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科学大观园

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2024年02期

聚焦热点话题，探索人与自然；汇集奇闻异趣，网罗超自然现象。旨在把科学的严谨性与普及方式的多样性、趣味性、灵活性有机地融合在一起。

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卷首语 | 科技创新再登高

卷首语 | 科技创新再登高

在过去不久的2023年，每个人都有属于自己的记忆。无论我们是亲身参与，还是热切关注，2023年留给中国人的科技记忆都令人难忘。习近平主席在二〇二四新年贺词中提到：“中国的创新动力、发展活力勃发奔涌。”同时还点赞C919大飞机、国产大型邮轮、神舟家族、“奋斗者”号这些科技创新的重要成果。 2023年，我国科技创新惊喜不断，精彩纷呈，我们也被中国科技“上天”“入地”“下海”“探极”“巡天”等一系
前沿 | 公历2024年为何比农历甲辰年长12天

前沿 | 公历2024年为何比农历甲辰年长12天

送别2023年，我们迈入令人期待的2024年。天文科普专家介绍，公历2024年为闰年，2月有29天，全年共有366天，而即将到来的农历甲辰年（龙年）则是平年，全年共有354天。中国天文学会会员、天津市天文学会理事杨婧解释说，目前国际通用的公历在我国民间俗称“阳历”，是根据地球围绕太阳公转一周即一个回归年的运动周期来制定的。一个回归年的长度是365.2422天，即365天5小时48分46秒。
前沿 | 地外生命或有新发现

前沿 | 地外生命或有新发现

美国宇航局透露了一个令人意外的信息：在地球以外寻找生命最有希望的地方可能不是火星，而是围绕气态巨星运行的冰冷卫星，比如土星的卫星土卫二。土卫二看起来并不太吸引人，像个大雪球一样冷冰冰的，但在它冰冷的外壳下面是全球深海，再往下是深海热泉，这对生命来说就像是“自助餐”一样丰富。多年来，科学家已在土卫二上检测到了复杂的有机分子、磷和生命所需的其他化合物，还有甲烷，这些物质可能会被以此为食的微生物
前沿 | “电子土壤”可让作物生长提速

前沿 | “电子土壤”可让作物生长提速

在粮食安全日益面临挑战的时代，瑞典林雪平大学带来了一项新研究，帮助作物生长速度提高 50%。这项研究引入了一种创新的无土栽培方法，是一种水培法，通过集成导电栽培基质，被命名为“electronic soil（电子土壤）”或“ eSoil”。水培法的特点是无土生长介质，依赖水和养分，以及保存水和养分的封闭系统，已被用于种植生菜、香草和某些蔬菜等作物。这种方法适用于耕地有限或环境条件恶劣的
前沿 | 勤刷牙可降低肺炎发病率

前沿 | 勤刷牙可降低肺炎发病率

美国一项针对2700多名患者的最新调查分析表明，保持牙齿清洁可使患者在住院期间避免感染肺炎。住院期间感染肺炎是一种常见且致命的现象，可使患者病情加重。从全球范围的研究数据来看，该病发病率在五十分之一至两百分之一不等。值得引起重视的是，现实中住院的病危患者特别容易感染肺炎，因为他们身处一个充满耐药超级细菌的环境中。美国波士顿布里格姆妇女医院的传染病专家汇总了15项临床试验数据，在这些试验
前沿 | 鲜艳的蛙蟾更耐热

前沿 | 鲜艳的蛙蟾更耐热

科学家研究了逾3000个无尾目（蛙和蟾）物种，发现蛙和蟾的多变体色或有助于帮助它们抵御环境压力和病原体。这些发现表明，这类两栖动物的体色可能影响它们在气候变化下的生存能力。无尾目有超过5000个物种，这个多样化的类群有极大的颜色多样性。有些物种颜色明亮，可以警告捕食者它们有毒，有些则实现了高度适应的伪装。过去对其他动物的研究表明，除了这些特化功能，体色可能在无尾目中还发挥了其他重要作用，但对其
前沿 | 抗生素“新武器”问世

