知識(shí)就是力量

2021年08期

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《知識(shí)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(guó)科協(xié)主管，中國(guó)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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探索自然科學(xué)的“終極疆域” 在中國(guó)科幻作家劉慈欣代表作《三體2：黑暗森林》中，大部分內(nèi)容都圍繞著一個(gè)賦予戰(zhàn)略家驚人特權(quán)的“面壁計(jì)劃”展開。由于地球面臨著來自半人馬座α星的“三體文明”的入侵，人類選出了4位具有戰(zhàn)略家思維的“面壁者”，構(gòu)思反擊外星侵略的作戰(zhàn)計(jì)劃。在這個(gè)...

方興未艾的腦科學(xué) 大腦就像是理解人類行為的一把鑰匙。從早期的顱相學(xué)到如今的腦成像技術(shù);從還是一個(gè)胚胎時(shí)的渺小，到發(fā)展出復(fù)雜的腦世界，腦科學(xué)可謂是包羅萬象。經(jīng)過千百年的觀察和實(shí)踐，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)這個(gè)由脂肪和蛋白質(zhì)組成的器官是宇宙中極為復(fù)雜精妙的系統(tǒng)之一。醫(yī)學(xué)家和...
“黑白鍵”中的“灰白質(zhì)”奧秘 運(yùn)動(dòng)皮層左側(cè)視結(jié)構(gòu)圖胼胝體是聯(lián)結(jié)左右大腦半球的橫行纖維組成的寬厚白質(zhì)（圖片來源/維基百科）丘腦與小腦等區(qū)域在鋼琴學(xué)習(xí)中扮演非常重要的角色手在彈琴，腦在演奏大腦皮層的結(jié)構(gòu)極其復(fù)雜，各腦區(qū)在行為活動(dòng)中扮演著不同的角色。當(dāng)我們剛開始學(xué)習(xí)一...
當(dāng)我們睡覺時(shí)，大腦在做什么 快速眼動(dòng)睡眠中的人幾乎沒有任何肌張力，身體完全癱軟。這也就是我們坐著睡著，卻不會(huì)進(jìn)入天馬行空的夢(mèng)境的原因神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞結(jié)構(gòu)圖（攝影/曹克磊）原來大腦“不睡覺” 過去，科學(xué)家們普遍認(rèn)為睡眠是一段恒定不變的時(shí)期，只有很少的身體和大腦的活動(dòng)。直...
記憶力MAX的“天才大腦” 大腦的記憶密匙人的大腦中存在復(fù)雜的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，其基本功能單位是神經(jīng)元，而記憶的過程就是由這數(shù)以百億計(jì)的神經(jīng)元的活動(dòng)產(chǎn)生。神經(jīng)元活動(dòng)時(shí)產(chǎn)生特定的膜電位變化，可以傳遞刺激信號(hào)，而通過這樣的活動(dòng)和傳遞，信息便在大腦中儲(chǔ)存。記憶是對(duì)獲取的信息進(jìn)行...
太空中被“重塑”的大腦 自20世紀(jì)50年代以來，大量的研究已經(jīng)證實(shí)，長(zhǎng)時(shí)間的太空生活會(huì)對(duì)人體的新陳代謝、熱調(diào)節(jié)、心律、肌張力、骨密度、呼吸系統(tǒng)等產(chǎn)生影響。其中一種叫作視覺障礙顱內(nèi)壓綜合征，它是一種會(huì)影響視力、使人產(chǎn)生頭痛的太空病。也許我們想象不到，太空的失重環(huán)境還...
大腦神經(jīng)有“古詩模式”？ 150首人工智能絕句認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)家很好奇人們?cè)诼牭焦旁姇r(shí)，大腦是如何感知詩詞的韻律的。為此，德國(guó)的馬克斯·普朗克經(jīng)驗(yàn)美學(xué)研究所、馬克斯·普朗克心理語言學(xué)研究所、上海紐約大學(xué)和華東師范大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)，通過將人工智能和神經(jīng)生...
