知識就是力量

2021年07期

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《知識就是力量》雜志創(chuàng)刊于1956年，周恩來總理親筆題寫刊名，中國科協(xié)主管，中國科學(xué)家創(chuàng)作的科普閱讀核心期刊。雜志凝聚了... 展開

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魔術(shù)中的繽紛科學(xué) 當(dāng)今世界，“新”字當(dāng)頭。一項(xiàng)技術(shù)發(fā)明很可能會徹底改變我們的生活習(xí)慣和行為方式。從泥瓦磚木，到銅鐵鋁鋼，再到碳纖維、石墨烯，伴隨著文明和科技的進(jìn)步，各種新技術(shù)、新業(yè)態(tài)紛至沓來，在時代這座舞臺上演繹著千變?nèi)f化的“魔術(shù)”大戲。人類從未停止過對未...

魔術(shù)中的科學(xué)之“手” 人們?nèi)粘Ｓ^看的魔術(shù)表演，很多都是以科學(xué)技術(shù)為依托的。為了增強(qiáng)魔術(shù)的神秘色彩，人們常常會運(yùn)用到局部燃燒、分解、化合等手段。比如在舞臺上燃起五顏六色的火焰、使白花突然變成紅色、使紅色的水變得清澈，或者是在鎂光粉燃燒的強(qiáng)烈閃光瞬間，魔術(shù)表演者騰身...
讓水消失的“魔術(shù)師” 驚奇！能吸比自身重千倍的水魔術(shù)中杯子里的水到底去哪了呢？原來杯子里隱藏著一種粉末，叫作高吸水性樹脂（SAPs），這是一種新型功能高分子材料，能吸收比自身重百倍甚至上千倍的水，當(dāng)它吸水膨脹后與水發(fā)生凝固，成為一種水凝膠，鎖水能力超強(qiáng)，因此水...
納米世界中的“穿墻術(shù)” “江湖高手”的穿墻神功動畫片《嶗山道士》中的主角王生，夸耀自己學(xué)會了穿墻術(shù)，結(jié)果幾經(jīng)嘗試，最終被撞得頭破血流。這個故事被我們當(dāng)作笑話來看。但是，在微觀世界里，借助于量子隧穿效應(yīng)，“穿墻而過”就能夠?qū)崿F(xiàn)了。那么，什么是量子隧穿效應(yīng)呢？舉個...
披著魔術(shù)“外衣”的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 用拓?fù)湓碜兡g(shù) 1954年，美國魔術(shù)師比爾（BillBowman）首次向公眾表演了回形針自連的魔術(shù)。由于這個系列的魔術(shù)里面蘊(yùn)藏了太多奇妙的拓?fù)鋵W(xué)原理，很多科學(xué)家開始介入研究。如果說“拓?fù)洹钡母拍钐橄?，那么我們把它用科學(xué)手段“無限放大”，...
隨心變色的“魔術(shù)染料” 在魔術(shù)表演中，魔術(shù)師左右手各執(zhí)一張黑色梅花的撲克牌，兩張牌輕輕一碰，魔術(shù)師吹一口“仙氣”，原本的梅花圖案瞬間變成了紅桃圖案。魔術(shù)中撲克牌的顏色變化多端，只是幻影或手法技巧不同。現(xiàn)實(shí)中，能隨心變色的生物只有變色龍。但是，隨著“魔術(shù)染料”的出...
斷頭重生？“魔術(shù)高手”海蛞蝓能做到 生活在海里的“兔子” 在講述海蛞蝓魔幻般的技能之前，讓我們先來認(rèn)識一下這種可愛的小生物。海蛞蝓是一種斑斕多彩、形態(tài)多樣，生活在淺海的貝類。因?yàn)楹ｒ因躅^上的觸角長得像兔子耳朵，所以也被稱為“海兔”。海蛞蝓其實(shí)還有別的名字，比如“海牛”和“...
空中小精靈的“魔術(shù)之旅” 自帶降噪羽毛的貓頭鷹鸮形目鳥類，俗稱“貓頭鷹”，是典型的夜間活動的鳥類，也是人們所熟知的“捕鼠小能手”。作為夜行性鳥類，它們的視力和聽力絕佳。城市中的鸮形目鳥類，例如長耳鸮，往往在入夜以后，站在高高的大樹上，兩只眼睛睜得又大又圓，周圍一...
隱身斗篷里的“超構(gòu)乾坤” 我們是如何看到物體的？要想知道隱身斗篷是如何隱身的，就要先了解人們是如何看到物體的。光是在空間中傳播的一種電磁波。不同顏色的光對應(yīng)不同波長的電磁波，人眼能夠看到的電磁波稱為可見光，也就是波長范圍很窄的一段電磁波。電磁波還包括其他波長不同...
視錯覺讓魔術(shù)更精彩 迷惑視覺的鏡子魔術(shù) 魔術(shù)道具中時常會用到鏡子，鏡子有多種分類，比如平面鏡、曲面鏡、多面鏡等，平時大家使用的多是平面鏡，它主要遵循光的反射定律，鏡中的像是由光反射光線的延長線的交點(diǎn)形成的，所以平面鏡中的像是虛像。虛像與物體是等大，且...
揭秘魔術(shù)之化學(xué)道具 神奇的茶水還原術(shù) 魔術(shù)師泡了一杯清茶，濾出茶葉，隨即喝下幾口，這是一杯香濃的茶。魔術(shù)師要給這杯茶施加魔法，只見他用勺子在里面攪拌了幾下，茶水便瞬間變成了墨水一樣的藍(lán)黑色;魔術(shù)師又用勺子攪拌了幾下，杯中的藍(lán)黑色又神奇地消失了，茶水恢復(fù)了原來的...
酸堿指示劑“無字天書”的審判員 植物中的酸堿秘密 300多年前，英國年輕的科學(xué)家羅伯特·波義耳在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中偶然發(fā)現(xiàn)，當(dāng)少許酸沫飛濺到紫羅蘭上時，花的顏色變紅了，他認(rèn)為可能是酸使其變色。為進(jìn)一步驗(yàn)證這一現(xiàn)象，他取了當(dāng)時已知的幾種酸的稀溶液，把紫羅蘭花瓣分別放入這些...

