知识就是力量 (2024年02期) 电子版

目录

卷首语丨建筑多学科的艺术

建筑是关于空间的艺术，当我们环顾周围的建筑、回顾人类居住史时会发现，建筑是凝结了地理学（气候学、地貌学等），物理学（力学、热工学、光学、声学等），材料科学等多学科的艺术。 中国建筑在历史发展中从未断绝，延续时间长、艺术成就高，且其基本结构系...

特别策划丨建筑中的学科之美

上海的东方明珠广播电视塔，其上方的球体正好处在黄金分割点上，使整个建筑看起来更挺拔、美观 物理学在建筑设计中发挥着重要作用，建筑的防风、抗震、保温、遮阳、隔声……无不与物理学密切相关。 上海花博会竹藤馆的屋面，使用的是一种叫作竹钢（以竹子为...

特别策划丨抗震“大力士”

斗拱是中国古建筑特有的组成构件，在许多古建筑的屋檐下，都能见到它的身影。细观斗拱，它层层叠叠，紧密排列。富有规律的纵横之间，暗藏着什么样的科学智慧呢？ 斗与拱的进化史 斗拱，又称斗栱、斗科、铺作等，是一种屋顶和屋身的过渡构件，通常位于柱顶...

特别策划丨屋檐之上的数学密码

走进古都西安，历史的烙印随处可见。其中，陕西历史博物馆是当之无愧的文物宝库，其建筑外观也彰显着独特的中国风——和许多中国传统风格建筑一样，它的屋顶被设计成经典的凹曲屋面。为什么凹曲屋面会成为流传千年的建筑经典造型？这其中蕴藏着什么科学奥秘？...

特别策划丨让音符在音乐厅“舞动”的奥秘

让音符在空间中“舞动” 设计师运用建筑声学原理（例如声波的传播、反射与吸收），通过对音乐厅形状的巧妙设计、建筑材料的精心选择、吸音结构的合理设置，打造出能够引导和控制声音的理想空间。 如图所示，音乐厅内设有声学材料及构件，从而保障室内良好的...

特别策划丨让建筑回归大地

建筑史群星璀璨，有的宏伟庄严，有的玲珑精致，有的蕴含着厚重的历史，也有的代表着高科技的未来。还有一类建筑，它们根植于本土，着眼于当下，抛却了绚丽的外表，与当地的自然、时间、人文融为一体，因地制宜，浑然天成，这就是“在地性”建筑。 从大地中...

特别策划丨生态建筑

“生态建筑”这一词汇的起源可以追溯到20世纪60年代，建筑师保罗·索莱里把生态学（Ecology）和建筑学（Architecture）两个单词合并为“Arology”，首次提出了生态建筑的理念。生态建筑是一种与自然环境相协调、可持...

特别策划丨在黄河入海口 邂逅多彩湿地

山东东营被誉为“东方湿地之城”“黄河水城”，是全球首批“国际湿地城市”之一，拥有我国暖温带保存最广阔、最完善、最年轻的湿地生态系统。 2月2日是第28个世界湿地日，今年世界湿地日的主题是“湿地与人类福祉”。让我们走近东营湿地，感受湿地带给人...

特别策划丨揭秘湿地中的“生态医生”

只要听鸣叫声，它就能分辨出是什么鸟；在人类眼中，仿佛长得一模一样的灰鹤，它却能逐一识别；它还能和野生动物一起遨游世界，它就是湿地中神奇的“生态医生”！在它的帮助下，研究人员可以监测并获取湿地中的实时数据，对威胁湿地安全的情形进行预警和处置。...

特别策划丨少年建筑师养成记

建筑是人类文明的重要组成部分，建筑的设计与构造融合了科学、技术、美学和社会需求，具有独特的魅力和影响力。 你了解建筑师这一职业吗？如何才能成长为一名建筑师呢？ 童年的偶然接触，结缘建筑师 严格说来，我属于一半教师，一半建筑师。建筑师这一职业...

