体溶液,这是细胞质,其中含有各种颗粒和贮藏物质。有的细菌有细胞核,但比大生物的细胞核简单得多,因此人们叫它原核细胞。多数细菌是不会运动的,只是由于它们体微身轻,所以能借助风力、水流或粘附在空气中的尘埃和飞禽走兽身上,云游四方,浪迹天涯。也有一些细菌身上长有鞭毛,好像鱼的尾巴,能在水中扭来摆去,细菌便游动起来,速度还挺快。有人观察,霍乱弧菌凭借鞭毛的摆动,1小时内能飞奔18厘米,这段距离相当于它身长的9万倍!细菌中,有的“赤身裸体“,一丝不挂;有的却穿着一身特别的“衣服“,这就是包围在细胞壁外面的一层松散的粘液性物质,称为荚膜 ,它既是细菌的养料贮存库 ,又可作为“盔甲“,起着保护层的作用。对病菌来说,荚膜还与致病力密切相关,比如肺炎球菌能使人得肺炎,但若失去了荚膜,就如解除了武装,没有致病力了。当细菌遇到干燥、高温、缺氧或化学药品等恶劣环境时,它们还能使出一个绝招,就是几乎全部脱去身体中的水分,从而使细胞凝聚成椭圆形的休眠体,这就是芽孢。芽孢在干燥条件下过几十年仍有活力,一旦环境变得适宜,芽孢就会吸水膨胀,又成为一个有活力的菌体。单个细菌是无色透明的,为了便于鉴别,需要给它们染上颜色。1884年丹麦科学家革兰姆创造了一种复染法,就是先用结晶紫液加碘液染色,再用酒精脱色,然后用稀复红液染色。经过这样的处理,可以把细菌分成两大类,凡能染成紫色的,叫革兰氏阳性菌;凡被染成红色的,叫革兰氏阴性菌。这两类细菌在生活习性和细胞组成上有很大差别,医生常依据细菌的革兰氏染色来选用药物,诊治疾病。为纪念革兰姆,复染法又称革兰氏染色法。细菌家族的成员,如果固定在一个地方生长繁殖,就形成了用肉眼能看见的小群体,叫菌落。菌落带有各种绚丽的色彩,如绿脓杆菌的菌落是绿色的,葡萄球菌的菌落是金黄色的。细菌菌落的形状、大小、厚薄和颜色等特点,是鉴别各种菌种的依据之一。弗莱明就是通过观察到金黄色的葡萄球菌发现“吃“掉葡萄球菌的青霉素,划时代地揭开了抗生素的秘密。    战功累累的放线菌   医生常常使用链霉素、红霉素这一类抗生素治病,使许多病人转危为安。抗生素的主角就是大名鼎鼎的放线菌。放线菌的个体由一个细胞组成,这与细菌十分相似,因此它们常被当作细菌家族中的一个独立的大家庭。不过,放线菌又有许多真菌家族的特点,例如菌体由许多无隔膜的菌丝体组成,所以从生物进化的角度看,它是介于细菌与真菌之间的过渡类型。放线菌有许多交织在一起的纤细菌体,叫菌丝。这些菌丝分工不同,有的“埋头大吃“,这是专管吸收营养的基质菌丝;有的朝天猛长,这是作为放线菌成长发育标志的气生菌丝。放线菌长到一定阶段便开始“生儿育女“。它们先在气生菌丝的顶端长出孢子丝,等到成熟之后,就分裂出成串的孢子。孢子的外形有的像球,有的像卵,可以随风飘散,遇到适宜的环境,就会在那里“安家落户“,开始吸水,萌生成新的放线菌。放线菌大量存在于土壤中。它们中绝大多数是腐生菌,能将动植物的尸体腐烂、“吃“光,然后转化成有利于植物生长的营养物质,在自然界物质循环中立下了不朽的功勋。还有一种叫弗兰克氏菌,生长在许多非豆科植物的根瘤里,能固定大气中的氮,成为植物能利用的氮肥。放线菌还有许多贡献。目前发现的几千种抗生素中,有一半以上是由放线菌产生的。它的菌落颜色鲜艳,呈放射状,对人体无害,因此,人们常用它作食品染色剂,既美观,又安全。利用放线菌还可以生产维生素b12 、蛋白酶和葡萄糖异构酶等医药用品。虽然个别类的放线菌对人类有害,例如分枝杆菌能引起肺结核和麻风病等,但这些比起放线菌的功绩来,实在是微不足道的。    家族庞大的真菌 
物理学、自然科学——亚里士多德
亚里士多德(公元前384—公元前322年),古希腊斯吉塔拉人,世界古代史上最伟大的哲学家、科学家和教育家之一。是柏拉图的学生,亚历山大的老师。公元前335年,他在雅典办了一所叫吕克昂的学校,被称为逍遥学派。马克思曾称亚里士多德是古希腊哲学家中最博学的人物,恩格斯称他是古代的黑格尔。作为一位最伟大的、百科全书式的科学家。他对哲学的几乎每个学科都作出了贡献。他的写作涉及伦理学、形而上学、心理学、经济学、神学、政治学、修辞学、自然科学、教育学、诗歌、风俗,以及雅典宪法。亚里士多德著名的一句名言:求知是人的本能。被学者吉剑当做网站心海时空的灵魂语句。 公元前384年亚里士多德出生于色雷斯的斯塔基拉,这座城市是希腊的一个殖民地,与正在兴起的马其顿相邻,他的父亲是马其顿国王腓力二世的宫廷御医。从他的家庭情况看,他属于奴隶主阶级中的中产阶层。17岁时,他赴雅典在柏拉图学园就读达20年,直到柏拉图去世后方才离开。也许是受父亲的影响,亚里士多德对生物学和实证科学饶有兴趣;而在柏拉图的影响下,他又对哲学推理发生了兴趣。 他于公元前367年迁居到雅典,曾经学过医学,还在雅典柏拉图学院学习过很多年。公元前366年亚里士多德被送到雅典的柏拉图学院学习,此后20年间亚里士多德一直住在学院,直至老师柏拉图去世。 从十八岁到三十八岁——在雅典跟柏拉图学习哲学的二十年,对亚里士多德来说是个很重要的阶段,这一时期的学习和生活对他一生产生了决定性的影响。苏格拉底是柏拉图的老师,亚里士多德 又受教于柏拉图,这三代师徒都是哲学史上赫赫有名的人物。在雅典的柏拉图学园中,亚里士多德表现的很出色,柏拉图称他是学园之灵。 但亚里士多德可不是个只崇拜权威,在学术上唯唯诺诺而没有自己的想法的人。他同大谈玄理的老师不同,他努力的收集各种图书资料,勤奋钻研,甚至为自己建立了一个图书室。有记载说,柏拉图曾讽刺他是一个书呆子。在学院期间,亚里士多德就在思想上跟老师有了分歧。他曾经隐喻的说过,智慧不会随柏拉图一起死亡。当柏拉图到了晚年,他们师生间的分歧更大了,经常发生争吵。 公元前347年,柏拉图去世,亚里士多德在雅典继续呆了两年。由于学园的新首脑比较赞同柏拉图哲学中的数学倾向,令亚里士多德无法忍受,便离开了雅典。此后,他开始游历各地。 离开学园后,亚里士多德先是接受了先前的学友赫米阿斯的邀请访问小亚细亚。赫米阿斯当时是小亚细亚沿岸的密细亚统治者。亚里士多德在那里还娶了赫米阿斯的侄女为妻。但是在公元前344年,赫米阿斯在一次暴动中被谋杀,亚里士多德不得不离开小亚细亚,和家人一起到了米提利尼。 3年后,即公元前343年,亚里士多德又被马其顿的国王腓力浦二世召唤回故乡,受国王腓力二世的聘请,担任起当时年仅13岁的亚历山大大帝的老师。当时,亚里士多德四十二岁。根据古希腊著名传记作家普鲁塔克的记载,亚里士多德对这位未来的世界领袖灌输了道德、政治以及哲学的教育。我们也有理由相信,亚里士多德也运用了自己的影响力,对亚历山大大帝的思想形成起了重要的作用。正是在亚里士多德的影响下,亚历山大大帝始终对科学事业非常关心,对知识十分尊重。但是,亚里士多德和亚历山大大帝的政治观点或许并不是完全相同的。前者的政治观是建筑在即将衰亡的希腊城邦的基础上的,而亚历山大大帝后来建立的中央集权帝国对希腊人来说无异是野蛮人的发明。 尽管自己的学生已经贵为国王,亚里士多德并没有一直留在国王身边,他决定回到雅典,建立自己的学园,教授哲学。亚里士多德得非常重视教学方法,他反对刻板的教学方式,于是他经常带着学生在花园林荫大道上一边散步、一边讨论哲理,因此后人把亚里士多德学派称作逍遥学派。 公元前335年腓力浦去世,亚里士多德又回到雅典,并在那里建立了自己的学校。学园的名字(lyceum)以阿波罗神殿附近的杀狼者(吕刻俄斯)来命名。在此期间,亚里士多德边讲课,边撰写了多部哲学著作。亚里士多德讲课时有一个习惯,边讲课,边漫步于走廊和花园,正是因为如此,学园的哲学被称为逍遥的哲学或者是漫步的哲学。 亚里士多德的著作在这一期间也有很多,主要是关于自然和物理方面的自然科学和哲学,而使用的语言也要比柏拉图的《对话录》晦涩许多。他的作品很多都是以讲课的笔记为基础,有些甚至是他学生的课堂笔记。因此有人将亚里士多德看作是西方的第一个教科书作者。 亚历山大去世后,雅典人开始奋起反对马其顿的统治。由于和亚历山大的关系,亚里士多德不得不因为被指控不敬神而逃到加而西斯避难。他的学园,则交给了狄奥弗拉斯图掌管。公元前338年,马其顿国王腓力二世打败了雅典、底比斯等国组成的反马其顿的联军,从此称霸希腊。次年,腓力召开全希腊会议,会议约定希腊各邦停止战争,建立永久同盟,由马其顿担任盟主。在会议上,腓力宣布,他将统帅希腊各邦联军,远征波斯。至此,马其顿实际上掌握了全希腊的军政大权,希腊各邦已经名存实亡,成为马其顿的附庸。 腓力于公元前336年被刺身亡。他的儿子、年仅二十岁的亚历山大即位为王。公元前334年,亚历山大率领马其顿军和希腊各邦的联军出征波斯。在不到十年的时间里,他打跨了号称百万的波斯大军,接着摧毁了古老的波斯帝国。一个空前庞大的亚历山大帝国——其领土西起希腊,东到印度河,南包埃及,北抵中亚——建立起来了。 公元前323年,亚历山大病故。这个凭着武力征服建立起来的大帝国,经过混战,分裂成几个独立的王国。 就在这个时局动荡的年代里,亚里士多德重返雅典,在那里一住就是二十年,即从亚历山大出发远征的前一年到亚历山大去世的那一年。在这段时间里,虽然马其顿在军事和政治上控制了雅典,但那里的反马其顿的潜力还是很大的。 亚里士多德来到雅典,可能肩负有说服雅典人服从马其顿的政治使命。亚里士多德在雅典受到了很多的优待,除了在政治上的显赫地位以外,他还得到了亚历山大和各级马其顿官僚大量的金钱、物资和土地资助。他所创办的吕克昂学园,占有阿波罗吕克昂神庙附近广大的运动场和园林地区。在学园里,有当时第一流的图书馆和动植物园等。 他在这里创立了自己的学派,这个学派的老师和学生们习惯在花园中边散步边讨论问题,因而得名为逍遥派。据说,亚历山大为他的老师提供的研究费用,为八百金塔兰(每塔兰重合黄金六十磅)。亚历山大还为他的老师提供了大量的人力。他命令他的部下为亚里士多德收集动植物标本和其他资料。事实上,亚里士多德浩瀚的著作,实非一人之力所能完成。 譬如,他曾对一百五十八种政治制度作了概述和分析,这项工作所需要涉及的大量搜集整理工作,如果没有一批助手的协助,是不可能做完的。当亚历山大去世的消息传到雅典时,那里立刻掀起了反马其顿的狂潮,雅典人攻击亚里士多德,并判他为不敬神罪,当年苏格拉底就是因不敬神罪而被判处死刑的。但亚里士多德最终逃出了雅典。 一年之后,公元前322年,亚里士多德因身染重病离开人世,终年六十三岁。去世的原因是一种多年积累的疾病所造成的。关于他被毒死,或者由于无法解释潮汐现象而跳海自杀的传言是完全没有史实根据的。 亚里士多德像(4张)亚里士多德是现实主义的鼻祖。不同于他的老师柏拉图以自己假定的理想国衡量现实,他主张从现实的国家出发,防止国家堕落和促进国家的发展。他对人性和理性持怀疑态度,主张法治,而法律的来源也不是人的理性或者学者的思考,而是来自于历史和传统中为人们所遵循和认知的东西,也就是历史的理性。他对变法和改革持一种十分谨慎的态度,非到万不得已不宜改革。 亚里士多德关于物理学的思想深刻地塑造了中世纪的学术思想,其影响力延伸到了文艺复兴时期,虽然最终被牛顿物理学取代。在动物科学方面,他的一些意见仅在19世纪被确信是准确的。他的学术领域还包括早期关于形式逻辑理论的研究,最终这些研究在19世纪被合并到了现代形式逻辑理论里。 在形而上学方面,亚里士多德的哲学和神学思想在伊斯兰教和犹太教的传统上产生了深远影响,在中世纪,它继续影响着基督教神学,尤其是学术传统的天主教教会。他的伦理学,虽然自始至终都具有深刻的影响,后来也随着新兴现代美德伦理的到来获得了新生。今天亚里士多德的哲学仍然活跃在学术研究的各个方面。虽然亚里士多德写了许多论文和优雅的对话(西塞罗描述他的文学风格为金河),但是大多数人认为他的著作现已失散,只有大约三分之一的原创作品幸存了下来。 同柏拉图一样,他认为城邦高于公民,但是他也主张人有自己的权利。因为城邦不仅是理性的产物,也是人们满足自身需求的产物。因此他要求实现城邦和公民利益的平衡。他还确立了公平的正义和交换的正义的均衡正义原则。一方面对于不同出身、财产、地位、能力的人要平等对待,另一方面对于特殊的任务也可以给予特殊的优待。为此他非常推崇民主制和君主制的结合,在立法问题上实行民主,行政上实行君主制。他希望借此在维护城邦整体利益时保证公民的各种利益,并提
