知识就是力量 (2022年08期) 电子版

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卷首语丨新基建新未来！

100多年前，中国民主革命的伟大先驱孙中山先生完成了他的著作《建国方略》。在《实业计划》这一卷里，他为中国设想了一系列宏大的基础设施建设工程：建设16万千米的铁路，组成5 个铁路系统，将中国的沿海、内地和边疆连接起来;建160万千米的公路，...

特别策划丨匠心工程科技力量

“逢山开路、遇水架桥”，在长期发展过程中，中国掌握了无人能及的建筑工程技术，创造出令世界惊叹的建筑工程成就。 1909年，中国铁路工程专家詹天佑主持建成了由中国人自主设计和建造的第一条铁路——京张铁路。100多年后，在京张铁路旁边，世界上第...

特别策划丨港珠澳大桥的拼装密码

伶仃洋上的美丽项链 港珠澳大桥项目2003年8月启动前期工作，2009年12月开工建设，于2018年10月开通运营，筹备和建设前后历时达15年。大桥主体工程采用桥梁、人工岛、隧道结合的建设方案。隧道部分长约6.7千米，其余桥梁路段约22.9...

特别策划丨深中通道：浪奔潮涌间筑起超级工程

“三明治”结构有玄机 珠江口是粤港澳大湾区城市群国际贸易的主要通道，每天都有大量轮船在此进出。随着船舶大型化的快速发展，如果深中通道全部采用桥梁结构，可能会使大型船舶无法通行。因此，为保证珠江口航道通畅，全长24千米的深中通道有6.8千米采...

特别策划丨“远水解了近渴”南水北调

当你打开水龙头，感受着细密水流，有没有想过它从哪里来？如果你生活在北方，它很可能来自世界上受益人口最多的调水工程——南水北调工程。该工程于20世纪50年代规划论证，在2002年正式开工。目前，其东、中线一期工程，已分别于2013年11月、2...

特别策划丨走近海底擎天柱

挖掘海底石油的钢铁巨人 要了解“海基一号”，先要从导管架说起。石油被称为“黑色的黄金”，是人类最重要的化石能源，而全球海底石油为1300多亿吨，占石油可采储量的45%左右。因此，海上石油开发利用意义重大。这就让导管架有了用武之地。 海洋石油...

特别策划丨环绕沙海的铁路线

沙漠铁路建设不易 早在100多年前，世界上第一批铁路工程师就已经知道，铁路最好修在平原地区，避开高山、密林等难以施工的地形，以免付出昂贵的筑路成本，且修成的铁路运力有限。但随着铁路网的扩展，人们开始向那些曾经的“禁区”发起挑战，以便让铁路强...

特别策划丨小海陀山上““的雪游龙”

“雪游龙”里的冰雪世界 “雪游龙”是目前中国首条，也是唯一一条符合冬奥会标准的雪车、雪橇赛道。赛道全长1975米，共有16个弯，垂直落差121米，依托小海陀山（海拔2198米）的天然山形建设而成。 任何建筑都是为人们的使用和体验服务的，“雪...

特别策划丨少年建筑设计师养成记

儿时的好奇未来的方向 小时候，我住在红砖瓦房中，望着屋顶，好奇地问妈妈：“这房子是天生就长在这里的吗？”妈妈哈哈一笑，解释说，这间房子是邻居们帮忙一砖一瓦盖起来的。 后来，我看到高耸入云的摩天大楼和雄伟的跨海大桥，好奇心再次被点燃——如此精...

特别策划丨土木工程学家的科研日常

你眼中的沙 我眼中的寶 土木工程是建造各类工程设施的科学技术的统称，既指工程建设的对象，也指所应用的材料、设备和所进行的勘测、设计、施工、运营、维护等技术。根据主要工作对象的不同，其专家可大致分为岩土工程学家、结构工程学家、市政工程学家、道...

探索发现丨飞机“皮肤”大揭秘

“皮肤”虽薄功能却强大 飞机的“皮肤”——蒙皮，是飞机上用来维持外形的主要构件，也承担着一定的传递气动载荷的作用。拿机翼来说，它内部有支撑的骨架，外面有蒙皮，骨架、蒙皮以及接头（用于将机翼上的载荷传递到机身上）是机翼的基本受力构件。 在人体...

探索发现丨“植物庞贝”揭开远古植物身世之谜

火山活动的“双刃剑” 2.98亿年前，华北板块的西缘由于板块俯冲作用火山活动频繁，大量喷涌而出的火山物质在空中飞舞，奔向不同的远方。中国内蒙古自治区乌海市乌达区距离华北板块西缘有100多千米，没有遭受火山活动的袭击和高温的炙烤。相反，漫天飘...

