知識(shí)就是力量

2022年12期

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《知識(shí)就是力量》雜志創(chuàng)刊于1956年，周恩來總理親筆題寫刊名，中國科協(xié)主管，中國科學(xué)家創(chuàng)作的科普閱讀核心期刊。雜志凝聚了... 展開

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神奇數(shù)學(xué) 帶你超越極限 在古埃及，每年尼羅河洪水泛濫之后，有一個(gè)特殊工種就會(huì)上崗，他們叫“繩索調(diào)制員”，負(fù)責(zé)重新丈量河兩岸的土地邊界。地塊大小不一、形狀各異，加上地勢高低起伏，導(dǎo)致測量狀況復(fù)雜，而他們的工具只有一個(gè)：繩索。這繩索既是直尺，又是圓規(guī)，還是三角尺，堪稱...

“百變”數(shù)學(xué) 電腦運(yùn)行中的數(shù)學(xué)邏輯電腦已經(jīng)是現(xiàn)代社會(huì)的生活必需品了，而電腦的發(fā)明人就是一位數(shù)學(xué)家——約翰·馮·諾依曼。他用0和1的二進(jìn)制賦予計(jì)算機(jī)生命，因此被稱為“計(jì)算機(jī)之父”。在物理上，二進(jìn)制最容易實(shí)現(xiàn)，可以用電脈沖的正負(fù)極表示...
蜘蛛網(wǎng)里的奇妙數(shù)學(xué) 蜘蛛網(wǎng)里的數(shù)學(xué)概念蜘蛛結(jié)的“ 八卦”網(wǎng)，既復(fù)雜又美麗，即使工匠用直尺和圓規(guī)也難畫得如此勻稱。出現(xiàn)在蜘蛛網(wǎng)上的數(shù)學(xué)概念更是驚人——弦、平行線段、三角形、相似三角形、對(duì)數(shù)螺線等等。蜘蛛網(wǎng)里的坐標(biāo)系傳說法國數(shù)學(xué)家笛卡爾從蜘蛛結(jié)網(wǎng)中獲得靈感，...
天氣預(yù)報(bào)：求解風(fēng)云變幻的方程式 數(shù)值天氣預(yù)報(bào)的“前世今生” 中國古典名著《三國演義》中赤壁之戰(zhàn)“借東風(fēng)”的情節(jié)被人們所熟知：蜀漢丞相諸葛亮通過觀測，結(jié)合史書對(duì)長江流域天氣變化的記載，預(yù)測出東風(fēng)的到來。雖然歷史上諸葛亮并沒有參與赤壁之戰(zhàn)，也沒有呼風(fēng)喚雨之能，指揮赤壁之戰(zhàn)的...
“度”量星光 給星星的亮度定等級(jí) 晴朗的夜空，星星點(diǎn)點(diǎn)、有亮有暗。該如何精確描述一顆星星有多亮呢？天文學(xué)家將星星的亮度劃分為6 個(gè)等級(jí)，而這種描述星星亮度的等級(jí)叫作“星等”。星等這個(gè)概念最早是由古希臘天文學(xué)家喜帕恰斯在公元前2世紀(jì)提出的。天文學(xué)家將...
數(shù)學(xué)里的繪畫大師——函數(shù) 心形線（供圖/ 張浩）函數(shù)的由來函數(shù)作為數(shù)學(xué)術(shù)語是德國數(shù)學(xué)家萊布尼茨在17世紀(jì)首次使用的，是指在某一變化過程中，兩個(gè)變量x、y，對(duì)于某一范圍內(nèi)的x 的每一個(gè)值，y都有確定的值和它對(duì)應(yīng)，y就是x的函數(shù)。例如：一次函數(shù)——y=kx+b（k，...
植物中的斐波那契數(shù)列 兔子數(shù)目與月數(shù) 何為斐波那契數(shù)列我們先來看一個(gè)關(guān)于兔子的故事。假設(shè)1 對(duì)兔子每個(gè)月可以生出1 對(duì)小兔子（一雌一雄），每對(duì)小兔子在它出生的第2個(gè)月開始生兔子，如果沒有死亡，那么第3 個(gè)月起，每個(gè)月兔子的數(shù)量為前2 個(gè)月兔子數(shù)量之和，也就是這...
從洛書到幻方 什么是幻方幻方是把從1到n2的自然數(shù)排成的行列的正方形數(shù)表，其每行、每列、每條對(duì)角線上的數(shù)之和都相等，這個(gè)“和”稱為幻常數(shù)，幻常數(shù)等于n（n2+1）／2 。圖1 是一個(gè)三階幻方，即n等于3，n2等于9，幻常數(shù)n（n2+1）／2等于15。 ...
少年數(shù)學(xué)家養(yǎng)成記 從珠算開始的數(shù)學(xué) 我從小喜歡數(shù)學(xué)，這得益于小學(xué)數(shù)學(xué)課程中的珠算課，也就是打算盤。老師這樣教我們：首先在算盤上打上“123456789”（如下圖所示），然后打加法，加上“123456789”，重復(fù)9次，算盤上就會(huì)再次出現(xiàn)“123456789”...
數(shù)學(xué)家的科研日常 理解數(shù)學(xué) 美國數(shù)學(xué)家瑟斯頓曾說過，數(shù)學(xué)是一種理解，而教授數(shù)學(xué)則是傳遞理解。所以學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的關(guān)鍵就在于理解。作為一名高校教師，我主要承擔(dān)3方面的工作：教學(xué)、科研和服務(wù)。對(duì)我來說，三者無縫銜接。我科研的主要工作是進(jìn)行數(shù)學(xué)教育與普及，而教學(xué)是我科...

