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2022年06期

卷首语 | 珍爱生命之源守望蔚蓝之海

“海”，左边是“水”，右边上为“人”、下为“母”，合起来看就是，人生活在海洋之畔，海洋是人类之母。但事实上，在过去万亿年中，人类只是基于生存的本能逐水而居，对于身处的这个星球以及星球上的大片海洋，其实未知全貌。直到上世纪60 年代人类飞上太空，又借助阿波罗登月计划，从另一个星球深深回眸，才真正用眼睛捕捉到了整个地球。正是在这个时期，地球被拍下第一张完美的“证件照”，展示在全人类面前：茫茫宇宙中

特别策划 | 寻梦海洋“外太空”

依海而生因海而兴人类的文明与进步直接受益于海洋，它为人们提供了丰富的食物和无穷尽的资源。很早以前，古代先民就从海洋中获得鱼盐之利、舟楫之便。有人推算，海洋向人类提供食物的能力，相当于全世界陆地耕地面积所提供食物的1000 倍。海洋中蕴藏着地球上超过34% 的石油和天然气。海洋中的潮汐、波浪、海流、矿物质及海洋生物都能为人类提供全新的海洋能源。海洋还是“道路”，在飞机出现以前，

特别策划 | 蓝色国土“寻”游记

为什么要探索深海每个国家都有自己200海里（1海里约为1.852千米）的专属经济区，在大陆架和专属经济区之外的区域就属于国际海底。国际海底的面积占地球表面积的49%，近一半。这个区域不属于任何国家，任何国家都没有主权，里面的资源是全人类的共同财产。但是，谁先调查，谁先勘探，谁就有优先开采权。每个国家都可以向国际海底管理区申请矿区，开采之后的一部分必须交给国际社会共享，但是大部分可以属于开采

特别策划 | 海洋古菌

走近古菌地球的生命多姿多彩，以前人们主要根据细胞核的有无把生命分为真核生物（由真核细胞构成，有细胞核）和原核生物（由原核细胞构成，无细胞核，但有拟核）。我们人类以及动物、植物都是真核生物;而细菌因为没有细胞核，所以属于原核生物。近年来，科学家们发现地球上还生活着一群神奇的微生物，它们既有和细菌类似的细胞结构和代谢方式，也有与真核生物类似的遗传转录系统。1977年，美国科学家卡尔·乌斯（

特别策划 | 搁浅的鲸类听到了什么？

海洋巨兽为何唱起悲歌鲸、海豚和鼠海豚统称为鲸类动物，全球现存约90 个物种。它们处于海洋食物链的顶端，是海洋环境健康的指示物种，也是开展海洋保护工作的旗舰物种，对保护海洋生态系统和生物多样性意义非凡。它们的种群数量、时空分布模式和遗传多样性，能够反映整个生态系统的健康状况。每年都会有数千只鲸类搁浅在世界各地的海滩上，澳大利亚、新西兰等多国都发生过大规模鲸类搁浅事件。近一年来，中国沿海地

特别策划 | 跟着深海“的士”去寻宝

不仅是深潜以前深海探测，对海底情况的很多了解往往是在母船上，依靠一系列的操作和探测的设备来完成的，不能面对面、像陆地上的调查一样。奋斗者号载人潜水器（以下简称“奋斗者号”）可以对整个海底的矿产资源直接进行探测，使得探矿的效率大大提高，同时也提升了中国在国际深海空间治理的话语权。奋斗者号还将进一步助推国际深渊科学研究的进展，加速深海生物基因产业的发展，特别是在抗癌、抗菌方面，深海生物基因可以

特别策划 | 与蔚蓝海洋共生命

这样的海洋，你知道吗？海洋为沿海地区的居民提供了食物原料。海洋航运将世界连为一体，全球大约90% 的商品通过海洋进行运输交易。海上风能使我们摆脱对化石能源的依赖。海洋每年吸收人为排放二氧化碳的1/4，产生的氧气占我们呼吸氧气的1/2，还能通过蒸发、海洋环流等调节地区和全球气候。除此之外，海洋也是世界生物多样性的主要存储库之一，拥有已知物种约25 万种，还有更多的物种尚待发现。全世界有3

