单位文秘网 2021-07-10 08:12:17 点击: 次
【导语】
在科技发展日新月异的当代社会,科学普及随着教育的发展越来越重要。了解高新科技知识对于我们的工作、学习、生活都很重要。而自然科学类文章的阅读已成为高考语文试卷的重要组成部分。选文基本都属于学科前沿,反映的都是全球最新的自然科学及现代高科技方面的成果。应当肯定的是近两年在高考中选取的科学类文章一改过去的深奥难懂,普遍带有较强的人文性、可读性,甚至还带了点语文味,有些语言还颇为活泼。
中国科学家研发出“隐身衣”
披上一件隐身斗篷,在视野中瞬间遁形,这是人类长期以来的梦想。日前,一只猫和一条金鱼比人类提前“享用”了一种隐身衣。
浙江大学国际电磁科学院陈红胜教授团队与新加坡南洋理工大学等国际团队合作,使用玻璃制造出了能够在水中隐形的六边形柱状隐身器件和能够在空气中隐形的多边形隐身器件。两种隐身器件使金鱼和猫成功隐形。
“我们在可见光中实验实现了物体的隐身,而且无需使用精密设计的纳米电磁材料。”陈红胜说,“这意味着隐身器件不仅能够隐藏像猫、鱼这样大的物体,生物还能和隐身器件一起活动,隐身效果并不会因此受到影响。”
陈红胜介绍,目前应用的隐身技术,如隐形飞机,大部分是通过吸收电磁波,让反射回去的电磁波达到最小。但他认为,这种技术并不是通常理解的“隐身衣”,这种技术就相当于给物体穿了一件不反射光波的黑色的衣服一样,在黑暗的背景中不会被发现,但是在明亮的背景中反而更易被发现。
人之所以能看到物体,是因为光射到物体上后,被物体阻挡并反射到人的眼睛。英国理论物理学家约翰·彭德里在2006年提出了利用坐标变换的方法设计隐身衣,使电磁波能够绕过被隐身的区域,按照原来的方向传播,从而使物体完全隐形,奠定了隐身衣研究的理论体系。但通过这种方法设计出的隐形器件理论上只能够在某一个电磁频率上实现完美的隐身效果,很难在较宽的频段实现。
陈红胜说:“进入隐身衣的光线要绕过物体,所以走过的路径长;没有进入隐身衣的光线是一条直线,走过的路径短。完美的隐身衣要求所有的光线保持相同相位,因此进入隐身衣的光线必须跑得比外部光线快,这就要求隐身衣的材料对不同光线具有不同的折射率,也只能在很窄的频段实现隐身。”
陈红胜团队对这个理论进行了简化,提出了一种可见光波段多边形隐身衣的设计方法。由于人眼对光线的相位和略微延时并不敏感,陈红胜团队剔除理论中“光线保持相同相位”的条件,令隐身器件能够使用玻璃这种透明均匀的易得的材料,也不需纳米级工艺雕琢,降低了隐身衣的设计和实现难度。
通过对隐形器件的特殊设计,改变材料的折射率,令光线绕过位于隐身器件中心的物体。陈红胜团队率先将这一方法付诸实践,展示了一个在可见光波段隐形的途径。这一研究成果于2013年10月发表于《自然—通讯》杂志。
截至目前,这一可见光频段的隐身器件还只能在特定的角度上取得理想的隐身效果,如六边形隐身器在正对六条棱角的角度具有较好效果,而多边隐身器仅有两个角度能够实现隐身。
陈红胜表示,这一隐身器件将有望在安全、娱乐和监控应用领域发挥作用。团队在下一步将着力提升隐身的性能,如增加隐身角度,减轻装置的重量等。
陈红胜课题组和合作团队的这项研究可以工作在整个可见光频段和任意极化的光波,并选用了在工业上可以大规模制备的玻璃来实现,将这类隐身器件的设计及实现的难度大大降低。预计未来,“哈里·波特”式的隐身衣有望加速走入到人们的日常生活中。
(选自《人民日报》2013年11月4日,有删改)
这篇文章的标题就能够引起读者的阅读兴趣,“隐身衣”,这是多么令人遐想的一个词语。由于科技含量太高,这一技术理解起来还是有一定难度的。作者在写作时运用比喻的手法,将高深的术语深入浅出地讲解出来,降低了理解的难度。这也是科普类文章常用的一种写作手法。
1.下列关于文中“隐身衣”的表述,正确的一项是( )
A.一种给物体像穿了一件不反射光波的黑色的衣服一样的隐身器件,让物体在任何情况下都不会被发现。
B.让电磁波能够绕过被隐身物体的区域,按照原来的方向传播,从而使物体完全隐形的一种高科技。
C.通过改变材料的折射率,令光线绕过位于隐身器件中心的物体,从而让物体隐形的一种经过特殊设计的隐形器件。
D.利用“光线保持相同相位”的原理,使用玻璃材料而造出的能让物体隐身的器件。
2.下列对文章内容的理解,不正确的一项是( )
A.隐身器件在可见光中实验实现了物件的隐身,意味着不仅能够隐藏像猫、鱼这样大的物体,还能和生物一起活动,隐身效果也不会受到影响。
B.目前隐形飞机应用的隐形技术,大部分是通过吸收电磁波,让反射回去的电磁波达到最小。
C.陈红胜团队令隐身器件能够使用玻璃这种透明均匀的易得的材料,也不需纳米级工艺雕琢,降低了隐身衣的设计和实现的难度。
D.陈红胜团队制造的可见光频段的隐身器件要求隐身衣的材料对不同光线具有不同的折射率,也只能在很窄的频段实现隐身。
