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2021年11期

卷首语 | 青藏高原：带你翻开这本读不完的书

你听说过喜马拉雅鱼龙吗？这一巨大的海洋食肉动物，体型和一辆长途大客车相当。它们生活在距今2.1亿年前的三叠纪晚期，也就是恐龙刚刚出现的时候。有意思的是，科学家竟然是在位于青藏高原的珠穆朗玛峰脚下找到了它的化石。鱼龙是典型的海洋动物，已经演化出鱼鳍一样的四肢和柔软的腹部，使它不可能翻山越岭。那么，鱼龙化石出现在青藏高原的唯一解释，就是这片今天的“世界屋脊”“地球第三极”，曾经是一片汪洋。地质

特别策划 | 破译“青藏密码”

如果你有一张中国立体地形图，可以很容易地在左下方找到深棕色和白色交织在一起的青藏高原。当手指抚摸过地图，那种凹凸不平的触感，还有等高线图例都会告诉你，这里充满了高耸的山峦。事实上，青藏高原也的确无愧于它“世界屋脊”的称号。这是一片被海拔赋予了独特魅力的净土，苍凉、严酷，却也生机勃勃。我们即将从书卷出发，开始一段探秘的旅程。（责任编辑 / 高琳美术编辑 / 周游）

特别策划 | 50年，青藏科考再出发！

20世纪70年代，中国启动首次青藏高原综合科学考察研究，为青藏高原生态保护和社会经济发展提供了坚实的一手科学数据。如今，聚焦“水、生态、人类活动”的第二次青藏高原综合科学考察研究正在如火如荼地推进。这是青藏高原科学研究事业的历史延伸，也是青藏精神的代际赓续！中国同位素地球化学的奠基人李璞先生从川西进藏进行地质综合考察，采集了康藏高原（青藏高原东南缘和横断山脉的一部分）第一批珍贵的地质资料，其中

特别策划 | 探秘雅鲁藏布江的“绿色奇迹”

雅鲁藏布江到底有多重要？雅鲁藏布江是中国最长的高原河流，位于西藏自治区境内，也是世界上海拔最高的大河。 1982—1984年，中国科学院南迦巴瓦峰科学考察队曾经观测发现了雅鲁藏布江下游及其支流水汽输送的空间分布，指出布拉马普特拉河-雅鲁藏布江河谷是自青藏高原四周向高原腹地输送水汽的最大通道，且该水汽通道作用对于青藏高原东南部天气气候变化、现代生物的南北交流、藏民族文明历史发展等具有重大影

特别策划 | 揭秘“天湖”纳木错 “芯”里有什么？

2020年8月，中国科学院青藏高原研究所湖泊与环境变化团队首次在青藏高原纳木错中心湖区近百米水下成功获取144.79米岩芯。什么是岩芯？获取岩芯有什么用处？岩芯里又藏着什么秘密呢？ “天湖”纳木错：气候环境信息的聚集地湖泊作为地球陆地水圈的重要组成部分，联系着大气圈、生物圈和岩石圈，是各圈层相互作用的连接点，是大气、水、沉积物界面等进行物质和能量交换的场所。青藏高原上的湖泊以内陆封闭

特别策划 | 青藏高原星空中的天文奥秘

目前，世界上著名的光学望远镜建造地有美国夏威夷的莫纳克亚山以及智利的帕瑞纳山。欧美日等国家在这些台址建造了许多大口径光学望远镜，数十年间已经取得了丰硕的科学研究成果。那么，除了这些地方，在中国有没有适合建造大口径光学望远镜的地方呢？答案是有！不仅是有，它还是全世界数一数二的台址候选地，简直就是天文学中光学观测的天选之地，这就是中国的青藏高原！左图和右图分别是在远离光污染地区和城市地区拍

