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科普文章中科院

2023-12-11 01:09 来源:学术参考网 作者:未知

科普文章中科院

  抱歉啊,我就找到一篇

  [科普文章]第一只鸟儿是怎么飞向蓝天的?
  by 流浪的石头
  人类进化史上有几个非常吸引人的不解之谜。一是为什么发明了轮子?二是既然轮子的效率那么高,人类的腿为什么没有进化成轮子?第三个问题就是人为什么没有学会飞翔?(翅膀比轮子的效率更高)
  人没有进化出轮子,也没有进化出翅膀,但人类从关注自身的角度出发,开始对鸟儿感兴趣了。大家知道,鸟儿是地球上几乎是唯一的会飞翔的动物(昆虫和蝙蝠也会飞,但飞翔的路程和鸟儿根本不能比,不在一个数量级上)。
  小学四年级的课本上有一篇文章,《飞向蓝天的恐龙》,我是看了这篇课文之后才想起写这篇文章的。
  长期以来,鸟类飞行起源一直存在两大假说:鸟类飞行树栖起源说和鸟类飞行起源奔跑起源说。
  最早流行的奔跑起源学说,这个符合我们绝大多数人的常识,比如,飞机就是现在地上飞速地奔跑,然后再从地上突然起飞的。很多大鸟的起飞过程也要有个奔跑的阶段。但第一只鸟儿是这样飞翔的吗?别忘了,那个最先的鸟儿(老祖宗)的翅膀可能发育得并不完全。
  翅膀发育不完全的鸟儿如何飞行呢?我们可以看看蝙蝠。蝙蝠具有一对假翅膀,它是靠滑翔学会飞行的。所以,第一只鸟儿因为飞行结构发育不完善,借重力通过滑翔开始飞行更有可能。
  那么,第一只鸟儿依靠滑翔飞行有没有证据呢?第一只鸟儿是由谁演变过来的呢?答案是恐龙。不管这个答案是否正确,至少研究这个理论的人已经得到了国际古生物界极大的关注,这个人就是中科院古生物研究所的徐星研究员,《飞向蓝天的恐龙》这篇文章就是他写的。
  徐星,男,1969年7月生, 2002年获古脊椎动物与古人类研究所古脊椎动物学专业博士学位。1995年起留所从事研究工作,2001年在美国纽约自然博物馆从事短期研究工作。2003年起任古脊椎动物与古人类研究所研究员。主要从事中生代恐龙化石及相关地层学的研究工作。他首次报道了可能具有树栖特性的兽脚类恐龙,提出了在向鸟类演化的过程中,兽脚类恐龙经历了一个生态转化的假说。他首次报道了具有初步飞行能力的兽脚类恐龙,提出恐龙可能经历了一个四翼阶段,为鸟类飞行树栖滑翔起源说提供了第一份坚实的证据。
  他近年承担了国家自然科学基金委员会、美国国家科学基金会和国家地理学会科研项目多项。发表学术论文40余篇(11篇发表于英国《Nature》,SCI刊物引用率344次)。 2001年,入选美国国家地理学会丰田计划,成为全球11位入选科学家之一。
  2000年后,人们在辽西地区陆续发现了很多带羽毛的奔龙类化石,这些化石从形态上看很可能是赵氏小盗龙或者类似的物种。2002年,美国纽约自然历史博物馆的诺雷尔博士和他的中国同行以及另外一个中美联军研究小组对其中的一些化石进行了研究。他们发现这些类似赵氏小盗龙的奔龙类发育有和现代鸟类一样的羽毛,一些羽毛左右两侧的羽片不对称,一些很长的羽毛长在后肢上。这些新发现促进了人们对于恐龙向鸟类转化过程的理解。
  2001年和2002年,徐星对同类型的标本进行了更加深入的研究,研究工作揭示了一个恐龙演化过程中完全未知的阶段,而这一阶段恰恰可能是鸟类飞行起源的一个关键性阶段;新标本证实了徐星以前对赵氏小盗龙所做的推测:恐龙世界中存在树栖恐龙,鸟类的飞行始于树栖生活。
  在这些标本当中,徐星不仅观察到了前人观察到的一些现象,比如这些恐龙的皮肤结构不仅具有现生鸟类羽毛的形态,甚至还显示了空气动力学特征;更为重要的是,徐星注意到发育在这些恐龙后肢上的羽毛形态和分布与鸟类翅膀上的羽毛惊人地相似。由此徐星推论,这些恐龙长着四个翅膀,不仅前肢羽化为翼,而且后肢也羽化为翼;这些恐龙生活在树上,可能借助四个翅膀进行滑翔;鸟类的祖先很可能借助重力,在经历一个滑翔阶段之后才产生强大的主动飞行能力。
  徐星的研究成果发表之后在国际古生物学界引起了很大反响。英国里兹大学的进化生物学家瑞讷博士称四翼恐龙是始祖鸟之后在鸟类演化研究领域最重要的发现;美国芝加哥大学的古生物学家塞雷诺博士称之为“一篇具有里程碑意义的论文”。但是并非所有的学者都同意徐星的结论,许多问题尚存争议或者有待解决。
  有人提出,顾氏小盗龙的后肢是否能够形成翅膀?后肢的羽毛是否可能用于展示,吸引配偶或者恐吓敌人?徐星提供的证据显示,后肢羽毛的空气动力学特征非常明显:羽轴两侧的羽片不对称,而不对称程度和鸟类翅膀一样,越靠近远端越明显;羽毛的着生方式和长度变化与鸟类翅膀也一样。
  羽轴两侧的羽片不对称是鸟类飞行能力的一个很好的指示标志。著名鸟类学家美国学者费多西亚和他的同事发现,鸟类的飞行能力越强,其翅膀上飞羽羽轴两侧的羽片宽度差异越大;失去飞行能力的鸟类,其飞羽的羽片显得相对均称。因此,顾氏小盗龙的这些羽毛特征表明后肢羽化为翼的可信度是很高的。
  还有学者提出,后翼的姿态和已知恐龙的骨骼结构似乎矛盾,如何解决?四翼代表一个演化的旁支还是鸟类演化的必经阶段?徐星在进行相关工作的时候对这些问题曾做过探讨,已经有了一些线索和思路。这些问题的解决将彻底消除人们的疑虑,为鸟类飞行起源树栖滑翔说提供最终的判定意见。有关顾氏小盗龙的深入研究正在继续,我们相信在不远的将来会对这些问题做出很好的回答。