日本纳米衣有望终结航天服时代
据国外媒体报道,日本科学家利用电子轰击为果蝇幼虫研制了一套“纳米衣”,能够保护幼虫免遭类似太空的真空暴露影响。如果没有这套衣服,幼虫在短短几分钟内便走向死亡。这种纳米衣的问世有望终结人类航天服时代。 纳米衣由日本滨松医科大学的科学家研制。根据他们的研究发现,通过电子轰击形成的纳米衣能够保护果蝇幼虫,让它们在类似太空的环境下存活。《科学》杂志报道称,纳米衣能够起到微型航天服的作用,如果通过“电子浴”的方式使用,这种纳米衣将最终应用于人类宇航员。 研究过程中,日本科学家将一只果蝇幼虫放到扫描电子显微镜下面,使用电子对其进行轰击。这只幼虫在遭受电子轰击后存活,发育成一只健康的果蝇。 随后,他们又将另一只幼虫放在同一台扫描电子显微镜下面,但并没有对其进行电子轰击。结果,这只幼虫很快死于脱水。正如所预测的那样,真空抽空了它体内的水。 科学家对昆虫皮肤进行研究后发现,电子轰击改变了覆盖幼虫皮肤的薄膜,导致分子聚集在一起,形成一个允许其移动的柔性层,也就是所谓的“纳米衣”。这个柔性层非常坚固,能够防止脱水情况发生。 绝大多数昆虫并不拥有能够转换成纳米衣的层,为此,科学家决定打造一个人造版。研究中,他们将蚊子幼虫放入吐温20溶液中,而后给它们覆盖上一层等离子体(吐温20是一种没有毒性的化学物质),这种做法导致吐温20形成一个纳米衣,与果蝇幼虫天然形成的纳米衣类似。 美国宇航局埃姆斯研究中心(位于加利福尼亚州莫菲特场)的天体生物学家林恩罗斯查尔德表示,纳米衣能够允许动物甚至人类在极端的太空环境下存活。 研究人员认为这项技术将最终允许宇航员摆脱传统航天服。借助于独立的供养系统和环境控制系统,纳米衣能够保护他们经受住外太空的恶劣环境考验,例如真空和极端温度。 航天服的结构 航天过程中保护宇航员生命安全的个人防护救生装备,又称宇宙服或航天服。宇航服能构成适于宇航员生活的人体小气候。它在结构上分为6层: 1、内衣舒适层:宇航员在长期飞行过程中不能洗换衣服,大量的皮脂、汗液等会污染内衣,故选用质地柔软、吸湿性和透气性良好的棉针织品制做。 2、保暖层:在环境温度变化范围不大的情况下,保暖层用以保持舒适的温度环境。选用保暖性好、热阻大、柔软、重量轻的材料,如合成纤维絮片、羊毛和丝绵等。 3、通风服和水冷服(液冷服):在宇航员体热过高的情况下,通风服和水冷服以不同的方式散发热量。若人体产热量超过350大卡/小时(如在舱外活动),通风服便不能满足散热要求,这时即由水冷服降温。通风服和水冷服多采用抗压、耐用、柔软的塑料管制成,如聚氯乙烯管或尼龙膜等。 4、气密限制层:在真空环境中,只有保持宇航员身体周围有一定压力时才能保证宇航员的生命安全。因此气密层采用气密性好的涂氯丁尼龙胶布等材料制成。 限制层选用强度高、伸长率低的织物,一般用涤纶织物制成。由于加压后活动困难,各关节部位采用各种结构形式:如网状织物形式、波纹管式、桔瓣式等,配合气密轴承转动结构以改善其活动性。 5、隔热层:宇航员在舱外活动时,隔热层起过热或过冷保护作用。它用多层镀铝的聚酰亚胺薄膜或聚酯薄膜并在各层之间夹以无纺织布制成。 6、外罩防护层:是宇航服最外的一层,要求防火、防热辐射和防宇宙空间各种因素(微流星、宇宙线等)对人体的危害。这一层大部分用镀铝织物制成。与宇航服配套的还有头盔、手套、靴子等。 nasa发布新宇航服 设计酷似卡通形象巴斯光年 据国外媒体报道,美国国家航空航天局近日发布了新一代宇航服z-1。新款宇航服以白色、绿色为主色调,带有巨大的半球形透明圆顶设计。对于卡通经典《玩具总动员》的爱好者来说,应该十分熟悉,因为这与动画片中主人公巴斯光年的着装十分相似。 新宇航服中设计的一个亮点就是它背后的开口扩大了,能够方便宇航员更轻松地进入。安装在关节处的轴承可以给宇航员以全所未有的灵活性体验。 而新宇航服的聚氨酯涂层尼龙和聚酯层会有效地控制压力,对腿部、脚踝、臀部和腰部有更好的保护,免去了调压花费的时间。 当宇航员从太空中回到航天飞机或者空间站时,背后的开口还可以被当作是气闸,这样当宇航员完全进入舱室,背后的开口就刚好卡在了入口处。此外,新装备也在制冷和脱二氧化碳技术上也有所突破。 美国国家航空航天局工程师凯特米切尔表示,新宇航服是出舱活动的“软装备”的代表,这个“软”主要表现在宇航服的材料上。新宇航服只是新系列产品中的一个,它也作为试验品,来测试各种有望推进航天事业的新科技。 据悉,z-1宇航服开发中得到的经验还将被纳入下一代z-2的设计中。目前,nasa的工程师还不知道新宇航服将会在怎样的任务中首先派上用场,这也意味着它必须做好一切准备。 航天服功能完备如同小飞船 舱外航天服的气压调节是关键,不能出现一丝漏气,否则将危及航天员的生命。庞之浩,即使俄美在实现太空行走40多年后的今天,他们的舱外航天服仍时常出现问题。 美国航天员塞尔南一次执行太空行走任务,用力过猛,导致舱外航天服的背部外层破裂,他的后背很快就被强烈的太阳光灼伤。最后,塞尔南不得不在另一名航天员的帮助下才得以返回舱内。 2007年,美国“奋进”号航天飞机的两名航天员在舱外作业,其中一人发现自己左手手套出现一个小洞。虽然没有穿透到里层,但地面人员还是要求他返回密闭舱。这名航天员不得不提前两小时结束他的太空行走。 一位航天专家表示,在神舟七号需要攻克的难关中,“舱外航天服是最难的一个,它的研制进度决定了发射时间”。中国载人航天工程新闻发言人说,中国自主研制的舱外航天服已经过专家严格评审,各项技术指标完全满足神舟七号飞行任务需要。这位发言人还透露,舱外航天服每套总重量约120公斤,造价3000万元人民币左右。 据了解,尽管中国自主研制的舱外航天服已通过评审,但为了航天员的安全,仍向俄罗斯购买了一套舱外航天服。最终选哪套出舱,还要根据最后性能对比的结果决定。如不出意外,神舟七号航天员将穿着“中国制造”的航天服出舱,完成具有历史意义的太空行走。 根据航天员出舱时是否系带,太空行走可分为“脐带”式和“自主”式两种。“脐带”式行走是用一条系带把航天员与航天器像婴儿与母体一样连接起来,航天员在舱外活动时所需的氧气、压力、电源和通讯等生命保障系统都由这条“脐带”提供。 这种方式简单、安全,技术容易实现,但缺点是受“脐带”长度的限制,航天员只能在航天器附近活动,太远容易出现“脐带”缠绕,使航天员像婴儿一样窒息死亡。 苏联在太空行走第一人列昂诺夫出舱以后,美国从“阿波罗”飞行开始,航天员在太空行走时都不再使用“脐带”式,而采用“自主”式,即航天员在太空行走时使用一种外形像一个大背包的便携式生命保障系统。 1984年,美国航天员布鲁斯麦克坎德利斯二世背着喷气式发动机,完全脱离“挑战者”号航天飞机进入太空。麦克坎德利斯二世背上的喷气式发动机看上去更像是一把椅子,也有人称它为“太空摩托”。它属于载人机动装置,能够为航天员移动提供动力,并可控制移动的方向和速度。 “自主”式行扩大了航天员的活动半径,使他们可以到远离航天器100米的空间活动。但这也增加了危险,一旦发生事故,航天员可能就再也回不来。 据了解,神舟七号航天员将采用“自主”式太空行走,不需要“脐带”为航天员提供保障。但为了安全,仍会在航天员与飞船之间系一根安全绳。
物理学家——皮埃尔·居里
1859年5月15日出生于法国巴黎,他是医生尤金居里博士的次子。 1875年,年仅16岁的皮埃尔到了索邦,当时他的哥哥雅克保罗居里(jacques paul curie)是那里的一所医药学校的化学助教,皮埃尔就在该校帮助他哥哥整理物理讲义。 1878年在巴黎大学获物理硕士学位,并留在实验实工作,任命为巴黎大学理学院物理实验室的助教。 1882年后被任命为巴黎物理化工学院物理实验室主任。 1895年获得博士学位,并被任命为物理学教授。并与玛丽斯可罗多夫斯卡结婚。 1898年与玛丽斯可罗多夫斯卡(居里夫人)用沉淀法从沥青矿中发现放射性物质镭和钋。并在些期间,他们写了许多论文,奠定了原子物理学和化学研究的基础。 1900年被提升为巴黎大学理学院教授。 1903年他们和发现天然放射性的贝可勒尔一起获诺贝尔物理学奖。在这一年居里夫妇被授予英国皇家学会戴维奖章。 1905年成为法国科学院院士。 1906年4月19日在领奖的路途中,不幸在街上被马车撞倒后当场死亡。 他从小聪明伶俐,喜欢独立思考,又富有想象力,天资出众,爱好自然,因为学校的常规教育和训练不利于他的智力发展,居里大夫便采取断然措施,先是留他在家里由他自己亲自精心培养,然后把他托付给一位学识渊博的家庭教师去教导,这种旨在造就人材的自由教育方式对皮埃尔居里的成长颇有显著成效。 皮埃尔居里的第一项研究是在1880年与德斯爱因斯(pdesaims)合作进行的,他们采用一种由温差电偶与铜丝光栅组成的新装置来测定红外线的波长。皮埃尔与他哥哥雅克保罗很亲近,保罗比他大三岁。他们俩人共同发现了一些晶体在某一特定方向上受压时,在它们的表面上会出现正或负电荷,这些电荷与压力的大小成正比,而当压力排除之后电荷也消失。 1881年,他们发表了关于石英与电气石中压电效应的精确测量。1882年,他们证实了李普曼(g.lippmann)关于逆效应的预言:电场引起压电晶体产生微小的收缩。利用压电现象,他们还设计了一种压电石英静电计——居里计。 这种仪器能把分量极微的电量精确地测量出来,并且成为当代石英控制计时计与无线电发报机的先驱。1883年,雅克保罗前往蒙彼利埃大学任教,这时皮埃尔生涯中的第一个合作阶段才告结束。 1883年起,皮埃尔居里对晶体结构和物体的磁性进行了独立的、卓有成效的研究,从而开始了他生涯中的第二个阶段。 1885年,他在巴黎市立理化学校担任物理教师时,对物体在不同温度下的磁性物质作了研究并取得成果,这一课题的长篇论文使他得到了博士学位。在其研究磁性的博士论文工作中,p.居里设计制造了一台十分精密的扭秤,现称为居里-谢诺佛秤。 1895年他发现了顺磁体的磁化率正比于其绝对温度,即居里定律。为了纪念他在磁性方面研究的成就,后人将铁磁性转变为顺磁性的温度称为居里温度或居里点。皮埃尔居里对于对称性也有研究。 1895年皮埃尔居里和玛丽居里结婚后,转而和她一起研究放射性,发现了钋和镭两种元素。 1903年他们夫妇和a.-h.贝克勒耳共同获得诺贝尔物理学奖。居里夫妇获奖是由于他们对贝克勒耳教授发现的放射性现象进行了深入研究所取得的辉煌成就。居里夫妇因忙于教职没有参加授奖典礼。法国的大使代表他们从瑞典国王手中领取奖状和奖章。 发现并提炼出镭元素以后,皮埃尔居里不顾危险,用自己的手臂试验镭的作用。他的臂上有了伤痕,他高兴极了!他写了一篇报告交给科学院,冷静地叙述他观察所得的症状:有6公分见方的皮肤发红了,样子像烫伤,不过皮肤并无痛楚:即使觉得痛,也很轻。过些时候,红色并不扩大,只是颜色转深;到20天,结了痂,然后成了须用绷带包扎的伤口。 