科學——揚帆科海 繽紛世界

主題解說

科學，是人們對自然、社會本質及其運動規律觀察、認識、探索與把握，進而形成的客觀真理。它以知識的形式積累和傳承，成為人類文明中最為璀璨奪目的一部分。

科學技術作為人類理性追求的最高成就，它揭開了一個個自然之謎，把古人美好的夢想變成了現實?？梢哉f，世界上幾乎每天都有新的科技成果問世，都有新的科學技術應用到我們的生活中來。但科技又是一把雙刃劍，它在給我們帶來福音的同時，也制造了一些麻煩，如環境污染、生態破壞、資源短缺等。因此，作為當代青年，我們既應關注科學進步，投身于科技創新，又要擁有人文情懷。

請以我們的純真和熱情來關注科學技術吧，也許未來的科技世界正是因為有了我們的發明創造才變得更加絢麗多彩！

美文掃描一

高科技污染

凡是因為技術進步產生的影響人類正常活動的現象都叫高科技污染。高科技污染可分為無形和有形兩類。無形污染指信息、聲、光等非實體對人的正常工作和生活的干擾。有形污染指高科技工業產生的新的垃圾（包括固、液、氣三種形態）造成的污染，這種垃圾我們也叫高科技垃圾。由于高科技大大拓展了人對自然的影響范圍和程度，所以高科技垃圾的種類日益增多，分布領域也日趨廣泛。從太空到海底，凡是人類高科技能影響到的領域，都存在高科技垃圾。

由于社會的進步和生產力水平的大幅度提高，產品的折舊速度越來越快，大量的耐用產品很快被消費者淘汰，造成垃圾量激增。在發達國家，過時的汽車、家用電器甚至電腦部件等都成了無人要、無人處理的垃圾。這種垃圾填埋成本高，焚燒困難，堆置對環境有破壞。

還有一些固體廢棄物離人們的日常生活很遠，危害卻很大，如太空垃圾和核垃圾等。太空垃圾是指在近地軌道上運行的被遺棄了的航天飛行器及部件。

現在，地球周圍的太空垃圾已有3000噸左右。在近地軌道上高速環繞飛行的太空垃圾，對單位價值數十億美元的各種衛星構成了嚴重的威脅，且直接事故概率越來越大。而由于核電的開發產生的大量核垃圾，一旦沒有妥善處理，就將大范圍危害居民的健康乃至生命安全。這樣的垃圾，依靠新技術處理難度較大，目前只能依靠全世界政府組織的力量，制定國際公約，才有可能首先避免數量上的進一步增長。

高科技帶來的氣態污染物也直接對人類的生存構成巨大的威脅。如制冷行業、塑料工業的重要原料——氟氯烴，對臭氧層已造成嚴重破壞。近十年來，地球上的臭氧空洞已增至5個之多，總面積近4000萬平方千米，接近地球表面積的十分之一。所幸目前這些空洞均在南極、北極、西伯利亞等無人區，否則陽光中的紫外線會使人類和動物遭受滅頂之災。

快樂訓練

1.這篇文章的說明對象是_________。

2.文章的說明對象具有哪幾方面的特點？

3.文中畫線的“這樣的垃圾”是指________。

4.這篇文章運用的說明方法有______、______、______、_______。

5.文中體現說明文語言“準確性”特點的句子很多，試舉出兩個句子，并標出能體現這一特點的關鍵詞語。

6.防治高科技污染是每個人都應關心的問題。請你針對文章中所提到的高科技污染的某一種類，通過想象，提出一種防治的設想。

美文掃描二

神秘的運動常數

①鳥兒在空中飛翔時，翅膀每分鐘拍幾次？每次幅度有多大？魚兒在水里游動時，尾巴每分鐘擺幾回？每回幅度又是多少？這些問題看上去似乎沒什么意義，難道空中的飛鳥和水里的游魚不是完全自由的嗎？它們的運動難道不是完全無拘無束的嗎？

②答案真是出乎我們的意料。看上去自由自在、無拘無束的飛行動物和游水動物，它們的運動似乎恰恰遵循著嚴格的規律?？茖W家們通過大量的觀察和實驗，發現飛行動物和游水動物的運動過程中存在著一個神秘的常數，那就是它們的翅膀和尾巴的振動頻率、振幅以及運動速度三者之間的關系——振動頻率乘以振幅再除以運動速度，計算得到的數值總是落在0．2～0．4之間。

③比如，世界上最小的鳥類——蜂鳥，其雙翅展開僅有10厘米左右，飛翔時振幅大約是20厘米。蜂鳥的飛行速度非常快，大約能達到50米/秒。而科學家們以往觀察到的蜂鳥飛行時雙翅振動頻率在50～70赫茲之間，根據上述公式計算出來的蜂鳥的運動常數就落在0.2~0.4之間。

④與蜂鳥形體相差懸殊的海豚也是科學家們觀察的一個對象。成年海豚的體長一般在3米左右，在大海里游動時，海豚尾巴擺動的振幅大約是1米，頻率每分鐘30次左右，游泳速度是每小時100公里。根據公式計算出來的海豚的運動常數是0．3，也落在0．2～0．4之間。

⑤這不僅僅是巧合，研究者們做了大量的實驗，發現幾乎所有的飛行動物和游水動物的運動機制中都存在這個神秘的常數。事實上，只有當這一運動常數的值處于0．2～0．4之間，動物們才能達到最佳的運動狀態。

