睡眠为身体解毒

◇周露

①与吃饭、呼吸一样，睡眠是人类的一项基本需求。尽管几千年来人们遵守着日出而作、日落而息的自然规律，但很少有人问：“人为什么要睡觉?”此前，许多科学家曾针对睡眠原因提出各种各样的猜测与解释，包括消除疲劳、巩固记忆、调节机体代谢等，但人们一直无法就此达成一致看法。

②近日，科学家对睡眠有了新的解释：为了把白天人体积聚的毒素一扫而光。美国一项新研究为此提供了有力证据：大脑在睡眠时才能高效清除代谢废物，从而恢复活力。这项研究发表在美国《科学》杂志上。科学家评论说，它“从分子水平上提供了可能是睡眠基本目的的首个直接实验证据”。

③科学家发现，大脑内有一个独特的“垃圾处理系统”，并将其命名为“类淋巴系统”。大脑在清醒与睡眠状态时功能完全不同，清醒时会有意识，而睡觉时则进行“大扫除”。由于能量有限，它似乎必须在两种不同功能之间选择一个，您可以把它想成家庭宴会，要么您招待客人，要么您打扫房间，但您不可能同时做两件事。脑脊液沿着动脉周隙流入脑内组织，与脑内组织间液不停交换，并将细胞间液体的代谢废物带至静脉周隙，随即排除至脑外。而在新研究中，他们发现，这个“垃圾处理系统”的工作几乎都是在睡眠中完成的。

④在实验中，研究人员在老鼠的小脑后方植入一根导管，分别在老鼠清酲和睡眠时注入小分子荧光染料，这样就能看见脑脊液在脑内流动的情况。他们发现，染料注射30分钟后，与清醒老鼠相比，睡眠老鼠脑内的荧光染料分布要广泛得多，并且到达更深的地方。这说明脑脊液在睡眠老鼠脑内流动得更加容易。进一步的实验证实，睡眠老鼠脑内细胞间隙增大，使脑脊液流入脑内及脑组织间液交换变得更加容易。研究人员还分别往清醒和睡眠的老鼠脑内间隙注入β淀粉样蛋白，这种物资在脑内的聚集可引发阿尔茨海默氏症(老年痴呆症)。实验证实，β淀粉样蛋白在睡眠老鼠脑内的代谢速度比清酲老鼠快得多。

⑤睡眠是现代人都很关心的问题。到底我们可不可以不睡觉然后腾出更多时间去工作去享受生活?答案可能是不行的。人脑需要每天花一定时间让脑脊液好好地为它洗个澡，不然那些脑细胞产生的代谢垃圾堆积起来，就会伤害到脑细胞，时间久了人就会生病，比如患上阿尔茨海默氏症等。

（选自《百科知识》2013年第23期）

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而在新研究中，他们发现，这个“垃圾处理系统”的工作几乎都是在睡眠中完成的。

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阅读《中国石拱桥》完成习题

①苏州园林里都有假山和池沼。假山的堆叠，可以说是一项艺术而不仅是技术。或者是重峦叠嶂，或者是几座小山配合着竹子花木，全在乎设计者和匠师们生平多阅历，胸中有丘壑，才能使游览者攀登的时候忘却苏州城市，只觉得身在山间。至于池沼，大多引用活水。有些园林池沼宽敞，就把池沼作为全园的中心，其他景物配合着布置。水面假如成河道模样，往往安排桥梁。假如安排两座以上的桥梁，那就一座一个样，决不雷同。池沼或河道的边沿很少砌齐整的石岸，总是高低屈曲任其自然。还在那儿布置几块玲珑的石头，或者种些花草：这也是为了取得从各个角度看都成一幅画的效果。池沼里养着金鱼或各色鲤鱼，夏秋季节荷花或睡莲开放，游览者看“鱼戏莲叶间”，又是入画的一景。