豌豆：遺傳學(xué)的幸運(yùn)材料 豌豆從何而來豌豆是最早被人類馴化和栽培的作物之一，人類栽培豌豆的時間長達(dá)7000 年，中國栽培豌豆的時間可以追溯到春秋時期。這些小豆子的“老家”在亞洲西部和地中海區(qū)域，在歐洲和近東的新石器時代的遺址中也曾出土過豌豆。因?yàn)橥愣棺蚜８缓妓?..
藍(lán)天上的交通管理空中管制（上） 當(dāng)你滿心歡喜搭乘飛機(jī)前往旅行目的地，飛機(jī)卻因突發(fā)狀況備降沿途機(jī)場，這可能和空中管制有關(guān)。有時候機(jī)場就在下方，飛機(jī)舷窗外明明晴空一片，但飛機(jī)就是不能著陸，這也可能和空中管制有關(guān)。每天，空中會有很多飛機(jī)來往，機(jī)場起降的航班更是異常繁忙。為了確保...
歡迎來到中國的“太空之家”天和核心艙 中國建造的第一座空間站——天宮空間站是多艙式空間站。它以天和核心艙、問天實(shí)驗(yàn)艙-1 和夢天實(shí)驗(yàn)艙-2 為基本構(gòu)型。如果神舟飛船是一輛轎車，天宮一號和天宮二號就相當(dāng)于一室一廳的房子，而空間站則是三室兩廳還帶儲藏間，算是“豪宅”了。太空中的新...
馬先蒿 嬌滴滴的“寄生花” 馬先蒿屬（Pedicularis L.），是列當(dāng)科（Orobanchaceae Vent.）中最大的一個屬，全世界有500 種以上，多數(shù)生長在北半球寒帶及高山區(qū)域，中國有352 種，占全球的70%。馬先蒿是一至多年生的...