人類大腦分男女嗎? 由于性染色體的原因，個(gè)體有著性別之分。不同性別的個(gè)體有著不小的外表和體型差異。那么在生理基礎(chǔ)上，人類在腦功能上是否存在性別差異呢？讓我們從幾個(gè)常見的問題入手，看一看男女大腦的異同之處。女生更容易迷路？有些人會(huì)說：“在日常生活中，女生似乎...
從舌尖到大腦味覺的獎(jiǎng)賞機(jī)制 進(jìn)食過程的“守門員”和“教練員” 生活經(jīng)驗(yàn)告訴我們，只要不是故意控制，我們對(duì)好吃的食物總是“欲罷不能”。事實(shí)上，哪一類食物“好吃”，早已被刻在了我們的基因里。有一種源自進(jìn)化論的假設(shè)認(rèn)為，對(duì)食物好吃與否的敏感性，正是人類進(jìn)化過程中的優(yōu)勢(shì)特征。...
遨游貝類大世界 上海國(guó)際貝展上展出的形態(tài)各異的貝類貝展，源自歐洲的“上流生活方式” 近現(xiàn)代的貝殼收藏起源于15～17世紀(jì)的歐洲，思想的解放使人們開始對(duì)自然科學(xué)產(chǎn)生濃厚的興趣，廣開的海路與探險(xiǎn)不僅帶來了香料、礦石和茶葉，還帶來了產(chǎn)自異域的奇特生物。貝殼因其...
東海，真正的貝類伊甸園 東海貝類多樣性的秘密為什么東海卻有著可以媲美南海的貝類物種數(shù)量呢？按理說，更靠近赤道的南海，生物多樣性應(yīng)該更豐富。其實(shí)，這是因?yàn)榱鹘?jīng)中國(guó)的洋流——黑潮，會(huì)把貝類的浮游幼蟲從熱帶輸送到東海，造成了種群擴(kuò)散和基因交流。這也解釋了很多人長(zhǎng)期以來...
海蝸牛——漂浮的旅行家 長(zhǎng)海蝸牛標(biāo)本漂浮裝備——泡泡浮囊海蝸牛，又名紫螺。為了適應(yīng)終生的海面漂浮生活，海蝸牛有一件一勞永逸的裝備——由數(shù)百個(gè)小氣囊構(gòu)成的泡泡浮囊。長(zhǎng)海蝸牛和它的浮囊以及紫色卵囊群海蝸牛的腹足是一臺(tái)神奇的泡泡制造機(jī)。生活狀態(tài)下，它們的殼口朝向...
挑戰(zhàn)太空的百日菊 實(shí)驗(yàn)室里的植物小白鼠 2016年1月，美國(guó)宇航員成功地在空間站培育出第一株百日菊，這讓全世界的科學(xué)家都欣喜不已。為什么一朵花的綻放讓科學(xué)家如此興奮？科學(xué)家為什么選擇百日菊來做實(shí)驗(yàn)材料呢？讓我們一起了解挑戰(zhàn)太空的鮮花——百日菊。探索發(fā)現(xiàn) 在探...
豬籠草：食蟲植物“大反擊” 豬籠草結(jié)構(gòu) 奇特的器官甜蜜的陷阱豬籠草主要生長(zhǎng)在地表水豐富、相對(duì)濕度高、向陽、有機(jī)質(zhì)含量不高的酸性土壤中，為多年生藤本植物，莖木質(zhì)或半木質(zhì)，攀緣于樹木或沿地面而生，高0.5～2米。豬籠草吸取營(yíng)養(yǎng)的獨(dú)特器官捕蟲籠是由變態(tài)葉形成的管道或囊狀...
藍(lán)天上的交通管理 守護(hù)空域安全的無形屏障中國(guó)的空域共分為10個(gè)飛行情報(bào)區(qū)，每個(gè)飛行情報(bào)區(qū)內(nèi)的空域又按從高到低的順序進(jìn)一步劃分為高空管制空域、中低空管制空域、進(jìn)近管制空域和塔臺(tái)管制空域，覆蓋了從地面到巡航高度上限的所有空間。通常情況下，一個(gè)航班從準(zhǔn)備起飛到...
“祝融”探“火” 歷經(jīng)驚險(xiǎn)火星我來了！2020年7月23日12時(shí)41分，中國(guó)在海南文昌航天發(fā)射場(chǎng)發(fā)射了天問一號(hào)探測(cè)器，經(jīng)過5次軌道修正，于2021年2月10日抵達(dá)火星，被火星的引力捕獲，成為火星的人造衛(wèi)星。開始對(duì)火星表面進(jìn)行遙感探測(cè)。天問一號(hào)包括環(huán)繞器（也叫...