特别策划 | 走进冰河世纪的遗迹

“从雪到冰”的童话世界首先让我们看看，雪是怎么一步一步变成冰川冰的。雪花，是天空中的水汽经凝华（物质跳过液态直接从气态变为固态的现象）而成的小冰晶，多呈六角形，又名未央花和六出。受时间和地表辐射热力影响，积雪的尖端融化并逐渐固化成较大的粒雪;雪花和粒雪都具有较大的孔隙率（>50%），空气可以在雪粒之间自由流通。随着雪层加厚到20～50米，底层雪因承受上覆雪层的压力、融雪水的渗

特别策划 | 青藏高原下的“洪荒之力”

青藏高原被誉为“世界屋脊”，那里高寒缺氧，人迹罕至。那你知不知道，它为什么这么高？它以前也是这么高吗？现在还在“长高”吗？神奇发现证明隆升猜想 1964年，中国科学院西藏科学考察队在西藏南部聂拉木县的希夏邦马峰北坡海拔5700～5900米地区，发现一种高大乔木“高山栎”化石，同时在附近还发现了雪松及其他植物的孢子和花粉化石。高山栎和雪松是一种山区常绿乔木，大多生长在2000～3000米的

特别策划 | 狼

狼，这种古老的哺乳动物一直伴随着人类文明的发展，我们通常称之为大灰狼。那么，在青藏高原这片神奇的土地上，狼又有什么样不同的地位呢？在可可西里与狼相遇青藏高原分布的狼属于灰狼里的蒙古狼亚种，主要分布于中国北方的草原和高原地区，是一种原体型很大、现体型较小的狼，体毛呈棕黄色，腹部略白。 2021年8月初的一个清晨，伴随着大风和飞舞的雪花，整个青海可可西里国家级自然保护区异常安静。科考人员根据

特别策划 | 青藏高原的冻土化了怎么办？

特殊的岩土——冻土在青藏高原高寒的气候环境下，一些地区土壤和岩石中的水，多以冰的形式存在。这种温度等于或低于0摄氏度、含有冰的各种岩石和土壤就是冻土。根据土壤和岩石保持冻结状态的时间，一般分为短时冻土、季节冻土和多年冻土，其中多年冻土的冻结状态可持续数十年以上。冻融是土层由于温度降到0摄氏度以下和升至0摄氏度以上而产生冻结和融化的一种物理地质现象。中国的冻土类型多属于季节性冻土

特别策划 | 跟着科考队员过一天

参与第二次青藏高原综合科学考察的科研人员在艰苦的环境下工作，需要克服重重困难。那你想不想跟着科考队员一起进行一次野外考察呢？新的一天，从克服高原反应开始 8月，中国大部分地区还骄阳似火，青藏高原已经十分凉爽，甚至飘起大雪。早上起来，科考队员多少会有一些高原反应，只能慢慢地起床、走路，仿佛所有的画面都上演着慢动作。来到高原工作，大家总是在说慢点、再慢点。因为随着海拔不断升高，人体会出现呼吸

特别策划 | 去博物馆里找宝“藏”

长期以来，青藏高原因其秀丽的风景、丰富的动植物资源吸引着众人的目光。但是，如果不能远足，就让我们一起走进西藏自然科学博物馆，去这个宝库中，一睹青藏高原的风采吧。博物馆再现神奇山水地球自身的运动——地质构造运动，给予了地球大自然美丽的景色，青藏高原恰恰就是地球运动的产物。地质构造运动每时每刻都在发生。人们在享受大自然孕育的美景时，最担心的是地质构造运动造成的危害。其实，地质构造运动除

特别策划 | 普通小麦：农田植物的演化奇迹

在粮食世界中，有一些可以称之为奇迹的存在。比如袁隆平院士研究出的杂交水稻和影响世界历史的马铃薯。但是，很少有人知道，我们平常吃的小麦其实也是这样一种存在，是大自然和人类共同努力的结果。农田里，一场生物演化和文化交流的“大戏”正拉开帷幕…… 普通小麦：多个物种的结晶在7000年前，中东地区的农夫就开始收集和种植小麦了。不过，那时的小麦并不是我们今天吃的小麦，而是野生的一粒小麦。跟现在的小麦

