知識(shí)就是力量

2025年01期

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

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“智”仿萬(wàn)物智領(lǐng)未來(lái) 2024年，上海黃浦世博園區(qū)的外灘大會(huì)展廳內(nèi)，一曲《大魚(yú)》悠揚(yáng)響起，引得人們紛紛轉(zhuǎn)頭尋找。只見(jiàn)一位獨(dú)臂青年在彈奏鋼琴，他失去了右臂的一半，卻能輕松操控智能仿生手，與左手協(xié)調(diào)配合，在黑白琴鍵上舞動(dòng)，完成精細(xì)的動(dòng)作，展現(xiàn)出令人驚嘆的技藝。這位0...

智能仿生，未來(lái)已來(lái)！ 當(dāng)前，人工智能技術(shù)和應(yīng)用越來(lái)越多地融合了仿生學(xué)技術(shù)。借鑒自然界的智慧，模仿生物的行為、結(jié)構(gòu)、功能系統(tǒng)等，人工智能和深度學(xué)習(xí)正迅速發(fā)展，呈現(xiàn)出多樣豐富的產(chǎn)品形態(tài)。航天領(lǐng)域智能穿戴外骨骼在太空的無(wú)氧、真空和高輻射環(huán)境中，航天員的活動(dòng)受到...
仿人機(jī)器人“拼圖” 視覺(jué)系統(tǒng)：模仿人眼的結(jié)構(gòu)和功能人類(lèi)通過(guò)兩只眼睛的視角獲取物體的深度信息，機(jī)器人的雙目攝像頭則可以通過(guò)三角測(cè)量原理計(jì)算出物體的距離和三維形狀。一些先進(jìn)的視覺(jué)系統(tǒng)甚至可以像人眼一樣自動(dòng)調(diào)節(jié)焦距來(lái)清晰地捕捉不同距離的物體。視覺(jué)系統(tǒng)的攝像頭像素...
開(kāi)啟類(lèi)腦風(fēng)暴破譯思維密碼 更接近大腦的智慧類(lèi)腦神經(jīng)元模型的核心技術(shù)在于模擬大腦中神經(jīng)元的工作方式。大腦中的每個(gè)神經(jīng)元如同信息處理的基本單元，通過(guò)神經(jīng)突觸彼此連接，形成一個(gè)龐大而復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)。神經(jīng)元通過(guò)接收、處理、傳遞電信號(hào)進(jìn)行信息交換，使大腦能夠感知、學(xué)習(xí)并作出反應(yīng)...
為船舶披上海豚的“外衣” 自船舶誕生以來(lái)，海運(yùn)業(yè)逐漸成為全球經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的重要支柱，目前，超過(guò)90%的全球貿(mào)易都通過(guò)海運(yùn)完成。海運(yùn)消耗著大量的能源，近日，科研人員從海洋生物——海豚、鯊魚(yú)等身上汲取靈感，利用仿生減阻材料，實(shí)現(xiàn)大型船舶的減阻節(jié)能。減阻節(jié)能技術(shù)遇瓶頸在航...
“智”仿生靈之妙 蜘蛛的靈活腿部、蝙蝠的超聲波導(dǎo)航系統(tǒng)、貓頭鷹的夜視能力……科學(xué)家通過(guò)深入研究各類(lèi)生物特性，并將這些神奇的組織應(yīng)用到機(jī)器人上，讓機(jī)器人也能像生物一樣感知環(huán)境、靈活運(yùn)動(dòng)，甚至完成一些人類(lèi)難以完成的任務(wù)。流變機(jī)器人（左）與其偽足運(yùn)動(dòng)形式（右）（供...
仿生黏附鞋 航天領(lǐng)域是人類(lèi)探索浩瀚宇宙和展現(xiàn)科技力量的前沿陣地，也是國(guó)家安全和實(shí)力的重要組成部分?，F(xiàn)代航天器的智能水平正在不斷提高，但這些技術(shù)無(wú)法取代人的直覺(jué)、判斷和創(chuàng)造性。因此，航天員始終是航天探索中的核心和關(guān)鍵。他們?cè)谔罩袌?zhí)行任務(wù)時(shí)，面臨著獨(dú)特的...
爬行界的隱秘王者 神龍擺尾辭甲辰，金鱗舞動(dòng)迎乙巳。不知不覺(jué)中就來(lái)到了中國(guó)傳統(tǒng)農(nóng)歷的新紀(jì)元，唯一一個(gè)非禽非獸的爬行動(dòng)物的生肖年——蛇年。蜿蜒在各處的蛇類(lèi) 蛇類(lèi)在億萬(wàn)年的演化中“丟失”了四肢，身體變長(zhǎng)，頜骨分離，這樣的構(gòu)造不僅讓它們更好地適應(yīng)了狹窄的縫隙環(huán)境，...
海蛇與海的“奇遇記” “揮別”四肢：爬行大師的演化史 “畫(huà)蛇添足”“杯弓蛇影”“打草驚蛇”“人心不足蛇吞象”與“牛鬼蛇神”等成語(yǔ)似乎印證了人類(lèi)對(duì)蛇的不喜和畏懼。蛇類(lèi)起源于距今約1.2億年前的早白堊紀(jì)，從蜥蜴類(lèi)爬行動(dòng)物逐漸演化而來(lái)，因此蛇類(lèi)的祖先曾在白堊紀(jì)時(shí)期與...
植物界的“蛇”影迷蹤 中國(guó)農(nóng)歷龍年即將過(guò)去，蛇年即將到來(lái)。龍是華夏先民創(chuàng)造的神物，其形象與蛇有著千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系，故人們常稱(chēng)蛇為“小龍”。在中國(guó)傳統(tǒng)的十二生肖中，蛇以其神秘、智慧、靈性的形象深入人心。在植物王國(guó)里，也有一些以蛇命名的植物，它們或形態(tài)奇特，或身世傳奇...
少年仿生學(xué)家養(yǎng)成記 師法自然我小的時(shí)候，常常會(huì)好奇世間萬(wàn)物為什么會(huì)如此發(fā)展，好奇花為什么會(huì)開(kāi)？河水為什么會(huì)流動(dòng)？貽貝為什么可以攀附在巖石和船底表面？荷葉為什么出淤泥而不染？蚯蚓破土而出，身上卻干干凈凈……這些現(xiàn)象吸引著我去探尋生物背后的進(jìn)化策略，雖然有些問(wèn)題...
兩棲爬行動(dòng)物學(xué)家的科研日常 如此珍貴的物種作為在演化中逐漸“丟失”了四肢的動(dòng)物，蛇是兩棲爬行動(dòng)物中最年輕的一個(gè)分支，也是生存的強(qiáng)者。目前，全球約有蛇類(lèi)4000種，除南北極外，無(wú)論是河流、農(nóng)田、沙漠、高山、森林還是大海都能發(fā)現(xiàn)它們的蹤跡，它們把身體的缺陷演化成了許多動(dòng)...

