知识就是力量 (2022年01期) 电子版

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卷首语丨以科技之力 助冬奥之梦

1960年，在苏联北部的一处古人类遗址里，人们发现了一些破碎的木片，木片上有被修饰过的痕迹。考古学家对这些木片进行研究后发现，早在8000年前身披长毛的猛犸象还在地球上游荡的时候，处在蒙昧时代的寒带先民们，就已经开始制作人类的第一块滑雪板了...

特别策划丨虎年冬奥　科技助梦

2021年4月19日，国产氢燃料电池豪华中巴亮相上海车展，该车将在北京冬奥会、冬残奥会投入使用 CRH380AJ-0203号高速动态检测车行驶在京张高速铁路上，进行往返逐级提速测试 俯瞰国家雪车雪橇中心 夜幕下的国家速滑馆“冰丝带” 中国科...

特别策划丨史话冬奥

史话冬残奥 第二次世界大战结束后，许多受伤的士兵和普通人都希望重新参加滑雪运动，1948年奥地利举办了第一场“冬季残疾人运动会”，残疾人冬季体育运动逐渐发展起来。1976年，瑞典成功举办了第一屆“冬季残疾人奥运会” （责任编辑/黄盈盈 美术...

特别策划丨看冬奥火炬如何“飞扬”

火箭的“外衣” “飞扬”的外壳选用分量轻的耐高温碳纤维及复合材料，再加上三维立体编织成型技术，将高性能纤维编织成目前这样具有复杂形状的优美整体，呈现出“轻”“固”“美”的特点。 碳纤维，是应火箭、宇航及航空航天等尖端科技的需要而出现的，一直...

特别策划丨“冰丝带”冷起来的秘密

北京冬奥会的室内项目即将在中国农历虎年春节期间进行 多年来，科学家们都在探索将二氧化碳转化为能源的方法 冬奥环保冰场从何而来 现阶段移动冰场多采用氢氟烃类制冷剂，这种制冷剂有着很高的温室气体效应，或对臭氧层具有一定的破坏作用。而2022年北...

特别策划丨冬季项目的“隐藏法宝”

“雪上田径”也“跨界” 越野滑雪作为冬季奥运会、冬殘奥会中的基础大项，有着“雪上田径”的美誉。与越野滑雪相关联的比赛项目占到冬奥会所有比赛项目的近1/4。 中国科研团队通过与德国凯泽斯劳滕大学体育科学学院合作，引进国际先进的运动员选材与培养...

特别策划丨永不融化的“冰雪”

谁说零摄氏度以上冰雪就不存在？ 2022年，萬众期待的北京冬奥会和冬残奥会举行需要大量的冰雪装饰类材料。这既能烘托冬奥特色、提高公众参与热情，又能弘扬中华文化。然而，根据历史天气数据推测，北京冬奥会、冬残奥会期间，将有近90%的天数气温高于...

特别策划丨当冬奥会遇到人工智能

衣服上的“小帮手” 冬奥会、冬残奥会运动员通过可穿戴设备能够获取关键的生理参数。这是怎么做到的呢？原来，通过对传感器的集成，可以实时进行体温、心率、血氧饱和度等方面的检测。与传统的检测方式相比，精度更高且设备佩戴方便。 体温检测时，使用的接...

特别策划丨冰雪赛场上会“走”的急诊室来了！

冰雪运动损伤知多少 人们习惯性地认为冰雪运动导致身体损伤的概率会比非冰雪运动大一些，其实由于滑行方式、雪地减缓冲撞以及防寒服的缓冲作用，冰雪运动致伤率比其他运动项目要低很多。冰雪运动损伤的发生机制主要为摔跌和冲撞所导致的人体损伤。 扭伤的实...

特别策划丨北京冬奥会上的“驭风之术”

在风洞实验室内，随着风洞中风力越来越大，测试者压低了姿态，头顶上为了显示风速而安置的标志物——彩色线束随着强风飘舞起来 重新认识“来无影去无踪”的风 在介绍航天风洞技术之前，我们要先来认识一下风阻。在很多运动竞赛项目中，运动员都要与风的阻力...

