DNA计算机

刘颂豪

①DNA计算机是一种生物形式的计算机。遗传物质DNA(脱氧核糖核酸)分子是一条双螺旋“长链”，链上布满了“珍珠”即核苷酸。科学家研究发现，DNA分子通过这些“珍珠”的不同排列，能够表达出生物体各种细胞拥有的大量基因物质。数学家、生物学家、化学家以及计算机专家从中得到启迪，正在合作研制未来的液体DNA电脑。它利用DNA能够编码信息的特点，先合成具有特定序列的DNA分子，使它们代表要求解的问题，然后通过与生物酶(在此相当于加、减、乘、除运算)的相互作用，使它们相互反应，形成各种组合，最后过滤掉非正确的组合而得到的编码分子序列就是正确答案。

②由于DNA分子能同时进行大量的生化反应，所以DNA计算机在结构上是超大规模并行的，这种“试管型”的计算方式，在理论上可处理传统计算机的硅芯片和电流难以处理的问题，尤其是那些计算量随计算规模成指数增长的问题。

③DNA计算机以核苷酸为内存，且具有超大规模并行结构，所以DNA分子计算机最大的优点在于其惊人的存贮容量和运算速度。1立方米的DNA溶液，可存储1万亿亿的二进制数据。十几个小时的DNA计算，相当于所有电脑问世以来的总运算量。未来计算机的芯片和磁盘都用DNA溶液来代替，其强大的功能将令人惊讶。而且，DNA计算消耗的能量非常小，只有电脑的十亿分之一。

④DNA计算机诞生于1994年，发明人是莱昂那多·阿德莱曼(Leonard Adleman)。阿德莱曼用“试管”DNA计算机做实验，测试出了DNA计算机的可行性。他的“试管计算机”在几秒内得出了结果，但他花去了数周时间去拣出那些正确的答案。

⑤传统电子技术将在2020年后的某个时候达到物理极限。威斯康星麦迪逊大学的科学家在简化和按比例放大这种技术方面迈出了重要的一步。他们采取了不同于其他先驱者所进行的试管实验的办法，而是把DNA链固定到一块镀金的玻璃载片(一种DNA芯片)上。其他研究人员则希望把DNA计算技术送回到活细胞中。像科幻小说中描述的向大脑植入以DNA为基础的人造智能芯片，也许在不久的将来就像现在接种疫苗一样简单。

⑥DNA分子计算机将是计算机发展的方向之一。现在已经设计出了DNA逻辑门、DNA片段以及更多超前的东西，现在DNA计算机最大的问题是很难检测其计算的结果。一旦这个问题得到解决，DNA计算机将会很快问世。但不要过早地期待它取代传统计算机(塑料制品与硅片的结合)。大部分专家预言：比起用来运行文字处理程序和发送电子邮件，未来的DNA计算机的应用极可能集中在破译密码和绘制飞行航线方面。

像科幻小说中描述的向大脑植入以DNA为基础的人造智能芯片，也许在不久的将来就像现在接种疫苗一样简单。

故宫三大殿

林徽因

    ①北京城里的故宫中间，巍然崛起的三座大宫殿是整个故宫的重点，紫禁城内建筑的核心。以整个故宫来说，那样庄严宏伟的气魄，那样富于组织性，又富于图画美的体形风格，那样处理空间的艺术，那样的工程技术，外表轮廓，和平面布局之间的统一的整体，无可否认的，它是全世界建筑艺术的绝品，它是一组伟大的建筑杰作，它也是人类劳动创造史中放出异彩的奇迹之一。我们有充足的理由，为我们这“世界第一”而骄傲。

   ②三大殿的前面有两段作为序幕的布局，是值得注意的。第一段，由天安门，经端门到午门，两旁长列的“千步廊”是个严肃的开端。第二段在午门与太和门之间的小广场，更是一个美丽的前奏。这里一道弧形的金水河，和河上五道白石桥，在黄瓦红墙的气氛中，北望太和门的雄劲，这个环境适当地给三殿做了心理准备。