站穩(wěn)11000米 “夢(mèng)想”號(hào)啟航！ 如果將地球比作蘋(píng)果，會(huì)不會(huì)有一艘船能啃穿“果皮”吃到“果肉”？答案是：可以！ 2024年11月17日，我國(guó)首艘大洋鉆探船“夢(mèng)想”號(hào)正式入列?！皦?mèng)想”號(hào)不僅是國(guó)際上最先進(jìn)的大洋鉆探船，也是我國(guó)首艘完全自主研發(fā)設(shè)計(jì)和建造的超深水鉆探裝備。它總...

前沿 許家窯人枕骨化石（復(fù)制品）距今約12.5 萬(wàn)～ 10.4 萬(wàn)年我國(guó)發(fā)現(xiàn)“巨顱人” 2024年，我國(guó)與美國(guó)研究人員提出許家窯人可能代表了中更新世晚期-晚更新世早期東亞境內(nèi)生存的一種新的人種譜系——巨顱人。 1976～1979年，許家窯人...
觀點(diǎn) 王堅(jiān)院士 “計(jì)算技術(shù)幫助我們拓展人類(lèi)的創(chuàng)造力。” —王堅(jiān) 中國(guó)工程院院士近日，中國(guó)工程院院士王堅(jiān)發(fā)表了題為《無(wú)盡的計(jì)算：AI和研究范式變革（2024）》的演講。在演講中，王堅(jiān)提到：“我們現(xiàn)在真正處于第三個(gè)范式的時(shí)代，我稱(chēng)之為計(jì)算科學(xué)...
數(shù)字 2.3億人據(jù)《生成式人工智能應(yīng)用發(fā)展報(bào)告（2024）》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《報(bào)告》）顯示，截至2024年6月，中國(guó)生成式人工智能產(chǎn)品用戶達(dá)2.3億人，占整體人口的16.4%。生成式人工智能（Generative Artificial Intell...
趣聞 “春節(jié)”申遺成功近日，我國(guó)申報(bào)的“春節(jié)——中國(guó)人慶祝傳統(tǒng)新年的社會(huì)實(shí)踐”被列入聯(lián)合國(guó)教科文組織人類(lèi)非物質(zhì)文化遺產(chǎn)代表作名錄。至此，我國(guó)共有44個(gè)項(xiàng)目列入聯(lián)合國(guó)教科文組織非物質(zhì)文化遺產(chǎn)名錄、名冊(cè)，總數(shù)居世界第一。春節(jié)作為我國(guó)底蘊(yùn)最深厚、內(nèi)...

