科学——扬帆科海　缤纷世界

主题解说

科学，是人们对自然、社会本质及其运动规律观察、认识、探索与把握，进而形成的客观真理。它以知识的形式积累和传承，成为人类文明中最为璀璨夺目的一部分。

科学技术作为人类理性追求的最高成就，它揭开了一个个自然之谜，把古人美好的梦想变成了现实。可以说，世界上几乎每天都有新的科技成果问世，都有新的科学技术应用到我们的生活中来。但科技又是一把双刃剑，它在给我们带来福音的同时，也制造了一些麻烦，如环境污染、生态破坏、资源短缺等。因此，作为当代青年，我们既应关注科学进步，投身于科技创新，又要拥有人文情怀。

请以我们的纯真和热情来关注科学技术吧，也许未来的科技世界正是因为有了我们的发明创造才变得更加绚丽多彩！

美文扫描一

高科技污染

凡是因为技术进步产生的影响人类正常活动的现象都叫高科技污染。高科技污染可分为无形和有形两类。无形污染指信息、声、光等非实体对人的正常工作和生活的干扰。有形污染指高科技工业产生的新的垃圾（包括固、液、气三种形态）造成的污染，这种垃圾我们也叫高科技垃圾。由于高科技大大拓展了人对自然的影响范围和程度，所以高科技垃圾的种类日益增多，分布领域也日趋广泛。从太空到海底，凡是人类高科技能影响到的领域，都存在高科技垃圾。

由于社会的进步和生产力水平的大幅度提高，产品的折旧速度越来越快，大量的耐用产品很快被消费者淘汰，造成垃圾量激增。在发达国家，过时的汽车、家用电器甚至电脑部件等都成了无人要、无人处理的垃圾。这种垃圾填埋成本高，焚烧困难，堆置对环境有破坏。

还有一些固体废弃物离人们的日常生活很远，危害却很大，如太空垃圾和核垃圾等。太空垃圾是指在近地轨道上运行的被遗弃了的航天飞行器及部件。

现在，地球周围的太空垃圾已有3000吨左右。在近地轨道上高速环绕飞行的太空垃圾，对单位价值数十亿美元的各种卫星构成了严重的威胁，且直接事故概率越来越大。而由于核电的开发产生的大量核垃圾，一旦没有妥善处理，就将大范围危害居民的健康乃至生命安全。这样的垃圾，依靠新技术处理难度较大，目前只能依靠全世界政府组织的力量，制定国际公约，才有可能首先避免数量上的进一步增长。

高科技带来的气态污染物也直接对人类的生存构成巨大的威胁。如制冷行业、塑料工业的重要原料——氟氯烃，对臭氧层已造成严重破坏。近十年来，地球上的臭氧空洞已增至5个之多，总面积近4000万平方千米，接近地球表面积的十分之一。所幸目前这些空洞均在南极、北极、西伯利亚等无人区，否则阳光中的紫外线会使人类和动物遭受灭顶之灾。

快乐训练

1.这篇文章的说明对象是_________。

2.文章的说明对象具有哪几方面的特点？

3.文中画线的“这样的垃圾”是指________。

4.这篇文章运用的说明方法有______、______、______、_______。

5.文中体现说明文语言“准确性”特点的句子很多，试举出两个句子，并标出能体现这一特点的关键词语。

6.防治高科技污染是每个人都应关心的问题。请你针对文章中所提到的高科技污染的某一种类，通过想象，提出一种防治的设想。

美文扫描二

神秘的运动常数

①鸟儿在空中飞翔时，翅膀每分钟拍几次？每次幅度有多大？鱼儿在水里游动时，尾巴每分钟摆几回？每回幅度又是多少？这些问题看上去似乎没什么意义，难道空中的飞鸟和水里的游鱼不是完全自由的吗？它们的运动难道不是完全无拘无束的吗？

②答案真是出乎我们的意料。看上去自由自在、无拘无束的飞行动物和游水动物，它们的运动似乎恰恰遵循着严格的规律。科学家们通过大量的观察和实验，发现飞行动物和游水动物的运动过程中存在着一个神秘的常数，那就是它们的翅膀和尾巴的振动频率、振幅以及运动速度三者之间的关系——振动频率乘以振幅再除以运动速度，计算得到的数值总是落在0．2～0．4之间。

③比如，世界上最小的鸟类——蜂鸟，其双翅展开仅有10厘米左右，飞翔时振幅大约是20厘米。蜂鸟的飞行速度非常快，大约能达到50米/秒。而科学家们以往观察到的蜂鸟飞行时双翅振动频率在50～70赫兹之间，根据上述公式计算出来的蜂鸟的运动常数就落在0.2~0.4之间。

④与蜂鸟形体相差悬殊的海豚也是科学家们观察的一个对象。成年海豚的体长一般在3米左右，在大海里游动时，海豚尾巴摆动的振幅大约是1米，频率每分钟30次左右，游泳速度是每小时100公里。根据公式计算出来的海豚的运动常数是0．3，也落在0．2～0．4之间。

⑤这不仅仅是巧合，研究者们做了大量的实验，发现几乎所有的飞行动物和游水动物的运动机制中都存在这个神秘的常数。事实上，只有当这一运动常数的值处于0．2～0．4之间，动物们才能达到最佳的运动状态。