②苏州园林栽种和修剪树木也着眼在画意。高树与低树俯仰生姿。落叶树与常绿树相间，花时不同的多种花树相间，这就一年四季不感到寂寞。没有修剪得像宝塔那样的松柏，没有阅兵式似的道旁树 ：因为依据中国画的审美观点看，这是不足取的。有几个园里有古老的藤萝，盘曲嶙峋的枝干就是一幅好画。开花的时候满眼的珠光宝气，使游览者感到无限的繁华和欢悦，可是没法说出来。

（1）这也是为了取得从各个角度看都成一幅画的效果。

（2）因为依据中国画的审美观点看，这是不足取的。

无人机时代正在到来

①正在到来的第四次工业革命将使人类进入“无人机时代”。各种类型的机器人纷纷问世，其中会飞的机器人──“无人机”异军突起，频频出现在公众的视野中。

②无人机，实际上就是具有飞机形状的遥控飞行装置，主要由机身、动力、 螺旋桨、录音、摄像、遥控、传输以及感应等部件构成。                                                                     

③无人机的发展始于军事领域。上世纪60年代，美国军方率先使用无人机进行运输、侦查、攻击等。之后，无人机被许多国家运用到军事领域，并且不断创新发展。目前，我国的军用无人机在技术上已经能够通过遥控准确无误地击中目标。

④无人机由军用进入民用领城后，用途十分广泛。地质勘探、电网巡检、交通流量统计、大气污染检测等，都可以借助无人机的一臂之力。当地震、洪水、爆炸等灾害发生，无人机可快速飞至救灾人员无法抵达的现场，实施救援。2013年，四川芦山地震后，在交通中断的情况下，就是通过无人机航拍灾区情况，为救灾提供了第一手资料。

⑤随着生产技术的日趋成熟，无人机的造价大幅降低。有资料表明，目前迷你无人机的制造成本已降低到三年前的十分之一左右，因此，这类曾经带有神秘色彩的无人机，已经成为集实用与娱乐功能于一体的高端玩具，进入了普通人的生活。今天，只要你登录知名的电商平台，就可以搜索到各种型号的玩具无人机，其中数千元的就有GPS定位和图传功能，通过手机APP就能操控，航拍图像清晰，深受消费者青睐，具有广阔的市场前景。

⑥科学技术的发展总是双刃剑。民用无人机的快速发展，也会给公共安全带来隐患。美国白宫的草坪上，就曾有小型无人机坠落。自2016年以来，上海、重庆、南京等地的国际机场都遭遇过无人机的干扰，动辄就影响百余次航班起降，经济损失巨大。我国从2017 年6月1曰起,已正式对质量在250克以上的民用无人机，实施实名登记注册。

⑦近年来，随着纳米、仿生机器人技术的突飞猛进，出现了外形似鸟或昆虫的微型无人机，如纳米蜻蜓无人机，翼展仅5厘米，可从窗户飞进飞出，一旦飞进普通人的住宅，个人隐私就会受到侵犯。也许数年之后，停在你书房角落里的一个蜘蛛，飞到你眼前的一只苍蝇，或者落在你窗口歌唱的美丽小鸟，正是一架微型的仿生无人机呢！

⑧无人机的时代正在到来，它会走向何方？这不单是政府应该思考的问题，也是所有人应该思考的问题。

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 自拍神器

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人体器官有可能自愈吗

    ①自愈，顾名思义是自己愈合之意。自愈能力是人体修复自身缺损、维持生命健康的能力。有些自愈能力是人体原本就具有的，依靠遗传而获得。而科学家所要追求的是，在人体器官出现病变时，以科学手段遏制病变，使器官自己恢复到正常状态。

    ②美国科学家在实验室中的小白鼠身上发现了一种可快速修复组织的特殊基因。就因为携带了这一基因，本来会长出肿瘤的小白鼠摆脱了“宿命”，不仅没有患上癌症，反而生长迅速，体格健壮。这一发现令科学家们大为振奋。在此之前，这种特殊的基因被认为通常只能在发育的胚胎中起作用，在成年生物体中则会丧失活性。