趙忠賢：中國(guó)高溫超導(dǎo)研究的領(lǐng)軍人 趙忠賢院士國(guó)之榮耀趙忠賢，中國(guó)科學(xué)院院士、超導(dǎo)物理學(xué)家，曾獲國(guó)家最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)，長(zhǎng)期從事超導(dǎo)研究，是中國(guó)高溫超導(dǎo)研究的領(lǐng)軍人、奠基人之一，為高溫超導(dǎo)研究在中國(guó)扎根并躋身國(guó)際前列作出了突出貢獻(xiàn)。2024年9月，趙忠賢被授予“人民科學(xué)家”國(guó)...
虛擬手掌與現(xiàn)實(shí)世界 互聯(lián)網(wǎng)社交媒體迅猛發(fā)展，在科技的加持下，娛樂(lè)領(lǐng)域也在不斷催生不同類(lèi)型的新型網(wǎng)絡(luò)紅人（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“網(wǎng)紅”）。本期TED演講邀請(qǐng)薩拉·吉斯托（Sara Giusto）介紹自己管理的新世代網(wǎng)紅。虛擬與現(xiàn)實(shí)的模糊地帶一個(gè)生活在日本東京的博...

地殼輪回 “輪回”謎團(tuán) 地球是太陽(yáng)系中唯一已知具有水圈、大氣圈、生命活動(dòng)且適合人類(lèi)居住的行星。然而，地球的宜居性并非與生俱來(lái)。它是如何從早期的熾熱行星演變成如今這個(gè)擁有良好圈層結(jié)構(gòu)且生機(jī)盎然的宜居星球的？這個(gè)問(wèn)題是地球科學(xué)中的一個(gè)重大科學(xué)課題，也是人...
貓咪“涂色卡” 貓的毛色變化多端，堪稱(chēng)哺乳動(dòng)物中最復(fù)雜的現(xiàn)象之一。在看似隨機(jī)的毛色背后，一套精密且奇妙的基因機(jī)制正在起作用。現(xiàn)在，就讓我們破解這組隱藏的密碼，探尋它們毛色之下的小秘密。基因與色素色素細(xì)胞是一種廣泛存在于動(dòng)物體內(nèi)的細(xì)胞，可見(jiàn)于皮膚、腦脊膜...
創(chuàng)造你的私人“星光” 聲控技術(shù)賦予我們生活更多便利和樂(lè)趣，通過(guò)簡(jiǎn)單的聲控?zé)糁谱鳎覀儾粌H感受到科技的魅力，更能激發(fā)創(chuàng)新思維，培養(yǎng)動(dòng)手能力。讓我們一同動(dòng)手，制作一個(gè)既實(shí)用又充滿創(chuàng)意的聲控?zé)簦_(kāi)啟創(chuàng)造的樂(lè)趣吧！實(shí)驗(yàn)材料1.1個(gè)5秒聲控?zé)裟K：自帶麥克風(fēng)、信號(hào)處理電...

流火織夢(mèng)火樹(shù)銀花不夜天 確山打鐵花（確山縣隸屬河南省駐馬店市）是中國(guó)民間流傳千年的傳統(tǒng)文化瑰寶。在全國(guó)眾多打鐵花表演形式中，確山打鐵花獨(dú)具特色，有豐富的文化內(nèi)涵，2008年被列入第二批國(guó)家級(jí)非物質(zhì)文化遺產(chǎn)名錄，素有“民間焰火之最，中原文化奇葩”的美譽(yù)。千年傳承歲...

