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【科普刊物】中國科技縱橫——2005年01期簡介(全文)

發布時間:2019-06-19 21:02:48 已有: 人閱讀

  黃河,中國的第二大河,有許多神奇之處。且不說這條生命之河、中華民族的母親河造就了怎樣的英雄和史詩,激發了怎樣的智慧與文化,單是它在入海口處造就的迷人濕地,就不知吸引了多少人的目光。

  黃河是世界上著名的“泥河”,千萬年來,黃河時時刻刻流淌過黃土高原,每年要從黃土高原帶走十幾億噸的黃土泥沙,傳送到華北大平原和渤海中,讓我們親眼看見大自然的造陸運動,看見滄海怎么變成桑田。

  那么在黃河造出的年輕陸地上,究竟孕育著怎樣的生命?有著怎樣的生態系統?帶著疑問,我來到位于東營市的黃河三角洲國家級自然保護區。

  自然保護區于1992年10月經國務院批準設立,位于黃河入海口處,是以保護黃河口新生濕地生態系統和珍稀、瀕危鳥類為主要任務的濕地類型自然保護區。

  我從東營市乘車前往保護區。汽車行駛在自然保護區里,成片的野大豆綠色蔥蘢,挺立的羅布麻綿延到遠方,蘆葦、檉柳、堿蓬等野生植物隨處可見。車行其間,竟如置身植物的海洋。其間自然也少不了流淌的河水,因為水是貫穿濕地系統的決定性要素,制約濕地的形成和發育,影響濕地系統的結構、空間格局和演化。

  這塊濕地在世界上頗負盛名,極具保護價值。專家評價它:地理位置優越,生態類型獨特,是中國暖溫帶保存最完整、最廣闊、最年輕的濕地生態系統,是東北亞內陸和環西太平洋鳥類遷徙重要的中轉站、越冬棲息地和繁殖地。

  專家為我介紹,黃河濕地上的鳥按居留的情況分類,可分為留鳥和候鳥。留鳥一年四季生活在某一區域,不作長距離遷徙;候鳥則按季節和固定路線來回遷徙。不同的候鳥的遷徙路線有所不同。

  這樣好的鳥類資源,不成立觀鳥基地可不行。單凱先生說,為了觀鳥活動,目前主要修建了三個工程。其中有瞭望臺工程,功能是更好地監測鳥類。瞭望臺的選址頗費了一番周折。保護區的東部生長著大面積蘆葦,大多數鳥兒在這里棲息;北部沿海灘涂是貝類集中分布區域,鳥類多在這里取食;西部黃河故道水面寬闊,是大天鵝的集中過冬之地。最后決定瞭望臺的位置居中,修建成為正方形6層結構,總高度23.7米,居高臨下,可以一覽眾鳥。

  幾年以前,聽說過這樣的消息,由于黃河下游斷流,黃河口濕地面積逐年減少,濕地生態系統失衡,自然保護區曾經面臨嚴峻挑戰。今天還存在這樣的問題嗎?

  “什么是調水調沙呢?”看到我的一臉迷惑,單先生解釋說,“調水調沙,簡單說就是對黃河上的一系列大型水庫實行統一調度,對水和泥沙進行有效如愿的控制和調節,更好地排洪、排沙入海,減輕下游河道的淤積,甚至達到不淤積。”

  “調水,是不是說當黃河流量減小的時候,開閘放水,加大流量;調沙,是不是說黃河河道淤積泥沙較多時,將河道中淤積的泥沙沖出來,加大河水里的含沙量,并且讓泥沙隨河水入海呢?”