到42天,边上表皮开始重生,渐渐长到中间去,等到受射线作用后52天,疮痕只剩一平方公分,颜色发灰,这表明这里的腐肉比较深。 玛丽居里(居里夫人,皮埃尔的妻子)在移动一个封了口的小试管里的几厘克放射性很强的材料时,也受了同样的创伤,虽然那个小试管是存放在一个薄金属盒子里。 在这些强烈的作用之外,我们在用放射性很强的产物作试验时,手上还受了各种不同的影响;手的通常趋势是脱皮。拿了装着放射性很强的产物的胶囊 封口的试管的指尖变得僵硬,有时候还很痛:我们有一个人的指尖发炎了,持续15天,结果是脱皮,但是痛感过了两月还没有完全消失。 亨利贝克勒尓把一个装着镭的玻璃管放在背心口袋里,也受了伤,不过这并非有心!他又惊奇又愤怒,跑到居里夫妇那里去诉说他们的可怕孩子的功绩。他做结论般地说:这个镭,我爱它,然而也怨它! ……然后他赶紧记下他这个并非自愿的试验的结果,在1901年6月3日的《论文汇编》上与皮埃尔的观察一起发表。 这种射线的惊人力量给皮埃尔留下深刻印象,他因而着手研究镭在动物身上的作用。他与两个高级医生布沙尔和巴尔塔沙尔、合作。 不久他们就确信,利用镭破坏有病的细胞,可以治疗狼疮瘤和某几种癌肿。这种治疗法定名为放射疗法。许多法国的开业医生利用这种方法对上述进行了最初的几次治疗,均获成效。他们用的镭射气度试管,就是向玛丽和皮埃尔居里借来的。 玛丽后来写道:圣路易医院的兜娄大夫已经研究了镭对皮肤的作用。镭在这一方面的效果是令人鼓舞的;它的作用所毁坏的部分表皮,重长起来是健全的。 皮埃尔天性超脱,荣誉给他的冲击与他一向的原则是抵触的;他憎嫌等级与类别,认为有一班之首是荒谬的,而且在他看来,赠大人物的勋章和给学校里小孩们的奖章同样无用。 这种态度使他拒绝接受十字勋章。在科学的领域内,他的态度也是如此;他不理睬竞争精神,在发现的竞赛中,若有同行占了先筹,他从来不觉得难过。他惯常说:假如有人发表了某种工作,我不发表它有什么关系?…… 巴黎科学院院长保罗阿佩尔很赞赏居里先生卓越的工作,并且了解他十分需要实验室和设备。在政府责成他提出应赠荣誉勋位勋章的人名之前,写信给居里请他允许将名字列入名单。为了说服居里接受这个勋位,特别又写信给居里夫人,请她说服先生接受这个建议。 但院长先生没有估计错,皮埃尔觉得不肯把工作所需给一个科学家,而同时却给他一条下面系着一个珐琅质十字章的红丝带,作为好分数的鼓励,真是太可笑了。 皮埃尔给院长和答复如下:敬请代向部长先生申谢,并祈转告他,我丝毫不感到需要勋章,我极感需要一个实验室。 盎格鲁萨克逊民族对于他们所钦佩的人们是忠诚的。1903年11月,一封信通知居里先生和夫人,伦敦的皇家学会把该会的最高奖戴维奖章赠给他们,以表推重。 玛丽正不舒服,让她的丈夫独自去参加仪式。皮埃尔从英国带回来一枚很重的金奖章,上面刻着他们两个人的名字。他要在克勒曼大道的房子里,给这枚奖章找个地方安放,他处理得笨极了,丢了,又找着……后来,忽然灵机一动,他把它交给女儿伊伦,这个6岁的女孩还没有过这样高兴的日子呢。 他的朋友们来看他的时候,这个学者总叫他们看那个正玩着这个玩具的小孩。 他说:伊雷娜极喜欢这个新的大钱!这是他的结论。 在一个星期日的早上,居里夫妇作出了令人叹服的决定——放弃镭提炼技术的专利。话题是从生活费用、科研资金及对实验室的渴望开始的。 皮埃尔说:或者我们可以自居镭的所有者和‘发明家’。若是这样,那么在你发表你用什么方法提炼沥青铀矿之前,我们须先取得这种技术的专利执照,并且确定我们在世界各地制镭业的权利。 为了要尽到良心上的责任,皮埃尔强调说:我也认为这样作不好,……但是我不愿意我们这样轻率地决定。我们的生活很困难,而且恐怕永远是困难的。我们有一个女儿……也还会有别的孩子。为了孩子们,为了我们,这种专利代表很多的钱,代表财富。有了它,我们一定可以过得舒服,可以去掉辛苦的工作…… 他还微笑地提到唯一不忍放弃的东西:我们还能有个好实验室。 玛丽想了几秒钟,然后说:我们不能这么办,这是违反科学精神的。物理学家总是把研究全部发表的。我们的发现不过偶然有商业上的前途,我们不能从中取利。再说,镭将在治疗疾病上有大用处……我觉得似乎不能借此求利。 她丝毫不想说服她的丈夫,她知道他只是出于谨慎才说要取得专利;而她自己十分坚决地说出来的话,正表示他们两个人的感觉,表示他们对于学者职责的正确概念。 在寂静中,皮埃尔重述玛丽的话,象是一个回音:我们不能这么办……这是违反科
用roid手机能锁定狙击手?
美国法律允许公民合法持枪,但是这也导致美国各地频繁发生枪击案件。军方早就拥有了通过军人携带或固定安装的麦克风判断狙击手开枪位置的高科技设备,而美国范德比尔特大学(verbilt university)的一队计算机工程师最近开发出了小巧廉价、能与roid智能手机配套使用的民用级狙击手追踪系统。 范德比尔特大学的这支研究团队本月在第十二届美国计算机协会/ieee传感器网络信息处理大会上介绍了这一系统:它的传感器模块大小与一盒扑克牌相仿,当发生枪击时,传感器会记录下枪声和枪响的确切时间,然后通过蓝牙将数据传输至智能手机;如果本地的无线网络中还有其他配备了这种模块的智能手机,那么狙击手开枪时的位置就能立即被精确锁定。 这一系统有两种版本:一种在每个传感器模块中采用1个麦克风,但是需要至少6部独立的手机才能精确计算出开枪位置;另一种在每个传感器模块中配有4个麦克风(体积略大),但是只需两部手机就能锁定开枪位置。 这一系统利用的原理,是枪击时会产生两种不同的声音:一种是来自枪口的气流冲击波,它是向各个方向发散的球形波;另一种是来自子弹运动产生的音爆,呈以子弹为顶点的圆锥形。根据以上两种声音到达麦克风的时间,配合不同位置的麦克风接收的数据,就能得出开枪位置。 相关研究人员表示,他们最初也曾经考虑使用智能手机自带的麦克风,但发现采样率并不理想,而且大多数手机厂商为了提高嘈杂环境下的通话质量而对手机应用了降噪功能,这也会影响上述枪击追踪系统的使用。 该系统适用于官方和民间的安保工作,而研究人员还表示,美国特工处对该系统非常感兴趣,甚至已经向他们索要具体方案。 延伸阅读 日前纽约市的警察迎来了一种全新的工作方式,他们在打击犯罪的时候只需要使用安装在roid设备上的一款应用就能连接到警方的数据库,能够及时的对枪登记记录、 交通事故记录、 犯罪受害者笔记和各种犯罪记录等进行快速查询,准确地说只要将罪犯的名字输入进去就能立即确定拥有枪械,或过去犯了什么罪行,甚至能够显示罪犯的照片。 同时这款应用还有非常完善的定位警告功能,当警方携带的roid设备进行成功定位之后就能非常清晰的显示出当前所在位置附近有多少人拥有枪械。应用程序还能调用照相机功能,以方便警察的快速工作,并将和证人的对话口供全程录制下来作为呈堂证据。
日本研发出无线供电oled灯
无线充电技术在手机上得到了一定的运用,已经越来越成为一种流行趋势。而手机之外的其它厂商,也似乎从无线充电技术上,找到了一个潜在的发展机会。 近日,日本东芝公司在东京照明技术展会上公布了一款采用无线供电的oled灯,将无线供电技术运用到更广泛的领域。 东芝推出的无线供电oled灯共有两种款式,不过其原理大体相同,均由无线供电基座和若干个oled灯单元组成。每个oled灯单元可从基座上拆卸,而安装在基座上的单元则可发出亮光。由于没有了线材的束缚,这款灯的每一个oled单元可随意组合摆出各种图案,因而更具多样性。 不仅如此,据东芝公司介绍,他们的oled灯单元在不工作状态时,能够实现接近透明化,有利于白天光线的穿透,不会在地板上形成阴影。 此外,东芝公司还使用了特殊工艺,实现在没有挡板的基础上oled光线能大部分聚集在一个方向,提高中心位置的光线亮度。即便很低的功率,光线亮度看起来也相当足够。 然而,目前东芝公司尚未公布这款透明无线供电oled灯具的价格和上市时间。 无线供电技术的原理 美国麻省理工学院的科学家开发出一种新的供电方式,使用非辅射性的无线能量传输方式来驱动电器,无论是手机,笔记本电脑还是数码相机,如果这项研究获得成功,它们的充电器都可以退休了。 这项研究始于2007年6月,当时麻省理工学院物理系的副教授marin soljacic的手机电池报销了,于是他便下决心联合了其他几位教师和研究生,准备给这些日常的便携电器研发一种更简单的供电方式。 该项技术的原理其实非常简单,我们日常所接触到的电磁波都承载着能量。无线电广播在发射时,大部分的能量都四散在了空中,而这项技术就是要用一种非放射性的场来聚集这些能量。 我们都知道,特定频率的电磁波会引起物体的震动,两个固有频率相同的物体就可以传递这种震动,从而传递能量。我们可以让一个诸如铜制天线的物体发射电磁波,而让接收器来接收,转化为能量。 理论上说,所有现在使用电池的电器都可以换用这种方式供电。当然,现阶段这种传递还仅限于几米的短距离范围。 关于由此产生的电磁辐射对人体的影响问题,研究者们正在进行试验,以最终满足fcc的标准要求。开发人员称,现在的辐射水平大概和核磁共振仪类似,应该是在安全范围之内。 如果试验进行顺利,这种无线供电技术将会有非常巨大的发展空间,比如可以在地下铺设线路,随时为我们手中的电话,甚至行进中的汽车充电。但研究者指出,该技术仍处在起步阶段,这些展望都还存在在设想当中。 无线供电技术的三种方法 无线供电技术其实早在很多年前就有概念,并且有不少专家希望在此有些突破,基本上无线供电技术可以采用以下方法: 电磁耦合 电磁耦合对电源工程师来说,再也熟悉不过了,变压器就是利用这个原理来传递能量。如果把变压器的两个绕组分开,就是某种意义上的无线供电。 电动牙刷的充电就是个典型案例,但是用电磁耦合的方式有很大的缺点,没有高磁导率的磁芯作为介质,磁力线会严重发散到空气中,导致转递效率下降,特别在两个线圈远离的时候,下降的非常厉害。所以不适合大功率,远距离的无线供电。 光电耦合 把电能转化为光能,比如激光,通过光将能量传递到目的地再转化为电能。这种无线供电技术比较直观,而且光电转换技术也相对应用广泛。但是光的传递路径具有缺陷,就是传递路径中不能有障碍物。所以这种技术,也是有很大的应用缺陷。 电磁共振 电磁共振这个名词有点陌生,据说其原理类似声波共振的原理,两种介质具有相同的共振频率,就可以用来传递能量。witricity的技术就是采用了这种原理。 他们称之为非辐射性电磁共振。当然这可能并不是说该项技术没有辐射,但的确和我们普通概念中电磁辐射有很大不同。 现有多个研究小组正在设法利用无线电波为低能耗微型设备提供能源。借助该技术,美国杜克大学已研发出一款带有鸣音提醒功能的安全帽。 电力传输将进入无线时代 2013年2月份,韩国先进科技研究所(kaist)和韩国铁道研究院(krri)联合改进了一种电力无线传输技术,使其可为铁路等大规模运输系统提供稳定的60khz、180kw的无线电力输送。 据介绍,这项技术名为无线电力机车系统(olev)。加载olev的机车无需进入专门的充电站或更换电池,无论是在行进还是停驻过程中都可以随时随地接收无线电力,因此,其电池的大小只有传统电力机车的五分之一。同时,olev符合国际电磁领域的标准。 2011年,加载olev的原型机一辆公交车和一辆有轨运煤车由kaist独立研制成功,当时该系统能以85的效率为两辆车输送20khz、10kw的电力。 而此次两家机构进行的改进则证明olev可被用于更大规模的运输系统。