沉香：被香氣所累的大樹 土沉香的花（繪圖 / 黃金）源遠(yuǎn)流長的“香” 沉香的原產(chǎn)地雖不在中國（而是在臨近的東南亞區(qū)域），但西漢時(shí)期（公元前202 年—公元8年）就有使用沉香的記載。隨著漢武帝派張騫出使西域，古代絲綢之路暢通，大量沉香開始流入中國。中國現(xiàn)存最早的...
揭秘“苔花”之惑 蘚類植物——真蘚（供圖/ 韓國營）苔是苔，蘚是蘚瑞典的卡爾· 林奈（CarolusLinnaeus，1707—1778年）是近代植物分類學(xué)的奠基人。1753年，他編著《植物種志》一書，在書中建立了“雙名命名法”，對(duì)植物進(jìn)行統(tǒng)一命...
東亞人群如何適應(yīng)“冰河時(shí)代”？ 一門全新的學(xué)科：古基因組學(xué) 我們是誰？我們從哪里來？這兩個(gè)問題一直縈繞在人類心頭，卻還未找到答案。化石或者考古材料是我們了解過去的一個(gè)最主要手段，如果能夠從古老的化石或考古材料中獲取最原始的生物遺傳信息，并與現(xiàn)代人類的遺傳信息進(jìn)行比較，就...
小行星防御有“術(shù)” 小行星帶在太陽系中的位置 2022年9月27日，美國國家航空航天局（NASA）“雙小行星重定向測試（DART）”航天器成功撞擊一顆名為迪莫弗斯（Dimorphos）的近地小行星。這是世界上首次進(jìn)行旨在防御地球免遭小行星撞擊威脅的任務(wù)，揭開了...
飛機(jī)“心臟”位置進(jìn)化史 中國自主研制的C919大型客機(jī)。翼吊式發(fā)動(dòng)機(jī)吊掛在機(jī)翼前下方，不可避免地會(huì)對(duì)機(jī)翼上的氣流產(chǎn)生影響。但實(shí)際上如果設(shè)計(jì)得當(dāng)，這種影響也可以變?yōu)椤坝欣蓴_”，使機(jī)翼與發(fā)動(dòng)機(jī)短艙結(jié)合后的總阻力小于機(jī)翼和發(fā)動(dòng)機(jī)短艙單獨(dú)的阻力之和 “長”在機(jī)翼根部客...

