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科学大观园

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2024年24期

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

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卷首语 | 中国北斗，连接全球

卷首语 | 中国北斗，连接全球

在中国古代，北斗七星是人们辨识方位、制定历法的重要依据，因此，北斗在中华文化里也有着特别的意义。1994年，中国启动卫星导航系统建设，并命名为北斗卫星导航系统，其中就印刻着千百年来中国人赋予北斗的文化内涵。在信息化时代，卫星导航系统事关一个国家的国家安全和经济社会发展，中国这样一个大国只有拥有自己的卫星导航系统，关键时刻才不会受制于人。30年来，北斗卫星导航系统按照“三步走”发展战略，实现
前沿 | 现代人大脑为何比祖先大很多

前沿 | 现代人大脑为何比祖先大很多

人类的远古祖先露西，生活在300万至400万年前。尽管露西的外貌已初具现代人类的雏形，且掌握了直立行走的技能，但她与现代智人之间仍存在着一个显著的鸿沟：现代人的大脑体积是露西大脑的3倍有余。想象一下，一头成年猪的大脑重量在80—180克之间，做成脑花一碗就能装得下。而一个成年人大脑平均重量约为1300—1400克。这不得不让人们想到进化史上的一个重大问题，即为何人类的大脑会进化得如此庞大？
前沿 | 中俄科学家研制出抗极寒材料

前沿 | 中俄科学家研制出抗极寒材料

据人民网报道，俄罗斯国家研究型技术大学与中国矿业大学（北京）的科学家近日联合研发出一种新型复合材料，该材料即使在极寒环境下（-150℃）依然能保持机械性能。该研究团队基于金属及金属玻璃化合物，开发出了一种层状复合材料。该材料最大的特点是，在低温下不会发生脆性断裂。在受到冲击时，新型复合材料不会像传统材料那样破裂成碎片，这一现象与晶态与非晶态金属合金边界上的瞬变过程密切相关。在这一边界出现裂
前沿 | 3D打印创建出最小人体微血管

前沿 | 3D打印创建出最小人体微血管

英国斯特拉斯克莱德大学和中国清华大学科学家联合研发出一项开创性的3D打印技术，成功创建出迄今最小的人体微血管。这一进展有望为科学家提供一种全新的药物测试方法，从而终结使用动物进行药物测试的历史。相关论文发表于最新一期《德国应用化学》杂志。动物实验并不能精准预测人类对药物的反应。因此，研究人员迫切需要开发一种更真实的人体试验机制，而微血管正是其中至关重要的一环。微血管是维持组织健康的关键小血
前沿 | 2027年夏季北极可能出现“无冰日”

前沿 | 2027年夏季北极可能出现“无冰日”

据《自然·通讯》杂志报道，一个国际研究团队的最新研究发现，到2027年夏天，北极或将出现有记录以来首次所有海冰几乎都融化的情况。北极海冰正以每年超过12%的速度消失。而当北冰洋海冰面积少于100万平方公里时，即可视为北冰洋无冰。团队此次用300多个计算机模拟的结果估算发现，北冰洋最早的无冰日可能在未来3年内出现。团队发现，一系列极端天气事件可能在短时间内融化200万平方公里或更多的
前沿 | 为何西伯利亚容易形成冷空气

前沿 | 为何西伯利亚容易形成冷空气

寒潮、暴雪、大风……最近一周，中央气象台连发天气预警。你知道吗，其实大部分影响我国的冷空气来自西伯利亚。为何西伯利亚容易形成冷空气？中国科学院大气物理研究所研究员魏科解释，秋冬季节，太阳直射点移到南半球，北半球气温逐渐降低。而西伯利亚位于北半球中高纬度地区，日照时间短，地面温度低，加之冬季内陆向外热量流失严重，更容易形成降温和冷空气。另外，西伯利亚地形平坦，有利于冷空气堆积，从而形成最寒冷的西
前沿 | 单细胞不需用脑便能学习

前沿 | 单细胞不需用脑便能学习

科学家最新研究表明，即使是单细胞生物，也会表现出习惯化行为，这是一种基本的学习形式。该发现不仅改变了科学家对于细胞功能的理解，还为癌症免疫学的应用开辟了可能性。该研究报告发表在日前出版的《当代生物学》杂志上。什么是习惯化行为？狗学会听从命令蹲下，人们专心读书时可能忽略洗衣机的持续嗡嗡声，这都是习惯化行为。对于生物而言，学习和适应能力是进化和生存的基础。之前，科学家认为习惯化行为仅存在于具有大脑
前沿 | 贴敷式输注贴“无痛无线”挂盐水