你好！四川艦！ 四川艦 2024年12月27日上午，我國(guó)迎來(lái)了一個(gè)歷史性的時(shí)刻——076兩棲攻擊艦首艦在上海下水，它被命名為“四川艦”，舷號(hào)為“51”。四川艦屬于中國(guó)獨(dú)創(chuàng)的全新艦種，滿載排水量達(dá)4萬(wàn)余噸，設(shè)置了雙艦島式上層建筑和全縱通飛行甲板，創(chuàng)新應(yīng)用了...

乘勢(shì)利導(dǎo)、巧借天工的杰作 在華夏大地的西南一隅，有一處神奇的水利工程，它宛如一顆璀璨的明珠，閃耀著中華民族智慧的光芒。這就是位于四川省成都市的都江堰水利工程，在2000年被列入《世界遺產(chǎn)名錄》。穿越千年的水利奇跡公元前256年，秦國(guó)蜀郡守李冰率眾在玉磊山西側(cè)，乘勢(shì)...

項(xiàng)目學(xué)習(xí) 點(diǎn)燃創(chuàng)新之火 北京市朝陽(yáng)區(qū)呼家樓中心小學(xué)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“呼家樓中心小學(xué)”）于1962年建校，是一所富有歷史底蘊(yùn)和先進(jìn)理念的集團(tuán)化學(xué)校。PDC是Project（項(xiàng)目）、Driven（驅(qū)動(dòng)）、Creation（生成）的簡(jiǎn)寫(xiě)，側(cè)重于以項(xiàng)目為載體，在真實(shí)的問(wèn)題情境中...
小話筒探知大科學(xué)科學(xué)小記者訪談大科學(xué)家 充滿年輕活力的心靈懷揣著對(duì)未知世界的渴望，若與科學(xué)家相遇，又會(huì)擦出怎樣的火花？2024年12月23日至24日，《知識(shí)就是力量》的科學(xué)小記者懷著滿腹疑問(wèn)，踏上了向大科學(xué)家尋覓答案之旅。科學(xué)小記者采訪許健民院士中國(guó)工程院院士、氣象專(zhuān)家許健...

把熱帶雨林裝入一個(gè)缸中需要幾步？ 小精靈空氣鳳梨（學(xué)名：Tillandsiaionantha ）在繁華都市的一隅，或是寧?kù)o家居的一角，若能擁有一方微縮的熱帶雨林景觀，將會(huì)是怎樣奇妙的體驗(yàn)？打造一個(gè)雨林缸，恰似在咫尺之間開(kāi)啟一場(chǎng)微觀自然之旅，讓熱帶雨林的神秘與美麗盡收眼底。...
無(wú)所不知的頭發(fā) “發(fā)”之組成皮膚覆蓋身體表面，是人體最大的器官。毛發(fā)是皮膚上的附屬物，一個(gè)人全身約有500萬(wàn)根毛發(fā)，其中，頭發(fā)約占10萬(wàn)根。遙遠(yuǎn)的古代，當(dāng)我們的祖先還在草原上奔跑時(shí)，頭發(fā)就已成為他們身體的一部分。歷經(jīng)演化和發(fā)展，頭發(fā)也成為我們皮膚上的小...

我真的有強(qiáng)迫癥嗎？ 生活中，你或許有過(guò)這樣的經(jīng)歷：剛離開(kāi)家門(mén)，又不放心回去檢查門(mén)窗是否鎖好；看到貨架上的東西有些亂，忍不住沖上去按類(lèi)別擺好；洗手后感覺(jué)洗一遍沒(méi)洗干凈，要再洗一次才舒服；在書(shū)桌上擺放文具時(shí)，要保證每一支筆都與其他筆平行且間距相等，否則就會(huì)感到不安...

軟體機(jī)器人的“電子外套” 軟體機(jī)器人是指多半部件由軟體材料（橡膠、凝膠等，受到小的作用力就可產(chǎn)生較大的結(jié)構(gòu)或形態(tài)變化）構(gòu)成，能在狹窄、復(fù)雜的空間內(nèi)活動(dòng)。想要讓機(jī)器人變“軟”，傳統(tǒng)的機(jī)械連接方式當(dāng)然不再適用。蛇類(lèi)的鱗片主要由堅(jiān)硬的角質(zhì)構(gòu)成，鱗片與鱗片之間則通過(guò)相對(duì)柔軟...
可為飛機(jī)“貼膜”的竹葉 在航行中，飛機(jī)結(jié)冰輕則影響飛行狀態(tài)、電子傳感設(shè)備正常運(yùn)行等，重則可能造成各類(lèi)事故。隨著海拔增高、氣溫下降，高空云層中的水汽會(huì)凝結(jié)成大量的過(guò)冷水滴。當(dāng)飛機(jī)穿越這些云層時(shí)，過(guò)冷水滴頻繁與飛機(jī)表面接觸，會(huì)在飛機(jī)表面迅速凍結(jié)?；瘜W(xué)除冰法（向機(jī)身噴灑...

