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天天爱科学·科学探索

天天爱科学·科学探索

2024年12期

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开课啦 | 什么风把雾凇吹来了

开课啦 | 什么风把雾凇吹来了

雾凇，又称冰花、树挂，是在低温条件下形成的一种自然景观，通常出现在寒冷的冬季。在树木、雪柳等突出物上形成的雾凇是一道亮丽的自然景观，仿佛大自然的艺术品。雾凇是如何形成的简单来说，雾凇的形成是由于空气中的水蒸气遇到较冷的物体，在物体表面形成小冰晶。随着水蒸气的不断凝结，小冰晶不断增长，从而形成一层包裹物体的冰膜。之后，冰晶继续在冰膜表面堆积，继而形成美丽的雾凇。实际上它是水分子从气态变成
开课啦 | 正在消融的美丽冰川

开课啦 | 正在消融的美丽冰川

你知道全球气候变暖对冰川的影响有多大吗？气候变暖让世界上的冰川逐渐减少，通过各种数据变化、照片前后对比等，我们可以看到冰川的消融。中国中国拥有近5万条冰川，其中80%分布在青藏高原，受气候变暖的影响，这些冰川每年都在逐渐萎缩。以西藏地区的米堆冰川为例，200多年前，米堆冰川的覆盖面积达35平方千米，比澳门的陆地面积还要大，但如今已萎缩至不足25平方千米，相当于减少了约1400个足球场那么
开课啦 | 植物防寒“保命”招

开课啦 | 植物防寒“保命”招

随着秋风渐行渐远，冬季的脚步悄然而至。人们纷纷添衣加被，动物们也各显其能，有的南迁避寒，有的则在温暖的巢穴中沉睡。然而，植物没有像动物那样可以行走的腿脚和能够御寒的皮毛，它们该如何应对一年一度的严寒考验呢？其实，数十亿年的进化早已让植物们拥有了独特的生存本领，让它们能够应对冬季的严寒。招数一：落叶求生在寒冷的冬季，许多植物会选择美美地“睡上一觉”。而原本负责制造养料的叶片，此时不仅派不上用
开课啦 | 冷冷冷，看看动物如何过冬

开课啦 | 冷冷冷，看看动物如何过冬

在冬日的严寒中，大自然的生灵们展现出了各自独特的生存智慧。其中，许多动物选择了“冬眠”这种别具一格的方式来抵御寒冷。冬眠是一种超低能耗的生存策略，它仿佛为动物的生命按下了暂停键，让一切生命活动暂时停歇。冬眠：动物的超低能耗生存策略冷血动物也要保暖这种策略对冷血动物来说尤为重要，比如蛇、蛙和乌龟。它们的身体温度能随着外界温度的变化而变化。当气温下降，它们的体温也随之降低，呼吸变得缓慢，行
未来智谈 | 人工智能也有情感吗？

未来智谈 | 人工智能也有情感吗？

“人工智能的最终目的是让机器具有与人类相似的认知和情感能力。”——马丁·艾伯哈德人工智能情感计算探索到目前为止，情感是人类的特质，它不仅丰富了我们的社交活动，还在很大程度上影响着我们的认知和决策过程。随着人工智能技术的飞速发展，人们开始探索如何将这种复杂的人类情感融入到机器中，期望创造出更加智能、更具人性化的交互体验。情感的发生机制是整个情感计算研究内容的理论基础。情感计算的研究重点为
未来智谈 | 你需要一位有“情感”的机器人朋友吗？

未来智谈 | 你需要一位有“情感”的机器人朋友吗？

我们经常在科幻作品中看到，人工智能机器人与主角共同面对困难，彼此成了最亲密的伙伴。在电影中，人工智能可以表现出生气、焦虑的情绪，甚至能够体验到爱，与人类在一起。而现实中，当你与人工智能语音助手对话时，有时候也会产生和朋友对话的错觉，好像对面的人工智能也有“情感”，这究竟是为什么呢？人工智能是怎样产生“情感”的人工智能可以产生“情感”的错觉，其实是由人工智能（AI）的算法决定的。研究人员探
未来智谈 | GhatGPT是如何“思考”的？