  - END -

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书名:1分钟物理

作者:中国科学院物理所

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出版社:北京联合出版公司

出版年份:2019-3

页数:216

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作者简介:权威的科研机构:以物理学基础研究与应用基础研究为主的多学科、综合性研究机构。

受青少年、高校学生和科学爱好者广泛热爱的科普机构:公号坐拥65万粉丝,抖音坐拥100万+粉丝。2018年,“典赞•2017科普中国”活动颁奖典礼中,中科院物理所微信公众号荣获“十大科普自媒体”荣誉称号。五个原创栏目各具特色。其中“问答”是物理所公众号的王牌栏目。单篇阅读量3万+。

需要一篇热能科普文,谢谢

学第一定律是能量守恒和转化定律,它否认了能量的无中生有,所以不需要动力
和燃料就能做功的第一类永动机就成了天方夜谭式的设想。之后,人们开始考虑
热能转化为功的效率问题,有人设计这样一种机械,它可以从一个热源(比如海
洋、大气层———记者注)无限地取热从而做功,即第二类永动机。

在一些初中物理辅导教材里,我们可以找到更简单明了的说法:第二类永动
机的想法并不违背能量守恒定律,但是违背了热力学第二定律。

克劳修斯于1850年总结出的热力学第二定律指出:没有某种动力的消耗或其
他变化,不可能使热从低温转移到高温。次年,开尔文提出了热力学第二定律的
另一种表述方式,不可能从单一热源吸取热量,使之完全变成有用功而不产生其
他影响。开尔文的表述更直接指出了第二类永动机的不可能性。

那么,徐业林的“无偏二极管”是不是第二类永动机呢?徐业林对记者说,
某报对“无偏二极管”的报道没有任何不完整和曲解,“在不需要外加电能、化
学能、太阳能等能量的条件下,只要环境温度高于-273℃,该器件就能奇迹般
地输出电流”。中科院物理所两位研究员看完徐业林的论文和实验样品后,一致
认为徐是在制造“永动机”神话,这与何祚庥、方舟子的观点不谋而合。出于负
责的态度,他们留下了徐业林论文的复印件,并转交给该所一个博士生研究小组
进行讨论。

记者专程参观了徐业林的实验室,并对他进行了访问。徐业林现年67岁,
1962年毕业于兰州大学现代物理系原子核物理专业,后至中科院生物物理所工作,
1994年被评为研究员。有人从中国维普全文数据库中搜索徐业林从1989年到2004
年发表的论文,只有一篇,就是这次引起争论的《无偏二极管的实验与分析》
(发表于《导弹与航天运载技术》杂志2000年第三期)。

