知识就是力量 (2022年02期) 电子版

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卷首语丨低碳发展向未来

如果你是科幻迷，或许听说过“碳基生命”和“硅基生命”的说法。当我们仰望星空，猜想远离太阳系的宇宙深处可能存在着怎样的生命时，我们不免会用地球的环境和生命演化的历程作为参考。有人认为，某些星球特殊的环境，或许可以形成以硅为骨架的复杂化合物，成...

特别策划丨“碳”先机，向未来

2020年9月，中国在联合国大会上向全世界庄严承诺，要力争于2030年前，使二氧化碳排放量达到峰值，并努力争取在2060年前实现碳中和，即“3060”计划。此后，碳达峰与碳中和一直是引人注目的“热词”。实现“双碳”目标，对中国和人类意味着什...

特别策划丨碳元素多面手的新“征程”

碳，是元素周期表中排列第6位的化学元素，在我们生活的地球上，它无处不在，举足轻重。地球上的生命體由碳构成，因此也被称为碳基生命;推动近现代文明高速发展的矿物燃料也由碳构成……毋庸置疑，我们生活在一个碳的世界。然而，人类活动和工业生产带来的二...

特别策划丨种1万亿棵树，能逆转气候变化吗？

为减缓和应对全球气候变暖，有科学家提出一个构想：植树造林——希望能在2030年前，通过全球的努力，种1万亿棵树，从而达到遏制土地退化和增加碳汇的目的，以此应对气候变化。那么，种1万亿棵树，能逆转气候变化吗？ 二氧化碳在土壤中循环的示意图 ...

特别策划丨海洋：能力出众的“捕碳者”

地球上已知的所有生命都是以碳元素为有机物质基础的生物。约38亿年前，地球早期的碳基生命于海洋深处诞生。如今，碳广泛地存在于我们身边，并活跃于地球表面各个圈层的物质交换中。在广袤无垠的海洋中，真光层（指水层中有光线透过的部分）的浮游生物通过光...

特别策划丨红树林：海岸带固碳魔法师

生产力排名前三的海洋生态系统——珊瑚礁、海草床、红树林 海岸带的守护者 海岸带蓝碳，作为地球上最密集的碳汇之一，指的是海岸生态系统所能够捕获和储存的大量永久埋藏在海洋沉积物里的碳。目前公认被纳入海岸带蓝碳碳循环的滨海湿地生态系统包括红树林、...

特别策划丨储能界新星

2021年7月，工信部表示将大力推动钠离子电池的产业化应用。此后不到一个月，中国便发布了第一款商用钠离子电池产品。钠离子电池相比于生活中常见的锂离子电池有哪些特点？作为一种新能源技术，钠离子电池又将如何助力“双碳”目标呢？ “摇椅电池”的新...

特别策划丨建筑也能碳中和？

随着全球能源危机持续发酵，越来越多的人意识到“自给自足”的重要性。建筑作为能源消耗大户，自然要承担起“产生能源”的责任。今天就随我们一起，去领略那些会“发电”的建筑吧。它们也是可以参与碳中和、碳达峰的！ 建筑内部分布着不同高度的结构柱，犹如...

特别策划丨 绿色能源的“低碳AI小助理”

在“双碳”目标下，以清洁能源代替化石能源已是大势所趋，而人工智能技术则像是幕后英雄。这个智能化的“小助理”究竟做了哪些工作呢？ 电力数据，它能“测” 风电、光伏等新能源很容易受到环境因素的限制。因此，在这一特定背景下，功率预测系统的作用就显...

特别策划丨准备好拥有你的碳账本了吗？

走进“双碳”时代，每个人都有一本碳账本，这个神秘的账本里都写了什么内容呢？让我们一起去看看吧！ 低碳生活——“双碳”目标下的新时尚 据统计，人类活动产生的温室气体是全球气候变化的重要原因。日常生活方式的差异会产生不同的碳排放量。用水、用电、...

探索发现丨春兰：低调飘香的林中君子

作为常见的室内装饰花卉，兰花备受中国家庭欢迎，是新春花市上的“大明星”。与此相反的是，野生兰花的稀有甚至是濒危。为了加强对野生兰科植物的保护，2021年，包括春兰在内的104种兰科植物被列入《国家重点保护野生植物名录》。春兰为何会被列入名录...

探索发现丨玉簪：角落里的“花仙子”

听到玉簪这个名字， 很多人脑海里的第一反应是那种 插在头发上的玉制饰品。 而草本植物玉簪， 正是因其花含苞待放时的色彩与形状， 和中国古代贵族用于绾发的白玉簪相仿而得名。 让我们一起去认知这个“花仙子”吧。 气质典雅的江南第一花 玉簪叶形娇...