未来智谈 | GhatGPT是如何“思考”的？

在今天，人工智能已经渗透到我们日常生活的方方面面，从智能家居到自动驾驶汽车，从智能医疗到金融风控，AI的应用场景愈发广泛。2022年底OpenAI发布的一款自然语言处理工具ChatGPT，其语言的自然化程度令人咂舌，ChatGPT的出现，推动了AI自然语言大模型的浪潮式发展，成为了机器学习的典型代表。 ChatGPT的思考方式是基于深度学习技术的语言模型，虽然其工作机制与人类大脑学习模式有相似之
咕噜放映厅 | 机器人朋友

咕噜放映厅 | 机器人朋友

机械臂基于多个关节和精密电机的协调控制实现运动。每个关节都有独立的电机驱动，使机械臂能够灵活移动和抓取物品。传感器在这个过程中起着关键作用，它们能感知物体，并将数据反馈给控制系统进行调整。通过AI的加持，机械臂可以自我学习和适应任务，不断优化操作精度。这种技术已经广泛应用于制造业、医疗等领域，为人类提供了极大的便利。
领航者 | 爱德华·威尔逊：蚂蚁世界的博物学巨匠

领航者 | 爱德华·威尔逊：蚂蚁世界的博物学巨匠

2021年12月，世界失去了一位杰出的博物学家和昆虫学家——爱德华·威尔逊。爱德华一生致力于科学研究，他出版了超过30本涵盖昆虫学、社会生物学、生物多样性和生物地理学等领域的著作。他最后一部作品《蚂蚁的世界》，是他毕生研究的集大成之作。爱德华自幼对自然世界充满好奇。从16岁起，他便将蚂蚁作为自己终生的研究对象，他曾幽默地说，是蚂蚁选择了他，而不是他选择了蚂蚁。蚂蚁，这些迷人的社会性昆虫
玩转课堂 | 微缩生态瓶的制作与观察

玩转课堂 | 微缩生态瓶的制作与观察

生物能够长期生活在某种坏境中，是因为这种环境能为它们提供生存、生长发育与繁殖所需要的阳光、空气、水、食物和庇护所等基本条件，这样的环境叫作生物的栖息地。在小小的池塘里，有许多动植物都在这个生态环境中栖息。今天我们来亲手制作一个生态瓶，模拟研究河中生物及其生活的环境，了解自然循环的妙趣。实验材料：熔岩石和植物养料透明玻璃瓶沙子和河水水草鱼虾实验步骤： 1准备一个玻璃
玩转课堂 | 用牵牛花花汁写字

玩转课堂 | 用牵牛花花汁写字

在我们以往的认知里，只有墨水、笔油能用来写字，但其实大自然中有很多我们意想不到的墨水来源，比如路边那不起眼的牵牛花，在小小的花瓣中，蕴藏着令人惊叹的化学奥秘，等待着我们去探索与发现。实验材料牵牛花塑料袋剪刀透明玻璃碗毛笔实验步骤： 1将相同颜色的牵牛花放入塑料袋里。 2用手挤压塑料袋，将牵牛花挤出花汁。 3用剪刀在塑料袋的一角剪一 4让花汁从小洞里流到玻璃碗
古智今思 | “炼石成金”：《天工开物》中的科学智慧

古智今思 | “炼石成金”：《天工开物》中的科学智慧

在明代宋应星所著的《天工开物》中，有言：“燔（fán）石之功，殆莫之与京矣！”这句话的意思是，通过焚烧石头所获得的收获，几乎没有什么可以与之相提并论。在这里，“燔石”指的是古代的一种技术，通过高温烧炼石头，使其发生物理或化学变化，从而提炼出有用的物质或者改变其特性，比如制成石灰、蛎灰等。宋应星宋应星（1587年—约1661年），是明朝末年杰出的科学家。他是中国历史上著名的《天工开物》一书的
古智今思 | 甜味的诱惑

古智今思 | 甜味的诱惑

从甘蔗的传入到中国蔗糖制作的历史在五味之中，甜味无疑是最令人愉悦的，它能够激发大脑中的多巴胺神经元，让人产生快感。在历史上，中国古代最早出现的是谷类糖，但最早有制作方法的却是蔗糖，而蔗糖的原料是甘蔗，传入中国可追溯至周朝。周宣王时期，甘蔗主要通过南方的贸易和文化交流进入中国。在先秦时代，“柘”（zhè）字便代表了甘蔗。据李治寰在《中国食糖史稿》中的考证，战国时期的《楚辞·招魂》、汉代的《汉
探险探秘 | 古代世界七大奇迹之一：空中花园

