PAGE8-群文閱讀4探究自然科學奇妙推動人類文明進步閱讀導引科學探究是求真的事業，推動著人類文明的進步。在漫長的歷史進程中，人類對自然的相識不斷拓展，東西方都形成了自己的科學傳統，科學精神漸漸成為不同文化的共識。讓我們酷愛科學，走進科學的殿堂，崇尚科學，探究科學的奇妙。自然科學論著能夠幫助讀者揭開自然的奇妙，讓我們走進一片神奇的天地：那里有人類祖先的蹤跡，有浩瀚的宇宙和閃耀的星空，有科學的理性，有哲學的睿智。了解自然，思索將來，向著那些未知的領域，邁開探究的腳步……關于進化論的講演[英]赫胥黎①有這樣一個好玩的兒童故事，名叫“杰克和豆稈”。這是一個關于一棵豆子的傳聞，它一個勁兒地長，聳入云霄直達天堂，它的葉子伸展成一個巨大的華蓋。故事的主子公，順著豆稈爬了上去，發覺寬敞茂密的葉子支撐著另一個世界，它是由同下界一樣的成分組成的，然而卻是那樣新穎 。主子公在那里的奇遇，我不去多談，我現在的探究與這個英勇的探險者的探究有某些相像之處。我懇求你們與我一起，借一粒豆子之助，嘗試著去進入一個對很多人來說可能感到奇妙的世界。正如你們所知，那個世界是一個簡潔的、看起來無生氣的東西。可是假如有適當的種植條件，最重要的一條是有足夠溫煦的溫度，它就會特別顯著地表現出一種特別驚人的活力。從土中露出地面的一棵小青苗，很快地強壯長大，同時經過一系列的改變，這些改變并不會像我們在故事里所遇到的那樣使我們那么感到驚異，只是因為我們每日每時都可以看到這些改變。②這一植物以覺察不出的步驟漸漸長大，成為由根、莖、葉、花和果實組成的一種既大且多樣化的結構，每一部分從里到外都是依據一個極端困難而又異樣精確細致的模型鑄造出來的。在每個困難的結構中，就像在它們最微小的組成部分中一樣，都具有一種內在的能量，協同在全部其他部分中的這種能量，不停地工作著來維持其整體的生命并有效地實現其在自然界體系中所應起的作用。[甲]經過如此巧奪天工建立起來的大廈一旦全部完成，它就起先倒塌。這種植物漸漸凋謝。只剩下一些表面上看去毫無生氣的、或多或少的簡潔物體，恰如它由之生長出來的那個豆子一樣，而且也像豆子那樣富有產生相像的循環表現的潛在實力。③不必用有詩意的或科學的想象來尋求與這種向前進展、又似乎是回復到起點的過程的類比。這就像向上投擲出去的一塊石頭的上升和下降，或者像是一支沿著軌道飛行的箭的進程。或者我們也可以說，生活起初走的是向上的道路，而后走的是向下的道路；[乙]或者可能更恰當的是，將胚芽擴展成為成長的植物比作打開一把折扇，或者比作向前滾滾流淌和不斷展寬的河流，而由此達到“發展”或“進化”的概念。在這里和在別的地方一樣，名詞只是“噪聲”和“煙霧”，重要的是對名詞所表示的事實要有一個明確而恰當的概念。由此說來，當前的這一事實是恒久重復的過程。在這一過程中，有生命并在成長中的植物，從種子的比較簡潔和潛藏的狀態過渡到完全顯現為高度分化的類型，然后又回復到簡潔和潛藏狀態。④對這一過程的性質深刻理解的價值在于：它適用于豆子，也適用于一般有生命的東西。在動物界，也和在植物界中一樣，從特別低級的類型到最高級的類型，生命過程表現出同樣的循環進化。不僅如此，我們只要看一看世界的其他方面，循環進化從各個方面都表現出來。諸如表現在水之流入大海復歸于水源；天體中的月盈月虧、位置的來回轉移；人生年歲的無情增加；王朝和國家的相繼崛起、興盛和沒落——這是文明史上最突出的主題。⑤正如沒有人在涉過急流時能在同一水里落腳兩次，因此，也沒有人能準確斷定這個能感覺到的世界里的任何事物的現狀。我們對事物的本質相識得越多，也就越了解到我們所謂的靜止只不過是沒有被覺察到的活動；表面的安靜乃是無聲而猛烈的戰斗。[丙]在每一局部，每一時刻，宇宙狀態只是各種敵對勢力的一種短暫協調的表現，是斗爭的一幕，全部的戰士都依次在斗爭中陣亡。對世界的每個局部來說是這樣，對整體來說也是這樣。