    ③“激活”衰老的细胞，重启它们的生长机能，这样的研究并非刚刚出现。在此之前，这个领域最重大的突破就是培育出诱导多功能干细胞。但新发现的这种特殊基因则更加强大，它在成年生物体中也能增强组织的修复能力。如果把生病的人体比作一台感染病毒的电脑，诱导多功能干细胞所起的作用就像磁盘格式化，即将所有的数据全部清空，一切从生命最初发育的阶段开始；而新发现的这种特殊基因则像杀毒软件，清除病毒但不丢失已有数据，保持电脑的健康运行。这就是说，已经成年的生物体，也能以此来修复自身组织器官的损伤。

    ④这种特殊的基因是如何发挥作用的呢？我们的身体是通过基因调节来认知自己正处于哪个生长阶段的，这种特殊基因类似于一个调节器，它可以让体内的基因误以为机体正处于更年轻的状态，从而使衰老或病变的组织器官的生长机能再次被激活，完成自身修复。

    ⑤除此之外，科学家还从人体神经系统调节方面进行了器官自愈的研究。他们研制出了一种微型植入器，把它植入人体，让它来监控并促进器官自愈。

    ⑥人体的各个器官都不是各自孤立的，而是在神经系统的调节控制下，相互作用，密切配合，从而使人体成为一个统一的有机体，实现正常的生命活动。微型植入器正是利用了这一原理，在被植入人体后，它会监控人体器官的健康状况，一旦探测到一个器官受到病毒感染、出现损伤或者变得衰弱时，它便刺激神经系统，通过人体的神经系统调节使这个器官自己恢复健康，再度正常工作。

    ⑦虽然这一研究目前还处在实验阶段，但展现了诱人的前景。许多难以治疗的疾病可以通过神经系统调节得到更有效的治疗，微型植入器或许能从根本上改变医生诊断治疗的方式，取代对药物治疗的依赖。

    ⑧科学发现让前景乐观起来，然而，要让神奇的科学之光照进现实，道路还很漫长。但这些都不会阻碍科学前进的脚步，相信不久的将来，人体器官自愈将不只是个梦想。

（作者：胡宇齐。有删改）

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我们都有这样的经历，当手指不小心划了一道伤口，即使不用任何药物，伤口也会自动愈合。这是血液中的血小板在起作用，它能加速凝血，让伤口无药而愈。

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阅读《中华鲟》完成下列各题。

中华鲟俗称腊子、鲟鱼、鳇鱼等，体形较大，一般体长为2.5米左右，体重约200千克。

中华鲟是我国的特产珍稀物种，主要分布在长江水系，此外在辽河、黄河、淮河、钱塘江、闽江、珠江等水域也都有发现。它属于很原始的硬骨鱼类，祖先与恐龙处于同一个时代，为白垩纪古棘鱼的后裔，距今已有一亿三千多万年的历史，故有活化石之称。在它的身上仍然保留着许多遗留下来的原始特征，如全身的骨骼大部分是软骨，体表有硬鳞，尾为歪形，有吸水孔，肠的里面有一个接一个的漏斗状螺旋瓣等。但也有一些现代硬骨鱼的特点，如具少数硬骨，有鳃盖，有较大的、仅有1室的鳔，繁殖为体外受精等。所以它是介于软骨鱼与硬骨鱼之间的一个过渡性类型，称为软骨硬鳞鱼类，在鱼类的起源和演化历史的研究上有着重要的科学研究价值。

中华鲟具有溯河洄游的习性，是长江中洄游路线最长的。每年7-8月，在我国黄海、东海等东部沿海大陆架附近索饵、育肥的成体，纷纷汇聚于长江口等河口处，然后溯江而上，到产卵场所繁殖后代，冬季则在河床深槽等适宜的场所越冬。整个洄游过程大约历时一年，路途长达3000余公里。从进入长江以后，便开始绝食，在淡水中消耗的能量和性腺发育需要的物质，全靠在海中所积累的大量脂肪来供给。产卵场所位于长江上游的宜宾一带具有石质河床的江段，这里水流湍急，含氧量充沛，水质、水温非常适宜。