陶瓷基形狀記憶材料 氧化鋯陶瓷材料的原子結(jié)構(gòu) 最近，權(quán)威雜志《自然》發(fā)表了麻省理工學(xué)院材料科學(xué)與工程系的科斯利托夫教授的新論文，他提出用陶瓷制成新型形狀記憶材料，而非金屬。形狀記憶材料是一種智能材料，加熱可以觸發(fā)它的變形功能——從一種形狀恢復(fù)為另一種形狀。 ...
兩色激光來合力進(jìn)行快如閃電的3D打印 用塑料3D打印物體有精確、快速、經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的優(yōu)點(diǎn)。然而，更快的打印速度和更高的分辨率仍然是有待完成的技術(shù)挑戰(zhàn)。近日，來自卡爾斯魯厄理工學(xué)院、海德堡大學(xué)和昆士蘭科技大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)在實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)方面取得了顯著的進(jìn)步，他們新開發(fā)的激光打印工藝可以在...
再紡蠶絲比蜘蛛絲韌性強(qiáng)70% 提起蠶絲時(shí)，你可能會(huì)聯(lián)想到昂貴的絲綢面料。但是今天，絲基材料用途廣泛——生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的縫線、手術(shù)網(wǎng)材料，監(jiān)測健康的絲質(zhì)貼片，亦或是保護(hù)種子免受干旱損害的涂層。地球上最強(qiáng)韌的天然絲來自蜘蛛而不是蠶。但規(guī)?；B(yǎng)殖蜘蛛且量產(chǎn)蜘蛛絲是不可行的。蜘...
聲音 殲20 打造大國重器，推動(dòng)國防建設(shè)和軍隊(duì)裝備發(fā)展，一直是航空人的神圣使命和光榮職責(zé)。 ——楊偉中國科學(xué)院院士、殲20總設(shè)計(jì)師楊偉說，打造大國重器，推動(dòng)國防建設(shè)和軍隊(duì)裝備發(fā)展，一直是航空人的神圣使命和光榮職責(zé)。新時(shí)代十年，航空工業(yè)自主研制的...
數(shù)字 7個(gè) 2022年10月26日，國際地質(zhì)科學(xué)聯(lián)合會(huì)在西班牙公布全球首批100個(gè)地質(zhì)遺產(chǎn)地名錄，中國在浙江長興同步舉行新聞發(fā)布會(huì)。中國有7個(gè)地質(zhì)遺產(chǎn)地成功入選，是全世界第一批中獲得地質(zhì)遺產(chǎn)地最多的國家之一。國際地質(zhì)科學(xué)聯(lián)合會(huì)地質(zhì)遺跡委員會(huì)...
趣聞 首個(gè)人工毛囊問世通過改造小鼠的胚胎皮膚細(xì)胞，日本橫濱國立大學(xué)研究人員培育出1個(gè)月可長3毫米的毛囊。這是人類首次在實(shí)驗(yàn)室中培育出成熟的毛囊。該技術(shù)有望治療脫發(fā)。相關(guān)研究于2022年10月21日發(fā)表于《科學(xué)進(jìn)展》。哺乳動(dòng)物的毛囊通常在胚胎中...

恒久的數(shù)學(xué)定理 西班牙數(shù)學(xué)家愛德華多數(shù)學(xué)的意義是什么？如果有人問，數(shù)學(xué)的意義是什么，你會(huì)怎么回答呢？有些數(shù)學(xué)家對(duì)這個(gè)問題的回答是，數(shù)學(xué)本身就是意義。他們認(rèn)為，一套能自圓其說的邏輯系統(tǒng)本身就是意義，為什么一定要給它找一個(gè)“用處”？有些數(shù)學(xué)家屬于諄諄善誘...

奧妙無窮的古代“透光鏡” 漢代銅鏡西漢時(shí)期的“黑科技” “穿衣戴帽，臨鏡觀影”，中國古人使用鏡子的歷史可以追溯到4000多年前。發(fā)明煉銅技術(shù)之后，聰明的古人便開始鑄造銅鏡，利用平滑光潔的金屬表面來映照自己的形象。銅鏡由兩面組成，鏡面被打磨得十分光亮；背面，出于托...
地質(zhì)“透視”四大法寶 法寶1 重力勘探重力勘探是利用地下各種巖礦體的密度差異引起的重力變化，而進(jìn)行地質(zhì)勘探的一種方法。它以牛頓萬有引力定律為基礎(chǔ)，通過用精密重力儀器測量與周圍巖石有密度差異的地質(zhì)體在其周圍引起的重力異常，以確定這些地質(zhì)體存在的空間位置、大小和...
“編織藝術(shù)家” 所謂貓草，指的是小麥、燕麥等植物。貓草中富含粗纖維，可有效刺激腸胃蠕動(dòng)，幫助貓咪排出胃中的貓毛，是貓咪的“良藥”。本期我們將通過一個(gè)實(shí)驗(yàn)，讓貓草的根系變廢為寶。只要用模板進(jìn)行生長引導(dǎo)，“編織藝術(shù)家”——貓草根系，就會(huì)為我們呈現(xiàn)一幅美妙的畫卷...