探索发现丨来自宇宙中的神秘电波

别眨眼 有一束快速射电暴向你“飞”来 若能化身为“中国天眼”，我们就能“听”到来自宇宙的“声音”：137亿年前，宇宙大爆炸时留下的微弱辐射信号;银河系内，脉冲星发出的周期性脉冲;还有我们今天的主角——来自银河系外的快速射电暴。 快速射电暴是...

探索发现丨极目一号极目远眺

如何放飞科研气球 浮空艇是以空气浮力作为升力或主要升力的一类飞行器，以填充轻于空气的气体（氦气、氢气或热空气）来产生浮力。 根据是否有动力，浮空飞行器分为气球和飞艇两大类：无动力的归为气球，有动力的称之为飞艇。极目一号浮空艇便是一种气球，因...

科学微距丨纳米结构纤维可以模仿人体肌肉

日前，美国德克萨斯大学奥斯汀分校工程学院和宾夕法尼亚州立大学的研究人员研制出了一种新型的聚合物纤维，用它制造出来的假肢可以模拟人体肌肉运动。更重要的一点是，这些聚合物纤维易于制造和回收。 近年来，改进机器人肢体、人体假肢等方面传来好消息，模...

科学微距丨河道带帮助科学家了解古代河流

近日，國外研究人员通过分析现代河流，发现河道带与河流格局联系起来的规律——在河流干涸之后，河道带仍然存在。河道带由河流周围的大片沉积物组成，由于沉积物硬化成岩石，河流曾经的路径被保存下来。然而，从河道带沉积物中重建出古河流的细节是一项艰巨的...

科学微距丨在海面上“飞掠”的水翼帆船

日前，瑞典查尔姆斯理工大学的研究人员找到了一种让渡轮在行驶过程中离开水面，从而减少摩擦力的方法。 虽然汽车的电动化进程正在飞速发展，但世界各地的客运渡轮仍是以化石燃料作为动力来源。这主要是因为电池的容量有限，不足以为远距离行驶的渡轮提供动力...

学海新知丨热河生物群菜谱大公开

爱吃素的尾羽龙 假如能穿越回早白垩世的中国东北地区，你或许会看到这样一种小动物：脑袋小而方，嘴里只有几颗锥形的牙齿，浑身覆盖着羽毛，短短的尾巴末端是扇状的尾羽。哎，眼前这只小家伙怎么看起来那么像只火鸡？它可不是火鸡，而是一种名为尾羽龙的兽脚...

学海新知丨让意识发声：脑机接口技术

为病人创造新生 演讲人托马斯曾目睹一位40岁中风患者，他的大脑可以思考但不能指挥身体，仅眼珠能左右移动;患者不想生活在这种被“锁定”的状态里。从此，托马斯开始对脑机接口技术产生兴趣，并创办了自己的公司。 2020年，托马斯为澳大利亚一位62...

学海新知丨编钟里的科学

中国古代音乐殿堂的瑰宝——曾侯乙编钟 年代：公元前476 一前221 年，战国 尺寸：包括钮钟19 件，甬钟45 件，外加楚王赠送的一件镈（bó）钟，共65 件。最大的一件通高153.4 厘米，重203.6 千克;最小的一件通高2...

学海新知丨流体的力量

实验材料 胶带、乒乓球、棉线 实验步骤 实验一： 1在水池中倒入少量水，让乒乓球浮在水面上。打开水龙头，让水柱淋在乒乓球上。此时水柱沿着乒乓球的表面流入水池中。注意，水龙头不要开得过大，水量适中即可。 2缓慢移动水龙头，让水柱移动起来。可以...

艺术中的科学丨鸟类建筑大师的营造学

筑巢选址有讲究 世界上有几千种会筑巢的鸟类。对于大部分鸟类来说，鸟巢是孵卵和育雏的临时“住所”，是鸟类为下一代创造的一个舒适的成长环境。 鸟类巢穴的特点与其生活习性和生存环境息息相关，大致可分为地面巢、洞巢、编织巢、水面浮巢、泥巢和唾液巢等...

兵器与谋略丨新生代“护国利剑”

海上的移动机场 航空母舰（以下简称航母），是各种航空器的海上平台，按照排水量可分为大型（6万吨以上）、中型（3～6万吨）和小型（3万吨以下）。福建舰是中国人民海军第三艘、中国自造第二艘及第一艘采用弹射器的大型航母。该舰于下水时即被命名为“福...

兵器与谋略丨炸不毁的防线

地处朝鲜半岛的铁原郡，位于朝鲜和韩国的军事分界线处，是抗美援朝战争重要的战场。1951年，这里发生了抗美援朝战史上最惨烈的战斗之一——铁原阻击战。中国人民志愿军第63军不惜一切代价，抵挡住敌人的疯狂轮番进攻，成功掩护了兵团主力和伤员转移。 ...