前沿 | 抗生素“新武器”问世

“超级细菌”问题日益凸显，来自得克萨斯农工大学的科研团队近日研发出新型抗菌聚合物系列，能以“超级细菌”无法产生抗药性的方式杀死它们。青霉素是 20 世纪重要的科学突破之一，成为关键的外科手术和医疗手段，大幅提高患者感染后的生存概率。不过青霉素的滥用也导致了恶性循环，细菌很快就进化出了抵御抗生素的能力，而科学家无奈继续研发新的抗生素。这种循环持续了几十年，但目前的趋势更有利于细菌，我们的
前沿 | “夜猫子”更易动脉钙化

前沿 | “夜猫子”更易动脉钙化

发表于1月号《睡眠医学》的一项研究表明，“夜猫子”患动脉钙化的可能性几乎是“早起鸟”的两倍。这意味着在心血管疾病的早期阶段，昼夜节律功能可能尤为重要。动脉粥样硬化是指脂肪在动脉内部沉积，从而导致血液难以通过。这种疾病的发展需要很长一段时间，直到因血栓导致心绞痛、心脏病发作或中风时才会被注意到。先前的研究表明，晚睡会增加患心血管疾病的风险，但这项研究第一次揭示了昼夜节律是如何具体影响动脉
科学探奇 | 陆生动物为啥都是两个鼻孔

科学探奇 | 陆生动物为啥都是两个鼻孔

猴子和猪为什么偏偏都是两个鼻孔，不是一个、三个，甚至是四个呢？不难发现从青蛙以后的所有陆生动物，无论爬行动物、鸟类，还是哺乳动物，都是两个鼻孔，这是为什么呢？内鼻孔从鱼到陆生四足动物，最根本的变化是——内鼻孔。但要探究两个鼻孔的起源，还是得从脊椎动物的源头开始，脊椎动物起源于原始脊索动物。以文昌鱼举例，它们的大脑只是十分原始的脑泡。脊椎动物胚胎发育的初期，也会在前段形成脑泡。脑泡会
封面故事 | 2023，大国重器

封面故事 | 2023，大国重器

回顾2023年，高水平科技自立自强扎实推进，前沿领域发展快速，科技实力不断提升，一系列突破性进展、标志性成果令人振奋。中国空间站进入应用与发展阶段，我国科学家首次在实验中实现了模式匹配量子密钥分发，高海拔宇宙线观测站“拉索”顺利通过国家验收，液氧甲烷火箭朱雀二号遥二运载火箭发射成功，255个光子的量子计算原型机“九章三号”刷新世界纪录，神舟十六号载人飞船、神舟十七号载人飞船发射取得圆满成功
封面故事 | 2023年我们的重大科技成就

封面故事 | 2023年我们的重大科技成就

“拉索”完整记录“宇宙烟花”爆发全过程精确测量迄今最亮伽马暴的高能辐射能谱约20亿光年外的宇宙深处，一颗“超级太阳”在燃料耗尽时坍缩爆炸，发出持续几百秒的绚烂“宇宙烟花”——伽马射线暴GRB 221009A。我国高海拔宇宙线观测站“拉索”首次完整记录迄今最亮伽马暴的万亿电子伏特伽马射线爆发全过程，“拉索”国际合作组在此基础上精确测量了迄今最亮伽马暴的高能辐射能谱，刷新了对伽马暴的认知。
封面故事 | 中国“拉索”再获重大发现或将检验相对论适用范围

封面故事 | 中国“拉索”再获重大发现或将检验相对论适用范围

“宇宙中的背景光并不一定像我们想象的那么‘厚’，光在宇宙中的速度并不是恒定在299，792.458千米/秒，它有可能更快，也有可能更慢。”近日，国家重大科技基础设施“高海拔宇宙线观测站（LHAASO）”（简称“拉索”）正式发布迄今最亮的伽马射线暴的高能伽马辐射精确能谱，该成果揭示出宇宙背景光在红外波段强度低于预期，同时也检验了爱因斯坦相对论的适用范围，相关研究成果于美国东部时间2023年11月15
封面故事 | 量子，匪夷所思但不“高冷”