巴西果登“頂”之謎 將大小不同的堅(jiān)果放進(jìn)一個(gè)大的透明容器中，然后不停地?fù)u晃，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，個(gè)頭大的堅(jiān)果會(huì)浮到容器的上面，個(gè)頭中等的堅(jiān)果會(huì)在中間，而小粒的堅(jiān)果會(huì)沉到底部。為什么大小不一的堅(jiān)果不能均勻分布？這是因?yàn)椤鞍臀鞴?yīng)”。那么它是怎么發(fā)生的呢？英國(guó)曼徹斯特...
聲音 “海洋負(fù)排放”是海洋對(duì)大氣二氧化碳的吸收和封存，與“增匯”相比，“負(fù)排放”這個(gè)詞更強(qiáng)調(diào)人為主動(dòng)過程。海洋負(fù)排放是實(shí)現(xiàn)碳中和的重要途徑，應(yīng)進(jìn)行全面進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃布局。 ——中國(guó)科學(xué)院院士焦念志近日，中國(guó)科學(xué)院院士焦念志發(fā)表了名為《海洋負(fù)排放...
數(shù)字 3.6萬千米 2021年6月18日，中國(guó)首個(gè)空間太陽能電站實(shí)驗(yàn)基地在重慶璧山開建，其功能是把太陽能轉(zhuǎn)化為電能，并用微波方式把電能送到地面。太陽能電站建立在地球軌道上，是以收集太陽能并以無線能量傳輸方式、持續(xù)向地面供電的發(fā)電系統(tǒng)。空間太陽能...
趣聞 恒星是如何誕生的？近日，美國(guó)馬里蘭大學(xué)研究人員使用波音74了飛機(jī)上經(jīng)過改裝的索菲亞（SOFIA）望遠(yuǎn)鏡搜集的數(shù)據(jù)，成功創(chuàng)建了第一張韋斯特倫德2號(hào)星團(tuán)周圍不斷膨脹的恒星風(fēng)氣泡3D視圖。這張高分辨率圖像清晰展示了銀河系“托兒所”——恒星誕生地...

大腦的“活力秘籍” 腦神經(jīng)大咖探究大腦之謎溫迪教授最初研究方向是大腦可塑性，從行為方面研究大腦記憶到解剖學(xué)的角度觀察病變的影響，在TED演講中她介紹了大腦中和記憶相關(guān)的2個(gè)關(guān)鍵部分。美國(guó)腦神經(jīng)科學(xué)家溫迪·鈴木（Dr.Wendy A.Suzuki）...

我們能復(fù)活猛犸象嗎? 凍土層的“時(shí)間膠囊” 在氣溫極低的環(huán)境下，染色體降解的速度會(huì)變慢，這讓史前動(dòng)物身上古老的DNA有了“可乘之機(jī)”。天寒地凍的西伯利亞地區(qū)，無疑是最適合保存古DNA的天然冰柜。早在20世紀(jì)70年代，俄羅斯科學(xué)家安德烈·舍爾（Andre...
探尋宇宙線的起源 無形的宇宙使者：宇宙線渺渺星空、浩瀚宇宙，蘊(yùn)藏?zé)o限奧秘，始終激發(fā)人類探索未知、發(fā)現(xiàn)新奇的熱情和勇氣。各式各樣從空間深處投向地球的射線，給人類帶來了探索宇宙奧秘的鑰匙，為人類打開了探索未知的大門。它們與天體傳來的可見光線不同，是一種人眼看不...
自制書桌上的永動(dòng)球 實(shí)驗(yàn)材料 4根長(zhǎng)木條、8根短木條、細(xì)線、白乳膠、5個(gè)玻璃珠、水彩顏料、剪刀實(shí)驗(yàn)步驟 1拿出2根長(zhǎng)木條，用鉛筆在每個(gè)木條上做出等距的5個(gè)標(biāo)記點(diǎn)。這些標(biāo)記點(diǎn)，就是之后固定細(xì)線的位置。在制作標(biāo)記點(diǎn)的時(shí)候要注意，這些點(diǎn)一定都集中在小木條的中心位置區(qū)...