⑥雖然目前科學家們還不清楚為什么會存在這個運動常數，它的值又為什么恰恰落在0．2～0．4之間，但這一神奇常數似乎像物理學中著名的光速不變原理一樣放之四海而皆準，也像光速一樣神秘。它能夠幫助生物學家們根據動物化石的身體構造，判斷出那些早已滅絕了的動物曾經具有怎樣的運動速度。

⑦此外，這一常數還能夠幫助軍方研制出各種高性能的飛行器。比如說，一個翼長15厘米、翼振振幅為10厘米的機械間諜如果要做有效飛行的話，其最佳翼振頻率應該是30次/秒左右。目前美國軍方已經著手研制類似于飛鳥的有翼飛行器，在配備上微型攝像機之后，這樣的機械鳥將可能滲入敵方的任何機密要塞進行刺探。當然，它們最感興趣的還是能夠研制出體積更小、無孔不入的機械昆蟲，相信這一天的到來也為時不遠了。

快樂訓練

1.第⑤段中黑體的“不僅僅”“幾乎”能不能去掉？為什么？

2.文章舉蜂鳥、海豚的例子，意在說明什么？

3.生物的“運動常數”在目前的科學研究中具有怎樣的用途？

4.隨著人類對生物系統結構、功能等研究的不斷深入，仿生學在改進工程技術工作中發揮著越來越大的作用。請結合日常獲取的信息，再舉一個仿生學的例子。

美文掃描三

聲音的妙用

①聲音是物體振動時產生的具有不同頻率、并通過聽覺反應的波。現在，經過科學家的努力，許多利用聲音為人類服務的途徑競相而生，從而使聲音變成了新的資源。

②英國科學家根據聲波蘊藏的能量在傳播中遇到屏障時能夠轉變成電能的原理，設計制造出鼓膜式聲波接受儀，并通過與可以增大聲能的共鳴器相連，而使聲能迅速轉化為電能，供一些小型電器使用。

③美國科學家設計出一種依靠聲音制冷的冰箱。外形呈圓筒狀，圓筒外邊疊放著玻璃纖維板，筒里充滿氮氣或其他惰性氣體；筒的一端封閉，另一端是一個振動膜盒，膜盒與音圈、導線及磁鐵相連。當聲波作用于彈性膜片時，迫使筒內氣體膨脹，導致產生的熱量由玻璃纖維迅速傳導散失，從而達到降溫制冷的目的。

④美國科學家還發現，高能量的聲波可以促使塵粒相聚成一體，因重量增加而下沉，根據這一原理，他們研制出一種除塵警報器，可以用于煙囪除塵，控制高溫、高壓、高腐蝕環境中的塵粒和消除大氣污染。

⑤在英國，科學家已研究出以聲波控制噪音的新技術。他們利用計算機和傳感器，將模擬聲轉化為數字信號并加以分析，以此來消除噪聲?，F在，英、日、美、法等國家，在各種豪華小轎車里都安裝了這種系統。美國還將這種技術應用到工業空調器、抽風機、核共振成像系統、大功率冰箱等領域。

⑥有的醫學家運用聲音來診斷某些疾病。當人體組織受到來自外界的作用時，活動分子會呈現無規律的波動，部位體溫隨之增高，而與此同時發出的噪音也就越大。醫生便可以用專門的儀器準確地診斷出病灶和炎癥的確切部位和范圍。

⑦現代影視技術的發展，還出現了以聲代光拍攝水下電視的新技術。主要通過聲發射器、凹鏡、電視接收機和附屬設備來完成此任務。拍攝時，聲波從發射器發出之后，射到水下目標就被反射回來，經凹鏡聚焦，由聲電攝像管把聲音信號轉換成電信號并傳至電視顯示器，顯像管就可以把電信號轉換成的圖像顯示出來了。利用聲波拍攝水下電視圖像時，還可以拍出彩色電視圖像及立體電視圖像，取得了令人滿意的效果。

⑧據報道，美國加利福尼亞的斯克利普斯海洋物理研究所的科學家，還研究出利用聲音透視海底的方法。他們利用波段為8～80千赫的水下聲波，在監控器的屏幕上顯示了水下實驗物的圖像。而且，這種具備計算機資料處理功能的水下物聲系統，將會使人們觀察到水下的大型動物、潛艇和沉船等。

快樂訓練

1.根據文章內容解釋下列各裝置的工作原理。

①聲音制冷冰箱：___________。

②轎車噪音控制器：___________。

③聲音醫療診斷儀：___________。

2.從文中找出相關詞語并用連接號示意“以聲代光拍攝水下電視”的過程。

3.閱讀第②至⑤段，完成下列各題。

①聲波變成電能的原理是：___________。

②聲波除塵的原理是：___________。

③聲波消噪的工作原理是：___________。

4.下列各句中黑體代詞指代的內容是什么？

①這種具備計算機資料處理功能的水下物聲系統，將會使人們觀察到水下的大型動物、潛艇和沉船等。

②美國還將這種技術應用到工業空調器等領域。

5.聲音的奇妙作用在生活和文學作品中很多，《射雕英雄傳》里黃藥師吹笛能發出一種怪異的聲音，使對方不戰自退，甚至因忍受不了而死亡，你認為這是純文學作品的夸張，還是有一定的科學道理？請說說自己的看法。