自然學問越來越導致這樣的結論：“天上的列星和地上的萬物”都是宇宙物質的部分過渡形式，在沿著進化道路前進，從星云的潛力，通過太陽、行星、衛星的無限成長，通過事物的千變萬化，通過生命和思維上的無限的差異，或許，還通過我們沒有想到，或不能想到的各種存在形式，而回復到它們由之產生的不確定的潛在狀態。這樣，宇宙的最明顯的屬性，就是它的不穩定性。它所表現的面貌與其說是永恒的實體，不如說是改變的過程，在這過程中除了能量的流淌和滲透于宇宙的合理秩序之外，沒有什么東西是持續不變的。(選自赫胥黎1893年在英國牛津高校的一次講演，題目為譯者所加)生命的搖籃①我們人類祖祖輩輩在陸地上生活，總是把陸地看作自己的家鄉。但是不要遺忘，我們很遠的祖先卻生活在海洋。②大約在32億年以前，最原始的生命在海洋里誕生。依據化石所見，這些原始的生命和今日的細菌相像。它們以海洋里自然形成的一些有機物為生，所以是一些“異養生物”。大約一億年以后，才出現像藍藻一樣的原始生命。這些原始的藍藻含有光合色素，能進行光合作用。也就是說，它們在地球歷史上第一次能以取之不盡、用之不竭的太陽光作為能源，以水、碳酸鹽(或二氧化碳)、硝酸鹽、磷酸鹽等無機物作為原料，合成富含能量的有機物——糖、淀粉、蛋白質、脂肪等。因此，這是一批自食其力的“自養生物”。③原始生命的誕生，像一聲春雷，打破了地球的死寂，開拓了地球歷史的新紀元。這些原始生命在和大自然的搏斗中生存、發展，經過億萬年的進化逐步形成了原生動物、海綿動物、環節動物、軟體動物、節肢動物、棘皮動物，以至出現了像魚類這樣比較高等的海洋脊椎動物。原始生命向另一個方向發展，又形成了很多海洋藻類。④生命在海洋里誕生絕不是偶然的，海洋物理和化學性質，使它成為孕育原始生命的搖籃。⑤我們知道，水是生物的重要組成部分，很多動物組織的含水量在80%以上，而水母一類海洋動物的含水量高達95%。水是新陳代謝的重要媒介，沒有水，體內的一系列生理和生物化學反應就無法進行，生命也就停止。因此，在短時期內，動物缺水要比缺食物更加危急。水對于今日的生命是這樣重要，它對脆弱的原始生命，更是舉足輕重了。生命在海洋里誕生，就不會有缺水之憂。⑥水是一種良好的溶劑。海水中含有生命所必需的很多無機鹽，如氯化鈉、氯化鉀、碳酸鹽、硝酸鹽、磷酸鹽，還有溶解氧。原始生命可以毫不費勁地從水中吸取它所須要的元素。水具有很高的熱容量，加之水體浩大，任憑夏季烈日暴曬，冬季寒風掃蕩，海水的溫度改變卻比較小。因此，巨大的海洋就像是自然的溫箱，是孕育原始生命的溫床。⑦陽光雖然為生命所必需，但是陽光中的紫外線卻有扼殺原始生命的危急。水能有效地汲取紫外線，因而又為原始生命供應了自然的屏障。⑧這一切都是原始生命得以產生和發展的必要條件。⑨原始海洋的海水是淡的。在歷史過程中，由于雨水沖刷，陸地上的無機鹽被洗入江河，成年累月地傾注入海，再加上海水不斷蒸發，使海水的含鹽量不斷增加。在生命起源的那個時期，海水還可能是比較淡的。到了無脊椎動物大量出現的那個時期，即距今五六億年以前，海水可能是半咸的。今日絕大部分動物的體液，包括我們人體的血液在內，都是半咸的，這是當時海水狀況的重要見證。⑩正像溫室里的花朵經不起風吹雨打一樣，優越的海洋環境也限制了生物向高級的方向發展。高等動物和高等植物是在陸地上誕生的。爬行類、鳥類、哺乳類動物是原始的海洋魚類移居陸地以后才漸漸進化起來的。而陸地植物則是由海洋藻類進化而來。這種移居陸地的過程，很可能是被迫的。由于地殼的變動和氣候的變遷，一部分海洋變成了陸地，迫使一些水生的植物去適應新的環境。空氣的比重很小，不能像海水那樣浮起動植物的身體，于是陸地植物漸漸分化為根、莖、葉。根鉆進土壤汲取養料和水分，葉在空中汲取陽光進行光合作用，莖起著連接和支持植物體的作用。陸地動物逐步進化出四肢，以適應在陸地上的奔跑。由于陸地氣候干燥，氣溫改變較大，于是陸地動物又進化出致密的皮膚和保溫的毛發。總之，陸地的艱苦環境熬煉了生物，使它們的身體結構變得更加精細，更加困難，更加完善。?