科学家宣称太阳活动正在向着低点滑落,预计在2019至2020年达到低峰。届时地球受到的影响最可能是:
全球农业歉收
航天危险增大
北极极光消失
上层大气升温
基础科学的精神在于穷理。基础科学研究需要经过刻苦训练、需要有深度的看法,才会有新的结果、好的创意。因此,基础科学研究不经过旷日持久的付出,很难有成功的机会。有些人因而认为,与其如此辛苦,不如等别人做好基础科学研究后拿过来用。但持此观点的人忘记了一点:只有自己体悟出来的理论,才最了解其长短,才能掌握其中的精髓,应用起来才能得心应手。树立穷理的精神,也需要哲学的滋养。毕竟,科学家也是有血有肉的人,有哲学精神和素养的支撑,才能塑造科学家的气质和意志。
这段文字意在说明:
基础科学研究意义重大
基础科学研究需要奉献精神
基础科学的本质是穷理
基础科学研究需要哲学滋养
甲和丙的年龄和是乙的2倍,今年甲的年龄是丙的3倍,9年后甲的年龄是丙的2.4倍,则多少年后丙的年龄是乙的?
7
9
12
14
一声巨响、凄厉的尖叫······被吓得呆若木鸡,一动不动的体验,你有吗?再次听到类似声音,即使时隔多年,恐惧也会被重新勾起。大脑是如何存储恐惧记忆的?
动物对于恐惧的记忆,一部分是先天的,比如老鼠闻到猫的气味就会害怕,另一部分则是习得的,与巴甫洛夫著名的条件反射实验差不多,当一种声音与恐惧联系在一起,只要再次听到这种声音,动物就会重新陷入惊恐之中。
很多恐惧记忆的形成,与大脑中附着在海马末端的杏仁核息息相关。这是一个产生、识别和调节情绪,并控制学习和记忆的脑部组织。原先,科学家认为,小鼠听觉恐惧的信息会从大脑的听觉感觉区流向杏仁核的侧杏仁核,再通往下游直接控制运动的区域,由此产生恐惧反应,而从杏仁核回到感觉皮层的投射,只有在猕猴等灵长类动物中存在。可是上海有位年轻的女研究员最近在浏览小鼠大脑连接图谱时突然发现,小鼠听觉皮层也有来自侧杏仁核的投射,于是她就和另一位女博士一起“追踪”了下去。
这一追,收获巨大。她们研究发现,从侧杏仁核投射回大脑初级听觉皮层的这个神经回路一旦被抑制,小鼠就不那么害怕原先非常恐惧的声音。这说明,假如我们可以在人脑中找到对应的通路,那么我们就可能通过调节这个通路,减轻焦虑症和创伤后应激障碍等疾病。这一基础研究的发现,将为未来脑疾病的治疗提供新的线索,“目前药物治疗脑疾病效果并不理想,而生理、物理刺激和干预,可能取得更好的效果。”
不过,更有意义的是,这两位年轻的女科学家发现了成年大脑存储恐惧记忆的模式——这是科学家从来没发现过的。
与电脑有一个像集中存储数据的硬盘不同,大脑是将信息存储在以突触为基本单元的神经网络中。突触是神经元之间的连接点,大脑中有数以千亿计的神经元,每个神经元都与上千个同伴相连接,它们之间传递信号,就是通过突触完成的。而突触会不断变化,形态、数目以及连接方式,都会随着学习和记忆改变。通过荧光标记,她们发现,侧杏仁核-听皮层的突触在经过恐惧训练后,明显增多了。通过观察发现,98%以上新形成的突触都遵循“部分新增”的规律。也就是说,这些新突触往往由旧有突触“改造”而来,这种形成新突触的方法,不仅可以节省空间、细胞能量,还可节省“建材”——结构蛋白的数量。她们在所有与学习有关或无关的突触变化中,都看到了这个现象,所以这可能是成年动物大脑中突触形成的普遍规律。目前,这项极具价值的研究通过脑科学卓越中心的合作机制,已有北京的人工智能科学家基于这一发现,开始研发新的人工智能存储网络。
下列对两位年轻的女科学家的研究成果解说错误的是:
虽然突触会不断变化,但其形态、数目以及连接方式,都不会随着学习和记忆改变
侧杏仁核-听觉皮层的突触在经过恐怖训练后明显增多
新突触往往由旧有突触“改造”而来,这不仅可以节约空间、细胞能量,还可以节省结构蛋白的数量