封面故事 | 量子，匪夷所思但不“高冷”

目前世界上最快的超级计算机求解特定数学问题约需200亿年，由中国科学家最新研制成功的“九章三号”量子计算原型机只需要百万分之一秒，比超算快一亿亿倍……为何如此天壤之别？ 2023年10月11日凌晨，国际知名学术期刊《物理评论快报》发表论文，中国科学技术大学中国科学院量子信息与量子科技创新研究院潘建伟、陆朝阳、刘乃乐等组成的研究团队与中国科学院上海微系统与信息技术研究所国家并行计算机工程技术研
封面故事 | 追风赶月莫停留南极考察队的别样跨年

封面故事 | 追风赶月莫停留南极考察队的别样跨年

岁序更新又一年。地球南端，建设新站、钻取蓝冰、卸运物资……跨年之际，这里处处升腾着忙碌的热乎气儿。恩克斯堡岛上，罗斯海新站的主楼钢结构迎风矗立。 2023年12月31日，持续了几天的狂风没有减弱迹象。早饭后，中国第40次南极考察队队员胡晴和队友们顶着风，来到新站建设现场。 “风太大，吊装作业没法开展。我就来帮着拧螺丝，加固物件，以及完善部分檩条。”胡晴日常负责操作工程机械，今年已是他第
封面故事 | 在地下2400米探寻宇宙“微光”

封面故事 | 在地下2400米探寻宇宙“微光”

深冬的四川省凉山彝族自治州，寒风越过巍峨的锦屏山，吹打在雅砻江两岸。在锦屏山地下2400米处，一座牵引科技创新的大科学装置将助力科学家们去探寻宇宙“微光”。 2023年12月7日，来自清华大学、上海交通大学等高校和科研院所的10个实验项目组，入驻中国锦屏地下实验室二期极深地下极低辐射本底前沿物理实验设施（简称“锦屏大设施”）。这标志着世界最深、最大、最“纯净”的极深地下实验室正式投入科学运行
封面故事 | 介入式脑机接口将一簇“细绳”导入脑血管实现意念控制

封面故事 | 介入式脑机接口将一簇“细绳”导入脑血管实现意念控制

全球首例非人灵长类动物介入式脑机接口试验在北京获得成功，实验人员在猴脑内实现了介入式脑机接口脑控机械臂的技术飞跃。试验猴借助脑机接口用意念控制机械臂取食和侵入式脑机接口试验不同，在此介入式脑机接口试验中，并不需要打开试验猴的脑壳，只需通过在猴脑血管内导入一段带有传感器的“细绳”，就能实现猴脑与机械臂的连接。 “猴子在试验前后的身体状况都很好，脑电传感器目前也留在猴脑血管内没有取出，我
封面故事 | “星空摄影师”暗夜探宇宙

封面故事 | “星空摄影师”暗夜探宇宙

中国科学院紫金山天文台、中国科学技术大学天文与空间科学学院日前发布消息称，墨子巡天望远镜新发现的两颗近地小行星——2023 WX1和2023 WB2近日得到国际小行星中心确认，这是墨子巡天望远镜发现的首批近地小行星。作为北半球光学时域巡天能力最强的设备，自2023年9月17日正式投入使用以来，墨子巡天望远镜展现出强大的巡天能力，为太阳系小天体特别是近地天体的搜寻与监测研究奠定了基础。强
封面故事 | 全球首枚液氧甲烷火箭入轨我们为什么要发射朱雀二号

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大风呼啸，人迹罕至。虽位于巴丹吉林沙漠深处，酒泉卫星发射中心正在书写着人类航天的史书。 2023年7月12日9时，由蓝箭航天空间科技股份有限公司自主研制的朱雀二号遥二液氧甲烷运载火箭（代号“ZQ-2 Y2”）在我国酒泉卫星发射中心发射成功，火箭进入预定轨道飞行，试验任务取得圆满成功。 “成了！”在发射现场的文昌航天科普协会负责人、航天摄影师王禹博告诉封面新闻记者，“我们成功了！人类第一！”
封面故事 | 中国天眼是怎么探测到引力波的

