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地质年代分期

热度 1 tansuozhoukan 2013-8-2 21:26

太古宙 地质年代分期的第一个宙。约开始于40亿年前，结束于25亿年前。在这个时期，地球表面很不稳定，地壳变化很剧烈，形成最古的陆地基础，岩石主要是片麻岩，成分很复杂，沉积岩中没有生物化石。晚期有菌类和低等藻类存在，但因经过多次地壳变动和岩浆活动，可靠的化石记录不多。 元古宙 地质年代分期的第二个宙。约开始于25亿年前，结束于5.7亿年前。在这个时期里，地壳继续发生强烈变化，某些部分比较稳定，已有大量含碳的岩石出现。藻类和菌类开始繁盛，晚期无脊椎动物偶有出现。地层中有低等生物的化石存在。 显生宙 地质年代分期的第三个宙。显生宙可分为古生代、中生代和新生代。 古生代 约开始于5.7亿年前，结束于2.5亿年前。分为寒武纪、奥陶纪、志留纪、泥盆纪、石炭纪和二叠纪。这个时期里生物界开始繁盛。动物以海生的无脊椎动物为主，脊椎动物有鱼和两栖动物出现。植物有蕨类和石松等，松柏也在这个时期出现。 中生代 显生宙的第二个代。分为三叠纪、侏罗纪和白垩纪。约开始于2.5亿年前，结束于6500万年前。这时期的主要动物是爬行动物，恐龙繁盛，哺乳类和鸟类开始出现。无脊椎动物主要是菊石类和箭石类。植物主要是银杏、苏铁和松柏。 新生代 显生宙的第三个代。分为古近纪、新近纪和第四纪。约从6500万年前至今。在这个时期地壳有强烈的造山运动，中生代的爬行动物绝迹，哺乳动物繁盛，生物达到高度发展阶段，和现代接近。后期有人类出现。 （朱香整理） 《中国科学报》 (2013-08-02 第9版 探索周刊)

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地球进入“人类纪”？

tansuozhoukan 2013-8-2 21:24

​ ■本报记者 胡珉琦 近日，美国国会图书馆天体生物学主席大卫·格林斯彭博士在一次访谈中提到了全新的地质时期——“人类纪”，“人类纪”一词再次成为了人们关注的焦点。“人类纪”被定义为人类对地球的影响。有的科学家认为，这一纪元应该始于工业革命，大卫·格林斯彭则认为，应该以第一颗原子弹的测试为标志。不过，在地质学界，这个全新的地质时期并没有得到承认。 人类成为地质力量 2000年，“人类纪”一词由诺贝尔化学奖得主、荷兰人保尔·克鲁芩提出。作为一名大气化学家，早在20多年前，他率先意识到，一种人工合成的化学物质氟利昂（主要用于冷冻剂、聚苯乙烯泡沫塑料的原料）一直在悄无声息地破坏臭氧层。但直到上世纪80年代，臭氧空洞问题才得到社会的关注。 克鲁芩指出，在过去的三个世纪，人类数量增长了10倍，工业排放量在过去的一个世纪增长了40倍，消耗的能量增长了16倍，用水量增长了9倍，物种消亡速率是人类出现以前物种消亡速率的1000倍。 因此，他认为，地球已经进入到它的另一个发展时期。在这个时期，人类对环境的影响并不亚于大自然本身的活动。今天的地球因为人类文明的影响，已经不再是自然的了，而这个改变过程可以追溯到工业革命。因为来自化石燃料的燃烧，地球大气层里的二氧化碳和其他温室气体的含量日益增加，而这都是为了驱动日益发展的工业技术。 当代人类对环境的影响巨大，克鲁芩希望通过“人类纪”一词提醒人们关注这样一个事实：人类活动正成为影响和改变地球的主导力量。 人类历史太“年幼” 不过，要增加一个全新的地质时期，必须先明确现有的地质年代究竟是如何划分的。 中国地质大学地球科学与资源学院教授陈建强告诉《中国科学报》记者，自然界的演化有其阶段性，根据不同阶段的特质，从而划分不同的地质历史年代。“自然界笼统地说，可以分为无机界和有机界，无机界的演化包括冰川消融、火山喷发；而旧物种的消失、新物种的出现则是有机界的演化。” 无论是无机界还是有机界的演化，都是地球地质发展的历史记录和产物，它们的每一次变化都会留下蛛丝马迹，人类根据这些印记划分地质时代。 不过，地质年代包括两个概念，一个是指各地质事件发生先后顺序的相对地质年代，另一个则是各地质事件发生距今的时间。 “相较于无机界，有机界的演化更为敏感，因此，地球的相对年龄主要依据于古生物化石。”陈建强表示。比如，人们熟知的三叶虫，它们只生存在古生代，而且演化明显，在古生代不同时代中都有属种代表。如果科学家在某个地区采集到了三叶虫化石，那么，可以肯定这个地区的地层年代是古生代，而根据三叶虫的属种还可以进一步确定是生活在古生代的某一时期。 正是依据有机界的演化，目前，反映地球相对年龄的地质年代排列，从大到小的时间阶段可分为宙、代、纪、世、期。例如，古生代包括寒武纪、奥陶纪、志留纪等六个纪，其中，寒武纪又可分为早寒武世、中寒武世和晚寒武世三个世，每个世还可以分成若干个期。而与之对应的，每一个地质时期有相应的地层单位。最大的地层单位是宇，其次是界、系、统、阶。例如，代表古生代的地层就称作古生界，其中，寒武纪时形成的地层就被称为寒武系，奥陶纪期间形成的地层则被称为奥陶系。 地球的绝对年龄则通过同位素测定法就可以准确地得到。 “众所周知，地球距今已有47亿年的历史，目前，我们所处的是新生代第四纪中的全新世。但人们有所不知的是，地质时间是以百万年为单位的，整个第四纪距今不过2.5个百万年，而从寒武纪以来，每一纪的时间间距少则几十个百万年，多的达几百个百万年。” 陈建强告诉《中国科学报》记者，正因如此，几年前，第四纪是否应该存在一度成为了地质学家们争论的焦点。有科学家认为，第四纪存在的时间太短，应该被归为前一个新近纪。不过，换个角度，由于第四纪并没有结束，现在评价它的时间间距短并不合理，因此，它依然出现在国际地层委员会制定的地质年代时间表上。 “工业革命距今不过200多年历史，由此来命名一个新的地质年代显然不合理。”他指出。 人类改变地球只是“毛毛雨” “对普通人而言，最容易理解的地质年代的划分依据，就是发生了全球性的地质历史事件，而这些事件的发生一方面是由地球内部活动引起，另一方面则来自宇宙环境。”中国地质研究院地质研究所研究员林景星向《中国科学报》记者解释。 比如说，从中生代进入新生代，主要就是根据恐龙灭绝这个大事件作为界限的。科学界一般认为，在中生代晚期的白垩纪，地球内部活动非常频繁，到处都有火山爆发，一颗与海南岛大小相同的陨石撞击地球并坠落在墨西哥湾，引发全球气候骤变，大部分生物灭绝。 与恐龙灭绝一起作为该事件的地质历史记录的，还有中生代与新生代之间出现的一层薄薄的黏土，它的铱含量非常高，这种元素并不是地球本身创造的，而是外星球带来的。 再如，从太古宙进入元古宙，以氢和氦为主要构成的第一代地球大气中，空气含氧量增加了10%，变成了适宜爬虫类和恐龙的第二代大气。而从中生代进入新生代，空气含氧量增加速度更快，5000万年前增至17%，4000万年前增加至23%，这一含氧量有利于哺乳动物（包括人类）和鸟类的繁衍与发展。 在林景星看来，以上这些才能被称为划时代的地质大事件，而人类自出现以来，还没有出现过重大的地质历史事件。 “无论是全球气候变暖、物种灭亡，还是之前不存在的化学物质的大规模使用，与地质历史上的阶段变化完全不在一个等级上，属于正常的发展过程。”他坦言。 “其中气候变暖是可以称之为全球化的事件，但目前几乎所有气象学推测的未来的气候变化主要是根据人为的地质活动，而很少考虑地球本身内部活动的因素，以及来自地球以外的太空环境的变化。” 无论是地震、海啸还是火山喷发，与人为地质活动相比，自然界本身的力量还是要远远超过人类的。因此，林景星认为，从地质学角度看，“人类纪”的划分并没有太大的意义。国际地层委员会几年前就已经拒绝了该提议，至少目前，它并不被主流地质学家认可。 “人类纪”告诫人类不是主宰者 但是，接受采访的专家还是表示，作为一个打引号的新地质时期，“人类纪”对于“人类反思对生态环境的破坏”是有积极意义的。不能否认的是，从某种程度上看，人类确实已经成为了一种地质力量，人为的地质活动对地球表面环境产生了重大的影响。 国内生态农业“泰斗”叶谦吉在其《“人类纪”新地质时期理论研析》的系列文章中指出了人为因素造成环境破坏的严峻局势。 首先是，全球变暖，水土资源短缺，沙尘暴肆虐，沙漠扩张，海平面上升，洪水频繁等生态灾害导致地球环境破坏；地球资源高速消耗，导致地球生态系统出现严重“生态赤字”；物种频灭，多样性受到严重破坏。 过去30 年间地球上的生物种类减少35% ，其中，淡水生物减少54%，海洋生物种类减少35%，树木种类减少15%。鸟类和陆地动物也大量减少；当前地球环境系统出现的环境破坏与动荡已经成为了“生态灾变现象”。人类行为与活动影响自然生态系列层次的变化可以用量变、质变、衰变、灾变、溃变等指标来衡量。 “更可怕的是，人类影响自然的同时，自然界也会成倍地反作用于人类。”陈建强补充道，“历史证明，没有一种物种可以永远存在，因此，人类作为大自然的一种物种同样可能消失，这不过是时间的问题。从这个角度看，人类并不是这个星球的主宰者，大自然才是。”

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水也是会老去的

热度 2 tansuozhoukan 2013-7-30 12:29

你知道吗，一滴水也是有生命的，因为，水也是会变老的。 这是因为，水分子是主链状结构的，如果不经常受到撞击，而是远离运动状态，接近静止状态，主链状结构的水分子就会不断扩大、延伸，以至于变成死水。古代有句成语：流水不腐，户枢不蠹，表达的正是这个意思。 此外，水放置的时间越长，其中的有害物质的浓度就会随着水的蒸发而增高，而这些有害物质对人体的危害可能是巨大的。 进一步解释，水之所以会变老，而且老化速度非常之快，与水分子中的氢元素息息相关。众所周知，水的分子式是H2O，一个氧原子靠氢键连着两个氢原子。而水分子与水分子之间又可以通过较强的氢键一个连一个，形成长长的链状结构。这种链状结构会一环扣一环，不断延伸，使水分子凝结的规模越扩越大。 然而，水分子凝聚在一起并不意味着它的功能更强大，反而可能形成异常结构的水，丧失了水最原始的活性，成为死水。这种失去活性的水不但容易腐败，还可能在机体内产生有毒物质，饮用或吸收后会加速人体的衰老。 所以，水要经常流动，经常受到强烈的撞击，使其内部的氢键结构得以破坏，才不会形成庞大的柱状结构，以保持“青春活力”。

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你也这样喝水吗？

tansuozhoukan 2013-7-30 12:27

对于人来说，水是仅次于氧气的重要物质，在成人体内，60%的重量是水，可以说，人就是水做的。可是，人们真的懂水、会喝水吗？如果你也同意以下这些观点，你就“危险”了。 自来水一烧开就喝 中国人喝开水是种好习惯，但是，水最好不要一烧开就喝。因为，目前的自来水都经过氯消毒，氯与水中残留的有机物结合，会产生卤代烃、氯仿等多种致癌化合物。因此，烧水时，最好先将自来水接出来后放置一会儿再烧，等水快开时把壶盖打开，最后，水开后等3分钟再熄火，就能让水里的氯含量降至安全饮用标准，这才是真正的“开水”。 喝反复煮开的千滚水 用电热水壶烧水，一次喝不完，有人习惯在其变凉后再次煮开，这样的千滚水最好别喝。 饮用水煮沸时间过长或多次煮沸会影响人的血液循环和神经功能，产生疲劳、恶心的感觉。这是因为水在煮沸时间过长的情况下，会分解出一种叫“亚硝酸银”和“砷”的物质，过量的“亚硝酸”和“砷”通过血液循环进入人体，会引发慢性血液中毒。 而很多人担忧饮水机中的水是否也是千滚水。因材料限制，饮水机中水的最高温度一般为90摄氏度左右，达不到沸腾的状态，算不上千滚水。不过，桶装水的最佳饮用时间是出厂后1~15天，打开后需要尽快饮用，否则，水中的细菌过多，就不宜再饮用了。 矿泉水只能直接饮用 有的专家建议，优质的天然矿泉水最好直接饮用，营养才最佳。因为，常温下未煮沸的矿泉水，生物活性更高，这些特性与人体细胞也非常接近，容易渗透入细胞，被人体吸收。 但这也许只是饮水习惯的问题。国人喜欢喝开水，开水来得更安全，消毒副产物会随之蒸发一部分。而矿泉水煮开后其实只是比常温饮用时多了一些沉淀物，对人的感官造成一定影响，而与健康并没有多大关联。 早起喝一杯淡盐水 有人认为喝淡盐水有益于身体健康，于是晨起喝淡盐水，这种认识确是错误的。 喝淡盐水有利于健康不假，这对于夏天出汗后补充水分是必要的，可对于晨起补充水分来说非但无益，还是一个危害健康的错误做法。 生理学研究认为，人在整夜睡眠中未饮滴水，然而呼吸、排汗、泌尿却在进行中，这些生理活动要消耗损失许多水分。 早晨起床时，血液已成浓缩状态，此时如饮一定量的白开水可很快使血液得到稀释，纠正夜间的高渗性脱水。再喝盐开水反而会加重高渗性脱水，令人倍加口干。何况，早晨是人体血压升高的第一个高峰，喝盐开水会使血压更高，危害健康。 喝果汁等于喝水 有些人不爱喝白开水，有香甜味道的果汁能使他们的饮水量增加，保证了身体水分的需要。然而，这不意味着果汁可以代替饮用水。毕竟，大部分果汁之所以好喝，是因为加入了糖、甜味剂、香料等成分。 况且，果汁中大量的糖并不能被人体吸收利用，长期过量饮用，可能导致肾脏病变，引发一种被称为“果汁尿”的病症。 喝矿物质水营养好 “矿物质水”听起来非常容易与天然矿泉水混淆，有人认为矿物质水就是天然形成的。如果你也这样看，那就大错特错了。 事实上，矿物质水在制造工艺上与纯净水的制备相差无几，也就是说，矿物质水是后天生产加工而成的，所谓的矿物质含量，都是后期添加进入的。 在日本，矿物质水只是一种补水的清凉饮料；在美国，矿物质水需要加以特别标注；而在我国，矿物质水并没有统一的质量控制标准。 人体所需要的营养和矿物质在平常饮食中就完全能够得到补充，以饮料来补充身体所需要的营养完全没有必要 。（ 朱香整理） 《中国科学报》 (2013-01-18 第12版 真相)

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“雾里看水”，借你一双慧眼吧

tansuozhoukan 2013-7-30 12:25

京城“最会喝水的家庭”已经20年不喝自来水，而官方回应“北京的饮用水是最安全的”，使得老百姓不免“雾里看水”。事实上，符合国家标准的生活饮用水就是达到安全底线的水，无论是纯净水还是天然矿泉水，并不是必需品，老百姓留有理性选择的权利。 ■本报记者 胡珉琦 1月初，南方一家媒体关于“北京城里‘最会喝水的家庭’已经20年不喝自来水”的报道，触动了人们的敏感神经，而官方回应——“北京的饮用水是最安全的”一说又遭到众网友的吐槽。究竟什么样的水才是安全可靠的。 符合标准的饮用水就是安全的 2012年12月31日，山西长治市潞城市山西天脊煤化工集团股份有限公司发生一起苯胺泄漏事故，8.7吨苯胺排入浊漳河，事故造成邯郸市区突发大面积停水。 2013年1月10日晚，一艘散装化学品船在上海金山朱泾镇掘石港进行装载过程中，因其擅自加装的排泄阀未完全关闭，造成部分化学品泄入河道，导致周边水域受到污染，23人因吸入刺激性气味入院治疗。 新年伊始，两起水污染事故接连上演，引发社会强烈关注。 有数据显示，目前，全世界每年约有4200多亿立方米的污水排入江河湖海，污染了5.5万亿立方米的淡水，这相当于全球径流总量的14%以上。 在中国，饮用水源地污染日益严重已是不争的事实，清华大学环境科学与工程系教授王占生告诉记者，地表水依据水域环境功能和保护目标，按功能高低依次可以划分为五类，“而许多工厂排放的污水所污染的水源已经连最次等级都达不到了。”他认为，没有三五十年，水源地治污免谈。 不过，饮用水水源地的水质与生活饮用水水质是两个概念。“老百姓喝的自来水是否安全只有一个标准，那就是根据世界卫生组织《饮用水水质准则》制定的《生活饮用水卫生标准》。”清华大学水质科学与工程研究所所长张晓健教授表示，“自来水厂负责提升工艺将不同质量的水源水加工成统一标准的饮用水。” 而谈到自来水厂的深加工工艺，受访专家均表示，北京、上海等大城市的技术是领先于全国的，检测也是最严格的。因此，从这个意义上来说，“北京的饮用水最安全”一说并非全无道理。 20年不喝自来水的当事人之一——北京保护健康协会健康饮用水专业委员会负责人赵飞虹也表示，此举并非是因为北京的自来水不安全，只是为了更健康。 二次污染成饮用水安全漏洞 尽管专家纷纷辟谣，但是，近来，网友依然吐槽不断。家住北京的郝云刚在自己的微博发布了一张照片，他把家里的自来水龙头用纱布包起来过滤，10天左右后取下纱布，发现一片黄黄的污垢和碎屑，“是我见过的最恶心的自来水了，这就是全国最好的吗？” 中科院生态环境研究中心研究院杨敏也在网上看到了这张照片。他告诉记者，自来水本身并不是百分之百纯净的物质，它含有多种矿物质元素，尤其是钙、镁离子，在经过一段时间的沉淀后，在纱布上出现一些凝结的固体是非常正常的。“当然，不能排除，自来水通过管道运输，尤其是在小区水箱二次供水的过程中，有一些污染物进入。”他补充道。 赵飞虹也表示，出现该网友曝光的情况，无非就是这两种原因。 据了解，目前我国的饮用水水质测定大多是以水厂的出水水质为主，而入户水龙头的水质只能是部分抽检。“这就可能出现，自来水厂出厂的水是合格的，但到了老百姓家里，水质下降了。” 她说，一方面是老旧的城市管道容易被腐蚀，产生许多微生物，让本来就已经很脆弱的水质受到二次污染；另一方面，自来水厂只管将水运送到各个小区，入户的管道由物业负责维护，一般而言，小区为保证在水压不够的情况下还能为用户供水，会在楼顶水塔或者地下水箱存水，也叫二次供水，而二次供水的安全则无法保障。 不过，1月9日，北京市卫生监督所公开表示，全市二次供水单位两次年度抽检合格率均达到了99%。 家庭辅助净水有利有弊 如果说，通过《生活饮用水卫生标准》的饮用水被称之为合格的饮用水，老百姓也拥有追求更高品质的饮用水的权利。 近年来，一种被称为“直饮机”的净水装置颇为流行，有的是家用，被称为纯净水机，有的则是安装在小区内，也叫自动售水机。 这类直饮机是用自来水经过六道进化程序制成的，其中，有通过活性碳去除水中各种分子状污染物，比如：化肥、农药、氯等；还有先进的超滤技术，它可以通过膜表面的微孔结构对杂质进行选择性分离，进一步截留细菌等大分子物质；而最重要的是一种被称为“逆渗透”的技术，它是上个世纪60年代，美国研制的一种超高精度的利用压力差的膜分离技术，可以滤出水中几乎一切的杂质。如此加工得到的水便是十足的纯净水，与传统的桶装纯净水相比，要来得更新鲜。 “理论上讲，经过这种辅助净化的纯净水安全性比自来水更高，但是，无论是家用还是小区使用，定期的清理和维护如果做不好，纯净水的安全性就会大打折扣。”杨敏坦言。 此外，许多老百姓有所不知的是，直饮机非常浪费原水，也就是自来水。“纯净水和原水是按1∶5甚至1∶6 的比例来生产的，也就是说5吨或6吨自来水才可生产1吨纯净水，至于其他‘废水’，只能排到下水道里。”王占生告诉记者。 “这也是为什么大多数自来水厂不直接使用这些技术用于深加工的原因之一。”杨敏表示，“况且，人们每天消耗的自来水90%以上并不是用来饮用的。” 此外，有的老百姓也许认为北京的水太硬了，而直饮机生产出的软水没有任何水垢，就是最好的。而在赵飞虹看来，这也是一个认识的误区。 水硬是由于水中钙、镁离子的含量比较高，但它们本身并不是有害物质，而是对身体有益的矿物质。“世界卫生组织有研究表明，人体对水中的钙、镁离子的吸收率与牛奶是相似的。”赵飞虹说，水碱只是给予了人们一种不太舒服的视觉感受，日常饮用，沉淀一下便没什么问题了。 因此，受访专家们一致认为，只要出厂的自来水能严格达标，其他复杂的辅助净水措施并不是必需的。王占生认为，保险起见，家庭自己安装活性碳吸附装置是可以考虑的。 自来水没那么恐怖 如果不考虑经济和水资源成本，直饮水机出来的纯净水是否就百分之百安全呢？ 据赵飞虹介绍，世界卫生组织在2003年以后还曾公布过一些研究结果，常年饮用去除一切杂质的纯净水对身体并不利。 研究认为，饮用水的硬度与心血管病发病率呈一定的负相关关系，也就是说，一个地区饮用水硬度相对较高时，当地居民心血管病的发病率就越低。这是因为，其中的钙、镁离子可以补充维持心脏和血管正常功能必不可少的成分。 正因如此，国内有学者提出了“健康水”的概念。这种水是要在满足生命及安全需要的基础上，更进一步满足人体生理功能的提高。 “从这个意义上来说，天然矿泉水应该是最符合的一种饮用水。”赵飞虹解释，首先天然矿泉水采自深层地下水，它的水质标准——饮用天然矿泉水标准也要严于《生活饮用水卫生标准》，而且，它所含有的矿物质元素要比纯净水和自来水丰富。这正是赵飞虹常年将天然矿泉水作为饮用水的原因所在。 不过，杨敏告诉记者，在学界，饮用水中的矿物质与人体健康的因果关系尚未证明，关于钙、镁离子对心血管起保护作用的研究还存在争议。而根据世界卫生组织的最新表述：没有足够信息证明长期喝低矿物质的水有什么长期的好处或风险。 “国家卫生部也并没有对纯净水与健康的关系作任何表态，老百姓可以自由选择是否购买小区自动售水机的水。”他表示，水中的矿物质本就属于微量，对人体的影响很难得到确认。“当然，有条件的老百姓可以选择质量相对更高的天然矿泉水，但是，这绝不是必需的。” 对于这样的争议，赵飞虹也给那些不放心的老百姓提出了自己的建议：“可以将自来水和纯净水兑着饮用。一方面可以减小一些硬度，提升口感，同时又留有一定的矿物质，安全性也更高一些。” 《中国科学报》 (2013-01-18 第11版 调查)

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人体冷冻复活 一场技术空梦

tansuozhoukan 2013-7-30 12:22

在现代社会，长生不老也许已经不是大多数人的梦想了。更多的人希望自己健康到老,寿终正寝，而不要病榻缠绵。于是人们将战胜疾病寄托于科技的进步，如果现阶段无法治愈的疾病，就希望自己能穿越到未来进行治疗。如何能让自己抵达未来？有人想出了一招，冷冻！ ■本报记者 马佳 俄罗斯《真理报》常常语出惊人，2012年12 月3日，该报再放“炸弹”，总编辑伊娜·诺维克娃（Inna Novikova）亲自出马采访了号称俄罗斯生物衰老研究所首席专家、生物物理学家伊戈尔-阿尔特尤克霍（Igor Artyukhov）。而阿尔特尤克霍则称，不排除实现将绝症死亡的病人冷冻，并且在40年内治疗后复活。 事实上，阿尔特尤克霍是俄罗斯一个人体冷冻公司的研发负责人。他在采访中坦言，他们公司事实上并没有做过太多的科学试验，原因是没有支持这种研究所需要的财政资源。因此他们提供的服务也很便宜。冷冻保存大脑只需约1万美元，整个身体需要3万美元，都是一次性的费用。 他宣称，公司已经冰冻了大约20个身体或器官。阿尔特尤克霍说，这些身体或器官都是利用液氮保存在零下196℃。 他认为，许多动物和昆虫都可以被冷冻，而且在不会对它们造成过多伤害的情况下进行解冻。比如西伯利亚蝾螈生活在雅库特。进入冬天，这里的温度经常在零下40℃。这种动物会爬进永久冻土裂缝中，并可以留在那里很长时间，记录在案的年限是90年。 此外，他还说，目前血液、精子和干细胞都可储存在冷冻状态中，人体冷冻保存复活技术的应用不会超过40年。 富人的赌博 俄罗斯这家公司并非唯一。实际上如果在搜索网页中输入“人体冷冻”可以找到几十家这样的公司或组织。其中大部分在美国，有两个也算是“圈内的名人”。 位于美国亚利桑那州的阿尔科生命延续基金会（Alcor Life Extension Foundation）和底特律市东北部工业区内的人体冷冻研究所（Cryonics Institute），这两家是美国最大的两个类似 机构，也是世界首创的两个。 《中国科学报》记者在阿尔科生命延续基金会的网站上看到他们的介绍中写道，该机构成立于1972年，截至2012年11月30日，他们的会员已经达到976人，已经低温贮存113位因病死亡的患者，其中有76人仅保存了大脑或者是神经组织。阿尔科公司甚至还有宠物会员，到2007年11月他们共低温贮存了33具宠物的尸体。 要成为该基金会的成员，需要每年缴纳360美元的会费，另一个机构人体冷冻研究所则需要一次性缴纳1250美元或每年缴纳120美元，这样会员才享有权利，在必要的时候把自己冷冻。当会员真正需要接受冷冻时，手术价格根据冷冻身体的部分从2.8万美元到12万美元不等。 在麻省理工学院的校园网上，一篇关于人体冷冻的专栏文章《置于寒冰》中描述，根据目前美国有关死亡方面界定的法律，有一个非常实际的问题，那就是，如果在冰冻这些人之前，他们的心脏还没有停止跳动，即使病人自己同意，这种行为也会被界定为谋杀。因此在冰冻一个病人之前，必须等到病人得到官方的死亡鉴定。 查看这些机构的资料，记者发现，他们不约而同都有一个类似观点，那就是首要保存的组织器官就是大脑。他们认为，大脑是人体最重要的器官，是保存一个人的记忆、感觉和性格的关键。至于其他器官，可以通过再生器官进行更换。一旦复活技术成功，或者再生器官的技术成熟，复活冷冻人就可以在不远的将来实现。 从阿尔科生命延续基金会的网站上，记者看到，保存人体器官或者是整个个体的是一个巨大的圆柱形金属罐，但到目前为止，还没有死而复生从里面走出来的人。 《置于寒冰》的作者克里斯·希尼（Kris Schnee）在文章中写道，人体冷冻法似乎也不能判定为金融诈骗或是潮流时尚，更像是一种富人的赌博。 低温医学工程不接受人体冷冻 国际低温生物学会前任主席、美国纽约州立大学低温生物研究中心主任约翰·G·鲍斯特（John G Baust）告诉《中国科学报》记者，人体冷冻组织的大多数成员没有接受过正规的高等教育，也没有具有职业资格的医生。人体冷冻组织的活动绝不是国际低温学会的一部分，虽然这些组织的成员曾多次要求加入国际低温生物学会，但均遭到拒绝。 他还表示，关于任何人体冷冻能复活方面的报道都没有一篇是出自科学期刊，也都没有一篇报道被证明是真实的。 实际上，这种事情并不只出在国外，在中国，也曾经有一位被称作“冷冻复活狂人”的郑奎飞一度成为媒体关注的焦点。随着时间的推移，郑奎飞的名字已经从人们的记忆中消失，但是对于上海理工大学低温医学研究所所长华泽钊来说，对这个名字的记忆依然清晰。因为，郑奎飞曾找到华泽钊，希望得到他的技术帮助，但是遭到拒绝。并且华泽钊也从科学角度否定了郑奎飞的疯狂想法。 “实际上，他只是想通过这件事实现商业上的炒作。”华泽钊对《中国科学报》记者说，“从技术上，低温冷冻人体的实现是非常困难或者说是完全不可能的。” 他解释说，低温本身就是一把双刃剑，在达到一定的低温时，的确可以保存组织细胞的活力，但是细胞往往会在降温的过程中死亡。这是因为，细胞是富含水分的，在降温过程中会形成冰晶，随着温度的降低，冰晶不断生长。这种情况一旦发生，细胞也就死亡了。即使避免了降温中的结冰问题，在复温时，如果技术操作不当，也会造成细胞破裂。这类似于我们将生肉保存在冰箱冷冻中，在解冻时就会发现肉会流血水，这就说明细胞已经破裂。 按照目前低温生物医学的水平，大部分细胞以及部分组织能低温保存，但是心脏之类的器官不能低温保存。“虽然我们已经实现了可以对一些细胞或组织的低温保存，但是，每一种细胞或者组织进行低温保存的技术要求都是不同的。”华泽钊说，“生物体按照复杂程度分为细胞、组织、器官、生物个体（人体），如果包含了不同种类细胞的组织或器官，实际上连一个整体器官的保存都是无法实现的，更别说是一个结构如此复杂的完整人体。” 华泽钊举了几个例子，目前精子、胚胎、红细胞等都已经拥有非常成熟的低温保存技术，但它们的技术要求就已经是天壤之别。比如精子和红细胞，它们的要求是，以每分钟100℃的速度降温到零下196℃，才能成功保存，而胚胎则必须以每分钟0.1℃的速度降温到零下196℃。主要的材料也是液氮，在降温过程中还需要低温保护剂防止冰晶现象的发生。每种器官中都有不同种类的细胞，冷冻一个器官都很难成功。 而对于再生器官一说，华泽钊表示质疑。虽然再生器官确实可以实现，这一点不可否认，他认为，目前关键的问题是在人体整个降温的过程中很多器官就会死亡，这样即使进入了低温状态也是没有意义的。这样死亡的器官是不能够取出活细胞进行器官再生的，即使再生器官技术有一天成熟，今天的降温问题不解决那也是没有任何意义的。因此现在最关键的问题还是要解决降温过程中避免器官坏死的问题。 此外，从记者目前了解到的情况，被冰冻的人体，都是在死亡后进行的，实际上器官或细胞都已经是衰老或死亡的状态，复活衰老细胞有何意义？ 延伸阅读 上海理工大学低温医学研究所所长华泽钊1983年从美国麻省理工学院访问回国后，创办了国内第一个低温生物医学研究室。他向《中国科学报》的记者介绍了低温医学工程目前的发展情况。 低温医学从范畴上，可以包括两大方面，其一是低温生理，也就是利用低温进行外科手术。在临床上已经非常成熟，比如前列腺癌和乳腺癌，都可以通过氩氦冷刀进行治疗。实际上利用的就是低温双刃剑不利的一面，通过低温对细胞损伤的作用杀死肿瘤细胞。 另一方面就是保存重要的细胞、组织和器官。除了我们通常知道的精子库、血库利用低温保存精子或红细胞，人和奶牛的胚胎也实现了低温保存。对卵子的低温保存研究也在进行中，其他的还有甲状腺，华泽钊本人就因甲状腺瘤切除手术低温保存了部分甲状腺，这已经是这一疾病在临床上的成熟技术。保存甲状腺的主要目的是为了防止病人在此后由于没有了甲状腺或甲状腺不全而导致的甲状腺素低下引起其他疾病。如果保存了部分甲状腺组织，那么在发生甲状腺素低下时，就可以从保存的组织中提取腺素注射回本体而使病人得到治疗。 《中国科学报》 (2013-01-18 第10版 新知)