特别策划丨博物馆设计师的科研日常

走进博物馆，一件件奇珍异宝 让我们沉浸其中。在这些展览的背后， 是博物馆设计师的精妙演绎：展品如何陈列， 场馆的空间如何布局……这些问题充满了设计的学问。 接下来，就让我们一起看看博物馆设计师的科研日常吧。 参加专业的研讨会、与同行们交流心...

探索发现丨给中国空间站拍张“全家福”

近日，中國空间站首次获得高清“全家福”。通过这张“全家福”，空间站的每一个部分都可以一览无余。此前，我们只能通过安装在空间站外部的高清摄像机，拍摄空间站的局部照片，或是通过与空间站交会对接的飞船的舱外摄像机，获得比较模糊的空间站全景。你一定...

探索发现丨从侏罗纪游来的昆虫

昆虫 是世界上物种最多、分布最廣的动物，几乎占据了陆地生态系统的每个角落。约4.8亿年前的奥陶纪，昆虫的祖先成功从海洋登上陆地，并在陆地上分化出高度多样化的类群。但你知道吗？有极少数的昆虫选择了一条艰辛的道路——重回海洋，海蝽科昆虫就是其中...

探索发现丨飞机的“传感器”

飞机相对于空气的运动速度叫空速，空速管顾名思义，就是用来测量飞机空速的管子。根据空速，飞行员可以判断作用在飞机上的空气动力情况，计算飞机相对于地球表面的运动速度，从而正确操控飞机，确定飞机的飞行距离和飞行时间。 欲测空速 先测气压 根据运动...

科学微距改丨前沿

三色堇与授粉昆虫 科学家发现一些花朵逐渐“放弃”昆虫授粉 近日，法国科学家指出，随着授粉昆虫数量的逐渐减少，一些开花植物的繁殖变得更加困难，它们正在向自我授粉的方向进化，对昆虫的吸引力越来越小。 研究人员发现，与20～30年前生长在巴黎地区...

科学微距改丨观点

“時空位置信息是探索认知宇宙与世界中物质、能量及其性质的钥匙。” —刘经南 中国工程院院士、国家卫星定位系统工程技术研究中心主任 刘经南院士在近日的文章中提到：“北斗系统是我国自主研发的国之重器，是国家战略需求和国际科技竞争的重要领域。它的...

科学微距改丨数字

5 亿年 近日，在云南省曲靖市的一个高速公路在建项目施工现场，工作人员发现了大量古生物化石。为保护好化石，当地紧急暂停化石地区域的施工作业，竖起了“禁止施工”的标牌并设置围挡区。相关工作人员正在抓紧对化石进行采集、认定。 施工现场发现的化石...

科学微距改丨趣闻

全球最大蚊子工厂将在巴西运营 非营利组织世界蚊子计划（World Mosquito Program）将在巴西建造全球最大的抗病毒转基因蚊子生产工厂，并于今年开始运营。 这种转基因蚊子能阻止蚊子传播病毒，是因为其携带沃尔巴克氏菌。研究人员目前...

科学有料丨自泥土和废弃物中来

建筑师维努·丹尼尔 如今，城市已经成了闳（hóng）宇崇楼的聚集地。建筑业飞速发展的同时，也在不断消耗能源和资源，建筑的碳排放量逐渐成为人们关注的焦点。本期TED大会邀请到了印度建筑师维努·丹尼尔（Vinu D...

学海新知丨 埋在大地里的“香肠”

香肠我们并不陌生，但你听说过“石香肠”吗？在野外，地质工作者常会在地层中看到一种独特的“香肠”——石香肠构造，它就像埋藏在地层中的一节节香肠。这种形态是如何产生的呢？让我们听听地球的回答吧。 石头制成的“香肠” 石香肠构造常见于层状地质体中...