新突触连接主要通过在已存在的突触上添加新的突触结构的方式形成,提示了成年动物大脑皮层中新突触形成的普遍规律
降雨来源于云层,云层中的水蒸气遇到冷空气或某些成核物质后,就会很快冷凝而降落下来,所以冷暖空气相遇之处就是雨水多发的地带,这就是天气预报的基础;遇到干旱,给云层来一发干冰或碘化银炮弹,通过干冰降温或碘化银增加成核物质的手段增加降雨,也就成了最常见的人工降雨方式。不过,最近越来越多的科学家开始认为,除了天气变化,细菌也有很大可能控制着降雨。
故事要从50年前说起。1970年,科学家在研究雨水时,发现其中含有微量的维生素B12。他们首先考虑,雨水由云层中的水蒸气凝结而成;云层中除了水蒸气,还有大量来自地表的灰尘,这些灰尘可能受人类活动影响而携带一些维生素B12上天,导致雨水中维生素B12的存在。不过在检查了云层中的灰尘后,他们发现云层中的灰尘含量与维生素B12含量并没有什么关系。云只是一团堆积的水蒸气和灰尘,在排除人类活动干扰后,这些维生素B12就只剩下一个来源——云层本身。
科学家开始猜测,可能是由于有大量微生物生活在云层中,在生命活动中产生了维生素B12。不过由于当时技术条件有限,他们无法确定云层中到底存在哪些微生物。
基因测序技术的出现,让科学家有了彻底调查云层生态系统的能力。2017年,法国科学家在一个海拔1465米的气象站中采集到干净无污染的降水水样,对其进行基因测序。结果发现,水样中存在超过28000种微生物的DNA或RNA,其中细菌和古菌有22000多种,真核生物有2600多种。这些微生物中既有能够进行光合作用的细菌和藻类,也有异养细菌,它们可能构成了一个完整的生态链:光合作用生物利用云层中的水分和大气中的二氧化碳等合成有机物,异养细菌则可能会以光合作用生物为食。
云层中的紫外线极其强烈,很容易杀死位于高空的微生物。新的研究发现,其实有些细菌早就发展出抵抗紧外线的能力。无论是通过光合作用合成,还是通过掠食其他微生物获取。细菌们能将这些有机物分解为具有保护作用的胞外聚合物。这些物质基本由糖构成,类似一层“糖衣”,能够轻松抵御高空中的低温、干燥和紫外线破坏。芽孢杆菌就是最常见的能合成这种“糖衣”的细菌。该属包括许多种微生物,臭名昭著的炭疽杆菌就是其中之一。
近年来,随着人类活动越来越强烈,大量有机物的微小颗粒飘散到云层上,所形成的效应就是,微生物们可能躺在云层里“无所事事”,就能吃到足够的食物,很多人小时候曾经幻想天上的云朵就是棉花糖,盼望自己能飞到云层上大吃特吃,现在看来,细菌的生活就是我们的美梦。
每个带有防护性“糖衣”的细菌都相当于一个天然的凝结核,_____________________。在天然条件下,云层中的纯水分子在低于-40℃时才会凝结;如果其中含有无机颗粒作为凝结核,凝结温度就会变成-15℃;一旦存在细菌,水分子的凝结温度还会再次升高,有些细菌甚至能让水分子在-2℃时凝结。部分科学家相信,人类活动为微生物提供了童话般的生存环境,高空云层变得更为“宜居”,这就使得云层生态系统极度繁盛,这反过来将会引发频繁的雨雪。
当然,这还不是全部。还有一些科学家认为,增加降水本身就是云层微生物的一种生存策略。许多云层微生物是因为风力吹动而从地面直达空中的,它们会借助高空气流在空中远距离旅行一段时间,之后再通过变成凝结核的方式,以雨水的形式重回地表,寻找新的宿主。
此外,这些微生物在享受云层中的有机物颗粒时,会将它们重新分解为二氧化碳。如此一来,原本以固体颗粒形式存在的二氧化碳又被微生物释放到大气中,成为日益暖化的地球上又一根新的稻草。据估算,大气中每年因此增加的二氧化碳约为100万吨,数量虽少,却会随着人类排放的有机污染物数量增加而增加。这种暖化的结果就是:地表温度升高,蒸发加强,云层增多,云层生态系统更加繁荣。这么一想,细菌似乎成了控制地球气候的幕后黑手?