今日的海洋，除了魚類外，也有一些高等動物在那里生活著，如海龜、海蛇等爬行類，鯨、海豹等哺乳動物。海洋植物除了低等的藻類，也有少數高等植物。這些高等動植物是從陸地返回海洋的。黑洞的“歌聲”高軍①黑洞始終被認為是星體命運的終點。當星體耗完最終一絲能量的時候，要么被撕裂，然后被別的星球“吞食”；要么濃縮成一個可怕的黑點，“吞食”經過它的一切物質和能量。②黑洞是一種體主動小、質量極大的天體，具有強大的引力。黑洞是看不見的，因為它的引力大得不讓光放射出去，還可以讓經過的光消逝在它的黑洞里。從前，科學家只能通過測量黑點四周的環境來確認黑洞，干脆測量黑洞認為是不行能的。然而，最近科學家卻測到了黑洞的聲音。黑洞是個天生的低音“歌手”，聲音低得讓人無法用耳朵去觀賞，只能用專用的儀器才能“聽到”。③日前，英國劍橋天文學探討所法比安教授的小組，利用美國宇航局的“錢德拉”X射線太空望遠鏡，探測到英仙座星系團中心一個超大質量的黑洞發出的聲波。這個星系團距地球約2.5億光年。這個黑洞發出聲波的頻率，只有人耳能聽到的最低聲音的千萬億分之一，是迄今在宇宙中探測到的最低沉的聲音。④法比安表示，他們對特大黑洞能發出聲波并不感到意外。雖然黑洞會吞食物質和能量，但它們也不是一毛不拔，以前也探測到它們發出的低頻率電磁波。為什么黑洞會發聲呢？這是因為黑洞不停地汲取靠近它的物質，黑洞在吸進物質的同時，也會從中心向外產生高速物質流。天文學家們說，正是這些高速物質流導致黑洞發出聲波。⑤這個新發覺，為破解困擾天文學界多年的一個謎團供應了線索。科學家曾經發覺，不少星團四周都包袱著大量的炙熱氣體。他們揣測，這些氣體應當隨著時間的推移，漸漸冷卻下來；溫度下降后的氣體，應當在星團中心旁邊形成低壓，吸引周邊的氣體進入星團中心區。在這一過程中，應當可以形成數十億個星體。然而，事實上并非如此。英仙座星系團中心包含的高溫氣體，在近百億年中，溫度始終很高而不冷卻，這種現象著實讓天文學家們不得其解。法比安說明說，星系團中的高溫氣體，可能汲取了聲波中的能量，從而使高溫得以維持。這一過程涉及的能量之大，令人震驚——相當于1億個星體同時爆炸產生的能量。他們說，假如這一推想屬實，將意味著：英仙座星系團中心的這個黑洞所發出的“歌聲”，可能在長達2.5億年中都沒有發生過改變。(選自人民教化出版社《中學語文讀本》第一冊)北斗衛星導航系統王凌光①具有定位和授時功能的衛星導航系統與互聯網、移動通信已成為21世紀信息技術領域的三大技術之一，是當今社會重要的空間信息基礎設施。衛星導航系統由空間段、地面段、用戶段三部分組成。其中空間段由分布在不同軌道的14顆衛星組成，即由5顆地球靜止軌道衛星、5顆傾斜地球同步軌道衛星和4顆中圓地球軌道衛星組成“北斗”區域性導航衛星星座。在這個星座中，5顆地球靜止軌道衛星＋5顆傾斜地球同步軌道衛星是核心，一旦有衛星失效或者處于在軌修理狀態，4顆中圓軌道衛星可以起到部分替代作用。地面段則由主控站、注入站和監測站組成。而用戶段由北斗用戶終端以及與其他導航系統相互兼容的終端組成。②“北斗”區域衛星導航系統的主要功能是：定位、測速、單雙向授時、短報文通信；服務區域為中國及部分亞太地區；定位精度優于10米；測速精度優于0.2米/秒；授時精度50納秒；短報文通信120個漢字/次。2012年12月27日北斗衛星導航系統正式向亞太地區供應區域服務。③衛星導航系統分有源和無源兩種，區分在于前者的用戶端需主動發出信號，而后者的用戶端只需被動接收信號。④衛星導航的精度是由衛星的數量確定的，高精度定位要導航對象同時觀測到4顆衛星。依據衛星導航原理，最基本的全球導航網至少須要18顆衛星來維持，再加上必要的候補衛星，同時要有近30顆衛星在軌，才能牢靠地對全球99%以上的地區供應導航信號。⑤衛星的軌道數據是預先設定好的，但也在緩慢變動，所以，任何一個時刻衛星的位置也是個變量。