特别策划丨速度滑冰场上的“物理课”

速度滑冰已经逐渐成为中国北方人民群众所爱好的冬季运动项目（摄影/ 李未名 供图/张莉清） 速度滑冰室内冰场赛道示意图 滑冰一点都不简单！ 你有观察过速度滑冰运动员的起滑动作吗？由于冰刀往前滑很容易，而往左右两边滑行会产生很大的摩擦力，所以起...

特别策划丨用“刷子”玩转“冰上国际象棋”

冰壶比赛小技巧 冰壶比赛不仅是对参与者体能的考验，更是脑力的比拼。完美的冰壶比赛会将取舍的智慧展现得淋漓尽致。 运动员投出冰壶后，需要对它的状态进行预判，及时反应是否需要作出调整，并与场上其他运动员进行沟通，通过扫冰调整冰壶的速度和轨迹，使...

特别策划丨虎年谈“虎豹”

虎从何来 虎，是目前地球上体型最大的猫科动物，额头黑色花纹像“王”字，被称为“百兽之王”。200万年前，虎的祖先起源于东亚，即今天中国华南虎的分布区域，后逐渐进化为9个亚种，即：华南虎、西伯利亚虎、孟加拉虎、印支虎、马来虎、苏门答腊虎、巴厘...

探索发现丨青蒿：中药箱里的抗疟传奇

阻礙热带发展的“瘴气”因子 如果把中国、古埃及、古巴比伦、古印度这四大文明古国的地理位置标注在地图上，你会发现一个有趣的现象，这四大文明起源的位置都在北纬30度线附近。就气候条件而言，这些区域都有明显的季节交替，尤其是黄河流域冬有严寒、夏有...

探索发现丨白桦：银色的光华

白樺果序呈圆柱形或矩圆状圆柱形，通常下垂，序梗细瘦;果苞基部呈楔形或宽楔形，中裂片呈三角状卵形，顶端渐尖或钝，侧裂片卵形或近圆形，直立、斜展至向下弯。其小坚果狭矩圆形、矩圆形或卵形，背面疏被短柔毛，膜质翅大多较果长 桦树树皮近白色，成纸质层...

探索发现丨揭秘探日“先锋官”

太阳也会发脾气？ 太阳是宇宙中与人类关系最密切的一颗恒星，在地球演化和人类文明发展过程中发挥着不可替代的作用。太阳给地球带来光和热，是维持地球上一切生命的源泉，地球大气的循环、昼夜的交替、四季的轮转、地球冷暖的变化都是太阳作用的结果。 太阳...

探索发现丨跟着黎明星去看太阳

太阳是地球天气、气候和空间环境变化的驱动源，其外部结构分3层，从内向外依次是光球层、色球层和日冕层。人们肉眼看到的是光球层，而最直接影响地球环境的是日冕层。监测太阳活动，捕捉太阳爆发过程，可以为空间天气预报提供重要的科学数据。 “黎明星”上...

探索发现丨解密“催化黑匣子”

神通广大的催化作用 人类的生产、生活都离不开化学，它關乎健康、环境、能源等各个领域。我们现在穿的衣服、吃的食物、各种生活用品，很多都是由化学工业提供的。实现对化学反应的控制，是化学科学研究的关键。要让化学反应更精准、更可控，就需要催化技术来...

科学微距丨前沿

枝头的孟加拉雀 孟加拉雀可以控制自己的歌声？ 高级智能意味着可以连续地对自己的精细行为进行操控。例如语言，就是一个很好的例子——需要连续对咽部、口部肌肉进行控制。有研究者认为，这种对发声过程的精细控制依赖于大脑的前额皮层脑区对脑干和中脑发声...

科学微距丨声音

人才是智能制造发展的第一资源，智能制造要培养和造就三方面高质量人才，即智能制造高技术人才、高技能人才和管理人才。 ——中国工程院院士 周濟 2021年12月8日开幕的2021世界智能制造大会围绕“综合进展及产业前瞻”“关键技术和创新”“技术...