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车联网为无人驾驶作铺垫

tansuozhoukan 2013-7-30 12:18

■本报记者 童岱 前方的车刹车时，你不再需要看对方车尾的红灯，车内的语音设备就会自动予以提示；当你驾车面对分岔路时，车内显示屏会告知选择哪条路会更接近目的地；因为分神，驾驶汽车偏离车道时，车内设备会发出警报予以提示…… 近几年来，车联网及其相关技术的发展，正在让司机更安全、更高效地驶向目的地，而这也为无人驾驶技术的完善打下了基础。 智能判别规避拥堵 在智能交通系统专家、清华大学交通研究所教授史其信眼中，我国机动车发展飞速，而路网有限，交通拥堵难以避免，智能汽车或许是解围方式之一。 在他看来，物联网时代的智能交通，有可能是以车为对象的管理模式。建立以车为节点的信息系统，是新一代智能交通的发展方向，也是智慧城市中智能交通建设的重要内容。 新一代智能交通系统可以称之为“车联网”，是将现代通信技术、网络传感技术、云端和移动计算技术、智能终端和车路协同技术、智能时空网络控制技术等高新技术应用于整个交通管理体系，实现人车路更加全面的感知、更深度和更灵活的信息共享，对交通流实施动态监管和网络化智能控制，从而建立起一种和谐、平安、高效的节能环境，实现不堵车、不撞车的新一代智能交通系统。而这也将为将来的无人驾驶汽车提供可靠的技术支撑。 比如说，未来智能汽车一上路，就由指挥中心进行控制，每辆车都安装有传感器，相当于车的“大脑”，能自动对突发情况作出判断。 史其信曾在日本亲身体验过无人驾驶汽车，在试验路段，地下埋有很多传感器，每辆车都携带很多传感设备，后备箱几乎全是计算机。 实验平台展现智能交通 早在2011年，重庆市科学技术研究院就成立了全国首个智能驾驶与车联网实验室。该实验室主任韩鹏在接受《中国科学报》采访时表示，“车联网是让汽车智能化的方式之一，联网后的汽车就好比一个信息载体，既是接受器，又是发射源，可以实现车与车、车与其他基础设施之间的信息交流”。 韩鹏谈到，他们建立的实验平台占地65平方米，与真实路段的比例为1∶12。在这个平台中，具备了重庆道路弯多坡陡、桥梁较多、上下坡多的特点，另外还设置了十字路口和立交桥等多种道路场景。 而实验室工作人员的数据来源对象，就是行驶在这些道路上的多辆微缩智能车。这些车辆会自由穿行在实验平台中的大街小巷，无论是上下坡，还是转弯都应对自如，当遇到禁行标志时，还会自动减速停车。 韩鹏告诉记者，每辆微缩智能车内，都装载了嵌入式主板、红外超精度摄像头以及传感器。这就让这些车具备了“思考能力”，摄像头会实时采集路面信息，如果行驶到转弯、十字路口等路段，主板会将这些行驶信息上传到车辆信息管理平台，从而让车辆合理控制车速，并选择最优路线行驶。传感器的作用在于，一旦车与车、车与建筑之间小于安全距离，就会“报警”。 车联网的产业链正在形成 “我们目前在微缩智能车上所做的实验和相关设备，将来会用在真车上。”韩鹏说，他们正在与荷兰国家应用技术研究院合作，在真车上进行相关实验，并进行产业化方面的一些研究。 荷兰国家应用技术研究院曾做过一项试验，在列队行驶的车辆当中（都装载了车联网相关设备系统），最前面的第一辆车踩了刹车之后，会给后面的车辆发出一个提示信号，后面的车辆就能立刻通过该系统得知前方的车辆有刹车行为，这时司机就能立刻有所反应。而一旦前方的车开始启动行驶，同样也会立刻让后方的车得知，这样一来，列队式的车辆就好比一辆行驶的火车能够合理控制车速保持行进，从而提高道路的使用率。 华东师范大学软件学院院长、中科院院士何积丰曾在《智能交通与车联网》的报告中谈到，目前，国家相关部门已经在协商打造车联网，并在上海浦东新区的3万辆公交车上进行试验。另外，着手先期在危险化学品运输车上进行试运行。这是基于北斗卫星的GPS高精度定位技术和地理信息系统，以及远程监控技术、车辆诊断技术、无线通信技术、传感器技术以及危险品运输事故模型技术，建立一套危险化学品运输智能检测平台。对危险品车辆装车、在途运输和客户库区卸货进行全方位的监控。何积丰强调，这是对车、对人、对路的整体监控。 何积丰还谈到，车联网一旦形成，所产生和带动的产业价值也极其可观。车联网信息服务产业链上，不仅有汽车制造商、远程服务提供商、移动服务提供商、网络设备提供商、IT平台提供商等，还有与之相关联的交通指挥、医疗、消防、警务等社会公共服务部门。 美国一家市场调查机构提供的数据显示，美国车联网的产业链产值已经从2000年的56亿美元，上升到2010年的1000亿美元。 但是车联网的打造，一方面需要解决一系列技术问题，比如有些传感器的灵敏度和准确性还有待提高。另外，涉及部门、行业较多，由谁来负责、如何规范运行等管理问题，还需要磨合解决。 《中国科学报》 (2013-01-18 第9版 探索周刊)

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无人驾驶让汽车功能“傻瓜化”

tansuozhoukan 2013-7-30 10:46

■本报记者 童岱 或许你还有印象，史蒂文·斯皮尔伯格曾导演的科幻大片《少数派报告》中，曾出现这样的场景：高速行驶在高科技化的城市交通路线上的所有汽车，皆有电脑网络控制，而司机们要做的只有一件事，就是告知汽车目的地，剩下的就是等待了。 1月8日~11日，在美国拉斯维加斯举行的国际消费电子展（CES）上，丰田和奥迪分别展示了其带无人驾驶功能的汽车。掀起这股热潮的却不是汽车制造商，而是谷歌这家互联网公司在早前发布的技惊四座的“跑题之作”——无人驾驶汽车项目，谷歌董事长埃里克·施密特有句名言：“汽车比电脑早发明，这似乎是个错误。汽车，自动驾驶才有意义。” 而无人驾驶汽车技术在国内的发展速度，也可能超过你的想象。 安全超车无难度 国产无人驾驶汽车的最近一次“演出”，是在2012年11月24日。当天上午9点，京津高速台湖收费站外，由军事交通学院研制的一辆无人驾驶汽车准时驶进高速公路，科研人员的工作仅仅是出发前设定好终点——天津东丽收费站。 104公里的距离，共花费85分钟，平均时速79公里，最高时速达105公里，其中超车共33次。值得一提的是，行驶途中，这辆无人驾驶汽车有一次试图超车，但是车载雷达监测到后方的车速较快，判断出超车危险系数较高，又“老老实实”地保持位置平稳行驶。 到底如何定义无人驾驶汽车呢？清华大学汽车工程系主任李克强教授在接受《中国科学报》记者采访时表示，汽车具有智能化装置和技术，不需要人驾驶干预，能够自动到达所希望的目的地，这样的汽车就叫做无人驾驶汽车，它是与智能汽车概念相关联的。 在他看来，智能汽车的发展将经历辅助驾驶的初级阶段，再是智能汽车发展的终极阶段，完全替代人的无人驾驶。无人驾驶汽车是一般意义上定义的智能汽车的最高阶段。 清华大学过去研制的智能车THMR-V，能驶出达到150公里的时速。车速每小时150公里，相当于在1秒钟内，智能车要开出40米，因此对车道线识别技术、车体的控制技术以及方向盘转角的检测技术提出了快速、精确、灵敏的极高要求。 无人驾驶汽车将改变人们的出行方式，只需要一个指令，汽车便能将人载送到目的地，并自动停车。北京理工大学机械与车辆工程学院教授陆际联告诉记者，要实现无人驾驶，需要解决两方面的问题：一方面是完整、准确的行驶环境信息识别，另外是智能优化的决策与系统控制。因此，完整的无人驾驶汽车需要集成环境感知、无线通信以及智能决策及控制三大系统。 像人一样思考驾驶行为 谈到无人驾驶汽车的运行流程，陆际联说，车辆控制器能够接收行驶范围的信息，经过处理后，促使汽车作出驾驶行为的决策，比如是否该转弯、油门控制及是否刹车等，然后这些决策传导到汽车的“执行机构”，对车辆进行实际操控。“这些运行动作，就好比人的思维过程，而无人驾驶汽车，就是在模拟驾驶员的思维和行为。” 无人驾驶汽车“春晖探索3号”，是同济大学汽车学院教授陈慧主导的“无人驾驶智能电动汽车研究”课题。他在接受《中国科学报》记者采访时表示，他们的课题组经过反复测算和调试，为“春晖探索3号”确定了由4只“眼睛”和1颗“脑袋”组合而成的全新系统。 在这辆车的车前方，有一根竖立的天线，这是GPS卫星定位仪，用以确定汽车的目的地和行驶路线，这是第一只“眼”。第二只“眼”则是毫米波雷达，擅长探测运动着的物体，能明确感知身边移动物体的相对速度，能获取物体在空间中的三维信息。 一旦遇到路上的障碍物时，第三只“眼睛”激光雷达便能发挥作用，它能探测车身与障碍物的距离。车辆前方模拟视觉的探头便是第四只“眼睛”，能够获取和识别外部图像，帮助车辆“看清”红绿灯、道路线以及限行限速标志等。 “这些‘眼睛’实际上都是不同类型的传感器，它们会将搜集到的信息进行加工，将有用的驾驶信息告知决策用的‘大脑’——车载计算机，从而使得‘春晖探索3号’做出合理的驾驶行为。”陈慧说，在这辆车的底盘上，还装载了光电感应式传感器，能检测车辆是否偏离行驶轨迹。当人坐在这样的车上，开车只需要确定路线，按下启动按钮便可，至于油门、刹车、转向这些工作都能交给车本身完成。目前，“春晖探索3号”一次充电可续驶101公里，最高时速达50公里。 机器驾驶比人为驾驶安全吗？ 据悉，国际上无人车领域一般将人工干预所占比例3%以内的认定为全程无人驾驶。目前为止，谷歌公司的十多辆无人驾驶汽车，已经在电脑控制下安全行驶了30万英里（约合48万公里）。谷歌方面一直认为，自动驾驶汽车可以比人类驾驶更加安全，理由是电脑不会疲劳驾驶和疏忽分心，更不会出现酒后驾车等影响判断力的危险行为。 而在一般情况下，机器的反应速度可以达到40毫秒，而人类最快也要500毫秒。理论上看来，无人驾驶汽车似乎更安全。 但陆际联对此有不同看法，“就算从世界范围来看，目前的技术储备和进展还不足以让无人驾驶汽车比人为驾驶更安全。”他举例说，人的视觉系统是非常精密和高效的，看一个东西只要一瞬间的时间就能判断物体的大小、颜色、属性甚至移动速度等诸多信息，而电脑不可能像人眼一样，它需要逐个计算像素化的图像，这种基于像素的计算方式，使它的运算速度要比人眼慢得多。由于这种图像的处理方法现在还没有新的突破，所以无人汽车还不可能像人一样处理复杂的路面情况。 “无人驾驶汽车的安全程度非常依赖各个元器件的可靠性，我们的实验中就出过状况。”陈慧说，比如他们在对“春晖探索3号”进行路面实验时，就遇到过行驶在天桥下方或是当高空有遮挡物时，其GPS定位系统的信号就会暂时消失。 尽管无人驾驶汽车在高速公路上的行驶里程已经有了相当的积累，但复杂的路面环境，才能真正考验到传感器和决策设备是否能够及时响应并作出反应。陈慧谈到，比如像北京、上海这样拥堵的路面环境，无人驾驶汽车暂时就不能在其道路上行进，因为还达不到这样的技术水平。“但可以肯定的是，目前的无人驾驶汽车是不会闯红灯的，这点比人为驾驶更有保障。” 相关技术和法律都有待完善 早在20世纪70年代，美国、英国、德国等发达国家开始进行无人驾驶汽车的研究，目前在可行性和实用化方面都取得了突破性的进展。 我国从20世纪80年代开始进行无人驾驶汽车的研究，国防科技大学在1992年成功研制出我国第一辆真正意义上的无人驾驶汽车。2005年，由清华大学研制的可应用于实际车辆的先进驾驶辅助系统（ADAS），能够实现车辆纵向、横向驾驶员辅助，大大提高了车辆的安全性能。到现在，国内无论是科研机构还是汽车制造商，对于无人驾驶汽车的相关技术研发都投入了很大的力度。 与国外的相关技术相比，我国在硬件和系统集成方面还存在比较大的差距。李克强谈到，国内无人驾驶汽车上的很多硬件还都是进口的，比如传感器（扫描雷达、摄像头）、控制器的芯片等。但是在对复杂交通环境的感知、行驶目标物的识别、车辆控制算法等方面的科研项目，国内已经作了很深入的研究，相对硬件来说，与国外的差距不大。 以谷歌无人驾驶车为例，它主要以谷歌街景提供的地理环境和电子地图为导航，以道路拓扑数据路网为约束条件，结合地图存储的、预知的道路标志标线、路口交通信号灯、交通标志和动态交通信息等，对感知与识别的目标进行预瞄处理，降低了识别难度并提高处理速度。而我们的无人驾驶汽车，仅依靠所搭载的雷达、摄像机等传感器来完成自然环境感知。 “即便是我国无人驾驶汽车技术成熟后，将来要想大范围的推广应用，相关法律和法规也得予以完善。”陆际联表示，无人驾驶汽车一旦出现事故，以目前的法律而言，无法界定事故责任的主体，而软件制造商、传感器设备制造商的责任可能也会被低估。 谈及无人驾驶汽车的未来，李克强表示，像谷歌这样的IT公司和国内的IT领域对此都是乐观的。但汽车制造商就谨慎一些，福特汽车公司曾经有一个比较乐观的估计是，全智能化汽车上路要在2025年以后。这是就全自动化的汽车而言的，仅就汽车智能辅助系统来说，比如自适应巡航系统、行驶车道偏离预警系统等，国外已经产业化了。国内产学研合作也正在推动这类技术的产业化。 《中国科学报》 (2013-01-18 第9版 探索周刊)

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“飞行驾照”获取攻略

tansuozhoukan 2013-6-24 14:14

■曾笑生 有的人买飞机，同时也会雇用飞行员。但更多买飞机的人，是为了体会亲身驾驶飞机在天际飞行的乐趣。想在天上开飞机，跟在陆地开车一样，同样需要通行证，空中的叫做“私人飞行员驾照”。城市里考个车本最多七八千块钱就能搞定，但飞行驾照得花费20万元。如何取得私人飞行员驾照呢？ 实际操作中，因为各航校的差异，流程和部分数据可能会有些差别，但基本上都可在中国大陆境内十几家获中国民用航空总局认可的航校中参与PPL（Private Pilot License）课程。参加此课程并考试合格的人士，将可获得中国民用航空总局颁发的《私用驾驶员执照》，执照持有人可以作为机长驾驶单发飞机，进行以非营利为目的的自用、客运或货运飞行。 课程具体流程主要包括：体检、理论学习、理论考试、模拟器训练、飞行训练、飞行考试等6个步骤。 体检必须在民航总局认可的体检点进行，要达到Ⅱ级体检合格标准，取得《航空人员体检合格证》，这个合格证是飞行必须携带的证件之一，有效期为24个月，年满40周岁者为12个月——也就是说定期的复检是不可少的。 一般来说，学员首先需要经过60小时的地面航空理论教育课程学习，通过考试之后才可获得飞行学员资格，然后才能上飞机学习飞行。 飞行训练一般需要45个飞行小时，包括考试飞行时间和经过许可的模拟飞行时间。一般人在20~30个实际飞行小时后可以“放单飞”。“放单飞”是飞行学习过程中最有挑战性的一个环节，第一次单独飞行意味着教练对你有了信心。经历过“放单飞”后，学员的信心将会大增。 真正经历过无人陪同“放单飞”的飞行学员，往往都能通过飞行技能考试。这样学员就可以获得一个临时飞行驾照，经过几周时间，临时驾照就可以换得民航总局制作的正式飞行执照。在交纳高昂的培训费后，大多数航校都保证学员最终获得私人飞行员驾照。 据民航局介绍，私人飞行驾照每两年年审一次，每年必须进行一次身体检查。飞行执照只能针对驾驶员已经掌握或经过机型改装并经过适航机构批准的机型飞行。 《中国科学报》 (2013-01-11 第9版 探索周刊)

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美国通用航空有多牛

tansuozhoukan 2013-6-24 14:04

通用航空产业链 制图：童岱 ■本报记者 童岱 提起私人飞机和通用航空，不能不提的是美国，因为其建立了全球最大规模和最多样化的通用航空体系。 在国内消费者还在为打车难犯愁的时候，美国的“空中的士”业务已发展到一定阶段。由于通航企业增加了短途运输业务，并以此为中心辐射了更多的网络航线，企业重新部署飞机，重点放在了上下班高峰的短途承运飞行。美国通航企业在市场的选择下，将“触角”伸向了更短的航线上。 包架“空中的士”上下班 如今，短途“空中的士”的运营已经构成美国国家航空运输系统的一部分，提供了从中心城市到卫星城市，乃至遍及全美的飞行服务。包一架“空中的士”和打车类似，“空中的士”为乘客提供飞机、机组成员、燃油和所有相关服务。机型也可以选择，比如选择固定翼飞机或是直升机。 “私人飞机能实实在在提高办事效率和降低交易成本。”美国西锐飞机设计公司中国区总裁蒋力给记者举了个例子，他在保定办公时，接到任务去佛山开会。他得提前一天，先坐两小时车到北京，然后换乘飞机到广州，接着再坐两小时车才能到佛山，这样一天的时间过去了，第二天开会还走不开，第三天又要花一整天的时间回去。 但是有私人飞机就不一样了，完全可以在会议当天到达并返回，节省了两天的时间。蒋力说，“我要去美国办公时，要是碰到这种情况，来回我都会自己开飞机，美国现在很多公共商务人士都是如此，为了节省时间、减少交易成本，会采取租用或者自驾飞机前往，非常普遍”。 完善的飞行服务 根据美国联邦航空管理局（FAA）发布的通用航空机场调研报告可以看到，目前FAA的国家一体化机场体系规划（NPLAS）涵盖了全美19000个机场中的3300个。 而美国的空中交通管制系统对其通用航空起到了至关重要的作用，它能监控来往飞机的飞行路线并有顺序地引导来往飞机在机场的起降。塔台空中交通管制员负责这一调配的系统工作，通过航线交通管制中心和飞行自助服务站雷达显示终端设备来实施指挥。 FAA飞行服务站（FSS），对通用航空提供最广泛的飞行服务，有180多个FSS为通用航空提供气象服务、飞行计划服务，提供飞行支持和其他方面需要的帮助。通用航空的经营者申报飞行计划需通过计算机预先输入申请，通过FSS设施申报飞行计划。私人飞行可到FSS面对面的叙述，或以电话、空中传递、空地对讲等方式申请飞行计划。 用通用航空来解决交通拥堵 在本世纪初，美国国家航空航天局（NASA）就提出了“小飞机运输系统计划”，通过这一计划，在地区航空公司之外，形成以通用航空为主的第三种国家航空运输力量，提高航空运输能力。其目的在于，缓解高速公路和空中交通的拥塞情况，缩短人们耗在路途上的时间。 这项计划当初的目标是在10年内，让小飞机实现以4倍于高速公路的速度到达全美25％的城镇、乡村和边远地区，在25年内则要达到90％。以目前的进展来看，该计划还在稳步实现中。 目前，美国拥有超过30万架通用航空飞机，已涵盖公务飞行、个人飞行、教育飞行、航空喷洒、航空观察、公共航空运输、“空中的士”等多个方面。 《中国科学报》 (2013-01-11 第9版 探索周刊)

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私人飞机难上天的“硬伤”

tansuozhoukan 2013-6-24 14:02

  许多老板们购买的私人飞机更像是收藏品，尽管低空空域放开的声音近几年来不绝于耳，但低空目视航图的缺乏、飞行保障体系的不健全、机场建设的滞后以及通用航空专业人员的短缺等问题，仍阻碍私人飞机上天。 ■本报记者 童岱 在浙江、广东等地，一些拥有私人飞机的老板们常常会因飞行审批程序而选择“黑飞”。他们总会选择一些人烟稀少的荒郊野岭作为“练手”的场所，尤其是直升机，因为这种机型的升降不需要依托机场，对降停的地点要求也不高。所以老板们就会开着自己的直升机带着老婆孩子在空中“遛弯”，或是带着朋友到山顶野炊。 “黑飞”的尴尬或许将得到改善，国家空管委办公室副局长马欣在前段时间举行的“2012中国通用航空产业论坛”上透露，我国低空空域管理改革将在2013年向全国铺开。 然而，低空目视航图的缺乏、飞行保障体系的不健全、机场建设的滞后以及通用航空专业人员的短缺等问题，都是导致私人飞机难上天的“硬伤”。 “我不敢尝试‘黑飞’” “不少人认为我国对于空域的管制非常严格，事实上，只要走正规渠道，私人飞机想上天没有那么难。”美国西锐飞机设计公司中国区总裁蒋力说，就在今年下半年，他就组织珠海FBO（私人飞机运营服务中心）的西锐飞机从广东珠海市飞到内蒙古的呼伦贝尔市。 要完成这段飞行，需要具备三个基本条件。首先是驾驶员具有合法的飞行驾照，其驾驶的私人飞机也拥有民航部门核发的飞机适航许可证，按照民航的有关规定提交飞行计划。 飞行前，向飞行区域的管辖部门提出申请，获得相关区域空军部门的认可。蒋力说，“我在国内申请过多次私人飞机飞行，让管辖部门对我的飞行计划、飞行空域、保障条件等方面进行审核后，一般都会批准”。 由于目前西锐在国内飞行的路程使用的是民航路线，民航空管部门会确定其飞机的起飞机场和降落机场，所以必须要获得民航空管部门的批准。 “像珠海到内蒙古这样的长距离、多航段的飞行，每一个航段一般要提前一周申报，就可以获得许可，一些位于周边且短距离的飞行，提前两天左右申报就可以获批。”在蒋力看来，现在相比过去，获得飞行审批的难度已经降低了很多，手续也更加简易。 “我的一些朋友也偶尔会偷偷‘黑飞’，但这是非法飞行行为，具有很大的安全隐患。”蒋力说，若是遭遇雷雨、大风等突发天气，由于是偷偷飞行，民航部门不能及时提前告知飞行员这些信息，容易引发事故。 这样的前车之鉴并非没有，未能逃过肯尼迪家族魔咒的小约翰·肯尼迪就是死于私人飞机坠机事件。美国联邦调查局最后给出的坠机原因是：小肯尼迪在起飞前，没有向有关部门报告自己的飞行计划，也没有收到任何天气报告，因此没有人知道他的确切飞行路线和具体降落时间。飞行过程中，小肯尼迪遇到浓雾天气，因为操作失误而导致飞机坠毁，他和妻子以及妻子的姐姐都在事故中丧生。 从“管制”转向“服务” 冒着生命威胁的“黑飞”行为，不禁让人思考，是什么阻碍了我国放开低空？ “改革开放以来，我国对于运输航空的重视远远超过了对通用航空的重视程度。在机场建设、人员培养、飞机的引进与研制等方面都没有投入足够的力量。”沈阳航空航天大学民用航空学院副院长于耕教授说。 在他看来，我国对于空域的管理体制也亟待改善，到目前为止，我国对于空中交通的管理体制还是以管制为主，而像美国等西方国家早已向空中交通服务转变，成为侧重非营利性的服务组织。在美国，军航、民航和个人航空器在使用空域方面都有平等的使用权，这是写入美国宪法的，而我国尚未制定类似的法律和法规。 严格来说，国家对低空飞行并不是采取完全禁止的态度，只不过因为技术手段和管理体制落后，所以才会对低空飞行管理比较严格，为了防止一旦放开低空飞行就出现混乱的情形，也因此要履行较为烦琐的程序。 “军民航的协调机制还需进一步改进。”于耕谈到，从空域划设的法规上说，从《飞行基本规则》、《民用航空法》、《低空空域飞行管制条例》及相关法规，这些法规都明确了“航路归民航，航路以外归空军”的模式，而且军区和相关部门的管辖范围和管理模式都不一样，这也造成了军民航的衔接困难，对于空域统一的、动态的使用还没有一个非常协调的机制。 北京航空航天大学通用航空产业研究中心主任高远洋对此也表示认同，“低空空域的开放需要跟产业结合起来，以往更多考虑的是空军，而忽略了通用航空，而空域资源闲置的时候，这样的空域划设就没有意义”。 “我们可以借鉴国际民航组织和航空发达国家的经验，结合我国国情，合理地划分空域，建立和完善低空空域使用许可制度。尤其像美国和澳大利亚，他们对低空空域的管理方式非常科学和先进。”蒋力说。 比如美国，根据不同地区飞行密度和监视能力，划分了不同的等级。他们将陆地上空18000英尺（约5500米）至60000英尺（18300米）之间的空域划定为A类，仅允许IFR飞行（仪表飞行、运输类客机属于这一类别），对所有飞行均提供空中交通管制服务，并在其相互之间配备间隔距离。 目视飞行的私人飞机是不被允许到这个空域内飞行的，这一类飞机的飞行高度一般在1200英尺（约370米）至18000英尺（5500米）之间。在这个区间内，交通管制员会提供飞行情报服务和咨询服务，允许仪表飞行和目视飞行（大部分私人飞机都属于这一类别）。仪表飞行需要与空中交通管制员保持通信联系，而目视飞行需要接收飞行情报服务和避让建议。这样的划分，可以让私人飞机在飞行过程中随时收到交通管制员的信息，了解航程中可能遇到的其他飞机，以避免发生飞行事故。 两大标志性要素影响低空开放 “目前中国部分低空空域并未实现真正开放，是否开放必须具备两个标志性的要素，低空航图的公布就是其一。”高远洋说，“一是低空航图的公布，二是飞行申报服务体系的建立，使申报规范化、飞行常态化。” 于耕对此也谈到，“我们国家没有一个像美国联邦航空管理局（FAA）这样的权威机构发布和出版通用航空所使用的目视航图，私人飞机上了天就好比是‘近视眼’，这也是个需要解决的关键性问题”。 在采访过程中，蒋力曾从电脑里调出一张美国西雅图市的航图给记者查看。图上的信息量非常丰富，除山地、湖泊等地理信息外，机场的标高、类型，进出的航路点、空域的划分也非常细致，对于军事航路、民用航路、禁飞区都有明确标示。“美国的禁飞区也有分时段禁飞的，有一次我在美国某城市驾驶私人飞机，在允许飞行的时段内，穿越禁飞区上空时，由于是低空飞行，甚至可以看到地面停落的战斗机。”而像这样的航图是公开出版物，人人都可以购买。 高远洋所说的第二个标志要素则是飞行服务站（FSS）的完善，使申报规范化、飞行常态化。自2010年国务院与中央军委联合印发《关于深化我国低空空域改革的意见》以来，飞行服务站建设纳入“十二五”规划，全国计划修建100个飞行服务站。 飞行服务站功能强大，能够提供飞行计划，提供飞行情报，提供气象服务，报警和搜寻援救的服务。并且在飞行前、飞行中以及飞行后的三个阶段都会提供服务。以后通用航空企业要申请飞行，就通过飞行服务站与空军、民航局、空管局协调，这样不仅减少了审批时间，更重要的是创造了安全有序的飞行环境。 中国民航局预测，2011年至2015年，会有约1000架通用飞机交付中国使用。中投顾问交通行业研究员蔡建明认为，随着我国低空空域的逐步开放，我国私人飞行、公务飞行将不再受限，大幅提升国内商务合作交流的效率。并且低空市场的产业链条较长，市场开启后将带动相关产业飞速发展，比如装备制造中的飞机制造、通航机场建设，以及配套服务业中飞机维护、驾驶教授等。同时，通航产业的发展对民航、军航的发展也将起到支持作用，如飞行员供给、制造水平升级等。 《中国科学报》 (2013-01-11 第9版 探索周刊)