学海新知丨眼见不为实

人们常说，耳听为虚，眼见为实。然而，眼见也不一定为实。当我们的感知受到形、光、色的干扰时，再加上生理、心理等因素的影响，往往会产生一些与实际不符的偏差，这就是视错觉。如果将视错觉应用到建筑或绘画中，会造就一系列有趣而令人惊叹的设计。让我们通...

艺术中的科学丨衡水内画：于方寸中现千里江山

衡水内画，是一种鼻烟壶内壁绘画技艺，是河北省衡水市的民间传统艺术，也是国家级非物质文化遗产之一。 粘跃峰超写实主义内画技艺鼻烟壶作品（供图/粘跃峰） 存千里河山 内画鼻烟壶诞生于清代乾隆晚期，人们将其形容为“寸幅之地具千里之势”的艺术。 ...

艺术中的科学丨水中腾出一条火龙

龙，是中华民族的精神象征。传说中，龙神通广大，可以上天入海、呼风唤雨。明朝时，人们根据龙的形象制造了一种武器，它也被认为是二级火箭的鼻祖，它就是火龙出水。 这条火龙长什么样？ 火龙出水由“火”“龙”“水”3部分组成。它们分别有什么含义呢？又...

艺术中的科学丨从历史中走来的错金银云纹铜犀尊

犀牛是一种生活在热带草原和丛林中的珍稀大型野生动物，目前仅存于南亚和非洲。然而，在距今7000～3000年的中国大地上，野生犀牛曾成群结队地出现过。现收藏于中国国家博物馆的错金银云纹铜犀尊，就是古代匠人通过观察真实的犀牛制作而成的。我们来看...

兵器与谋略丨海上“救护车”

潜艇救援舰如同海上救护车，是海军重要的保障舰艇。中国拥有哪些潜艇救援舰？它们有哪些救援装备？又是如何在深海展开救援的呢？ 什么是潜艇救援舰 潛艇是能够在水下运行的舰艇。但时至今日，潜艇救援仍然是世界公认的难题。如何保障潜艇在训练和作战时的安...

兵器与谋略丨以逸待劳后发制人的韬略

兵法解析 以逸待劳，《三十六计》的第四计，是一种后发制人的韬略。中国古代名将面对气势正盛的敌人时，会先以守势养精蓄锐，用防御消磨敌军的士气，形成体力和精神状态上的优势，待敌军疲于奔命时，再审时度势，寻找有利战机，后发制人、一举破敌。 以逸待...

行知天下丨走！去看青藏高原上的奇妙蘑菇

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科学起航丨杨廷宝:烟雨南京中的建筑传奇

杨廷宝（1901年1月1日～1982年12月23日），字仁辉，河南南阳人，中国杰出的建筑学家和建筑教育家，中国科学院学部委员（院士）。他是中国近现代建筑学科和建筑教育的奠基者之一，致力于将民族风格与现代主义建筑相融合。在建筑界，他与梁思成并...

科学起航丨刘更生:一艺一道，一生一事

“心无旁骛，制心一处”。京作硬木家具制作技艺是中国国家级非物质文化遗产，而它的代表性传承人之一刘更生，更是积极投入相关的研究和修复工作中，保护、发扬了传统文化，荣获全国五一劳动奖章、北京市劳动模范、2021年“大国工匠年度人物”等殊荣。 刀...

科学起航丨溯科学之源 创未来之新“科行创新奖”培养计划正式启动

杨维才院士（右一）为获奖选手颁奖 “书山有路勤为径，学海无涯苦作舟。”为激发青少年的好奇心、想象力、探求欲，培养具有科学家潜质、愿意献身科学研究事业的青少年群体，北京中科科教发展基金会在第37届全国青少年科技创新大赛中，资助设立了专项奖——...

生活解码丨电与磁的生热“魔法”

电与磁似一对形影不离的好兄弟，它们相伴相随，互相影响。在它们的作用下，许多物理现象就此诞生。让我们一起来看看，电与磁是如何交织生热的吧！ 电生磁，磁生电，而后因电阻生热 或许你还记得，在2024年1月的《知識就是力量》杂志中，我们做过一个有...