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中国天眼FAST（500米口径球面射电望远镜）又立一功！近日，由中国科学院国家天文台等单位科研人员组成的中国脉冲星测时阵列（CPTA）研究团队利用中国天眼FAST，探测到纳赫兹引力波存在的关键性证据，表明我国纳赫兹引力波研究已与国际同步达到领先水平。相关论文在线发表于我国天文学术期刊《天文与天体物理研究》（RAA）上。人类终于站在了期盼已久的纳赫兹引力波宇宙观测窗口前。那么，FAST是怎么探测
寰宇内外 | 蜇人最疼的蜂和蚁

寰宇内外 | 蜇人最疼的蜂和蚁

克鲁格氏蚁蜂蚁蜂像身穿毛衣的大型蚂蚁，长有黄、橙、红、白、黑等颜色的浓密绒毛，以此警示捕食者。雌性蚁蜂没有翅膀，遇险时无法像雄性那样拍拍翅膀飞走，因而会直接伸出腹部的蜇针用来防御，刺伤敌人的同时还分泌引起疼痛的毒液。马里科帕须蚁马里科帕须蚁和大多数蜇人的蚂蚁一样，发动攻击时会用大颚咬紧敌人，再刺出腹部末端的蜇针，释放毒液。其毒液的毒性是昆虫中最强的，约为蜜蜂毒液毒性的20倍，仅
真相 | 粗粮能“降血糖”是真的吗

真相 | 粗粮能“降血糖”是真的吗

现在，无论是血糖异常人群还是健康人群都很重视饮食管理，尤其是在主食选择方面，会注意粗细搭配。在门诊中我们发现，虽然有很多人选择了粗粮，血糖却因此有了波动，这是为什么呢？如何科学区分粗粮和细粮？“伪粗粮”又是怎么回事？粗粮与细粮的营养价值有何不同民间对于粗粮和细粮的划分，主要取决于感官认识：粗粮粗糙色深，细粮细软色白。但这种划分方法只是经验之谈，有时并不准确。粗粮是个大家族，在日常生
聚焦 | 2023人形机器人为啥这么火

聚焦 | 2023人形机器人为啥这么火

2023年12月29日，香港交易所迎来一位特殊的敲钟人——人形机器人Walker S。它和主人——深圳市优必选科技股份有限公司（以下简称“优必选”）董事会主席周剑一起敲响开市锣。当天，优必选在香港交易所主板挂牌上市，被业内称为国内人形机器人第一股，股价最高超93港元，收盘时对应市值约380亿港元。不久前，工业和信息化部印发的《人形机器人创新发展指导意见》指出，人形机器人集成人工智能
聚焦 | 人形机器人将走进更多场景

聚焦 | 人形机器人将走进更多场景

日前，工业和信息化部印发《人形机器人创新发展指导意见》，计划到2025年，人形机器人创新体系初步建立；到2027年，人形机器人技术创新能力显著提升，形成安全可靠的产业链供应链体系，构建具有国际竞争力的产业生态，综合实力达到世界先进水平。计划公布后，不少国际媒体也高度关注。目前，人形机器人发展到哪一步？全球“玩家”都有哪些？未来应用过程中又将面临哪些风险和挑战？人形机器人能做什么 “如果人
专栏 | 2023：全球高等教育“三面观”

专栏 | 2023：全球高等教育“三面观”

2023年，全球高等教育走过了一条尽力恢复到疫情前相对平稳但又遍布着各种全新挑战的道路。在本文中，我将从几个方面回顾2023年世界高等教育的概况，看看有哪些巨大变化，又面临着哪些新挑战。恢复中的高等教育 2023年是全球高等教育机构历经3年新冠疫情巨大动荡后的第一年。在这一年中，全球高校都采取了许多措施，试图让高校恢复到疫情前的正常运营状态。同时，借助这些措施，高校也在努力适应因疫情大流
专栏 | “机器人伤人”安全风险究竟在哪儿