  在北京博物館,展覽著一套測謊儀,并現場演示測謊過程。測謊儀裝在一個電腦桌里,幾根連線連接到一個假人,也就是被測謊者的身上。乍看上去,那個假人像是在做心電圖。假人身旁是一個顯示器,當觀眾在顯示器上選擇“開始”鍵后,提問開始。隨著假人按順序回答問題,他的生理反應曲線開始在屏幕上從右向左行進。這些曲線被縱向分割成一段一段的,每一段表示回答一個問題時的生理反應。

  在這些問題中,第3、4、6、8、10題是測謊重點,其他問題是為了檢驗被測謊者的正常反應和信度而設計的。

  在演示測謊的展臺旁邊,是一臺演示指紋識別系統的計算機。簡單說,指紋識別系統就是先把門記錄在案的所有指紋建一個數據庫。以后凡是在新發案件現場發現的指紋,都跟這個數據庫里的指紋核對一遍,一旦發現重合的指紋,計算機系統就會顯示出與記錄在案的指紋相關的所有材料。

  這個系統說起來簡單,但是研制它,花了20年的時間。西方發達國家早就有這個系統,但是他們對我國實行技術封鎖。現在博物館演示的這個系統,是北京市公安局刑偵科研所與清華大學從1981年開始研制的,2001年正式應用于刑事案件的偵破工作。

  計算機人像組合系統的功能是,根據目擊者對犯罪嫌疑人面部特征的記憶,選擇近似的面部“部件”,組合成一幅犯罪嫌疑人的頭像,供抓捕、辨認犯罪嫌疑人時使用。

  以往這種工作也是由人工完成的,繪圖者要根據目擊者的口述描繪出犯罪嫌疑人的頭像。由于一般人對于描述面部特征的詞匯理解不同,使用習慣不同,繪圖者在繪制犯罪嫌疑人頭像的過程中就免不了反復修改,再加上繪畫技術和條件的限制,繪圖者很難在短時間內提供出既準確又逼真、細膩的畫像。

  用計算機解決這個難題,也是先建立一個數據庫。數據庫里事先存儲許多分解了的頭像“部件”,比如各式各樣的頭型、發型、鼻子、眼睛、耳朵、眉毛、嘴,破案警員按照目擊者的描述,就能拼合出犯罪嫌疑人的頭像。目擊者還可以對著圖形當場修正,直接參與選擇,這樣就避免了語言傳達過程中的失線字,請看《中國科技縱橫》2005年1月號)

  “伊拉克戰爭爆發后,我們和其他一些國家的考古學家曾多次懇求美國政府關注戰爭給伊拉克考古遺址帶來的損失。作為考古學家,我們反對發動這場戰爭,我相信世界上大多數的考古學家都這樣想。戰爭給這個國家帶來了無法彌補的損失,這對于整個考古界都是致命的打擊。”

  混亂中的搶劫2003年3月19日,伊拉克戰爭爆發。4月9日,媒體報道南方名城巴士拉的博物館遭到搶劫。4月10日,各大媒體中都充斥著美軍進入巴格達、伊拉克國家博物館遭暴徒哄搶的報道。吉布森說:“我的第一反應是新聞中講的是真的,不是在做夢,美國部隊的行為是不負責任的。他們已經知道了這座博物館的重要性了,我早就告訴過他們。他們本應采取保護措施的,那里根本不應該遭搶。”后來,成百上千位外國考古學家聯名向白宮,施加壓力。4月16日,美隊對博物館地區采取安全保護行動,博物館工作人員返回博物館。亞里山大·約菲說:“對伊拉克國家博物館的搶劫是現古史上最為野蠻行徑,這是伊拉克人的損失,也是全人類的損失。”

  2003年4月中旬,美國考古學家丹·克魯克香克來到了遭搶后的伊拉克國家博物館。他發現,博物館各部分遭受的損失是不同的。博物館有三大部分,第一部分是博物館的辦公區,主要有一些辦公設備,里面的保險柜裝有博物館的資金和各儲藏室的鑰匙。第二部分是專門用來保存文物的五個藏品室。最后一部分是博物館的陳列室,里面有數百件大型的文物,由于事先用沙袋和泡沫保護起來,而且太重搬不動才免遭厄運。