幼体出生以后，便同成体一起，又开始顺流而下，最后返回大海中去成长。等到十余年后，性腺成熟之时，再溯河洄游，重返出生地产卵繁殖。由于中华鲟世世代代不忘故地，表现了对故乡的至诚至爱，在洄游的旅途中，还表现出了不惧艰险的坚强品格，因而成为中华民族的象征。

中华鲟成熟期长，生长周期长，繁殖率低。其寿命为50年左右，一般雄性11岁，雌性14岁才开始生殖。生殖周期长，雌性相隔3-5年才产一次卵，相对生殖率也较低，在自然界成活率仅有1%。在产卵群体中，中老年个体多，繁殖率低，恢复率也低。所以经不起环境的剧烈变化，资源一旦遭到破坏，则要很长时间才能恢复。（选自2009年3月《百科知识》作者李湘涛有删改）

不拘一格的宋代便服

王志艳

①与礼服相对而言，便服是帝王百姓及士庶百姓平常所穿的衣服。宋代主张衣着要简洁朴素，不提倡花丽奢侈，服装日趋世俗化。

②现藏故宫博物院的北宋名画《清明上河图》，是极其生动的北宋民俗写照，从画面上可以看到北宋都城汴梁城中的各色人物服饰。总体来讲，男子的衣着仍然不外乎“长袍帮”与“短衫帮”两大类。官吏、商贾、文人和富庶的市民都穿交领长袍或圆领衫，头戴巾子，下身穿长裤，足登靴、履。遗憾的是，由于色彩和花纹无法表示出来，这些衣衫显得式样变化不大。

③但从宋代的纺织技术上看，当时的丝绸色彩和纹样是十分丰富的。宋代世俗社会中仍不乏追逐华丽衣衫的人。《水浒传》中描写柴进的衣着时，说他“身穿一领紫绣团胸花袍，足穿一双金线抹绿皂朝靴”。可见当时人们虽然趋向简朴，但对服装的质料、颜色、纹饰还是很注重的。《清明上河图》中众多人物的服装，该也是五颜六色，缤纷竞呈的了。

④相比之下，穿着短衫的各种劳动者就随便的多。这里有农民、船家、商贩、挑夫等，大多是上身穿一件短短的襦衫。下身穿裤子，头戴巾子，赤脚着草鞋。上衣长短不一，长的可及膝下，短的仅到后腰。这些短衣的衣袖以及短腿都比较细窄，便于劳作。很多劳动者，挽起袖子，有的人上身只穿一件对襟半臂。更有趣的是一些挑夫身穿有前后两个衣片连成的两当式布背心，这种背心直至今日还可以在北方的农村中见到。这些劳动者的装束在当时颇具代表性。

⑤宋代是封建士大夫文化最发达的时期。形成了一个较大的具有高度文化素养的封建文人阶层。他们普遍推崇返璞归真、崇尚自然的哲学思想。从北宋开始盛行的山水花卉画，显示出一种散淡清雅、平和闲逸的艺术气氛，充分体现出这种思想指导下的审美情趣。与这种情趣相协调，宋代文人喜欢穿宽松朴素的便装。朱熹给自己设计过一套家常衣服：上衣是直领对襟的传统短襦，下摆至膝；下身为黄色的裙裳，腰间束一条缘上黑边的白绢；足登方履。这种便服更多地保存了古代汉族衣裳的特点，简单典雅，很适合士大夫们既好古又追求闲逸的心理。

⑥当时士大夫阶层还爱穿宽大的长袍。它也叫道袍，或者直裰、直缝，这是由于它的背面分为左右两个衣片，中间一道直线缝合。直裰多用素纱、素绢、麻布及棉布等衣料制作，颜色以黑、白为主。这是宋代官方规定百姓平民可以使用的服色。除去市民文人之外，僧侣也经常穿直裰。所以后来黑色的直裰变成了僧袍，供和尚们日常穿用。