科学微距丨数字

8900万光年 近日，天文学家发现了迄今为止距离地球最近的一对超大质量黑洞，位于宝瓶座星系NGC7727，距离地球约8900万光年。其中，较大的黑洞位于NGC7727的中心，其质量相当于太阳的1.54亿倍，而相伴黑洞的质量大约是太阳的630...

科学微距丨趣闻

椰子树的高矮谁说了算 是什么决定了高种椰子和矮种椰子的株高差异？近日，发表在《基因组生物学》的一篇论文绘制了高、矮种椰子高质量参考基因组，发现了控制椰子树高矮的关键“开关”。研究者表示，要想解析一些重要的生物学现象和问题，首先是要获得高质量...

科学有料丨未来医疗的“新大门”：定制化干细胞

纳比哈博士在TED大会进行演讲 科学家提出设想，在未来，人类可以将自己的干细胞提前储存，需要新的神经元、肌肉细胞、皮肤细胞时，都可以从这个“干细胞银行”中将它们提取出来，而且身体免疫系统不会排斥或攻击这些新细胞。事实上，你的身体甚至意识不到...

学海新知丨揭秘长津湖之战：那年冬天，为何如此寒冷？

中国人民革命军事博物馆“纪念中国人民志愿军抗美援朝出国作战70周年主题展览”中“鏖战长津湖”复原场景 长津湖：那年冬天冷得像北极 1950年冬季，朝鲜半岛东部长津湖地区所在的盖马高原（朝鲜半岛北部山地和高原的主体）气温降至零下20摄氏度，到...

学海新知丨 神奇的热冰实验，让你“点水成冰”

实验材料 筷子、白醋、小苏打、烧杯（或玻璃杯）、密封袋、滴管、锅 实验步骤 1准备一个烧杯，首先加入50毫升的白醋，然后将小苏打慢慢地加入白醋中。注意：这时白醋与小苏打发生化学反应，会冒气泡，需要做好防护措施。为了避免反应过于激烈，加入小苏...

艺术中的科学丨可持续·向未来：小海坨山的绿色水循环

国家高山滑雪中心 小海坨山如何成为“天选之地”？ 小海坨山气温比北京城区低十多摄氏度。2021年10月上旬，北京城区平均温度还在10摄氏度左右时，小海坨山便已迎来降雪，山顶雪花纷飞，银装素裹。小海坨山与北京城区的气象条件差异可见一斑。冬季较...

艺术中的科学丨水晶球里的“矿物小宇宙”

水晶的丰富“内涵” 类型丰富的包裹体水晶，按照物态不同可分为：固态包裹体、液态包裹体和气态包裹体3类。按照包裹体形成时间与主晶体结晶时间的相对关系，可以划分为：在水晶结晶之前已经形成的原生包裹体、与水晶晶体同时形成的同生包裹体，和在水晶形成...

兵器与谋略丨战场上的全能帮手

小巧“山猫”，能量巨大 “山猫”全地形车8×8款型，整备质量只有1.7吨，在全地形车中重量非常轻，就算满载，也不过3吨重。而且其外形尺寸小巧，长3.9米，宽1.8米，高度仅有1.4米，比一般的坦克和装甲车要小得多，和一辆轻型汽车差...

兵器与谋略丨战术与热血之歌

“7天攻势”陷险境 经过抗美援朝战争前3次战役的较量，联合国军已经被完全赶到了三七线以南，战场形势似乎对中朝联军很有利。但就在第四次战役发起后，美军指挥官李奇微摸到了中朝联军的软肋，即“7天攻势”——中朝联军的攻势一般只能持续7天左右。通过...

行知天下丨去三江源寻找濒危动物：马麝

“舍命不舍山”的马麝 从青海西宁出发不久，笔者便进入了贵德县。贵德地区农业发达，经济较为富庶。过了贵德，就进入了贵南县境内。贵南属于茶卡-共和盆地地貌类型，广阔的山地和滩地错落分布，公路旁是一望无际的草场和已经收割的青稞田。 一路欣赏着高原...