特别策划 | 地球表面的编辑器

能“吃”沙子的船挖泥船作为大国重器，在航道疏浚与货物贸易、城市基础设施建设、能源开发利用、海岸防护、旅游业发展、农田水利和灾害防治、国防建设等方面起到重要的作用。它还有一个功能，就是填海造岛，因此被称为“地球表面的编辑器”。挖泥船服务于水运基建业，其作用相当于陆地基建中的挖掘机。特别是在水系发达、海域面积广阔的中国，挖泥船在一系列超级工程中都曾大展身手，例如：世界最高等级的人工深水港—

特别策划 | 少年海洋学家养成记

与海洋结缘科幻故事中出现最多的场景就是外太空和海洋，而那些发生在海洋深处的神秘故事，尤其会激起我们对于未知世界的好奇。好奇心是最好的导师，它引导着我们去探索、去挖掘、去发现未知的领域。对于大学之前从未见过大海的我来说，海洋始终是一种神秘的存在。犹记得我第一次面朝大海时的情形，它深邃、宽广，时而平静、时而涌动，每一次海浪来袭，都觉得大海仿佛在向人类诉说着什么。后来，我终于有机会坐在大学教

特别策划 | 海洋学家的科研日常

大自然赠予航海者的测量工具唐代诗人白居易在《忆江南》中写道：“日出江花红胜火，春来江水绿如蓝。”常被后人译为，灿烂的阳光把江畔的野花照耀得比火还要红，春天的江水如蓝草一样碧绿清澈。但是，这一催生无数名诗名画的水上美景，实为阳光在波动水面镜面反射的物理现象，科学术语称之为“太阳耀光”。航海者将太阳耀光视为大自然赠予他们的精准测量工具。200 多年前，就有人利用太阳在地平线上的高度、水面

探索发现 | 紫斑牡丹：国色天香的起源

门丁兴旺的牡丹家族牡丹指的不是一种花，而是一个庞大的家族。根据《中国植物志》记载，中国牡丹属的植物就有8个种、3个变种。单说公园里常见的栽培牡丹就有5位“家长”，它们分别是紫斑牡丹、矮牡丹、凤丹、四川牡丹和卵叶牡丹，这5种野生牡丹通过不断杂交，贡献出自己的优势基因，才让我们能尽情欣赏牡丹的美。紫斑牡丹是牡丹家族中最重要的物种之一，因为花瓣基部有一个极为明显的紫色斑块而得名。紫斑牡丹是中

探索发现 | 当火星雅丹“撞脸”地球雅丹

另一个星球上的“同款” 虽然有一个“丹”字，但雅丹地貌并没有色彩的意味，它的名字源于维吾尔语里的“陡峭山丘”，在中国古书中被称为“龙城”或“龙堆”。除了南极洲和大洋洲，地球的雅丹地貌在各大洲均有分布，主要出现在地表的各大沙漠中。火星上已经发现的雅丹地貌则主要分布在低纬度地区，例如位于赤道地区的梅杜莎沟槽组（中国天文学名词委的官方译名定为美杜莎堑沟群）和埃律西昂平原。形成雅丹地貌的主要

探索发现 | 无人机：航空器家族的后起之秀

沙场利器的华丽变身第一次世界大战时期，英国人率先提出研制一种无人驾驶的小型飞机，并将其应用于战场上。这一想法很快得到了响应，由此诞生了一种训练用的靶机（指用作靶标的机器或装置，属于无人机的一种）。靶机技术经过20 多年的发展，到了第二次世界大战时期，被广泛用于训练防空炮手。战后，退役的飞机被大量改装为靶机或用于特殊研究，成为近代无人机发展的先驱。随着信号处理与通信技术、新型材料、自动驾

科学微距 | 世界上最大废料流的解决方案

近日，澳大利亚昆士兰大学可持续矿物研究所和瑞士日内瓦大学进行的一项研究发现，矿物加工的优化可以大大减少矿物废料，同时创造可持续的沙子来源。沙子的应用范围很广，从基础建设中的混凝土、沥青，到高科技领域的芯片。据估算，全球每年的沙子需求量是400亿～500亿吨，沙子已成为仅次于水的人为开采量最多的自然资源。然而，从海洋、河流、海滩和采石场中提取沙子，会对周边环境产生影响。例如，会导致河岸侵蚀，