探索发现丨最“抗冻”高铁的温暖密码

“掸”去身上的凝冰 在温暖的车厢里看着车外呼啸的风雪，远足的旅人们踏上了回家的归程。纵然车外是零下三四十摄氏度的低温，牡佳高铁列车内依旧保持着22摄氏度的温暖。 除了静态的除冰方法，该列车还采用了动态除冰的模式，即采用“基础制动防冻结功能”...

探索发现丨我们能在火星上建基地吗？

火星存在生命，是真是假？ 寻找地外生命，永远是人类的终极追求之一。1975年8月20日和9月9日，美国国家航空航天局（NASA）分别发射了海盗1号火星探测器和海盗2号火星探测器，用于探索火星上是否存在生物。 它们“两兄弟”在火星着陆后，着陆...

科学微距丨细菌也会作画

近日，美国莱斯大学和怀俄明大学的研究人员发现，黄色黏球菌的变异株可以组成直径1毫米以上的旋转圆形团聚体。 黄色黏球菌是一种以其他细菌为食的掠食性细菌，可以借助内部两种蛋白质——TraA和TraB，机智地分辨“近亲”和“非近亲”。由于缺乏消化...

科学微距丨“吃盐”的新型液体机器人

制造一个可以自主连续工作而不需要电力输入的机器人，是很多科学家的愿望。最近，美国能源部伯克利实验室的科学家就研发出一款无需电力输入即可自主连续工作的机器人——新型液体机器人。这个机器人可以像潜艇一样潜入水底获取珍贵的化学物质，然后一次次地将...

科学微距丨量子理论中不可或缺的复数

复数，是由几个世纪前的数学家发明的，由“实数”和“虚数”组成。尽管在数学中，虚数扮演着很重要的角色，但由于物理公式只适用于实数，所以很多人都认为虚数是“虚构”的，而复数这一概念对物理没有实际用处。 用来代表微观世界量子理论的出现，改变了“游...

科学微距丨声音·数字·趣闻

声音 减排是硬道理，技术进步可以大大降低污染物排放。 —贺克斌 中国工程院院士 2022年1月4日召开的北京市空气质量状况新闻发布会上，中国工程院院士、清华大学环境学院教授贺克斌表示，科技治污在北京市大气治理过程中，主要体现在成因识别、决策...

科学有料丨欢迎来到“甲烷时刻”

聚焦甲烷 近一个世纪以来，人类开始大规模地开采和利用煤炭、天然气和石油，工业活动和农业也得到空前发展。但是，在此过程中，会产生温室气体。除了二氧化碳之外，甲烷成了众多科学家的重点关注对象。 在研究低碳减排时，科学家为什么都不约而同地提到甲烷...

学海新知丨火山碎屑物中的地质学

火山的碎屑物质 火山喷发会产生各种碎屑物质，我们把这些物质统称为火山碎屑物。按照火山碎屑物的颗粒大小，可以分为火山弹、火山块、火山砾及火山灰。 火山弹是火山喷发时，火山口附近炽热的熔浆团被抛向空中，在空中旋转并发生不同程度的冷却或固结而成，...

学海新知丨掌心上的斯特林发动机

1816年，英国物理学家罗伯特·斯特林发明了一种热力外燃循环发动机——斯特林发动机。它没有像汽油或柴油发动机那样排放气体的排气门，内部也没有燃烧发生，因此运行时非常安静。正因如此，即使过去了200多年，斯特林发动机仍旧在潜艇、游艇...

艺术中的科学丨文物古建筑与自然灾害“过过招”

2021年7月，河南省洛阳市龙门石窟景区遭遇暴雨天气 故宫的螭首装饰是其排水方式之一，图为故宫“龙吐水”景观 作为千百年来优秀文化传承中的“参与者”与“见证者”，以及人类同大自然作斗争的幸存者，文物古建筑中藏着许多与自然灾害“过招”的故事...

艺术中的科学丨一花一叶一世界

植物科学绘画，是科学与艺术相结合的产物，也是一种特殊的画种。在电脑和摄影技术越来越发达的今天，植物科学绘画仍有着不可替代的地位。它的魅力究竟是什么？让我们跟着植物科学画家一起去看看吧。 白花泡桐（绘图/ 曾孝濂） 物种的“身份证” 植物科学...

