自给自足的人体生物能发电

　　① 随着煤炭、石油等资源日趋枯竭，环境恶化日趋严重，一些科学家为了开发更多的新能源，已把研究课题转向人类自身的生物能这一领域，利用人体生物能发电现已初见成效

　　② 人体中存在着一些化学物质，它们之间在发生反应时会产生化学能量。像新陈代谢过程中，葡萄糖和氧分子的反应就有能量释放出来若稍加利用，这种能量就可以转化为电能根据这一原理，科学家开始了人体生物电池的研究。

　　③ 据专家介绍，人体生物电池的电极是由两根长2 厘米、直径约1 / 7000纳米的碳纤维制成，在每根碳纤维的外层还涂有一种聚合物，此外还有一种作为催化剂的葡萄糖氧化酶聚合物的作用是将碳纤维与葡萄糖氧化酶连接成一个电路，而葡萄糖氧化酶则是用来加速葡萄糖与氧分子的化学反应。这种人体生物电池在37℃ 、pH为7.2 的环境下工作，这很接近人体血液的温度和酸碱度它产生的动力可以驱动一个监控糖尿病的小型传感器。

　　④ 人体生物能发电还有其它形式。当一个人坐着或站立时，就会持续产生重力势能。此时，若能采用特制的重力转换器就能将这种能转换成电能。美国有一家公司将发电装置埋在行人拥挤的公共场所，外面是一排踏板。当行人从板上走过时，体重压在板上，使与踏板相连的摇杆向另一个方向运动，从而带动中心轴旋转，使与之相连的发电机启动。

　　⑤ 除此以外，人体生物能中的热能也可被利用。人每天都要散发大量的热能，而且是通过辐射传播出去。一般一个50千克重的成年人一昼夜所散发的热量约为2500千卡利用人体的热能制成的温差电池，可以将人体的热能转换成电能。这种温差电池做得很精致，只要放在衣服口袋里就能工作。它可以起到电源的作用，给助听器、袖珍电视机、微型发电机等供电，可谓是自己发电自己使用。

　　⑥ 人体能源可以说取之不尽，用之不竭，而且没有污染如此神奇的能源是我们每个人都具有的，充分利用它，便会为我们的社会节约更多的能源，希望这种新型的能源会越来越多地造福于人类。                    (选自《能源科学的奥秘》有改动)

利用化学能发电→________________ → _________________ 

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 （1）选文第③ 段加横线字“约”有什么作用，可以删掉吗?    

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 （2）选文第④ 段运用了什么说明方法?有什么作用? 

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谁偷了我们的wifi信号

①在这个信息时代，网速太差或者突然断网，无疑让人很沮丧。更令人气恼的是，wifi不好这种事，还每天都在发生。那么，究竟是什么影响了我们的网速呢？

②在许多盛大节日里，人们总爱在屋子里装饰上彩灯，来增添节日的欢乐气氛。比如，圣诞节时，人们会在圣诞树上悬挂一串串小彩灯。而在中国新年到来的时候，许多人也习惯在家里布置上五颜六色的小灯。这个时候，家中wifi第一大盗就出现了，它们就是彩灯。英国宽带服务提供商Talk Talk公司研究发现，彩灯会影响网速，而且这一影响还高达25%。据估计，大约有600万英国人被家里缓慢的网速折磨的痛苦不堪，而电子设备的干扰，特别是来自节庆时彩灯的影响就是罪魁祸首。

③我们知道，任何用电的东西都会产生一个电磁场——这是一种看不见的电子颗粒云。如果磁场足够大，就会干扰wifi网络中用到的无线电波。所以，电线或者电灯都会干扰wifi。这其中，彩灯的影响更大。因为彩灯有很多的电线和电管，这些漂亮的小彩灯们，被人们装饰在门廊上，圣诞树上，它们的电线就在房间里产生了一个很大的磁场，而且不像其他的电子设备，由于人们一开彩灯就会开一整晚，这时，这个磁场对网络的影响会更持久。