虛擬現(xiàn)實(shí)可以扭曲人們的時間感 美國加州大學(xué)圣克魯斯分校的心理學(xué)研究人員發(fā)現(xiàn)，在虛擬現(xiàn)實(shí)中玩游戲會產(chǎn)生“時間壓縮”的效果，時間過得比你想象得要快。認(rèn)知科學(xué)專業(yè)的馬倫（GraysonMullen）與心理學(xué)教授大衛(wèi)登科（Nicolas Davidenko）合作設(shè)計(jì)了一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，...
恐龍內(nèi)耳的秘密 如果詢問古生物學(xué)家最想知道關(guān)于恐龍的奧秘是什么，相信大部分人都想知道恐龍如何互動以及它們是怎樣開始飛行的。然而，使用化石來推斷這些行為是非常困難的。最近，美國耶魯大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)行的新研究給古生物學(xué)研究人員提供了一個可行的切入點(diǎn)——古代爬行...
使用CRISPR工具遏制蚊子帶來的病毒傳播 2020年的諾貝爾化學(xué)獎頒發(fā)給了CRISPR（規(guī)律間隔成簇短回文重復(fù)序列），這是一種革命性的基因編輯技術(shù)。作為一種生物學(xué)工具，它能以前所未有的精度來編輯基因組，而且更簡便、成本更低。蚊子是許多種疾病的傳播媒介，被認(rèn)為是世界上特別危險的動物...
聲音·數(shù)字·趣聞 聲音若繼續(xù)延續(xù)以末端治理為主的控制路徑，未來十年內(nèi)大氣污染物減排潛力將基本耗盡。若在碳中和目標(biāo)下實(shí)現(xiàn)深度能源轉(zhuǎn)型，將大大推動生態(tài)環(huán)境質(zhì)量改善，使人民健康大幅獲益。 ——中國工程院院士、清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院教授賀克斌 2021年6月9日，在人...

跟著數(shù)學(xué)看世界 不可思議的“倍增” 生活中有很多看似普通但是實(shí)際上會讓我們大吃一驚的結(jié)論。比如2001 年，美國女生布蘭妮在當(dāng)?shù)爻姓业揭痪黹L1.2 千米而且比較薄的衛(wèi)生紙，在父母的幫助下花了7 個多小時，完成了“把一張紙折疊12 次”的有趣項(xiàng)目，而這竟成...

超新星爆發(fā)時，地球安全嗎？ 銀河系里聚集著兩三千億顆恒星，當(dāng)然不乏大質(zhì)量恒星，堪稱一個巨大的潛在超新星“倉庫”。而這里一旦爆發(fā)超新星，會不會對地球生命產(chǎn)生影響呢？并非杞人憂天 20世紀(jì)50年代以來，有科學(xué)家提出超新星爆發(fā)可能是地球生命史上物種滅絕的元兇之一。理論上，...
疫苗中的“隱形守護(hù)者” 佐劑的前世今生疫苗的發(fā)明源于中國北宋時期開展種痘術(shù)預(yù)防天花的偉大實(shí)踐。17世紀(jì)，該技術(shù)傳入歐洲以后極大地啟蒙了現(xiàn)代免疫學(xué)的發(fā)展。在歷經(jīng)牛痘術(shù)改良、減毒微生物篩選培養(yǎng)、抗原滅活技術(shù)等多種重大技術(shù)革新后，19世紀(jì)末至20世紀(jì)初堪稱疫苗發(fā)展的第...
磁鐵+木棒就能辨別方向？ 實(shí)驗(yàn)材料長木棍、短木棍、扁木棒、磁鐵、羊眼釘、細(xì)線、白乳膠、剪刀、畫筆實(shí)驗(yàn)步驟1在短木棍的兩端各鉆一個孔，大小剛好能讓長木棍插過，然后將羊眼釘擰在短木棍的中間位置。2將長木棍分別插入短木棍的孔中進(jìn)行固定。3在扁木棒的中心位置點(diǎn)上少許白乳膠...