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心脏，不仅仅是一个收缩性“水泵”

tansuozhoukan 2013-6-24 14:01

心脏移植手术 人造心脏 图片来源：百度图片 学界关于心脏是否存在记忆的争论由来已久，在移植供体还存在大量缺口的中国探讨这样的问题似乎有些避重就轻。但是，心脏与人类情感息息相关，21世纪的医学正在重新审视自己“将患者身体与精神相分离”的治疗方式。也许，应该对人类情感的关怀与引导器官捐赠同时推进。 ■本报记者 胡珉琦 2013年1月1日起，天津市正式开始实施中国首部规范人体器官捐献地方法规。据中国红十字会的统计，从2007年中国推进器官捐献开始，截至2012年底，中国公民自愿捐献人体器官不过513例。引导和鼓励公民自愿进行器官捐献是当务之急，而与此同时，人们是否还存有对“心脏记忆之谜”的疑虑，捐赠者的记忆真的可能被延续吗？ 接受心脏移植者性情大变，挑战医学现状 在古希腊，心脏被视为生命的绝对中心，他们曾经以为人的思想、认知都是围绕心脏展开的。在中国，“思”、“念”、“想”等等与思考相关的汉字也都是“心”字作为偏旁的。可直到现代医学的出现，将身体和精神分开，人类才明白，大脑才是产生意识、调节情绪的最核心的器官。 不过，随着器官移植尤其是心脏移植的实现，有科学家不断发现，接受移植的患者有的性情大变，出现了与捐赠者相类似的人格或者兴趣爱好。“心脏是不是也存在记忆”的争辩由此产生。 有一个经典案例这样描述：在英国人詹姆斯·克拉克的妻子看来，心脏病发作前的丈夫，从来都不是一个多愁善感的人，从不曾给自己写过一封情书，他甚至是一个极不成熟的家伙。而詹姆斯自己也承认，他是一个很粗线条的人，很少给予妻子精神上的慰藉。可当詹姆斯接受了心脏移植手术之后，有一天，他突然坐到桌子前，开始思考一些事情，并且给妻子写下一行行情诗，来表达细腻的情感，他自己都感到了震惊。后来，捐赠者的家人告诉他，捐赠者在生前就是一位满怀热情的业余诗人，詹姆斯似乎正在做着捐赠者之前做过的事。 美国亚利桑那大学著名的心理学教授盖里·希瓦兹和他的同事从上世纪80年代就开始进行类似研究。在20多年时间里，他们已经记录了超过70件这类难以理解的经验，受捐赠人都呈现出捐赠人的部分人格特质，每一个案例都直接挑战了医学的现状。 心脏拥有自己的“小大脑” 与大脑存在记忆反馈？ 现今，大多数科学家都认为记忆是存储在中枢神经细胞的网络上的。这种神经细胞主要集中在大脑，还有一部分存在于脊髓中。 然而，在盖里·希瓦兹看来，大脑和心脏之间存在着某种传递和反馈的关系，所以从逻辑上来讲，心脏是可以存在记忆的，也就是说，信息在大脑和心脏之间循环，构成了记忆系统。 这是因为，心脏自身包含数十亿个小型反馈回路，就像大脑有上亿兆这种回路一样，他认为器官之间和器官内部细胞核分子之间的信息循环交流，这种不断重复的方式创造了器官的记忆。所以，甚至像写诗这种复杂的大脑活动也可能以某种方式从大脑细胞循环到心脏细胞，然后再转移到移植细胞的受体中。 当然，这只是他的理论推测，不过，他从生物学角度为这种推测找到了一点依据。 人的身体除脑子之外，也广泛地分布了很多的神经。有人计算过，就是说人脑当中神经的量和这个人的整个身体当中的神经量差不多是一半一半的。 而心脏表面的神经节丛内神经元，一般认为是节后副交感神经元，也被称为心脏神经元，这些心脏神经元的窝状组织就好比神经中枢，负责监管心脏的运作，盖里·希瓦兹觉得这个神经中枢可以支持细胞记忆理论，这些神经元和大脑里的神经元相似，它们有自己的一套反馈回路，能支持信息和能量循环，同时确保心脏的自我管理以及与大脑的交流。 “小大脑”并非大脑 移植手术可致神经系统后遗症 尽管，盖里·希瓦兹坚持相信心脏是有独立思考并且自我感知能力的，但是，他的观点依然与主流的心理以及神经生物学专家们背道而驰。 因为，大脑主导人类情感的证据，可以由比如正电子断层扫描、脑功能性成像等方式被人们亲眼所见，包括它究竟如何表达情感和自我感觉，以及对外部世界的反应方式。比较之下，盖里·希瓦兹的理论设想并没有通过试验证实。 而针对他所提出的接受心脏移植手术者的各种奇特经历，心脏外科专家也持有自己的解释。 阜外心血管病医院心血管外科副主任医师孙宏涛告诉记者，心脏里面没有中枢神经细胞，可以说它没有承载记忆的载体。“心脏就是一个泵，好比一台发动机，推动着血液在循环系统里运转，然后输送氧气和养分到人体的各个器官。” 而心脏移植手术是一项难度和风险极大的手术，尤其是手术中要经历心脏停跳的过程，由体外循环机暂时代替人的心脏工作，进行血液循环。 “尽管临床认为这个过程是没有缺血的，但事实上，还是会出现短暂缺血的现象，严重的甚至还会产生气栓，这就极有可能诱发神经系统的并发症。”孙宏涛指出，“此外，如果手术过程不平稳，血压出现波动，也会有脑缺血现象出现，如果病人原本的脑血管就有问题，一旦血压波动，就可能被激化。” 他坦言，心脏移植手术后，有的病人确实会发生感知方面的问题，甚至出现精神症状，比如胡言乱语，或者明明是一个很开朗的人，做完手术之后变得沉默、抑郁了。只是，这种并发症可重可轻，他记得，曾经有患者在术后丧失了近期的记忆。 不过，他依然相信，随着心外科心脏移植技术水平的提高，这种并发症的概率是在减小的。 当然，不能被忽视的还有病人的心理状态。像心脏移植这样的大手术对病人而言是个绝对强烈的刺激。而每个人的应激反应是不同的，有的人反应剧烈，不但手术恢复慢，还会出现所谓的应激综合征，比如性情大变这类不太典型的症状。 心脏不承载记忆内容 移植或可继承其反应模式 孙宏涛的解释在心外科以及人格心理学上都是一些公认的说法，但是，有意思的是，他也承认，所谓体外循环导致神经系统的并发症其实也并没有找到确切的原因。“医生并不知道它们究竟什么时候会发生，怎么发生。”同样，那些不典型的应激综合征究竟从哪儿来，也无法得到确切的解释。 因此，尽管目前关于心脏是否存在记忆的争辩似乎依然呈现一边倒的局面，主流的观点依然无法解答全部的疑惑。 而中科院心理所研究员罗非更进一步提出了自己的疑问：为什么只有中枢神经细胞才有记忆的功能？ “这是因为，科学家发现，人在形成记忆的时候，中枢神经细胞会以放电的形式把这种信息告诉人类。神经系统好比一个探测器，即使并不是大脑完成的工作，也可以从脑神经细胞的反应中探测出蛛丝马迹。”但是，他提出，这也只是在少数能够开颅的病人身上作过一些记录，有很多限制。因此，仅仅用神经科学来解释记忆显然是不全面的。 “人体是一个协调组织，大脑中除了存在神经放电的机制，还有许多其他的机制，比如内分泌。依据当代内分泌学所讲，所有细胞都能释放一些东西，换句话说，当细胞遇到一件事情，它不会不作声。比如，神经细胞会放电，而普通细胞可能也会释放一些东西，来告诉人类‘我们遇到了这样一件事，我们是这样做的’。只是，目前普通细胞传递的信息没有神经细胞那么容易被人们发现，所以它们就可能被忽略。” 在罗非看来，“已知的永远比未知的少”，这才是科学。所以，很难下结论，内脏细胞就百分之百没有类似记忆的功能。 北大心理学教授沈政也提供了心脏可能存在记忆的某种理论解释。 “在神经细胞形成记忆的过程中，还存在基础的生化新陈代谢的过程，这也是所有细胞都具有的。大脑是非常精细的器官，与此对应的血液循环的供应也应当是非常精细的，而这恰恰是由心脏来推动的。也就是说，每一个记忆，可能都对应着某些心脏细胞的特殊的代谢方式。而随着这颗心脏的移植，由于其活性并未消失，这些特殊的代谢方式可能一同被移植到另一个人体中。有了这些特殊代谢方式的支持，对应的接受移植者的那部分脑区的神经细胞就可能变得活跃起来，也就更有利于那些记忆的产生。” 与沈政持同样的观点，罗非也表示，这并不意味着心脏可以承载记忆的内容，而是说明，每个心脏都是不同的，它拥有属于自己的反应模式，心脏移植后，这种反应模式是可以被继承的，致使接受心脏移植者原有的脑神经细胞在形成记忆的时候出现了与此前不同的变化。 心脏很敏感，身心需要合一治疗 按照罗非的说法，现在给心脏是否具有独立思考和自我感知的能力下定论其实还为时尚早。但有一点是学界共同的认识，那就是心脏对人类的情感确实非常敏感。 有一种被称为“心碎综合征”的疾病，心脏在没有任何问题的情况下，由于强烈情绪的刺激，可以瞬间被击垮。这是因为经历强烈的情感，会分泌大量的荷尔蒙，这种肾上腺素攻击心脏，心脏就无法作出正常的反应，就不能正常收缩和扩张，从而引起疼痛。 如今，学界已经意识到，心脏的反应机制远比收缩性“水泵”装置要复杂得多，它不仅与心肌受神经支配的方式有关，同时，也与心脏对这些荷尔蒙的敏感程度有关，所以，情感与心脏疾病有关。 这个发现一定程度上重新定义了人类心脏的核心理念，也使得21世纪的医学在重新审视自己的治疗方式。但是，孙宏涛说，国内的治疗理念依然更多地关注疾病本身。就如同医学界长时间以来都将思想和身体分开。 “如果身体发生了变化，就像移植心脏一样，不管是什么原因，情绪和感知也可能发生变化；同时，情绪和感知的变化也在影响着身体的健康。这就要求国内的医务人员需要像关注我们的身体一样，去关怀人类的心灵和情感。” 孙宏涛告诉记者，目前，国内也已经有学者在试图创立双心门诊，也就是将心脏疾病和心理疾病治疗结合起来。“这恐怕是我们将要努力的方向。” 如今，学界已经意识到，心脏的反应机制远比收缩性“水泵”装置要复杂得多，它不仅与心肌受神经支配的方式有关，同时，也与心脏对这些荷尔蒙的敏感程度有关，所以，情感与心脏疾病有关。 《中国科学报》 (2013-01-04 第11版 调查)

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2030：人体系统进入 2.0 时代

tansuozhoukan 2013-6-24 13:58

如果将自然给予人类的人体机能看做是最基本的1.0系统，那么系统的升级，就要依靠人类科技的不断进步，自我改造。人体机能增进装置，有可能在15到20年后，从头到脚武装人体，提升人体的各种能力。 新闻背景 2012年12月，美国国家情报委员会发布《2030全球趋势：多元化世界》，这是该机构第五次发布这样的框架性趋势预测。报告称，我们所处的时代，是一个转折点，将引领一个与现在有着巨大差异的未来。报告认为，未来不是一成不变，而是有很强的可塑性，是信息化发展，创新发展以及人类能动性互相作用的结果。 而由于科学技术在全球大范围的飞速发展，全人类将变得更加聪明健康。到2030年，人类有可能就像选择整容让自己变美那样，通过选择一些科学手段让自己变得更加聪明、更加健康。 该报告将这些能够增强体能的科学手段统称为人体机能增进装置。 全球技术研究和咨询公司Gartner也在其刚刚发布的《2012-2013年技术曲线成熟度报告》中预测，除了信息技术的多项前沿科技将突飞猛进的发展，另一项将在市场形成规模的技术就是人体机能增进装置，将提高人类感知能力与体能。这其中包括，机械外骨骼、脑机接口、视网膜植入、听觉增进装置，甚至是提高智力的神经性药物。 两份报告都认为，人体机能增强的技术可以使得普通人以及军人更加高效的工作，并且能够在此前无法进入的环境中工作。而对于年老者，这些技术也可以提高他们的生活质量。 进入人体系统2.0时代，要选择怎样的系统配置、安全与否就需要我们理性的判断了。 体能配置：机械外骨骼 更快更强 机械外骨骼，非常类似于昆虫的外骨骼，能穿在人身上，给人提供保护、额外的动力或能力，增强人体机能，如使腿残疾的人能自己上楼，让士兵健步如飞、无障碍奔跑而且不会疲劳、不会受伤等等。也被称为可穿戴型机器人。 《中国科学报》记者从美国国家情报委员会的报告中了解到，他们认为，随着技术领域整个范围的跨越式增长，外骨骼埋植以及动力假体等技术的突破将大大增加人类先天的能力，并且修复丧失的机体功能，比如四肢的残疾。假肢技术在目前已经可以在一定程度上提升人类肢体的能力。而很多军事机构也在尝试通过技术改善士兵体质机能，包括增强外骨骼力量，以增加个人的负重能力。 军方热衷提高单兵作战能力 2012年，关于机械外骨骼装置的报道有很多，包括日本、美国等国家都有新研究成果不断地出现。日本东京理科大学小林宽司在2012年发布了他们的最新装置，重达9.2公斤的机械外骨骼装置，可以让人轻而易举地举起40公斤的大米。 几十年来，美国军方一直在考虑利用有动力推动的外骨骼套件，让士兵随身背负着沉重的装备以及更大的武器装备的同时还能灵活运动。同时这种套件还可以运用在救援方面：为受伤后的重建、康复提供帮助。 最早进行外骨骼机械装置研究的是美国的洛克希德·马丁公司，它是全球最大的国防工业承包商。他们在2009年就推出了一套可以大幅度增加士兵负重能力的金属骨架HULC，它的最大负重可以达到90.7公斤，其内部配备的液压传动装置和可像关节一样弯曲的结构设计，不但能够直立行进，还可以完成下蹲、匍匐等很多复杂的动作。士兵穿戴这套外骨骼可以背负36.7公斤重的物资以每小时3.2公里的速度行进。 而在洛克希德公司之后，美国雷声公司也为军方研制出了更加先进的外骨骼装置，并不断改进。穿戴该装置的士兵，一个人可以承担2到3名士兵的工作量。 目前，机械外骨骼类的研究，都主要是针对失去部分运动能力的人，帮助其恢复相关能力。比如美国埃克索仿生公司（Ekso Bionics）生产的仿生学套装就帮助一个高位截瘫的年轻人重新获得了行走能力。 在我国，相关方面的研究也在近些年起步。2007年，中国科学院合肥智能机械研究所启动了“可穿戴型助残助老智能机器人示范平台”项目，并且在2012年4月通过验收。 普及还需人机和谐 从各国不断成功的案例来看，这种外机械骨骼的普及似乎确实离我们不远了。中国科学院合肥智能机械研究所研究员葛运建告诉《中国科学报》记者，目前对于机械外骨骼研究来说，最终要研究的不是外骨骼装置，而是人机和谐的问题。也就是说如何让机器判断人的运动意图。避免机器拖着人走或是人拖着机器走的运动方式，这还需要时间来解决。 目前，这个方面还有很多未能解决的问题。“在美国，目前的机械外骨骼主要是应用在部队军人的身上，这种机器装置还处在比较简单的阶段。”葛运建说。 葛运建告诉《中国科学报》记者，对于人体运动意图的判断有多种方式，比如脑电、机电等。中国科学院合肥智能机械研究所研究的外骨骼装置，主要是通过机电的方式判断人体的运动意图。这是一种类似心电图测量的仪器，机电片要贴在人体的肌肉上，以获得人体运动的信息。 《2030全球趋势：多元化世界》报告中，对机械外骨骼装置的未来发展如此描述：埋植技术将可以实现把外骨骼埋植在机体内，实际上成为一种替代骨骼，从而提高人体的机能，比如行动速度、负重能力等等。 对此，葛运建说：“目前，我们所关注的重点，还是在非替代性的助力装置，目的是帮助年老和残疾人士恢复行动能力。” 美军发布的XOS2外骨骼系统 。 图片来源：百度图片 大脑配置： 实现意念控制 作为大脑埋植技术之一的脑机交互技术已经证明大脑可以直接控制机器。这种技术，人们更喜欢称为意念控制，听起来更加诱人。意念控制装置涵盖的层面很广，包括智慧型义肢、机器人甚至车辆和武器。 美研制出智慧义肢 目前这种技术更多还是致力于帮助残障人士重新获得行动能力。美国有很多企业和机构正在发展这种意念控制型义肢。 英国医学杂志《柳叶刀》2012年12月17日刊发了美国匹兹堡大学研究人员的研究结果，在一位颈部以下瘫痪的女患者脑运动皮层植入传感器，使其单凭意念即可操作机械手臂。这名女患者可以控制机械手臂将一块巧克力送入口中，其灵敏度比以往的研究更接近于一个正常人的肢体。 匹兹堡大学医学中心的研究人员在她脑部左边的运动皮层上植入两个微电极装置，这部分的运动皮层对控制人的四肢运动起着关键作用。研究人员将这些电极通过电脑与机械臂实现互联，电脑将脑部发出的电波通过复杂的算法转化为数字信号来控制机械臂。通过几周的训练，她可以用自己的想法控制机械臂像手臂一样执行简单的任务。 研究人员称，准确地翻译大脑信号是思维控制假肢的最大挑战之一。目前，研究人员正尝试引入无线通信技术，以便去除连接瘫痪病人脑部和机械臂之间的线路，让这些辅助装置变得更轻便。 浙江大学求是高等研究院副教授陈卫东告诉《中国科学报》记者，我国的脑机接口研究起步虽晚，但工作相当出色，清华大学、华南理工大学、电子科技大学、东南大学等研究团队在非植入式脑机接口领域取得了令人瞩目的成绩。 在植入式脑机接口方面，浙江大学求是高等研究院建立了国内唯一的非人灵长类动物脑机接口研究平台，实现了对智能机械手的多个抓握手势的直接神经控制，取得重大突破；浙大团队在动物机器人等方面也取得国际水平的成果。当然脑机接口的研究涉及多个领域，有很多领域与国际水平还有差距。 脑机接口双向控制还需时日 陈卫东告诉《中国科学报》记者，脑机接口是脑与外部设备之间建立的一条直接通信与控制的特殊通道。通常情况下，脑与外部肌体的交互是借助神经肌肉通路进行的，比如大脑发出指令传导到外周神经，驱动肌肉肢体实现操作。而脑机接口则绕开了常规的神经肌肉通道，采集的大脑神经信息经过计算机解码转化为指令，来控制外部设备；同样道理，外部信息也可以经脑机接口直接传入到大脑。 美国匹兹堡大学的研究人员也希望补充一个感官回路到他们研制的智慧义肢上，将信号反馈到大脑，从而让使用者感受到所触碰物体的冷和热，或表面光滑和粗糙之间的差异，让义肢更接近真实的手臂。 陈卫东介绍，脑机接口技术其实已经有成功的应用，比如大家熟知的人工耳蜗、脑起搏器（深部脑刺激）等就是成熟的脑机接口技术，近年来国外还用脑机接口技术开发了治疗癫痫的产品。随着脑机接口技术的发展，未来在康复、教育、娱乐游戏、人体机能增进、安全、救灾等领域都会有广泛的应用。 陈卫东所在的课题组在脑机接口领域也开展了广泛的研究，涉及了非植入式、植入式、康复工程、动物机器人、智能融合等方面，主要还是围绕植入式脑机接口开展研究工作。 “脑机接口的信息传递包括两个方向，包括从脑到机、从机到脑，当前国际实现的脑机接口系统绝大部分是单向的脑到机，也就是所谓的意念控制。”陈卫东说，“还有部分是从机到脑，用于实现对动物行为的控制或诱导，即动物机器人。实现双向脑机接口是当下国际科学界的研究热点之一，不过难度相当大。” 陈卫东认为，脑机接口实现人类机能增进，给人们绘制了一个诱人的前景，通过科学家、工程师、企业家的共同努力，人类一定能提前享受到这一成果。“不敢说这是否是终极目标，也许是，也许不是，但最起码这将是一个重要里程碑。” 可用思想控制的机械手臂，让失去肢体的患者能够按自己的意图取握东西。 图片来源：谷歌图片 记忆配置：神经药物争议 美国好莱坞对于科技发展的嗅觉总是显得比科学界还要灵敏，2011年的电影《永无止境》就探讨了能提高人类大脑能力的药物。当然更早的出处是2001年出版的阿兰·格里恩的科幻小说《黑暗领域》。小说中描述的这种神经性药物，将男主角从一个平庸的人变成了一个智商超常的人，记忆力增强、学习速度增加、分析能力提高，一跃成为商界宠儿。 在《2030全球趋势：多元化世界》报告中，也对神经性药物的发展进行了预测：到2030年，人们就可以使用这种药物提高人的记忆力和思考速度。报告认为神经性药物能让人更长时间地集中注意力，并且提高学习能力。 虽然聪明不聪明有很多因素决定，但是多数人都把记忆力放在首位，如果记忆力提高了，学习速度也就随之提高。因此很多科学家也在为了提高人类的记忆力，增强一些大脑功能而作出努力，包括药物研究、基因研究等等。 2000年，神经生物学家埃里克·坎德尔由于在研究记忆形成的分子机制上取得的成就，获得了诺贝尔生理学或医学奖。很多人认为，他的这些成果是发明记忆加强药物的关键。12年过去，2012年德国的研究人员发现了“快乐荷尔蒙”多巴胺有助提高记忆，这可能有助于有关药物的研发。 中科院心理所研究员罗非告诉《中国科学报》记者，药物本身是用来纠正问题的，通常当问题纠正了，就不应该再继续使用。使用太多就可能出现副作用。 在电影中，也描述了神经性药物的巨大副作用。使用者必须按时按量服用，否则就会出现头晕目眩、呕吐、视力衰退、神志不清，甚至可能因服药而死亡。 罗非告诉《中国科学报》记者，美国科学协会网站也曾讨论这种药物出现的合理性。“我们不排除它出现的可能性，但是通过药物提升所获得的能力，与经过训练产生的能力相比，是不够稳定的，还是需要不断地训练去稳固效果。如果完全通过药物，还可能退缩。” 罗非认为，这种药物如果存在，但被用于某种竞赛中，临时去使用提高竞技水平，这就成了一种兴奋剂，一定会被排斥。如果是在平时提高训练水平使用，被人们接受的可能性就是存在的。 视听增进装置 视网膜埋植晶片帮助盲人恢复视力。 图片来源：百度图片 无论是《2030全球趋势：多元化世界》报告还是《2012-2013年技术曲线成熟度报告》都对视觉增进装置非常看好。 这些最新的人体系统配置，最初的目的一般都是为了弥补一些人失去某些能力的遗憾，提高生活质量。比如这两份报告中都提到的视觉增进装置，主要是指能够修补视力的植入物。国外一些企业都在研究的植入物，主要是一种晶片，可以植入视网膜。晶片可以接收视觉影像，并转化为电子信号刺激视神经，将图片信息传入大脑。 这种类型的手术已经在一些地方有成功案例。德国在2009年就进行了一例成功的手术，2012年7月英国也通过这种技术帮助一名失明患者重见光明。在2012年5月，香港大学李嘉诚医学院眼科研究所进行了亚洲首例人工视网膜植入手术。接受手术的是一位因遗传性病变导致失明的华裔病人。这款人工视网膜布有1500个电极，是将晶片植入视网膜下。术后，这位病人的视觉功能就获得了改善，可以感受光影并可阅读投影屏幕上的字母。 当然，如果将视网膜植入技术列为人体机能增进装置，那么它就不会仅仅限制于帮助失去视力的人重新看到世界。《2030全球趋势：多元化世界》对它的展望是，通过视网膜植入技术，人类不仅仅能恢复视力，甚至可以通过这样的手术获得夜视能力。如果这种技术普遍应用在军队，那么士兵在夜晚执行任务时，就不必再佩戴笨重的夜视镜了。 除了视力的增进，人的五官中，听觉也是人体机能增进的目标之一。目前电子人工耳蜗的植入已经在临床上让很多有听力问题的患者获益。这种电子植入设备，由体外言语处理器将声音转换为一定编码形式的电信号，通过植入体内的电极系统直接刺激听觉神经来恢复或重建聋人的听觉功能。 对于那些对科学极度狂热的人来说，通过这些装置，让人类变成“千里眼”和“顺风耳”似乎很诱人。而对于现实，我们是否真的想拥有这些超能力，就是个人的理性选择了。 美国国家科学基金会对“人体机能增进”这个词的解释是，任何暂时性或永久性突破人类目前身体极限的尝试，使用的手段可以是自然的也可以是人工的。通常更多的是指通过人工技术手段，选择改变人类的某些特性或能力。这些技术主要都是非治疗目的的，很多生物伦理学家认为这些非治疗目的的人体机能增进技术必须受到限制。 美国国家情报委员会的这份报告，所关注的就是非治疗目的的技术，为人类描绘了一个高科技的未来。这些为人体系统2.0时代准备的系统配置，恐怕在15到20年后依然是成本很高，因此，能够选择它们的人还只限于那些能够支付起高额费用的人们。 报告称，在这样的形势下，可能导致社会分出两个阶层。一个是使用了人体机能增进装置的人群，而另一个则是没有选择机能增进的人群。因此，这也要求有更多的相应的规则维持社会秩序的正常。科技的发展需要更加安全，从而防止这些人体增进装置受到不利的干扰。技术的协同性和适应性的进步是必要的，可以促进人类机能增进技术的实用性。 比如，用于机械外骨骼的电池装置，必须能适应机械外骨骼的使用时效。而改进大脑功能的药物也一定会受到质疑和规范。 就像我们使用电脑时希望它的功能更强大，而不断地升级系统一样，人类一直盼望自己能够更快、更高、更强。也许以上这些人体系统的新配置能够在20年后在我们的生活中普及，但是也一定需要长期的科学验证，以确保它们的可靠性和安全性。 《中国科学报》 (2013-01-04 第10版 新知)

