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1、 一场耐人寻味的 空战 王谷岩中国科学院生物物理研究所研究员 科普作家 1940年11月生于唐山市 高中毕业于河北省首批1965年毕业于中国科学技术大学物理系生物物理专业 从事 视觉信息处理 基础理论研究 成果获 中国科学院自然科学二等奖 1992年以来的十几年间 承担国家载人航天工程 神舟号 航天飞船空间生命科学实验工作 被授予 中国科学院参加载人航天工程优秀工作者 荣誉称号 目前 协助贝时璋院士工作 进行细胞重建的理论研究 眼睛与仿生学 人和各种动物的眼睛 构造是不同的 各种构造不同的眼睛 功能又都有特殊的地方 研究 认识眼睛的各种构造和功能 可以从中得到重要的启示 这对发展现代科学技术有
2、重要的意义 蛙眼能够敏捷地发现具有特定形状的运动目标 准确的确定目标的位置 运动方向和速度 并能选择最佳的攻击时刻 这种机能特性 用在技术上 特别是用在军事技术上 可以起重要的作用 根据蛙眼的视觉原理 借助于电子技术 人们制成了多种 电子蛙眼 有一种电子蛙眼可以像真蛙一样 从出示给他的各种形状的物体当中 识别出类似苍蝇等昆虫形状的物体 这种识别图像的能力正是雷达系统所需要的 不断改进这种电子蛙眼 并把它用到雷达系统中 就可以准确地把预定要搜索的目标同其他物体分开 特别是把目标同背景分开 因而大大提高雷达系统的抗干扰能力 在显示屏上显示出十分清晰的目标 装有改进了的电子蛙眼的雷达系统 还有可能根
3、据导弹的飞行特征 轻而易举地把真假导弹区分开来 使人们能够及时地截击真导弹而不为假导弹锁迷惑 国外已经投入使用的一种人造卫星跟踪系统 也是模仿蛙眼视觉原理的 仿生学仿生学 Bionics 是模仿生物的特殊本领的一门科学 仿生学了解生物的结构和功能原理 来研制新的机械和新技术 或解决机械技术的难题 1960年由美国的J E Steele首先提出 仿生学这个名词来源于希腊文 Bio 意思是 生命 字尾 nic 有 具有 的性质 的意思 他认为 仿生学是研究以模仿生物系统的方式 或是以具有生物系统特征的方式 或是以类似于生物系统方式工作的系统的科学 苍蝇与振动陀螺仪苍蝇是声名狼藉的 逐臭之夫 嗅觉特
4、别灵敏 远在几千米外的气味也能嗅到 但是苍蝇并没有 鼻子 它靠什么来充当嗅觉的呢 原来 苍蝇的 鼻子 嗅觉感受器分布在头部的一对触角上 每个 鼻子 只有一个 鼻孔 与外界相通 内含上百个嗅觉神经细胞 若有气味进入 鼻孔 这些神经立即把气味刺激转变成神经电脉冲 送往大脑 大脑根据不同气味物质所产生的神经电脉冲的不同 就可区别出不同气味的物质 仿生学家由此得到启发 根据苍蝇嗅觉器官的结构和功能 仿制成一种十分奇特的小型气体分析仪 这种仪器的 探头 不是金属 而是活的苍蝇 就是把非常纤细的微电极插到苍蝇的嗅觉神经上 将引导出来的神经电信号经电子线路放大后 送给分析器 分析器一经发现气味物质的信号 便
5、能发出警报 这种仪器已经被安装在宇宙飞船的座舱里 用来检测舱内气体的成分 这种小型气体分析仪 也可测量潜水艇和矿井里的有害气体 利用这种原理 还可用来改进计算机的输入装置和有关气体色层分析仪的结构原理中 另外苍蝇的楫翅 又叫平衡棒 是个 天然导航仪 人们模仿它制成了 振动陀螺仪 这种仪器目前已经应用在火箭和高速飞机上 实现了自动驾驶 从萤火虫到人工冷光 在众多的发光动物中 萤火虫是其中的一类 萤火虫约有1500种 它们发出的冷光的颜色有黄绿色 橙色 光的亮度也各不相同 萤火虫发出冷光不仅具有很高的发光效率 而且发出的冷光一般都很柔和 很适合人类的眼睛 光的强度也比较高 因此 生物光是一种人类理
6、想的光 科学家研究发现 萤火虫的发光器位于腹部 这个发光器由发光层 透明层和反射层三部分组成 发光层拥有几千个发光细胞 它们都含有荧光素和荧光酶两种物质 在荧光酶的作用下 荧光素在细胞内水分的参与下 与氧化合便发出荧光 萤火虫的发光 实质上是把化学能转变成光能的过程 早在40年代 人们根据对萤火虫的研究 创造了日光灯 使人类的照明光源发生了很大变化 水母的顺风耳 水母 早在5亿多年前 它们就已经在海水里生活了 但是 水母跟顺风耳又有什么关系呢 人们肯定会问这样一个问题 因为 水母在风暴来临之前 就会成群结队地游向大海 就预示风暴即将来临 但是 这又与 顺风耳 有什么关系呢 原来 在蓝色的海洋上
7、 由空气和波浪摩擦而产生的次声波 频率为8 13赫兹 是风暴来临之前的预告 这种次声波 人耳是听不到的 而对水母来说却是易如反掌 科学家经过研究发现 水母的耳朵里长着一个细柄 柄上有个小球 球内有块小小的听石 科学家仿照水母耳朵的结构和功能 设计了水母耳风暴预测仪 相当精确地模拟了水母感受次声波的器官 长颈鹿与技能训练宇航员失重现象 长颈鹿之所以能将血液通过长长的颈输送到头部 是长颈鹿由于长颈鹿的血压很高 首先 长颈鹿血管周围的肌肉非常发达 能压缩血管 控制血流量 同时长颈鹿腿部及全身的皮肤和筋膜绷得很紧 利于下肢的血液向上回流 科学家由此受到启示 在训练宇航员时 设置一种特殊器械 让宇航员利