   ③太和、中和、保和三座殿是前后排列着同立在一个庞大而崇高的工字形白石殿基上面的。这种台基过去称“殿陛”，共高二丈，分三层，每层有刻石栏杆围绕，台上列铜鼎等。台前石阶三列，左右各一列，路上都有雕镂隐起的龙凤花纹。这样大尺度的一组建筑物，是用更宏大尺度的庭院围绕起来的。广庭气魄之大是无法形容的。庭院四周有廊屋，太和与保和两殿的左右还有对称的楼阁和翼门，四角有小角楼。这样的布局是我国特有的传统，常见于美丽的唐宋壁画中。

   ④三殿中，太和殿最大，也是全国最大的一个木构大殿。横阔十一间，进深五间，外有廊柱一列，整个殿内外立着84根大柱。殿顶是重檐的“庑殿式”，中国传统建筑屋顶形式之一。由四个倾斜的屋面、一条正脊（平脊）和四条斜脊组成。瓦顶，全部用黄色的琉璃瓦，光泽灿烂，同蓝色天空相辉映。底下彩画的横额和斗、朱漆柱、金锁窗，同白石阶基也作了强烈的对比。这个殿建于康熙三十六年（1697），已有255岁，而结构整严，完好如初。内部渗金盘龙柱和上部梁藻井上的彩画虽稍剥落，但仍然华美动人。

   ⑤中和殿在工字基台的中心，平面为正方形，宋元工字殿当中的“柱廊”竟蜕变而成了今天的亭子形的方殿。屋顶是单檐“攒尖顶”，“攒尖顶”有多种形式，其共同点是顶部都有一个集中点，即“宝顶”。上端用渗金圆顶为结束。此殿是清初顺治三年（1646）的原物，比太和殿又早五十余年。

   ⑥保和殿立在工字形殿基的北端，东西阔九间，每间尺度又都小于太和殿。上面是“歇山式”。“歇山式”是中国传统建筑屋顶形式之一，由四个倾斜的屋面、一条正脊、四条垂脊、四条戗脊和两侧倾斜屋面上部转折成垂直的三角形墙面组成，形成两坡和四坡屋顶的混合形式。殿顶，它是明万历的“建极殿”原物，未经破坏或重建的。至今上面童柱上还留有“建极殿”标识。它是三殿中年寿最老的，已有337年的历史。

   ⑦三大殿中的两殿，一前一后，中间夹着略为低小的单位所造成的格局，是它美妙的特点。要用文字形容三殿是不可能的，而同时因环境之大，摄影镜头很难把握这三殿全部的雄姿。深刻的印象，必须亲自进到那动人的环境中，才能体会得到。

由天安门，经端门到午门，两旁长列的“千步廊”是个严肃的开端

太和殿是举行重大典礼的地方。皇帝即位、生日、婚礼和元旦等都在这里受朝贺。每逢大典，殿外的自石台基上下跪满文武百官，中间御道两边排列着仪仗，皇帝端坐在宝座上。大殿廊下，鸣钟击磬，乐声悠扬。台基上的香炉和铜龟、铜鹤里点起檀香或松柏枝，烟雾缭绕。

对下列文段的理解或分析最准确的一项是（ ）

   永定河上的卢沟桥，修建于公元1189到1192年间。桥长265米，由11个半圆形的石拱组成，每个石拱长度不一，自16米到21.6米。桥宽约8米，路面平坦，几乎与河面平行。每两个石拱之间有石砌桥墩，把11个石拱联成一个整体。由于各拱相连，所以这种桥叫作联拱石桥。永定河发水时，来势很猛，以前两岸河堤常被冲毁，但是这座桥却极少出事，足见它的坚固。