前沿 | 贴敷式输注贴“无痛无线”挂盐水

据浙江大学药学院官方消息，浙江大学药学院、浙江大学金华研究院、先进药物递释系统全国重点实验室顾臻教授、张宇琪研究员、俞计成研究员团队联合浙江大学医学院附属第一医院、首都医科大学附属北京朝阳医院主鸿鹄主任医师团队，首次报道了一款贴敷式输注贴，可实现大剂量药物微创且稳定的体内输注。该输注贴利用腔体内的渗透压差将药物以恒定的速率通过空心微针阵列注入体内，来维持稳定的血药浓度以增强药物疗效并减少毒
科学探奇 | 跟着水熊虫探索极端环境下的生命

科学探奇 | 跟着水熊虫探索极端环境下的生命

在科幻作品中，水熊虫的形象常被赋予超自然的能力，如2017年播出的美国科幻剧《星际迷航：发现号》中就有一个十分令人震撼的情节：巨型水熊虫通过菌丝网络在转瞬间穿越到不同的宇宙空间。现实中，水熊虫并没有这种超能力（至少尚未被发现），但科学家们却能通过它了解极端环境下的生命现象，甚至还有科学家尝试将它与量子纠缠联系起来。 20世纪70年代，随着深海“黑烟囱”（指海底富含硫化物的高温热液活动区，因热
封面故事 | “北斗”30年

封面故事 | “北斗”30年

前不久，我国在西昌卫星发射中心成功发射第59、60颗北斗导航卫星。该组卫星是我国北斗三号全球卫星导航系统建成开通后发射的第二组中圆地球轨道卫星，也是北斗三号全球卫星导航系统的最后一次发射。北斗卫星导航系统是我国着眼于国家安全和经济社会发展需要，自主建设、独立运行的卫星导航系统。经过多年发展，北斗系统已成为面向全球用户提供全天候、全天时、高精度定位、导航与授时服务的重要新型基础设施。从北
封面故事 | 中国“北斗”30年闪耀星空，服务世界

封面故事 | 中国“北斗”30年闪耀星空，服务世界

北斗系统的研发，就是一曲我国科技工作者自主创新的奋斗之歌。随着科技的不断发展，全球卫星导航系统已经成为各国科技实力竞争的重要领域之一，其在军事、民用领域的诸多关键应用，决定其核心技术必须掌握在自己手里。古时候，北斗七星是人们用来辨别方向的重要指针。今天，我国自主研发的北斗系统，已成为全球导航领域的璀璨明星。自20世纪70年代起，中国科学家就开始研制自己的卫星导航系统；1994年，中国正式启动卫
封面故事 | 三十载追梦北斗从“天边”到“身边”

封面故事 | 三十载追梦北斗从“天边”到“身边”

从1994年北斗系统工程立项至今的30年间，几代北斗人栉风沐雨、接续奋斗，坚持自主创新、分步建设，走出了一条从无到有、从有到优、从区域到全球的中国特色卫星导航系统建设道路，将北斗系统建成亮丽的“国家名片”，为更好服务全球、造福人类贡献了中国智慧和力量。北斗一号：从无到有、另辟蹊径中国北斗诞生之初，世界上已有两大全球卫星导航系统：美国GPS和俄罗斯格洛纳斯。已经有了其他导航系统，我们为什
封面故事 | 创新，撑起北斗的时空基准

封面故事 | 创新，撑起北斗的时空基准

1994年12月，北斗导航试验卫星系统工程获批，一场汇集全国400多家单位、30余万名科研人员的“大会战”就此开启。 2020年7月31日，北斗三号全球卫星导航系统正式开通，中国成为第三个独立拥有全球卫星导航系统的国家。 20余年间，从技术攻关到组网，中国科学院在北斗系统精准定位的核心——时空基准的建立、保持和传递技术方面作出了突出贡献。理念创新，确保整体领先卫星导航系统规模大、造价高
封面故事 | 北斗+从“耀苍穹”到“伴身边”

封面故事 | 北斗+从“耀苍穹”到“伴身边”

北斗，北方苍穹中的七颗明星。古时，人们靠它指引方向、分辨季节、标定时刻。今日，说起北斗，它多了另一层含义。此时此刻，在距离地球数万公里之外，48颗北斗导航卫星“在岗”运行，“闪耀”太空。从手机定位到汽车导航，从交通、通信到农业、电力、公共安全等诸多领域，“北斗+”激发了千行百业新的活力和动能，丰富多样的应用场景已悄然融入我们的生活。曾经远在天边的梦想正加快变成触手可及的美好现实。 “北斗
封面故事 | 北斗发布未来重磅计划

