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2021年05期

版权&卷首 | 拥抱“天人合一”的未来

“活化石”大熊猫是中国特有的物种，也是世界闻名的珍稀动物，一直深受全世界人民的喜爱。中国第四次大熊猫调查结果显示，野生大熊猫种群数量为1864只，栖息地面积为258万公顷，相当于20世纪90年代1.5倍左右的面积。基于这些新数据，2016年9月4日，世界自然保护联盟（IUCN）在美国夏威夷宣布：中国“国宝”大熊猫将不再被列为濒危物种，其受威胁等级从“濒危”降为“易危”。这是世界对中国在生物多样性保

特别策划 | 万物共生的家园

“绿水青山就是金山银山”，2013年，习近平总书记在回答大学生问题时将绿水青山放在第一位。什么是绿水青山？绿水青山是山水林田湖草，是生物多样性，也是人类栖息地。 1972年6月5日，探讨保护全球环境战略的第一次国际大会——联合国人类环境会议在瑞典斯德哥尔摩召开，会议通过了《联合国人类环境会议宣言》。这次大会让人类切实认识到“只有一个地球”，人与环境是不可分割的“共同体”。中国代表团积极参

特别策划 | 青海湖：“大湖归来”的奥秘

青海湖在幼年时期还是一个淡水湖，在以万年为单位的时光流转中，青海湖进入蓬勃的青年期，气候变得干燥，四周被高山环绕，导致湖水不再外泄，成为一个闭塞湖。青海湖逐渐从一个淡水湖变成了咸水湖。如果活水补充越来越少，咸水湖就会变成盐湖。不过青海湖也许不会这样快速地“衰老”为盐湖，据青海省气象科学研究所卫星遥感资料监测显示，2020年9月下旬，青海湖水体面积达到近4600平方千米，是2001年遥感监测以来

特别策划 | 拯救“中国皮卡丘”

岩壁之间的伊犁鼠兔发现“皮卡丘” 1983年了月，我在一次野外考察中，偶然瞥见岩石缝有一个灰色的、带着斑点的动物出现，它像兔子又像老鼠，很像动画片里的“皮卡丘”，这是我们从未见过的动物。两年后，我们在天山的另一处采集到了它的新标本，通过和两年前的标本进行研究和比对后确认，这是兔形目的一个新物种。1986年12月，这个新物种被正式命名为伊犁鼠兔。伊犁鼠兔特有的圆形粪便和岩石上的尿渍

特别策划 | 保护区内的物种竞赛

西黑冠长臂猿印支灰叶猴长臂猿“大战”灰叶猴金庸先生笔下的“无量山”位于云南中部，那里生活着—种颇具武侠气息但极度濒危的类人猿——西黑冠长臂猿。早在20世纪80年代，无量山就已经被划为自然保护区，西黑冠长臂猿及其栖息地正是被保护的主要对象。然而，研究团队通过近20年的调查和监测却发现，西黑冠长臂猿的数量从2001年的98群下降到2009年87群。与此同时，另一种同域分布的濒危灵长类——印支

特别策划 | 鱼来鱼往的长江之水

长江孕育鱼类多样性长江起源于“世界屋脊”——青藏高原的唐古拉山脉，自西而东绵延6300多千米后于崇明岛注入东海。据不完全统计，长江流域共分布有鱼类420余种，其中仅分布于长江流域的特有鱼有170余种，保存了大量珍稀古老的物种，如长江最大的淡水鱼白鲟、中华鲟等，物种丰富程度居全国各水系之首。长江鱼类形形色色，种类繁多，它们的出现是进化过程中与河流生境高度适应的结果。长江鱼类区

特别策划 | 当人工智能偶遇大自然

用AI“看见”生物多样性监测、保护和利用生物多样性的第一步就是对生物多样性开展全面的研究。AI特别是深度学习算法的出现可以让计算机或机器通过以往示例和经验，学会模仿人类思维、识别对象、理解和响应语言、从而制定决策、解决问题以及综合分析。 AI深度学习算法是如何“工作”的呢？首先，人类向算法展示大量图片，比如，有的图片有动物，有的没有。算法从图片中找到“特定模式”，然后用模式来做出判断，看