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不能被忽视的彩码

tansuozhoukan 2013-6-24 13:56

■本报记者 童岱 随着二维码所包含的信息量越来越大，它会变得越来越复杂，并且二维码信息需要通过手机摄像头来读取，只有支持近摄技术的终端才能满足用户的主动识别需求，除非事先下载相关软件，不然许多终端都不具备这样的功能。受技术、终端、信息容量等瓶颈限制，于是，手机彩码应运而生，走向前台应用。 彩色或许比黑白更诱人 彩码技术最初是韩国延世大学的韩教授发明的。原本是为没法操作数字键或按键的残障人士能够简单上网的一个技术，通过电脑自带的摄像头来监测。由于手机键盘非常小，操作起来非常麻烦，这个技术应用在手机上就不用很麻烦地操作键盘了，直接用摄像头拍摄一下就可以上网并获取有用信息。日本Colorzip公司获得授权并申请专利，在全球首家开发出5×5四色矩阵彩码，并将这项技术运用于手机3G，率先在日本和韩国取得成功。 彩码在传统的条码表现技术上加入了黑、蓝、绿、红4色矩阵。可以设计成各种漂亮的图案，具有其独特性。彩码在尺寸上有更为宽广的设计空间。彩码和二维码一样也是方形的，只是在信息表达和外形大小上有所不同。最小的6*6mm，可至任意大。而且这种条码技术非常成熟，可以支持彩码的变形，也就是说可以在一些曲面上打印这种条码。在读取彩码的时候无论是远距离还是高变形的情况下都可以通过手机或者其他的条码设备识别、读取。 彩码与一维码、二维码有很大区别。它既不像一维码那样只在水平方向也就是x轴上表达商品信息，也不像二维码那样在水平和垂直方向这个二维空间上承载信息。彩码既可以在x轴y轴上表现信息，也可以通过多元颜色，它是一种多维条码。彩码除了具有二维码所能包含的信息元素和服务功能外，也可以表现它所不能表现的色彩元素。 应用前景广阔 彩码在未来应该也有不错的市场前景。网上有些资料显示，彩码的信息量是“可移动的数据库，无容量限制”，这实际上是误读。相较于二维码，彩码信息量不是很大，但是它可以给广告创意带来很大的空间，一面墙或者产品本身就是一个码，带给大家更强的视觉冲击。 由于采用了有别于传统二维码的识别技术，彩码具有较高的容错能力，并允许图形有一定的畸变，同时在四色取值上也有较大的范围。综合上述特点，彩码整体形态可以表现得十分丰富，即在遵循一定的规则下，彩码可以通过平面创意设计，将企业的行业特质、服务特性及CIS标志融合其中，形成具有视觉意义的移动领域的新LOGO。 一般的商品、名片甚至报纸、杂志上的广告都可以附有相应的手机彩码，用户拍摄彩码图案主动识别彩码所包含的信息，即可自动链接到相应的WAP网站上，直接浏览商品、下载折扣券、用手机支付购票，也可随时随地体验铃声、游戏、视频等流媒体信息。目前手机彩码在日韩等国已成为新时尚，户外屏幕、广告牌、杂志、商品、电影海报、广告宣传品上已随处可见，它比以往的识别方式具有更大的优越性和更广泛的应用空间。 彩码仍面临多项挑战 尽管彩码市场的前景和规模很大，但在我国还处于起步阶段。作为新兴业务，还要经历培育期、成熟期，以及民众的接受度达到一定程度，才有可能广泛应用。 首先是统一标准问题。二维码发展过程中，市场上存在多种码制技术，这也造成各技术提供商各自为战，这造成了用户在使用二维码时的困难，影响整个产业的发展。因此，彩码需要建立统一的彩码标准和规范，从政策上引导彩码的发展。 另外，运营商需要在产业链上发挥主导作用。拿手机彩码来说，其产业链涉及技术开发商、识读设备提供商、解码服务提供商、运营商、用户等多方参与，而运营商具备移动网络控制能力并有庞大用户群，需要其发挥更积极的作用，推动核心技术、标准及彩码解析识读软件的开发。 还要推动商家和用户的认知。对于老百姓而言，彩码是一个很新的概念，在市场推广中，商家应该为个人用户提供信息查询、电子票务等应用，加强、美化用户的体验和感知，从而促进市场的良性发展。 《中国科学报》 (2013-01-04 第9版 探索周刊)

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二维码与体育“联姻”

tansuozhoukan 2013-6-24 13:53

■曾笑生 要说女子沙滩排球比赛是奥运会最性感的项目之一，相信多数人不会有异议。或许正是因为这点，广告商竟然将二维码广告打在了女子沙排运动员的臀部上。 在过去的伦敦奥运会沙滩排球测试赛上，摄影师们和现场的众多球迷都拿着相机，光明正大地对着英国女队组合萨拉·丹姆普尼和肖娜·穆林的臀部狂拍，因为她俩的比基尼短裤上面赫然展示着二维码广告。英国广播公司评论员对于她们臀部上的那个黑白小方块感叹道：“二维码完全有可能改变未来的体育商业链条。” 博彩公司凭创意“出位” 把抽象的二维码印在运动员的服装上，而且是在最热辣的臀部，如此出位的广告创意究竟来源于什么人？答案居然是一家博彩公司，该公司发言人安迪·鲁汉认为，二维码的价值并不仅仅是这么一点体现，它为人们打开了一条跨媒体的通道。沙滩排球一直以来获得的关注度都非常之大，把二维码放在摄影师和观众们最想拍的地方，还有什么比这更好的主意呢？ 根据伦敦奥组委的统计，女子沙排比赛和田径男子100米短跑比赛的门票是目前最抢手的。而在女星运动员的臀部出现如此热辣的广告，无疑是惊爆人们眼球的。 嗅觉灵敏的广告商敢想，也要有人敢接，丹姆普尼和穆林以五位数英镑的广告代言费，拿下这个出位的广告。此则性感广告一出，英国如同被投下一颗威力巨大的炸弹，有网友盛赞这个广告位置很有创意，也有网友批评广告太过火了，英国《每日邮报》则打趣说：“这对英国冠军组合将鼓励观众拍下她俩的屁股。” 边比赛边下注 在丹姆普尼和穆林看来，她们将比基尼球衣“出租”的行为，是为了吸引更多人关注沙滩排球。她们认为，这次奥运测试赛是一次非常难得的机会，让更多人关注这项考验毅力和技术的项目。 对此的解释是，“出租”比基尼，只是为了让更多人了解沙滩排球，“既然广告可以让更多人关注这个项目，为什么不这么做呢？而这次奥运测试赛就是一次很好的机会，让更多人了解这个项目”。 只是她俩臀部上的二维码广告，因为无法改变的特殊使用方式，观众要先利用智能手机对着她们的比基尼短裤上的二维码图案扫描，才能自动链接到博彩公司的网站上。不过，观众们一边欣赏沙滩排球比赛，一边下注的感觉听上去是不错的，但实际情况却更是让人发笑。因为两位运动员比赛中总是蹦来蹦去的，满怀兴奋的观众们发现自己根本不能近距离扫描到她们身上的二维码，更加不可能下注了。 尽管这次的创意广告没有给博彩公司带来更多的收益，甚至还遭到了观众的投诉和质疑，但公司负责人对这次的广告投放效果依然给予了乐观的评价，在他们看来，凭借印刷在沙滩运动员身上的二维码，他们公司的知名度得到了很大提升。 NBA 6小时“代号码行动” NBA（美国篮球职业联赛）作为一项与商业紧密相连的体育赛事，二维码的应用怎么可能少了他们的身影。早在2010年初，NBA就和美国最大的网络广告商ACE集团合作开发二维码广告。他们将有关NBA报道的报纸杂志上都印上了二维码，只要球迷们用手机对其扫描，就可以登录NBA官方网站，从而下载相关游戏、购买周边商品，或是观看经过授权的赛事视频。 2010年NBA全明星赛期间，NBA开始了史无前例的二维码广告推广活动，NBA市场部高级官员杰洛米·阿德尔曼将这次活动命名为“代号码行动”。 在NBA的授权下，ACE集团在举办全明星赛的达拉斯牛仔球场外墙上安装了3500个HD高清屏幕，上面清一色地播放着硕大的黑白二维码广告。球迷们只要用智能手机扫描屏幕上的二维码，就能得到一张电子折扣券，从而在NBA商店里兑换一个免费的全明星赛纪念品。谁也没有想到最后的结果竟会是如此火暴：在短短6个小时内，1万份纪念品就都被球迷们领走了。 调查报告的结果让杰洛米·阿德尔曼激动不已：“这是NBA第一次的二维码运动，是传统的篮球运动运用新媒介尝试的巨大成功。” 中国二维码运动偏爱姚明 在中国，二维码的应用倒是更为火热一些，在许多大型赛事期间，都有嗅觉敏锐的商家依靠二维码广告和观众们互动。 2006年多哈亚运会期间，中国移动和多家媒体就联手推出过“拍二维码、看多哈亚运会”活动。下载了二维码软件的手机用户只要对准报纸上或网站上的相关二维码，拍下照片，就能在网上下载相关体育视频。其中最受欢迎的，是“小巨人”姚明带领的中国篮球队的比赛视频。 此外，在2008年底，姚明的火箭队友邦齐·威尔斯加盟山西中宇俱乐部，山西的球市如日中天。为方便球迷购票和杜绝假票，山西中宇就曾推出带有二维码技术的球票。由于二维码技术具有保密性高、成本便宜等特性，很多体育彩票和知名体育装备公司也运用二维码技术进行防伪认证。 《中国科学报》 (2013-01-04 第9版 探索周刊)

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二维码卷土重来

tansuozhoukan 2013-6-24 13:51

用手机扫描名片上的二维码，姓名、电话等相关信息便可存入通讯录；看电影前，在网上订好票，随后到影院的识读设备上扫描影院发来的二维码，便可省去排队、早早等候的麻烦……二维码就在你身边，方便得让你避之不及。 ■本报记者 童岱 “给同寝姑娘的男朋友跪了，明信片上手绘二维码，居然还能扫出来‘某某我爱你’这行字，技术与智慧并存啊……”前段时间，一位中国邮电大学的男生送给女友一张明信片，他将一句情话隐藏在上面的二维码中，只要用手机扫描便能看到“XX，我爱你”，这张技术范儿的小情书也惊艳了大批网友。 要知道，这并非“技术宅”才能做到，通过搜索引擎找到二维码生成器，输入你想表达的文字后点击生成，一封二维码情书就这样“新鲜出炉”。二维码过去也红火过一阵，但始终“雷声大雨点小”，但近两年来随着移动互联网和物联网的快速发展，这项技术正在卷土重来。目前，二维码已经在物流、金融、交通、制造业、电子商务、传媒、旅游等领域都得到了应用。 你肯定接触过它 或许你对二维码的概念还不清楚，但你只要坐过火车就接触过它。过去人们购买火车票会担心买到假票，而二维码的应用早就让这种情形成为历史。现在的每张火车票右下角有一个二维码图案，拿着手机或者别的识读设备对其扫描，便可以立刻看到票号的显示，可以和票上进行核对。并且，还包括了看不见的乘车人姓名、身份证号、车次、座位号等相关防伪信息。 说起普通条码，大家可能会更有印象，众多商品包装上，都有一组横向排列的宽窄竖条、空隙及对应字符组成的标记，通常对于每一种物品，其编码是唯一的。但随着应用领域的不断扩展，传统的一维条码逐渐显露出它的局限性。 北京邮电大学经济管理学院教授曾剑秋在接受《中国科学报》记者采访时表示，二维码的最大亮点在于它是高密度编码，信息容量大。其可容纳多达1580个大写字母、或2710个数字、或1108个字节、或500多个汉字，这比普通条码的信息容量高了几十倍。 而且，二维码是用某种特定的几何图形，按一定规律在平面分布的黑白相间图形中记录数据符号信息。简单点说，只要智能手机上装有相关软件，或是利用识读设备对着二维码扫描，就能够在几秒之内获取其内含的信息，可能是文字说明，亦或是网络链接地址。二维码能够在横向和纵向两个方位同时表达信息，因此能在很小的面积内表达大量的信息。 最让人放心的是，二维码的译码可靠性非常高，比普通条码译码错误率百万分之二要低得多，误码率不超过千万分之一。还具有纠错能力强的优点，它即使在畸变程度或者破损程度高达50%时仍能恢复出原始数据信息。 加速信息流动 二维码的“年纪”算不上年轻。1970年，美国公司Iterface Mechanisms开发出了这项技术和相关识读设备，并在制造业中投入使用。到了21世纪，日本、韩国等国家则让二维码进入到普通人的生活，通信、票证、海报、名片……从而让这种抽象画般的黑白图案为人所熟知。 比如日本，自从2002年9月的手机二维码运营推广以来，已实现了终端配载识读软件100%的普及率，其产品认知度高达96.5%，实际使用率更是维持在73.3%的高水平。 韩国目前市面则有超过660万台手机支持二维码业务，对韩国最热门的业务之一——手机图铃下载，手机二维码的数字链接业务能提供其45%左右的导入率。 中国电子技术标准化研究所高级工程师高健就曾对媒体表示，在这些国家，二维码早已深入人心，成为日常生活中的“常用品”。比如日本和韩国使用的二维码电子票，占了电子门票85%的市场份额；有的商品甚至会在报纸、杂志广告里附上相应的二维码，以便公众利用相应的读取设备直接获取更多的商品信息。 “在我国，移动互联网的发展无疑成为了二维码发展的重要平台，因为二维码本身的特质为网络和终端用户之间提供了一个桥梁。”我国通信业知名观察家、飞象网CEO项立刚说。 比如平时我们翻阅报纸或杂志，其本身信息承载量小，也不方便携带，而如果在旁边印上二维码，读者只需“一拍一扫”，就可直接用手机进入相关网站，获取更丰富、更多元的信息；到餐馆就餐，拿出手机扫描一下餐桌上的二维码，就可知道这家餐馆的招牌菜和卫生状况；想看热门微博的推送消息，扫描其微信号的二维码，便可以等着人家主动给你发来信息……可以说，二维码就像一个信息流动的加速器一般，让人们与网络连接得更加紧密。 改变消费习惯 在项立刚看来，我国电子商务的发展空间还非常大，消费者的购物体验和支付方式并非我们想象的那般便捷。而消费者购物时的冲动和快感，都会因复杂而烦琐的选购过程和支付方式而减少。而二维码则像一个太极大师一般，将复杂的套路化繁为简。 户外广告总是千姿百态，而胜出的总是创意至上者。二维码的便捷性便给了商家一个极具创意的消费模式。去年北京的公交车站，有心的人应该会记得，站牌边常常能看到1号店的广告。只是其广告形式很别致，并不是宣传自身，而是营造了一面布满商品图片的照片墙。饮料、家用电器、数码产品等等，算是一个品种繁多的虚拟超市。每一样商品下方都标有价格和二维码。如果你看上其中某一样商品，用手机扫描其二维码就能实时购买，填写地址和付款方式后便可以在家等着送货上门。 这种虚拟超市此前在韩国就已出现，而这种消费模式的关键就在于二维码，这在某种程度上也在改变消费者的购物习惯。因为这种模式既保持了传统商业模式，又融入了电子商务的机会，二维码成为一个突破口。 科技总是和时尚娱乐紧密相连，明星们的演唱会中自然也少不了二维码的“参与”。比如王菲的巡回演唱会门票上就印有二维码，观众持票入场时都要将票给检票人员扫描，以辨别真伪；而张学友的二分之一世纪演唱会的门票，则采用的是二维码电子门票技术，歌迷们不用去售票处排队，只需网上买到门票后，将手机收到的二维码在取票处一刷便可获得，黄牛党也无机可乘。 让消费者成为监督者 “二维码赶上了一个好时候，物联网为其未来的广泛应用提供了广阔的空间和平台，原因就在于二维码为物联网提供了技术支撑。”曾剑秋说。 特别是在商业流通领域，二维码技术正在引发一场商业模式革命。通过二维码，消费者甚至能参与到商品管理应用中去。因为，二维码在产品溯源、物流、防伪、防串货、会员管理、召回等各个环节，都能扮演关键角色。 广东在二维码技术方面的应用，已经成为国内的领头羊。比如在2010年亚运会之前，广州食品溯源管理系统就已经投入运营。广州广味源食品有限公司成为该市第一个运用二维码食品溯源系统的试点，其酱油产品都贴上了二维码。消费者只需用手机扫描二维码，产品的产地、生产日期、保质时间等“来龙去脉”就会映入眼帘。目前，这种用二维码溯源的管理方式已在广州市1400多家食品生产企业推广。 “这种模式值得提倡，不仅能协助监管部门共同打击假冒伪劣，促进行业规范，从而更好地保护消费者的利益，还对打造品牌影响力提供了质量保障。”曾剑秋说，这种溯源管理方式，可以让每一个消费者都能监督企业的生产行为。 多方推进是关键 对于普通老百姓而言，二维码的重要性可能还是在于消费领域的应用，但与日本、韩国等国家相比，我国的应用规模只能算是起步阶段。 去年年底，移动互联网研究联盟（AMIR）在北京发布首份年度研究报告显示，截至2012年第三季度，中国智能移动设备保有量超过2亿部。另有数据显示，今年5月，网页浏览量的15%已来自手持移动设备。 很显然，在激活二维码的市场上，通信运营商的支持力度应持续加大。因为在这块市场，国内的产业链还很不完善，需要多家运营商联合推动。 另外，智能手机终端还有待加强。一方面，大多数智能手机上仍然没有内置的二维码识读软件，用户需要先下载，而且有些手机的摄像头的像素过低或变焦功能，都可能成为扫描二维码的阻碍。另一方面，手机终端的安全级别不够高，手机平台的身份识别还难以实现。 无论如何，随着二维码技术的日益受重视和拓展应用，二维码实现了平面到电子的信息转变。无论你是否在意，二维码这项技术都将会更多地“闯入”你的生活，或者改变你的消费模式，或者改变你的生活方式。 《中国科学报》 (2013-01-04 第9版 探索周刊)

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教堂建筑的演变

tansuozhoukan 2013-6-24 13:42

教堂作为一种建筑形式，并非一成不变的，随着教会改革和基督教的发展，教堂也逐渐变化。重庆大学学者张厚斌在他的著述中梳理了教堂建筑的形成和演变过程。 最早的教堂 是帐篷 在犹太教的经典《旧约》中记载了第一座教堂的出现：公元前1450年，犹太人在摩西的带领下逃出埃及，在旷野中度过40年的逃亡生活。为对上帝恭敬行礼，众人献金银宝石和绫罗绸缎修了一座帐篷，它长3丈、宽1丈、高1丈，作为祈祷的地方。 公元前1000年，犹太人攻占了耶路撒冷，所罗门王按那座帐篷的格局，用上等的石料、木料花7年时间建成了第一座圣殿。公元前586年，该殿毁于巴比伦人之手，公元前519年，犹太人重建圣殿，又于公元70年被罗马人焚毁。 巴西利卡风格 来自罗马会议厅 直到313年，基督教才取得了合法的地位，于是信徒开始建造教堂。当时人们很自然地由眼前的建筑获得灵感。罗马人为会议曾建造一种长方形的大厅叫巴西利卡，它由两排柱子把大厅分为正厅和侧廊，最里端是半圆形的，那里放置讲台。之后教会将这一建筑加以改进，并在全罗马推广，典型的就是有这长方形平面和凸字形剖面的罗马圣母大殿。 公元360年，君士坦丁大帝在首都圣索菲亚曾建造过一座巴西利卡式大教堂，但于公元532年毁于大火。 之后，朱斯提尼安皇帝计划在遗址上建造一座超越世界其他建筑的庄严大殿，他动用了1万名工人，从各处搜集珍贵材料，又用5年时间在原址上建起了一座新的教堂。这座教堂平面呈希腊十字形，长75米，宽71米，中央是直径32.6米、距地面54.8米高的圆顶，中厅有两排玉石柱。 圆顶的出现标志着6世纪拱券技术的成熟，当阳光从圆顶上的窗户洒入时，人们对教堂空间广阔和神圣的追求也得到了满足。 建筑技术发展让尖拱穹顶流行 公元1054年，基督教出现了第一次分裂，分裂后的东部希腊语教会以拜占庭为中心称东正教，西部拉丁语教会以罗马为中心称天主教。东正教认为希腊十字平面造型的教堂能加强教徒在仪式中的团聚感，所以圣索菲亚大殿的建筑型制成为后期东正教堂的范例，被称为拜占庭风格。而天主教认为拉丁十字平面造型的教堂对基督蒙难更具有纪念性，于是在巴西利卡式教堂建筑中厅圣坛前展出两翼，以柱子撑起巨大的穹顶象征天宇，厚墙窄窗，并在内壁装饰以彩绘和雕塑。这种罗马式教堂在文艺复兴时期达到高潮，如圣彼得大教堂、圣保罗大教堂等。 12世纪中叶，建筑师发明尖券成功，由于建筑荷载被引到拱壁上，教堂就可以做到墙薄窗大。当时，率先在法国丹尼斯修道院教堂的设计中采用了尖拱、肋形穹顶和彩色玻璃窗。后来，这种建筑型制发展为中世纪盛行的哥特式风格。其中著名的亚眠圣母教堂长138米，宽14.6米，中厅拱顶高42.3米，两侧廊拱顶高18.2米，突出表现了中厅高而窄、长而狭的哥特式教堂风格。 科技发展助推简洁的现代教堂建筑 1521年，新教从天主教分离后，简化礼拜仪式，教堂形式也更简朴，大多为长方形礼堂。天主教也对以往教堂建设进行思考，倡导以耶稣会教堂为蓝本。正立面是一个宏伟的入口，宽阔的中厅与浅出的后殿形成过渡，是典型的巴洛克式教堂。 20世纪出现了现代教堂，力求对每一部分设计得尽量简单，减少形式的变化，追求庄重的朴素感。 1923年落成的巴黎兰西圣母院在教堂建筑史上标志着现代教堂的诞生。它由钢筋混凝土结构塑造出一个宽敞明亮的矩形空间，就像早期基督教使用的长方形会堂。 1965年，教会提出要适应时代，简化礼拜仪式，这进一步推动了现代教堂的普及。之后，这种构造简洁、科技含量高、现代气息强的“单一空间”的教堂建筑日益增多。1980年建成的洛杉矶水晶大教堂，由12000块矩形玻璃嵌在钢网架上围合而成，内部地面和讲坛用大理石装饰，显得纯净通透。 现代建筑技术与建筑材料的大量使用，让教堂建筑与现代工业文明相结合，并更加人性化。 《中国科学报》 (2012-12-22 第8版 调查)

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钢筋水泥塑造的天籁之音

tansuozhoukan 2013-6-24 13:41

圣诞节即将来临，在期盼圣诞老人带来礼物的同时，教堂也成为人们欢度节日的重要场所，当赞美诗在你的耳边响起，可否想到教堂建筑的声音设计也是一门科学。 ■本报记者 魏刚 “抬头仰望穹顶，那里出现了耶稣诞生日的星空，当你怀疑这是幻觉并赞叹创意的神圣与伟大时，也许不会留意椭圆形的空间正在制造混乱的声学环境。” 2005年，北京工业大学建筑声学实验室讲师孙艳与中国科学院声学研究所噪声与振动重点实验室助理研究员尹铫曾承担了北京基督教丰台堂和朝阳堂的建筑声学测量和设计改进工作。7年过去了，孙艳仍然记得当时身处刚刚封顶的丰台基督教堂中给她的感觉。 “当我沿着椭球体穹拱大厅的中轴线缓步向前时，若隐若现的布道声让我意识到这里的声学环境有些问题。前方传出的布道声无法均匀地传递到每一处角落，甚至有的地方，声音小到几乎听不清。” 当然，并不是每个进入教堂的人都会把这些感觉与教堂建筑的声学设计联系起来，其实，无论是伴随着管风琴响起的唱诗班的歌声，还是神父或牧师的讲经布道，那些让你产生神圣、庄严、雄浑、纯净的仪式都离不开教堂建筑的独特声学设计。 长方形建筑声音传播效果最好 记者在北京宣武门天主教堂看到，狭长而高耸的中厅由若干个连接在一起的穹顶组成，中厅与两侧边廊由两排立柱分开，而正对讲坛的靠近大门处的上方，是唱诗班的位置。教堂内部以砖石材质为主，座椅为木质。在这里几乎看不到任何扩音设备，但是坐在任何一排座位上，都可以清楚地听到说话的声音。 但是，记者在位于崇文门的亚斯利基督教堂，却有另一种感受。亚斯利教堂呈八角形，布道台位于八角形的一边，其余几边均匀地布置着一排排座位，整个教堂屋顶、立柱和地板均为木质。如果坐在中间靠前的位置，听到的声音就变得很小。 对此，孙艳告诉记者，建筑的形状决定了声音传播的效果。一般来说，在像鞋盒一样的长方形建筑内，声音传播的效果最好。比如维也纳音乐厅就是长方形的，国家大剧院虽然外观是半圆形，里面却是三个长方形的大厅，所以那里举办音乐会和戏剧表演效果都很好。 宣武门天主教堂就是典型的长方形大厅，而亚斯利基督教堂由于是八角形，在中间靠前的位置声音反射不足。而前面提到的北京基督教丰台堂则是椭圆形建筑，这种建筑深受建筑师的喜爱，国内许多会议室、报告厅、多功能厅均采用这种形式的设计手法。但是，这种建筑由于椭圆有两个焦点，导致室内声场存在明显的声聚焦缺陷。 在尹铫看来，除了建筑形状外，建筑内的布置，舞台的位置，座椅的材质、厚度，地面墙面的材质，空场和人们坐满时，都会影响到建筑内声音的传播。比如，玻璃或金属材质声音反射就会很强，而如果使用木质或地上铺地毯，座椅用海绵材质，就会吸收声音。由于人也是吸声体，所以建筑内坐满人，声音的反射就会减弱。 教堂建筑有独特的声环境要求 “但如果简单的把音乐厅的声学设计标准照搬到教堂建筑设计中也不行。” 尹铫指出，这里涉及到一个关键的指标——混响。声音遇到障碍会反射，所以我们这个世界充满了混响，也就是所谓的“余音绕梁”。 音乐厅要演奏交响乐，所以混响时间要长，而教堂既有唱诗又有布道，既要求声音的清晰度，又要求声音要饱满，所以对混响时间的要求与音乐厅不同。而天主教堂与基督教堂对声环境要求也有差别，由于天主教唱诗仪式较多，所以建筑都高大狭长，尖拱穹顶，这使得声音混响时间较长，增添了赞美诗的神圣感。而基督教布道仪式较多，所以建筑多为宽阔平顶，使声音混响时间较短，保证声音的清晰度。 在重庆大学学者张厚斌看来，教堂不但是时代建筑水平和时代审美观念的沉淀，同时也充满丰富的想象力和创造力，是神学与建筑学的结晶。在神学家看来，教堂就是要体现上帝的神圣，但由于教堂是人聚集的场所，所以声环境必须符合人的需要。 其实，教堂的声学要求随着时代的变迁，已经发生了变化。传统教堂空间较大而且构造复杂，礼拜方式一般以咏唱为主，因此较长的混响时间能够满足人们的使用要求。而现在一些教堂，体型变化较大，比如崇文门的亚斯利基督教堂是八角形的，朝阳基督教堂是梯形的，丰台基督教堂是椭圆形的。 此外，礼拜仪式也多种多样，例如：随着欧洲宗教改革运动，一些新教教派在礼拜仪式和内容上更注重理解牧师讲经布道的内容，音乐风格也更接近现代的通俗音乐，而不是传统的礼拜音乐。 同时，教堂内的音源种类增多，除了传统的管风琴、钢琴、唱诗班外，还增加了许多电子乐器和大量扩声设备，有时甚至会用电视播映礼拜仪式。现代礼拜用语也由原来指定的拉丁语（或希腊语）改为各民族本地语言。因此，教堂对声环境的清晰度要求越来越高。 但是并非混响时间越短越好，张厚斌认为，教堂中的长混响有助于赞美诗的音乐抒情，这是礼拜心理的需求，是构成教堂声环境特色的充分和必要条件。 在孙艳看来，这往往也构成一种矛盾。比如，丰台基督教堂在声学设计时对唱诗的神圣感与布道的清晰度都有要求，但是管风琴要求的混响时间是4~5秒，而布道要求的混响时间是0.8~1秒，要将这二者协调统一几乎不可能做到。经过几次讨论，由于管风琴一年只用一次，最后还是更倾向于保证实现清晰度的声学设计。 北京教堂的声学缺陷 但丰台基督教堂的声环境改造，如果能在建筑设计之初就考虑到声学因素，就更完美了。 孙艳和尹铫接手该教堂的声学改造时，教堂建筑主体已完工。设计者之所以选择了椭圆形结构，更多的是考虑在空间和视觉上制造一种神圣的气氛。当初设想把椭圆形穹顶当做天幕，用激光投影把耶稣诞生那天的星空图打在上面。这一方案当然充满着创意和虔诚，但是，椭圆形穹顶直接造成出现两个声音焦点，而声聚焦是最大的声环境缺陷，表现在只有在两个焦点处声音清晰，其他位置不是声音小，就是听不清。 同样的现象也出现在没有穹顶的海淀基督教堂，该教堂范国兴牧师告诉记者，这座教堂是由德国GMP建筑事务所设计的，这座位于中关村西区图书城内闹中取静的建筑整体俯视如方舟，正面两侧如翻开的《圣经》。由于地处“中国硅谷”，所以用现代传播技术来布道成为海淀基督教堂的特色。这里有最先进的投影仪和专业的音响控制室。 但是这里的音响师张师傅却对教堂的声环境很头疼。在张师傅看来，海淀基督教堂在设计时声学因素考虑得不够全面。“现在教堂内正面和侧面两面墙回声非常严重，反送音箱无法往上推，声音听不清。” 张师傅指着围着大厅一圈的高大玻璃幕墙和白色的钢管说：“这些玻璃反射声音很厉害，后来为了美观又增加了一圈竖钢管，导致现在无法做吸音措施了。现在布道时功率调小了听不见，功率调大了听不清。” 孙艳看了海淀基督教堂大厅的照片后，也认为四周墙壁的玻璃和钢管产生强反射导致声环境出现缺陷，如果钢管上无法包裹吸音材料，就只能在空中悬吊吸音块来解决了。 在北京西什库天主教堂，记者也感觉声音听不清。孙艳和尹铫曾在西什库教堂用无指向声源和信号传感器做过声环境测量，发现那里的空场混响时间长达2.49秒。根本原因是西什库教堂过多的穹顶造成了许多声聚焦。 教堂声学改善材料是重点 那么教堂声环境究竟该如何改善呢？尹铫认为教堂建筑的声环境应该从建筑设计阶段就有所考虑，通过3D模型模拟建筑完工后的声学环境，确定方案后再进行选材和实验室测量，即使在工程施工中，也可以不断调整。 但是现在许多教堂建筑在设计时只考虑象征意义和视觉效果，比如朝阳基督教堂在开始设计时也设计了穹顶，建筑设计师并不知道这样的设计会产生声音聚焦现象。 针对这种已经是半成品甚至是成品的教堂建筑中的声缺陷应该如何弥补呢？在孙艳看来，这些主体结构已经完工的建筑只有通过布置吸音材料来改善声环境了。 在北京工业大学声学实验室，记者看到已经应用到建筑中的各种吸音材料，包括人造玻璃棉、木丝板、密胺棉、铝蜂窝板等，丰台基督教堂就在穹顶喷涂了3厘米厚的吸音材料，改善了声环境。该教堂管委会张主任认为改造后，无论是唱诗还是布道，坐在任何一个座位都听得很清楚。 当然，教堂建筑对声环境的影响更多还来自人们的主观感受，但声学正努力用客观世界的标准来完善人们的主观感受。 《中国科学报》 (2012-12-22 第8版 调查)