特别策划 | 芦苇

污水“净化器” 芦苇是禾本科芦苇属植物，高可达1～3米，秆直立，茎中空，根状茎十分发达，能在污泥中四处延伸。芦苇多生长于江河湖泽、池塘沟渠的沿岸和低湿地，凭借极强的繁殖能力常常成为湿地植物的建群种（能决定群落结构和内部环境条件，群落的建造者），有着“第二森林”的称号。其根系有松动土壤的功能，既可以向地下输送氧气，又可以通过茎上部分向上输送氧气、增加土壤的透水性。因此，大面积的芦苇荡可

特别策划 | 冲上云霄看风景

无人直升机正在成为航拍“新势力” “空中游览车” 纵观全球直升机产业，观光旅游已经成为交通运输外的第二大直升机应用领域。被称为“空中游览车”的直升机有哪些优势呢？和固定翼飞机相比，直升机可悬停，能让游客更好地欣赏风景;“全景天窗”让视野更开阔，给游客以“上帝视角”俯瞰地面。现在的空中观光运输工具五花八门，除了固定翼飞机、直升机，还有飞艇、热气球、滑翔翼等。和后三者相比，直升机的最大优势

特别策划 | 四川盆地：原来你是这样的“水盆”

阳光在这里很金贵处在四川盆地的成都，平均海拔500米，一年中大部分时间阴云密布，难得有几天晴空万里。这里年日照时数只有900多小时，平均每天的日照大概是2.5小时。而在秋冬季节，每个月的平均日照甚至只有50小时，平均每天不到2小时。阳光在这里真是金贵得很呐！可是隔壁的甘孜州，明明只是成都向西300多千米，那里的年日照就能超过2000小时，只因为处在川西高原，有着3000多米的海拔。再向

科学微距 | 聪明的眼镜

戴眼镜这件事会给我们带来很多烦恼。比如运动的时候、冬天出门的时候很不方便。而且眼睛会因为戴眼镜而变形，更糟糕的是，戴上眼镜以后，眼镜的度数似乎只增不减。随着视力的变化，还需要配新的眼镜。那么，有没有一副能自动调焦的“聪明”眼镜，让我们能方便又轻松地看清东西呢？ 1727年，英国配镜师斯嘉丽（Edward Scarlett）制作出镜腿挂在耳后的现代风格的眼镜。从斯嘉丽发明现代意义上的眼镜至今

科学微距 | 无线供电的“充电室”

近日，美国密歇根大学和日本东京大学的研究人员合作开发出一种系统，可以安全地使用磁场以无接触方式向设备供电，人们再也不必担心没电或没有地方插充电线。例如，当前的心脏植入泵需要一条穿过身体到外部电源的电线，无接触方式供电就可以降低感染风险并提高患者的生命质量。研究团队在一个大约 10 英尺（约3米）见方的测试室中展示了该技术。他们以无线方式为灯、风扇和手机等供电，无论室内的人和家具在什么位置，设备

科学微距 | 人工智能的新“导师”

神经科学家从海蛞蝓的习性中了解到两个主要智力迹象：习惯化和敏感化。随着时间的推移，习惯会让生物体逐渐适应相同的刺激，例如每天在同一条路上的噪声。敏感则是相反的——生物体会对新的刺激反应强烈，比如避免吃腐坏的食物。众所周知，人工智能很难在不覆盖已经学习和存储的信息的情况下，学习和存储新信息。研究类脑计算的科研人员将这个问题称为“稳定性-可塑性困境”。现在，他们通过对海蛞蝓的研究与分析总结出，习惯

科学微距 | 声音·数字·趣闻

声音未来40年间，我们除了要完成能源转型，还要解决能源供给安全问题。 —中国工程院院士汤广福随着新能源大规模开发，电力系统的功率平衡、抗冲击能力等不断受到新挑战，电网调度也面临压力。近日，在碳达峰、碳中和科技论坛上，中国工程院院士汤广福表示，中国电力系统必须渐变发展，重点是运用战略思维主动变革。数字 190窝新疆蒙新河狸 2021年10月11日，《生物多样性公约》第十