讓死去的動(dòng)物“活”過來 非遺中的科學(xué) 從渺小的螞蟻到巨大的鯨，想留住動(dòng)物世界的千姿百態(tài)，就需要標(biāo)本制作師通過不同類型的標(biāo)本，盡量留住每一種動(dòng)物生前的樣貌?？梢哉f，每一類動(dòng)物標(biāo)本的制作，都是工藝與科學(xué)的完美結(jié)合。中國(guó)標(biāo)本制作傳統(tǒng)技藝素有“南唐北劉”之譽(yù)，為了探尋標(biāo)本...
用腦波“創(chuàng)造”音樂 腦電圖是通過精密的電子儀器，從頭皮上將腦部的自發(fā)性生物電位加以放大記錄而獲得的圖形 1975年，美國(guó)音樂家大衛(wèi)·羅森伯姆（David Rosenboom）創(chuàng)作的腦波音樂專輯腦波音樂的萌芽 19世紀(jì)下半葉，生理學(xué)家艾蒂安-朱爾&#...
銀幕中的動(dòng)物演技之謎 從CG技術(shù)中萌生的生物特效生物特效電影的代表作《少年派的奇幻漂流》計(jì)算機(jī)圖形處理技術(shù)（簡(jiǎn)稱為CG技術(shù)）的飛速發(fā)展賦予了作品更強(qiáng)的藝術(shù)張力和生命力。20世紀(jì)90年代以后，隨著高科技大片不斷地產(chǎn)出，CG技術(shù)成為電影界最耀眼的明星。隨著技術(shù)的...

一寸山河一寸血 “保衛(wèi)大武漢！” 193了年7月7日，日本侵華戰(zhàn)爭(zhēng)全面爆發(fā)。自從華北和華東的眾多大城市淪陷后，武漢已經(jīng)成為中國(guó)為數(shù)不多的尚未淪陷的大型城市。隨著國(guó)民政府首都南京的淪陷，國(guó)民政府不得不遷都重慶，但政府的軍政機(jī)關(guān)卻并沒有立即西遷，而是先轉(zhuǎn)移到武...

暗藏在植物園里的“小心機(jī)” 扶荔宮溫室群外觀（攝影/宣宇）熱帶雨林區(qū)“生存戰(zhàn)” 熱帶雨林區(qū)是扶荔宮主溫室最大的館區(qū)。一眼望去可以看到高大挺拔的獨(dú)木成林、神奇的絞殺、壯觀的板根等熱帶雨林特有生態(tài)景觀。其中“大板根”最吸引人們的目光。板根亦稱“板狀根”，是熱帶雨林喬木...
尋找藏在九宮山的遠(yuǎn)古地貌 九宮山保護(hù)區(qū)內(nèi)的珍稀植物鵝掌楸花葉結(jié)構(gòu)圖和伯樂樹花葉結(jié)構(gòu)圖（制圖/腳爬客）左九宮山位置示意圖（制圖/腳爬客）右幕阜山脈阻隔暖氣流示意圖（制圖/腳爬客） 14攝氏度的天然氧吧九宮山坐落在橫亙?nèi)　⒕d延千里的幕阜山脈中段，處于典型的亞...
象游記之何以為家 亞洲象小檔案身高：250～320厘米體重：3～5噸食譜：?？?、禾本科、豆科、芭蕉科等上百種植物.例如構(gòu)村、小果野蕉、粽葉蘆、斑茅等偏好的棲息地：海拔1000米以下、坡度小于10度的熱帶雨林、熱帶季雨林、常綠闊葉林.以及林間溝谷、山坡...
藕田里的夏日時(shí)光 藕田里的觀鳥筆記夏季，有野鴨、鸻鷸、秧雞、鷺鳥等幾十種水鳥在藕田生境里生活。有些水鳥是利用藕田作為遷徙驛站的過客，它們?cè)谶@里緩解長(zhǎng)途遷徙帶來的疲乏、覓食補(bǔ)充能量，到了繁殖期就遷徙離開。還有許多水鳥選擇留下以藕田為家，在藕田繁殖幼鳥、撫育后...

時(shí)代楷模：“膽道之父” 無悔選擇，愛黨報(bào)國(guó) 黃志強(qiáng)從小就求知若渴，取得了優(yōu)異的成績(jī)。1937年10月21日，日軍侵占廣州城，這極大地激發(fā)了黃志強(qiáng)的愛國(guó)情懷，他在悲憤中下定決心，將來要用知識(shí)拯救中國(guó)。 1938年，剛滿16歲的黃志強(qiáng)被位于昆明的國(guó)立中正醫(yī)學(xué)院（第三軍...

土壤“精靈”遇到“電殺手” 不可或缺的土壤守護(hù)者蚯蚓生活在地下，具有疏松土壤的作用，身體被切斷后還能再生，是做魚餌的好原料……這些，只是大家對(duì)蚯蚓的普遍了解。除此之外還有什么呢？其實(shí)，蚯蚓在土壤中不停歇地穿梭爬行，它們爬過的通道讓空氣和水更容易抵達(dá)土壤內(nèi)部，也讓過多...