穿越時空的復(fù)原大師 恐龍是已滅絕的古生物，我們?nèi)绾尾拍苤浪鼈兊哪幽?？正是一代代古生物藝術(shù)家的不懈努力，才讓我們越來越接近恐龍真實(shí)的模樣?？茖W(xué)復(fù)原恐龍和它們生活的世界可不簡單，勾畫古生物的藝術(shù)家更不是普通的藝術(shù)家，他們不僅擁有高超的藝術(shù)素養(yǎng)，同時又具備了古生...
中華墨汁的傳承“秘籍” 墨汁為什么是黑的？無論是書法還是繪畫，都會用到墨汁，而這看起來黑乎乎的墨汁除了水分以外，還有些什么成分呢？其實(shí)，墨汁主要是由碳黑、膠料、添加劑加工而成。碳黑是各種原料所制取的碳素的總稱，碳黑的粉粒越細(xì)，顏色越好，制成的墨汁光潔度越好，性質(zhì)...

至暗時刻的艱難反擊 八路軍巧破“囚籠政策” 1940年夏，侵華日軍繼續(xù)向西向南推進(jìn)，祖國的大好河山，一寸寸被侵略者的鐵蹄踐踏。日軍對華北敵后抗日根據(jù)地推行“囚籠政策”，試圖圍困中國共產(chǎn)黨及其領(lǐng)導(dǎo)的抗日武裝，使敵后抗日根據(jù)地遭遇嚴(yán)重生存危機(jī)。當(dāng)時正處于...
巨浪奔騰威震海天 巨浪-2從深海沖上云霄讓我們把時鐘調(diào)回到2011年。隨著渤海灣的一聲巨響，一枚新型潛射導(dǎo)彈潑水而出，巨浪-2潛射戰(zhàn)略導(dǎo)彈試射成功。巨浪-2潛射戰(zhàn)略導(dǎo)彈的個頭有14米，最大射程在7500～8000千米，起飛重量40～45噸，可攜帶1枚25萬...

探尋沙丘鶴的“老家” 觀鶴者與沙丘鶴的美妙相遇圣路易谷地位于美國科羅拉多州，南臨墨西哥州，面積約21000平方千米，平均海拔2336米。格蘭德河（RioGrande）是科羅拉多州最長的河流，它自西北向東南方向斜穿圣路易谷地，形成了圣路易谷地國家野生動物保護(hù)區(qū)群...
去千年古剎看“立體連環(huán)畫” “藏”著雕塑的四合院陜西秦嶺北麓的王順山山腳下有一條藍(lán)水河，河水從秦嶺悟真峪中奔流而出，遇到一處平緩坡地后分為南北兩股水流，然后又合二為一匯入黃河。這一坡地形同小島，坡地尾端的殿宇三面環(huán)水，慢慢被世人稱為水陸庵。對比中國各地寺廟建筑，水...
三星堆考古筆記 用新發(fā)現(xiàn)“解碼”過去在三星堆新公布的眾多文物中，3號坑發(fā)現(xiàn)的頂尊跪坐人像體量巨大，通高115厘米，下部為一尊跪坐的銅人，雙手合握于身前，頭部頂一塊方板，方板連接青銅大口尊，尊的肩部有4條精美的龍形裝飾。同樣造型的銅器，在之前發(fā)掘的2號坑中...

戚發(fā)軔：挺進(jìn)太空的夢想締造者 永不放棄的航天初心戚發(fā)軔5歲時跟隨家人遷往遼寧大連，小時候的他只知道自己是滿洲國人。1945年，蘇聯(lián)紅軍解放了大連。在戚發(fā)軔的第一堂中學(xué)課上，老師告訴他們：“我們的祖國叫中國，我們是中國人?！睆拇?，這句話如鋼澆鐵鑄般注入他的信念、理想和靈...