探险探秘 | 古代世界七大奇迹之一：空中花园

空中花园：奇观的建造被誉为古代七大奇迹之一的空中花园，是在公元前6世纪由新巴比伦的君主尼布甲尼撒二世所建造的，建造目的是为了纾解他的王后安美依迪丝的思乡之情。这个花园以其独特的立体园艺而闻名。它被构建在一个由高达25米的柱子支撑的多层平台上，并配备了精巧的灌溉系统。园内种植着各式各样的植物，从远处看去，这些植物似乎在空中飘浮，因而得名“空中花园”。所谓的空中花园，可能并非如其名称所示的那样
时空奇旅 | 科技全才：达芬奇

时空奇旅 | 科技全才：达芬奇

人物介绍：萌小奇（10岁）性格开朗、热爱探险的少年，对未知充满好奇，拥有坚韧的毅力和出色的团队精神，总能在关键时刻做出正确决定，是大家心目中的“小英雄”。萌小漫（6岁）聪慧过人的小女孩，喜欢捉弄哥哥，对前沿科技充满兴趣，是探险团队的小聪明。书魔方萌小奇探险时意外获得的神秘魔方，具有时空穿越能力，外表普通但隐藏着高级文明的秘密，是他们探索世界的重要工具。圆咕噜老爸送给
咕噜星球 | 新基因疗法无创控制小鼠脑回路

咕噜星球 | 新基因疗法无创控制小鼠脑回路

美国科研人员开发了一种新型基因疗法，在临床研究上，科学家发现该疗法能够通过磁场，非侵入性地控制实验小鼠的特定脑回路。这项技术为神经科学研究提供了新的可能，并为治疗帕金森病、抑郁症和肥胖症等开辟了新途径。该疗法利用基因治疗技术，将一种能对磁场做出反应的特殊蛋白质准确地送到特定的神经细胞中，通过改变磁场，可以控制这些蛋白质开启或关闭，从而激活或抑制这些神经细胞的功能，而无需植入设备。实验中，研究人
咕噜星球 | 咖啡因或有助改善心脏健康

咕噜星球 | 咖啡因或有助改善心脏健康

当前，为了降低心血管疾病的风险，发表在《风湿病学》杂志上的研究表明，多摄入一些咖啡因可能有助于提升心脏健康。为了降低心血管风险，目前医生给出的建议大都与减少炎症有关，包括少服用可的松药物、戒烟戒酒、降低胆固醇以及控制高血压等。意大利罗马大学研究人员发现，咖啡因会提升内皮祖细胞（血管内的一种细胞）的活力，这些细胞不仅能帮助血管内壁再生，还参与血管生长过程。除了提神，咖啡因还具有抗炎作用，它能和免疫细
咕噜星球 | 古DNA研究揭秘古人怎样发酵奶制品

咕噜星球 | 古DNA研究揭秘古人怎样发酵奶制品

中国科学院古脊椎动物与古人类研究所的科学家通过古DNA技术（一种用来研究古代生物遗骸中遗传物质的科学方法），完成了世界上首次古代奶制品的全基因组研究，进一步揭示了奶制品发酵技术的传播历史。该研究对新疆小河墓地出土的古老奶酪进行了深入的古微生物基因组分析。这些奶酪样本被确认为开菲尔奶酪，这是一种通过特殊的发酵剂—开菲尔粒来发酵制成的奶酪。开菲尔粒含有多种益生菌和酵母，它们共同作用，将牛奶转化为奶
咕噜星球 | AI破译蛋白质结构“密码”

咕噜星球 | AI破译蛋白质结构“密码”

10月9日，2024年诺贝尔化学奖在瑞典皇家科学院揭晓。美国华盛顿大学科学家大卫·贝克、英国科学家戴米斯·哈萨比斯和美国科学家约翰·江珀共同获得该奖项。这个奖项一方面表彰了通过计算软件构建新蛋白质结构的成就，另一方面表明基于氨基酸序列开发的“AI”模型“阿尔法折叠2”得到认可，该模型能够预测蛋白质的复杂结构，这两项科学突破为未来的研究开辟了巨大的可能性。蛋白质是生命的基石，它们在生物体内扮演着
咕噜星球 | 新型3D打印陶瓷支架