新環(huán)境的“指南針” 案例一思琪（化名）是直接被保送到重點(diǎn)中學(xué)的，在進(jìn)入新的環(huán)境之后，她開始“找不到北”。在高手如云的班級(jí)里，她變得越來越焦慮，越來越不自信，有時(shí)候一些很簡(jiǎn)單的題目，也需要花很長(zhǎng)的時(shí)間才能完成。她說，有時(shí)候自己的思路常?？ㄔ谀抢?，完全找不到原先...

旋轉(zhuǎn)的建筑環(huán)保的永動(dòng)機(jī) 生態(tài)浮動(dòng)酒店的設(shè)計(jì)目標(biāo)是充分自給自足，最大限度地減少能源損失，所以它會(huì)綜合使用太陽能、風(fēng)能和潮汐能，甚至旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的能量來滿足島上的需求。它的旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)利用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)定位，可以自動(dòng)保持位置。酒店的中央有一個(gè)面積達(dá)700平方米的大堂，...
專屬的無人機(jī)快遞配送員 無人機(jī)快遞員在理想狀態(tài)下速度是20～30千米/時(shí)，最大飛行速度可達(dá)149千米/時(shí)，非常適合中程或最后1千米包裹運(yùn)送。續(xù)航問題不用擔(dān)心，我們可是有無線充電呢，無人機(jī)停機(jī)坪看起來像一張桌子，其實(shí)是一塊超大型充電板，磁共振無線充電技術(shù)可讓多臺(tái)設(shè)備...

鏡面農(nóng)夫 默默無聞的太空蜘蛛人西昌基地，地平線號(hào)航天飛機(jī)從它的發(fā)動(dòng)機(jī)噴出的大團(tuán)白霧中探出頭來，轟鳴著升上藍(lán)天。機(jī)艙里坐著水娃和其他14名鏡面清潔工，經(jīng)過3個(gè)月的地面培訓(xùn)，首批進(jìn)入太空進(jìn)行實(shí)際操作。對(duì)水娃來說，超重遠(yuǎn)不像傳說中那么可怕，他甚至有一種...
拾荒者 3035年，全球資源瀕臨枯竭，人類為了生存進(jìn)入量子時(shí)代，各國(guó)為了爭(zhēng)奪最前沿的科技爭(zhēng)戰(zhàn)不休，新一輪的資源爭(zhēng)奪造成了更為嚴(yán)重的環(huán)境污染。各國(guó)政府被迫聯(lián)合起來，明令禁止量子技術(shù)進(jìn)入軍事領(lǐng)域，只允許保留部分常規(guī)自衛(wèi)裝置，全球戰(zhàn)火停息，人類進(jìn)入了某種...
向太空的邊疆前進(jìn)! 2021年6月17日，搭載3名中國(guó)航天員的神舟十二號(hào)載人飛船發(fā)射升空。幾個(gè)小時(shí)后，神舟十二號(hào)順利與正在軌道上運(yùn)行的天和核心艙完成對(duì)接。這既是中國(guó)人邁向星辰大海的重要一步，也是中國(guó)人代表全人類再次叩響了通往宇宙空間的大門。早在19世紀(jì)中葉，...

“見字如面·對(duì)話未來”書信征集活動(dòng)優(yōu)秀征文 未來是未知的，有著無窮的夢(mèng)想和無盡的遐思。未來是神秘的，有著無限空間的好奇與夢(mèng)幻。寫一封信，讓我們?cè)谖磥碇凶杂傻匕肯?，暢所欲言，讓全世界聆聽年輕的聲音。由中國(guó)科技館、北京市委教育工委、北京市教委主辦，中國(guó)科學(xué)技術(shù)館展覽教育中心、中國(guó)數(shù)字科...

百問百答 Q為什么要發(fā)展氫能？ A 1.氫的熱值是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高的，是汽油熱值的3倍; 2.可儲(chǔ)存性。相對(duì)于電能難以儲(chǔ)存、遠(yuǎn)程運(yùn)輸損耗大，氫能更易儲(chǔ)存、輸送成本（單位熱能）比電力更低; 3.安全環(huán)保。氫燃燒產(chǎn)物是水，可循環(huán)使用...