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    ①科学家一直认为直到4万年前，早期人类才开始突破自身一成不变的思维定势。但近年的考古发现，早在20万年前，人类的创造力便崭露头角了。不过，不是进化中突发，而是经过“细水长流”般的累积才得以出现的。

　　②长期以来，考古学家都认为，使用符号如语言是现代人认知能力的最重要指标，也是人之所以为人的标志。但近来，研究人员开始在考古记录中寻找其他现代行为的来源。

　　③20世纪90年代开始，威特沃特斯兰德大学考古学家沃德利发掘西布度洞穴并进行了研究。其报告显示，西布度穴居人于7.7万年前便开始从木本植物中选择树叶制作寝具；树叶出自一种具有天然防虫效果的树，可以驱防那些目前携带致命疾病的蚊子。研究人员在南非其他地区发现，距今10万年至7.2万年前，居住在布隆伯斯洞的原始人能制作用于裁剪兽皮衣服的骨锥。这些用具和工具十分简陋，“但在一个仅由自然物质所组成的世界里，想象新事物及将其付诸实现的能力便几乎成了魔法。”这是创造力起源的历史视角。

　　④虽然早期人类的创造力令人印象深刻，但我们的远祖与现代人在创新的广度和深度上仍存在巨大差异。到底是怎样的原因使我们这一种群从远祖之中脱颖而出呢？这是探究创造力起源的另一维度。

　　⑤物竞天择促使人类形成更大的脑。就脑容量而言，更新期灵长类动物的平均脑容量是450cm3，与黑猩猩相仿；160万年前的直立人约930cm3；而10万年前的现代人为1330cm3。在这样的脑容量下，估计有千亿神经元在处理信息，在约长1.65万千米的有髓神经纤维中传递，穿过1.5×1014个突触。

　　⑥加利福尼亚大学的体质人类学家赛门德费瑞通过检测现代人、黑猩猩的前额皮质发现，其中有几个主要分区在人科进化过程中经历过重新改组。如现代人的额及前额叶皮层（负责实施计划与组织感觉输入的部分）在容积上几乎是黑猩猩的两倍。并且，此区域神经元间的水平空间增大约50%，给了轴突和树突更多空间。“这意味着大脑能有更复杂深远的联结，可以处理神经元间更为错综复杂的交流。”

　　⑦认知科学家嘉宝认为，当代那些极富创造力的人群，都是优秀的幻想者，总会通过以往的某个记忆或想法自然地联想出解决问题的方案。这种联想有助于触类旁通，并导致创新思维的突破。且更大容量的大脑意味着更优秀的自然联想力；拥有数十亿并且空间宽阔的神经元的前额叶皮层可以处理更多刺激，有更多神经元可以参与特殊片段的处理，拥有更细致的记忆，探索更多潜在刺激间的联接。目前，嘉宝正通过计算机模拟大脑是如何在分析与联想模式之间进行切换，并最终帮助人类走出认知萌发期，学会从新角度看待事物，从而让大脑产生创造力。“仅仅拥有更多神经元是不够的”，“人必须将大脑灰质的用途发挥到极致。”

　　⑧大约在10万年前左右，我们祖先的思维就已经犹如一个干燥的火绒盒，等待着合适的社会环境将其点燃。苏黎世大学的克里斯托夫发现，在一个行军蚁窝旁，一只雌猩猩拾起一根细枝，将其一端插入松软的土中，挡住巢穴入口，等待兵蚁出来。当蚁群爬满细枝10厘米长度时，她便将细枝拔出，熟练地将上面的蚂蚁吃掉。黑猩猩会使用简单的工具，但不能将知识上升为先进科技，也不会在使用工具的基础上加以提高，如制作新的工具。而现代人每天都在汲取他人的思想、经验，并加入自己的创新，直到获得一个全新、复杂的事物。比如说，没有一个人能掌握便携式电脑中所有的复杂科技，这些科技成果来自好几代发明者的才思积累。人类学家将这种技术的积累称为“文化棘轮效应”。它首先要求人们将知识代代相传，直到有人能想到改进方法。伦敦动物行为学家刘易斯•迪安通过研究揭示了为什么人类有创造力而黑猩猩却没有：拥有认知能力，故我们的祖先能轻而易举地将知识传递给别人。