kaist无线电力传输技术与开发中心主任dong-ho cho教授介绍了改进之处:“我们将系统的电力传输密度提高了3倍多;减小、减轻了电力接收模块的尺寸和重量;削减了olev主要部件如供电和接收系统等的成本,使其更容易商业化。” 据悉, kaist和krri还将继续对这项技术进行改进,并将于2013年5月开展有轨运煤车试验,2013年7月开展城市道路行驶试验以及开展高速铁路试验。 如果该技术最终得以广泛应用,一些传统铁路设施,如电缆、电极、集电弓等将被取消,进而使铁路建设成本大大降低。 同时,由于无需上述设备,铁路所需空间也将变小,这将降低隧道修建成本。此外,该技术还将解决高铁运行噪音、集电弓连接等难题。 无线电力传输推动电动汽车产业突破 和便捷性的特点相比,无线充电技术的节能环保特点被更广泛地看好。尤其是在方兴未艾的电动汽车领域,无线充电技术的发展更是被视为该行业取得市场突破的关键。 众所周知,电动汽车的市场推广最大难题在充电便利性上,即使是汽车厂商目前已经在充电技术上突破了反复充电、家用插座充电两大技术难关,但专业汽车充电站的建设发展仍然远远落后于实际需要。 对此,东南大学电气工程学院院长黄学良认为,纯电动汽车实现无线充电已是大势所趋,而新的无线充电技术则是未来纯电动车无线充电的关键。 黄学良表示,未来无线充电技术还将在与智能电网的结合中得到长足的发展。如果能在道路上实现无线供电,会进一步降低对纯电动汽车动力电池能量密度的要求,更有力地推动纯电动汽车的大规模应用。 同时,纯电动汽车与智能电网建设相结合还可以监控所有纯电动车辆的电池状态,采集高峰、低谷用电负荷及电价等方面的相关信息,从而引导电动汽车车主合理充放电,不再需要大量工作人员的参与,可降低人力管理及维护的成本。 不仅如此,据相关专家介绍,如果无线充电技术取得突破,那么纯电动汽车续航里程短的问题将成“浮云”。届时,公路上行驶的纯电动汽车可通过相关设施进行充电,从而可大幅度提高纯电动汽车的续航里程。 由此对动力电池能量密度要求的降低将会大幅度降低纯电动汽车的制造成本及售价,更有利于纯电动汽车的推广及应用。同时,驾驶员可通过使用相关识别卡结算无线充电费用,可让纯电动汽车节约充换电的大量时间。 如果这项技术得到突破,被视为纯电动汽车“禁区”的重型卡车也可因无线充电而采用大功率电机,让汽车真正进入“纯电动时代”。
皮肤其实越脏越好 细菌治病毫不含糊
我们通常会认为皮肤越干净越好,但事实是,皮肤上细菌的生存对我们是比较有利的。“如果你反复洗手,手就会干燥——部分是因为你洗掉了所有的油脂,还因为你清除了大量的有助于维持皮肤状态的细菌,”金斯顿大学医学微生物学家马克菲尔德教授说,“如果你过度使用洗涤剂(肥皂),清除了一些微生物而让其他微生物喧宾夺主,这可能导致皮炎等问题。” 粪便细菌也能治病 2013年早些时候一个临床试验表明,使用捐赠者的粪便——这种富含有益的肠道细菌的物质,比使用抗生素能够更有效地清除复发性感染。 难治梭状芽胞杆菌(c. diff)是一种细菌性肠道感染,可引起严重的腹泻,16例患有该病的患者使用一天四次连续四天的“粪便灌肠”治疗方法最后疗效甚佳,唯一的副作用是输液当天会轻微地抽筋。用该方法的患者中81被治愈,而那些注射抗生素的患者中只有31被治愈。考尔德教授说:“粪便移植先筛除有害细菌或病毒,然后用灌肠剂管或将管子插进鼻子导入小肠。” 粪便通常取自患者的家庭,这会更容易和更“可接受”。但是理论上,他们可以来自任何人。纽约阿尔伯特爱因斯坦医学院的内科和手术治疗教授劳伦斯勃兰特(lawrence brt)认为:治疗可能对非肠胃问题的其他疾病也有效,例如肥胖和帕金森氏症。 当你用抗菌肥皂洗手或用抗菌漱口水时你一定以为,我们每个人身上的细菌都是超标的。“人们一般都会惊讶地获知,我们身上的细菌细胞比正常细胞多10倍以上,”英国南安普敦大学的营养免疫学专家菲利普考尔德(philip calder)教授说,“事实上,以细胞计数一个人身上90是细菌。” 与我们生活在一起的是大约100万亿个细菌,它们被称为微型生物群落,其中95生活在我们的肠道中。其他一些则生活在我们的皮肤、呼吸道、口腔以及生殖器部位。它们大多数是有益无害的,当然,也有一些有害的,那为什么我们不会长期患病呢?秘密就在我们脆弱的生态系统的平衡。如果平衡被破坏,系统就进入疯狂的状态。比如说,不平衡的肠道细菌已经证实与糖尿病、肥胖症、自闭症、湿疹、牛皮癣、哮喘和炎性肠道症状相关,例如溃疡性结肠炎、克罗恩病。最新的研究表明,在某些情况下,细菌可能会造成多发性硬化症,但有些细菌不仅有益无害,且我们不能缺少。 肠胃细菌缓解焦虑 你相信吗?如果你身体里含有某种类型的细菌,就会在一定程度上影响你的情绪。人类的肠胃中有多种细菌,对人体健康起到或好或坏的作用。这些细菌还可能影响人们的情绪和行为,爱尔兰和加拿大研究人员通过动物实验发现,一种益生菌能缓解焦虑情绪。 有关肠胃细菌对人类大脑和行为的影响,科学界近年来有一些研究,但集中于有害细菌,对有益生菌的研究很少。爱尔兰科克大学学院和加拿大麦克马斯特大学的研究小组报告说,他们选择了一种常见的益生菌——鼠李糖乳杆菌,添加在食物中喂养实验鼠,持续6个星期。 行为测试表明,与摄入不添加益生菌的同样膳食的实验鼠相比,经过鼠李糖乳杆菌喂养的实验鼠较少表现出情绪压力和焦虑。例如在啮齿动物不适应的开阔环境中,它们能花更多的时间去探索,被放进水里时,体内反映情绪压力的激素水平上升幅度较小。 进一步检查发现,这些实验鼠脑部gaba受体基因的活动情况发生了改变。gaba是一种重要的神经递质,许多用于抗焦虑药物是针对它发挥作用的。研究人员说,鼠李糖乳杆菌喂养使gaba受体基因在实验鼠脑部某些区域的活动增强,在另一些区域活动减弱,总体效果是减轻焦虑。 “细菌能使大脑中的许多化学物质发生变化,”伦敦帝国学院的教授杰里米尼科尔森(jeremy nicholson)教授说,“对此我们知之甚少,还需进一步研究。” 有时还能预防中风 什么样的细菌可能影响到你,让你患上心脏病或中风的几率改变?一项发表在《自然通讯》上的最近研究显示:那些患有动脉粥样硬化的人,与那些无动脉硬化的人有不同的细菌群落。2012年,来自瑞典查尔姆斯理工大学和哥德堡大学的研究人员发现中风病人与健康人在肠道细菌方面有重大差异。他们认为后者有更多的细菌,它产生一种抗氧化剂,类胡萝卜素,可以防止心绞痛和中风。 人体含有的细菌细胞数量是人细胞的10倍多,其中大多数细菌细胞是在人肠道中发现的。除了我们的宿主基因组外,这些细菌含有大量的基因,它们一起被称作肠道宏基因组(gut metagenome)。这种宏基因组如何影响我们的健康?当前已有很多研究人员正在设法解决这个问题。在之前的研究中,科学家们已发现几种疾病与肠道宏基因组的变化相关联。如今在一项新的研究中,研究人员也证实肠道宏基因组变化与动脉粥样硬化和中风相关联。 研究人员比较了一组中风病人和一组健康人,发现两组人群的肠道菌群存在重大的差异。特别是,研究证实合成类胡萝卜素所需的基因在健康人的肠道菌群中被更加频繁地发现。相对于中风存活者而言,这组健康人的血液也存在着显著性更高水平的某种类胡萝卜素。 类胡萝卜素是一类抗氧化剂,而且多年来人们一直声称它们可以对抗心绞痛和中风。因此,来自这组健康人的肠道细菌存在水平增加的合成类胡萝卜素的细菌可能提供线索来解释肠道宏基因组如何影响疾病状态。通过研究病人的肠道菌群,人们应当能够对心血管疾病进行风险预测。 母体细菌增强免疫 如今瘦已成为所有女性的追求,根据科学研究证实,胖瘦和细菌同样有关,胖子与那些并不肥胖的人群携带的细菌是不同的。“胖子肠道里发现的微生物能更有效地摄取食物中的卡路里,”伦敦帝国学院的教授杰里米尼科尔森教授说,“它们多吸收10至15的卡路里,但目前还不清楚是不是细菌变化造成超重,或是细菌本身导致肥胖。” 然而,通过对小鼠的研究发现,那些被注射肥胖老鼠的肠道细菌的实验鼠比那些被注射瘦老鼠的肠道细菌的实验鼠增加了更多的重量。尼科尔森教授说:“有趣的是,有些人经过减肥(肥胖)手术后其肠道细菌同样经历了变化。” 另外,宝宝的免疫系统同样和细菌息息相关。根据一项发表在公共科学图书馆期刊的研究,在怀孕头三个月,母亲的细菌发生改变并将有益细菌传递给婴儿。例如约翰逊氏乳杆菌——通常在胃肠道上部,它能帮助消化,在阴道里广为分布,而其他地方则数量很少。 在分娩过程中,宝宝带走母体中的细菌,这就是为什么自然出生的婴儿常常发现有肠道混合细菌而经历剖腹产手术的婴儿通常发现有母亲皮肤上的混合细菌。 肠道细菌被认为对新生儿的免疫系统的帮助至关重要。最近两年来美国对在底特律亨利福特医院出生的12578名婴儿进行研究,最后发现那些剖腹产的婴儿比自然分娩的可能出现的过敏症多5倍。
非洲环境污染pk人类生物健康
严重的环境问题,如空气污染、化学品和垃圾的不当处理、安全饮用水的缺乏等,可对非洲大陆居民的健康造成严重威胁。非洲领导人应对环境和健康问题予以足够重视,以确保人口和经济快速增长的非洲大陆民众的福祉。这是联合国环境规划署最新发布的一份报告的主要内容之一。 联合国环境规划署在2013年2月21日发布的第三份《非洲环境展望》报告中指出,非洲28以上的疾病由环境风险导致,而空气污染是造成这些疾病的首要因素。 据估计,全球每年约有80万的人口死于室外空气污染,主要集中在城市区域,其中4万人来自于非洲大陆。 在非洲的农村和通风较差的地区,由于人们普遍采用燃烧率低的固体燃料做饭和取暖,导致室内空气污染浓度超出世卫组织标准的10至30倍。 此外,其他造成重大影响的环境问题包括:对于食品和药品安全至关重要的生物多样性的流失,来自农药、化工产品、电子垃圾等有毒和废弃物品的污染,水资源和卫生设施的缺乏,土地用途改变所导致的土地退化等。 例如,科特迪瓦阿比让农艺研究国家中心估计,象牙海岸的园丁、棉花种植者、芒果生产者和消费者遭受的65的疾病都是由于杀虫剂造成的。 报告还突出强调了气候变化对非洲大陆造成的影响。根据第四次政府间气候变化专门委员会评估报告,非洲的气候变暖速度超出全球平均水平,本世纪的气温可能上升3-4c。 由于气候变暖将可能加快包括裂谷热、脑膜炎、疟疾在内的一些气候敏感型疾病的传播,使得气候变化逐渐成为非洲健康和经济的一个主要挑战。 报告指出,不少非洲国家已经制定了很好的应对环境变化的政策,但这些政策的落实不利,因此非洲领导人应把实施环境和健康政策的工作放在他们国家和整个非洲大陆的首要位置。 【污染现状】 环境的大污染:非洲沿岸污染海流绵延150公里 美国宇航局地球观测站公布了一张卫星照片,显示了非洲纳米比亚沿岸被硫化氢污染的海流。 2012年2月下旬,纳米比亚沿岸出现淡绿色的海流。与其他偶尔出现在大洋中色彩亮丽的海流不同的是,这种淡绿色的海流并不是浮游植物导致的。 科学家们早就知道,纳米比亚沿岸的海水中会定期释放出硫化氢气体。洋流将北方含氧量较少的海水带到纳米比亚沿岸,而这一带的海底沉积物中含有丰富的有机物,有机物在缺氧环境中会发生衰变,并释放出硫化氢气体。 在卫星时代之前,该地区的居民可以靠硫化氢排放时产生的臭鸡蛋味来发现它们。卫星出现后,其灵敏的观测能够告诉我们这个地区硫化氢的排放量可以有多么巨大,排放时间能有多么长。 2012年2月29日,美国宇航局泰若卫星(terra)上的中分辨率成像光谱仪(modis)拍下了这张自然色照片。淡绿色的海水沿着纳米布沙漠(namib desert)蜿蜒向前,绵延约150公里。 纳米比亚沿岸的这种淡绿色海流,表明该处的海水中含有高浓度的硫和低浓度的氧气。这样的海流看起来鲜亮,但它们实际上是有毒的。 