衛星本身不具備計算實力，所以分布在全球的測控站必需隨時監測衛星的運行，依據各種環境的微小改變來計算軌道，再把軌道信息傳遞給衛星，由衛星傳送給用戶。在計算中，地球各部分引力的微小改變、太陽活動對電離層的影響，甚至衛星高速運動帶來的相對論效應都必需納入考慮。假如沒有豐富的地球物理數據以及強大的計算、通訊實力，衛星導航的數據很快就會被誤差沉沒。⑥由此可見，建設衛星導航系統不僅須要具備衛星組批生產、放射，更須要具備多方面的技術做后盾，同時還須要足夠的資金來保證。因此，能夠建設衛星導航系統的國家鳳毛麟角。⑦中國的“北斗”是世界上首個集定位、授時和短報文通信為一體的衛星導航系統。發送短報文是“北斗”獨有的一種重要功能，短短的120個字在很多時候是“救命”的法寶。通過GPS，用戶只能知道“自己在哪”，但是通過“北斗”，用戶還能讓別人知道“自己在哪”。把導航與通信緊密結合起來，很適用于交通運輸、調度指揮、搜尋營救等須要把導航與移動數據通信相結合的用戶。⑧“北斗”的另一大特點是它與別的衛星導航系統之間具有兼容與互操作性。衛星導航系統有其脆弱性，單一的導航系統易被干擾、遮擋，采納GPS＋“北斗”的雙衛星導航系統可以提高系統的可用性和導航精度。據介紹，GPS在亞太地區的覆蓋率一般只能達到60%～70%，假如加上“北斗”后覆蓋率可以達到80%，從而能提高衛星導航的可用性，并使導航精度提高20%左右，比如，在GPS導航精度1米的地方，同時融合“北斗”的數據后，導航精度能達到0.8米。與GPS相比，“北斗”的首次定位速度和授時精度都表現出更好的優越性。“北斗”衛星導航系統結網完成后，系統用戶定位，電文通信和位置報告只須要幾秒鐘，而GPS首次定位卻須要1至3分鐘。⑨到2024年，在全球性無源衛星導航系統中，“北斗”衛星導航系統將與美國的GPS、俄羅斯的Glonass、歐洲的Galileo呈現“四足鼎立”的局面。(節選自《國際太空》2024年第1期)人類社會的進步史，也是一部科學探究的發展史。人類社會的每一次進步，都離不開新的獨創和創建；每一次大的飛躍，都離不開科學的革新。人類不斷發展進步，科學探究永無止境。一個國家要進步，要發展，就必需注意科學，崇尚科學。但是，科學上沒有平坦的大道，那里可能荊棘密布，可能充溢坎坷，但只要具有探究的毅力，拼搏的志氣，不斷向科學的頂峰沖刺，就肯定能夠摘取到科學皇冠上那顆最絢爛的珍寶。關于科學的名言警句1．科學敬重事實，聽從真理，而不會屈服于任何壓力。(童第周)2．科學探討的進展及其日益擴充的領域將喚起我們的希望。(諾貝爾)3．科學須要人的全部生命。(巴甫洛夫)4．科學雖沒有國界，但是學者卻有他自己的國家。(巴斯德)5．科學是老醇厚實的學問，不行能靠運氣來創建獨創，對一個問題的本質不了解，就是碰上機會也是枉然。入寶山而空手回，緣由在此。(華羅庚)6.科學始終是不公道的。假如它不提出十個問題，也就恒久不能解決一個問題。(蕭伯納)7．科學家的成果是全人類的財產，而科學是最無私的領域。(高爾基)8．科學家不創建任何東西，而是揭示自然界中現成的隱藏著的真實，藝術家創建真實的類似物。(岡察洛夫)9．科學既是人類才智的最高成果，又是最有希望的物質福利的源泉。(貝爾納)10．科學技術是生產力，而且是第一生產力。(鄧小平)中國近幾年科技的成就500米FAST是世界在建的最大射電望遠鏡，借助自然圓形溶巖坑建立。FAST的反射鏡邊框是1500米長的環形鋼梁，而鋼索則依托鋼梁，懸垂交織，呈現出球形網狀結構。FAST的反射面總面積約25萬平方米，“天舟一號”貨運飛船天舟一號貨運飛船是由中國空間技術探討院(中國航天科技集團五院)研制的一款貨運飛船，也是中國首個貨運飛船。天舟一號具有與天宮二號空間試驗室交會對接、實施推動劑在軌補加、開展空間科學試驗和技術試驗等功能。天河二號計算機天河二號是由國防科技高校研制的超級計算機系統，以峰值計算速度每秒5.49億億次、持續計算速度每秒3.39億億次雙精度浮點運算的優異性能位居榜首，成為全球最快超級計算機。