行知天下丨走进粤北罗坑，探寻鳄蜥的秘密！

粤北秘境 广东罗坑鳄蜥国家级自然保护区地处南岭山脉中段南麓，藏在南岭群山中。这里地质地貌、气候、水文、土壤方面有着较强的多样性，造就了保存完整的山地森林生态系统和丰富的物种资源。也正因如此，无数珍禽异兽得以栖息繁衍。 跟随保护区工作人员的脚...

科学起航丨中科馆里看冬奥

同学们在探索“冰陀螺”的旋转之力 同学们亲手制作属于自己的冰陀螺 探寻冰雪文化：“冰陀螺转转转” 中国的冰雪文化源远流长，很多冰上运动流传至今，其中冰陀螺就是中国北方冬季常见的一种传统民俗冰上游戏。将绕着绳子的冰陀螺放在冰面上，用力一拉绳子...

生活解码丨故宫里的消防“神器”

唧筒往往与水桶配合使用。建筑失火时，救火人员将唧筒支脚张开，立于水桶中，并将外套筒底部置于水中，将喷水头则对准火点，通过手动前后推拉底部内筒，即可产生喷水效果。 唧筒的特点 ●仅能单向喷水 ●活塞的受控方向为前后向，救火人员反复操作后手部容...

青春密语丨拒绝“屏依赖”，做人生的掌握者

案例分析 15岁的刘明（化名）因为抑郁而被带来做心理咨询。从前他学习成绩很好，人也很开朗阳光，却不知怎么迷上了手机，下课也不去和同学们玩，而是一直捧着手机。没过多久，学习成绩就严重下滑，在几次考试失败后，他甚至连学校都不愿意去，也不愿意和别...

漫画科学丨“太空飞行员”训练日记

航天员要接受至少18个月的基本训练，比如基本知识——航天器中的各种设备、如何适应太空生活以及与飞行任务相关的课程等。 在失重的太空中工作的感觉和在地球上有重力的时候不同。所以，为了习惯这种感觉，航天员需要在模拟器中接受训练。 中性浮力水槽是...

漫画科学丨悬浮“飞车”向前冲！

由中国自主研发设计、自主制造的世界第一台高温超导高速磁悬浮样车已经在四川成都诞生。它采用全碳纖维轻量化车体，尽管重达12吨，也比普通动车轻50%。列车时速可达620千米，比现在已投入使用的高铁（时速300千米）速度快了2倍。 高温超导体是指...

科幻空间站丨伤疤的秘密

我跟我哥哥是双生子——孪生兄弟，我们总是在一起。由此，我俩闹了不少笑话，上演了不少“喜剧”。但是，想不到就因为我们哥儿俩长得一模一样，竟发生了一场悲剧。而这悲剧的起因，就在怪老头儿——金伯伯那里。 怪老头儿挺喜欢养蜜蜂，在他家的院子里，放着...

科幻空间站丨张开翅膀，飞向梦想

2050年的一天，祺昕博士终于解决了一个困扰人类半个世纪之久的难题——飞行汽车的轨道铺设。 “喂，昕哥，新的一批材料样板我让锐哥送过去了，你注意签收一下……”祺麟说道。“行，那先这样了，再见！”电话这头的祺昕博士挂断了电话。 祺昕博士为了研...

科幻空间站丨百炼钢化绕指柔

火，是人类驯服的第一种自然力，也是人类科技之树得以生长的起点。因为有了火，人类很快就又有了新的技能——冶金术。金属器具让人类的生产力和战斗力都获得了显著的提升，令人类的生存空间得以大幅扩展。在中国科幻作家苏学军的小说《远古的星辰》里，就有巨...

百问百答丨百问百答

高登义 中国科学探险协会名誉主席，中国科学院大气物理研究所研究员 很多人都不知道，除了南、北两极之外，青藏高原是地球第三极。人类为什么要亲近地球三极？地球三极地区的气候变化对全球大气环流和中国的天气气候会产生哪些影响？2021年11月，中科...