　　⑨不止如此，伦敦大学进化遗传学家马克•托马斯，从4万年前生活于欧洲的晚期智人达到创新高峰这个事实得出结论，采猎群体的规模越大，孕育出新科技的可能性就越大。在大群体内，越是经常与他人接触的人，越有可能学到新发明。伦敦大学考古学家考沃德研究2012年考古发现，认为由于大约7.1万年前南非由人口密度增长而带来了技术复兴，并得出结论“像病毒一样，文化创新需要特定的社会环境加以推动”。这是创造力产生更为重要的原因。

如何让人工智能参与到抗震救灾？

①8月8日，四川阿坝州九寨沟县发生7级地震，地震发生后仅25秒，全国人民就已经收到了相关信息播报。惊讶之余，人们才知道，这是一个由“地震信息播报机器人”自动编发的稿件。

②机器人写稿是人工智能在信息传播中的新贡献。就地震灾情信息传播的时效性来看，人工智能占了上风，但是，就抗震和灾后重建等更大范围来看，人工智能是否还有更多的应用呢？这无疑是人工智能发展的方向。

③虽然人工智能写稿和发稿比记者快得多，但是，在有关地震原因、灾情分析、后果评估，甚至更长远的目标——地震预测和预报方面，人工智能现在还刚刚起步，有些方面甚至尚未涉足。例如，在对此次九寨沟地震的原因分析上，人工智能还不足以担当重任。人们对地震的消息需要完整性，即5个W，但人工智能写出的报道只能提供地震时间、地点、震中位置等信息，以及更进一步的震中的简介，地震发生地的地形、人口、经济情况，地震后的天气等，对于更深层次的地震成因以及地震会造成什么样的后果就难以解答。

④这些问题只有在后期通过记者采访或专家出面，根据专业知识和理论来分析，才能为公众答疑解惑。震后几个小时，国家地震局的专家解释了为何九寨沟会发生地震以及此次地震有多大后果。九寨沟地区原本是地震多发区域，地震震中位于岷江断裂、塔藏断裂和虎牙断裂附近。岷江断裂是西倾的全新世逆断裂。塔藏断裂和虎牙断裂是全新世断裂。发震构造推测为塔藏断裂南侧分支和虎牙断裂北段。

⑤专业人员还根据震中周边情况预测此次地震可能造成2.4万间房屋倒塌或严重损坏，11.2万间房屋一般损坏，数十人至上百人死亡，上千人受伤。这个预测在震后灾情中得到初步验证。

⑥由此自然产生一个推论，既然专业人员可以在已有文献和数据基础上进行预测，人工智能为何不能呢？而且，在处理大数据上，人工智能更有优势。只需要教会人工智能进行深度学习，就有可能让其预测地震后果、分析地震原因，并触及到防震救灾的核心——地震的预报。

⑦尽管人工智能在精确分析、逻辑推理、预见性、依靠经验和举一反三上远不及人类，但是，让人工智能介入抗震救灾，至少也能成为人类的好帮手。

（选自《百科知识 》2017年19期）

【材料一】近年来涌现的各种大型医疗仪器、小型穿戴式设备、大量生理传感器和海量的数字化病历，源源不断地生成人体健康的大数据。将这些大数据汇和分析、学习和提取，就可以预测人体健康的走向和生病的可能。在未来，借助人工智能，高血压、糖尿病 、癌症、阿尔茨海默病等疾病，或许能得到预防或者阻断。

【材料二】人工智能的能力似乎无可估量。一场彻头彻尾的人工智能革命，真切的出现在我们面前。以色列历史学家尤瓦尔·赫拉利做出预测：未来，大量的工作岗位将被智能机器取代，数十亿人将成为“无用阶层”， 社会被少数精英阶层掌控。于是一个关于人工智能的终极恐惧，进入人类的集体思想——人工智能会控制人类吗？