特别策划 | 运动场上的“黑科技”

越来越懂“情感”的AI教练员教练是运动场上了解技战术最专业的人，他们不仅承担运动动作的专业指导，还包括赛前技术分析、赛前战术布局、赛后技术总结和赛后战术总结等。总的来说，体育竞技不仅是运动员之间的竞技，同时也是教练团队之间的竞技。一个经验丰富的教练首先需要获取己方和对方运动员训练和竞技数据，其次对这些数据进行分析，最后在分析结果上制订相应的训练计划和比赛策略。随着人工智能的高速发展，越

特别策划 | AI“换脸术”中的学习密码

“复制”一张脸人脸交换技术，顾名思义，就是在图像或视频中把一张脸替换成另一张脸。这一技术在电影制作领域已经不是个新鲜词了，它需要专业的视频剪辑师和特效专家花费大量时间和精力才能完成。最近出现的换脸视频可以说是人脸交换技术的一个突破，人工智能把A的面部关键信息记录下来，如下图所展现出的嘴巴、鼻子、眼睛等信息，并且将这种信息反复重建和自我改进，最终可以完全自主地生成一张A的脸，并模拟它的大部分

探索发现 | 橡胶：材料中的“王者”

实验室里的植物小白鼠 16世纪，西班牙探险家第一次踏上南美大陆时，橡胶便进入了他们的视野。印第安小孩和青年在玩一种胶球游戏，这种小球落地后能反弹得很高，如捏在手里则会感到有黏性，并有一股烟熏味。印第安人还会把一些白色浓稠的液体涂在衣服上，雨天穿这种衣服不透雨。还将这种白色浓稠的液体涂抹在脚上，雨水也不会弄湿脚。一番寻根究底之后，人们终于发现了这些“神奇”液体的来源——雨林中橡胶树的乳汁。而如今，

探索发现 | 小小艾草的成名之路

踏青采艾学问多艾草为菊科蒿属，多年生草本植物，有艾蒿、甜艾、白蒿、灸草等别称。叶厚纸质，羽状深裂，上面被灰白色短柔毛，并有白色腺点与小凹点，背面密被灰白色蛛丝状密绒毛。茎褐色或灰黄褐色，单生或少数，高80～150厘米。花果期为每年了至10月。艾草对环境的适应能力较强，耐寒耐旱、极易繁衍生长，在中国除极干旱与高寒地区外，几乎遍及荒地、路边、山坡、森林和草原等。资源植物有蒙古蒿、魁蒿、野艾蒿、红足

探索发现 | 飞行员“养成记”

选飞模式以前中国的飞行员主要是从高中生、大学生及大学毕业生中选拔出来的，最终流向民航公司或部队。近些年随着飞行员培养体系的完善，国内航空公司飞行员的来源集中在了三条途径：一种是委托民航飞行学院培训，一种是空军转业过来（也叫“军转民”），还有一种是招收外籍飞行员。无论通过哪种途径成为飞行员，都需要经过选拔和培养两个阶段。在中国，目前民航飞行员培养以民航委托培训模式为主，这种培训模式又分为

探索发现 | 脊椎动物登陆之谜

泥盆纪至石炭纪的两栖动物是最早的四足动物鱼类登陆早有准备鱼类登上陆地的过程似乎很简单，原本生活在水中的鱼因为一些特殊的原因爬上了陆地，最终变成了四足动物，也就是陆生脊椎动物。在这个过程中，它们逐渐完成了呼吸系统、运动系统和神经系统等部分适应陆生生活的演化和改变。但是，事实真的如此简单吗？正在登上陆地的提塔利克鱼，它是鱼类登陆过程中的代表 2021年2月，中国科学家在国际知名科学杂