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假如“末日”来临，你将如何求生

tansuozhoukan 2013-6-24 13:35

■本报记者 胡珉琦 按照科学的解释，世界将不会是在瞬间毁灭。所谓“末日”，可以理解为是巨大的自然灾害或物理环境的变化给人类生存带来的种种考验。与其忧虑“末日”是否来临，不如从现在起，重新掌握人类最原始的生存技能，无论何时都能“绝处逢生”。 对于有些人来说，12月21日过后才得以释然，“末日预言”终究是破灭了。不过，谁也不能否认，这个世界每天都在发生着变化，尤以自然界和物理环境的变化最让人们感到无力。 现代化的生活让人类的生命变得多彩，可如果有一天，人们一无所有，身陷于巨大的灾难之中，是否有足够的能力保证自己活下去。在下一个“末日”预言出现之前，重拾人类被遗忘的求生本能，也算是对这个世界的一种敬畏。 寻找水源比食物更重要 没有吃的东西，你可以足足熬过三个礼拜，可没有饮用水，人活不过三天。可见，人没有了水，将大大降低在极端环境下的生存几率。 不过，在以户外救援为主的公益救援队——绿野山地救援队资深队长海猫（吕忠洪）看来，自然界中的水分其实很充足，一般可以通过收集雨水和露水获得补给。 “早晨，树叶上往往会凝结露水，有的苔藓会积聚大量水分，采集起来，包在衣服中，拧一拧就能挤出水来。” 困难的是在沙漠和海洋之中。不过，海猫认为，就算在极度干燥的地区，也会有水曾经流过或者下渗。 英国探险专家、Discovery频道户外生存大师贝尔·格里尔斯在他的《荒野求生手册》中就告诉人们，找一个地势低且有些许潮气的沙地，深挖一个坑，把任何可用的防水材料悬垂在上面，白天热度上升，表面的湿气到了晚上便会凝结成水珠，滴落在布的中央，这便是利用了太阳能蒸馏器的原理。此外，学会观察动物的足迹和粪便，密集处很可能就是水源地。末了，再选择仙人掌的汁液。 而在海上，虽四面被水环绕，但决不能只饮用海水。海水的盐分浓度是人血的三倍，会导致严重的肾衰竭，甚至精神失常。贝尔推荐，鱼类的眼球、脊骨和海龟的血液是救命的饮用水。此外，就只能利用一切容器包括太阳能蒸馏器收集雨水和露水。 相较于生命之源，大自然中的食物似乎要充裕得多。早期人类就是“清道夫”，以植物、动物，甚至腐肉为食。不过，贝尔还是建议：“在追击较大的猎物之前，不妨先找找草莓、蛆或一些甲虫的幼虫，这才是真正的生存之道。” 保持体温让器官正常运转 人类是恒温动物，因此，要保证各个器官正常运转，必须保证人的核心温度维持在37摄氏度左右，只要下降2摄氏度，或者超过43摄氏度，死神就可能降临。 如果身处类似南北极、冬天山区的环境，贝尔认为，首先必须保持身体的干燥，否则汗水冷却就好比穿了一层冰衣。“众所周知，羽绒服防风保暖效果好，如果可以，多取些松针或者其他干燥的树叶、枝条放到外套的里面，制成羽绒服的效果。”海猫告诉记者。 其次，必须随时保护好头部和颈部，因为体热极容易从颈部流失，直到失去意识。有人为了保持核心体温最终冻僵甚至失去了四肢，但却可以换回一条宝贵的生命。 而海猫表示，保持核心体温的一大办法就是让自己保持清醒和运动，“闭上眼睛就永远起不来了”。 相反，在高温地区则要避免中暑。海猫提出的首要原则是避免白天活动，这样可以减少身体水分的蒸发。此外，用一切可以包裹身体的服饰来抵御太阳的照射，尤其是头部，人们甚至可以像贝尔一样在包裹头部的围巾上洒上尿液，好让脑袋有凉快的感觉。 建立避难所是求生第一步 可无论人们多么努力，如果始终赤裸裸地置身于各种极端的气候里，必死无疑。因此，贝尔在面临任何求生状况时，都把建立避难所列为第一要务。 想要人们免受寒冷的侵害，雪的隔绝效果是最好不过的。美国国家科学院在近日发布的《世界末日生存指南》中告诉人们，可以用压实的雪块砌成一定高度的雪墙，开口设在背风处，人睡在雪墙内侧。雪墙除了挡风外，还可以反射热量，保持墙内温度较高。 而在雪层较厚并且足够结实的时候，还可以挖雪洞。雪洞垂直向下挖掘，上方留有窗口用来透气，在挖掘到一定深度时，在雪洞一侧半腰处再横向掏出一个自己可以躺下的平台，因为冷空气较重，会停留在雪洞的底部，而平台处相对要温暖一些。 不过，需要注意的是，必须将平台上万的穹顶仔细抹平，防止人体的热量使顶部的雪融化。入睡时，永远都得在自己与雪之间留一层隔绝物，否则体热会快速流失。 如果在沙漠，有岩壁、洞穴自然是最完美的，否则只能人工搭建阴凉处。按照贝尔的方法，是要在地表有阴影的一侧挖出一个洞，并且把挖出的材料沿着地洞四侧堆成一面墙以抵挡阳光，再把衣服、防水布料等覆盖在地洞上，人则躲到里面。如果能制作两层式的“屋顶”，并且两层之间留60~90厘米的空间，就可以大幅降低下面的温度。 而在一般环境中，选择地势稍高，地面干燥，四周较为开阔又背风的地方，山洞或者石崖下凹的地方作为避难所是最佳的选择。 在那些地方，《世界末日生存指南》推荐人们制作简单的“披棚”。这种截面呈人字形的窝棚是利用一根斜搭在高处的粗树枝作为主梁，然后在两侧分别搭上一排木棍，再在上面盖上带叶的树枝，最好是类似芭蕉的大叶子，像鳞片一样从上到下依次覆盖，最后再挑选一些细软的树叶或者树枝，从窝棚的入口处塞到棚内的地上并铺平，就是一个可以临时安置的家了。如果地面比较潮湿，则想办法搭建一座“高脚楼”。 生火是必备技能 有了水和食物，也有了藏身之地，原始人类生存最不可缺少的就是火种，它带给人类光明、温暖，可以加热食物、驱赶野兽。然而，不要幻想还能拥有打火机或者其他点火设备，“钻木取火”才是最现实的选择，可它远没有现代人想象的那么简单。 海猫强调，摩擦并不能生出火来。其实，木头相互摩擦只能产生火炭或者燃屑，而要使看不见的火星变成旺盛的火焰必须通过一种媒介物引燃，这就是火绒。它最好是如同绒毛般的纤维性材料，比如鸟巢的内层、干草、松针或者是桦树、松树、云杉的树皮等，被撕成碎片，处理得起毛，遇火星就能轻易燃烧。人们在户外必须随时收集这些宝贵的材料。 可是火绒产生的火焰并不会持续太久，环境温度又低，因此，还需要体积较小的点火材料才能使木堆真正着火。最理想的，就是把松树之类的软质木材切成一片片好比铅笔般大小的东西。 当然，摩擦的技巧也很有讲究，最古老也是最有效的方式之一，就是回转一个主轴，使之就像锥子一样进入底部的一片木板。另外，如果能制作类似放大镜的透镜，在阳光下也能点燃火绒。 刀是首要生存工具 每一次灾难过后，有忧患意识的人总会想到该常备家用应急包，可如果只给每个人三个选择，究竟该随身携带什么工具？ 与美国国家科学院给出的建议一样，海猫毫不犹豫地把刀放在了第一位。“刀在自然界中很难制作，而防身、捕猎、制作各种生存设备几乎都要用到它。” 不过，他的第二选择也许会出乎大家意料，那就是食盐。“这是因为食盐在自然状态下同样难以得到，而它又是人体代谢不可缺少的物质。” 如果还有机会，海猫才会选择带上火种，毕竟火可以由大自然赋予。 《中国科学报》 (2012-12-22 第6版 真相)

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末日情结是对内心的追问

tansuozhoukan 2013-6-24 13:31

末日言论的疯传就像一面镜子，折射出了这个时代人们浮躁的内心和惶恐。而一个良性发展的社会，人们应该具备较高的科学素养，崇尚科学精神，对于各种观点拥有理性的判别能力，而不是随意传播和发泄情绪。 ■本报记者 童岱 你肯定看过类似这样的段子——“神秘的玛雅人预言：2012年12月21日的黑夜降临以后，12月22日的黎明永远不会到来。” 本月上旬，在四川成都市、内江市、双流县等地，一些市民听信流言“2012年12月21日（冬至），地球将会有连续3天的黑夜”，竟然在集市上疯狂抢购蜡烛和火柴，有些地方甚至造成蜡烛脱销。 震惊全球的美国康涅狄格州小学枪击案凶手亚当·兰扎的作案动机虽未定论。但据当地报纸《哈特福德报》报道，凶手的母亲南希·兰扎是一名典型的“生存主义者”，遇害前一直坚信世界经济将崩溃，在不停囤积水和食物。而有消息称，亚当·兰扎可能受其影响，也存在世界末日即将来临的想法。 而今天，就是世界末日这个“黑色玩笑”后的第二天，太阳依然照常升起，各种谣言、预言都不攻自破。席卷全球的“消费末日”风潮背后，正是多年来层出不穷的末日预言。而一部分人内心的末日情结，其实是对未来的担忧和惶恐。 他们“编造”了末日 16世纪初，西班牙人当时正热衷于海外扩张，当他们第一次登陆美洲大陆时，神秘的玛雅人让他们震惊了。他们创造的玛雅文明，也是世界上唯一一个诞生于热带丛林而不是大河流域的古代文明。 生活状态处于原始状态的玛雅人，以采集和狩猎为生，但却创造了被称为“人类最伟大的智慧成就”的数学体系、令人惊叹的玛雅太阳历，并且还建造了100多座城市和众多巍峨的金字塔。此外，他们遗留下来的史诗般的玛雅纪元，正是人们谈论世界末日的最“靠谱”来源。 玛雅纪元记录，其中每个纪元都是以地球皆陷入空前大混乱中，而且在一连串惨不忍赌悲剧下落幕。玛雅的最后一个纪元（第五纪元）开始于公元前3114年。根据推算，公元2012年12月21日是第五纪元结束的日子，此后，人类将进入与本次文明毫无关系的一个全新的文明。但意外的是，没有任何关于第六纪元的记载，这给后人编制末日预言提供了足够的想象空间。 关于玛雅的预言，共有五个传播度最广泛，分别是玛雅文明的终结；汽车、火车及火箭的出现时期；大魔头（被认为是希特勒）的出生及死亡；毁灭性战争的爆发时期（一战、二战）；以及百谈不腻的“2012年12月21日太阳落下后将不再升起”（第五纪元的结束）。 前四个预言虽然实现但其实并无依据，都是后人杜撰“加工成型”，但关于第五纪元的结束，具有确实的“证据”。在德国萨克森州立图书馆里保存着一本《德雷斯顿抄本》。 根据之前的科学鉴定，这本书成书于公元前1250年~前1200年间，是古代玛雅人留下的最精美、最复杂的文献，其原稿在战争中被炸毁，目前现存的三个手抄本都收藏在欧洲的图书馆中。 在《德雷斯顿抄本》的最后一页，有关于世界末日（即广为流传的2012预言）场景的描述。该场景设想一场洪水将毁灭整个世界。不过，这种世界末日的假想在许多文化中都有存在，并不仅仅是玛雅人才有的预言。最后一夜的最后一幅图表示天上的鳄鱼引发了大洪水，淹没了地球，所有的生灵都难逃劫难。许多人认为的世界末日实际上是象形文字中所表示的灾难性气候。 现在的结果证明，玛雅的历法被误读了。美国航空航天局（NASA）早前发布短片称：玛雅的长历法确实是在2012年12月21日结束，但这就如同汽车仪表板的里程计数器，到了最大值后就归零从头开始，并不存在任何的毁灭。 末日情结源自对未知的恐惧 末日言论的盛行，让一些人开始做一些有趣的设备。 今年8月，浙江义乌商人杨宗福花费150万元制造了中国版“诺亚方舟”，这是一个直径4米、重达6吨的橘黄色大圆球。球舱内设有安全座椅、瞭望系统、通风系统和卫生间等生活设施，能储备食物和饮水，还可以防撞、防辐射、防高温。 按照杨宗福的想法，这个大球可以当做是用来逃生的设备，可以让一个三口之家维持近一年的生活。类似这样的例子还并非中国独有，国外一些“末日避难设备”和场所也频频见诸于新闻。在美国堪萨斯州，开发商拉里·霍尔就将废弃的导弹发射井改造成地下多层豪宅，以“世界末日逃生之所”的名义出售。 “末日情结现在已不是新的概念，而且是一种现象，甚至一些人非常热衷于盲目地传播各种不靠谱的预言，因为他们内心的安全感找不到依靠。”北大心理学系教授沈政说。 2009年上映的科幻大片《2012》，前段时间又披上了“3D”的外衣大肆席卷国内票房，加上玛雅末日预言的盛行，这些都使得一些人会联想近几年来频发的自然灾害，使得末日言论有了更大的市场。 按照瑞士心理学家荣格的观点，人类在生命中的活动经历和经验会沉淀于内心最深处，积淀下来的普遍性精神是潜在的、难以感知的，这就是人类的集体无意识。从这个方面来看，末日情结或许可以理解为一种集体无意识。 在人类早期发展中，面对未知的自然现象、难以抗衡的自然灾害，通常充满了疑惑和恐惧，且难以抵挡，这可能是末日情结的潜意识根源。即便是现代社会的科技、文化有了突飞猛进的发展，人类内心深处的集体无意识却难以从根本上抹掉，仍在影响着思维。 在中科院心理所副研究员祝卓宏看来，所谓“末日”，实际上就是“集体死亡”。人类是地球上最高等的智慧生物，每个正常人从懂事起就知道死亡终有一天会来到。但如何理解和面对“死亡”？对死亡的未知，让人们陷入恐惧。人们都有探索自然真相解释世界的本能，正是这种本能，催生了原始宗教。比如远古时候人们无法理解某些自然现象，就会寻找某种“合理”的解释——神话与宗教，其实都是试图对未知世界作出解释，消解人类因“未知”引发的恐惧。 被局限的思维 如今，互联网好似一位热心的“家庭主妇”，无论你是否愿意，都会将各式各样的“菜品”摆在你的面前。人们因此获悉的信息量呈爆炸式的增长，同时也加速了人们的盲从。因为负面信息往往更抓眼球，传播得更快、更广泛，末日言论自然当仁不让地成为其中之一。 “互联网上流传的许多言论，虽然不严谨，但不可否认代表了一些人的心声。”沈政表示，需要警惕的是，一些人热衷于传播末日言论，其真正的内心，是对于现实的不满，认为自己常常受到不公平待遇，心情压抑，认为社会的制度、自身的发展以及对未来的预期都抱着不看好的心态，他们甚至会希望用一种毁灭的心态来彻底“改变”现有局面。 另外，沈政还谈到，喜欢传递末日言论的人的内心通常较为闭塞。 国内，许多老百姓晚上的娱乐就是看电视剧，而电视剧多数都是家长里短、武侠穿越的剧情更抓眼球，这使得许多人将思考的部分，几乎都放在跟自己的利益相关的狭隘领域里。他们会不自然地去勾心斗角、记仇、窝里斗，不愿意去宽容别人，更不会去考虑地球、宇宙这样的宏观科学概念，变得越来越浮躁，缺乏科学理性的精神。而这就给世界末日流言的传播提供了温床，他们不愿意去判别流言的好坏和传播的结果，有的就是图一时之乐。 中国科学院大学人文学院教授、国际科学素养促进中心中国研究中心主任李大光对此也有类似观点，在他看来，许多人的行为表现出来的文化，不是一种宗教文化，也不是科学文化，而是一种狭隘的、身边的、工具化的文化，关注于自身，眼界不够开阔，不在乎宇宙的形成和环境的变迁这样的问题，而一旦接触到世界末日这样的流言，会没有判别力，热衷于盲目跟风的传播，人云亦云。 “表面上看，出现这种局面的原因在于人们缺乏科学素养，但深层次的原因在于教育的缺位，许多急功近利的教育方式和方法，导致了许多人的知识结构出了问题，从而进一步影响个人。”李大光认为，一个良性发展的社会，人们应该崇尚科学精神，对于各种观点拥有理性的判别能力，而不是随意传播和发泄情绪。末日言论的风传就像一面镜子，折射出了这个时代人们浮躁的内心和惶恐。 《中国科学报》 (2012-12-22 第6版 真相)

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人工情感：你的柔情“我”也会懂

tansuozhoukan 2013-6-24 13:27

“在相当长的一段时间内，情感机器人只能是适应人类情感，跟随人的情感，还只是只认识0和1的逻辑机器。在我们能看得到的未来，机器人还不能拥有真正的人类情感。” ■芮厘 “你好，我是北京科技大学机器人实验室表情机器人”，“你还会什么”，“当然，我会的东西很多”，“我不高兴了”，“我很伤心”。 走进北京科技大学物联网与电子信息系主任王志良教授负责的机器人实验室中，实验桌上摆放着一个能说会道会哭会笑的表情机器人头部。王志良的学生闫纪铮博士通过电脑语音识别系统，向它发出指令，做出各种仿人类表情。这是最近才“出生”的该实验室中的第三代表情机器人。在使用材料和程序设计上有了很多改进。硅胶制作的皮肤已经可以做出很多比较细微的表情，例如高兴、忧伤、惊恐、愤怒等等。“他”的外貌还是依照王志良自己的样貌设计。 闫纪铮介绍，利用脸部编码理论技术，找到人类表情几个基本控制点，通过头部中的舵机驱动，带动连接不同控制点的连杆。而连杆要遵循不同表情的指令，通过不同角度移动或转动，带动硅胶皮肤作出相应的表情变化。 王志良告诉《中国科学报》记者，人工智能从上世纪50年代起步，并未涉及情感计算。由于在心理学就包括了智能、情绪、意识的研究，因此如果人工智能的研究不能涉及情感研究就是不完整的。因此在1997年，美国麻省理工学院提出了情感计算。 在经过上世纪60年代的工业机器人、80、90年代的智能机器人、到现在的服务型机器人，机器人的研究经历3个时代。 当服务型机器人逐渐进入家庭，就决定了情感机器人的发展。情感机器人不仅能够帮助人类管理一些家庭事务，还能够判断主人的情绪并作出相应的反应。 英国赫特福德大学的罗拉·卡纳梅洛博士领导的一项“感知成长”的欧洲机器人项目在2010年制造出“Nao”，一个可以模仿1岁孩童的情绪并可以与善意对它的人结下深情厚谊的情感机器人。 卡纳梅洛告诉《中国科学报》记者，Nao可以观察人的情感变化，模仿人类在婴儿时期学习与他人进行社交和情感互动的行为线索。她认为，未来的生活中，机器人不应该仅仅是教育和使用的工具，而应该和人类一起成长。它们就像婴儿一样，学习周围的环境并逐渐形成自己的行为方式。 她们最终希望能够制造一些可以表现情感、有社交能力，因此可以和人类进行互动的机器人。在与人类的互动中，这些机器人能够察觉人类的一些简单情感，比如悲伤、受挫，并且对这些情感作出回应。但是这要分不同的人，有些人在伤心或者受挫的时候需要这样的机器人让他们高兴起来，但有些人只想自己静静地待着。 如果这样的机器人能够真正地进入人类日常的生活环境中去，在公司、服务业、娱乐界、病人看护、治疗助手等环境中，它们不能再是简单的事先的程序设计，而是要真正地融入真实的生活中去。它们必须能够适应环境的变化，主人的个性，它们合作者的需要。它们在社会中的角色将更加丰富。 这样的机器人更多地被希望能够用于陪伴老人和儿童。目前，王志良教授也在与心理学方面的专家合作，从人工心理学的角度研究情感机器，从而适应人类心理偏好。 王志良说，在相当长的一段时间内，情感机器人只能是适应人类情感，跟随人的情感，还只是只认识0和1的逻辑机器。在我们能看得到的未来，机器人还不能拥有真正的人类情感。 人们普遍认为，下一次的技术革命将是在未来的30至50年后发生，生物科技将成为人类社会文明的一个主要特征。在那时，有可能将硅芯片与生物技术结合，再进行大规模计算，也有可能向人类情感迈进，但完全产生人类情感还是比较困难的。 美国计算机教科书《人工智能》作者提姆·琼斯告诉《中国科学报》记者，与过去不切实际的期待相比，目前的人工智能发展正处在一个很好的阶段。研究真正的机器智能（情感机器）应该继续，尤其是我们越来越了解自己的大脑、情感，以及这些是如何让我们成为自己。“我想距离我们看到真正的情感机器还有很长的时间，而这些问题是值得我们去解决的。” 《中国科学报》 (2012-12-22 第5版 探索周刊)

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人，机器人，谁将主宰谁

tansuozhoukan 2013-6-24 13:25

全自动武器系统，可以在不受人类操纵的情况下对目标自行判断并发动攻击，也被称为“杀人机器人”；美国国家情报委员会预测2030年将出现仿生机械超人；机器人反人类控制是科幻电影偏爱的故事；很多人担忧机器人真的成为人类的终结者。机器人是否就是人类的末日？ ■本报记者 马佳 也许科幻电影太多地描绘了机器人反人类统治而控制了地球的未来，因此引发一些人的不安，担心幻境成真。国际人权组织“人权观察”就是其中之一，2012年11月他们联合美国哈佛大学发表了一份报告，呼吁国际间禁止研发全自动武器系统。这种可以在不受人类操纵的情况下对目标自行发动攻击的武器，也被称作“杀人机器人”。 报告声明：应设立国际性法规禁止研发、生产及使用全自动武器；并采取国家立法与政策制定来约束研发、生产及使用全自动武器。 报告说，这样的军用机器人可能在20至30年内问世；这样的机器人将无法区分军人和平民；包括美国在内的许多国家都对以机器人代替士兵的设想感兴趣。 美军或将研发“杀人机器人” 巧合的是，就在这份报告发布3日后，美国国防部发布了一份关于“全自动武器系统”的指令，据英国《卫报》12月3日报道，指令指出，这种系统一旦激活，即可自行选择和处理目标而不需要任何人的操控。同时将建立相关政策，分配开发和使用自动或半自动武器系统的人的责任。 事实上，这已经不是美军第一次讨论这种武器的可能性，早在2004年美国国防部就已经给研发者亮了绿灯。总的来说，美国国防部希望的是最彻底的实验，从研发到使用到操作者的培训，并确保适用法律的配套，而且确保有人类电脑终端能结束错误任务。当然他们也反复强调了建立有关政策防止任何可能出现的错误而导致系统的失控。 英国《卫报》的特约作者诺尔·沙基在他的评论文章中称，这种反复强调的错误，包括以下几个方面，人为错误，人机交互失败，系统失灵，通信未升级，软件编码错误，敌人网络攻击或渗透供应链，干扰，电子欺骗，敌人的其他行为，或是战场上的意外情况。 诺尔·沙基是英国的人工智能和机器人专家，对于这种“杀人机器人”出现的可能十分担忧。并且他在文章中称早在2007年他就已经在《卫报》发表文章警告国际社会这种机器人的危险性，但至今也没有看到国际上有关于限制杀人机器人研制的立法讨论。 “人权观察”的报告认为虽然目前这种全自动武器还没有出现，而且世界强国包括美国也没有最后下决心发展这种武器。但是高科技的军事正在发展或者已经发展出了能够推动这种全自动武器发展的基石，除了美国，德国、以色列、韩国、俄罗斯、英国、中国都已经具备了这种能力。 一些专家认为，这种武器可能在20、30年内就可完成，甚至是更快。而就在12月10日，美国国家情报委员会作出预测：2030年将出现仿生机械超人。 人工智能会否成为杀人武器 全自动武器系统若要有一定的自行判断能力，就要以人工智能为基础。但随着人工智能的发展，出现杀人机器人的担忧会越来越多，甚至人们也会担心用于其他地方的服务型机器人也可能因为某些错误的出现而导致安全问题。尤其是当人工智能越来越接近人类的智力，甚至拥有了类人的情感。 在专业领域内，一些专家将机器人学和人工智能看做是两个独立的学科。美国计算机科学教材系列《人工智能》作者提姆·琼斯（Tim Jones）认为，机器人学和人工智能是两个独立的领域，但却是相互补充的。机器人为人工智能提供了其他事物所不能提供的物理表现形式。 他对《中国科学报》记者说：“虽然可以通过机器人模拟，了解人工智能应用在机器人上时可能产生的问题，但是模拟容易掩盖一些需要解决的问题。因为，模拟本身是人工控制环境的，而机器人本身和自然环境却是复杂和凌乱的。” 因此，琼斯在他编写的教材中，将机器人学和人工智能分离为两个学科。“机器人学能为人工智能研究带来好处。虽然我们可以制造一个完全不结合人工智能的机器人，这种机器人系统只是按预定程序办事，但它的重要性绝不能与建立一个拥有智能的机器人系统相比。” 当人工智能越来越高级，拥有人工情感、类人情感就成为一个必然的方向。琼斯也告诉《中国科学报》记者，没有情绪的机器就不能称之为拥有真正的人工智能，但不是所有的情绪对机器都是有利的。如果一个机器能够展现愤怒或嫉妒这样的情绪那就隐藏着危险。他说：“拥有情感能让机器感知用户的情感。能表达和能感知情绪都是有必要的，但是这也会导致新的问题。” 北京科技大学物联网与电子工程系主任王志良告诉《中国科学报》记者，对于机器人或者是人工智能的研究一定要有一些制约，或者是准则来约束研发类似杀人机器人是非常必要的。因为全自动武器是很容易做到的。 比如美国的无人机，在长时间飞行中，通过高精度的影像技术，可以将敌人的行为完全掌握。而武器的高精度打击，或者称为定点手术都已经是非常成熟的技术。 科幻电影中经常出现机器人拥有的一定水平的智能后，开始不断学习人类的思维方式，学习人类的知识，甚至产生控制人类的“野心”，或是对既有法则的过度分析后以保护人类的名义而反人类。 王志良说：“当机器拥有了一定的学习能力，我们必须在人文或是法律上有这样的制约，不能够将权力全部交给机器人，这绝对是有风险的。尤其是在机器人渐渐普遍进入家庭，如何保证安全非常重要。” 人类智慧难超越 机器“逆天”无可能 早在1940年，科幻作家阿西莫夫就提出了著名的“机器人三原则”：1.机器人不应伤害人类；2.机器人应遵守人类的命令，与第一条违背的命令除外；3.机器人应能保护自己，与第一条相抵触者除外。 这是给机器人赋予的伦理性纲领。学术界一直将这三原则作为机器人开发的准则。而王志良认为这个三原则已经越来越适用于机器人和人工智能的研究。 很多科幻电影中，还是会在最后揭示出，机器毕竟是机器，它们获得的“思维”还是基于人类的程序设计。人最终会通过自身更高级智慧重新掌控机器。 在业内，人类智能和机器智能通过两个词语区分，即“湿智能”与“干智能”。人类以及动物的大脑都是生物基础，有血液等等，因此被称为湿智能，而机器人的大脑都是由集成电路等固态的东西组成。王志良说：“物质构成的不同，决定了它们能够产生和表现出来的性能肯定是不一样的。” 从海洋到大陆，从水生生物到陆地霸主，人类的大脑是经过几亿年的变迁与进化，才拥有了今天这样的智慧，而机器人的研究只不过几十年。 英特尔（Intel）创始人之一戈登·摩尔提出的摩尔定律指出当价格不变时，集成电路上可容纳的晶体管数目，约每隔18个月便会增加一倍，性能也将提升一倍。 虽然现在硅电路（集成电路）的运算速度越来越快，存储量越来越大，但王志良告诉《中国科学报》记者，集成电路的这种发展已经经过了几十年，可能在十年后就会达到极限。即使做到极限，与人的大脑也是无法比拟的。“因此，机器人拥有能够战胜人类的智慧这种事是无须担忧的。” 提姆·琼斯也说：“我不认为机器人有任何可能成为人类的威胁，尤其目前在研究中还有很多未能解决的问题。实际上那个人类本身就是一部令人惊叹的机器。面对很多不能解决的问题，人类自身的归纳能力以及解决新问题的能力都超越了任何的机器。” 琼斯表示，作为人类，我们今天能够从人工智能获得很多利益，更有助于人类自身的扩张。在人工智能研究的早期阶段，其目标就是发展能思考的机器，在某些领域还渴望让机器人能拥有这样的智能。 但实际上，现阶段的人工智能研究已经趋于更实际的目标，都是有利于目前技术的发展和改善我们的生活。知识的分类和开发传播已经是在线即时的，这让我们能够不断地扩大学习范围。这让人类变得更加聪明，当然也有少数人认为网络降低了我们的智商而且从根本上改变了我们的思维方式。虽然这是在建立虚拟和实体智能时一定会伴随的危险，但也是我们必须做的。 《中国科学报》 (2012-12-22 第5版 探索周刊)