花亙四時月季的前世今生 中國月季的血脈流傳中國作為月季的重要發(fā)源地，是世界上薔薇屬野生物種資源極其豐富的國家之一，也是世界上很早就開始栽培、選育品種的國家。早在2000多年前的漢代，著名的“月季之母”——月月紅就已廣泛種植。盛唐時期，月季大范圍的種植觀賞帶來了...

太好強(qiáng)會活成一座孤島？ 流出來的眼淚是珍珠，吞進(jìn)去的眼淚是毒藥劉淼（化名）是被班主任帶來找我的，老師說他最近暴瘦，成績也突然下降很多，有時候還在課上打瞌睡，問他是不是遇到什么特別的事，劉淼只是搖頭，卻什么都不說。班主任看著他有點(diǎn)恍惚的表情，覺得不對勁，就把他帶到...

和AI機(jī)器人一起去太空 這款太空AI機(jī)器人大約重5千克，擁有一個約6寸的顯示屏以及人工智能大腦。它的麥克風(fēng)和相機(jī)經(jīng)過優(yōu)化，采用了語音控制技術(shù)，能識別使用者的聲音和臉，還能與人類溝通交流，對語音指令做出及時反應(yīng)。除了交互功能，AI機(jī)器人還可以幫助航天員進(jìn)行一些科學(xué)實(shí)...
奇妙的“天梯”體驗(yàn) 太空電梯的核心是碳納米管復(fù)合碳帶，它的強(qiáng)度是鋼的百倍，柔韌性是塑料的百倍，碳納米管之所以有這么高的強(qiáng)度是因?yàn)樗?dú)特的結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)可以用來作碳納米管制造纖維，這樣就做出太空電梯用的纜繩了。機(jī)器升降器將用這種纜繩把電梯拉升到太空中，電梯上的牽...

病毒的“超級大腦” 受人尊敬的志愿者有人在招募志愿者，從事一項(xiàng)據(jù)說很光榮、很偉大的事業(yè)：試驗(yàn)埃博三號病毒疫苗。這項(xiàng)事業(yè)沒什么“錢”途，沒有酬勞，連工作都算不上;不需要技術(shù)，只要是個活人就行;如果不幸“犧牲”，還會被當(dāng)作解剖研究的對象。然而我卻報(bào)名了。我想，人...
完美社會 “今天，我們在這里共同慶賀全球虛擬網(wǎng)絡(luò)全面建成！” 隨著領(lǐng)導(dǎo)人意味不明的微笑，一股股強(qiáng)大的量子態(tài)粒子被集約成無數(shù)量子通信，“虛擬世界通行證”蜿蜒而上，直達(dá)腦域深處，刺激著大腦發(fā)出特有波頻的震動。這一刻，全球人民的腦電波都在同一頻率上震動，...
夢里繁花終是虛 “遂古之初，誰傳道之？上下未形，何由考之？冥昭瞢闇，誰能極之？馮翼惟象，何以識之？”這是兩千多年前的中國先哲屈原在流放途中向蒼天發(fā)出的疑問。所有這些疑惑，最終都能歸于一點(diǎn)，也是自從人類開始抬頭仰望星空的那一刻起，就已經(jīng)產(chǎn)生的對這個世界最深的...

“見字如面·對話未來” 我們每個人都對未來有過或多或少的想象，未來的自己在做什么，世界發(fā)生了哪些變化，那些藏在心底的愿望清單是否能在未來一一完成。如果可以寫一封信寄給未來，你想寫給誰呢？由中國科技館、北京市委教育工委、北京市教委主辦，中國科學(xué)技術(shù)館展覽教育中心、...

百問百答 滾滾而逝的江河、潺潺流過的小溪……這些美景都是濕地，濕地就在我們身邊。2021年5月，中科館大講堂邀請到了中國林業(yè)科學(xué)研究院濕地研究所的雷茵茹副研究員，帶我們一起了解濕地中珍奇可愛的生靈，探索濕地各式各樣的生態(tài)功能，探尋濕地與人類和諧發(fā)展的...