徐称,早在上世纪80年代就开始了这项研究,曾在《潜科学》杂志发表有关
论文。自1996年起,他多次将有关结果上报中央,因为他认为这一发现有重大意
义。据徐说,有关部门曾将他的研究转交中科院物理所鉴定,物理所的结论是
“永动机”、“没有价值”。除了曾得到生物物理所所长基金1.5万元的资助外,

作者: 国军第四野战军 2006-1-28 19:32 回复此发言

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2 【转贴】科学调查:“永动机”永不休?
这项研究没有得到徐业林所在单位其他任何资金和设备资助。所有实验经费,是
他“出售自己十余项小发明所得”,而实验室价值百万元的设备,是“被感动的
企业家捐赠”的。

徐业林回忆,他一生曾有另外两大发明,但全被别人认为是“伪科学”。一
是改造收音机电路,仅使用一节电池(当时通常需要4节),可节电80%,他自
称这一发明后来在争议中被评为国家发明四等奖。另一个是发明了一种光学治疗
仪,可以“把肿瘤照没了”。但他没能证实这种治疗仪能治疗癌症,仅做过68例
临床实验。后来,有公司生产这种治疗仪用于治疗妇科病,该公司现已倒闭。

徐业林向记者出示了4国专利证书复印件,并称原件在中科院生物物理所科
技处。当记者向科技处咨询时,该处拒绝透露任何关于徐业林和专利的信息。记
者在发表此文前3周内,多次联系采访该所所长,没得到任何回复。

与此同时,对徐业林和永动机的批评越来越多。

中国科协常委、中国发明协会名誉副理事长、北京机械工业自动化研究所研
究员张开逊认为,徐所说的半导体发电装置实际上是两个反向串联的金属半导体
结,在没有温差的情况下,是不可能发出电的。

中科院物理所的研究小组部分研究生讨论后表示,不认同徐在分析无偏二极
管的原理时提出的猜想、解释以及推论。徐认为是小坑中的强电场导致电子定向
运动,而这不符合现有物理规律,这种定向运动即使存在,也是一次性的瞬态过
程,不会持续自发存在,所以不能作为能量的来源。再有,单从没有光照,排除
了光生电压的效应,也不能排除在半导体与金属的接触面上物质互扩散等各种机
制所可能导致的能量转化过程(其中当然可以出现吸热的效应),所以单从吸热
和输出电压就得出器件从环境吸热而发电的结论是不对的。至于“如果能将坑的
直径缩小到现在的1%,输出的电流就有可能带动家用小型汽车”就更不成立,
因为电流大小与坑直径大小的关系还不清楚。

大连医科大学中心实验室陈海波通过自己平时实验的经验指出,徐业林所测
到的能量或许不是来自热,而是来自空中的各种频率的电磁波。它产生的电流虽
然很小,但与徐业林的实验数据相比却不小,也是毫安量级的。

至于徐业林所说的“国外也有科学家对小坑电场现象进行了定量计算与实际
测量,证明小坑内确实存在电场”的说法,只是他从一位国外回来的人那里听说,
并没有看过有关材料,也不知道发表在什么杂志上。

在这场辩论中,还有一个不能忽视的问题:4国专利。徐业林认为,获得专
利足以证明他的实验结果正确。方舟子则说,有专利知识的人都知道,获得专利
并不等于成果就是真实可信的。美国专利局虽然有规定不批准永动机的专利,但
是经常有不那么明显的永动机设计能够瞒过审核员获得专利,例如在2002年3月
26日获得专利的“静止电磁发电机”(专利号6,362,718)就是个著名的例子,
以致当年8月份专利局宣布要对专利审核员加强培训。徐业林在申请美国专利时,
并没有声称其器件能永远输出电流,只是说它能输出电流,可能让审核员误以为
是一种特殊的电池。

一位不愿意透露姓名的国家科研机构科技处处长指出,现在申请专利都要交
钱,没有人愿意花时间和金钱揭穿某一专利的错误,所以获得专利并不是困难的
事。

第一个在国内提倡“让公众理解科学”、其发明多次在国外获奖的张开逊先
生,也经常接到各种各样的永动机设想。他说,在历史上,永动机开始并不是骗
术,它源自人类对能源的渴求。古代的人们有三种渴求:长生不老、永不枯竭的
能源和取之不尽的财富。出现了与之相对应的三种活动:炼长生不老药、造永动
机和点石成金。这三件事情至今没有做成,很可能永远也做不成,但并不是毫无
价值。古人在炼丹过程中发明了火药;炼金术使得人们逐渐明了各种物质的性质,
导致了现代化学的产生;对永动机的追求,使人们发现了热力学第一定律,进而
奠定了现代物理学基础。人类早期一相情愿的追求,产生了科学实践的畸形动因,
导致了很多重要科学发现。