⑥虽然目前科学家们还不清楚为什么会存在这个运动常数,它的值又为什么恰恰落在0．2～0．4之间,但这一神奇常数似乎像物理学中著名的光速不变原理一样放之四海而皆准,也像光速一样神秘。它能够帮助生物学家们根据动物化石的身体构造，判断出那些早已灭绝了的动物曾经具有怎样的运动速度。

⑦此外，这一常数还能够帮助军方研制出各种高性能的飞行器。比如说，一个翼长15厘米、翼振振幅为10厘米的机械间谍如果要做有效飞行的话，其最佳翼振频率应该是30次/秒左右。目前美国军方已经着手研制类似于飞鸟的有翼飞行器，在配备上微型摄像机之后，这样的机械鸟将可能渗入敌方的任何机密要塞进行刺探。当然，它们最感兴趣的还是能够研制出体积更小、无孔不入的机械昆虫，相信这一天的到来也为时不远了。

快乐训练

1.第⑤段中黑体的“不仅仅”“几乎”能不能去掉？为什么？

2.文章举蜂鸟、海豚的例子，意在说明什么？

3.生物的“运动常数”在目前的科学研究中具有怎样的用途？

4.随着人类对生物系统结构、功能等研究的不断深入，仿生学在改进工程技术工作中发挥着越来越大的作用。请结合日常获取的信息，再举一个仿生学的例子。

美文扫描三

声音的妙用

①声音是物体振动时产生的具有不同频率、并通过听觉反应的波。现在，经过科学家的努力，许多利用声音为人类服务的途径竞相而生，从而使声音变成了新的资源。

②英国科学家根据声波蕴藏的能量在传播中遇到屏障时能够转变成电能的原理，设计制造出鼓膜式声波接受仪，并通过与可以增大声能的共鸣器相连，而使声能迅速转化为电能，供一些小型电器使用。

③美国科学家设计出一种依靠声音制冷的冰箱。外形呈圆筒状，圆筒外边叠放着玻璃纤维板，筒里充满氮气或其他惰性气体；筒的一端封闭，另一端是一个振动膜盒，膜盒与音圈、导线及磁铁相连。当声波作用于弹性膜片时，迫使筒内气体膨胀，导致产生的热量由玻璃纤维迅速传导散失，从而达到降温制冷的目的。

④美国科学家还发现，高能量的声波可以促使尘粒相聚成一体，因重量增加而下沉，根据这一原理，他们研制出一种除尘警报器，可以用于烟囱除尘，控制高温、高压、高腐蚀环境中的尘粒和消除大气污染。

⑤在英国，科学家已研究出以声波控制噪音的新技术。他们利用计算机和传感器，将模拟声转化为数字信号并加以分析，以此来消除噪声。现在，英、日、美、法等国家，在各种豪华小轿车里都安装了这种系统。美国还将这种技术应用到工业空调器、抽风机、核共振成像系统、大功率冰箱等领域。

⑥有的医学家运用声音来诊断某些疾病。当人体组织受到来自外界的作用时，活动分子会呈现无规律的波动，部位体温随之增高，而与此同时发出的噪音也就越大。医生便可以用专门的仪器准确地诊断出病灶和炎症的确切部位和范围。

⑦现代影视技术的发展，还出现了以声代光拍摄水下电视的新技术。主要通过声发射器、凹镜、电视接收机和附属设备来完成此任务。拍摄时，声波从发射器发出之后，射到水下目标就被反射回来，经凹镜聚焦，由声电摄像管把声音信号转换成电信号并传至电视显示器，显像管就可以把电信号转换成的图像显示出来了。利用声波拍摄水下电视图像时，还可以拍出彩色电视图像及立体电视图像，取得了令人满意的效果。

⑧据报道，美国加利福尼亚的斯克利普斯海洋物理研究所的科学家，还研究出利用声音透视海底的方法。他们利用波段为8～80千赫的水下声波，在监控器的屏幕上显示了水下实验物的图像。而且，这种具备计算机资料处理功能的水下物声系统，将会使人们观察到水下的大型动物、潜艇和沉船等。

快乐训练

1.根据文章内容解释下列各装置的工作原理。

①声音制冷冰箱：___________。

②轿车噪音控制器：___________。

③声音医疗诊断仪：___________。

2.从文中找出相关词语并用连接号示意“以声代光拍摄水下电视”的过程。

3.阅读第②至⑤段,完成下列各题。

①声波变成电能的原理是：___________。

②声波除尘的原理是：___________。

③声波消噪的工作原理是：___________。

4.下列各句中黑体代词指代的内容是什么？

①这种具备计算机资料处理功能的水下物声系统，将会使人们观察到水下的大型动物、潜艇和沉船等。

②美国还将这种技术应用到工业空调器等领域。

5.声音的奇妙作用在生活和文学作品中很多，《射雕英雄传》里黄药师吹笛能发出一种怪异的声音，使对方不战自退，甚至因忍受不了而死亡，你认为这是纯文学作品的夸张，还是有一定的科学道理？请说说自己的看法。

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