氧气含量低的海水导致了鱼类的死亡,然后它们的尸体成了鸟类的食物。龙虾到爬上岸边,以躲避有毒的海水,就这样成了当地人的食物。与此同时,在纳米比亚沿岸这种缺氧的海底沉积物中,一些有孔虫类却繁盛起来。 非洲开普敦41只受漏油污染企鹅重返大自然 2012年10月13日,非洲开普敦,41只非洲企鹅在南非海鸟保护基金会待了六周后被放生,回到印度洋。2009年9月,土耳其散煤货船漏油,对非洲企鹅造成危害,现在这些企鹅已经复原。 由于海洋环境复杂,2009年进行的打捞作业并未完全清除所有漏油。近年来非洲企鹅数量骤减,已被列入濒临物种名单,而现在的污染更加剧了这一困境。 气候变化导致非洲大象生存环境恶化 内罗毕,在乞力马扎罗山下的肯尼亚安波塞利草原,一只大象为寻找水源不慎误入沼泽,陷入泥潭。由于全球气候变化,非洲部分地区陷入长期干旱,野生动物的生存环境不断恶化。自2009年以来,肯尼亚已经有100多头大象因缺乏饮水死亡。 世卫组织警告:环境污染严重危害儿童健康 世界卫生组织近日发表一份公报指出,空气、水源及其他环境污染导致全球每年有300万5岁以下儿童死亡,并呼吁人们为了下一代的健康重视环境保护。 公报说,当今世界由于工业化、城市人口膨胀、气候变化、化学产品应用和环境恶化等,使得儿童的身体健康遭受严重威胁。5岁以下儿童仅占世界总人口的10,这个年龄段的儿童缺乏自我保护的能力和知识,因而成了环境污染最大的受害者。在全球环境污染引发的各种疾病中,有40的患者都是5岁以下儿童。 公报指出,目前全球的水源污染十分严重。拉丁美洲和加勒比海地区86的城市废水及亚洲地区65的城市废水未经处理便注入河流、湖泊和海洋。 不洁饮用水会导致腹泻。全球每年有180万人死于腹泻,其中160万为5岁以下儿童。不洁饮用水还会导致霍乱、痢疾、伤寒和其他肠道寄生虫等诸多疾病。 空气污染尤其是室内空气污染也是危害儿童健康的一个不可忽视的因素。在大多数的亚洲和非洲国家,75以上的家庭做饭都以木柴、木炭、煤、牛粪以及其他农作物废料为燃料。 燃烧产生的黑烟被儿童吸入很容易导致肺炎和其他呼吸道感染。全球每年有近100万儿童因室内空气污染患病而死亡。 【环保行动】 联合国环境署:非洲要推动城市绿色发展 联合国环境规划署官员日前在内罗毕呼吁非洲各国政府尽快行动起来,推动城市绿色发展。 肯尼亚《人民报》援引联合国环境规划署副执行主任安杰拉克罗珀在联合国环境规划署专家会议上的话报道说,城市是今后环境保护的重点,非洲各国应把握机会,发挥城市在发展低碳经济中的关键作用,推进基础设施建设,治理城市污染,普及饮水、医疗等设施,以满足日益增长的城市人口需求。 联合国环境规划署技术、工业及经济司司长西尔维莱梅说,非洲各国政府应鼓励与市民、私营企业和民间组织的充分合作,在建设住房等基础设施过程中推广绿色技术应用。她说,建造能利用太阳能的低成本住房对城市可持续发展尤为重要。 目前,非洲城市空气污染和水污染日益严重,这与非洲城市近年来的工业化发展有关,也与非洲农村人口进入城市谋生导致城市人口不断增加有关,落后的城市规划和普遍贫穷加剧了非洲城市的污染问题。 非洲建世界最大自然保护区 世界上最大的野生生物国际保护区近日建立,非洲野生生物将会受到格外的保护。这一新的自然保护区横跨5个国家:博茨瓦纳、安哥拉、纳米比亚、赞比亚以及津巴布韦。 新的“卡万戈赞比西跨境保护区”(kaza,以下称“卡沙”)占地1.09亿英亩,保护区内有36块独立的自然保护区域。 世界自然基金会(wwf)表示,有44的非洲象都生活在卡沙跨界保护区里,这里的植物种类达600种,鸟类种类也有3000种。这里有世界著名的维多利亚瀑布。 博茨瓦纳的奥卡万戈三角洲作为禁猎区之一,为鳄鱼、狮子、豹、鬣狗、犀牛、狒狒,以及濒临灭绝的非洲野生狗等动物提供栖息地和水源。 许多动物对于人类的侵袭,尤其是偷猎是毫无抵抗能力的。例如,由于亚洲传统医学对犀牛角的大量需求,2010年,南非有333头犀牛被猎杀。 卡沙跨界保护区边境区域合作已经快有一年了。2011年8月,5个国家的政府签署了“谅解备忘录”,承诺共同开发这片区域。近日他们举行了正式的条约签署仪式。 卡沙跨界保护区仍然面临着许多挑战,人口的不断增长以及区域面积过大等一系列问题导致管理上面临许多困难。环保人士希望可以重新打开动物迁移路线,推动保护野生动物的边境区域合作。 联合国环境署发起“后世界杯”非洲环保行动 总部设在内罗毕的联合国环境规划署(环境署)宣布,环境署将携手世界知名运动品牌彪马,借助“后世界杯”余温并配合“2010世界生物多样性年”主题,在非洲展开新一轮环境保护行动。 环境署和彪马公司当天在内罗毕发布联合声明说,双方将在此前达成的“为生命而赛”的伙伴关系框架下,发起3项非洲环境与物种多样性保护活动,旨在保护赞比亚非洲狮、科特迪瓦及利比里亚象群以及尼日利亚姆贝山大猩猩。 环境署公共宣传部门负责人宾德拉说,足球在非洲乃至全世界都有着与众不同的魅力和广泛且不分阶层的追随者,环境署希望通过彪马
捕获500吨小行星 开辟火星征途
夜空中,一颗小行星正靠近地球。此时,将环状太阳能板舒展开来的无人航天器向它迎去。在与小行星保持一定距离时,正对小行星的无人航天器的一端的舱盖脱离,由体内向外释放出一张巨网,通过激光定位,对准小行星,将其笼罩其中。一颗小行星就这样被地球安排的“捕捉器”给收入囊中。随后,无人航天器通过变轨,将小行星带到指定地点。 得知无人航天器已成功捕获小行星消息后的地面指挥中心,则将载有宇航员的航天器发射升空,在预计轨道与无人航天器会合。之后,两个航天器进行对接,宇航员们出舱,对捕获的小行星进行拍照、采样等科学研究。成功采集相关样本后,宇航员们带着小行星样品返回太空舱。 这一系列场景近日出现在美国宇航局(nasa)主页的一个模拟动画中。这不是神话,而是美国宇航局准备付诸实践的计划。该计划的2014年预算为1.05亿美元,其中包括7800万美元的初期拨款和用于对候选小行星进行研究的额外拨款等。 美国宇航局希望在2025年之前能够成功捕获一颗小行星并将其运送到月球轨道附近,以便宇航员和科学家对该小行星进行探测。更为长远的设想是,通过捕获小行星为人类向火星进发奠定基础。 1 焦点之“计划起源” 移动天体梦想已有百年 2012年4月,美国科研机构提出了捕捉小行星的计划,并提请白宫“审阅”。2013年4月10日,美国总统奥巴马向国会提交2014年财政预算案中,为捕捉小行星的计划争取了资金。 捕捉小行星的计划基于加州理工学院凯克研究所于2012年4月发布的一篇题为“小行星捕获可行性研究”的报告。该报告称,人类可通过机械设备捕获一颗重约500吨、直径约7.6米的近地小行星,并将其拖拽到绕月轨道,整个任务耗资预计26亿美元左右。 报告指出,此项任务的目标应是一颗含有水和其他挥发物的碳质小行星。捕获、拖拽,然后载人探测,将对人类登陆其他近地小行星、火星、火卫一、火卫二,以及有朝一日载人探访小行星提供直接经验。 美国宇航局研究人员指出,开发小行星的想法早在100多年前就已经提出,只不过直到现在相应的技术才成熟到足以令梦想变为现实。在近月轨道放置一颗近地小行星,将为人类的太空探索提供一种全新的独特体验,如此成就有可能激发一个国家的潜能。倘若成功,这将是人类第一次移动天体。 2 焦点之“计划风险” 需征服目标小行星自转 论及捕获小行星计划的风险,加州理工学院凯克研究所项目成员保罗蒂莫塔基斯表示,捕获整颗小行星,然后将其拖拽到月球附近的计划可谓史无前例,必将面临严峻挑战。例如,目标小行星会自转。无人航天器将其捕获后,应使其停止转动,然后才谈得上成功拖拽。 蒂莫塔基斯指出,科学家将通过推进器提供反作用力的方式,对目标小行星实施“除转”。此外,将小行星捕获后,无人航天器的质量势必增加,从而使推进、导航等任务的难度增大。 除精确导航外,科学家还必须对这颗小行星精挑细选,确保它在导航失灵的情况下即便撞向地球,也不会对人类造成危害。尽快启动对目标小行星的搜索至关重要,因为在浩瀚的深空中辨认出一颗直径7米多的小行星并非易事。 对于这个史无前例的计划,美国宇航局局长博尔登满怀憧憬:“捕获小行星意味着人类能够更好地保护我们的家园。” 不过,有美国媒体对该项计划有担忧:虽然美国总统奥巴马已将捕获小行星的计划列入了财政预算,但这只是整个项目启动的一个符号。当前,全球经济形势让奥巴马政府不得不慎重考虑财政支出的重点,1.05亿美元启动经费的背后是数十亿美元的巨大后续投资。如果随后的资金链断裂的话,人类首次捕捉天体的行动仍然只会停留在梦想阶段。 3 焦点之“计划揭秘” 以500吨重小行星为目标 美国宇航局公布的有关捕获小行星计划的资料显示,该局将在一枚“阿特拉斯5”火箭上加装一个无人航天器(该航天器用来捕捉小行星)。该航天器同火箭分离后,张开两个太阳能板。 此时整个无人航天器宽35.7米。一旦靠近目标小行星,该航天器在接近目标时会释放出一个直径50英尺(约合15.2米)的网袋,利用束带包裹住这块旋转着的小行星。此后,火箭将使用约300公斤燃料开启助推器,将小行星推离原有轨道、带入近月轨道,耗时约2.2年。 按照美国宇航局的设想,未来进行太空探索的宇航员可以把这颗小行星当成中转站。 经科研分析,若要成功捕获小行星,需要满足三个条件:首先要能找到一个满足重量、大小等条件的近地小行星。最理想的目标是一颗中等大小的小行星,直径7米左右、重约500吨,与此同时,该小行星上需要有100吨水、90吨金属和200吨硅酸盐。 其次,要准备一套足够强大的太阳能电动推进系统,以便将小行星带离原有轨道。最后,要能在2020年安排相关人员对这颗小行星进行勘探和开采。 参议员比尔尼尔森表示:“捕获小行星的计划只是大型项目的一部分,与采集小行星矿石并进行科研相结合,并期望通过对小行星的研究能够为人类前往火星开辟一条路径。” 媒体报道称,美国希望通过捕获小行星计划能够为国际空间合作创造新的可能,并为新的技术工业提供可能。此外,能为保护地球做出贡献:如果小行星撞击地球的话,人类有能力实施拦截。 美国宇航局期望的最终目的则是通过捕获小行星计划,加深对深空的了解和研究,最终为人类登陆火星寻找出路。
地球生物