科学微距 | 用声音塑造未来印刷

用超声波和计算机算法控制材料沉降研究人员研发出一种方法，可以使用计算机控制的超声波移动微小的颗粒和液滴，从而创建精确的预定图案。这对印刷的影响是深远的，尤其是在医学和电子领域。英国巴斯大学计算机科学系的迈克·弗雷泽教授解释说：“超声波的力量已被证明可以将小颗粒悬浮在空气中。我们很高兴能够扩展这一应用，将其作用于空气中混合了材料的浓密云状物，并使用算法控制其沉降所形成的图案。”研究人员将这项

科学微距 | 瓢虫如何扭曲时空

重力是自然界所有已知力量中最弱的一个，但它却在我们的日常生活中感知最为强烈。重力的强度取决于地球的质量和距球心的距离。在月球表面，物体的下落速度是地球的1/6。那在瓢虫大小的星球上呢？物体掉落到那里的速度是地球的1/300亿。 2021年，维也纳大学和奥地利科学院的研究人员成功使用高度敏感的摆锤测量了直径仅为2毫米的金质球的引力场，从而得出了人类目前所测量的最小引力。测量小质量和小距离引力场

科学微距 | 更安静的无人机螺旋桨

澳大利亚研究团队使用机器学习技术设计新型无人机的螺旋桨，用3D技术打印了一些新型螺旋桨，在英联邦科学和工业研究组织专门设置的无声室中进行声学实验测试。结果表明，该新型螺旋桨的噪声比市售螺旋桨低约15分贝。澳大利亚皇家墨尔本理工大学航空航天工程师兼首席研究员阿卜杜勒加尼·穆罕默德解释说：“高频噪声是人类对转子噪声感知的主要因素，人耳对某些频率的敏感度要高于其他生物。我们通过算法迭代各种螺旋桨设计

科学微距 | 声音

从1956年到现在，人工智能经过了两代发展。前两代人工智能只能解决有限的问题.而且还存在着不安全、不可靠、不可信和不容易推广应用的缺点。为了克服这些缺点，我们提出要发展第三代人工智能。基本思路就是要把知识驱动和数据驱动结合起来。充分利用知识、数据、算法和算力这四个要素。中国在未来的人工智能发展中要掌握主动，进一步发扬创新精神.就能跟世界一起共同推动人工智能的发展.做出重大贡献。 ——中国科学

科学微距 | 数字

35℃ 生理学家研究表明，尽管人体奇迹般的适应性帮助人类征服了整个地球，而且人体有多达200万～400万个汗腺，但35℃的湿热环境对人类而言仍是不可逾越的致命极限。即使一个人健康状况近乎完美，脱去衣服后纹丝不动，并处于通风良好且没有日晒的地方，也无法在这样的湿热条件下生存超过6个小时。这种环境会变得和异常寒冷的南极以及高海拔的喜马拉雅山区一样不宜居住，甚至不可居住。这与个人意志力、身体水分或

科学微距 | 趣闻

飞机专属的“天气预报” 一个由来自德国、比利时、西班牙、意大利和英国的科学家和技术人员参与的项目ALARM（多灾种监测和早期预警Multi-h Azard monitoring and Early Warning），打算创建一个基础系统，可集成由地面和卫星观测系统收集的各种大气数据，并与人工智能算法结合起来以改善当前使用的预报。该系统将产生由航空通信渠道提供的警报，以便航空部门的管制员、飞行员和

科学有料 | “以毒攻毒”的毒液力量

正在捕食的鸡心螺工作中的霍尔福德教授（图中左三） “杀手螺”的秘密武器霍尔福德教授的研究对象是各种鸡心螺，它们生活在热带海洋中，通常盘踞在沿海珊瑚礁、沙滩附近，种类繁多的鸡心螺壳前方尖瘦而后端粗大，形状像鸡的心脏或芋头，所以也有人称它们为芋螺或者锥形蜗。鸡心螺行动时慢得跟普通蜗牛一样，而它们的食物——小金鱼速度却很快，鸡心螺之所以能轻易击杀猎物，这要归功于鸡心螺的“暗器功夫”——