  追索中的感動和無奈追索文物的行動,在搶劫發生后不久就展開了。本地追回的文物,有些是被普通民眾送回來的,有些是追回的。從民眾的行動中,可以看出他們多么珍視本國的文化遺產。蘇雷曼·阿斯旺德老人是巴格達的一位珠寶商人,聽到巴格達國家博物館遭搶十分痛心,決定幫忙追索被盜文物。“一個女孩兒來到我的店里想賣給我一些印章。我沒有盤問這些東西從哪兒來,就付給她1300美元,把博物館的這92枚印章買了回來。”講這個故事的時候,阿斯旺德老人兩眼滿含淚水,“我們自己的同胞來偷文物就像是兒子來偷父親。伊拉克可以重建,但是我們永遠無法重建歷史。”

  像阿斯旺德這樣的伊拉克人不在少數。巴格達居民易卜拉欣和埃馬德也講了他們的故事:“當偷盜者闖進巴格達博物館的時候,我們也跟著進去了。當我們意識到他們要做什么的時候,我們也從地下撿起幾件大個的文物拿回家了。幾個星期之后,我們把文物還了回來。”

  易卜拉欣挽救了薩爾瑪那薩爾三世的雕像和50多件其他文物。埃馬德當時拿了瓦卡花瓶,這個花瓶是博物館最珍貴的文物之一。“我當時不知道這是什么,只是看見它在地上,我就撿了起來。在我叔叔的幫助下,我們把它放在一個金屬箱里,然后推出博物館。這個花瓶好重,我把它推到門口好像花了幾年的時間。”

  各民族中幾乎普遍流傳著小黑人傳說,甚至在地區以外的南島地區及東南亞許多地區也都有關于小黑人的記錄。傳說中的小黑人身體矮小、膚色暗黑、氣力過人、驍勇善戰、擅長巫術。今年有人提出小黑人可能是的原住民,這一觀點讓現在的的原住民大為惱火。因此也引起我們更多的關注……

  “達愛”的咒語在美麗的寶島,居住著近50萬的原住民,分為11個民族。盡管這些民族語言、文化、風俗、儀禮各不相同,但同屬南島語系民族的原住民還是能找到一定的文化共性。比如各民族中幾乎普遍流傳著小黑人傳說,賽夏族的“矮靈祭”就與小黑人有關。

  矮靈祭在賽夏語中通稱為“巴斯達愛”,是以黑矮人“達愛”之靈為對象,是賽夏人心目中最重要的祭典,其中蘊含著深遠的歷史意義。

  達愛就是黑矮人。相傳遠古時代,賽夏人和達愛曾毗鄰而居。達愛們身高三尺左右,住在山腰的洞,經常來賽夏族的部落。他們不僅傳授農耕技術給賽夏人,施展巫術讓農作物豐收,還教賽夏人學會祭祀禮儀和歌舞。據說賽夏族的歌都是達愛教的,因此賽夏人對達愛心存感激。但是達愛也有惡的一面,雖然身材短小,臂力卻很大,又長于巫術,所以常常利用機會搞些惡作劇來賽夏人。尤其是達愛生性好色,經常調戲、賽夏族婦女,引起賽夏人的強烈不滿。

  終于有一天,賽夏人忍無可忍,決定將達愛除掉。他們在達愛洞穴前的河對面舉行祭祀,把達愛從洞中引出來。由洞穴到河這邊要過一座藤橋,趁達愛通過藤橋的時候,賽夏人將藤橋砍斷,使得絕大部分達愛跌落深淵死亡,只留下一男一女兩個幸存者。這兩個達愛沿溪向東方逃離時,邊撕山棕葉邊不停地詛咒:“撕破這一片,山豬將會來吃你們的農作物;再撕這一片,麻雀將會吃你們的農作物;又撕一片,害蟲將會糟蹋你們的農作物。”他們警告賽夏人,要按期舉行“巴斯達愛”,否則將會遭受農作物歉收、族群滅亡的厄運。