地球的诞生,已有45-46亿年,但我们今天仅对它近6亿年来的这段历史了解得比较清楚。 为地球历史上发生的事情,主要是靠当时形成的岩层和所含的古生物化石记录下来的;地球上的生物虽然早在30几亿年前就已出现,但长期停滞在很低级的阶段,主要是些低等的菌藻植物,它们留下的化石,说明的情况不多,而且保存这些化石的岩层,又大多经过程度不同的变质,这就使地球这段早期历史更加不易了解。 只是到了距今约6亿年前,较高级的生物大量出现了,并有大量未经变质的沉积岩层和动物化石保留下来,从而提供了许多比较可靠的材料。所以,现在关于地球的6亿年以来的这一段历史,阐述得比较详细和可信。这和人类历史的阐述有相似之处,无文字记载以前,人类历史是比较模糊和简略的,而有文字记载以后,人类历史才变得清楚和翔实。总之,无论地球历史还是人类历史,距今越远越模糊、越简略,距今越近越清楚、越翔实。 从地球诞生到6亿年前,这段时间在地球历史上被称为隐生宙,虽然延续的时间约有40亿年,但由于材料不足,未能划分出详细的历史发展阶段,一般只再分为太古代和元古代,而它们之间还无确定的界限,因此常统称为前古生代。 当地球上的生物从以低等植物为主演变为有壳的无脊椎动物占优势时,地球的历史从隐生宙(即前古生代)进入到显生宙。生物继续从低级向高级演化,无脊椎动物让位给脊椎动物;脊椎动物中又不断有新的强者出现,从鱼类、两栖类、爬行类、哺乳类到我们人类,此衰彼兴,依次扮演着地球上的主角。 在古生代的早期,我国的北方和南方,都有很广阔的地区为海水所淹没。在海里,藻类仍在大量繁殖,但比它高级得多的生物已大量出现了,一种被称为三叶虫的动物统治了全世界的海洋,这时陆地上仍没有任何生物。 三叶虫是节肢动物的一种,全身分为头、胸、尾三节,又有一条凸起的中轴贯穿在头尾之间,横看竖看都可分出三个部分,在它的身上长有甲壳,起保护作用。三叶虫一般长约数厘米,这在当时是个儿大的动物,它们大多栖息在海底,也有少数钻到泥沙中居住或在水里漂游。 寒武纪后期,是三叶虫鼎盛的时期,到奥陶纪时,三叶虫的数量仍不少,但海中已出现了比它更厉害的动物。这种动物是一种软体动物,它有锥状的硬壳,在锥体开阔的一端,即它的头部,长有环状的触手,用它捕捉食物和爬行、游泳。它们的个儿大,一般长达几十厘米,行动迅速,口腔坚硬,因此三叶虫不是它们的对手,这些软体动物是章鱼、乌贼的远亲,但大部已绝灭了,只是在岩层中留下了它们的一些锥形硬壳变成的化石,这种化石被称作角石,而其中被称为鹦鹉螺的这一种,居然还见之于今天的海洋里。 在三叶虫之后,在地球上占统治地位的是属于脊椎动物的鱼类。早在奥陶纪的海洋中,一种外形似鱼,头部无上下颌骨,身上披有骨质甲片的甲胄鱼已经出现;到了志留纪晚期,真正的鱼类登场了。到了泥盆纪,鱼类进入繁殖盛期,一时地球上成了鱼类的世界。 从志留纪中期开始,全世界许多被海水淹没的地区,都发生了地壳升高为陆的变化;一些地区地壳比较平稳地大面积升高,海水慢慢地退却;还有一些地带,地壳剧烈地褶皱,逐渐形成绵亘的山脉,这就是所谓的造山运动。在志留纪晚期,我国南部和北欧等地,都有造山运动发生。到了泥盆纪,陆地的范围更为扩大,虽然其间也有海水漫上大陆的时候。 从海到陆的变化,促使原来在海里生活的生物向陆地上转移。志留纪晚期,在滨海地区的沼泽中,出现了一种极为原始的蕨类植物,这类植物的根、茎、叶都还没分化出现,光秃秃的,故被称为裸蕨,它们是首先登上陆地的植物。 到了泥盆纪,陆地上的植物增多,而且大多有根有茎,枝叶茂盛。这些植物,仍以蕨类为主,不过它们可不象今天我们还可看到的那种矮小的草本植物的蕨类,而是多为高大的木本植物,特别是在进入石炭纪以后,这些植物更为茂盛。它们在许多地方组成了茂密的森林,树木的高度有达到40米的,茎的基部最粗的有3米。 这些树木由于各种原因被埋藏到地下,天长日久就变成了煤层。地球上的煤,在石炭纪时形成的最多,以后地球上的森林,再也没有达到那时的规模。紧接着石炭纪的二叠纪,陆上的植物仍很茂盛,并开始有松柏一类更高级的植物出现,这时形成的煤层也不少。 动物登上陆地比植物要晚,但在泥盆纪时也开始有了原始的两栖类。到了石炭、二叠纪时,地球上变成了两栖类的天下。 昆虫出现在陆地上,可能比两栖类还要早些,在石炭、二叠纪时已很发达,那时的昆虫有1,300种以上,其中有形体特别大的,翅膀就有70厘米长;这样大的昆虫,后来再没出现过。 在二叠纪末期,地球上的生物界来了一个大变革,三叶虫等多种生物都绝灭了,古生代宣告结束。 在石炭、二叠纪,地壳继续不断升降,一些地区时而为海、时而为陆;造山运动也多次发生。今天的各大陆,在那时也已粗具规模,不过是联成为一整块,后来逐渐分裂成几块,并各自移动了位置,经过了两亿多年,才演变成今天这个样子。 古生代结束,地球的历史进入中生代。 爬行动物统治地球,是中生代一大特征。那时的爬行动物,大都躯体庞大,形象恐怖,人们使用了传说中的龙来称呼它们。一时在陆地上爬的有恐龙,在海里游的有鱼龙、蛇颈龙,在天上飞的有飞龙、翼龙,地球上成了龙的世界。 恐龙之所以是给人们印象特别突出的一类爬行动物,这是因为大多数恐龙的躯体巨大,有的体 20_30米,体重40_50吨。其实恐龙也并非都那样大,也有小的。不过,那些小的被人们忽略了。一 到恐龙,人们就想到那些巨大的可怕的形象。 在中生代末期,恐龙和其他许多种龙都绝灭了,有人认为可能还有极个别的孑遗,但至今尚未找到。总之,在中生代末期,生物又来了一次大变革,而这也就成了划分中生代和新生代的一个重要依据。出现在中生代晚期的强烈的地壳运动,可能是恐龙等绝灭的一个重要原因。 这场规模很大的地壳运动,使地球上出现许多高山,气候变冷,植物随之也发生了很大的变化,原来有利于恐龙生存的环境改变了,而它们又没有应变能力,只好走上了绝灭的道路。近年来又有人提出,巨大的陨石撞击地球所产生的影响,可能才是实恐龙绝灭的主要原因,讲的也颇有道理。 不过中生代晚期发生的强烈的地壳运动,是确定无疑的,这轮运动对我国当时的大片土地影响很大,今天我国的地形大势,就是在那时打下的基础。 进入新生代,强烈的地壳运动继续发生,特别是在3,000多万年前,长期为水淹没、堆积有巨厚沉积物的现今喜马拉雅山一带,逐渐升起成为世界屋脊,这新一轮造山运动,被称为喜马拉雅运动,它在我国其他地区也有表现,一些地区升高成为高原山岳,一些地区又沉降成为平原洼地,造成地形起伏的巨大变化。 在爬行动物退位后,代之而起的是哺乳类动物,还有鸟类。一些四足有蹄、以吃植物为生的兽类繁殖起来,食肉类动物因有了食料也随之发展起来了;地球上的生物,渐渐演变成为今天的状况,人类登上地球这个舞台的条件成熟了,地球的历史也随之进入了一个崭新的时代。 地球在不停地转动,随着它的转动,时间在前进,几十亿年过去了,这才具备了适于人类发生和发展的条件。人类成为地球的主人,地球的历史开始了一个新纪元。 究竟人类是多少年前在地球上出现的,至今还说不出一个肯定的数字,但进入第四纪后,人类才开始发展起来,这是毫无疑问的。 早在3,000多万年前,地球上就已出现了一种高级的哺乳动物古猿。这些古猿本来在森林中生活,成天在树上攀援,但是由于环境变化,有一部分古猿下了地,而且学会直立行走,手脚分化,视野变得开阔,头脑也发达焉,终于能够制造工具和说话,进化成了人,这种转变现在一般都认为是在第四纪完成的。 第四纪时,几次出现了世界范围的气温降低,造成一些地区终年为冰雪所封冻,冰川掩盖的陆地面积,最大时曾达5,200万平方千米,比现在要大3倍多。 由于大量的水被冻结在冰川里,海洋里的水量减少,海面降低,今天不少被海水淹没的地方,当时都露出在海面上,亚洲美洲之间的白令海峡,曾是连接两大洲的陆桥。 气候变冷,生物的生存和发展受到影响,一些地区的森林减少直至消失;原来温暖潮湿的丛林变成了干冷的草原,在这个变化过程中,有些生物因不能适应环境的改变,所以绝灭了;也有些生物为了适应环境则改变了自己的形体和习性。一部分古猿下地生活,看来也是受到环境变化的影响。 人类的祖先为了得到赖以生存和发展的条件,经过难以想象的艰苦历程,终于克服了环境改变带来的困难,走出了一条从只能适应环境到自发改造环境的新路。 在云南省元谋,找到了150_180万年前的猿人化石,同时发现了少量石器和用火的痕迹。约在50万年前,生活在今天的击口店一带的猿人,更已能造出大批石器和骨器,留下了许多用火的遗迹。到几万年前,那时人的形象便和今天的人接近了。 除了人以外,任何其他生物对自然界的影响都是无目的的,只有人才使自己的行为成为有意识的活动。人的有目的的改造环境的作用将愈来愈显现出巨大的威力。 人类的时代同地球历史上的朝代相比,只能说是刚刚开始。人类在地
疫情北上是否意味着h7n9扩散?
打破砂锅 近日,北京、河南先后报告人感染h7n9禽流感确诊病例,流感疫情已从南方北上。对于这种情况,有人担心h7n9禽流感是不是有暴发扩散的趋势,请关注——2013年4月14日,全国新增11例人感染h7n9禽流感病例,截至目前,全国共报告60例确诊病例。 中国工程院院士、传染病诊治国家重点实验室主任李兰娟表示,感染人数增加是因为传染源还存在,因此,目前不断会有病例发生。由于人传染人的证据尚不足,需要进一步加强对病毒是否发生重组的监测。 病毒发生变异风险加大 截至2013年4月14日,浙江省新增4例人感染h7n9禽流感病例。为此,浙江大学第一附属医院启用了新病区,收治h7n9禽流感患者。 “所有患者的病情,现在都不能掉以轻心,医护人员都已经投入100的努力抢救。”不过,李兰娟也担心:现在实验室研究必须紧跟病情态势,目前没有发现h7n9病毒变异,“但是,病人增多意味着风险加大,一定要尽早救治,以防止病毒在人身上发生新的变异。” 北京市地坛医院感染科主任李兴旺教授透露,相比此前的几次流感,这次h7n9禽流感患者的病情特别重。 几乎所有的患者,一旦发病,病情可能前一天还好好的,可没出一两天,肺部炎症迅速扩展。 无论是北京首例患儿,还是目前浙大一院收治的患者,几乎都是在快速进展期时被发现,病情变化特别快,给救治也带来前所未有的难度。 对此,李兰娟强调,各家医院应该加强发热门诊的采样,市民也要特别注意,家人如果出现发热、咳嗽等症状,最好去发热门诊验白细胞,并留下咽拭子,以备后续检测。 候鸟迁徙疫情有北上趋势 解放军第302医院著名传染病学教授姜素椿教授表示,病毒北上符合传染病学发展规律,在病毒没有发生变异的前提下,北京暴发大面积h7n9疫情的可能性不大。 姜素椿介绍,h7n9禽流感来源于禽类,而禽分为家禽、野禽,由于后者不受控制,因此更能传染流感病毒。 野禽的活动规律是造成禽流感流行的第一因素,“野禽的习性为冬天到温暖的地方,夏天回到凉爽的地方,它按照气候规律在地球的南北飞翔”。 而3月底上海首现h7n9确诊病例时,正值初春,上海及长江流域气候温暖,也正是野禽回归的时候,因此疫情首先在南方出现。同时,鸟类喜欢温暖的地方,随着北方气温升高,鸟类活动开始北移。 “h7n9禽流感病毒的病毒特性是怕热不怕冷,随着北方地区气温回升、南方地区的气温持续升高,北方开始变得更加适合病毒存活,这种不冷不热的温度使人更容易感染,病毒开始北上。” “根据候鸟由南向北的迁徙路线,疫情有北上的趋势。”北京市疾病预防控制中心主任邓瑛认为,目前北京、河南等省份已经有确诊病例报告,不排除更多北方省份出现更多病例的可能。 “目前,h7n9病毒对高温比较敏感,禽流感病毒普遍对热敏感,随着气温的升高,病毒的活性也会降低。随着北京进入夏季、气温不断升高,预计疫情或将得到初步控制。” h7n9或比h5n1更易感染人 “一种病毒对禽类动物的致病性高低,不等于对其他物种或人类的致病性也是一样的;即使在禽类动物之间,一种病毒对不同的禽类致病性也不同。”李兰娟透露,此次的h7n9禽流感病毒在禽类身上呈现弱毒性,在人身上却极具破坏力。 科学家发现,“人感染h7n9禽流感病毒”在ha基因上发生突变。这是一个氨基酸的突变,变化后,“人感染h7n9禽流感病毒”与人的上皮细胞,特别是呼吸道上皮细胞结合的能力增强了。 国家流感中心主任舒跃龙判断,“人感染h7n9禽流感病毒”或许因此比h5n1更容易感染人。 如果感染人类的禽流感病毒对禽类动物是高致病性的,在人感染之前,则会造成大量禽类动物生病、死亡,人们很容易发现其流行;如果感染人类的禽流感病毒对禽类动物不是高致病性的,禽类动物感染后则不容易被人们发现,不仅常常被人们忽略,而且难以预防。 “与之前在禽类身上发现的h7n9相比,这次在人身上发现的h7n9的基因序列已经发生了变化。存在继续变异的可能。而这种变异是导致传播能力变强还是变弱尚未可知,但是可以肯定的是,一旦变异,我们能立即检测出并进行防范。”李兰娟说。 未发现人传人不代表无可能 广东省人感染h7n9禽流感病原学专家组组长、华南农业大学副校长廖明认为,病毒要感染必须同时具备突变和复制两个条件,在此之前,都不具备人传人的理论基础。 廖明表示,从目前来看病毒仍未能突破人禽屏障,从而出现在人间传播。“流感的传染性是很强的,密切接触者至少有20以上的感染率,出现流感症状,病原鉴定呈阳性等。” 这是专家认为不会发生人际传播的很重要依据,从目前看,在感染病例的密切接触者中虽然有人出现了一些症状,但没有接触者的病原鉴定为阳性,这说明该病毒能在人际间传播并没有被证实。 “人感染禽流感还有一定的条件,并非一接触了就会感染。”北京市疾病预防控制中心传染病地方病控制所所长王全意解释说,感染的前提条件是需要有相应的受体,人流感需有人流感受体,禽流感需有禽流感受体,才能感染激活病毒。 根据相关的科学分析,人体的上呼吸道部分基本都是人流感受体,只有在呼吸道底部和肺部上才有部分禽流感受体。 受体在不同的动物身上是不同的,如果没有遇上受体,也是无法感染到的,从这个层面上讲,禽流感宿主是比较狭窄的,在人体中感染也不是很容易的,“如果越像禽流感,越不会在人际间发生传播”。廖明如是说。 然而,中国工程院院士、呼吸疾病国家重点实验室主任钟南山却表示担忧,根据现在的事实,没有发现有人传染人,不等于就证实不可能传染。 钟南山认为,病毒还在变化,所以这个可能性是存在的。“sars早期传染性也不强,后来传染性就强了,也有这个规律。所以现在不能去预料说不可能人传人,我们要紧密地追踪观察。”