咕噜星球 | 新型3D打印陶瓷支架

骨缺损，通常由外伤、疾病、先天性缺陷等多种因素引起，会影响患者的行动能力和日常活动，降低他们的生活质量。山东第一医科大学的研究人员开发了一种新型3D打印陶瓷支架，这种支架具有出色的活性氧清除能力、近红外响应和力学性能，能够促进骨骼愈合，为治疗骨缺损提供了新的解决方案。传统的骨移植方法存在供应限制和免疫排斥风险。因此，在骨移植手术中，人造骨修复支架扮演着重要角色，新型材料的开发对于骨结构重建和功
咕噜星球 | 有一些昆虫和细菌能“吃掉”白色污染

咕噜星球 | 有一些昆虫和细菌能“吃掉”白色污染

科学家发现某些昆虫能够消化塑料，这为解决塑料污染问题提供了新思路。这些昆虫，包括印度古螟和黄粉虫，能够消化聚乙烯和聚苯乙烯等塑料，这得益于它们肠道中的共生菌。这些共生菌能分泌生物酶，将塑料聚合物分解成更小的分子。此外，一些细菌、真菌和藻类也具有降解塑料的能力。尽管昆虫肠道共生菌降解塑料的速度相对较快，但要实现大规模降解塑料仍然面临挑战。因为这需要通过人工制备酶来提高降解速度。研究人员正在探索不
咕噜趣闻 | 为什么向日葵总是朝着太阳？

咕噜趣闻 | 为什么向日葵总是朝着太阳？

向日葵之所以能够随着太阳转动，是因为它们花朵下方的茎部含有一种特殊的物质——植物生长素。这种物质对于植物的生长和繁殖至关重要，同时，它对光线的分布非常敏感，会在茎部的向光面和背光面之间发生迁移。当阳光照射到向日葵时，植物生长素会从向光面迁移到背光面。由于背光面的细胞在生长素的作用下生长速度加快，而向光面的细胞生长速度相对较慢，因此植物茎都会向光源方向弯曲。这种向日性是向日葵对光线变化的一种
咕噜趣闻 | 伤口愈合时为什么会发痒？

咕噜趣闻 | 伤口愈合时为什么会发痒？

生活中谁也免不了被划个口子或擦破皮，这样的伤口通常过不了几天就能愈合。不过很多人都觉得这件事很奇怪，那就是伤口在愈合时会发痒。有些人甚至以为这是伤口发炎了。事实上，伤口发炎的时候我们通常会感觉痛而不是痒。人的皮肤分为很多层，其中表皮的最底层细胞叫“生发层”，能不断生长繁殖，表皮损伤就是靠生发层长好的。这种情况神经受不到刺激，不太会有痒的感觉，也基本不会留疤。但较大或深达真皮的伤口快速愈合时往往
咕噜趣闻 | 章鱼的血液是蓝色的

咕噜趣闻 | 章鱼的血液是蓝色的

血液的颜色取决于血细胞中蛋白质的化学成分，特别是它们含有的元素。人类和其他脊椎动物的血液之所以呈现红色，是因为其中含有血红蛋白，血红蛋白分子中的铁离子能够在肺部与氧气结合，形成氧合血红蛋白，这种结合改变了血红蛋白对光的吸收特性，使得它吸收蓝光和绿光，而反射红光，因此血液呈现红色。相比之下，章鱼的血液呈现蓝色，这是因为它们的血液中含有一种名为血蓝蛋白的蓝色色素蛋白，这种蛋白质含有铜元素。血蓝蛋白
咕噜趣闻 | 斑马一般站着睡觉

咕噜趣闻 | 斑马一般站着睡觉

斑马有一项特殊技能就是它们都能站立睡眠，这主要是由它们所处的环境决定的。斑马通常栖息在充满掠食者的大草原上。由于斑马自身缺乏有效的防御手段，一旦遭遇捕食者，它们唯一的选择就是迅速逃跑。如果躺着休息，起身逃跑的时间会变长。因此，斑马进化出了这项特殊的生存技能。此外，斑马并非表面上看起来的那样严肃，实际上它们非常活跃，甚至有些滑稽。它们有时会发出奇特的叫声，并且不经意间会展现出类似微笑的表情。这些
咕噜趣闻 | 为什么人会打哈欠？