  因為懶差點丟命的小樹懶樹懶是考察隊親密的朋友。由于它憨態可掬,所以特別招人喜歡,隊員們都愿意抱著它。但它就是有一個“缺點”:太懶。在亞馬遜河上,我們見到的一只小樹懶,就因為懶,差一點送了命。

  一天,我們的考察船航行在亞馬遜河的主河道上,老船長突然發現前方約100米左右,有一個黑的東西在水中掙扎。憑經驗,老船長斷定這不是一個在水中正常游動的動物。老船長讓我們的印第安向導和考察隊的動物專家宛新榮博士劃小船過去看,原來是一只樹懶在水中掙扎。宛新榮博士分析,這只樹懶可能是從樹上掉到水中后迷失了方向。它向亞馬遜河主河道中游來,結果越游越遠,再加上性格上的懶惰,游一會兒它就想休息一會兒,現在已經到了筋疲力盡的時候了。幸虧我們把它救了上來,不然它就會命喪江中。天漸漸地黑了,魯道夫和宛新榮又劃著小船向雨林方向行進。樹懶見到了自己熟悉的雨林,也非常高興,急得在船艙里走來走去。在一棵大樹旁,小船停了下來,魯道夫抱起小樹懶,把它送到了樹上。

  四小蟲讓隊員苦不堪言亞馬遜的動物并不都是溫順可愛的,有的動物就給我們的身體造成了極大的傷害。亞馬遜無脊椎動物類群中的蟻類、蠅類、虻類,還有數目眾多的蠓、蚋(俗稱小咬)。這些小家伙具有一個共性,就是叮咬人畜,同時還是傳播熱帶疾病的媒介生物。

  到亞馬遜考察前,為了預防這些小家伙,我們考察隊已經做了精心的準備,但這些小家伙還是讓隊員們苦不堪言。考察隊員沒有一個人能躲開它們的攻擊。被四大害咬得最重的是中央電視臺的攝像師鄒程。白天他在雨林中扛著攝像機拍片子,明明看到了螞蟻和牛虻在自己身上咬,也不敢動一下,因為要保證片子的質量。晚上在燈下,他在眾多的蚊子和小咬的陪伴下編輯片子并往國內傳。他全身上下被叮咬后起的包有1000多個。

  2004年11月6日晚,我作為《中國科技縱橫》的記者,跟出租車司機一番討價還價之后,包車前往北京西南方的盧溝橋,再一次走近故事的主角,它們是一對運輸超大物件的貨車。

  這次運輸的貨物是北京京豐燃氣發電公司從日本進口的發電設備,一是發電機燃機,二是定子。運載燃機的拼裝板車有17排輪子(業內稱一排為一軸,即總共17軸),每軸有16個輪子,所以這輛車有272個輪子,載貨重量相當于22輛普通大貨車,長度上相當于5輛普通大貨車。

  這么大的車上路,會不會軋壞路面和橋梁?怎么轉彎?聽起來讓人擔心。但是專家們已經有了解決辦法和精密的運輸方案。

  媒體叫它們“巨無霸”從10月下旬開始,北京的媒體就在追逐這對巨無霸平板車,當時它們從天津進入北京地界,停在路邊,等候合適的時間繼續向發電公司開進。巨無霸,想起來肯定高大威猛,與眾不同!可當10月29日下午在北京郊區的103國道上第一次看到它們時,我失望了。在寬廣的103國道上靠邊站的巨無霸不算多么起眼,離我的想象太遠了。但當向專家請教了之后,我依然要叫它們巨無霸,因為它們相對路面設計來說,確實是有些霸道,霸在以下四處。

  就拿燃機板車來說,貨物加上拼裝板車總重達到470噸,這叫運行重量。定子板車的運行重量為378噸。為了這幾百噸的壓力,運輸單位要先期考察道路,選擇路線,對必經的橋梁進行加固。我從北京市路政局得知,這次運輸任務對27座橋梁進行了加固,改造路面1700米。