物理学家——史蒂芬·威廉·霍金
“宇宙之王”史蒂芬威廉霍金(1942-),1942年1月8日出生于英国牛津。毕业于牛津大学气象学(university of oxford)和剑桥大学(universitas cantabrigiensis)。并获剑桥大学哲学博士学位。他因为在21岁时不幸患上了会使肌肉萎缩的卢伽雷氏症,所以被禁锢在轮椅上,只有二根手指可以活动。1985年,因患肺炎做了穿气管手术,被彻底剥夺了说话的能力,演讲和问答只能通过语音合成器来完成。1972年,他考查黑洞附近的量子效应,发现黑洞会像黑体一样发出辐射,其辐射的温度和黑洞质量成反比,这样黑洞就会因为辐射而慢慢变小,而温度却越变越高,最后以爆炸而告终。黑洞辐射或霍金辐射的发现具有极其基本的意义,它将引力、量子力学、统计力学统一在一起。 1974年以后,他的研究转向了量子引力论。虽然人们还没有得到一个成功的理论,但它的一些特征已被发现。例如,空间-时间在普朗克尺度(10^-33厘米)下不是平坦的,而是处于一种粉末的状态。在量子引力中不存在纯态,因果性受到破坏,因此使不可知性从经典统计物理学、量子统计物理提高到了量子引力的第三个层次。 1980年以后,霍金的兴趣转向了量子宇宙论,提出了他一生中最重要的工作无边界条件。 然而,2004年7月,他改正了自己原来的黑洞悖论观点,应该持之以恒。 《时间简史》的副题是从大爆炸到黑洞。斯蒂芬威廉霍金认为他一生的贡献是在经典物理的框架里,证明了黑洞和大爆炸奇点的不可避免性,黑洞越变越大;但在量子物理的框架里,他指出,黑洞因辐射而越变越小,大爆炸的奇点不断被量子效应所抹平,而且整个宇宙正是起始于此。 理论物理学的细节在未来的20年中还会有变化,但就观念而言,已经相当完备了。 史蒂芬威廉霍金的生平是非常富有传奇性的,在科学成就上,他是有史以来最杰出的科学家之一,他的贡献是在他被卢伽雷氏症禁锢在轮椅上20年之久的情况下做出的,这是真正的空前绝后。他的贡献对于人类的观念有深远的影响,所以媒介早已有许多关于他如何与全身瘫痪作搏斗的描述。所以说,上帝对每个人都是公平的。 他有身体上的缺陷,可他的头脑聪明得很!尽管如此,吴忠超(译者)于1979年第一回见到他时的情景至今还历历在目。那是第一次参加剑桥霍金广义相对论小组的讨论班时,身后门一打开,脑后忽然响起一种非常微弱的电器的声音,回头一看,只见一个骨瘦如柴的人斜躺在电动轮椅上,他自己驱动着电开关。 译者尽量保持礼貌而不显出过分吃惊,但是他对首次见到他的人对其残疾程度的吃惊早已习惯。他要用很大努力才能举起头来。在失声之前,只能用非常微弱的变形的语言交谈,这种语言只有在陪他工作、生活几个月后才能通晓。他不能写字,看书必须依赖于一种翻书页的机器,读文献时必须让人将每一页摊平在一张大办公桌上,然后他驱动轮椅如蚕吃桑叶般地逐页阅读。人们不得不对人类中居然有以这般坚强意志追求终极真理的灵魂从内心产生深深的敬意。 从他对译者私事的帮助可以体会到,他是一位富有人情味的人。每天他必须驱动轮椅从他的家——剑桥西路5号,经过美丽的剑河、古老的国王学院驶到银街的应用数学和理论物理系的办公室。该系为了他的轮椅行走便利特地修了一段斜坡。霍金虽然身残但志不残,非常乐观。 他还证明了黑洞的面积定理。在富有学术传统的剑桥大学,他担任的职务是剑桥大学有史以来最为崇高的教授职务,那是牛顿和狄拉克担任过的卢卡斯数学教授。他拥有几个荣誉学位,是最年轻的英国皇家学会会员。在公众评价中,被誉为是继阿尔伯特爱因斯坦之后最杰出的理论物理学家之一。他提出宇宙大爆炸自奇点开始,时间由此刻开始,黑洞最终会蒸发,在统一20世纪物理学的两大基础理论——爱因斯坦的相对论和普朗克的量子论方面走出了重要一步。 他因患渐冻症(肌肉萎缩性侧索硬化症卢伽雷氏症),禁锢在一把轮椅上达40年之久,他却身残志不残,使之化为优势,克服了残废之患而成为国际物理界的超新星。他不能写,甚至口齿不清,但他超越了相对论、量子力学、大爆炸等理论而迈入创造宇宙的几何之舞。尽管他那么无助地坐在轮椅上,他的思想却出色地遨游到广袤的时空,解开了宇宙之谜。 霍金的魅力不仅在于他是一个充满传奇色彩的物理天才,也因为他是一个令人折服的生活强者。他不断求索的科学精神和勇敢顽强的人格力量深深地吸引了每一个知道他的人。患有肌肉萎缩性侧索硬化症的他,几乎全身瘫痪,不能发音,但1988年仍出版《时间简史》,至今已出售逾2500万册,成为全球最畅销的科普著作之一。 他被世人誉为在世的最伟大的科学家、另一个爱因斯坦、不折不扣的生活强者、敢于向命运挑战的人、宇宙之王。 霍金1942年出生于英国牛津,出生当天正好是伽利略逝世300周年忌日,父亲法兰克是毕业于牛津大学的热带病专家,母亲伊莎贝尔1930年代于牛津研究哲学、政治和经济。 1942年1月,纳粹德军狂轰滥炸英格兰,伦敦遭受几乎夜夜不停的空袭。这迫使霍金一家搬离海格特的家园,迁到牛津避难。他们在霍金诞生后又回到了伦敦。童年时的霍金,学业成绩并不突出,但喜欢设计极为复杂的玩具,据说他曾做出一台简单的电脑。 1959年,17岁的霍金入读牛津大学的大学学院攻读自然科学,自称用了很少时间而得到一等荣誉学位,随后转读剑桥大学研究宇宙学,1963年被诊断患有肌肉萎缩性侧索硬化症,即运动神经病,当时医生诊断他只能活两年,但他却奇迹的活了下来,虽然他丧失了活动能力,但其坚强的意志却促使其成为了科学领域的伟人。 霍金曾澄清自己当时并无酗酒,只感到自己有悲剧性格,并使自己沉醉于瓦格纳的音乐里。直至他遇上了首任妻子珍王尔德(jane wilde),两人结婚后育有3名子女。23岁时,他获剑桥大学哲学博士学位,留在剑桥大学进行研究工作。 《时间简史续编》是宇宙学无可争议的权威,霍金的研究成就和生平一直吸引着广大的读者,《时间简史》是为想更多了解霍金教授生命及其学说的读者而编的。该书以睿智真挚的私人访谈形式,叙述了霍金教授的生平历程和研究工作,展现了在巨大的理论架构后面真实的人性。该书本来就不是一部寻常的口述历史,而是对二十世纪人类最伟大的头脑之一的极为感人又迷人的画像和描述。对于非专业读者,本书无疑是他们绞尽脑汁都无法真正理解的,只能当科幻小说看。 《霍金讲演录——黑洞、婴儿宇宙及其他》,是由霍金1976-1992年间所写文章和演讲稿共13篇结集而成。讨论了虚拟空间、有黑洞引起的婴儿宇宙的诞生以及科学家寻求完全统一理论的努力,并对自由意志、生活价值和人的生存方式及进化原理作出了独到的见解。 《时间简史》中,霍金念念不忘的就是大统一理论,这是爱因斯坦未尽的梦想。霍金在本书中坦言,不能用单独的美妙的公式描述和预测宇宙的每一件事情,因为量子理论的测不准原理决定了宇宙是不确定性和确定性统一的。在本书中,霍金通过地图模型来说明宇宙的多样性可能需要一组理论来进行描述。 《时空本性》80年前广义相对论就以完整的数学形式表达出来,量子(他个人认为这只是研究理论物理目前的最小单位)理论的基本原理在70年前也已出现,然而这两种整个物理学中最精确、最成功的理论能被统一在单独的量子引力中吗?世界上最著名的两位物理学家就此问题展开一场极端与极端的辩论。本书是基于霍金和彭罗斯在剑桥大学的6次演讲和最后辩论而成。 《未来的魅力》本书以斯蒂芬威廉霍金预测宇宙今后十亿年前景开头,以唐库比特最后的审判的领悟为结尾,介绍了预言的发展历程,及我们今天预测未来的方法。该书文字通俗易懂,作者在阐述自己观点的同时,还穿插解答了一些饶有有趣的问题。 《果壳中的宇宙》该书是霍金教授继《时间简史》后最重要的著作。霍金教授在这本书中,再次把我们带到理论物理的最前沿,在霍金教授的世界里,真理和幻想有时只是一线之差。霍金教授用通俗的语言解释提示我们对宇宙的展开充分的想象,并以他独特的热情,邀请我们一起展开一场非凡的时空之旅。 《时间简史——从宇宙空间大爆炸到黑洞》(1988年撰写)这本书是霍金的代表作。作者想象丰富,构思奇妙,语言优美,字字珠玑,更让人咋惊,世界之外,未来之变,是这样的神奇和美妙。这本书至今累计发行量已达2500万册,被译成近40种语言。 在这本书中,霍金将试图勾勒出我们心目中的宇宙历史——从大爆炸到黑洞,并有机结合各类宗教学理论。在第一讲里,他将简要地回顾过去关于宇宙的构想,并说明我们是如何得到目前的图像的。这或许可以称之为宇宙史的历史。 第二讲将解释牛顿和爱因斯坦的两种引力理论何以得出这样的结论——宇宙不可能是绝对静止的,它不得不或是膨胀,或是收缩。而这又意味着,在前200亿年到前100亿年之间,必定有某一时刻,那时宇宙的密度为无穷大或是脱离了某个空间,这就产生了所谓的大爆炸。它极可能就是宇宙
化学家---阿尔弗雷德·贝恩哈德·诺贝尔