学海新知 | 小不点儿细菌环游世界

“老地衣”的生存秘密我们被海浪冲上了一座满是地衣和苔藓覆盖的小岛。之前相传小岛上没有雨水，土地几乎都是永久冰冻的冻土，缺乏养分。为了找到地衣生存的秘密，我们借着风力飞到了一株较为年长的地衣上，向它问起了地衣诞生的故事。知识链接：地衣诞生记为了适应这样的环境，地衣的“祖先”，也就是一些藻类和真菌共同进化形成了一种复合体生物。在这个复合体中，藻类进行光合作用，为真菌提供营养;真菌从外界吸收

学海新知 | 水往高处流?

实验器材塑料瓶、玻璃杯、长橡皮（塑料）管、弯折吸管、剪刀、强力夹、透明胶（防水布）、食用色素、水实验步骤 1将塑料瓶从中上部剪开，保留底部一半以上，用剪刀在塑料瓶下方或侧方开洞，保证能让吸管穿入即可。 2将吸管长端从瓶中的孔洞穿出去，吸管弯折的短边留在瓶中，形成一个V字形，然后用防水胶布将孔洞边缘粘牢固，做到防水水平。 3在水中添加一定量的色素，保证液面接近但是不超过吸管的最

艺术中的科学 | 上天入地的穿越之旅

穿过地心的超级地铁在电影《全面回忆》中，一条长达1.3万千米的“坠道”穿过地心，乘客坐上列车，可以在17分钟内抵达地球的另一端。这可真是个惊世骇俗的构想。要知道，飞机飞到地球另一端，得需要22个小时，因为是沿着球面飞了一个弧线，“坠道”则是抄近路的典范。事实上，坠道并不违反现有任何物理定律，当然，想要真正实现，有无数的工程难题等着科学家去解决。假设“坠道”真的建成了，你从一个入口跳进去，会

艺术中的科学 | 行走在指尖的点蓝艺术——景泰蓝

景泰蓝技艺非遗传承人李佩卿作品——百年好合耗时费力的七大过程一件景泰蓝成品需要历经设计、制胎、掐丝、点蓝、烧蓝、磨光、镀金七大过程，近百道工序才能完成。咱们先说设计，设计师需要绘制好胎图、丝工图、蓝图（点蓝的色稿）这3种图纸。这要求设计师不仅要具备一定的美术知识和绘画技能，还要熟悉景泰蓝的制作工艺的特点，了解各种原材料的性能。第二步便是制胎。工匠先要按照胎形图纸计算好需要多大的面积，再

兵器与谋略 | 铁血铸忠魂

第一场中国主动发起的会战淞沪地区位于太平洋西岸亚洲大陆东沿，是中国南北海岸的中心点，长江的入海口处，同时也是长江下游黄浦、吴淞两江汇合处。其北界长江，东濒东海，南临杭州湾，西接江苏和浙江两省，因而具有十分重要的战略地位。这一地区的上海，是中国当时最重要的经济、金融中心和最大的国际贸易港口，也是东方的金融贸易中心。优良的港口和京沪、沪杭甬铁路的交汇，又使上海成为通往国外和内地的枢纽、守卫当时

兵器与谋略 | 高原山地的开路先锋

更轻，更快，更强！ 15式轻型坦克其全重与老式的59式坦克相当，而火力、机动力和防护力更强，遂行“一线火力突击”，又被外界称为“轻量化主战坦克”。可以说，“多方均衡、机动优先”正是15式轻型坦克的最佳概括。 15式轻型坦克外形紧凑、重量轻，其设计目的就是保证部队的装甲突击力量在高原山地、丘陵丛林、江南水网、岛屿水际等复杂地形宝从横捭阖、驰骋疆场。对于复杂地形，敌军坦克上不去，而中国坦克上得