3.从全文来看,下列表述符合作者观点的一项是( )
A.英国理论物理学家约翰·彭德里奠定了隐身衣研究的理论体系,陈红胜团队就是继承了他的理论和设计方法,创造发明出了“隐身衣”。
B.陈红胜团队发明的隐身器件将在安全、娱乐和监控应用领域发挥作用,也会大大提升我国国防和军事实力。
C.目前可见光频隐身器件还只能在特定的角度上取得理想的隐身效果,要真正广泛应用还有待科学家们深入研究和创造。
D.陈红胜团队将隐身器件的设计及实现的难度大大降低,“哈里·波特”式的隐身衣会很快进入到我们的日常生活。
美国科学家造出致命病毒
或引发现实版“生化危机”
据报道,在电影《生化危机》里,几百个遗传学、生物工程学专家在做一项科学实验,却因为一个玻璃瓶子不小心被打碎,里面的病毒突然爆发并迅速传播,而使得被感染的人,全部变成丧尸。
别以为这只是电影里的桥段,现实往往更残酷:在生化技术最发达的美国,过去的7年间,竟然发生过多达639起病毒泄漏!而就在2014年6月11日,美国威斯康星大学麦迪逊分校的病毒学教授河冈义裕,再次宣布最新成果:他们从野鸭流感病毒中找到8个基因片段,组合出一种和“西班牙流感”病毒极其相似的新病毒!两者之间只有3%的氨基酸是不同的。
还记得100年前那场曾经造成4000万人死亡、人类史上最大的浩劫“西班牙流感”吗?我们来了解一下。西班牙型流行性感冒,被称为人类历史上最致命的传染病,在1918~1919年,一年的时间,它曾造成全世界约10亿人感染,其中2500万到4000万人死亡,全球平均致死率约为2.5%-5%,和一般流感的0.1%比较起来,极其致命。其名字的由来并不是因为此流感从西班牙爆发,而是因为当时西班牙有约800万人感染此病,甚至连西班牙国王也被感染。这场大流感还导致一个额外的结果,就是第一次世界大战的提前结束,因为,各国已经没有更多的兵力参战了。
这也就是为什么,新成果一公布,就被美国很多科学家形容为“完全疯狂”“极度危险”,甚至是“非常变态”。道理很简单,因为只要让新病毒的一些氨基酸变异,它就可能像当年的“西班牙病毒”一样在人群中引起致命流感大流行。美国匹斯堡大学医学中心教授托马斯·恩格利斯拜就是坚决的反对者。恩格利斯拜说:“我认为我们做的第一个错误的决定就是提取微弱的病毒并把它培养成了高传染性的病毒。我想第二个错误的决定就是把这个成果公之于众了,这样其他人就可能会复制这个实验。”
新病毒的缔造者,是一直很受争议的日本人河冈义裕。对于自己的研究,他一再解释“是在安全等级相当高的实验室里实施的”。同时他的研究本身,正是为了应对下一场到来的流感大流行。然而,拥有“相似”的病毒并公之于众,这本身就像一把双刃剑,既可促进研究,又能被利用从而危害人类。
河冈义裕上一次处在旋涡中,是因为他创造了禽流感H5N1的突变体,它更容易在哺乳动物间传播。河冈原本计划在《自然》杂志上刊登论文,但美国国家生物安全委员会却担心数据落到恐怖分子手中,危害公共安全。最终实验在暂停一年后重新启动。反复探讨后,文章也在杂志上全文刊发。河冈团队中的一位教授对此也颇感无奈。他说:“在过去五年的研究和持续追踪中,他们发现H5N1禽流感病毒能够杀死60%的人类。但是它们只会由鸟类传播到人类,而并不会在人与人之间传播。那么现在我们所做的就是观察病毒的基因里发生了哪些变动,并找出怎样会使得这个病毒正常传播。所以做这个研究的一个纯粹的原因就是为了证明H5N1可以自然达到这种改变。但是当然,这里面也存在着双刃剑。这可能会给恐怖分子一个暗示,一个线索,去利用这个研究成果残害也许数万或更多的人。”
科学研究和公共安全,到底孰轻孰重,至今都没有定论。河冈义裕创造出的致命病毒,如果“逃出”实验室,无疑将是又一场“生化危机”;但他们原本的目的,却是研究病毒、拯救生命。
作为科研工作者,科学家们的心态是矛盾的。可能危害公共安全的科研信息该如何发布、高度敏感的实验室该如何确保安全,这些都在考验着一个国家立法者的智慧,无论在美国,还是中国。
(选自“中国广播网”2014年6月14日,有删改)
这篇关于科学研究的报道在结构上一波三折,颇能吊起读者的胃口。公众对社会安全和自身安全永远是高度关注的,而本文恰恰抓住了这个敏感点——高传染性病毒,来吸引公众的眼球。文章虽是篇事件通讯,但却写得像一篇叙事散文,从电影切入,回忆了许多历史故事,可读性强,同时也起到了一定的科学知识普及作用,使公众对病毒学研究有了一定的认知。
1.对于病毒学教授河冈义裕的最新研究成果,许多美国科学家表示忧虑。他们在哪些方面表示忧虑?请概括出来。
2.病毒学教授河冈义裕为什么坚持自己的科学研究?
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