岳麓书院

   ③步下赫曦台，正前方便是书院的大门，“岳麓书院”这幅笔墨苍劲的匾额悬于大门正上方，系北宋第三个皇帝宋真宗书赐。“惟楚有材，于斯为盛”，悬挂于匾额下。

   ④进人大门，穿过天井，便来到了二门前。时值金秋，南道两旁的树木蓊蓊郁郁。石榴树枝条斜垂，挂满了又红又大的果子。银杏是我国稀有树种，静植在这里，与古老庄严的学府讲堂相呼应，愈见绝代风华。

   ⑤沿四级台阶而上，来到书院正厅。正厅是书院核心，当时用来讲学，又叫讲堂。堂内左右两壁嵌有朱熹于宋乾道三年来书院讲学时手书的“忠孝廉节”四字石刻。所以讲堂又名为“忠孝廉节”堂。作为讲学重地，堂内两廊还置放着清代乾隆年间由欧阳正焕所写的“整齐严肃”四字石刻。讲堂正中央上方悬一块金匾日“道南正脉”，为清乾隆皇帝御书，表彰书院之意明显。金匾下置大屏风，上书《岳麓书院记》，系宋代理学家张拭撰写。屏风前面，设置的是先生的太师椅。

   ⑥绕过屏风，便望见了亭台殿阁式的御书楼。楼阁三层结构，琉璃瓦铺顶，重檐挑角，檐角形如龙尾，活活泼泼地翘向蓝天。

   ⑦返身下御书楼的台阶，信步所至，是中轴线两旁一左一右对称布局的拟兰亭、汲泉亭、半学斋等地方。

   ⑧再经过赫曦台，回望西下夕阳，整座书院在苍莽起伏的林海的围拥下，显示出它特有的幽静、清雅、超凡、脱俗。这时，一种庄严肃穆的情感在我心中升起……

岳麓书院

   ③步下赫曦台，正前方便是书院的大门，“岳麓书院”这幅笔墨苍劲的匾额悬于大门正上方，系北宋第三个皇帝宋真宗书赐。“惟楚有材，于斯为盛”，悬挂于匾额下。

   ④进人大门，穿过天井，便来到了二门前。时值金秋，南道两旁的树木蓊蓊郁郁。石榴树枝条斜垂，挂满了又红又大的果子。银杏是我国稀有树种，静植在这里，与古老庄严的学府讲堂相呼应，愈见绝代风华。

   ⑤沿四级台阶而上，来到书院正厅。正厅是书院核心，当时用来讲学，又叫讲堂。堂内左右两壁嵌有朱熹于宋乾道三年来书院讲学时手书的“忠孝廉节”四字石刻。所以讲堂又名为“忠孝廉节”堂。作为讲学重地，堂内两廊还置放着清代乾隆年间由欧阳正焕所写的“整齐严肃”四字石刻。讲堂正中央上方悬一块金匾日“道南正脉”，为清乾隆皇帝御书，表彰书院之意明显。金匾下置大屏风，上书《岳麓书院记》，系宋代理学家张拭撰写。屏风前面，设置的是先生的太师椅。

   ⑥绕过屏风，便望见了亭台殿阁式的御书楼。楼阁三层结构，琉璃瓦铺顶，重檐挑角，檐角形如龙尾，活活泼泼地翘向蓝天。

   ⑦返身下御书楼的台阶，信步所至，是中轴线两旁一左一右对称布局的拟兰亭、汲泉亭、半学斋等地方。

   ⑧再经过赫曦台，回望西下夕阳，整座书院在苍莽起伏的林海的围拥下，显示出它特有的幽静、清雅、超凡、脱俗。这时，一种庄严肃穆的情感在我心中升起……

（1）请用一句话概括岳麓书院在建筑和历史上的地位。

（2）全文是按什么顺序来说明的？第③④⑤段的观察点分别是哪里？

（3）第⑤段“沿四级台阶而上”句中的“四级”有什么作用？若去掉意思有什么变化？

（4）第⑥段画横线的句子主要运用了什么说明方法？有怎样的作用？

沸腾的湖泊

   ①据说，几个探险者来多米尼加山区探险，他们走进这片山区时，突然看到远处的山谷中热气蒸腾，仿佛有人正在露天里生火造饭。几人当时又累又饿，看到荒山中升起炊烟，大家紧赶慢赶，到达山谷里时，眼前的情景让他们大吃一惊：冒出热气的地方，原来是一个沸腾的湖泊！