咕噜趣闻 | 为什么人会打哈欠？

当我们感到疲劳时，身体内积累了一定量的二氧化碳。这些多余的二氧化碳可能会干扰我们的生理功能。因此，身体会启动一种自然的保护机制，即打哈欠。打哈欠本质上是一种深呼吸行为，它能帮助我们吸入更多的氧气，同时排出体内多余的二氧化碳。这个过程不仅有助于消除疲劳，还能让我们的身体恢复活力。
咕噜趣闻 | 为什么人老了头发会变白？

咕噜趣闻 | 为什么人老了头发会变白？

我们的头发里含有一种名为“黑色素”的天然色素，它决定了头发的颜色。黑色素含量越高，头发颜色就越深；相反，如果黑色素含量减少，头发颜色就会变浅，可能呈现黄色或白色。随着人步入老年，身体的各项功能会逐渐衰退，色素细胞生成黑色素的能力也会降低。因此，头发会逐渐失去原有的颜色，变得越来越白。
咕噜趣闻 | 为什么肚子饿了会咕咕叫？

咕噜趣闻 | 为什么肚子饿了会咕咕叫？

当肚子发出咕噜声时，这通常意味着胃中的食物快要被消化完毕，胃里变得空荡荡的。尽管此时胃内没有食物，可胃液仍然在持续分泌。这种胃液的持续分泌，加上胃壁的周期性收缩，使得胃内的液体和气体混合并移动，从而产生了我们通常所说的肚子咕咕叫的声音。因此，我们不必因为肚子的咕噜声而感到尴尬。这是一种完全正常的生理现象，它只是身体在告诉你：是时候补充能量了。
咕噜趣闻 | 我国是世界同纬度上最冷的国家之一

咕噜趣闻 | 我国是世界同纬度上最冷的国家之一

造成这种巨大差异的原因是，侵入中国的冷空气主要源自北冰洋。这些冷空气经过寒冷的西伯利亚地区时进一步加强，并在高空西北气流的引导下，形成寒潮并不断积累，最终导致中国气温较同纬度其他地区明显偏低。位于大约北纬48°的巴黎，其冬季的降雪往往较为温和；位于北纬51°的英国伦敦，冬天以潮湿阴冷著称；再向北至北纬60°的芬兰赫尔辛基，那里的冬天又有另一番景象。相比之下，中国哈尔滨尽管位于较低的北纬46°，
咕噜趣闻 | 寒潮与寒流，可不是一个事

咕噜趣闻 | 寒潮与寒流，可不是一个事

寒潮，从名字就能看出来，它意味着寒冷的空气就如同潮水一般汹涌地奔流过来，这其实是冷空气（也就是冷空气团）流动的一种独特形式。不过，可不是所有的冷空气侵袭都能被叫做寒潮。一般情况下，当冷空气侵袭到某个地方之后，当地的温度在一天（也就是 24 小时）之内降低 10℃以上，并且那一天的最低温度在 5℃以下，这个时候，我们才会把这股冷空气称作寒潮。但是，由于各个地方受到不同地理环境以及气候条件的影响，所以
旅行者小站 | 读者调查表

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近日，萌小奇和萌小漫总是抱怨圆咕噜不懂他们的心思，为进一步完善智能，圆咕噜只好向广大小朋友求助。为了维护自己在萌小奇和萌小漫心中的形象，圆咕噜偷偷向大家发放调查问卷，每月15日之前将读者调查表通过电子邮件发送至LOVESCIENCE2024@126.com，就有机会得到圆咕噜送出的精美礼品。姓名：年龄：性别：城市：联系方式（微信/QQ/手机号）：你最喜欢本期杂志的哪篇文章？
旅行者小站 | 心灵触碰

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恭喜你看完《天天爱科学》这本超炫的杂志，现在，轮到你闪亮登场啦！快来和我们分享你读完这本杂志后的感想吧——是不是觉得像坐上了火箭，飞进知识的宇宙？有没有哪个科学故事让你眼前一亮，或者哪个科学小实验让你心里痒痒，想立刻动手试试呢？四年级（三）班蕊蕊 9岁我刚读完关于巨藻的文章，太酷了！我从来不知道海底还有这么巨大的植物。文章里的照片让我感觉好像真的潜到了海底，看到了那些像森林一样的巨藻
奇漫书友会 | 好书推荐

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