封面故事 | 北斗发布未来重磅计划

《北斗卫星导航系统2035年前发展规划》日前发布。规划提出，未来在确保北斗三号系统稳定运行基础上，中国将建设技术更先进、功能更强大、服务更优质的下一代北斗系统。中国计划2035年完成下一代北斗系统建设。 “自2020年北斗全球卫星导航系统建成开通以来，我们在去年和今年先后发射了5颗北斗导航卫星，完成了北斗三号系统工程的收官之战。”北斗卫星导航系统工程总设计师、中国工程院院士杨长风表示，北斗系统运
封面故事 | “北斗”三十载青春筑“星海”

封面故事 | “北斗”三十载青春筑“星海”

林宝军是中国科学院微小卫星创新研究院研究员，也是北斗三号卫星系统首席总设计师，他将第59颗、60颗北斗导航卫星称为“北斗三号收官星”，为此写了一首词《满江红·北斗三号收官星》，庆祝北斗三号全球卫星导航系统最后两颗卫星发射成功，“正式收官”。 “北三首发，梦为马，扬帆启明；越雄关，敛态定制，再踏新程。批产增量协同劲，一年八星耀苍穹；三十载，矢志寰球愿，牧群星。收官星，续辉煌；天行健，钟更精；星间链
封面故事 | 三十而立梦想成真

封面故事 | 三十而立梦想成真

北斗系统工程立项以来，已走过波澜壮阔的30年。三十而立，星河璀璨，梦想成真。作为“北斗母港”，西昌卫星发射中心西昌发射场见证了“北斗”追梦的壮丽征途。西昌卫星发射中心西昌发射场指控大厅内，“01”指挥员尹相原目光如炬。4年前，第55颗北斗导航卫星发射任务，由他担任“01”指挥员；这一天，同一发射场，同一塔架，同一火箭，尹相原再次以“01”指挥员的身份坐镇大厅。这一天，他见证了又一个历史时刻
寰宇内外 | 换个角度看地球

寰宇内外 | 换个角度看地球

有时候，我们习惯站在地面上看世界，可是当你从高空或者太空的视角俯瞰地球时，很多熟悉的地方会变得陌生又震撼。这些画面不仅美到让人窒息，还会颠覆你对地球的认知。原来我们的星球，还有这么多隐藏的“艺术品”！ “指纹” 克罗地亚的拉瓦岛，岛上的居民用石墙分隔农田和葡萄园，却意外造出了一个巨大的“指纹”。从空中俯瞰，感觉像是地球留下的一枚“身份证”。 “蓝宝石” 中国的肇东水库和曼哈顿中央公
真相 | 吃银杏果能降压降脂？

真相 | 吃银杏果能降压降脂？

气温骤降，又到了心血管病高发季节。如何养护好心血管再次被提上了日程，喝醋软化血管、吃银杏果降脂降压等保健秘方纷纷上线。不过，真相悲剧了，这些江湖传言统统不靠谱。长期喝纯净水有害健康真相：纯净水是经过多道复杂工序处理的，里面几乎没什么矿物质、微生物之类的杂质。但就因为它太纯了，不少人就担心长期喝会对身体不好，比如导致缺钙、体质变酸、免疫力降低等。其实，长期喝纯净水不会缺矿物质，更不会
聚焦 | 南水北调10周年绿色生态长廊通南北

聚焦 | 南水北调10周年绿色生态长廊通南北

“东线一期工程调水主干线全长1467千米，多年平均抽江水量87.7亿立方米，且水质稳定达到地表水Ⅲ类标准，成为纵贯南北的绿色生态长廊。”2024年11月11日—15日，“沿着水网看中国——见证南水北调通水10年来工程沿线的发展与变化”主题采访活动期间，中国南水北调集团相关负责人表示。南水北调规划为东、中、西三条调水线路，南水北调东线一期工程（以下简称“东线工程”），利用江苏省已有的江水北调
聚焦 | 南水北调工程通水10周年

聚焦 | 南水北调工程通水10周年

2024年是南水北调东中线一期工程全面通水10周年。10年来，南水北调东中线一期工程优化了水资源配置，改变了受水区供水格局，缓解受水城市用水紧张局面，保障群众饮水安全，复苏河湖生态环境，畅通南北经济循环，在经济、社会、生态等方面取得显著成效。目前，南水北调东中线一期工程已累计调水超760亿立方米，沿线受水区1.85亿群众喝上“南水”。近日，记者在南水北调中线一期工程水源区、受水区北京、陕西
专栏 | 高校该如何引导学生规范使用人工智能