   ②从远处看，这个沸腾的湖泊长  (1)  米，宽约  (2)  米，整个湖面热气腾腾，就像一锅煮开的水，特别是在湖的中心，湖水不停翻滚，水下涌起的水蒸气使湖面翻滚着灰蓝色的水泡，仿佛是开水沸腾时冒出的水花。由于两边的山体十分陡峭，因此沸水湖的湖底又陡又深，距离湖岸不远处，湖水便深达90米，使人不敢离湖岸太近。可以说，沸水湖不但是一个可怕的滚水池，还是一道令人恐怖的深渊。再加上沸水湖周围地区由于长期受含硫气体及其他一些有害气体的影响，动植物都不敢靠近湖岸“安家”。

   ③那么，沸水湖的温度到底有多高呢？有探险者曾经冒着危险，用温度计测量过近岸的湖水：好家伙！靠近岸边的湖水竟然达到了90℃。看着“噌噌噌”上涨的温度计读数，强忍着水汽带来的炽热感，探险者望了一眼翻滚的湖水，心有余悸地离开了岸边。由于湖水常年沸腾，人们根本无法测量沸水湖中心的水温。

   ④沸水湖是如何形成的呢？据当地传说，很久以前这里并没有沸水湖，当时山谷里植被茂密，鸟儿在这里歌唱，野羊、兔子等动物经常出没。可以说，在沸水湖出现之前，这个山谷是动植物的天堂。可是有一天，山谷里突然传来一声巨响，有人看见天上掉下来一把巨大的水壶，落地之后，水花四溅，热气蒸腾，转瞬之间，水壶化成了一个沸腾翻滚的湖泊。据说，这个水壶是上帝用来烧开水的；但这一天，他可能心情不好，不小心碰翻了水壶，于是装满开水的壶从天而降，落下来便形成了沸水湖。

   ⑤________一些科学家来到多米尼加山区的沸水湖这里考察，试图弄清沸水湖形成的真正原因。后来，科学家们发现沸水湖是由一眼间歇泉形成的。间歇泉“休息”的时间一般很短暂，当它恢复“体力”时，新一轮喷发又开始了，一时间地动山摇，山谷里轰响如雷，只见一股灼热的水柱从湖底喷涌而出，湖面上很快烟雾缭绕，热气腾腾。那么，间歇泉的水是如何被“煮沸”的呢？原来，间歇泉坐落在一个古老的火山口上，地下火红的岩浆就像一只大火炉，把带有大量矿物质和含硫气体的水烧开后，再由火山口通道（即喷孔）猛烈喷出来，于是便形成了这个大自然的奇观。

（节选自《百科知识》）

全球进入地震活跃期了吗？

   ①自今年4月10日前后以来，日本、缅甸印度边境、菲律宾、阿富汗等亚洲、太平洋沿岸多国相继发生地震，造成人员伤亡。4月16日凌晨，日本九州岛发生里氏7.3级地震，目前已造成至少3人死亡，民众避难中，当地发生大规模断电。14日，日本熊本县发生6.5级地震，截至目前已造成至少9人死亡、上千人受伤，数万人被迫疏散；14日凌晨，菲律宾5.9级强震，造成3人受伤；13日，缅甸西北部发生6.8级地震，在孟加拉国造成60余人受伤，在印度造成6人受伤，并造成印、缅、孟部分建筑物倾斜或受损；10日，阿富汗发生7.1级地震，致巴基斯坦3人遇难、27人伤。连日来，巴布亚新几内亚、瓦努阿图也数次发生5.0级以上的地震。这些地震震级较高、发生次数频繁、具有一定程度的破坏力、影响人类生活。种种迹象让人不得不开始怀疑，地球是否进入了地质活跃期？