科学微距 | 会做算术题的鱼

日前，德国波恩大学动物研究所的研究小组发现，慈鲷鱼和黄貂鱼可以在1～5的范围内进行简单的加减法运算。要如何向慈鲷鱼和黄貂鱼提问呢？实验过程中，研究人员用蓝色表示“加1”，黄色表示“减1”。并先向鱼类展示一组相应颜色的几何形状，例如，一张画有4个蓝色的正方形的图片，然后再展示两张图片——一张上有5个正方形，另一张上有3个正方形。如果鱼游到正确的图片，即4+1得到5个正方形，将会得到食物奖励，

科学微距 | 肥胖的新克星

当节食和运动也达不到减肥目的，除了做减肥手术，人们还有其他选择吗？有一种方法是在胃中放入抑制食欲的“气球”，模拟饱腹感以减少食物摄入。近日，研究人员报告了一种“升级”后的方法，即放进胃里的植入物能释放抑制食欲的染料，这种染料使用激光激活后能杀死产生饥饿素的细胞。饥饿素是一种存在于血液循环中，由胃肠道内分泌细胞所分泌的激素，其中又属胃分泌得最多。局部麻醉后，被称为胃内饱腹感诱导装置的植入

科学微距 | 声音·数字·趣闻

声音这些前所未有的观测，极大地提升了我们对银河系中心的认识，并为了解超大质量黑洞如何与周围环境相互作用，提供了全新视角。 ——路如森上海天文台研究员 2022年5月12日，事件视界望远镜（EHT）合作组织正式发布了银河系中心黑洞人马座A（SgrA）的首张照片，是这个黑洞真实存在的首个直接视觉证据。这个超大质量黑洞距离太阳系约2.7万光年，质量超过太阳质量的400万倍。数字 2

科学有科 | 深海层泥下的小生命

究竟有多少微生物目前，人类可以找到微生物的最大深度是地下5000米，也就是说，如果你在地面上定一个点位，然后开始向地心跑，沿途5000米的路径上都能看到微生物。大部分人可能从来没想到这些微生物还存在于地壳的深处，但是都知道我们的内脏里有很多微生物。如果将地球上所有生物的内脏微生物全部加在一起，它们的重量约有10万吨。但是，与在土壤里、河里和海里的微生物相比，内脏里的微生物就相形见绌了，

学海新知 | 欢迎来到白垩纪水族馆

穿过西部内陆海道在距今8000万年前的白垩纪晚期，太平洋板块与北美板块相互碰撞，隆起形成落基山脉，史称“拉腊米造山运动”。北方的北极海向南延伸与南部的墨西哥湾交汇沟通，一条被称为西部内陆海道的狭长内海，将北美洲一分为二。东侧叫作阿巴拉契亚大陆，狭长的西侧则称为拉腊米迪亚大陆。温暖的洋流带来潮湿的空气，由于山脉的阻隔，降水集中在靠近内海的一侧。丰沛的降水灌溉了森林和沃野，孕育出无数生命，

学海新知 | 自制双锥体带你破解“怪坡”之谜

在中国辽宁省沈阳市，有一处长80 余米、宽约25 米的神奇坡道。坡道看起来是上坡，但上坡时车子能自动滑行至坡顶，下坡时却需要克服不知道哪里来的阻力。这是违反了自然规律，还是我们的眼睛“骗”了自己？让我们一起制作一个能爬坡的双锥体，来探索一下其中的科学原理吧！实验材料塑料板若干块（可以用木板或者钢管代替）、椎体两个（可以用塑料瓶代替）、双面胶实验步骤 1将塑料板按照图中样式切

艺术中的科学 | 古画新生

先给书画“打个分” 古旧书画作品由于历代流传、保管不善或自然灾害等原因，经常出现不同程度的破损及病害，需重新修复装裱才能再现作品的原貌和艺术风采。让我们“拿出”一幅清代的《江友渚等七挖书画轴》，进行修复吧。首先，我们看到此画轴可以分为上、中、下3 个部分，裱有两件书法、5 件绘画，共7 幅作品，为挖镶（在画心四周使用一整块绫或绢进行镶嵌，没有镶缝）集锦装。由于画轴以纸作为镶料，时间已久，天头