1833年10月21日出生于瑞典首都斯德哥尔摩。母亲是以发现淋巴管而成为著名的瑞典博物学家——鲁德贝克的后裔。他从父亲伊曼纽尔诺贝尔那里学习了工程学的基础,也像父亲一样具有发明的才能。诺贝尔的父亲伊曼纽尔诺贝尔是位发明家,在俄国拥有大型机械工厂,1840—1859年其父在圣彼得堡从事大规模水雷生产,这些水雷及其他武器曾用于克里米亚战争。他发明了家用取暖的锅炉系统、设计了一种制造木轮的机器、设计制造了大锻锤、改造了工厂设备。1853年5月,沙皇尼古拉一世为了表彰伊曼纽尔诺贝尔的功绩,破例授予他勋章。在父亲永不停息的创造精神影响和引导下,诺贝尔走上了光辉灿烂的科学发明道路。 诺贝尔一家于1842年离开斯德哥尔摩同当时正在圣彼得堡的父亲相团聚。他的299种发明专利中有129种发明是关于炸药的,所以诺贝尔被称为炸药大王。 诺贝尔一生未婚,没有子女。一生的大部分时间忍受着疾病的折磨。他生前有两句名言:我更关心生者的肚皮,而不是以纪念碑的形式对死者的缅怀、我看不出我应得到任何荣誉,我对此也没有兴趣。多么质朴无华的语言!却道出了真谛。奢华的语言,包裹着华丽外衣的语言,有时候是不管用的。 重返瑞典以后,诺贝尔开始制造液体炸药硝化甘油。在这种炸药投产后不久的1864年,工厂发生爆炸,诺贝尔最小的弟弟埃米尔和另外4人被炸死。由于危险太大,瑞典政府禁止重建这座工厂,被认为是科学疯子的诺贝尔,只好向朋友借了一只船在湖面的船上进行实验,寻求减小搬动硝化甘油时发生危险的方法。在一次偶然的机会,他发现:硝化甘油可以被干燥的硅藻土所吸附;这种混合物可以安全运输。上述发现使他得以改进黄色炸药和必要的雷管。 黄色炸药在英国(1867年)和美国(1868年)取得专利之后,诺贝尔进而实验并研制成一种威力更大的同一类型的炸药爆炸胶,于1876年取得专利。大约10年后,又研制出最早的硝化甘油无烟火药弹道炸药。他曾要求弹道炸药的专利权要包括柯达炸药,但遭到法庭否决。诺贝尔在全世界都有炸药制造业的股份,加上他在俄国巴库油田的产权,所拥有的财富是巨大的,他因此不得不在世界各地不停地奔波。诺贝尔本质上是一位和平主义者,希望他发明的破坏性炸药有助于消灭战争,但他对人类和国家的看法是悲观主义的。 诺贝尔在圣彼得堡长大和求学后去法国和美国深造。学成返回瑞典从事化学,尤其是炸药的研究与发明。诺贝尔父子在斯德哥尔摩市郊建立试验室,首次研制出解决炸药引爆的雷汞管。1863年开始生产甘油炸药,由于液体炸药容易发生爆炸事故,1866年他制造出固体的安全猛烈炸药达那马特,这一产品成为以后诺贝尔国际性工业集团的基石。 1867年又发明安全雷管引爆装置,随后又相继发明威力更大的炸药多种。他毕生共有各类炸药及人造丝等近400项发明,获85项专利。这些发明使诺贝尔在世界化学史上占有重要地位。诺贝尔通过制造炸药积累大量财富,他购入瑞典b。哥尔斯邦军火化工厂性大部分股权,创建了诺贝尔化工公司,在西欧各国开设生产炸药性两个托拉斯,拥有在俄国巴库开采石油的诺贝尔兄弟公司。 在他的遗嘱中,他利用他的巨大财富创立了诺贝尔奖,各种诺贝尔奖项均以他的名字命名。人造元素锘(nobelium)就是以诺贝尔命名的。诺贝尔的事迹还被国标苏教版语文第九册(五年级上册)介绍,列入课文。 诺贝尔对文学有长期的爱好,在青年时代曾用英文写过一些诗。后人还在他的遗稿中发现他写的一部小说的开端。他对各种人道主义和科学的慈善事业捐款十分慷慨,把大部分财产都交付给了信托,设立了后来成为国际最高荣誉的奖金——诺贝尔奖金,即和平、文学、物理学、化学、生理学或医学共5项诺贝尔奖金(其中,诺贝尔经济学奖金是瑞典国家银行在1968年提供资金增设的)。 鲜为人知的是诺贝尔同时也是一位剧作家,但是一直到他垂危的时候,他唯一的一部剧作才得以复印。可惜的是,他的作品被认为是诽谤滋事、亵渎神明,一迨诺贝尔过世就几乎全都被销毁了,只有区区三份得以幸存。一直到2003年,首部幸存版才在瑞典出版。除了世界语外,这部戏剧还没有被翻译成其它语言,包括英语。 诺贝尔在他生命的最后几年,曾先后立下过3份内容非常相似的遗嘱。第一份立于1889年,第二份立于1893年,第3份则立于1895年,最后存放在斯德哥尔摩一家银行,也就是要以它为准的最后遗嘱。 这份遗嘱取消了分赠亲友的部分,将自己的全部财产用于设立奖励基金,于1897年初在瑞典公布于众: ; ; ; 签名人阿尔弗雷德诺贝尔,在经过成熟的考虑之后,就此宣布关于我身后可能留下的财产的最后遗嘱如下: ; ; ; 我所留下的全部可变换为现金的财产,将以下列方式予以处理:这份资本由我的执行者投资于安全的证券方面,并将构成一种基金;它的利息将每年以奖金的形式,分配给那些在前一年里曾赋予人类最大利益的人。上述利息将被平分为5份,其分配办法如下:一份给在物理方面作出最重要发现或发明的人;一份给作出过最重要的化学发现或改进的人;一份给在生理和医学领域作出过最重要发现的人;一份给在文学方面曾创作出有理想主义倾向的最杰出作品的人;一份给曾为促进国家之间的友好、为废除或裁减常备军队以及为举行和平会议作出过最大或最好工作的人。物理和化学奖金,将由瑞典皇家科学院授予;生理学和医学奖金由在斯德哥尔摩的卡罗琳医学院授予;文学奖金由在斯德哥尔摩的瑞典文学院授予;和平奖金由挪威议会选出的一个五人委员会来授予。我的明确愿望是,在颁发这些奖金的时候,对于授奖候选人的国籍丝毫不予考虑,不管他是不是斯堪的纳维亚人,只要他值得,就应该授予奖金。 ; ; 我在此声明,这样授予奖金是我的迫切愿望。 这是我的唯一有效的遗嘱。在我死后,若发现以前任何有关财产处理的遗嘱,一概作废。 阿尔弗雷德伯哈德诺贝尔 1895年11月27日 在诺贝尔遗嘱公布之初,瑞典社会舆论的批评和谴责之声占了上风。报界公开地鼓励亲属上诉,反对它的理由主要是法律缺陷和不爱国。报界说,一个瑞典人不注意瑞典的利益,既不把这笔巨额遗产捐赠给瑞典,也没有给瑞典人甚至斯堪的纳维亚人获奖的优先权,还要瑞典承揽这些额外工作,从而给瑞典人带来不能给他们任何利益的麻烦,那纯粹是不爱国的,瑞典的奖金颁发机构将不可能令人满意地完成分派给它们的任务。 遗嘱还把颁发和平奖金的任务交给一个由挪威议会指定的委员会,瑞典与挪威之间的关系当时已经非常紧张,这将要严重损害瑞典的利益。一部分社会民主党人士指责说,诺贝尔设立奖金支持个别杰出人物,无助于社会进步。他们认为,诺贝尔的财产来自劳动和大自然,应该使社会每一个成员都得到益处。 而对法律缺陷的批评,曾被认为将使整个的遗嘱失效。高明的律师们挑出的第一个毛病是,遗嘱中没有明确讲出立嘱人是哪国公民。这样一来,就难以确定该由哪个国家的执法机关来判决遗嘱的合法性,更无法确定该由哪国政府来组织诺贝尔基金委员会了。这个指责不是没有道理的,因为,诺贝尔生在瑞典,成长在俄国,创业活动遍及欧洲,晚年也没有成为任何一个欧洲国家有国籍的公民。他们挑出的第二个毛病是,遗嘱没有明确指出全部财产由谁来负责保管。他们说,虽然遗嘱说要成立一个基金会,但又没有指定由谁来组织这个基金会。所以,可以认为,遗嘱执行人无权继承遗产,而继承遗产的基金会又不存在。 最令人丧气的是,诺贝尔在遗嘱中委托瑞典科学院来评定物理学和化学奖金,而该院院长汉斯福舍尔却主张把诺贝尔的财产捐赠给瑞典科学院,福舍尔还拒绝参加研究评奖细则的会议。 遗嘱执行人索尔曼等人不懈努力,1898年5月21日,瑞典国王宣布诺贝尔遗嘱生效。1901年6月29日,瑞典国会通过了诺贝尔基金会章程。1901年12月10日,即诺贝尔逝世5周年的纪念日,颁发了首次诺贝尔奖。 去世前于1895年立下遗嘱,将其财产性大部分920万美元作为基金,以其年息(每年20万美元)设立物理、化学、生理或医学、文学以及和平事业5种奖金(1969年瑞典国家银行增设经济学奖金),奖励当年在上述领域内作出最大贡献的学者。从1901年开始,奖金在每年诺贝尔逝世时间12月10日下午四点半颁发。 诺贝尔一生在死神的威胁下为人类向大自然索取动力,在讲述自己一生的科学技术成就时他只用了简短的几句话——本文作者生于1833年10月21日,他学问从家庭教师处得来,从没有进过高等学校。他特别致力于应用化学的研究,生平所发明的炸药有:猛炸药、无烟火药、‘巴立斯梯’或称c89号,1884年加入瑞典皇家科学会、伦敦的皇家学会和巴黎的土木工程师学会。1880年得瑞典国王创议颁发的科学勋章,又得到法国大勋章。 1896年,诺贝尔本人得了心绞痛和心脏病,并且非常严重,具有讽刺意味的是医生建议他服用硝化甘油(当时试验证明有效,但没有理论支持)他不予理睬直到去世。直到一百多年后三位获得1998年诺贝尔医学奖的科学家发现硝化甘油中的一氧化氮是机体产生的一种信号分子,能够舒张血管从而有利于血液循环,对心血管系统产生益处,才得到了理论上的支持。 ; ; 
澳大利亚建世界上首个利用波浪能供电项目
近日,澳大利亚工业和创新部长greg combet与特殊事务部长gary gray发表联合声明,宣布政府通过清洁技术创新计划投入127万澳元的资金,支持西澳大利亚州carnegie波浪能有限公司使用波浪能为海水淡化工厂供电的项目。该项目是世界上第一次尝试使用波浪能直接驱动海水淡化高压泵,对于减少碳排放和电力消耗具有重要意义。 中试规模的海水淡化工厂与波浪能发电站位于西澳大利亚州的garden岛。发电站总投入3120万澳元,其中990万澳元来自澳大利亚可再生能源署的支持。 发电站通过使用位于海底的独特水下波浪发电ceto系统,利用波浪能直接驱动海水淡化高压泵,用压力驱动海水通过一系列渗透膜装置,转变为可饮用的淡水。与传统的海水淡化工厂相比较,该项目有望减少电力消耗高达90。 清洁技术创新计划资金来自澳大利亚政府所征收的碳排放税,总额为2亿澳元。该计划支持企业进行清洁技术开发,单个项目支持额度不超过500万澳元。 海水淡化的主要用途 海水淡化即利用海水脱盐生产淡水,是实现水资源利用的开源增量技术,可以增加淡水总量,且不受时空和气候影响,水质好、价格渐趋合理,可以保障沿海居民饮用水和工业锅炉补水等稳定供水。从海水中取得淡水的过程谓海水淡化。 第一个海水淡化工厂于1954年建于美国,现在仍在得克萨斯的弗里波特(freep-ort)运转着。佛罗里达州的基韦斯特(key west)市的海水淡化工厂是世界上最大的一个,它供应着城市用水。  海水淡化主要是为了提供饮用水和农业用水,有时食用盐也会作为副产品被生产出来。海水淡化在中东地区很流行,在某些岛屿和船只上也被使用。 波浪能的开发 波浪能是指海洋表面波浪所具有的动能和势能。波浪的能量与波高的平方、波浪的运动周期以及迎波面的宽度成正比。波浪能是海洋能源中能量最不稳定的一种能源。 波浪能是由风把能量传递给海洋而产生的,它实质上是吸收了风能而形成的。能量传递速率和风速有关,也和风与水相互作用的距离有关。波浪可以用波高、波长和波周期等特征来描述。 波浪所蕴涵的能量主要是是指海洋表面波浪所具有的动能和势能。波浪的能量与波高的平方、波浪的运动周期以及迎波面的宽度成正比。波浪能是海洋能源中能量最不稳定的一种能源。 台风导致的巨浪,其功率密度可达每米迎波面数千kw,而波浪能丰富的欧洲北海地区,其年平均波浪功率也仅为20-40kw/m^2中国海岸大部分的年平均波浪功率密度为2-7kw/m^2。 将波浪能收集起来并转换成电能或其他形式能量的波能装置有设置在岸上的和漂浮在海里的两种。按能量传递形式分类有直接机械传动、低压水力传动、高压液压传动、气动传动4种。 其中气动传动方式采用空气涡轮波力发电机,把波浪运动压缩空气产生的往复气流能量转换成电能,旋转件不与海水接触,能作高速旋转,因而发展较快。波力发电装置五花八门,不拘一格,有点头鸭式、波面筏式、波力发电船式、环礁式、整流器式、海蚌式、软袋式、振荡水柱式、多共振荡水柱式、波流式、摆式、结合防波堤的振荡水柱式、收缩水道式等十余种。 利用波浪能发电的优势 波浪能发电是通过波浪能装置将波浪能首先转换为机械能(液压能),然后再转换成电能。 波浪这一技术兴起于上世纪80年代初,西方海洋大国利用新技术优势纷纷展开实验。 波浪能具有能量密度高、分布面广等优点。它是一种取之不竭的可再生清洁能源。尤其是在能源消耗较大的冬季,可以利用的波浪能能量也最大。小功率的波浪能发电,已在导航浮标、灯塔等获得推广应用。 波浪波浪能的大小可以用海水起伏势能的变化来进行估算,即p=0.5th2(p为单位波前宽度上的波浪功率,单位kw/m;t为波浪周期,单位s;h为波高,单位m,实际上波浪功率的大小还与风速、风向、连续吹风的时间、流速等诸多因素有关。)。因此波浪能的能级一般以kw/m表示,代表能量通过一条平行于波前的1m长的线的速率。 波浪发电是波浪能利用的主要方式,此外,波浪能还可以用于抽水、供热、海水淡化以及制氢等。波浪能利用的关键是波浪能转换装置。 通常波浪能要经过三级转换:第一级为受波体,它将大海的波浪能吸收进来;第二级为中间转换装置,它优化第一级转换,产生出足够稳定的能量;第三级为发电装置,与其它发电装置类似。

相关分类