行知天下丨又见海南长臂猿

雨林里的“歌声” 海南省白沙黎族自治县苗村的后山，头顶的参天大树连成一片，阵阵微风送来热带雨林龙脑香科植物特有的芬芳，远处传来海南长臂猿的鸣声。据了解，栖息在苗村后山的海南长臂猿是海南长臂猿C 群。 正所谓“猿鸣诚知曙，谷幽光未显”，尽管林...

行知天下丨白洋淀的“前世今生”

滨水而生 得水而兴 白洋淀目前水域面积为366 平方千米，主要由7 个万亩以上和上百个百亩以上的淀泊组成。它位于河北省保定市安新县，地处京津冀地区交界，目前行政区划已划至雄安新区，故又被称为“雄安南湖”。 白洋淀年平均气温为12.8 摄氏度...

科学起航丨谢家麟：科学无止境爱国有恒心

坎坷回国路一颗报国心 1920年，谢家麟出生在黑龙江省哈尔滨市。中学时期，谢家麟对无线电充满兴趣，常常独自钻研，甚至還自制了短波收音机。1938年，谢家麟被保送到燕京大学物理系。彼时，国难当头，谢家麟虽身在校园，却时刻关注时局，决心要靠科技...

生活解码丨来一脚“香蕉球”马格努斯效应

什么是馬格努斯效应 什么是马格努斯效应呢？如图所示，一个球形或圆柱形物体在飞行时，若其自身旋转的方向与飞行方向不一致，就会在其旋转角速度矢量和平动速度矢量组成的平面上产生一个垂直的横向力。在这个横向力的作用下，物体的飞行轨迹会发生偏转，这个...

青春密语丨打败疫情下的情绪怪兽

案例 初中生小凯（化名）最近很焦虑：“ 疫情居家学习后，有很多录播课，我总是忍不住走神。而且一人在家很无聊，我每天都玩游戏，妈妈只要看到就是一顿训斥，导致我现在就想跟她对着干。”小凯解释，其实他很想改变现状，但控制不住自己，临近考试也什么都...

漫画科学丨“透明”岩石圈行动

巖石圈由地壳的全部和上地幔的顶部组成，几乎承载着人类赖以生存的全部能源和矿产资源供给。“‘透明’岩石圈”行动利用地质- 地球物理的探测方法，建构覆盖各地的岩石圈三维可视化模型，帮助我们“透视”地球的“五脏六腑”，明晰矿石分布地点，更好地认识...

漫画科学丨智慧健身房练出好体魄

这是一款可以通过语音控制改变重量的智能哑铃。将哑铃放在特定的托盘中，托盘与人工智能设备相连接，当使用者发出指令后，托盘中的电动系统会在几秒钟内响应，增加或减少哑铃的相应重量。录入个人信息后，系统还能根据个人情况进行重量匹配。 VR 拳击训练...

科幻空间站丨田园

脑域技术是新四经济时期的代表，甚至可以说，新四经济的兴起与之密切相关。多国将脑域技术列为国家级的发展战略，抢占脑域技术的制高点，已成为国家实力的体现。作为全球首批获得脑域专业博士学位的青年专家，陈橙踌躇满志。 今天的总结性报告会结束后，陈橙...

科幻空间站丨宇宙新“食”代

23世纪末，地球自然环境遭受不可逆转的破坏，空气污浊、土地贫瘠，人类陷入前所未有的粮食危机。就在这个特殊时期，一个新兴职业——粮食改造师应运而生。包拯拯便是其中的一员。 粮食改造师的主要工作是为人类寻找新的粮食来源。包拯拯发现，光能是一种有...

科幻空间站丨“食物”进化论

“民以食为天”是中华民族自古以来的信条。现代考古学证明，人类农业的起源最早可以追溯到1.3万年前中东地区的两河流域，在那里，人类开始尝试种植小麦、制作面包，甚至酿造啤酒。农业让人类摆脱了自然的束缚，成为一种社会性的物种。而在东亚地区，中华民...

读编互动丨知力小记者团

愚公移山新编 北京工业大学附属中学小学部四（2）班 孙斓曦指导教师：张郑国 一声鸡鸣后，在太行山脚下，愚公家中又传出“叮叮当当”的敲击声。这声音已经连续响了10 年有余，在此期间，愚公倾其所有，一心移山，山似乎未缩减分毫，家却肉眼可见地变穷...

读编互动丨百问百答

海洋面积约占地球表面积的71%，海洋生物的种类和数量也远远大于陆地生物，但人类对海洋的考察和研究却远远落后于陆地。近年来，随着中国多艘海洋科学考察船陆续下海，我们进入了海洋探险的黄金时代。2022年6 月25 日，中科馆大讲堂邀请中国科学院...