古籍“復(fù)活”記 “天祿琳瑯”藏書部分修復(fù)成果 “天祿琳瑯”藏書部分修復(fù)成果薪火相傳的“書醫(yī)”技藝中國的古籍，主要指書寫或印刷于1912年以前，具有中國古典裝幀形式的書籍。許多古籍流傳千百年，難免有各種“病痛”，因此亟（jí）須“書醫(yī)”來“治病...

虎口拔牙式的殲滅戰(zhàn) 華東野戰(zhàn)軍順著山路插入敵人縱深（繪圖/ 駱玫）讓“ 齊頭并進(jìn)”的敵軍亂起來經(jīng)過解放軍一系列打擊后，從1947年3月開始，國民黨被迫放棄對(duì)我解放區(qū)實(shí)施全面進(jìn)攻的戰(zhàn)略方針，將主要兵力集中在陜北和山東兩個(gè)戰(zhàn)場，實(shí)施重點(diǎn)進(jìn)攻。當(dāng)時(shí)，山東解放區(qū)被...

在嘉塘草原，與藏狐相遇 高原鼠兔是藏狐的主要食物來源，它們是一種在草原上常見的小型兔類憨態(tài)可掬的肉食動(dòng)物嘉塘草原位于青海省玉樹州稱多縣的珍秦鎮(zhèn)，在藏語里是“彩虹之地”的意思。這里地勢開闊、水草豐美，有牦牛、藏系綿羊，藏野驢、狼群，以及本文的主角——藏狐。藏狐...
馬達(dá)加斯加科考記（上） 動(dòng)植物的伊甸園馬達(dá)加斯加，是位于印度洋西部的非洲島國，隔著莫桑比克海峽與非洲大陸相望，在地理位置上屬于南半球。馬達(dá)加斯加全島由火山巖構(gòu)成，作為非洲第一、世界第四大的島嶼，馬達(dá)加斯加的國土面積約60萬平方千米，人口約2800萬。馬達(dá)加斯...

人民的數(shù)學(xué)家：華羅庚 他只有初中文憑，卻是蜚聲中外的數(shù)學(xué)家；他發(fā)出“梁園雖好，非久居之鄉(xiāng)”的吶喊，吸引無數(shù)學(xué)子回國建設(shè)；他因病致腿殘疾，卻踏遍祖國大地推廣數(shù)學(xué)方法……他是本文的主人公——華羅庚。初中畢業(yè)的數(shù)學(xué)大家 1910年，華羅庚出生于江蘇省金壇縣（今江蘇省...

人類腸道盤曲的奧秘 蜿蜒盤旋——腸道的結(jié)構(gòu) 腸道是人體最重要的消化器官之一，大部分位于腹腔的中下部。人們經(jīng)口攝入的所有食物，都要在腸道內(nèi)依次經(jīng)過小腸（分為十二指腸、空腸和回腸3 部分）、大腸（大體分為盲腸、闌尾、結(jié)腸、直腸和肛管5 部分）進(jìn)行分解、消化和吸收，...
爆個(gè)米花 爆炸的原理要解答上述問題，我們首先要理解爆炸產(chǎn)生的機(jī)理。爆炸是一種能量快速釋放的過程，即積蓄在一個(gè)小范圍內(nèi)的能量迅速釋放到更為廣闊的空間之中。想要產(chǎn)生爆炸，那么首先爆炸的物體應(yīng)該具有較高的能量密度（單位體積內(nèi)蘊(yùn)藏的能量）。爆炸的能量來源...