②环太平洋火山地震带，及地中海-喜马拉雅火山地震带这两大地震带，可能已进入活跃期。环太平洋火山地震带主要涵盖了太平洋的周边地区，包括南美洲的智利、秘鲁，北美洲的危地马拉、墨西哥、美国等国家的西海岸，阿留申群岛、千岛群岛、日本列岛、琉球群岛以及菲律宾、印度尼西亚和新西兰等国家和地区。因地壳板块相互碰撞频繁，环太平洋地震带是全球地震活动最强烈的地带，全球约80%的地震都发生在这里。近期发生地震的日本、菲律宾位于该带上。地中海－喜马拉雅火山地震带全长两万多公里，跨欧、亚、非三大洲，该带地震释放的能量约占全球能量15%。该地震带西起大西洋亚速尔群岛，穿地中海，经伊朗高原，进入喜马拉雅山东端向南拐弯经缅甸西部、安达曼群岛、苏门答腊岛、爪哇岛之班达海附近，与西太平洋地震带相连。近期发生地震的缅甸、阿富汗则位于该带上。

③据地震学家统计，地球每天发生上万次地震。不过，它们之中绝大多数因震级太小或离人口聚居地太远，人们感觉不到。而真正能对人类造成严重危害的地震，全世界每年约有一二十次。震级为8级左右的地震，全球每年仅出现一两次。相关统计显示，用地震仪测出的地震，每年全球达约50万次，其中有感地震10万次，造成破坏的1000次，而7级以上、足以造成巨大灾害的有十几次。鉴于全球有85%的地震发生在板块边界上，故有观点认为，板块运动过程中的相互作用，是引起地震的重要原因。地震活动是正常现象，地震造成的破坏是局部性的，因此民众大可不必过于恐慌。

④全球是否进入地震活跃期？专家说法不一：在被问及地球是否已进入地震活跃期的问题时，美国地质勘探局地球物理学家兰迪.鲍德温曾指出：“这很难说，我看到有研究说是，也看到有研究说不是。在全球范围内，强震多发区可能在任何年份发生强震，但我们不认为一个或多个地震活跃区之间存在联系。”不过，也有学者言之凿凿地就大地震进行过预测，如日本名古屋大学地震火山研究中心主任山冈耕春警告说，日本南海海槽地震是“一定会发生的、宿命般的巨大地震”，称下一次在举办东京奥运的2020年之后4、5年内发生“也不稀奇”，并建议日本政府尽早采取应对措施。值得注意的是：迄今，全球地震学家尚未找到任何一种异常现象，可在所有大地震之前被无一例外地观测到。这意味着，人类还无法对迫在眉睫的大地震进行准确预报。但通过长期观测地壳断层，可对某地区未来数十年发生地震的概率进行评估。此外，发达的预警和信息传播技术，也可在破坏性较小的地震纵波到达地面时立即发出警报。在导致房屋倒塌的地震横波到达之前，为人们逃生抢出几秒至几十秒的宝贵时间。有理由相信，随着科学技术的不断发展，人类在应对大地震等相关灾害时将会更加从容不迫。

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。

鲁迅故居

◆王胜

   ①鲁迅故居是一座极其普通的小四合院。有前后两个小院，南房三间，北房四间，东西厢房各一间。房屋都很矮小，进深也很狭窄，全宅总面积不过500平方米。然而，想不到这里曾是一代文豪的住所。

  ②故居门口是一黑漆小门。门内西侧有一折扇屏门。入门即是前院，院内北房前有两株高大的丁香树，是鲁迅先生亲手种植的，使这小院显得很幽静又有生气。南房是书房和会客室。里面摆着几（a）书柜、一张方桌、几把藤椅等简单家具。当年许多青年学生在这里受到鲁迅的热情接待。南房的西间有一张招待客人的床铺，当年有的青年被反动政府逼得无家可归，鲁迅先生便留他们住在这里。