他说:“永动机的构想,开始主要在机械学领域,后来逐渐转移到热学领域。
在人们对电磁现象还不了解的时候,又有人尝试利用电磁制造永动机,现在,又
转移到生物学领域。这些研究者可能并无恶意,他们在探索,但迟早有一天,他
们会意识到这个方向不正确。”张认为,徐业林所描述的“发明”是不可能的,
生活在现代社会的人,不应重复永动机的错误。

徐业林坚持自己的想法并没有错,错的是热力学第二定律,需要修正。他对
记者说,他也知道这会招来更多的批判,所以没有在论文中直接说明。

那么,徐业林会不会被“冤枉”了呢?科学界认定一项科研成果的一般程序
和原则是什么呢?何祚庥院士回答说:“首先,必须在正规的学术刊物发表,
《潜科学》不是科学界承认的正规杂志。其次,实验可以被别人重复,科学界有
认同的声音。”

科普科幻作文1800字

你见过可以遮体御寒,还能变出运动衣,带你飞向蓝天的衣服吗?假如你有一支神笔,画下什么就有什么那该多好啊。也许有一天,我们可以种下一棵树,既能结西瓜,也能结冰淇淋,还可以长面包。我们的房子是五颜六色、香味扑鼻的花房。坐在一个溢满果香的教室里上课,在满是水果的操场上踢足球,那感觉多棒!我们居住在月球上,来自四面八方不同习性的朋友,在一起共度中秋,会是什么情景呢?
  我们的生活日新月异,千变万化。同学们不如展开丰富的想象,幻想人类未来的“衣、食、住、行”会是什么样子,会有怎样的变化等。把它写成一片习作,构筑人来美好的未来。
  想象要大胆合理,要有科学依据,不能凭空乱想;要有意义。构思要巧妙。
  教材说明:
  孩子的想象是何等的丰富,他常常想到星月以上的境界,想到地面下的情形,想到花卉的用处,想到昆虫的言语,他想飞上天空,他想潜入蚁穴------我们的生活也千变万化,日新月异。同学们一定可以展开丰富的想象,描绘未来生活的蓝图,表达自己美好的愿望。
  习作的时候,先确定一个基本思路,从现实生活出发,展开合理的想象。幻想未来生活的“衣食住行”会是什么样子。比如:夏天腰带遮阳帽,冬天腰带保暖帽,一顶帽子是否既可以遮阳又可以保暖呢?酷热的夏季理日子的确不好过,热汗滚滚,讨厌的蚊子在耳边嗡嗡乱飞,心里自然烦躁不安。我们就可以设计一种具有解热、透气、吸汗、除蚊效果的衣服?玉皇大帝的仙宫不是一个虚无飘渺的去出,而是一个美食世界,那里有美妙的玩具,巧克力铺的马路,描画糖做的云朵,薯条作的小船;住惯了钢筋、水泥建造的房子,孩子们可以想象一座于我们现实生活中不一样的房子,人们不住在地面,居然住在了空中,还在美丽的彩虹旁边;小轿车能在天上飞,铁路、马路能使垃圾自动挥手,自行车能听音乐、能驱热、能自动架起透明雨棚------这些都能激起孩子们的兴趣。只要引导孩子们开动脑筋,大胆想象,一篇不错的科幻作文就可以写出来了。
第2篇 科幻作文素材2000字
  3.科学也需要创造,需要幻想,有幻想才能打破传统的束缚,才能发展科学。——郭沫若4.真正的科学家应当是个幻想家;谁不是幻想家,谁就只能把自己称为实践家。——[法]巴尔扎克
  5.想像力比知识更重要,因为知识是有限的,而想像力概括着世界上的一切,推动着进步,并且是知识进化的源泉。严肃地说,想像力是科学研究中的实在因素。——[美]爱因斯坦
  6.今日的沟通与昔日沟通的最大差异:由于科技的介入,沟通已超越时间、空间,甚至于权力与阶级的围墙。---吉佛德
  7.播下一个行动,收获一种习惯;播下一种习惯,收获一种性格;播下一种性格,收获一种命运。——美国心理学家威廉?詹姆士
  8.商品开发离不开创新构想,创新构想是人类智慧中最美丽的花朵。——郭光华
  9.即使日本人现在也不得不超越模仿、进口和采用他人技术的阶段,学会由自己来进行真正的技术创新……——德鲁克
  10.创新是企业家的具体工具,也就是他们借以利用变化作为开创一种新的实业和一项新的服务的机会的手段。……企业家们需要有意识地去寻找创新的源泉,去寻找表明存在进行成功创新机会的情况变化扩其征兆。他们还需要懂得进行成功的创新的原则并加以运用。