科学有料 | 给地球建档案

几千年的人类发展史留下大量历史遗迹，其中一些被深埋于地下不见天日。当代很多考古学家一直在探索利用新科技及时发掘并保护这些珍贵遗迹。美国科罗拉多州立大学人类学教授克里斯·费舍尔博士（Chris Fisher）希望通过考古学和地球科学的研究方法探索人类社会与环境之间的联系。当考古勘探遇到激光雷达多年前，克里斯博士在墨西哥研究某个古建筑群时曾遇到大麻烦。他按照考古基本规则，想要先去摸索出一个考古

学海新知 | 当极端天气降临城市该怎么办?

2021 年7 月，德国南部威斯特法伦地区遭遇严重的洪涝灾害（图片来源/ 绿色和平）气候变化冲击城市安全 2021年，北半球各城市都经历了气候变化导致的极端事件。 5—6月的春夏之交，热穹顶效应（大量热空气在这片地区上空被高气压向下推，从而产生的高温现象）笼罩在北美上空，一些地区最高气温逼近破纪录的50摄氏度，约5000万居民面临高温炙烤。对于城市区域的居民来说，电力系统崩溃伴随着历史高温

学海新知 | 太炫酷了！自制3D投影模型

1947年，英国匈牙利裔物理学家丹尼斯·盖伯（Dennis Gabor）发明了全息术，他因此项发明获得了1971年的诺贝尔物理学奖。今天，我们要做一个看起来很像全息投影的模型，更准确的称呼是“立体投影”，它可以帮助我们更好地理解全息投影技术。实验材料实验步骤实验步骤实验升级：如果想让效果更明显，立体投影出的效果更震撼，你还可以尝试使用更大的屏幕及更大的透明亚克力板。

艺术中的科学 | 旧时皇家灯火点亮寻常巷陌

宫灯是北京久负盛名的传统手工艺品之一，它外形华丽，饱含皇家气韵。一盏彰显富贵奢华的宫灯是如何制作出来的呢？本期，知力记者专访北京宫灯非遗第四代传承人翟玉良，听他讲述宫灯中的科学奥秘。翟玉良在雕刻花牙子宫灯中的元素之一：花牙子（供图/唐宽玉）宫灯，顾名思义是皇宫中照明用的灯。宫灯在中国有上千年的历史，已经成为中国传统文化的符号之一。2008年，北京灯彩（包括宫灯和彩灯）入选第一批国家级

艺术中的科学 | 笔石

耙笔石化石（摄影/ 郭伟）耙笔石化石（摄影/ 冯庆来）千变万化，四海为家在距今5亿～3亿年前的海洋中，生活着一类神秘的小型海洋无脊椎动物——笔石虫。它们是远古海洋里勤劳的“建筑工”，也是精益求精的“小小艺术家”。它们像珊瑚一样，建造一个个叫作胞管的“小房子”，并居住在里面。不同类型的笔石虫所居住的胞管形状各不相同——有圆有方，有直有弯。笔石虫们将自己的胞管一个挨着一个整齐地排列成像楼房

艺术中的科学 | 藏地珠宝知多少

走进川滇青甘藏一带的藏族生活区，随处可见男女老少的发间、腰间佩戴着色彩丰富的珠宝。下面，就让我们以天珠、绿松石、红珊瑚为例，带你走进藏地珠宝的神秘世界。天珠：天降之石天珠为藏饰七宝之首，又称“天降石”。藏民的传说中认为，它原是属于天神的宝物，因为出现了缺陷，被贬降到人间，才被藏族发现。天然天珠大多由九眼石页岩制作而成，并含有玉质及玛瑙成分。页岩是一种沉积岩，由黏土脱水胶结而成，并混