行知天下 | 喀喇昆仑雪山历险记

深入雪山腹地开启登山之旅喀喇昆仑山区有着世界级壮美的雪山群落和终极的高原景致，它低调地躲在喜马拉雅身后默默地留给少数探索这里的人细细品味。从中国新疆喀什出发，光是到达徒步起点巴基斯坦阿斯克勒就用去6天时间。即使在天气稳定的情况下乘坐飞机最少也要3天。路途的艰辛再加上世界第二高峰的身份，使得喀喇昆仑少了太多的关注，多了一丝神秘的氛围。我们来时天气极好，晴空万里，这也就意味着我们

行知天下 | 故宫“金匾”背后的古代智慧

每年冬至正午前后，乾清宫大殿内“正大光明”匾额及下方金龙由西向东依次被点亮，发出金色光芒坐北朝南的建筑布局冬至日的阳光能够照射在乾清宫内正大光明匾额上，其首要前提是乾清宫坐北朝南的建筑布局方式。这种布局方式的特点为：建筑的长度方向与东西向平行，宽度方向与南北向平行，南立面每间房均开设隔扇门或槛窗，北立面一般只在明间开设用于出入通道的隔扇门。这种建筑布局方式有利于乾清宫建筑内部采光。因为

科学起航 | 探地故事书写者：黄大年

心有大我至诚报国黄大年17岁时考入了广西第六地质队，成为一名航空物探操作员。这份工作让黄大年有机会从高空欣赏中国的大好河山，他也因此对地质产生了浓厚感兴趣。之后，黄大年考入长春地质学院应用地球物理系（现吉林大学地球探测科学与技术学院），1992年获得了去英国读博的机会。临走时他郑重许下诺言：有朝一日，自己会带着国外的先进技术回到祖国。黄大年在英国长期从事海洋和航空快速移动平台高精度地

科学起航 | 科学少年中国行“让生命站立成树”研学活动

2021年4月5日，100位“科学少年团”小记者及家长在《知识就是力量》杂志社的组织下，来到北京市通州区绿色动力“再生能源发电厂”和北京专平合作社，参与科学少年中国行“让生命站立成树”研学活动。在活动中，小记者们不但收获了丰富的自然科学知识，更身体力行，亲自植树，践行环保理念。本次活动的启动仪式在北京市通州区绿色动力“再生能源发电厂”举行，主办方《知识就是力量》杂志社社长/主编郭晶在本次活动致

生活解码 | 稀土不是“土”

神通广大的稀土稀土（Rare Earth）是元素周期表中镧系元素、钇（Y）和钪（Sc）共17种元素的总称，镧系元素是周期表第六周期第Ⅲ类副族元素包括镧（La）、铈（Ce）、镨（Pr）、钕（Nd）、钷（Pm）、钐（Sm）、铕（Eu）、钆（Gd）、铽（Tb）、镝（Dy）、钬（Ho）、铒（Er）、铥（Tm）、镱（Yb）、镥（Lu）15种元素。自然界中已发现的稀土矿物约有250种，目前具有开采

青春密语 | 别被“内卷”卷走

案例一刘蓓（化名）在教室晕倒，医生说是因长期熬夜导致的。刘蓓就读当地的重点中学，成绩一直名列前茅。我问她为什么要那么拼命地学习，她回答：“我不聪明，家里条件也一般，拼不了天资和爹，只能拼付出。而且我们班级里有不少比我优秀的同学，可怕的是他们比我还要努力，我怕停下来，其他人就会超越我。我最近才知道自己被内卷了，但知道又有什么用？虽然也很累，成绩也并没有明显提升，却依旧一刻也不敢松懈。” 案

漫画科学 | 深海软体机器鱼“以柔克刚”