  ——德鲁克
  11.将来,先进国家生产的产品价值只有很少一部分是从蓝领工人的劳动及从资本物中得来,而主要是从设想和创新中得到的。——吉福德?平肖第三(美国咨询专家《创新者与企业革命》的作者)
  (二)妙语集锦
  12.格雷是我的名,地球是我的故乡,深空是我居所,群星是我的归宿。
  ——《群星,我的归宿》
  13.一个恒星的消亡,一个世界的毁灭,难道就是让伯利恒那天夜里有一束异常灿烂的星光?——阿瑟?克拉克《星》
  14.上帝啊,请别让我忘了读书写字。——《献给埃而杰农的鲜花》
  15.超人并不是无所不能的,他只是一种精神,他已经尽力了,这就够了。
  ——《超人》
  事例类
  ﹡人物事迹﹡
  我国最早的光谱学家之一郑华炽
  1932年,国际上量子力学刚刚兴起,光谱学作为研究物质结构的一种方法,是当时物理学研究的前沿工作,前苏联、法国、德国、印度等国都有一批科学家从事光谱学研究。但都没有成功。郑华炽在导师的指点下,选择光谱学作为他的博士研究课题。
  1936年,郑华炽在北京大学一方面进行教学,另一方面仍坚持科学研究工作。他和吴大猷合作,开展对喇曼效应应用于同位素的研究,这在当时属于国际上首创。他们克服了资金不足、仪器简陋的困难,经过连续几百小时的照相,终于发现在苯的强谱线附近存在一条弱伴线,继而测定了这两条谱线的强度比,并进一步建立同位素移动的近似理论估算,从理论上证明同位素移动是由于苯环中一个碳原子被一个原子量为13的同位素所代替而产生。这一工作被介绍给1937年来中国访问的N.玻尔(Bohr)时,他感到非常惊讶,认为在这么差的条件下居然能完成如此艰难、复杂的工作,是相当了不起的。
  [点拨]科学的道路曲折漫长,需要有坚韧和顽强的毅力,不怕困难的勇气。郑华炽的例子就很好的印证了这一点。
  [适用话题]本素材可用于“毅力”“顽强”“精神”之类的话题。
  ﹡科技前沿﹡
  “绿色奥运”中的新科技
  用垃圾发电,乍一听这像是科幻小说里描写的事儿,但在科技不断发展的今天已变成了现实。根据田文栋的研究,垃圾不再是污染环境的废物,而是可以被综合利用,甚至用来发电的好东西。
  田文栋,中科院工程热物理研究所副研究员,他目前正从事科技奥运专项———“城市垃圾污染控制战略及资源化利用处理技术”的研究。在北京提出的绿色奥运目标中,其中一项便是到2007年,城市生活垃圾要全部进行安全处理。而这个项目,则正好为这一目标的实现提供了解决办法。作为2008年奥运会主办城市的北京,不仅要提高垃圾处置率,更要加强垃圾处置的无害化和资源化水平。而垃圾综合处理技术的出现,为北京实现“绿色奥运”的理念,又增添一份把握。
  [点拨]绿色奥运,绿色家园,绿色地球,在环境惨遭现代科技和文明破坏的今天,素材中的例子对人们可是一种启示。
  [适用话题]素材可适用于“环保”“发明”“创新”类的话题。
  ﹡传说﹡
  龙生九子
  “龙生九子”的一个说法是来自明朝李东阳的《怀麓堂集》,龙的九个儿子分别为:
  1、好重者-赑屃(bìxì),最喜欢背负重物,所以背上驮一块石碑。2、好望者-鸱吻(chīwěn),最喜欢四处眺望,常饰于屋檐上。3、好吃者-飸餮(tāotiè),最贪吃,能吃能喝,常饰于鼎的盖子上。因它能喝水,几乎在古代桥梁外侧正中都能见到,防止大水将桥淹没。4、好杀者-睚眦(yázì),嗜杀喜斗,常饰于兵器刀环,剑柄。5、憎恶犯罪者-狴犴(bì’àn),常饰于监狱的门楣上。6、好烟火者-狻猊(suānní),性好烟火,常饰于香炉盖子的盖钮上。7、好水者-趴蝮(bāxià)位于桥边的最喜欢水,常饰于石桥栏杆顶端。在后门桥的四个角上趴蝮,造型非常优美。8、性情温顺者-椒图(jiāotú),形似螺蚌,最反感别人进入它的巢穴,常饰于大门口。9、好鸣者:蒲牢,最喜欢音乐和吼叫,常饰于大钟的钟纽上。

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