兵器与谋略 | 空中“胖妞”的蓝天之旅

2021年8月30日，运-20运输机启程飞赴韩国，接在韩志愿军烈士遗骸回国。这是迎接中华人民共和国英雄的高规格礼遇。整个过程中，运-20运输机表现出强大的技战术性能和非凡的可靠性。 “胖妞”其实是个大力士运-20运输机是中国研究制造的新一代军用大型运输机，大名“鲲鹏”，绰号“胖妞”，于2013年1月26日首飞成功。2021年是运-20运输机列装空军5周年。5年来，上高原、飞远海、跨大漠、

兵器与谋略 | 血战三所里 “38军”远名扬

1950年11月7日至12月24日，在朝鲜北部的清川江和长津湖地区，中国人民志愿军在朝鲜人民军的配合下，打响了抗美援朝战争第二次战役。这一仗，志愿军一举将以美国为首的联合国军从鸭绿江边打回到三八线以南。血战三所里是其中浓墨重彩的一战，至今仍令敌人胆寒。 2021年8月30日，中国从韩国接回了第8批志愿军烈士的遗骸。让我们跟着作者再次回到那个炮火纷飞的年代，重温那段可歌可泣的历史吧！整

兵器与谋略 | 稻城自然考察笔记

在青藏高原东南部，横断山脉东侧，四川省甘孜藏族自治州境内，有一个梦幻之地——稻城。笔者有幸两次踏上了这片神秘的土地，在稻城的亚丁国家级自然保护区和海子山国家级自然保护区开展了高原生态系统科学考察。山圣洁巍峨的雪山四川亚丁国家级自然保护区的仙乃日、央迈勇和夏诺多吉3座雪山呈独特的“品”字形分布格局，中间被贡嘎冲古冰川宽谷分割。当我们的汽车沿着公路盘旋而上，稻城第一高峰

行知天下 | 在博格达峰，与盛夏雪莲相遇

无人机视角下的博格达群峰和冰川。博格达群峰孕育着雄壮的冰川和无数条大小河流浩瀚银河全拱之下的博格达群峰日出时刻，博格达峰顶飘荡着瑰丽的粉红色帽子云走近神山站在海拔3540米的登山大本营营地，眺望并立的三峰，中间的那座看起来比两边的略微高一点点。中峰海拔5445米，是博格达群峰的最高点，也是天山山脉东段的最高点。3座雪峰肩连着肩，几乎分不出彼此地紧紧依偎而立，像一座拔地而起的巨大山墙

行知天下 | 时代楷模：核潜艇之父彭士禄

彭士禄（1925.11.18—2021.3.22），出生于广东省汕尾市海丰县，是中国核潜艇第一任总设计师、核动力专家、中国工程院院士，被誉为“中国核潜艇之父”。2021年5月，被追授“时代楷模”称号。在颠簸中成长的科学家 1928年，彭士禄3岁时，母亲遭反动军阀杀害。1929年，时任中共中央农委书记的父亲彭湃在上海牺牲。后来，年仅6岁的彭士禄被送到革命群众家里寄养，先后被20多户人家收养

生活解码 | 玻璃弹球里的“夹心”花纹是怎么放进去的？

玻璃的“秘密” 在了解玻璃弹球之前，我们先了解玻璃的基本信息。玻璃，是一种无机非金属材料，它的主要成分是二氧化硅和其他氧化物，化学组成主要是硅酸钠（Na2SiO3）、硅酸钙（CaSiO3）、二氧化硅（SiO2）等。玻璃是一种无规则结构的非晶态固体，没有固定的熔沸点，只有软化温度范围。玻璃的应用很广泛，用于建筑物可以隔风透光。加入了某些金属的氧化物或者盐类就可以制造出有颜色的有色玻璃，这种