狮子鱼具有十分独特的身体结构，其骨骼细碎状地分布在凝胶状柔软的身体中，有助于其在高压环境下生存与活动。受此启发，对电子器件和软基体的结构、材料进行力学设计，优化机器人在高压环境下体内的应力状态，从而使机器鱼无需外壳保护也可适应高静水压力。名称：无线自供能软体机器人设计灵感：钝口拟狮子鱼身长：22厘米翼展宽度：28厘米任务方向：深海勘探机器鱼两翼中间椭圆形部位的软体人

漫画科学 | 未来农场狂想曲

未来农场系统可以根据气象预测分析来确定具体地块的雨量，有效地提供各种气象预警。还可以远程进行土壤监测，包括湿度、酸碱度、农药含量等。甚至连叶片的营养成分和光照色谱都能在系统中显示。科学家通过技术手段模拟农业生物所需的水、阳光以及温度等生长环境，在垂直农场室内进行各种农业生产，充分利用可再生的资源和温室技术。垂直农场可以大幅度提高农业产量和土地利用率，是一种新型农业发展模式。智能

科幻空间站 | 月球进行曲之前奏

施天荣扫视了一下屋里的五个人，对董事会秘书安妮说：“这边的人到齐了，把全息视频接通吧。” 他是昊月公司的董事长兼总经理。昊月公司是一家跨国公司，注册地在基里巴斯，但股东来自世界各个国家。公司了个董事中，除施天荣外，还有中国人陈大星、沙特人阿米兹、美国人罗伯特、印度人拉赫贾南、德国人施罗德、以色列人莫法兹。公司从事在月球开采氦3业务，也是全球经营此项业务的唯一公司。今天是应施总要求召开的临时董事会

科幻空间站 | 我们要保住太阳

现在是5050年，世界进入了新威慑武器时代，各个国家都发明了新型毁灭性武器，各国都处于不安之中。人们都有了开发新能源减少地球污染的意识，世界的能源开发地指向了太阳。新型毁灭性武器的能量正是来自于太阳，各国将新型毁灭性武器的储存系统与操作系统都放在了外太空，这样既能吸收太阳的能量，又能减少利用地球上有限的土地面积，使更多区域用于经济建设。可是宇宙是守恒的，能量也是守恒的，过多地吸收能量便会破

科幻空间站 | 薪火相继的旅途

火是人类掌握的第一种自然力，也是人类从适应自然转向改造自然的开端。因而在世界各地的神话传说中，给人类带来火的人都被视为英雄——古希腊盗火的普罗米修斯：神州大地上钻木取火的“人皇”燧人氏……时至今日，尽管人类已经进入了信息时代，但究其根本，人类社会得以运转的基础仍旧是燃烧，区别在于燃烧的方式与规模而已。蒸汽机的发明被视为工业革命的代表 1889年，号称“美国19世纪讽刺文学大师”的马克·吐

编读互动 | “见字如面·对话未来”书信征集活动优秀征文

在你的想象中，人类未来的生活将是什么样的？如果可以写一封寄往未来的信，你有哪些小秘密想告诉未来的自己？当现代科技与未来的畅想发生碰撞时，你的大脑中会激起怎样的火花？身为科学爱好者的你，又对最新的科技有哪些好奇呢？由中国科技馆、北京市委教育工委、北京市教委主办，中国科学技术馆展览教育中心、中国数字科技馆、《知识就是力量》杂志社、北极教育新闻中心、北京市教育融媒体中心承办的“见字如面·对话未来”主

百问百答 | 百问百答

Q灵长类动物有哪些共同特征？ A第一，灵长类动物的大脑都很发达，相比于鱼类、两栖动物、爬行动物以及鸟类的大脑，灵长类动物的大脑更大、有更多的沟回，这使得灵长类动物的脑细胞数量更多。第二，灵长类动物的颜面裸露、不被毛发覆盖，而且两眼向前的特点可以使灵长类动物注视环境时在大脑形成立体视觉，这也是灵长类动物独有的特征。第三，由于灵长类动物都需要攀爬，所以灵长类动物有着灵活的前肢和发达的锁骨，二者的相互