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幼师虐童为哪般

tansuozhoukan 2013-6-18 14:45

接二连三被曝光的幼师虐童事件，不断冲击着人们的道德底线，对肇事者“严惩不贷”成为了这个社会应有的态度。然而，除了呼吁用法律来保护孩子，不能忽视这群正在“职业倦怠”中挣扎的年轻人。有时，社会如何对待他们，他们便如何对待孩子。 ■本报记者 胡珉琦 浙江温岭一名男童的双耳被扯变形，整个人被悬空拎起，他在大声哭闹，肇事的女幼师却一脸笑容； 山西省太原市的一名幼儿园女教师在短短的十几分钟内狂扇一名五岁女童几十个耳光； 西安一家幼儿园园长用火钳把孩子们的手烫伤； 广东番禹一幼儿教师狠摔4岁女童致生命垂危…… 近来，随着浙江温岭幼师虐童案的持续发酵，接二连三被曝光的类似行为在不断冲击着人们的道德底线，于是，老百姓习惯性地群起而攻之。就行为本身而言，严惩不贷是社会应有的态度，但对这个职业群体而言，非正常的心理状态也许更需要求得剖析和理解。 虐童是不当的心理防御机制在作祟 北大生理心理学教授沈政认为，浙江温岭蓝孔雀幼儿园女教师颜某的行为还没有达到“反社会变态人格”用毁灭的残暴方式进行道德反叛的地步，但是，在他看来，颜某的人格是存在扭曲的。 “容易冲动，攻击性强的个体往往具有一定的生理心理基础，与大脑结构、神经递质的合成代谢有关。”这也意味着，有些施虐者似乎就是天生的。 除此之外，她童年以及后天的经历也许曾让她受伤过，这样的记忆会让她在特定的情境下，用曾经遭受的方式“回馈”给对方。当然，更有可能的是，工作、生活中的负面情绪积累到一定程度，便不可遏制地爆发出来。 沈政说，每个人都拥有一套属于自己的心理防御机制，不论是受到伤害还是遇到挫折，人们潜意识中会采取一些方式来保护自己、纾解压力，让自己的心理达到一种平衡。 “正常情况下，向外界倾诉或是发牢骚，运动或是娱乐，都是发泄情绪的合理途径，但拥有“变态人格”的个体要么属于抑郁类型，严重的比如自杀，要么则是向外攻击型。” 有媒体报道，去年8月颜某结束了一段让她十分刻骨铭心的恋情，尽管警方认为“因情感问题导致虐童”的说法并不属实，但去年11月她在微博中写道：“对某些人的火全发泄在学生们身上，烦。”可见，颜某的确想过要拿孩子撒气。 在恋爱中，颜某掌控不了对方，获得不了安全感，可面对孩子，她就是权力的掌控者，通过虐待孩子从而获得内心的补偿或者替代。“人总是习惯性选择向最弱的一方转嫁自己对强者的愤怒。”沈政这样解释。 然而，面对自己的行为，颜某完全意识不到这么做的来由和目的，这意味着，她对于让自己产生负面情绪比如挫折感的原因认识并不清楚。这就不难解释，为什么欺负孩子在她看来仅仅是因为“好玩”。 职业倦怠在吞噬幼师的心理健康 早在2010年，媒体曾报道过一起家长偷拍幼儿园的事件。 3岁的男孩去幼儿园的第一天还是好好的，但此后几天，只要一上幼儿园就哭闹。“是不是孩子在幼儿园有什么遭遇？”于是，家长将一台微型摄录机挂在孩子身上一探究竟。 透过镜头，站在午休室里的男孩不停地哭泣，而同时哭闹的一个女孩被老师一把薅过，拽出屋外。男孩还没学会自己拖鞋上床，老师不但没有耐心帮忙，还大声呵斥。就在两个孩子持续十几分钟的哭声中，竟没有一位老师上前安慰。 这种对孩子冷言冷语、不理不睬的情景跟近来持续发酵的虐童事件，可以算是“稀松平常”了。“但是，这种冷暴力其实已经构成对孩子的‘心理虐待’了。”中科院心理所研究员王文忠告诉记者。 “极端行为的出现毕竟是个案，不过，粗暴的、缺乏耐心的老师在幼儿园一直都存在，尤其是在民办园。”曾是中科院第三幼儿园园长的海淀区学前教育研究室研究员吴采红并没有回避这个问题。 慈眉善目、和蔼可亲的传统教师形象为何裹上了如此冷漠的外衣？也许，从颜某同事对其的评价中，可以找到一些蛛丝马迹。 颜某最初工作还是很努力的，接着变得不好不坏，再后来就有点混日子的感觉了。颜某自己也说过，并不喜欢自己的工作，赚得少，要求又严格，就当当一天和尚撞一天钟了。 这样的感受自然不只有颜某才有。早在20世纪70年代，美国精神科医生弗登伯格就发现，在一些服务型行业，因为职业的紧张、压力，而出现精神疲劳、情绪抑郁的人越来越多。这种像病毒一样可以吞噬人精力、情绪的，就是职业倦怠。 “教师的工作很特殊，需要常年的、持续不断的情感投入，尤其是幼儿教师，面对的还是一群最需要保护，同时又最不容易沟通的孩子。”吴采红说，在幼儿教师队伍中，倦怠的心理非常普遍。 北京师范大学心理学院教授、教育心理与心理健康研究所所长伍新春曾对教师职业倦怠作过详细的研究。在其所著的《教师职业倦怠预防》一书中，记者注意到，因工作对象的特殊性，教师的倦怠带来的后果更严重。 起初，他们工作热情完全丧失，情绪衰竭。这时候，老师会变得没有同情心，他们用冷漠的、讥讽的方式来对待孩子。“你就是白痴”、“你这孩子无药可救”，这样的言语伤害在他们看来完全不值一提。 紧接着，他们把自己从孩子、家长、同事的关系中孤立出来，甚至影响自己的婚姻，和与自己孩子的关系，充满了批判，常常迁怒于他们。这是一种非人性化的状态，严重时，还出现虐童这样的极端攻击行为，找“孩子”开刀。 可即便这样的发泄方式，已经出现倦怠情绪的个体最终还是会对自我评价产生质疑，觉得自己再也没有能力可以胜任这个工作，甚至丧失了自尊，这样一来，距离离职、转行也就不远了。 在调查中，记者发现，目前尚没有一项大规模的统一的针对幼师职业倦怠的调查，不过，北京师范大学曾对北京市50所不同体制幼儿园的447名教师进行了问卷调查，结果显示有明显倦怠倾向的幼儿教师比例达59.5%。 职业倦怠来源之一：后青春期遇上叛逆期 社会普遍认为，教师这种职业，成天跟可爱的孩子在一起，环境简单，工作独立又稳定，可以享受长假，还受人尊敬。但也许，这只是一种美好的假设。国外研究早就已经证明，教师的现实工作环境和心境，让这种职业成为倦怠存在的最为严重的领域之一，幼儿教师更是如此。 “3~4岁是孩子生命中的第一个逆反期，他们所逆反的对象是父母或者其他的养育者，这其中就包含了幼儿园老师。”儿童艺术治疗师、北京昭良心理咨询中心主任咨询师林晓解释。 “同时，3~6岁也是孩子构建自尊心的阶段，随着年龄增长自尊心在快速递增, 三岁的孩子只有10%，四岁就可以达到60%，6岁则达到90%，这个阶段的自尊心会让孩子产生所谓的个性，孤僻的、自信的等等。” 众所周知，在逆反期，孩子喜欢听表扬的话，希望家长和老师都能给予自己表现的机会，让自己表现出长大了什么都能行的举动，因此，常常会对家长和其他抚养人对着干。 而同时期，刚毕业进入幼师队伍的又是哪些人群？ 幼师学前教育在中国不纳入义务教育体系，对于幼师的职业资质要求自然低于义务教育和高等教育的教师。吴采红说，一般幼儿园老师都以中专、大专毕业的女孩子为主。 “十八九岁刚成年的女孩，内在心理还处在发育阶段，没有社会经历，不懂社会责任，抗压能力有限，情绪控制不好，甚至还有些小叛逆。”林晓这样形容她们。 “从独生子女成长起来的后青春期少女遇到了一群低年龄段却又越来越有个性的叛逆孩童，没有冲突几乎是不可能的。” 很少有人注意到，幼儿园这种相对封闭的环境在一定程度上会影响还在成长成熟期的年轻老师的心智发育，内心的成长停滞了，面对工作压力和情绪刺激的反应，就会用幼儿的思维方式和处事方法来对待。 林晓发现，近来曝光的多起虐童事件中施虐者几乎都非常年轻，温州虐童事件当事人颜某不过20岁。“人们忽略了，很多幼师从心智上来说也还只是个孩子。” 职业倦怠来源之二：“孩子王”身心疲惫 “跟义务教育和高等教育特点不同，学前教育的定位是保教结合，除了教育，很重要的是保护幼儿的健康，但他们的辛苦并不为人们所熟知。”华东师范大学基础教育改革与发展研究所副教授鞠玉翠表示。 一位从事幼师教育工作已近十年的老师在网上坦言，上班时间很少在8小时以内，平均每天在10小时左右。虽然《幼儿园工作规程》规定，小班每班人数25人，中班30人，大班35人，但很多民办园都有超标现象，而老师的配备一般都在2~3个，幼儿园对于老师的规定是，必须让每一个孩子纳入自己的视线。 除了各种案头工作、培训、评估，应对各种检查，安全压力是最让幼师精神紧张的，因为每个孩子的生命健康对每个家庭来说是最重要的，一旦犯错就可能造成不可弥补的后果，因此，幼儿园一般对安全事故也采取“一票否决”的办法。有的老师甚至吐槽，因为总在担心班上的孩子出事故，连做梦都是这些事，神经衰弱是常有的。 更何况幼儿园的孩子在一起打打闹闹，喧哗声很厉害，吴采红说，在业内，一般刚进入幼师队伍的人容易出现声带小结、听力障碍，几年之后，习惯了这种工作环境才会慢慢好转。 “一家几口人围着一个年幼的孩子转尚且累得够呛，2~3个老师面对一群孩子，身心疲惫是可想而知的。” 职业倦怠来源之三：倾其一生只是高级保姆 终其一生为一项事业付出，它的内在支撑源自自我价值的实现，这也是马斯洛需求理论的最高层。可对幼师而言，即使在物质需求层面就无法得到满足。据吴采红透露，一个普通正规幼儿园的本科学历幼师，在工作3~4年之后的月工资收入在3000~4000元，而好多民办园幼师薪资待遇在3000元/月以下。 除了情感持续投入却换来的廉价回报，社会对于幼师并不像中小学、高等教育的教育工作者那般尊重，传统观念中幼师只是一个高级保姆，地位远比不上前者。 就算对以上这些统统不在乎的老师，也一定希望通过孩子的成长来体现自己的价值。但是，孩子的成长是一个相当漫长的过程，尤其在幼儿阶段，孩子成长所带来的成功和收获是很难显现出来的。因此，幼师这个职业的社会效益比中小学、高等教育的教师要相对滞后，有时候甚至很难得到承认。 对工作的挫败感，再加上社会对于这个职业支持的匮乏，很难让这个职业群体产生自信、满足和认同，对职业的情感投入自然也就减少了。 《中国科学报》 (2012-11-24 第8版 真相)

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碘的地理分布

tansuozhoukan 2013-6-18 14:40

俗话说：“一方水土养一方人”，碘的分布也并不均匀。 2007年，中国疾病预防控制中心地方病控制中心在全国范围对水碘含量进行了调查。发现在全国11个省份中的129个县有高碘饮水井，其中，除福建、新疆外，均存在高碘地区，河北、河南、山东、江苏、安徽、北京、天津7省市的高碘地区基本连成一片，位于黄河泛滥区，呈蝶型分布。山西和内蒙的高碘地区独立存在。其中山西的高碘地区范围较大。 2010年，中国地质调查局水文地质环境地质调查中心对华北平原地下水碘分布情况进行了调查。 根据埋藏条件、循环特征和滞留时间，华北平原地下水可分为浅层地下水和深层地下水。浅层地下水一般分布于地表以下120~170米，深层地下水在山前是100米以下，到了东部平原就达到550米深。 调查发现，华北平原深层地下水碘含量高于浅层地下水，深层地下水碘含量最高达到10600微克/升。山前地区为低水碘地区，而华北平原的东南部和东部的冲湖积平原和黄河的冲洪积平原的水碘含量较高。其中，天津大港为600微克/升，塘沽为900微克/升，河北廊坊为1800微克/升，沧州为900微克/升，衡水—邢台—邯郸一线东南地区为1800微克/升，山东聊城—德州一线西北地区为1200微克/升，豫北平原东南部地区为600微克/升。 这些高水碘地区究竟是怎样形成的呢？调查认为高水碘地区成因与冲积和近海有关。 这些地区因河流下游的地形梯度减小，沉积物中黏土和动植物残骸容易积聚，导致有机质含量增多，吸附碘的能力增强。 其次，华北平原近海地带，历史上曾发生几次海侵，沉积了海相地层。自全新世以来，沿海地带经常受风暴潮影响，海水沿河道倒灌，浅层沉积容易被海水浸泡，使沉积物中可溶碘含量明显增大。 此外，大气中碘含量分布也有差异，越靠近渤海大气含碘量越高，这样，降水中的碘含量也会增加。 《中国科学报》 (2012-11-24 第7版 调查)

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碘之惑

tansuozhoukan 2013-6-18 14:37

■本报记者 魏刚 11月16日，记者来到北京最南边的大兴区榆垡镇，这里与河北省遥遥相望，跨过永定河再往南4公里就是河北省固安县。 历史上，这里曾是黄泛区的边缘。中国疾病预防控制中心地方病控制中心碘缺乏病防治研究所所长刘守军告诉记者，这里是北京的高水碘地区。2007年地方病控制中心调查发现榆垡地区的饮用水碘含量超过150微克/升。 在刘守军看来，包括榆垡在内的高水碘地区，必须停用碘盐，供应无碘盐。 在镇里的榆垡村，土生土长的村民老张却从来没见过无碘盐，“平时吃的都是加碘的盐呀，不是说加碘对身体好吗？” 在榆垡镇的德榆超市，货架上摆放的都是中盐北京公司生产的加碘盐，售货员告诉记者，这里的盐只有高钠、低钠之分，从来没听说过食盐不加碘，人吃的盐都要加碘，不加碘的盐肯定是工业用的。 而在附近的首都师范大学科德学院，几位学生告诉记者，学校食堂炒菜用的盐都是加碘的。 碘过量也会增加甲状腺疾病风险 “在高水碘地区食用碘盐，肯定会增加甲状腺疾病的发病率。”自从2009年女儿得了甲状腺肿后，民间学者慕盛学就开始关注碘盐问题。 慕盛学的女儿居住、工作在北京大兴区亦庄，如今甲状腺肿越来越厉害，只能靠吃药控制，医生告诉她，她的病与碘过量有关。她周围的同事有20%的人也得了甲状腺肿。 高水碘地区与甲状腺疾病的关系在上世纪70年代就引起研究机构的重视。在中国疾病预防控制中心地方病控制中心2007年发表的《全国高水碘地区地理分布及高碘地区水碘等值线研究》一文中谈到，20世纪70年代，在河北地区发现高碘性甲状腺肿流行，之后陆续发现一些高碘性甲状腺肿的报道。 2011年，山东省地质调查院联合山东省地方病防治研究所对山东省内黄河下游流域高碘地区进行了调查。调查涵盖鲁西南、鲁西北、鲁北平原的7市44个县606个乡镇的3000个村。其中38个县的288个乡镇被划定为高碘地区，涉及人口1400多万。调查还发现高碘地区甲状腺疾病与饮水碘含量呈正相关关系。饮水中碘含量高的地区，儿童尿碘、儿童甲状腺容积、儿童甲状腺肿发病率等指标高，饮水中碘含量低的地区则相反。 调查还特意提到，这些地区地质中碘含量高，因此，在这些地区不应再推广食用加碘盐。 碘过量与甲状腺疾病的关系也引起了国家粮食局标准质量中心高级工程师谢华民的关注。她告诉记者，根据《北京市2011年健康白皮书》的数据，北京市甲状腺癌发病率近9年增加了两倍多（225.2%），去除年龄因素影响后，年均增长14.2%。高居各种癌症增长率之首。 在她看来，这与长达18年的全民强制过量补碘有很大关系。从1994年中国颁布《食盐加碘消除碘缺乏危害管理条例》全民补碘开始，最高时食盐中碘含量达到了60毫克/公斤（60微克/克）。2002年时，我国成年人人均食盐消费量是每日13克，那么碘的每日摄入量就是惊人的780微克。而世界卫生组织推荐的13岁以上人群的碘摄入量是每日150微克。而当时中国人的碘摄入量是世卫组织推荐量的5倍多。 有些人士将每日150微克的推荐值曲解为“最低值”，这是完全错误的。推荐值当然是最佳值，有推荐“最低值”的吗？ 实际上，碘的摄入量对甲状腺激素分泌量的影响呈U形分布，过高或过低的碘，均可能引起甲状腺功能的异常。 联合国儿童基金会、世界卫生组织和国际控制碘缺乏病理事会规定的尿碘中间值建议选取8至10岁儿童作为样本：100～200微克为碘充足，200～300微克为碘过量，300微克以上为碘超量。 但是根据卫生部最近公布的报告，2011年上半年在北京调查了3个乡的249名8～10岁儿童的尿碘中位数，其中超过200微克的占28.9%，超过300微克的占16.1%，甚至还有5.6%的儿童尿碘中位数超过500微克。 中日友好医院内分泌科主任医师李光伟也感觉现在得甲状腺疾病的人确实增多了，当然，这有人们健康意识提高、体检技术先进的因素，但是在高水碘地区，如果继续补碘，肯定会增加患甲状腺疾病的风险。 刘守军也告诉记者，为了降低碘过量的风险，可采取循序渐进的方式。瑞士的食盐加碘是从低到高逐步进行的。他们先从8毫克/公斤加起，经过一段时间食用后没有副作用，再加到16毫克/公斤。而我国是从高加起，之后再逐渐往下减。 新碘盐标准仍然补碘过多 从1996年至今，中国碘盐标准经历了四次调整。今年实施的新标准，把加碘量改为20~30毫克/公斤，具体数值由各省决定。很多媒体欢呼食盐加碘一刀切结束了。 但是谢华民认为，即使按照新的国家标准，中国民众每天吃的碘仍然过多。今年3月15日新标准实施后，大部分省份选择25毫克/公斤。河南、湖南、四川选择了30毫克/公斤。2002年时，我国成年人人均食盐消费量是每日13克，北京市的最新数据降到了每日9克，但陕西省仍高达每日17.8克。 即便按照9克计算，北京市民每天从盐里摄取的碘就达到了225微克。还有水中的碘约15微克（北京市水碘约在8～9微克/升，成年人每天摄取2升水），加上各种食物中的碘，甚至空气中都有碘。实际摄入的碘量至少250微克，远超世界卫生组织推荐的每日150微克。 而且目前对新标准的执行，凡是水碘低于150微克/升的地方，一律强制供应碘盐。如果某地水碘是140微克/升，成年人每天食用两升水，已经280微克碘了，再食用10克盐，加上250微克碘，每天的碘摄入量就达到了530微克，为世界卫生组织推荐标准3.5倍。 刘守军也承认目前北京市选择的标准是25毫克/公斤，而北京居民的人均每日食盐消费量是10克，这样计算每人每天的碘摄入量是250微克，确实超过了国际标准。 有一种说法，烹饪会损失30%的碘。谢华民认为这种说法是不正确的。原来说烹饪有损失是指碘化钾，现在的盐中用的都是碘酸钾，要达到560℃才开始分解。而烹饪温度远远低于这个温度，怎么可能有损失？ 而且一些地区要买到无碘盐很难。每隔一段时间，居住在房山区窦店的慕盛学就会坐车到市里中盐北京公司的无碘盐销售点买一些无碘盐给女儿送去。 “但是这只能起到一点点作用，因为在单位食堂、外面的餐馆炒菜用的仍然都是加碘盐。” 记者在中盐北京公司的网站上看到无碘盐的零售店只有崇文门新世界商场、海淀华光商厦、甘家口大厦地下超市等19家。这与北京上万家零售店的总量相比，实在少得可怜。而无碘盐的价格又比加碘盐贵将近两三倍。 高碘与缺碘地区的中间地带被忽略 在慕盛学看来，由于大自然的原因造成了全世界各地的碘分布不均匀。有的地方缺碘，成为缺碘区；有的地方富碘，成为高碘区；但也有很多地方既不缺碘，也不富碘，这些地区叫适碘区。 全世界的范围内，缺碘区和高碘区都是少数地区，因此都被称为“地方病”。调查表明全世界70%左右的地方都是适碘区。 但是现在有关标准中没有适碘区的称谓和相应措施，不是高碘区就是缺碘区。这种非此即彼，非高即低的做法是明显不科学、不现实的。 2010年山东省地方病防治研究所对山东省境内的缺碘地区进行调查，发现并非所有之前划定的碘缺乏地区都符合碘缺乏标准。从地理上看，山东省的“适碘”地区基本呈两种状态。一种是散落存在沿海地区，如山东的荣成市、潍坊的寿光市等；另一种存在于碘缺乏与高碘地区的过渡带上，如济宁的嘉祥县。 其中位于渤海湾畔的寿光市历史上被划为碘缺乏地区，一直供应加碘盐。但2008年调查发现，当地儿童及育龄妇女尿碘中位数分别为282.7微克/升和321.7微克/升，已经呈现碘过量状态。 调查结果还显示，位于黄海海滨的烟台福山区以及威海市的大部分地区水碘中位数适中，但这些地区儿童和育龄妇女尿碘中位数较高，可能与这些地区居民食用海产品较多有关。 对此，山东省地方病防治研究所指出，国家对于碘缺乏地区和高碘地区的划分都有明确标准，但对于从10~150微克/升水碘范围没有统一称谓，导致大量此类地区在消除碘缺乏病优先的原则下，被划分到缺碘地区而供应碘盐。 而中国疾病预防控制中心地方病控制中心2007年发表的《全国高水碘地区地理分布及高碘地区水碘等值线研究》一文中也谈到，在调查的高水碘地区中，有570个乡因为水碘值低于150微克/升，而没有被划为高碘地区，但是因为这些乡存在高碘饮水井，必然有部分居民饮用高碘水，而且这些地区不在供应无碘盐范围内。 全国人大代表、浙江省政府参事卢亦愚曾经连续三年在全国人大会议上提交关于改变补碘一刀切的提案。 他告诉记者，几万年的自然进化说明自然盐完全可以满足大多数人生活的需要，人为破坏自然的平衡不一定是好事。而碘的分布在自然地理环境中也并不是非高即低的。浙江省曾作过专项调查，发现省内有高碘地区，有缺碘地区，也有碘适量的地区。他建议应该根据不同地区特点因地制宜，区别对待。可先在沿海地区试点开放无碘盐，过5~10年后再作调查与现在进行尿碘、甲状腺疾病的对比，并根据结果进行相应调整。 让人们拥有选择盐的权力 在谢华民看来，“真理和谬误只差一小步”，世界上很多国家也在食盐中加碘，但是只有我国全面禁止食品业和餐饮业使用自然盐。她曾发邮件询问过澳大利亚政府在食盐加碘上的做法。 澳大利亚食品安全机构的朱迪·坎宁安博士指出，在澳大利亚，只有面包里必须添加碘盐，对除此之外的餐饮业和食品加工企业并没有强制规定必须在食品中添加碘盐，是否添加碘盐是企业自己的选择，正如消费者也可以自由选择碘盐和无碘盐一样。但数据表示，大多数的食品生产企业并不使用加碘盐。 在2007年澳大利亚关于儿童食品的全国调查中，有大约三分之一的消费者选择加碘盐。澳大利亚也没有针对不同的地区供应加碘盐或无碘盐。在2012年澳大利亚食品标准中，食盐允许添加的碘化合物的量是25毫克/公斤至65毫克/公斤之间。 在澳大利亚的超市中，绿瓶装的碘盐和红瓶装的无碘盐都有销售，包装大小、价格完全一样，人们可以自由的选择。 今年卫生部等八部门联合发布的《关于做好实施食用盐碘含量标准工作的通知》中要求各地将人群尿碘水平控制在100~199微克/升，在谢华民看来，这相当于要求人群的身高与体重比例都控制在一定范围内，这显然不是政府应该强制管理的事项。 政府应该做的，仅仅是把各地的水碘浓度告诉老百姓，同时提供无碘盐和各种浓度的碘盐让老百姓根据自己的情况自由选择。对于每个人来说，“人群的平均值”是毫无意义的，要把补碘由国家强制推行变成民众个人的事情，应在全国放开自然盐供应。应该让每个公民对自己的碘营养状况负责。 在谢华民看来，目前的当务之急是解除餐饮业食品业必须用碘盐的禁令，使得患各种甲状腺疾病不宜再补碘的人能放心在外就餐和食用各种含盐食品。 “已经发生的，覆水难收，现状应该尽快改变，不应再拖延了。” 《中国科学报》 (2012-11-24 第7版 调查)

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明胶简史

tansuozhoukan 2013-6-18 14:32

◆8000年前，中东地区，穴居人洞穴中，早已开始食用熟食的人类，在煮食动物组织时，偶然发现了具有黏性的胶质。 ◆5000年前，古埃及人利用动物胶质的黏性与木质胶混合作为家具粘合剂。 ◆17世纪前，明胶作为一种奢侈品，在宫廷和贵族中风靡了几个世纪，主要是用来作为酱料。 ◆拿破仑时期（大约16世纪末17世纪初期），明胶成为一种普遍食品。 ◆1803年，明胶作为一种有营养价值的蛋白质被系统研究，法国军方试图用明胶替代肉类中的蛋白质。但明胶缺乏必需的氨基酸，无法合成人体所需的全部蛋白质。实验失败。 ◆1834年，法国药剂师弗朗索瓦·莫特制造出明胶囊，获得专利。他把一个充满水银的很小的皮袋子放入明胶浓缩液中，冷却干燥后，去掉覆盖在皮袋子上薄薄的一层膜，就是最初的胶囊。这些胶囊使药物不再有苦味，而且使药物免受冷、热和湿度等外界环境影响。 ◆1845年，美国人彼得·库珀（Peter Cooper）首次发明了凝胶状点心并获得专利。 ◆1860年以后，明胶的工业价值被发掘，美国计算机服务公司发明了一种微胶囊，把特殊染料包覆其中，然后涂抹在将要写字的纸背面。笔或者打字机键的压力使胶囊破裂，释放出无色的墨汁，而涂抹在复印纸正面的特殊物质可以使墨汁显现，复写纸就出现了。 ◆1880年，由明胶感光乳剂涂布的感光片投入使用。 ◆1897年食用明胶产品加入水果香料，并被命名为“吉露果子冻”，目前在美国年销售近30亿盒；20世纪初，美国发明果汁软糖；30年代发明全球闻名的橡皮小熊糖；70年代生产出水果酸奶酪，后来均风靡全球。同年，美国礼来公司将粉末状或颗粒状的药物填充到很薄，并且由两部分构成的硬明胶胶囊中。 ◆1931年，世界上第一台自动连续生产软胶囊的机器被发明，由此拓宽了明胶的应用领域。这种机器至今仍在使用，全球大部分胶囊都是这样生产出来的。 ◆1940年以后，明胶在医学领域的使用价值越来越高。明胶中的活性物质能参与皮肤伤口愈合过程中的炎症反应，促进伤口愈合。在紧急医疗中，以明胶为基料的物质还可以代替血浆或者增稠血浆。这项研究始于第一次世界大战期间，到第二次世界大战大规模被应用。如今，明胶溶液类代血浆仍有广泛的应用。 《中国科学报》 (2012-11-24 第6版 新知)