④不仅是灯光，厨房里的家电也会扰乱我们的网速。WiFi发出的电磁波遇到金属材料后，一部分会被反射回去，所以，在金属后面的设备会接收到很弱的信号，如果你将WiFi设备放置在金属材质覆盖的环境中，WiFi信号甚至会被屏蔽。所以，我们家中的冰箱、烤炉、洗衣机等障碍物都会影响信号的传输。在厨房里，最大的干扰还是来自于微波炉传出的无线电波。这是因为，无线网络是一个高频的无线电信号，使用的是2.4GHz附近的频段，而微波炉的工作频率也包含2.4GHz这个频段，微波炉加热就靠水分子吸收这个波段的能量共振。这也就意味着，当你用微波炉时，你的网络可能会被微波炉吸走去帮助你加热饭菜。不仅仅是微波炉，那些无线遥控玩具、高保真扬声器、婴儿监视器，也通常和wifi用相同频率的无线电波，它们同样会对信号造成干扰。

⑤除了微波炉，在吸收无线电波方面，水也十分擅长。2.4G频段的无线电波是最容易被水吸收的。有经验的人在布设wifi网络时候，碰到一些大的水管都要绕开。所以，把你的鱼缸放在wifi旁一定是很糟糕的想法。不仅仅是水会阻拦wifi信号，任何的液体，包括我们的体液都会干扰到信号。如果你站得太靠近路由器，也会影响大伙的网速哟。

⑥如果你的家又旧又大，承重墙又很厚，你就会发现wifi根本就进不了任何房间。这是因为无线信号的频率很高，当它们穿过砖、石灰墙、大理石或者金属时，信号会受到极大的衰减，这样网速自然会受到影响。

⑦而且，在不同材质造的房子里，wifi也会有所不同。例如，在中国，许多房子都是框架结构。墙体沉降后会跟梁柱之间有裂缝，这样，在承重梁、柱跟后期砖砌起的墙体之间，会钉上铁丝网，然再抹水泥砂浆，这样就不会有裂缝了。同时，钢筋混凝的土墙面，拆开模板后表面太光滑，挂不住水泥砂浆，粘上铁丝网后再抹水泥砂浆，也能起到牢固、不开裂的作用。但就是这样的铁丝网，也在无形中阻挡了无线信号的传播。在一些现代家庭的房子里，许多人用很薄的石膏板做墙面，这时，网络信号就会比较好。

你的网络可能会被微波炉吸走去帮助你加热饭菜。

植物也能跟人“对话”了

余之敏

“植物也会聊天，能跟人对话？你没弄错吧？”相信绝大多数人一看这个标题，一定会大吃一惊。

其实语言并不是人类的专属，因为早有科学研究表明，植物间是可以相互对话的——它们通过向空气中释放化学信息与周围“同伴”交流，内容包括提醒“同伴”害虫入侵的警示，或是“讨论”周围出现的蜜蜂等传粉昆虫信息。

为了让人类能直接参与到与植物的对话之中，科学家一直在寻找一种最有效的方式，2016年6月3日，人类终于能借助微软研发出的软件“Florence计划”，实现人与植物的“对话”了！

这种软件“Florence计划”是由六人组成的小团队研发的。领导者海琳·斯坦纳是一位资深研究员，他带着团队利用植物对周围环境(如光频)做出反应，能释放电子和化学信号的这一特性，作出种种大胆尝试，试图创造一场人与自然界的全新“对话”。

当研究开始时，成员之一的海伦将风信子放入适合植物生长的装置中，又将该装置与电脑相连，然后输入想要表达的信息，该信息立刻转换成易于被风信子接受的电信号和化学信号，储存在微软Azure云服务平台中。这时，风信子会利用离子流来综合获取那些电信号和化学信号，然后利用不同的光频做出回应。

这时，Azure云服务平台就使用自然语言处理技术，分析刚刚输入的文字并将其转换为光学信号，通过这种方式向风信子传递情感；传感器也将收集到一系列风信子思考的依据，包括叶子是否放出了防御信号、土壤是不是变得干燥等，从中了解风信子对人类感情的回应。

最后，根据与风信子底部相连接的一台小型打印机所发出的信息，研究者把它翻译出来，就能看到风信子的“回复”啦。而研究者通过研究那些“回复”，能明确感知当风信子处于困境时，它就会释放出一种挥发性有机化学物VOC，来提醒周边的风信子危险正在靠近；作为回应，其他风信子也会释放出一种类似的VOC，进而阻止攻击的发生。

而当人类跟它们沟通时，它们会利用Azure云服务“回复”一两句话，那些话是从打印机上收集来的，与我们此前输入的文字具备极其相似的语境。有意思的是，风信子回复的内容还会带有一些受它“心情”影响的情绪。