下列哪项不是这篇文章中提到的科学家的研究结果:
云层中的维生素B12与微生物的生命活动有关
云层生态系统的活动提高了地球上的降水频率
空气中的二氧化碳浓度变化改变了植物的生长环境
某些高空微生物已经发展出抵抗强烈紫外线的能力
在人们的印象中,科学向来都是和正确画等号的,科学家的结论向来都是可信度极高的。但其实,作为科技“无人区”的拓荒者,面对茫茫的未知世界和各种高度复杂的软硬件工具,________________。
关于“祝融星”的风波是近代天文学历史上最为知名的事件之一。1859年,当时的法国巴黎天文台台长勒维耶,试图解决一个大难题——水星轨道的近日点进动问题。当时的人们发现,在考虑了金星、地球等其他行星的引力摄动后,水星的近日点进动仍然和天体力学的计算结果有所偏差。勒维耶经过大量计算,提出了新行星假设。他认为在水星轨道之内还存在一颗未知行星或一群小行星,扰动了水星的轨道,造成了偏差。很快就有一名天文爱好者来信说,自己在几个月前曾发现一个黑点从日面穿过,很可能就是这颗行星的凌日现象。勒维耶在查阅了他的设备和笔记后,于1860年宣布了这一发现,并将这颗“行星”命名为“祝融星”。
随后,尽管有不少天文爱好者宣称自己观测到了“祝融星”,但专业天文学家却总是一无所获。虽然从理论上说,一颗如此靠近太阳的行星几乎总是淹没在阳光之中,难以看到也在情理之中。但还是有人开始怀疑这颗行星是否真的存在。
到了19世纪70年代,天文爱好者发现“祝融星”的报告不断涌现,也曾有专业天文学家称在中国的一处基地看到了它的凌日现象。甚至在1878年,两位颇有名望的天文学家分别宣告发现了“祝融星”,这在当时引起了很大的轰动,争议之声随之逐渐转弱。
但事与愿违,随后的研究证实,1878年看到的“祝融星”其实都是亮恒星,并非新行星。1915年,爱因斯坦发表广义相对论,对水星近日点进动给出了完全符合观测的解释,水星轨道的偏离其实只是因为太阳巨大的质量使时空产生了凹陷,作为太阳系内离太阳最近的行星,水星深埋于太阳的引力凹坑中,所以其轨道自然也就背离了牛顿的理论。这颗并不存在的“祝融星”彻底成为了历史。
无质疑,不科学,可证伪性正是科学最鲜明的特征。经受住了质疑的科学知识,无疑更加接近于真理。而那些被证伪了的理论和发现,就像绿叶一样,化作了春泥养护着科学之花,并帮助人类在探索之路上走得更加坚实。
“祝融星”的例子最适合作为下列哪项科学家精神的例证?
追求真理、严谨治学的求实精神
淡泊名利、潜心研究的奉献精神
集智攻关、团结协作的协同精神
不断尝试、敢为人先的创新精神
下列著名科学家与其经典名言对应错误的是( )。
知识就是力量——培根
人的天职在于勇于探索真理——伽利略
科学没有国界,但科学家有祖国——巴斯德
天才是百分之一的灵感加上百分之九十九的汗水——爱迪生
下列科学家中,其研究领域与美国“曼哈顿工程”所涉领域相同的是:
华罗庚
邓稼先
李四光
竺可桢
据专家们说,从解密的卫星数据中整理出来的新的海底图,其详尽程度是过去海底图的30倍。把它们和船上探测获得的大比例尺海洋图加在一起,科学家们便可更加清晰地了解各个不同地点的海洋深度。
这些海底图还可以更加清晰地显示数百万年来地球板块是怎样移动的。这些海底图,是美国国家海洋局和大气管理局的史密斯与美国斯克里普斯海洋研究所的桑德威尔一起绘制的。他们根据卫星测量的、由地球引力变化引起的海面海浪相撞推断出海底特性,从而绘出了这些海底图。史密斯说,这些海底图上有山脊、海沟、火山以及可能蕴藏着矿产、石油和天然气的沉积地。如果利用船上最好的技术收集整个海底的同类信息,可能要花125年才能完成。他说这些海底图有助于改进影响气候模式和全球变暖的洋流和海洋流量的模型。
这些信息,由于曾被美国海军在有战略意义的海域用于帮助潜艇导弹制导,所以10年来(截止到今年早些时候美国海军和欧洲航天局公布这些解密数据)一直列为保密内容。
根据本文,科学家通过卫星获得海底信息所凭借的基本手段是:
对海底特性的测量
对海面和海底的观测
对海浪相撞做推断
对引力变化进行测算
与一般细胞相比,干细胞可以长期的自我复制,还能够分化多种细胞,被广泛应用于医疗领域,20世纪50年代,美国华盛顿大学托马斯首先在人的骨髓中发现了造血细胞,于1956年完成了世界上第一例骨髓移植手术,托马斯因此获得了1990年诺贝尔生理与医学奖,造血干细胞属于:
胚胎干细胞
成体干细胞
专能干细胞
神经干细胞