  雖然燃機本身的長度有14.1米,但是運輸板車的運行尺寸達到42米,轉彎時的難度可想而知。在一些彎度較大的路口,運輸單位采取了多種辦法,比如加寬拐彎處的路面,做“詹天佑式”轉彎,或者給車輛換裝。換裝是把平板車的17軸(或15軸)去掉5軸,減短平板車長度,就可以比較輕松地轉彎了。

  燃機板車的運行寬度為6.22米,每軸有并排的16個車輪。一般道路的寬度為7米,這樣富裕不足一米的空間,僅容一人,實際上很多路段巨無霸運輸車是軋著馬路牙子通過的。所以巨無霸運輸沿途要獨霸道路,這給繁忙的北京交通提出了一個難題,最后決定巨無霸只在晚上行走。

  燃機板車的運行最高尺寸為6.53米,路上很多標志牌、電線、樹枝以及涵洞都低于這個高度。運輸單位只好預先拆除標志牌,加高或改裝電線,修剪樹枝。有一處涵洞的高度不夠,就向下挖涵洞的路面,真是興師動眾。

  “后人類”這一想法是二戰后在歐洲被提出的,大多數后人類主義學者認為的后人類,指具有人的意識,但身體卻非自然的肉體,而完全由人類通過科學技術制造出來的人。所以也被稱為“精神機器”。

  元、老湯、星河和陳華分別專于自動控制技術、人文、科幻和生物科學,本刊編輯部請他們四人分別從這幾個方面討論“后人類”這一話題。

  后人類的實現在技術上有什么難題?元:先以假肢為例,其實它仍然不如真肢方便。其中的難點在于機器與神經難以直接連接。現在,假肢都由電機帶動,當運動的信號通過神經傳給接了假肢的肌肉,假肢上安裝的傳感器感應到肌肉的運動,就引發電機帶動假肢。這樣一來,運動的精度就差了很多。現在沒有能直接感應神經變化的傳感器,這需要技術的突破。要把神經與傳感器連上并非無法做到,用當今的生物化學技術至少可以找到每一根對應某種運動的神經。然后我們還要考慮,假肢怎么接收神經發出的信號,神經怎么接收假肢傳出的信號,這一過程是雙向的。隨著科學技術的不斷進步,這些問題應該能夠解決。

  不過,即使實現了互相傳遞這一過程,電子元件,如電極能用多長時間也是需要考慮的。時間長了,電子元件可能被腐蝕,或由于其他原因失靈。

  以上這些都還是小問題,還有更大的問題。人的神經的數量很大,譬如脊柱的神經,少說也有幾百萬條,很難把它們一條條地連接起來。

  即使能接好,怎樣供養人腦?我記得曾看過一部科幻小說《陶威爾教授的頭顱》,小說中的主人公,即陶威爾教授只剩下一個腦袋,上面插著許多管子,通過輸送營養液來供養。小說中沒有供養的細節,實際上這是很難做到的。我們的大腦依靠血液來供應氧和其他營養,必須找到安全有效的替代物,才能使人腦獨立“生存”。

  最近,我認識的一個人準備做腸胃手術,動手術之前為了先清理腸胃,必須若干天不吃飯,而用某種營養液代替飲食。人們使用最多的營養液是葡萄糖,他用的這種比較昂貴,一天的用量需要花1000元,進口的更貴,需要3000元一天。但即使這樣也不能維持太久,因為人的肝臟受不了。

  另外,電池的儲能效能比差很多,如果還要它負擔兩套系統,一套機器,一套人的器官,肯定行不通。也就是說,生物機體與電子機器要結合起來相當困難。

  我倒覺得后人類社會是混合型的,有兩種人,一種是生物人,一種是機器人。機器人的意識與你的完全一樣,只要把你腦子里的重要參數輸入機器,它就是你的替身了。我們可以想像這是一種非常精密的儀器,當然現在無法做到。它能在光盤上記錄下你的意識,并輸入到替代你的那臺機器中。

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