C919大飛機C919客機，學名是“中短程雙發窄體民用運輸機”(而C929是遠程寬體客機)，在中國飛機史上自然是大飛機，但在當代世界客機界屬中型(而大型客機是遠程寬體)。它是中國首款依據最新國際適航標準，與美國、法國等國企業合作研制組裝的干線民用飛機，于2008年起先研制。C是China的首字母，也是商飛英文縮寫COMAC的首字母，“9×9”寓意天長地久(波音用“7×7”，中國高鐵開通日子則一般選擇16號或26號)，“1”是代型，標準載客量為180座。C919客機是建設創新型國家的標記性工程，機體具有完全自主學問產權，當然大量部件是利用全球生產分工合作(削減成本)。基本型混合級布局155座，全經濟艙布局169座、高密度布局175座，標準航程4075公里量子衛星量子衛星就是以量子信號作為衛星與地面之間數據傳輸媒介的衛星。其過程是量子信號從地面上放射并穿透大氣層，衛星接收到量子信號并按須要將其轉發到另一特定衛星，量子信號從該特定衛星上再次穿透大氣層到達地球某個角落的指定接收地點。中國北斗擁抱全球2020年6月23日，我國在西昌衛星放射中心用長征三號乙運載火箭，勝利放射北斗系統第五十五顆導航衛星，暨北斗三號最終一顆全球組網衛星。至此，此次放射的衛星屬地球靜止軌道衛星，經過一系列在軌測試入網后，我國將進行北斗全系統聯調聯試，在確保系統運行穩定牢靠、性能指標優異基礎上，擇機面對用戶供應全天時、全天候、高精度全球定位導航授時服務，以及星基增加、短報文通信、精密單點定位等特色服務。【問題探究】1．《關于進化論的講演》中作者為什么要在文章的開頭引用“杰克和豆稈”的故事？______________________________________________________________________________________________________________[答案]因為“豆稈”的成長過程及其特點性質與人的進化過程、人類的文明史發展過程特別相像，都表現同樣的循環進化的特點；而且，以一個兒童故事開頭也使這篇科學講演更生動，更能吸引聽眾，所以作者以兒童故事為開頭。2．《生命的搖籃》中，如何理解“優越的海洋環境也限制了生物向高級的方向發展”一句的含意？______________________________________________________________________________________________________________[答案]①海洋里條件好，原始海洋生物無須困難的生理結構，就可以生存、繁衍。②海洋環境不如陸地環境困難，因而缺少進化、生成高級生物的外部條件。③原始海洋生物的身體結構比后來的陸地生物粗糙、簡潔、也不完善。3．應如何理解《黑洞的“歌聲”》中“黑洞是個天生的低音‘歌手’”？______________________________________________________________________________________________________________[答案]最近科學家測到了黑洞的聲音，聲音低得讓人無法用耳朵去觀賞，只能用專用的儀器才能“聽到”。4．《北斗衛星導航系統》在語言表達上有何特點？請簡要分析。______________________________________________________________________________________________________________[答案]①通俗易懂，深化淺出。例如：“發送短報文是‘北斗’獨有的一種重要功能，短短的120個字在很多時候是‘救命’的法寶。通過GPS，用戶只能知道‘自己在哪’，但是通過‘北斗’，用戶還能讓別人知道‘自己在哪’”。②精確嚴密，說明清楚。例