考試綜合征不容忽視的心理“感冒” 案例臨近期末考試，原本自信沉穩(wěn)、成績優(yōu)異的麗麗（化名）卻出現(xiàn)了反常表現(xiàn)：不時(shí)心慌、手心出汗、入睡困難、注意力無法集中……盡管她孜孜不倦地讀書，但大腦似乎還是一片空白。更令人堪憂的是時(shí)刻侵蝕著她的恐懼和焦慮情緒，“如果考不好，我不僅愧對(duì)父母...

神奇的電子皮膚 皮膚作為人體最大的器官，不僅具有保護(hù)、分泌和呼吸的基本功能，還是人類與物質(zhì)世界相互作用和交流的重要體感系統(tǒng)。通過模仿自然皮膚特性和功能刺激，科學(xué)家們開發(fā)了仿生電子皮膚，應(yīng)用在可穿戴健康監(jiān)測、智能假肢和機(jī)器人技術(shù)等方面。而最新研究出來的納米結(jié)...
會(huì)疊衣服的衣柜 這是一種可以自動(dòng)分類并折疊收納衣服的智能衣柜。別看它外觀平平無奇，但內(nèi)部暗藏玄機(jī)：只需把要疊的衣服放進(jìn)最底層的抽屜里，按下開關(guān)，衣柜就可以自動(dòng)工作。它內(nèi)部有攝像頭，會(huì)自動(dòng)識(shí)別衣服的顏色、款式等特征，然后啟動(dòng)機(jī)械臂，將各類衣服按設(shè)定方法疊好...

美夢公司的禮物 我在街上走了好久，忽然看到一個(gè)布置十分別致的櫥窗。在亮亮的玻璃后，躺著一個(gè)布娃娃，緊閉著眼睛，睡在一張小床上。櫥窗里放著一個(gè)廣告牌，上面寫道：你想經(jīng)歷《一千零一夜》里的奇境嗎？請(qǐng)租一個(gè)夢吧！你想逛過去和未來的世界嗎？請(qǐng)租一個(gè)夢吧！美...
“人類” 新星紀(jì)3022年，人類已經(jīng)進(jìn)入新時(shí)代。在這個(gè)時(shí)代，新型機(jī)器人得到了廣泛應(yīng)用。從外貌上看，除了脖子后的小燈，它們與人類沒什么區(qū)別。大多數(shù)時(shí)候，這盞小燈發(fā)著熒綠色的光，但若機(jī)器人失控，燈光會(huì)變成紅色。這時(shí)，研究人員會(huì)第一時(shí)間派人來抓捕它們。新...
當(dāng)人工智能成為生活的一部分 本期刊出的兩篇作品分別是著名科幻作家劉興詩的《美夢公司的禮物》和楊予舒同學(xué)的《“人類”》。劉興詩是中國著名的地質(zhì)學(xué)家和科幻作家，擅長為青少年讀者創(chuàng)作科幻作品。出生于1931年的他，如今已年過九旬，依然筆耕不輟，始終關(guān)心中國的科普、科幻事業(yè)發(fā)...

《知識(shí)就是力量》科學(xué)素養(yǎng)實(shí)踐課程體系助力校園科普科技特色建設(shè) 科普閱讀實(shí)踐教育基地正式落地鄉(xiāng)村學(xué)校中國科學(xué)技術(shù)出版社副社長，《知識(shí)就是力量》雜志社社長、主編郭晶（下）、北京理工大學(xué)宇航學(xué)院教授，博士生導(dǎo)師何紹溟（上右）與孩子們共同連線 2021年，國務(wù)院發(fā)布《全民科學(xué)素質(zhì)行動(dòng)規(guī)劃綱要（2021－2...

百問百答 中國地質(zhì)調(diào)查局北京探礦工程研究所教授級(jí)高級(jí)工程師 Q什么是沙塵暴和板塊運(yùn)動(dòng)？ A沙塵暴是沙暴和塵暴的總稱，是指強(qiáng)風(fēng)從地面卷起大量沙塵，使水平能見度小于1千米的一種概率小但危害大的災(zāi)害性天氣現(xiàn)象，它具有突發(fā)性和持續(xù)時(shí)間較短的特點(diǎn)。板塊運(yùn)動(dòng)指...