专栏 | “机器人伤人”安全风险究竟在哪儿

近日，美国特斯拉得州超级工厂的一名工程师在维修机器人时被抓伤。与以往类似的机器人安全事故一样，该事件被媒体广泛报道，甚至用“机器人暴起伤人”“机器人突然袭击”之类的标题吸引公众眼球。实际上，所有的劳动场所尤其是现代化工厂，均存在各种安全隐患，管理方历来高度重视安全问题。德国社会学家乌尔里希·贝克在其《风险社会》一书中就提出，当代社会是风险社会，危险大幅增加是当代社会的重要特征，因而安全问题
地球故事 | ＂中华水塔＂如何应对气候变化？

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地处“世界第三极”青藏高原东北部的青海省，被誉为“中华水塔”，是我国重要的淡水供给地，每年为18个省（区、市）和5个周边国家提供近600亿立方米的优质淡水，是数亿人的生命之源。然而气候变化影响下，近年来，青海出境输送水量增加的同时，冰川、冻土消融退化，极端天气多发。气象部门预计，未来极端气候事件风险还将进一步加剧。作为全球气候变化的敏感区，青海的应对之策不仅有重要的参考借鉴意义，也关系着国
万象 | 如何在中国看见极光？

万象 | 如何在中国看见极光？

漠河极光。说到在中国看极光，大家的第一反应或许是去中国的最北端漠河。然而统计数据显示，漠河大多数年份能看到极光的次数为个位数。也就是说在正常情况下去漠河只有约1%的概率能看到极光。那么，有没有“不正常”的情况呢？或者说有没有可能在纬度不那么高的地区看到极光呢？您别说，还真有！唯一难办的是需要一台时光机穿越回古代中国。在中华民族五千年的历史长河里，有很多宝贵的史料供我们窥见曾经的光景。
文化 | 还向书林努力来

文化 | 还向书林努力来

2023年，你读了多少本书，哪本令你感叹“相见恨晚”，哪些文字已汇入你生命的河流？许多读者会回顾一年来的阅读生活，阅读就像一枚夹在时光之书里的便笺。被誉为“中国现代出版第一人”的张元济曾发愿：“昌明教育平生愿，故向书林努力来。”2023年，刚刚从新冠疫情影响中恢复的读者们，奔向了书展，奔向了图书馆。烟火气在升腾，书卷气正氤氲，无论时光如何流转，万卷书林依然值得奔赴。书展热：重塑交流的价
文化 | 张鑫：透过“海洋之眼”看向“海底幽蓝”

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海洋的平均深度是3700多米，深于1000米的深海面积超过90%。深海热液系统发现之前，人们普遍认为海底深处没有生命。 “最近十几年，我们做的工作就是‘把实验室搬到海底’。我们做了一根探针，叫‘拉曼光谱探针’，带着它一起深潜。”中国科学院海洋研究所研究员张鑫饶有兴致地指着深海考察的实景图片告诉记者。通过拉曼光谱探针打在生物表面后返回的光谱信号，可以在不破坏其生存环境的同时判断其生理状态。
科学课堂 | 神奇的温差电现象

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一杯热水和一杯冷水就能发电，你相信吗？ 1821年，德国物理学家塞贝克发现了温差电现象，这一现象又称塞贝克效应。塞贝克效应又称作第一热电效应，是指由于两种不同电导体或半导体的温度差异而引起两种物质间的电压差的热电现象。一般规定热电势方向为：在热端电子由负流向正。在两种金属A和B组成的回路中，如果使两个接触点的温度不同，则在回路中将出现电流，称为热电流。相应的电动势称为热电势，其方向取决于温度
阳光童书 | 自然是孩子最好的教室

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图书名称：《至美邱园》作者：[英]英国皇家植物园·邱园出版社：科学普及出版社定价：396.00元跟随植物发现者的脚步，走进美丽的植物世界，为孩子们打开自然纯粹又梦幻的大门，沉浸在书中描绘的一片绿意中。我们的星球有30%被绿色覆盖，地球上的每一株植物，都在悄无声息地生长着、进化着。在瑞典，有一棵名为“Olde Tjikko”的雪松，它生在严寒的高山地带，已有9558岁；在酷热

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