生活解码 | 打针也温柔

打针是生病的快速治疗方法，但同时也是小朋友们的噩梦。近日，新型的儿童专用无针注射器在中国被首先获批，应用于儿童生长激素的肌肉注射，这让打针不再是孩子的“至暗时刻”。没有针头也能注射，这是如何实现的？其中蕴含了怎样的科学原理呢？针头这么吓人，能去掉吗？每一个足月健康新生儿出生后都需要注射乙肝疫苗和卡介苗，这是小宝宝来到丰富微生物世界的“保护卡”。以此为起点，小朋友会注射很多次疫苗。于是，医院

青春密语 | 爱的正确打开方式

最近，一则因家庭矛盾导致孩子与母亲发生冲突的案件引起热议。家庭中的沟通交流问题再度引起大家的关注。本期让我们们跟着心理学家的分析，拉开距离、改变焦距来看一看，怎样和父母沟通更有效，更能拉近我们与父母之间的关系。案例你知道爸爸、妈妈的生日是哪天吗？你了解爸爸、妈妈最近的烦恼是什么吗？爸爸、妈妈最大的梦想是什么？对爸爸、妈妈影响最大的童年事件又是什么呢？不知道你是否可以正确回答出以上这几个

漫画科学 | 工厂也能造房子？

预制房屋，也被称为预制建筑。和我们平时看到的建筑不同，它的建造、装修、配置都是在车间生产加工完成的。比如，外墙板、内墙板、叠合板、楼梯、预制梁等，连水电管线都预先做好，“折叠”后用特殊的车辆把房子运输到目的地，组装并接上管道。这样，“一键打包”新房就实现了。生产线原理制造的现代产品成本低、质量好。同理，将它们应用在预制房屋上，并将组件做成可折叠式，房屋就可以像其他产品一样，快速满足人类的需

漫画科学 | 会“开花”的路灯

智慧路灯通过先进的信息感知技术、数据通信传输技术、灯光控制技术、计算机处理技术等，实现大数据交互环境下的智慧交通、无线城市、信息发布等智慧城市管理的核心功能。智慧路灯具有根据车流量、时间、天气情况等条件设定方案，自动调节亮度、远程照明控制等功能。这可以有效控制能源消耗，大幅节省电力资源，让公共照明管理更加精细，降低维护和管理成本，为打造低碳环保型城市作贡献。把充电服务纳入智慧路灯的功能

科幻空间站 | 彼岸花

我被关在一个房间里，一面墙是镜子，另三面都刷得雪白。房间里除了一副桌椅，空无一物。我大部分时间都对着镜子，龇牙咧嘴。有一次我张开嘴，看到我的牙龈居然鼓起来了，上面还有几条充盈的血管，不再像过去那样是干瘪的一层枯灰色的皮。 “怎么回事？”我有点不解，“难道我又变成人了？” 不久后，罗博士又见了我。他还是脏兮兮、乱糟糟的模样，眼睛里血丝密布，似乎好几天都没休息了。他靠近我的时候，我嫌弃地退了一步：

科幻空间站 | 此生，无悔

浑浊的半透明面罩，套在一个渐渐变得惨白的面孔上，它的使用者吃力地在这片荒芜的外星大地上挣扎前行。向远处望去，灰黑的土壤如火山爆发后留下的灰烬，似乎是危机四伏，又似乎在等待生命。然而面罩中的人已顾不了这么多了。他愈发吃力地喘息着，一双眼睛死死盯着面罩上不断跳动的数字——能源将耗尽的警示灯，目光似乎要穿透那些催命般蜿蜒闪烁的橙色倒计时灯，直抵记忆深处。 300 这是他的母星银球在TM—3080

科幻空间站 | 并不只意味着毁灭

如今的我们将平稳与安逸的生活视为一种常态。但无论是从自然历史的角度，还是从社会历史的角度，这种“平安”都是稀有物，而推动历史发展的原动力，却恰恰隐藏在各式各样的灾难中。在人类文明历史的大多数章节里，灾难不仅仅来自外部，也来自人类文明本身。科幻作品作为一种以人类共同命运为终极关怀的文艺形式，自然也对各种现实与想象中的灾难给予了充分的关注。科幻作品中主角常常对地球深处充满好奇一望无际的星空