艺术中的科学 | 绽放靛蓝之花的蓝印花布

蓝印花布是中国传统的刮浆防染印花布。它源于唐宋，盛于明清，距今已有800 多年的历史。曾作为民间百姓常用的被面、包袱、帐檐等，与人们的生活息息相关。2006 年，蓝印花布印染技艺被列入首批“国家级非物质文化遗产名录”。接下来，就让我们一起走进蓝印花布飘扬的蓝白梦吧。染料蓝草中的奥秘蓝印花布染色用到的染料，来源于一类叫蓝草的植物。蓝草是指可以制造靛蓝染料、用于染布的多种植物的统称，种

兵器与谋略 | 可敬的“老兵”

海战中的“多面手” 驱逐舰是一种具有防空、反潜、对海作战等多用途的军舰，装备导弹、鱼雷、舰炮等多种武器，可担任海军舰艇编队中进攻性的突击任务。驱逐舰是现代海军舰艇中，用途最多、数量最多的舰艇，有“海上多面手”之称。 20世纪50年代初，中国尚无建造千吨级以上驱逐舰的能力，从苏联购买了4艘07型驱逐舰——鞍山舰、抚顺舰、长春舰、太原舰。这“四大金刚”组成了人民海军第一支驱逐舰部队。 197

兵器与谋略 | 沁源围困战

日军占领沁源县城 1942年，八路军控制下的沁源县（隶属于山西省长治市），已经成为侵华日军的眼中钉、肉中刺。从地理位置看，沁源地处太岳山区，东有太行山屏障，西有吕梁山依托，南北向扼同蒲、白（祁县白圭镇）晋（城）铁路，东西向扼临（汾）屯（留）公路，东可出河南直指华北平原，西则沟通河西，连接着大后方陕甘宁与延安。从地形地貌看，沁源境内群山纵横，山高谷深，森林植被覆盖良好，进可攻退可守，战略回旋余

行知天下 | 高原西游记

向着未知启程 2021年8月1日，笔者一行有幸参与到陕西省动物研究所承担的第二次青藏高原综合科学考察研究的子项目中。从西安出发，晚上到达青海省海南藏族自治州共和县，海拔大约在3000米。这里与海南省有异曲同工之妙，“面朝大海，春暖花开”。有过半的游客观览青海湖的地点就在海南州。青海湖可以视作驶向高原腹地的出发点。由于正值夏末，还能看见油菜花竞相开放，与湛蓝的湖面交相辉映，比真实的海南省的

行知天下 | 追逐浪花的科学家：文圣常

远渡重洋闪灵光文圣常出生于河南省光山县砖桥镇。从小在内陆长大的他，对辽阔的大海十分向往，期待有一天能站在海边观看起伏的波涛和展翅翱翔的海鸥。 1946年，文圣常从上海出发，乘船赴美国学习。船驶出长江口后，途经东海，进入浩瀚的太平洋，第一次见到思慕已久的海洋，文圣常十分兴奋。面对太平洋上的滔天巨浪，文圣常发现自己乘坐的上万吨重的轮船像一片树叶一样摇摆，脑海中灵光一闪，这滚滚的波涛何尝不是一

生活解码 | 汨罗江倒流的奥秘

来势汹汹的“端阳水” 汨罗江属洞庭湖水系，自东向西流经湖南省岳阳市平江县及汨罗市，最终注入洞庭湖，是洞庭湖的支流之一，全长253 千米。传说屈原投江殉国之际，江水由清变浊，大雨倾盆，江水倒流，仿佛也在为这位爱国诗人生命的终结发出悲鸣。这一天正是农历五月初五，即如今的端午节（又称端阳节、龙舟节）。然而这样的现象并非杜撰，当地气象部门对汨罗江流域的暴雨特征统计发现，发生在端午节前后的暴

青春密语 | 在等待中成就更好的自己

案例 “小刚（化名）最近放学后总要先玩一小时手机才肯写作业，如果家长制止，他就会发脾气;即便开始动笔，手机一响他也会立刻翻看，导致严重拖延、影响睡眠和第二天的学习质量。”在心理辅导过程中，小刚的母亲十分焦虑地说道。而且小刚自己也十分懊恼，却又不知该如何改变。小刚之所以会出现这样的表现，是因为缺乏延迟满足的能力，即甘愿为更有价值的长远目标而放弃即时满足的抉择取向。延迟满足，是一个人自我控制