专栏 | 高校该如何引导学生规范使用人工智能

近期，复旦大学发布《复旦大学关于在本科毕业论文（设计）中使用AI工具的规定（试行）》，明确提出了“六个禁止”，对人工智能（AI）工具在本科毕业论文（设计）撰写过程中的使用情况进行了详细规范。据我了解，这应是世界范围内高校首次对使用AI工具提出如此之多的“禁止”规定。因此，它既具有引领性和示范性，也会引发人们更多思考乃至争论，从而让人们在应对AI带来的挑战时，更贴合实际地对学生使用AI加以引导与
专栏 | 故园科幻：中国科幻的“乡愁”

专栏 | 故园科幻：中国科幻的“乡愁”

在中国现当代文学中，“故乡”往往与“现代性”形成对照，在离开故乡之后，用一种或怀旧或批判的眼光来重新审视。在科幻文学中，对故乡的书写并不多见，大概缘于科幻自带某种世界性，关注的问题较少受到地域的限制。在这时候，三卷本的《故山松月：中国式科幻的故园新梦》横空出世，提出“故园科幻”的概念，便引起极大关注。“故山松月”来自李白的诗《送蔡山人》，“故山有松月，迟尔玩清晖”。将“故山松月”作为三卷本科幻
地球故事 | 有多难？塔克拉玛干沙漠，戴上“围脖”

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在大漠边缘，人与沙的较量从未停歇。我国是世界上荒漠化最严重的国家之一，而新疆是我国荒漠化、沙化土地面积最大的省份，其中荒漠化土地106.86万平方公里，占新疆土地面积约64%、占全国荒漠化土地约41%，防沙治沙任重道远。位于新疆塔里木盆地的塔克拉玛干沙漠是我国最大的沙漠，有着神秘壮阔的景色，但也暗藏危险。狂风呼啸时，沙尘暴遮天蔽日，席卷之处，农田被掩埋、交通被阻断，生态系统遭受严重破坏。
万象 | 不太大也不太小，人类的体型为何“刚刚好”

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自然界中动物的体型千差万别，从小小的老鼠到庞大的大象，这种多样性让科学家很难找出一个统一的规律，也很难比较孰优孰劣。另一方面，现代人类和已灭绝的“古人类”的体型也不尽相同，比如300多万年前的南方古猿体重大约为30公斤，而200万年前的直立猿人大约为80公斤重。既然动物世界里大大小小的个头儿都能存在，人类演化历史上个头也并非一直未变，那么现代人类的体型为什么会是今天这个样子？其合理性究竟体
文化 | 厉害了，中国年！专家详解春节申遗成功“密码”

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日前，联合国教科文组织保护非物质文化遗产政府间委员会第十九届常会在巴拉圭共和国亚松森召开。当地时间12月4日，中国申报的“春节——中国人庆祝传统新年的社会实践”经过委员会评审并正式通过决议，列入联合国教科文组织人类非物质文化遗产代表作名录。至此，我国共有44个项目列入联合国教科文组织非物质文化遗产名录、名册，居世界第一。春节俗称“过年”，是中华民族最隆重的传统节日，也是汉族、壮族、布依族、
人物 | “种田农民”和他的玉米情结

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严建兵教授（左一）在实验室与团队讨论课题。图片｜中国科协之声 11月13日上午，宜机收玉米产学研合作研讨会在华中农业大学举行。会上，华中农业大学校长、湖北洪山实验室首席科学家严建兵教授介绍了其研究团队于12日最新发表的研究论文“A Zea genus-specific micropeptide controls kernel dehydration in maize”。该研究首次揭示了玉米籽粒脱
科学课堂 | 利用静电植绒技术制作书签

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3000多年前，中国就学会了静电植绒技术，最初以树脂之类糊黏性的东西涂在物体上，然后撒上木纤维或其他细粉状东西用于装饰，这便是植绒的雏形。植绒工艺的基本流程包括以下五个步骤。1.预处理：对需要植绒的物体进行必要的表面处理，以确保植绒效果。2.上胶：在物体表面涂上一层胶黏剂。3.植绒：通过静电植绒设备，使纤维带上负电荷，并在高压电场的作用下垂直黏附到涂有胶黏剂的物体表面。4.烘干：对植绒后的物体进行
书评 | 耄耋之年笔耕不辍晚霞正红著书立说

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图书名称：《王子·乐律学家·科学家：朱载堉》作者：戴念祖出版社：广西科学技术出版社定价： 98.00元戴念祖先生是中国物理学史研究的重要开创者和建设者之一，也为音乐史学界所熟知。事实上，在其等身的著作中，戴念祖以科学的独到眼光来研究朱载堉及其乐律学成就而闻名于音乐史学界。1986年，戴念祖在人民出版社出版《朱载堉——明代的科学和艺术巨星》，获全国优秀图书奖、全国科技史优秀图书一等奖、中国科

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