8、用这种器械每天锻炼几小时 以防止宇航员血管周围肌肉退化 在宇宙飞船升空时 科学家根据长颈鹿利用紧绷的皮肤可控制血管压力的原理 研制了飞行服 抗荷服 抗荷服上安有充气装置 随着飞船速度的增高 抗荷服可以充入一定量的气体 从而对血管产生一定的压力 使宇航员的血压保持正常 同时 宇航员腹部以下部位是套入抽去空气的密封装置中的 这样可以减小宇航员腿部的血压 利于身体上部的血液向下肢输送 蛋壳与薄壳建筑 蛋壳呈拱形 跨度大 包括许多力学原理 虽然它只有2mm的厚度 但使用铁锤敲砸也很难破坏它 建筑学家模仿它进行了薄壳建筑设计 这类建筑有许多优点 用料少 跨度大 坚固耐用 薄壳建筑也并非都是拱形 举世闻名
9、的悉尼歌剧院则像一组泊港的群帆 文章文体 指文章的风格或结构 体裁 按文章分类 文章体裁 有记叙文 议论文 说明文 应用文 按文学分类 文学体裁 有诗歌 散文 小说 戏剧 记叙文 1 以记叙文为主要表达方式的文章叫记叙文 语言特点 生动 形象 2 作品中所反映的生活和作者对生活的看法 就是记叙文的中心 也叫中心思想 中心思想是依靠人 事 景 物这些材料来表的 因而记叙文的材料必须为中心思想服务 做到中心明确 集中 3 记叙文的顺序主要有几种 顺叙 倒叙 插叙 顺叙 按事件的发生 发展结局的过程记叙 倒叙 把事件的结局或某个最突出的片断提到文章的开头写 然后再按时间顺序写事件的经过 插叙 在记叙
10、过程中 有时需要插入另一些有关的情节 然后再按着记叙原来的事情 4 记叙文中的详略安排应该是能突出中心的材料应该详写 与中心有关系 但是不很重要的材料 应该略写 与中心无关的材料应该舍弃 这样 才能使记叙的中心集中 鲜明 突出 议论文一 定义 1 议论文是对某个问题或某件事进行分析 评论 表明自己的观点 立场 态度 看法和主张的一种文体 2 三要素 论点 论据和论证二 语言特点 准确 严密 概括性和简洁性 使用修辞 体现其用词鲜明 生动和感情色彩三 代表 事物的正确答案不止一个 敬业与乐业 谈生命 奇妙的克隆 说明文 1 定义 说明文是以说明为主要表达方式来解说事物 阐明事理而给人知识的文章体
11、裁 2 它通过揭示概念来说明事物特征 本质及其规律性 说明文一般介绍事物的形状 构造 类别 关系 功能 解释事物的原理 含义 特点 演变等 说明文实用性很强 它包括广告 说明书 提要 提示 规则 章程 解说词 科学小品等 中国石拱桥 苏州园林 生物入侵者 应用文一 定义 应用文是人类在长期的社会实践活动中形成的一种文体 是人们在生活 学习 工作中为处理实际事物而写作 有着实用性特点 并形成惯用格式的文二 四要素 A主题B对象C目的D格式三 种类划分 1 依用途分 指导性应用文 指具有指导作用的应用文 一般用于上级对下级的行文 如决定 决议 指示 批示 批复等 报告性应用文 指具有报告作用的应用
12、文 一般用于下级对上级的行文 如请示 工作报告 情况报告 答复报告 简报 总结等 计划性应用文 指具有各种计划性质作用的应用文 常用于对某件事或某项工程等开始前的预计 如计划 规划 设想 意见 安排等 代表作 兰亭集序 出师表 科学小品文科学小品文也称知识小品或文艺性说明文 它用小品文的笔调 即借助某些文学写作手法 将科学内容生动 形象地表达出来 特点 科学小品文一般短小精悍 通俗易懂 语言丰富多彩 形式生动活泼 读这类文章能活跃思维 丰富知识 开阔视野 很受广大读者的喜爱 1 科学性科学小品文的科学性非常重要 内容必须合乎科学 引用的资料必须可靠 数据必须准确 写科学小品的目的就是为了向人们
13、普及科学知识 如果介绍的知识不合乎科学 不仅达不到写作目的 还会造成很坏的影响 比如 有科学小品提出 盆花不宜在室内过夜 理由是植物在夜间要吸入氧气 呼出二氧化碳 在室内过夜 有害人的健康 事实上 每300平方米叶面呼出的二氧化碳才相当于一个人的呼出量 可见 几盆花放在室内过夜 不会影响人的健康 2 生动性文笔的生动性是科学小品文区别一般说明文的主要标志 一是要善于记叙和描写 二是要善于穿插趣闻 三是要善于运用修辞 把文中运用的修辞方法找出来 品味其语言特征 因为有些科学知识不太好懂 善于运用比喻的修辞方法 可以使科学原理通俗易懂 便于介绍 普及科学知识 3 通俗性科学小品文不是为专业科研服务的 它以普及科学知识为己任 所以它的语言必须深入浅出 通俗易懂 比如 人类的语言 等文 都具有语言通俗易懂的特点 词语万籁俱寂惺惺明察秋毫瞠目结合近在咫尺