時(shí)空交會(huì)處的見(jiàn)面 這是祁第一次來(lái)到這個(gè)地方。道路兩旁屹立著白色的洋房，大字的招牌懸在上頭。路上的人卻穿著青灰色馬褂、艷紅的旗袍，就連那尖頂劇院招牌上的女人，也梳著鬟燕尾式的頭發(fā)，化著厚厚的妝。一輛車(chē)駛過(guò)，車(chē)轱轆滾過(guò)地上一攤水，濺起的水花落在了祁的馬褂上。...
天才芯片 一 “嘭嘭嘭”，李小萌的臥室門(mén)被敲得山響，老媽的大嗓門(mén)也跟著響起：“小萌，趕快起床！” “老媽?zhuān)埩宋野桑　毙∶壤У帽牪婚_(kāi)眼睛，“今天可是周末?！?“馬上就要期末考試了，你還睡！隔壁的張莉莉已經(jīng)起床復(fù)習(xí)功課了。”老媽不依不饒——張莉莉是班里...
科技——瑕瑜并存的雙刃劍 科技，既開(kāi)辟通往未來(lái)的道路，又潛藏著足以毀滅一切的危險(xiǎn)。在科幻作品中，超智能機(jī)器可能失控，基因改造也許會(huì)引發(fā)倫理災(zāi)難，未來(lái)都市催生著人性的墮落和階層的撕裂……許多科幻作品猶如一面鏡子，反射著科技發(fā)展的雙面性。 1915年，陳獨(dú)秀在《青年雜志...

物競(jìng)天擇適者生存 大自然充滿了奇跡和奧秘。在漫長(zhǎng)的地質(zhì)時(shí)期，無(wú)數(shù)生物為了生存和繁衍，不斷地演化，以適應(yīng)環(huán)境的變化。在這個(gè)過(guò)程中，許多生物被淘汰了，也有許多成為進(jìn)化史上的贏家。19世紀(jì)，英國(guó)生物學(xué)家、博物學(xué)家達(dá)爾文出版《生物起源》一書(shū)，系統(tǒng)地闡釋了他著名的生物...
機(jī)器人艾薇的故事 在很久很久以后的未來(lái)世界，有一個(gè)特別的機(jī)器人，名叫艾薇。艾薇不僅長(zhǎng)得可愛(ài)，還特別聰明，“她”有一雙特別的翅膀，能自由飛翔在寒冷的極地冰川上。這雙翅膀是怎么來(lái)的呢？原來(lái)，艾薇從蝙蝠那里學(xué)到了飛行的本領(lǐng)。動(dòng)物界的老師們蝙蝠是一種能在黑夜中自...
百問(wèn)百答 吳妍（中國(guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類(lèi)研究所研究員、中國(guó)科學(xué)技術(shù)史學(xué)會(huì)科技考古專(zhuān)業(yè)委員會(huì)副秘書(shū)長(zhǎng)）你是否對(duì)遠(yuǎn)古生物的生活充滿好奇呢？古生物消化系統(tǒng)的“三劍客”——牙結(jié)石、胃容物、糞便化石，正緩緩為我們揭開(kāi)遠(yuǎn)古時(shí)代的神秘面紗。2024年11月9...
本期內(nèi)容亮點(diǎn)提示 結(jié)合新課標(biāo) 體驗(yàn)跨學(xué)科教育部印發(fā)《義務(wù)教育課程方案和課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》，提出4個(gè)跨學(xué)科概念和13個(gè)學(xué)科核心概念以及倡導(dǎo)讀科學(xué)家故事，學(xué)習(xí)科學(xué)家精神。本刊攜手權(quán)威科學(xué)家、一線科研工作者，緊密結(jié)合教育部新課標(biāo)中的核心內(nèi)容，將本期內(nèi)容...