青春密语丨少年，别在白日梦里深陷

案例 小涵是一名刚刚升入初中的学生。最近，她发现自己总是沉浸在不着边际的幻想之中：她幻想自己见到了崇拜的明星，和他们互动交流；甚至幻想自己也成了明星，手捧鲜花，老师和同学都为她鼓掌……与此同时，小涵变得讨厌学习，听不进课，总想请假不去上学。...

漫画科学丨给裸蛤吃点小“零食”

裸蛤（ɡé），学名船蛆，是一种喜爱钻木头的海洋穿孔贝类，属双壳纲。世界环境不断变化，利用陆上的广阔空间和更先进的技术设备饲养海产品、大力发展离岸海水养殖，不仅标志着技术的飞跃，还是水产经济的新未来。因此，科学家开始研究如何高效养殖...

漫画科学丨隔空打印的超声波墨水

科学家发明了一种超声波墨水，用来实现生物深层组织的3D打印。它在吸收超声波后，能够凝固成各种形状和结构的打印制品。 超声波是一种波长极短的机械波，由于它能够穿透比光波大百倍的深度，在医学、工业上有很多应用。这种能被超声波控制的新型超声波墨水...

科幻空间站丨月球除夕

任务 地球时2060年2月1日，农历腊月二十九，除夕，己卯兔年的最后一天。 18时，我正在紫竹林农场追兔子。我扑过去一把揪到兔子的耳朵，把它拎起来笑话道：“还跑！一会儿把你红烧了，给年夜饭加个荤菜！” 突然耳朵疼痛起来，我侧过头，原来是紫竹...

科幻空间站丨时光方糖

天上的飞机发出刺耳的“尖叫”，磁悬浮汽车从我身边“轰隆”驶过。我低着头，不知道要走到哪里去，心里只想着我的小狗麦茜——它刚刚因车祸失去了生命。 “砰”的一声，我撞到了一个人，抬头一看，是一位面容和蔼的老奶奶。见我一脸悲伤，她低声问：“小姑娘...

科幻空间站丨小故事如何展现好创意

想要创作科幻作品，要从一个好的创意点出发。阿瑟·克拉克（英国科幻小说家）的《2001太空漫游》，从“人类的进化受到了外星文明的影响”出发；菲利普·K·迪克（美国科幻小说家）的《仿生人会梦见电子羊吗？》，以“未来...

编读互动丨因地制宜的建筑风光

中国幅员辽阔，各个地区之间的环境差异巨大。自古以来，人们为了让生活更舒适，都会因地制宜改造自己的居住环境，其中，我认为最重要的部分就是房子。 苗族是一个古老的民族，他们的祖先可以追溯至上古时期（夏朝以前的时代）的苗蛮族。后来，苗族人不断迁徙...

编读互动丨小榫卯，大智慧

悠悠历史、千年文明，朝代更迭中，多少建筑屹立不倒。以前，我觉得古建筑古老、优美，但又有些残破。去年，我和妈妈一起去故宫博物院参加活动，听到了老师的一席话—— “立在砖石基座上的柱、梁、枋（音fāng。比梁小的木材，不能独立受力，起增强构架的...

百问百答丨百问百答

氢能，因其出色的特点，被誉为“21世纪的终极能源”。然而，氢能的生产和利用，离不开新能源材料的技术发展。2023年12月30日，中科馆大讲堂邀请到北京化工大学教授向中华老师，带我们一同走进新能源材料的神奇的界。 氢能为什么备受青睐？ 氢能具...

百问百答丨一卷在手 学科全有

教育部印發《义务教育课程方案和课程标准（2022年版）》，提出4个跨学科概念和13个学科核心概念，以及倡导读科学家故事，学习科学家精神。本刊携手权威科学家、一线科研工作者，紧密结合教育部新课标中的核心内容，将本期内容聚焦数学、物理、生物、地...