  ③引人注目的是北面的正屋。北房的东间是鲁迅的母亲的住室。中间向后扩建的一小间是鲁迅先生的工作室兼卧室。鲁迅称之为“绿林书屋”，人们都叫它“老虎尾巴”。室内陈设简单，北边窗下有一床铺，上铺着单薄的被褥。靠东墙放着一张三屉桌和一把藤椅，桌上放着毛笔、笔架、砚台、马蹄表、喝茶的盖碗等，还放着一（b）煤油灯。屋内西墙上挂着写有《离骚》诗句的题字，上书：“望崦嵫而勿迫，恐鹈鹕之先鸣。”鲁迅先生正是如此珍惜时间，在这间小屋里，在这张书桌上，忘我的工作，辛勤的写作。

  ④鲁迅先生在这（c）斗室写下了《华盖集》、《华盖集续编》，以及《野草》、《彷徨》、《坟》等不朽作品。

  ⑤“老虎尾巴”后面是鲁迅先生经常散步的后小院，院中央有一（d）井，周围种了许多小草和树木。

  ⑥这座普普通通的小四合院给人的印象是极深的。鲁迅先生不仅以他战斗的一生，以他的作品教育着我们，也以他简朴的生活教育着我们。

蔬菜疯长的秘籍

①地球上有这样两个神奇的地方，那里的蔬菜长得十分巨大，人们因此称其为“巨菜谷”。

②这两个神奇的地方，一个是美国阿拉斯加州的麦坦纳加山谷，一个是俄罗斯的萨哈林岛。来到这里，走进当地人的菜园，首先映入眼帘的，是一颗颗“身高”近两米的大白菜，这些大白菜每颗都有近50千克重。此外，这里还有大如酒桶的冬瓜、一米多长的葫芦、形如足球的大蒜头……总之，所有蔬菜似乎都被放大了许多倍，令人十分惊异。

③巨菜谷的蔬菜为何长得如此巨大呢？有人认为，这两个地方的蔬菜都是特殊品种，因为和普通的蔬菜品种不同，所以才能长成世所罕见的巨菜。一些科学家特地到阿拉斯加的麦坦纳加山谷进行了考察。他们经过研究认为，当地人种植的蔬菜种子其实和普通的蔬菜种子并无两样。又有人提出，巨菜谷的蔬菜之所以长得这般巨大，是否因为日照时间长的缘故。从这两个地方所处的地理纬度来看，它们都处于高纬度地区，夏季日照时间比较长，确实对蔬菜的生长很有利。不过，相同纬度的其他地方的蔬菜外形都很普通，因此这种说法也不正确。还有人认为，巨菜谷的蔬菜可能是特殊气候造成的，无论是麦坦纳加山谷，还是萨哈林岛，夏天的昼夜温差都较大，白天气温有时可达20℃以上，夜间气温可降至10℃以下——悬殊的昼夜温差对植物生长十分有利。不过，这种说法同样无法解释为何类似气候条件的其他地方，蔬菜都没有长成巨人体型。

④那么，巨菜谷蔬菜疯长的秘籍到底是什么呢？经科学家研究发现，地球上有极少数地方地下深处的土壤岩石中，储存了重水含量非常低的水，并源源不断地输送到地面，还有些地下深处的土壤岩石有过滤重水的功能。巨菜谷正是这极少数的地方之一，这里的重水含量十分低，非常适合包括蔬菜在内的植物生长。科学家还发现，巨菜谷的地下埋藏有大量的放射性元素矿藏，而且那里的地质构造、地形、地貌等因素综合起来，制造了一个强电场、强磁场的环境，这些环境对蔬菜的生长有很强的刺激作用。此外，巨菜谷一带土壤肥沃，气候适宜，也为蔬菜的疯长创造了有利的条件。

（摘自《百科知识》2016年07期，有删改）