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“人体明胶”流言

tansuozhoukan 2013-6-18 14:21

明胶在日常生活中，广泛应用于工业、医药、食品行业当中。人类基因看起来与明胶毫无关系，而科学家却利用基因工程，将它们变成一体。通过人工手段获得的人类胶原基因片段，搭上酶这趟顺风车，进入一种叫做“毕赤”的酵母，大量繁殖，成为人源明胶。 ■本报记者 马佳 近日，一则消息在很多知名网络媒体中热炒，名为“科学家将利用人体DNA制成明胶食品”的新闻，标题惊悚，引发热议，人体DNA制成的明胶食品谁敢吃？《中国科学报》记者追踪溯源，找到了这条消息的最初来源。实际上这是发表在2011年5月的美国化学协会《农业与食品化学杂志》上的一篇论文，探讨一种新的生产明胶技术，利用经过改造的人类基因“注入”一种酵母，从而生长出经过基因改良的人源明胶。 人源明胶≠人体明胶 记者找到这项研究的团队负责人北京化工大学生命科学与技术学院教授陈劲春，但陈教授对于目前媒体过分的炒作表示十分无奈，拒绝了采访。 实际上，人源明胶技术的最基本原理就是基因重组技术。复旦大学生命科学院教授李瑶告诉《中国科学报》记者，基因重组技术已经是一种非常成熟的基因工程手段。最基本的原理就是，将需要重组的基因片段，通过克隆或者人工合成的方法获得，之后插入某种载体，比如酶。这就是一种基因的重组方式。为了繁殖目标产品，将重组基因在植入宿主进行繁殖。由于实验或者生产的目的不同，宿主也是有选择的，有些用酵母，也有可能使用某种细菌，比如大肠杆菌。 在人源明胶的实验中，需要重组的基因片段就是人源明胶基因，也就是人类自身产生胶原蛋白的基因，目前常用的是人类体内产生I型胶原蛋白基因的一种。载体是一种羟化酶基因，宿主是毕赤酵母。 虽然源自人类基因，但所生产出的重组人源明胶并非人体明胶。目前，世界其他国家已经有一些相关产品应用在制药领域。以色列以及美国各有一家公司。在以色列公司Prospec的官方资料中，记者看到，他们所使用的是I型胶原蛋白基因片段，并非直接取自人体，更不是直接从人体组织提炼。这种基因片段通过从基因序列上的克隆，甚至人工合成就可以直接得到。 简言之，就是通过人工手段获得的人类基因片段只需要坐上酶的顺风车，进入宿主毕赤酵母中去安营扎寨，进行大量的产品繁殖。 李瑶告诉《中国科学报》记者，基因重组技术在制药行业已经是非常成熟的。与自然界获得的材料的有限性和不稳定性相比，通过基因重组技术生产的产品，由于其具有可控性，在工厂中可以大规模的稳定生产。 传统明胶直接来源于动物组织 明胶在《中国药典》中的定义为动物的皮、骨、腱与韧带中的胶原经不完全酸水解、碱水解或酶降解后纯化得到的制品，或为上述不同明胶制品的混合物。明胶是浅黄色的胶质，主要成分为蛋白质。按用途可分为食用、药用、照相及工业四类。 中国日用化工协会明胶分会秘书长姚龙坤告诉《中国科学报》记者：“目前生产明胶的主要原料就是猪、牛的皮和骨，骨制的明胶多数用牛骨。目前还有一些地方在实验鱼皮明胶。在生产过程中，需要经酸或碱将皮或骨中的胶原水解，并在低温水中（通常为50至60摄氏度）溶胀形成凝胶。” 目前的大生产工艺经过长期的应用已经固定，现在已经没有太多变化。“通常不断有技术革新的主要是生产明胶的后工序，”姚龙坤说，“精炼、提纯、烘干等技术都在不断的创新。尤其是对于食用和药用的明胶。” 人类使用明胶的历史可以追溯到8000年前，中东地区的穴居人就已经可以从动物组织中提取黏胶。3000年后，古埃及人把这种黏胶和木质胶一起作为家具黏合剂。同时，当时的人类已经从中发现了明胶的食用性，冷却后凝固的动物提取物成为一种新的食品，也就是食用明胶的雏形。 从1845年，美国人首次发明了凝胶状点心并且获得了专利，食用明胶就开始在食品中占有一席之地。 姚龙坤告诉《中国科学报》记者，虽然明胶是纯度较高的蛋白质，含有85%～90%的蛋白质，0.3%～2%的矿物质，9%～12%的水分。但不论是食用还是医用明胶主要都是利用它的物理性质而非化学性质。食用明胶在食物中主要都是为了调理产品的效果，比如定型，改善食物的口感。 如今明胶大量使用在生产点心、棉花糖、糖果、冰激凌和其他食品。药用方面主要是胶囊，在药用的针剂当中也作为稳定剂使用。“目前，在医学方面，明胶也在用于代替血浆（即人造血浆）的制造中。”姚龙坤说。 人源明胶替代 传统明胶尚需时日 《中国科学报》记者在采访《农业与食品化学杂志》出版方美国化学协会科学联络负责人迈克尔·伍兹（Michael Woods）时，他说，在收到陈劲春的论文后，他们就第一时间发布了新闻，并表示，人源明胶很有可能替代每年生产的30万吨动物明胶，取代所有产品中使用的动物明胶，比如食品。 对人源明胶和动物明胶的优势及劣势，《中国科学报》记者在以色列公司Prospec的官方资料中了解到，传统的明胶生产工艺，生产出的动物胶中的蛋白由不同大小的多肽片段组成，并且呈现出不同的凝胶作用的性能，使其产生多变性。这些性质往往都取决于这些明胶是通过何种方式提取出来的。 而且目前应用在一些药物针剂和液体生物制剂中的明胶，必须通过额外的工艺进行提纯，防止明胶在最终的针剂或者生物制剂中发生不必要的凝胶作用。对于正在使用这种纯天然的明胶生产产品的厂商来说，这已经成为一个明显的挑战。 研究人员通过重组技术，生产出了纯度高、性质稳定的重组人源明胶，分为有凝胶作用和无凝胶作用两种。这种明胶的分子可以预订其特性，甚至可以精确到分子和蛋白多肽片段的重量，这样就可以适用于不同的产品，包括药品针剂等等。而其纯度可以一直稳定在99%。 此外，动物明胶还有一些问题，比如一些人对于动物蛋白的过敏，可能传播动物疾病，如疯牛病、口蹄疫等等。 尤其是在药用针剂中，美国已经有少数患者过敏的报告。在实验中，人源明胶则不会存在这个问题。 基于这些优势，生产方认为人源明胶可以在很大程度上替代动物胶，尤其是在药用方面。 不过，明胶协会秘书长姚龙坤告诉记者，在国内，还没有发生由于对明胶的动物蛋白成分发生过敏或其他不良反应的问题。 “而且在目前的生产工艺中，有疾病的动物原料是不会被用于生产明胶的。”他说，“人源明胶可能成为部分替代品，但是由于分子结构的一些区别，在一些产品中很难替代动物明胶的作用，比如，食品中添加的动物明胶对于口感的改善非常大，其他替代品目前还不能达到动物明胶的效果。” 《中国科学报》 (2012-11-24 第6版 新知)

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国内人脸识别始于协助破案

tansuozhoukan 2013-6-18 14:15

■本报记者 童岱 早期的刑侦案件中，办案人员会让目击者将嫌疑犯的面部特征，向画师描述，再由画师依描述所绘制的素描图来协助破案。素描对嫌疑犯样貌的还原程度，与目击者的描述能力以及画师绘画的能力相关，有时会出现较大误差。 但现在，只要嫌疑犯出现在任何公共场合的摄像头下，利用人脸识别技术，几秒钟就能用计算机比对并核实身份。 将手绘变为计算机语言 1989年，清华大学电子工程系教授苏光大和他的团队受公安部委托，承担了名为“GA计算机人像组合技术”的研究项目，他们利用计算机将人脸分为头发、脸型、眉毛、眼睛、鼻子、嘴巴这六个区块，每个区块设置不同的类型，这样一来，通过目击者挑选，工作人员将区块组合成嫌疑犯的脸，从而帮助破案。 与过去素描肖像相比，这种利用计算机组合的人脸图像能更快速的成像，也很容易对图像进行修改和微调。1994年，武汉市公安局利用该技术破获了持枪抢劫特大案件，这也成为我国利用人像组合破获的首起成功案例。此后，这项技术也成为公安部门的必备装备。 “第二代身份证的出现，是拓展人脸识别技术的一个契机。”苏光大说，对于警方而言，根据二代身份证上的人像就可以构建规模巨大的人像数据库。 2008年1月，根据公安部门提供的身份信息，苏光大团队建立了国内首套千万级数据库的人脸识别系统。如今，这个数据库的人数已经过亿。警方在侦破案件时，通过监控摄像头得到的嫌疑犯画面图像，便可以从数据库中迅速比对其身份信息，确定其窝藏地点，加快破案速度。 超分辨率技术解决“看不清” 然而，在公安部门实际的破案过程中，常常会遇到视频监控场景中的人脸图像分辨率非常小，这也让办案人员常常陷入困境。为了使模糊人脸图像得到高清晰度的重建，2010年7月底，苏光大完成的“数字影像资料处理及检验技术”通过了公安部的验收。令他没想到的是，这项技术很快就得到了应用。 2010年12月，苏光大接到一通不寻常的电话，内蒙古准格尔刑警队的警员在电话中寻求帮助，他们手中的犯罪嫌疑人人脸图像模糊，无法辨认。 “当时他们传给我的那张图像是由路边的监控摄像头拍到的，像素非常低，等我将图中人像放大后才发现，人像的像素是4×6，肉眼完全无法辨认。”苏光大说，当时他将这张人像放入他们研发的软件中进行了电脑复原、重建头像，准格尔警方依据重建后的高清晰度头像，很快便破了内蒙古准格尔旗凶杀案。 公安部A级通缉犯周克华同样也是一个典型案例。苏光大说，周克华在重庆作案后，他就受到重庆警方的邀请去协助破案。根据重庆警方提供的视频信息，他将放大的犯罪嫌疑人的头部模样进行了重建还原，破案后，两者头像对比，误差同样很小。 人脸识别亮相奥运会安防 国内在人脸识别领域的权威机构，除了清华大学，还有中科院自动化研究所和中科院计算技术研究所。自“9·11”事件、2004年伦敦地铁爆炸案等恐怖袭击发生后，国内的学者们开始关注公共安全领域。经过多年的积累和沉淀，人脸识别技术终于在2008年奥运会上有了大型应用，这也成为这项技术在国内应用的里程碑式事件。 当时，北京奥组委对开幕式、闭幕式入场进行了实名制管理，入场券持有者需要提交个人近照，在入场验票时会利用人脸识别技术进行实名制身份认证。当时，技术提供方便是清华大学的苏光大团队和中科院自动化研究所以及其他单位合作完成。 《中国科学报》 (2012-11-24 第5版 探索周刊)

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人脸识别：将让钥匙成为历史

热度 1 tansuozhoukan 2013-6-18 14:10

以后我们到家开门时，不用再在包里翻来翻去找钥匙，对着门口的人脸识别系统“刷脸”确认身份，便可进门。“这不是科幻，而是技术上已实现的现实，现在的阻力在于成本和老百姓对人脸识别的认知度，这个阻力我预计3~5年便能解除。”清华大学电子工程系教授苏光大说。 ■本报记者 童岱 美国大片《碟中谍4》中的这些场景肯定让你印象深刻：目标人物出现在人头攒动的火车站，特工的眼镜将看到的人脸信息自动搜集并比对分析，迅速锁定其行踪；迎面而来的美女杀手让特工的手机发出嘀嘀的报警声，上面显示的是杀手姓名和信息……这便是人脸识别技术。 11月14日，记者走进清华大学电子工程系教授苏光大的实验室，这里摆放了多种人脸识别仪器设备，体验了一把这早已不是科幻的技术，但仍让人感觉很新鲜。 不到两秒便能确定身份 在实验室的一角，记者看到一台类似于摄像机、电子扫描机和电脑组合的设备，这是二代身份证人脸识别系统。按苏光大的要求，记者站在摄像机前，将自己的二代身份证贴在电子扫描机上，不到两秒的时间，记者的视频头像、身份信息以及身份证上的照片都已被录入并显示在一旁的电脑屏幕上，并伴有语音提示：“身份核实，比对成功。” 说起来很简单，通过一台计算机，把一张人脸和身份信息对应起来。“人脸识别技术，是利用电子设备对人的脸部特征信息进行身份识别，是生物识别技术的一种。”苏光大说，人脸识别的过程其实并不复杂。首先是检测人脸，通过计算机判断输入图像中是否存在人脸，存在的话便显示出其位置和大小。然后是定位面部特征，对判别出的每张人脸，都会记录五官细节及其脸部轮廓信息。最后一步便是人脸比对，根据已定位的面部特征与数据库中的人脸比对相关信息，判断其身份。 由于人脸识别系统信息的存储方式，仍是以计算机能识别的数字或代码为主，和其他电脑信息一样会受到黑客的威胁。不过只要对存储的人脸信息加密，即使是黑客盗走了“人脸”，也难以识别和利用。这就决定了人脸识别具有传统身份鉴定方式所欠缺的安全性、保密性，而且很方便。 具备了这些特点，人脸识别技术也让全球的巨头们趋之若鹜。Facebook（社交网络）在其网站上引入了人脸识别功能并收购了一家脸部识别网站；谷歌也接连收购了两家做面部识别的公司；英特尔还发布了以机器视觉为核心的感知计算软件开发工具包……这表明，人脸识别正在摆脱“非主流”，这项技术所展现的世界，或许将比Google Glass（和智能手机具备同样功能的眼镜）更有型。 “我用不着钥匙开门了” 11月15日，和往常一样，汉王科技产品部副总经理石践到公司上班，走到办公室所在的楼层门禁，他站在普通电话机大小的人脸识别门禁边，头像随即显示在门禁的小屏幕上，内置的识别系统扫描了他的脸部特征确认身份后，门禁便自动打开，识别过程只用了一秒。 接着，石践走到办公室门前，门锁处有一个手机大小的屏幕，上面有个内置摄像头，他按了一下门锁上方的黑色按钮并看着摄像头，头像便显示在屏幕上，1秒不到，办公室门便自动开启。 “正像你刚才看到的一样，进入办公大楼后，我用不着钥匙开门了。”石践告诉《中国科学报》，目前国内市场已经有许多企业开始使用上所述人脸识别门禁考勤系统，在国内的人脸识别门禁考勤市场上，汉王的产品已占到了70%，在汉王出口的人脸识别门禁考勤产品中，销往美国的比例占到了25%。 而石践办公室门上的人脸锁，则是汉王目前正在推进的项目，在今年各地举办的安防展会上，这个装置吸引了众多眼球。这个装置支持人脸、密码和钥匙三合一开锁，用户可以按自身习惯选择，操作起来也挺方便。 同时，锁体上的摄像头还附带拍照功能，每一位试图进入办公室的人员都会被拍照留档，照片最高存储量达到100张可以实现循环存储，也可以随时用U盘将存储的照片进行保存。尝试强行进门的人员，如果其脸部特征没有提前录入人脸锁，尝试三次开锁之后，识别系统便会发出警报。 “人脸锁的耗电量我们也尽可能地做到最低，现在只需要四节五号电池便可以保证近一年时间的使用。”石践说，人脸锁的适用场所不会局限于办公大楼、机要室、财务室等办公场所，个人住所将来也可以用得到。 值得一提的是，以往的人脸识别门禁考勤总是需要大型计算机的协助才能完成，但汉王在2008年开始上市的人脸通产品，已经将比对过程从PC平台转移到比指甲盖大不了多少的芯片上，这也使得成本价格正在趋向于平民化的路线。 人脸识别门锁靠谱吗？ 说到民用，人脸识别的安全性到底如何？苏光大告诉《中国科学报》，人脸识别门锁若是用在个人住所中，比用钥匙开门更便捷，安全性同样也得到了提高，犯罪分子不可能像从前那样复制钥匙或是通过开锁工具进门盗窃或抢劫。“要知道，现在一般的门锁，很难有开锁公司开不了的，小偷们也在与时俱进，许多复杂的安全防盗门在他们眼里也不是太大的难题。” 对此，也有人提出质疑，对于人脸识别门锁，如果犯罪分子通过其他渠道拿到居民的照片，是否也能达到开门的目的。 对此，中国科学院自动化研究所博士张小博表示，这就涉及到防伪功能。人脸识别技术做得不过硬的话可能有两方面的问题，一方面是活体比对系统是否完善，通常而言，门锁中无论是嵌入计算机还是芯片，都可以利用三维成像技术比对预存的人脸信息，从而防止用照片就能开门的笑话。安防行业使用的人脸识别系统大多数是动态识别，是通过监控摄像头进行动态采集实时图像来与数据库预存的模型进行比对，如果多次比对失败，便会实时启动报警预案。 另一方面，便是恶劣光线问题。早期的人脸识别技术，对于光线过暗，或者是亮度太大，都会导致人脸比对失败。但近红外人脸识别技术可以解决这个问题。 在近红外人脸识别技术上，中科院自动化研究所的生物识别与安全技术研究中心无疑是国内做得最好的研究机构。该中心主任李子青就曾对媒体表示，相比传统的可见光人像采集，近红外人脸识别技术是很有效的办法。近红外线是人肉眼不可见的光波，但在摄像头上加上红外线反射灯，就可以清晰成像。这就克服了可见光技术在光线变化后性能下降，以及黑暗情况下无法识别的弊端。 正在被改变的生活方式 多年以来，人脸识别技术在应用层面被“困”在安防领域，而这几年，相机、电视以及互联网公司的频繁介入，这项技术越来越“亲民”。 如果你手边有尼康、索尼等日系的相机，使用时，会发现相机对于笑脸的识别，以及根据人脸部区域进行对焦会非常方便，所以说，你就早体验过了人脸识别。 智能电视作为家庭娱乐的终端设备，在智能交互方面也用上了人脸识别。石践说，包括联想、海尔、海信等公司出品的智能电视，其人脸识别的技术核心都是汉王提供的。一家三口可以将自己的脸部特征通过内置在电视中的摄像头录入，然后整理出自己喜欢的频道。再次使用的时候，摄像头会对坐在正前方的用户进行人脸识别分辨出是哪位用户，然后用户就可以立刻观看自己喜欢的节目了。 手机自然也不会例外，被Facebook收购的Face.com最近也在App Store中推出了应用人脸识别技术的手机拍照应用KLIK。这款应用所主打的并不是丰富的滤镜功能，而是社交分享功能。它能够在拍照过程中就自动将拍摄对象的身份从画面中识别出来，并且迅速分享到用户关联的Facebook等社交网站的账户。 到银行ATM机取款的方式将来或许也会发生变化。我们常看到这样的新闻：犯罪分子通常抢劫受害人的银行卡并逼问出密码后，会在ATM机取走钱款。苏光大透露，国家相关部门正在和银行系统酝酿一个计划，一旦实现，这将杜绝这种犯罪途径。这个计划是将个人的银行卡信息和二代个人身份证结合起来，ATM机也将装载人脸识别系统，用户想在ATM机上取款，用身份证就可以实现，取款过程中，ATM机上的摄像头将实时记录取款人的脸部特征，并迅速比对身份证上的照片，核实身份后方可取款，如果核实失败，将无法取款。 无法回避的隐私问题 2011年，Facebook将人脸识别功能引入欧洲市场。网站扫描了用户上传的数亿张照片，对用户和好友建立了人脸特征数据库。根据这一数据库，用户未来在上传新照片时，Facebook将会自动提示是否根据其中的用户名字标注标签。随后开始被欧洲各国的消费表示不满，今年9月底，面对欧盟官员的压力，Facebook承诺在欧洲市场去除网站使用的人脸识别技术和功能。 苏光大认为，包括人脸识别在内的生物识别技术，若是用于维护公共安全，比如机场、海关、公安部门等，只要相关部门注重对采集的生物特征信息保密，合法使用，侵权的可能性较小。 张小博则表示，只要是采集公民的生物特征信息，就存在信息泄露的风险，尤其在民用这一块，国家有必要出台或完善相关的法律法规，保障公民的个人信息安全。已经进入立法阶段的中国《个人信息保护法（草案）》中，将所有能识别的个人信息都列为保护范畴，甚至包括了个人图像和声音。 无论如何，珍惜你手中的钥匙吧，或许用不了几年了。 《中国科学报》 (2012-11-24 第5版 探索周刊)

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幸福生活三途径

热度 2 tansuozhoukan 2013-6-18 11:13

在积极心理学大师Martin Seligman看来，幸福生活总共存在三种不同的类型。第一种是快乐的生活，在其中拥有尽可能多的积极情绪；第二种是参与的生活，当人们工作、恋爱、休闲时，觉得时间停止；第三种则是有意义的生活。 快乐的生活需要人们尽量找乐子，获取尽可能多的积极情绪，为此，人们需要掌握增加快乐的技巧。它的缺陷是，人们很快会对积极情绪产生适应。 而拥有第二种生活的人，也许缺乏激情，性格内向，没有积极情绪，他们甚至可能在积极情绪方面处于人群中的末百分之五，但他们却恰恰可能是最幸福的那群，因为他们很擅长于获得“涌动体验”。 这些人可能一大早去单位上班时，就觉得时间停止了；可能周末的运动比赛开始时，他们同样觉得时间停止了。在涌动体验中，你什么都感觉不到，你觉得时间停止，心无旁骛，而这就是我们所谓的“好生活”的特征。获得涌动的诀窍，就是了解你自己还有什么未被发挥的长处。 针对第三种类型，不妨回忆一下催眠大师米尔顿·埃里克森曾经讲述过的一个真实的故事。埃里克森曾到美国中南部的一个小城讲学，顺道去看望一位同僚的姑母。这位老人在世上已经无亲无故，重度抑郁，她独自居住在一间老屋，人很死板，怎么也不肯改变生活方式。 埃里克森来到她家中，发觉这位老人比自己想象的更为孤单，一个人关在暗沉沉的百年老屋内，周围找不到一丝生气。终于在一间房间的窗台上，他找到几盆小小的非洲紫罗兰——这屋内唯一有活力的东西，也是老人唯一有兴趣打理的事情。 于是，埃里克森告诉她，你可以打听一下，城内什么人家有喜庆的事，结婚、生子或生日什么的，给他们送一盆花去，他们一定会高兴得不得了。 依埃里克森所言，老人开始大量种植非洲紫罗兰，城内几乎每个人都曾经受惠。一度孤独无依的她，变成城里最受欢迎的人。在她逝世时，当地报纸头条报道：全市痛失我们的非洲紫罗兰皇后。 了解你的长处在哪里，并使用你的长处，投身于超出个人的事业，这也是幸福感中最可敬的方面 。（胡珉琦整理） 《中国科学报》 (2012-11-03 B4 真相)

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中国人真的不幸福吗

热度 3 tansuozhoukan 2013-6-18 11:06

幸福来源于自身的主观感受，即使面对同样的境遇，遗传或是内在心理状态的不同，都会使每个人对于幸福的评价产生不同。之所以出现“中国人普遍不幸福”的民众意识，其实，与社会广泛存在的负面情绪不无关系。中国人是否幸福，其实，你说了不算。 ■本报记者 胡珉琦 中央电视台在今年中秋、国庆双节前期，重磅推出了《走 基层百姓心声》特别调查节目《幸福是什么？》，可节目中“你幸福吗”的答案至今遭到很多人质疑。 可中国人真的普遍都不幸福吗？ 为什么感觉“普遍不幸福” 有网友认为，央视调查本身就是一种宣传，就是想让大家觉得人民过得都很幸福，因此，调查结果并不能让人信服。 此后，尽管栏目记者也解释，根据自己在采访过程中的统计，回答“不幸福”的比例真的只占到10%左右，但观众并不买账。 按央视新闻中心副主任杨华在接受媒体采访时的话说，大家似乎形成了一种意识：当下中国人普遍是不幸福的。 事实上，就在2011年，覆盖全国31个省、直辖市和自治区，104个城市和300个县的2010年度CCTV经济生活大调查，在发放10万份调查问卷的基础上，得到的数据显示，44.7%的中国人感到生活幸福及很幸福，而感到自己不幸福和很不幸福的占11.1%。 这项从2006年就已经开始的民意调查，被学界认为是具备良好的可靠性、有效性、一贯性以及具有很好的国际比较性的。 可为什么公众意识和民意调查结果还是相差甚远，究竟是什么让大家觉得“中国人普遍不幸福”？ 外在条件决定中国人不幸福？ “比如物价涨得快，收入提高慢，看病上学难，打工回家少、买票难，所以还不够幸福。”如同市民在接受央视的采访中回答的那样，在中科院心理所研究员尹文刚看来，让公众觉得中国人普遍不幸福的，主要是来源于大家因财富而生的压力以及因社会不公而来的不满。 然而，这种共同面临并且不可否认的客观存在究竟多大程度上影响着国人的幸福？ 首先需要解释的是，传统心理学所定义的幸福感是指每个人根据自己的内在标准对生活质量的整体评价，包括社会环境、经济、工作学习、家庭等因素，简单说，正是大家目前所纠结的那些客观存在。 可早在上世纪80年代，国外的研究者就发现，外在条件对主观幸福感的影响只占到15%。不过，尹文刚坦言，在中国，它的影响还是会大于发达国家的。 以人们最为关心的物质生活为例，2009年的CCTV经济生活大调查结果显示，家庭收入越高，幸福感越强，而低收入家庭的幸福感明显降低。 “但是，即便如此，在中国，收入对于幸福的意义也是相对的。”他说道。 因为，该调查显示，最高收入群组的不幸福或很不幸福比重明显高于中上收入群组，也就是说，收入达到一定水平后，其对幸福感的作用会变小，甚至出现负影响。 这就是心理学中“差别阈限”的概念。它的意思是说，当人们在追逐财富的过程中，拥有的越多，那么想要再次提升幸福的感觉，就需要努力获得更多才能满足自己，反之则容易产生负面情绪。而收入没那么多的人，一旦收入有所增加，就很容易满足。 因此，这些外部的客观存在实际只是影响幸福的一个来源。 遗传影响个体幸福差异 科学研究发现，幸福其实跟遗传有关。早在1988年，美国明尼苏达大学的学者就通过心理学的双生子研究为这种看法找到了有力证据。 众所周知，双胞胎有单卵双生和双卵双生之分，前者的性别相同，遗传特性及表型特征也基本相同，而后者的性别不一定相同，遗传特征及表型也仅有某些相似。 这项研究的结果显示，在不同家庭环境中抚养长大的同卵双胞胎，其主观幸福感水平的接近程度，比在同一个家庭中抚养长大的异卵双胞胎要高得多。 也就是说，幸福一定程度上来自天然的快乐基因。即使面对同样纠结的境遇，如果你的快乐基因更优，你就可能更幸福。 可这种基因究竟躲藏在人的哪些角落？ 北京大学生理心理学教授沈政告诉记者，按照已有的认识，人类的主观感受是在大脑中产生的，因此，理论上说，快乐基因很可能集中在人的大脑。 “比如说，脑神经传导物质多巴胺可以将兴奋及开心的信息进行传递，脑啡肽也与自我的情感体验相关，而类似的大脑神经递质有二三十种，它们的活性就可能影响到人们对于舒适感、安逸感的获取。” 不过，沈政表示，人类的高级情感体验主要还是跟大脑的高级中枢相关。跟情感相关的有大脑皮层中的内侧前额叶、扣带回和眶额叶皮层，它们的活动水平、动力特性决定了人们对自我情感体验的一个表达。 也就是说，大脑皮层这些部位的神经系统发育良好，并与皮层下的包括杏仁核、中脑和中脑脑血管周围回质这些结构之间的神经元系统保持非常密切、通常的联系，此外，又有足够的神经递质与它们的受体结合产生神经冲动，并传递到大脑皮层，这部分人就更容易感受到快乐、安逸、满足。如果大脑皮层的敏感性不够好，这样的体验就会大打折扣。 内心需要不同，幸福与否也不同 而除了遗传因素，现代主观幸福感的心理学理论与积极心理学有着密切的关系，如果说老百姓眼中的幸福往往是向外探寻，那么，积极心理学所说的幸福则是要向内探寻。影响幸福最为重要的其实是每人内在心理的状态，涉及自我实现、潜能的充分发挥，以及个性、人格的成熟。 中科院心理研究所研究员罗非说，每一个成年人身上都存在着无数的“条件反射”。在心理学的定义里，条件反射是一种经过后天学习，积累社会生活经验的反射活动，而不是内在自我作出的选择。 比如人们总是喜欢与周围人比较，如果自己优于别人就觉得自己是成功的。事实上，这种肯定自我的理由是大多数人在社会竞争中总结出来的，是人们后天积累的一种条件反射，而每个人内心的需要与选择其实是不同的，幸福的获取方式自然也是不同的。 “因此，真正的幸福不是靠条件反射得到的，而是静下心来，持续的自我观察，意识到哪些是条件反射，削弱它们对自己的影响，从而获得真正能够满足每个人内心需要的东西。” 罗非认为，幸福与否，关键取决于每个人是否足够了解自我，并找寻到内心的需要。 你不幸福不代表别人不幸福 此前，微博上一则92岁高龄老人在中国传媒大学西门摆摊卖鞋的故事感动了许多人。他叫王振荣，老伴已去世，从2007年开始，他白天在家做鞋垫，晚上卖鞋直到9点半以后才回家，晚饭常常只是一个冰冷的馒头。 可就是这样一个老头，面对媒体，他的一句“我能养活自己，挺好”却充满了力量。 说到底，是否幸福完全是每个人自己的主观感受，即使生活在同样不如意的现实环境中，无论是遗传还是内在心理的不同状态，都会影响到个体对于幸福的评价。 因此，基于自身的遭遇或者认知，觉得不幸福，并不代表别人也不幸福。中国人普遍不幸福？其实，你说了不算。 而尹文刚解释，民众之所以出现“中国人普遍不幸福”的想法，与社会广泛存在的负面情绪不无关系，它一定程度上可能造成个体的认知偏差。 还是借用央视著名主持人白岩松的一句话：幸福像鞋，穿着舒服不舒服，只有自己知道。 《中国科学报》 (2012-11-03 B4 真相)