兵器与谋略丨碾庄战役：战术造就的决胜之战

碾庄战役是解放战争史上三大战役之一——淮海战役的重要组成部分。在某种意义上，局部性的碾庄战役甚至决定了淮海战役的结局。那么，碾庄战役中有哪些战略智慧呢？ 淮海战役碾庄圩战斗纪念馆的雕塑（摄影/蔡佶熠） 碾庄战役的突破口 ——铁桥大溃退 1...

行知天下丨柴达木盆地野生动物发掘记

大自然的鬼斧神工：水上雅丹地貌 雅丹一词源于维吾尔语“Yardang”，原意是“具有陡壁的小丘”，用于描述已经干涸的古湖泊。这些古湖泊的底部有平坦的沉积岩层，在长期定向风吹拂和间歇性流水的冲刷下，便形成了一座座上百米长、两三米高的“土墩墩”...

行知天下丨高原蛇踪

西藏羊八井一处沸腾的温泉泉眼，泉水的蒸汽与天空的云朵融为一体 青藏高原空气稀薄、紫外线强烈、昼夜温差大、寒冬漫长……这些自然条件对动植物来说都是巨大的挑战，能够在青藏高原生存繁衍的物种，都是进化史中的赢家，温泉蛇就是其中的一类。 高原精灵—...

科学起航丨医者仁心：“战麻斗士”李桓英

李桓英，1921年出生于北京，世界著名麻风病防治专家，首届“中国麻风防治终身成就奖”获得者。2021年8月，被授予“时代楷模”称号。 1999年3月，李桓英（左）与治愈者（供图/中国麻风防治协会） 学医救世 精忠报国 20世纪40年代，李...

生活解码丨别人能获取 我大脑里的秘密吗？

人类进行思维活动时，大脑里的神经元会互相传递信号，在这种信号传递中，反映大脑活动的一种电波变化就是脑电波。那么通过脑电波，别人可以获取我们大脑里的秘密吗？这样的“读脑术”是如何实现的？ “读脑术”中缺失的拼图 有科学家做过这样一个实验：猴子...

生活解码丨听！萤火虫在说话

动画片《国王排名》中，波吉王子和卡克躺在“萤火虫丛林”的场景给大家留下深刻印象。点点荧光其实是萤火虫们独特的语言，那么，这些神秘的光点究竟代表着什么意思呢？ 荧光中藏着“生化武器”？！ 当夜幕降临，第一只勇敢追爱的成年雄萤起飞，发出闪光信号...

青春密语丨小小心理咨询师养成记

你的身边或许有受情绪困扰的亲人、朋友，当他/她需要陪伴和倾诉时，你能否成为一个好的陪伴者和倾听者呢？能否给予其一些帮助呢？下面我们一起了解一下如何成为一名小小心理咨询师吧。 小雯（化名）来参加我的心理小组活动，轮到她说话的时候，她突然哭了。...

漫画科学丨让鱼为你“做”沙拉

“奇南帕”耕种方式可以追溯到1000多年前的玛雅文明，后来北美洲的阿兹特克人将它发扬光大。他们把淤泥铺在排筏上，建造出一个个浮动的方形小岛，用木桩加以固定，然后在上面种植南瓜、马铃薯、棉花、龙舌兰等。与传统的农田生产相比，这种耕种方式的灌溉...

漫画科学丨变废为“报”

通过垃圾分类，将各种废纸从人们的家里和办公室收集起来，统一运送到垃圾回收厂。这些废纸在回收厂被压缩成捆，然后送到造纸厂。在造纸厂，它们首先要面对的“大魔王”就是碎浆机，废纸在碎浆机中不断翻滚、与水混合，然后得到一种浆液，这就是废纸“重生”的...

科幻空间站丨机器之道

道可道，非常道 罗伯特已经准备好产生第35个后代。这个后代和他的模样很像，只是眼睛的颜色稍有差别。 他的眼睛是深红色的，而35号的眼睛是浅浅的红色。 红色的眼睛对人类来说不是好的样貌，那是某种遗传缺陷的象征，经由那些善于联想的头脑发挥，成了...

科幻空间站丨有光的国度

当你走进国家历史博物馆，你会在戰争馆长廊的尽头看到一本泛黄的日记本，封面上写着三个字： “要有光。” 这就是被尊称为“战争社会”的终结者——亚当博士的手稿。翻开那本日记，你将看到那个时代的辉煌与落寞。 2171年10月28 日。 多年后，我...

科幻空间站丨走向“碳-铁”文明共同体

就自然界整体而言，人类并非是唯一会使用“工具”的物种。事实上，很多灵长类动物都能够使用自然物作为工具，甚至能够对其进行简单加工，使之更加顺手。但人类的不同之处在于，我们能够大规模使用工具，而且能够持续对其进行改进，使其适应生产生活的需要。 ...