请看下面测试中的海伦与它的对话：

海伦：你好。

风信子：嗯，你好，我很高兴。

海伦：你感觉如何？

风信子：很好。

海伦：你真好。

风信子：我觉得你也挺贴心……

海伦：谢谢，你太棒了！

风信子：谢谢你，你也很棒！

海伦：再见。

风信子：再见……当你每次走在花园里的时候，看到你是多么高兴！

……

微软花费这么多精力做这项研究，目的肯定不会是单纯让植物陪我们聊天。更是为了能够在农业领域催生新的发明，从而在早期就发现植物病虫害等现象。这样，我们就可以使用更少的农药来种植植物了。另外这种技术还可能催生新的机会，让人们去学习研究太空中植物的适应性以及不同的行为。

“植物也会聊天，能跟人对话？你没弄错吧？”相信绝大多数人一看这个标题，一定会大吃一惊。

藏书楼

①中国古代的藏书楼是对我国古代官方机构、宗教寺院、民间团体和私家收藏图书文献的建筑物的统称，也是图书主人、学者和书生研读、辑录、考订、校勘图书的处所。据不完全统计，我国历史上相继出现过几千座藏书楼，其中有一定影响的达1000多座。中国藏书楼的规模、历史和功绩在世界文明史上独一无二。

②我国古代藏书的历史非常悠久。先秦时期，官方藏书便已很有规模，有商王室藏书、周王室藏书、诸侯藏书等。到了汉代，藏书事业得到极大发展。隋唐五代时期，雕版印刷术的发明与使用，为印书和藏书事业兴旺提供了技术保障，民间藏书家的人数大幅增长。到唐代，万卷以上的藏书家超过以往历代之和。两宋的私人藏书更盛，藏书家人数之多，分布之广，藏书数量之大，均超过宋以前历代总和。明代藏书楼虽数量不多，然极具代表性。我国现存最古老的私家藏书楼——浙江宁波天一阁便是最好的例证。清代编辑《四库全书》，分七处贮之，官家藏书在我国古代藏书事业上达到了巅峰。

③古代的藏书楼在选址上大都倾向于找个“风水宝地”。如清朝乾隆年间编修的《四库全书》，7个抄本分别藏在“北四阁”和“南三阁”。“北四阁”分别是北京紫禁城皇宫的文渊阁、京郊圆明园的文源阁、奉天故宫（今沈阳）的文溯阁、承德避暑山庄的文津阁。“南三阁”是镇江金山寺的文宗阁、扬州大观堂的文汇阁、杭州西湖行宫孤山的文澜阁。这些藏书楼都建在环境优美之地，像杭州的文澜阁，就选址在杭州风景最美的地方。

　　④给藏书楼取名是很重要的一件事。不少藏书家在楼名中寄托情感、志趣。如清朝藏书家孙衣言的藏书处名为“玉海楼”，寓意藏书“如玉之珍贵，若海之浩瀚”；明末时的藏书家江元祚，隐居于钱塘，筑草堂于西溪横山堂上，建藏书楼名为“拥书楼”，被赞为“拥书万卷，连屋充栋”。另外，“传经堂”“好古堂”等名称，也同样表达了对经书典籍的尊崇之意。也有许多藏书楼的名称是源自典故的。比如建于明朝中期的“天一阁”，其名取自《易经注》中“天一生水，地六成之”。

　　⑤古代的藏书楼在功能设计上也是非常考究的。因为藏书楼主要是用来存放和阅览图书的，所以在建造时，首先要考虑建筑规模必须与所藏图书数量相吻合，要有足够大的存储空间；其二藏书楼不是单纯存放图书的仓库，也是一个读书治学的地方，所以一般都在内部设计了供人阅读的空间，并且要考虑取书、看书的方便性。这种藏书与读书分开的建筑格局，对于保护图书是很科学的。此外，在设计藏书楼时，还必须考虑防火、防潮、防蛀、防盗等功能。

⑥藏书楼还十分注意周围小环境的建设，通过对藏书楼周围小环境的人工修饰和设计，藏书楼达到与整体协调一致乃至增色的目的。特别是明清时期，建造园林式藏书楼非常普遍，当时的藏书楼建筑既是技术，又是艺术，融科技文化和审美文化于一体，极富特色。

⑦我国古代的藏书楼不仅收集、保存了丰富的文献典籍，而且也整理传播了博大精深的中华文化，体现出中华民族源远流长的文化性格和文化精神。

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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