漫画科学 | 会“变身”的可编程物质

得益于科学家们对可编程物质的不断研究，人们可对物体表面图像进行快速更新。可编程物质的概念起源于20世纪90年代初，指的是物质根据用户输入或者自主感应，以编程方式来改变自己的外形、密度、光学性能等物理性质。物体表面覆盖光激活染料之后，将紫外线（UV）投影仪与涂有光激活染料的物品配对，利用光线来重新编程。光线会改变染料的反射特性，使每个像素达到所需要的颜色，形成新图像。可编程物质主要是

漫画科学 | 冒个蓝光就上天

科学家们研制的离子飞机，没有螺旋桨、涡轮机等飞行部件，靠离子风驱动，不产生任何噪声。它的动力来自于离子风对空气中氧分子的轰击。它的“离子发动机”是悬挂在机翼下的翼型电离器。这样的飞机会更安静，机械设计更简单，并且不需要燃料。每组电极包含一根携带高压正电的金属丝以及一个带负电的翼面，空气中的氮气分子在细丝处被电离，电场携带这些离子从细丝飞向翼面。离子与中性空气分子碰撞，将它们推向飞机

科幻空间站 | 生命之歌

2037年秋天的一个早晨，钢琴声像往常一样响起，这是孔家的独生女儿宪云在做早课。她今天弹的是门德尔松的《〈仲夏夜之梦〉序曲》。宪云今年才5岁，但指法已经相当老练。她十指翻飞，悠远清灵的乐曲从她的指尖流出，而她也仿佛跟随着琴声进入了彩虹般朦胧的夜景。她母亲在身后静静地听着。一曲即毕，这位中央音乐学院的教授轻轻鼓掌：“云儿，弹得真好，就到这儿结束吧。今天是你爸爸最重要的日子，我们也得到实验

科幻空间站 | 鲸落万物生

鲸生从小在海边长大，12岁生日那天，她心心念念想去看蓝鲸。父母为了满足她这个生日愿望，还特意准备了一艘大船。刚到达海边时本是晴空万里，但突如其来的暴风雨让鲸生一家人措手不及。一阵狂风把父母和鲸生吹散了。 “鲸生——鲸生！”父母大声呼喊，却不见鲸生的踪影。此时的鲸生被狂风吹到了海岸边，海水汹涌地拍打在她腿上。海面闪烁着荧光，鲸生隐约看到了一头蓝鲸。 “蓝鲸不是生活在深海里的吗？”她难以置

科幻空间站 | 生命奇迹中蕴含的危机

1944年，第二次世界大战的烽火还在全球蔓延，各国顶尖的物理学家都在为释放出被禁锢在原子内部的巨大能量而倾尽全力，奥地利物理学家埃尔温·薛定谔却因“一只猫”而闻名于世。薛定谔在这一年出版了一本用物理学来解释生命现象的书——《生命是什么》。书中，通过热力学和力学理论来解释生命的本质，引入非周期性晶体、负熵、遗传密码、跃迁式突变等概念，来说明有机体物质结构、生命的维持和延续、遗传和变异等现象。

编读互动 | 知力小记者团“寻梦海洋‘外太空’”主题优秀征文

塑料垃圾洲阻击战湖南省韶山市韶山学校高三年级（G1903）班陈智鑫提及海洋，你首先会想到什么？是四大洋，又或者是宽广如丝绸般柔和的湛蓝海面。可你是否知道在这美丽的大海上，还存在着令人讨厌的塑料垃圾洲？塑料垃圾洲的面积有343万平方千米。它的主要来源是地上生产生活所产生的垃圾和海洋航行所丢弃的垃圾。地上垃圾通过河流、风等进入海洋，与海洋航行丢弃的垃圾一起随着洋流移动。洋流是海洋中朝着

百问百答 | 百问百答

小行星撞击是地球生命共同面临的重大潜在威胁，开展行星防御是人类保护自身生存与发展的必然要求，是构建人类命运共同体、开展全球太空治理的重要体现和抓手，也是中国从航天大国走向航天强国的必然选择。2022年4月30日，中科馆大讲堂邀请到中国科学院国家空间科学中心的李明涛研究员，带我们一起去了解小行星对地球形成的威胁以及人类的解决方案。 Q：小行星长什么样子？ A：小行星围绕太阳运行，体积和质量比