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2015，中国天文卫星首上天

热度 1 tansuozhoukan 2013-6-18 11:01

目前，在地球的近地轨道上，运行着几十颗天文卫星对宇宙空间进行探测研究。但这些卫星全部属发达国家所有，其中美国占去近一半的数量。作为发展中国家，中国在空间天文领域的尝试已经有了飞速发展，但天文卫星的数量依然是零。 ■芮厘 2015年，作为空间天文领域的重要研究手段，我国在天文卫星发射上将实现零的突破。由中国科学院院士、我国著名高能天体物理学家李惕碚研制的一种新型的天文望远镜——硬X射线调制望远镜（HXMT）将正式升空，成为我国的第一颗天文卫星。 “按照我们的计划，将在2014年完成HXMT的全部建设，2015年将它送入近地轨道。”中国科学院高能物理研究所研究员、HXMT卫星首席科学家助理张双南在接受《中国科学报》记者采访时说，“天文卫星一般按照探测波段分为射电、紫外、γ射线和X射线天文卫星。我们正在建设的硬X射线调制望远镜（HXMT）就属于X射线天文卫星。空间天文发展历史上，最早也是从X射线领域突破的。” “从功能上，天文卫星可以分为专用和天文台级两种。专用天文望远镜是针对特定的科研目标设计建设的，而天文台级的天文望远镜搭载的仪器就比较多，功能更加强大，可涉及的科学研究范围也更加广。”张双南告诉《中国科学报》记者，“HXMT属于专用的天文卫星，规模比天文台级小。与其他专用天文卫星相比，HXMT属于中型专用天文卫星。上天后，它将主要承担对黑洞研究，以及与黑洞有关的，比如中子星的研究。” 在宇宙中，有很多极端的天体，比如黑洞，及其发生的一些极端的物理过程是在地面上无法进行试验和观测的。因此，天文卫星就成了其中最重要的研究手段之一。 从1960年美国发射了第一颗天文卫星太阳辐射监测卫星（solrad-1）开始，世界各国对于空间天文领域的科研资源就开始了争夺。至今，在近地轨道上，已经运行着几十颗天文卫星，但都属于发达国家所有。1990年，发现号航天飞机将美国和欧洲太空局联合研制的哈勃空间望远镜送上太空，哈勃已经成为天文卫星中的明星。哈勃是一颗技术极为复杂的天文卫星，有5个科学仪器提供可见光、红外和紫外波段的数据，至今获得了大量重要珍贵的天文资料和成果。 张双南介绍，至今，拥有天文卫星的国家和地区可以分为三个梯队，第一梯队由美国独领风骚，第二梯队包括欧洲空间局、欧洲地区一些国家，以及日本、俄罗斯，中国与巴西、印度、韩国及台湾地区属于第三梯队。其中印度是第三梯队中技术最强的，预计一到两年内就会发射他们的天文卫星，而巴西也计划在2014年发射。 在空间天文领域，我国的研究相对空白。实际上，我国的天文卫星的研究从上世纪70年代就已经开始，但是由于当初提出的技术太过复杂而最终失败。80年代，中科院高能物理研究所开始发展仪器和研究方法，并得到一定的积累。在此基础上，李惕碚院士提出了卫星建设的有关思路。 张双南说，之所以从X射线天文望远镜的方向突破，是因为它可研究的宇宙目标比较多，未解决的重大问题也很多。 其实，从“十一五”计划时，HXMT就多次被曝将要上天，但屡屡搁置，主要是因为我国空间天文领域研究的整体规划并不成熟。而在此期间，其他国家又陆续发射了好几颗X射线卫星，这也导致我们所规划的一些科研目标已经被他人实现。因此，我国第一颗天文卫星上天，对我国空间天文领域的研究将是重要的一步。 《中国科学报》 (2012-11-03 B2 新知)

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月球携带地球“基因”

tansuozhoukan 2013-6-18 10:54

■本报记者 马佳 新证：证明月球生于大撞击 对于月球的起源，近40年来的主流思想认为，地球是受到另一火星大小的天体——忒伊亚撞击，轨道中的撞击碎片聚集形成了月球。10月18日，《自然》刊登了美国华盛顿大学（圣路易斯分校）行星科学家佛雷德里克·莫瓦尼埃博士（Frédéric Moynier）与他的团队作出的最新研究结果，进一步证实了“大碰撞分裂说”。 但让科学家一直困惑的一个问题是，在早期的月球岩石分析实验中发现，与地球岩石中的化学成分相比，月球岩石中钠、钾、锌和铅等挥发性元素含量非常少，而钙、铝、钛和铀等难熔元素则比较富集。既然月球来自地球，为何会有化学成分的这种差异，这成为撞击说的重要漏洞。 莫瓦尼埃从月球岩石样本中分析锌元素的同位素组成，发现月球岩石中锌的重同位素的含量是地球岩石中锌的重同位素的十倍。这个结果看上去让人困惑，难道这不是反而更加证明了月球岩石与地球岩石的化学成分的不同？ 莫瓦尼埃在邮件中告诉《中国科学报》记者：“在大撞击后，巨大的能量将忒伊亚和大量的地球地幔物质熔化，产生无数的岩石碎片和蒸汽并围绕地球运动，固体的岩石碎片聚集组成目前我们所看到的月亮。” 物质中的每一种元素都有多种变体，化学性质相同而质量大小不同，也就是同位素。大撞击导致岩石在汽化过程中，锌的轻同位素进入蒸汽中，被称为同位素分馏现象，然后在撞击碎片聚集成新的天体过程中，轻同位素跟随蒸汽逃逸，重同位素则留在了新天体的岩石中。 正是因为大撞击，地球被撞出的“基因”在巨大能量的作用下，化学成分也发生了巨大变化，导致挥发性元素的含量减少而难熔元素的含量比较富集。由于挥发性元素的同位素组成发生分馏，月球上的锌的重同位素含量就比地球的重同位素含量高了许多。也就证明了这种差异存在的合理性。 科学家们一直想通过同位素分馏的方法，模拟撞击产生的这种后果，但一直不能成功，这也导致“大碰撞分裂说”在其产生的30多年中得不到同位素方面的证据突破。 莫瓦尼埃带领的研究人员对20个月球岩石样本进行了分析，这些样本来自“阿波罗11号”“阿波罗12号”、“阿波罗15号”和“阿波罗17号”带回地球的月球岩石样本，它们来自月球的不同地点。莫瓦尼埃表示，他们选择的20个样本都是月球玄武岩，因为这种岩石来自于月球内部的岩浆，通过月球的火山活动喷发到月球表面，更能体现月球的成分。 莫瓦尼埃告诉《中国科学报》记者，在实验中，之所以选择锌作为研究对象，因为锌是一种极易蒸发的金属。因而锌的同位素也就成为这一实验证据中的重要角色。 假说：尚未终结的争论 莫瓦尼埃的实验结论是否能终结关于月球起源的争论？莫瓦尼埃告诉《中国科学报》记者：“虽然我们在月球岩石中找到的化学证据，证实曾经有过大撞击的发生。但要想进一步了解月球的形成，目前的一些实验模型包括我们的实验结果都需要改进。在那次的大撞击中，不仅仅产生了现在的月球，同时也为地球的成长演化带来了许多的原材料，它们占到目前地球质量的1.2%。因此这次大撞击也是在地球形成过程中的一个重要事件。” 中国科学院院士、中国探月工程领导小组高级顾问欧阳自远告诉《中国科学报》记者：“月球的起源与演化是人类面临的最基本的月球科学问题，也是月球探测的永恒主题和最终归宿。月球的起源与演化研究将对回答太阳系起源、地球与行星起源、生命起源等最基本的科学问题提供重要科学贡献。” 40多亿年来，月球和地球共同经历了漫长而荒古的年代。地球一直在关爱和呵护自己的独生女儿月球，月球也一直在护卫地球的安全和增添地球的活力。月球被小天体撞击得遍体鳞伤，使地球避免了许多小天体撞击的伤害；月球在地球周围运行，使地球的运行更加稳健；月球激起了汹涌澎湃的海洋潮汐，使地球增加了生命的活力；大撞击使地球的自转轴倾斜，地球表面才呈现出春夏秋冬四季的变化。 关于月球这个女儿是怎样来的，长期以来主要有捕获说、共振潮汐分裂说和双星说。近40年来，提出并被逐步完善的大碰撞分裂说获得了越来越多的观测与实验证据的支持，得到了大多数科学家的认同。 欧阳自远介绍，捕获说认为，地球与月球同属于太阳星云中独立形成的天体，依据月球的平均密度和化学组成不同于地球的特征，一部分人认为月球的形成不属于形成地球的同一团星云物质。由于地月轨道的变化，在1到10个地球半径范围内，月球就有可能被地球捕获，之后由于地球的引力改变了月球原来的运行轨道，使月球最终成为地球的卫星。月球是地球在太阳系中“抓”来的“女儿”。 共振潮汐分裂说认为，地球的初始呈熔融态，由于潮汐共振，在赤道面上一部分熔体被分裂，冷凝后形成月球。这一假说得到天文学家乔治·达尔文（进化论创立者，查尔斯·罗伯特·达尔文之子）的倡导，他认为现在的地球和月球的角动量加在一起，可以形成大约4小时为一周的自转。如果地球与月球原来在一起，那么原来的这个行星的自转周期就应该是4小时，但由于太阳的潮汐引力作用，它的周期只有2小时，这与当时的地球自由摆动周期几乎相当，这样就会引起共振，从而导致熔融状态的地球有一部分被分裂出去，地球上的太平洋是分裂之后留下的疤痕。 双星说则认为，在太阳星云凝聚的过程中，在太阳星云盘同一区域分别形成地球与月球，月球被地球捕获形成地月系。但是，地球与月球化学组成与平均密度的极大差异、地月系的角动量和运行轨道等特征，都是双星说难以解释的。 欧阳自远告诉《中国科学报》记者，月球的起源假说，必须符合目前探测与观测所获得的有关月球的事实：即月球、地球以及其他行星在太阳星云中几乎同时由星子聚集形成并很快地在大约1亿到2亿年内熔融、分异、调整；月球的总体成分与地球的平均成分差别很大；月球比地球和球粒陨石更富含难熔元素；月球更匮乏挥发性元素；月球的密度比地球的低、比地球缺水等等。 他说：“虽然目前这些假说，在这些方面都有不同程度的依据，但在地月成分与自转速度的差异、同位素组成的相似性等方面，仍存在许多难以自圆其说的难点。” 《中国科学报》 (2012-11-03 B2 新知)

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3D打印能做的10件事

tansuozhoukan 2013-6-18 10:42

  1.产品原型 产品研发中的原型设计是目前应用快速成型技术最多的领域。利用这种技术可以很方便地制造出产品原型，供技术人员用来外观研讨或测试之用。这就比传统的外发制作原型的办法省了不少时间与金钱，也保密和方便了很多。 2.艺术品 3D印刷能够创作出许多令人惊叹的艺术作品。这些作品如果用常规方法创作，要么十分困难，要么费时费力，在这一领域三维打印就显现出优势。目前各国艺术家利用该技术创作出各种复杂的中小型雕塑作品或用于原比例缩小后的概念模型展示。 3.精密零部件验证 在零件制造行业，这项技术正在逐步取代传统制造技术。某些高强度或特用材料制造出的发动机零件可用于常规模拟测试，精确和一次成型对于很多精密零件的初期审核来说无比重要，3D打印技术恰好能满足这些高精度、材料模拟等专业需求并提高制造速度与保密性。 4.家庭装饰 如今家庭装饰都讲求个性与人性化，追求感官愉悦，这就给了3D打印技术发挥的空间。欧美现已有多家公司提供利用快速成型设备制作个性装饰的服务，包括像我们熟悉的瑞典“宜家”开发总部。 5.建筑模型 建筑模型的传统制作方式渐渐无法满足高端设计项目的全数字还原不失真的立体展示和风洞及相关测试的标准，现如今众多设计机构的大型设施或场馆都利用快速成型先期构建精确建筑模型来进行效果展示与相关测试，该类设备所发挥的优势和无可比拟的逼真效果为设计师所认同。 6.医疗手术与牙科 利用3D打印机制作的膝关节手术植入体，能很好地与病人原有的组织模拟结合进行手术。3D打印技术的诞生，在手术前关节或牙科导板、人体结构模型等方面发挥着极大的作用。 7.人偶玩具 很多追星族和动漫迷都喜欢收集明星人偶和动漫手板。用传统方法制作的人偶玩具由于工序复杂，导致价格昂贵，让普通人难以承受。现在市场上推出的利用3D打印机来快速成型的方式，改变了这一过程，只需要绘制出动漫效果图，粉丝发送到制作机构，数小时或当天就可以在家收到喜欢的人偶手板。 8.犯罪现场重建 不是所有的警察都会有福尔摩斯那样强大的推理能力，碰到错综复杂的案情，他们经常要重建犯罪现场来帮助推理。想很快地把现场海量的物品，如椅子、沙发、台灯等复原出来，最简单的办法不是用沙盘，而是用3D打印机。在美剧《犯罪现场调查》（CSI）中，3D打印技术已经派上了用场，在真实的案情侦测中也能见到这项技术的应用。 9.珠宝 珠宝商是最早“试吃”3D打印技术这只“螃蟹”的先锋之一。他们将这种技术引入到了珠宝制作中去，简单地说就是“石蜡变珠宝”。在一种被称为“熔模铸造”的工艺里，技术人员用3D打印机将石蜡“打印”出想要的饰品形状。用石膏在石蜡模具周围加固，然后把熔融的金属倒进模具里，石蜡就会熔化掉，熔融的金属凝固，变成想要形状。最后经过打磨和抛光，一件精美的首饰就完成了。 10.医疗器械 3D印刷能做花哨的东西，也能做实用的东西，这些东西甚至能拯救生命。在进行复杂的手术前，外科医生已经开始利用3D打印机“打印”身体部位以供参考。3D打印机也能够在医疗设备或专业辅助器械的开发中，发挥特殊材料（通过严格医疗材质认证的部分打印材料）的专业用途。 《中国科学报》 (2012-11-03 B1 探索周刊)

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[转载]极客酷品

tansuozhoukan 2013-6-18 10:39

安全气囊项圈 瑞典两位设计师花费6年时间最新设计一种安全气囊颈圈，仅在0.1秒内便能迅速膨胀成为一个头盔，避免骑自行车者头部受伤。安全气囊颈圈装配着传感器，在意外事故发生之前启动该装置，可以瞬间探测到不同寻常的身体移动，从而避免任何身体损伤。 音乐魔方 带有漂亮的灯光，简单的指示按钮与触控屏幕，它就像是一台小小的混音器。这款名为“Musix Cube”的音乐魔方非常的神奇好玩，随着Cube的翻转、摇动、触碰，它就会出现不同的反应，播放出不同风格的音乐。 超薄卡片式手机 这支能放进钱包里的超薄卡片式手机与普通银行卡无异，厚度则只有6.3mm，装电池之后只有35克，虽然只具备打电话、发短信的功能，但谁说实用主义就不好呢？ 钻石光小桌 让房间充满彩色的斑驳阳光？这款美丽的钻石光小桌能办到，用亚克力材质的透明彩色几何球体堆叠出来的小桌，利用光线折射的原理，在阳光照射之后能发出类似钻石所折射的光芒。 可灵活拆卸的小台灯 这盏小台灯的设计让人倾心，仅仅依靠LED光板中心的磁性U型圆槽便实现了360°全方位照明，而且转动也十分灵活，可随时拆卸下来挪作他用。 《中国科学报》 (2012-11-03 B1 探索周刊)

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3D打印将撼动全球制造业

热度 1 tansuozhoukan 2013-6-18 10:24

■本报记者 童岱 3D打印技术虽在国内还未普及，但产业链正在形成，中国3D打印技术产业联盟前不久也在北京成立。近期的英国《经济学人》杂志，还给3D打印技术扣上了“第三次工业革命重要标志”的帽子。 实地探访3D打印制造 美国科幻作家罗伯特·希克利在其小说《万能制造机》中描述的诸多细节就好像现在的3D打印机。或许他未曾想到，现在还真出现了类似的机器。 10月24日，记者走进位于DRC北京工业设计创意产业基地的一家3D打印服务中心，墙壁的一侧摆放着用石膏、塑料或树脂打印出来的动漫人物、立体人像工艺品以及像扳手这样的模具。而房间的另一端，一台3D打印机正在塑造“翅膀”的零部件，将被拼装在一个凤凰模样的工艺品上。 这台机器的成型仓温度高达310℃，密闭盒内的丝状塑料依电脑程序路径指引，通过高温热熔喷头在一个可升降平台上像作画高手一般，层层喷涂、堆叠，由点堆积成面，由面堆积成实体，最终固化成型。24小时之后，尺寸同为长15mm、宽10mm、高100mm的十多个零部件喷涂完成。 亚洲制造业协会首席执行官、中国3D打印技术产业联盟副理事长罗军告诉《中国科学报》记者，3D打印技术的学术名称为快速成型技术，也称为增材制造技术，诞生于上世纪80年代。美国斯川塔斯（Stratasys）公司在1992年卖出了第一台商用3D打印机。这项技术应用计算机软件，设计出三维立体的加工样式，然后通过3D打印机，用液化、粉末化、丝化的固体材料逐层“打印”出立体的产品。 之所以使用“打印”一词，其原理与传统打印机是相似的，都通过电脑操作完成。但本质不同，传统打印机里面装的是墨粉，而3D打印机里面则是一个庞大的材料系统。这个系统里面是根据产品需要而配备各种材料，包括光敏树脂、塑料、尼龙，甚至是金属。 经营上述3D打印服务中心的是北京上拓科技有限公司。当然，如果你想依据自己的面貌和身材打造一个立体玩偶，在这里也可以实现。 该公司技术部经理侯贺杰说，像这种定制化的服务模式在欧美国家已非常流行，人们能自己设计三维图样，或是委托相关3D打印公司，或是通过在线3D打印服务网站，为自己或他人定制物件。 效率为王省钱省时间 相比传统制造，3D打印有其独特的优势。 侯贺杰所在的技术团队曾为客户制作了一件结构复杂的3D打印模具，尺寸为长288mm、宽153mm、高67mm，使用的是熔融挤压堆积成型工艺（简称FDM）打印制作，耗费时间约为40小时，花费3000元，如果同样的模具采用传统制造方法，需要耗费30天左右的时间，花费在10000元左右。 对比可以看出，3D打印在时间和费用上都比传统模具更占优势，在用于新产品的验证开发上，可以很大程度地节省项目的时间和费用。 华中科技大学材料科学与工程学院副院长、中国3D打印技术产业联盟第一副理事长史玉升，长期从事快速制造的教学和科研工作。他在接受《中国科学报》记者采访时表示，通俗点说，过去的传统制造方法，比如采用模具，把金属或塑料熔化后灌进去，从而得出零件，这对复杂的零部件加工而言非常困难。这种时候，3D打印的技术优势就能凸显出来。 美国通用电气公司向史玉升团队定制过一款零件，是钨镍材料制造0.1毫米壁厚的网格结构金属零件，两片手机芯片大小的立体空间拥有多达156个微细网格。 3D打印机激发了人们的想象力。工程师们可以用其打印模具，“极客”牙医可用它来打印假牙，汽车维修公司可以用其来打印稀缺的汽车零部件，而不是忍受全球物流的烦琐和时间消耗。另外像捷豹、路虎等汽车生产商，其所用环氧树脂基复合材料所制部件中已有超过三分之一通过3D 打印机生产。 今年7月，美国宇航局（NASA）在地球上进行低重力抛物线飞行过程中，测试了3D打印机。或许宇航员们以后能用3D打印机来制造发射时遗漏的设备或物品。 重塑全球制造业竞争格局 据美国沃勒斯同仁咨询公司数据，2011年全球3D打印产品与服务的销售额为17亿美元，到2019年，该行业的收入将达69亿美元，其中零部件制造将占80%。 尽管如此，3D打印机在中国企业界的装机量仅在400台以上，而美国则拥有3000台以上，并且每年的增幅都非常明显。 这几年以来，北美和欧洲的3D打印市场正在急剧增长。从3D巨头美国斯川塔斯公司去年的财务报告可以看到，其80%的收入来源于欧美市场。 3D打印现在虽然还没完善到直接造出汽车和iPhone的程度，但对于制造某些汽车配件和特别定制的手机零部件已非难事。正是因为其制造过程多是以数字化的方式表达，使得人们可以用更少的人力成本，去灵活地生产少量产品。而这一点对于欧美国家而言，是一个福音。但对于我国来说，这或许将给制造业带来一定的冲击。 在史玉升看来，3D打印在全球范围内都尚处于起步阶段，但这不妨碍这项技术迅速转变成为全球先进制造的一个新动向，这已发展成为一种“战略技术”。 在飞机、核电和火电等行业所使用的重型机械、高端精密机械装备上，传统的焊接和零部件加固的方法，使得部件之间的连接非常费工，而且牢固性还有待提高。但若使用3D打印技术，无缝连接是其最大亮点之一，结构之间的稳固性和连接强度将得到很大的提升。 “如果我们还不重视3D打印，这项技术在重塑全球制造业竞争格局的时候，我国将跟在别人的身后跑，但这块市场不能丢。”罗军说。 不是颠覆是改造 现在打开网页搜索“3D打印”，不是“颠覆制造业的革命”，就是“3D打印将取代制造业”。就目前的发展趋势来看，3D打印技术不仅不会取代制造业，相反会为传统制造业的改造和提升提供更好的思路，并使得传统制造业更好地调整产业结构和方向。3D打印技术的突破，或许将使工厂彻底告别车床、钻头、制模机等传统工具，改由更加灵巧和精准的电脑软件主宰。 国务院发展研究中心产业经济部研究员王忠宏近期也撰文指出，在我国已掌握的3D打印技术中，激光直接加工金属技术发展较快，已基本满足特种零部件的机械性能要求，有望率先应用于航天、航空装备制造。另外，生物细胞3D打印技术取得显著进展，已可以制造立体的模拟生物组织，为我国生物、医学领域尖端科学研究提供了关键的技术支撑。 北京航空航天大学材料科学与工程学院教授王华明及其团队，同我国主要飞机设计研究所一起合作，通过3D打印技术，已研制生产了我国飞机装备中迄今尺寸最大、结构最复杂的钛合金及超高强度钢等高性能关键整体构件，并在大型客机C919等飞机研制生产中得到应用，大幅度缩短了周期和成本。 罗军认为，过去工业化最大的成就就是通过机械化，实现了规模化大生产。而我们今天的3D打印技术，则可能将这种生产单位演变为若干个体，新的生产方式或许将使传统的生产制造业面临一次长时间的“洗牌”。 然而，在我国已启动的各类重大科技专项、“973”计划、“863”计划、科技支撑计划中，尚未将快速制造技术（3D打印技术）列为重点发展领域。 国外的脚步已经迈开，美国总统奥巴马今年3月份提议，投资10亿美元建立由15家制造业创新研究所组成的全美制造业创新网络，以带动制造业创新和增长。这项计划的第一步在今年8月已开始实施，便是在俄亥俄州的扬斯敦建立研发3D打印技术的创新研究所。 不敢“吃螃蟹”的缘由 虽然3D打印机的效率和对产品质量的精准控制很有优势，但我国敢于“吃螃蟹”的企业非常少。一方面是人们对于3D打印的概念还很陌生，另一方面在于3D打印机本身的价格也比较昂贵，比如前文提到的制作“凤凰翅膀”的3D打印机，是美国斯川塔斯公司出品的，价格在200 万元左右，同类的国产机型，价格也在100万元以上。 罗军表示，目前国内，北京航空航天大学、华中科技大学等高校以及为数不多的几家企业在3D打印技术方面具有较强的研发能力，但此前的状态是各自为政，缺乏宏观规划和引导。 现在成立了中国3D打印技术产业联盟，目的就在于希望引导这一新兴产业与传统产业有机结合起来，促进“产学研一体化”，有一个系统的共同推进动力，同时也让更多人了解这项新技术。 “3D打印发展的瓶颈之一在于材料的局限性。”中科院化学研究所研究员、新材料实验室主任宋延林对《中国科学报》记者表示，现在真正利用在工业制造领域的3D打印产品还非常有限，更多的是用来做模型、模具来减化生产环节。而在民用方面，3D打印更像是工艺品的一种制造方法，实用性也非常有限。一种靠谱的、适合3D打印的材料应该具备使用的方便性、成本的可控性、性能的可靠性这三个特性。 在他看来，依据材料科学的发展规律，3D打印材料需求的丰富性可能还需要10年左右，才能突破现在的瓶颈，产生一次变革，那个时候的3D打印将极大地丰富制造业，甚至让每个拥有3D打印机的人都能随心所欲地DIY自己的小物件。 3D打印技术的发展，依托于信息技术、精密机械以及材料科学等多学科的尖端技术。罗军认为，我国目前的软肋在于自动化控制系统方面与国外相比还有较大的差距，运行稳定性有待提高。 这项新兴技术最终会发展到什么程度，虽然现在无法下定论，但它提供了一个实现想法的渠道，只要你将创意输入电脑，再来一台3D打印机，就可以按照自己的方式为世界添点“料”。 《中国科学报》 (2012-11-03 B1 探索周刊)

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有梦想才有探索

tansuozhoukan 2013-6-18 10:19

给我一台打印机，我可以给你制造一个世界。最近，被英国《经济学人》称为“第三次工业革命”的3D打印 技术备受关注，也许有一天3D将变得无所不能，全球传统制造业都将被它撼动。3D打印的出现源于人们对自由制造技术的梦想，而有梦想才能推动科学的进步。就像人类对宇宙的探索一样，你说这与人们的日常生活有紧密的联系吗？恐怕联系不如衣食住行那样紧密，但是除了生存，人还要思考。于是人们就去关注宇宙，关注自身，关注地球上的一草一木。 在对浩瀚星空的仰望中，人们很早就在争论离我们最近的月球到底是怎么来的，但众多假说都因为没有确凿的证据而无法说服科学共同体。但最近关于月球岩石成分的重大发现，让月球来自地球这一假说增加了砝码。 让我们从月球再回到地球，就算天上一日，人间十年，人们也无法放弃对周边自然环境和人文历史的探究。随着气候的变迁，周围的河流在悄悄消失，当人们试图用人工方法复活它们时，却不可避免地要面临大自然的捉弄，永定河的改造似乎能说明一点问题。 从另一方面说，人们对河流的重视，来源于对幸福的追求。而环境是人们是否感到幸福的因素之一，但不是主要因素。从生理学的角度来说，幸福感也许与生俱来。有的人天生就有快乐基因，但其他人也同样可以感受幸福，要想获得幸福，重要的是了解内在的自我。 《中国科学报》 (2012-11-03 B1 探索周刊)

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中国科学报• 探索周刊博客今天正式上线了

热度 2 tansuozhoukan 2013-6-18 10:16

朋友们： 您们好，中国科学报• 探索周刊博客今天正式上线了。探索周刊每周一期、周五出版。我们既关注浩瀚的星空，也留意身边的一草一木；我们是最新科技前沿的记录者，也是科技事件背后的调查者；这里有宇宙梦想、有生命奥秘、有军事空间、有汽车科技；这里有新知、有求证、有历史、有调查。如果朋友们有什么好的想法和选题，希望与我们交流互动，您的每一个建议对我们都弥足珍贵，愿我们一起浇水施肥，让“探索周刊”这棵小树茁壮成长、枝繁叶茂。 探索周刊 主编 魏刚

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