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手机正传
沈致远
手机，其学名为移动电话，是借助电磁波传播的一种无线通讯方式。英国科学家麦克斯韦（1831-1879）归纳前人经验，加以自己之创见，建立一组以他命名的方程，预言电磁波的存在，为电磁波传播奠定了理论基础。麦克斯韦是无线通讯之始祖。
德国科学家赫兹( 1857-1894)以实验证实了麦克斯韦的电磁波预言。1888年，赫兹进行著名的火花隙放电实验，演示了电磁波传播，测出其速度与光速相等。赫兹为无线通讯奠定了实验基础，为纪念他，电磁波频率（每秒振动次数）的单位定名为“赫兹”。手机发出的电磁波频率在千兆(109)赫兹范围，属微波频段。赫兹是无线通讯的祖父。
意大利科学家马可尼(1874-1937) 20岁时读到赫兹关于电磁波实验的文章，引起他极 大的兴趣，立志献身无线通讯。1896年马可尼实现了1.7公里之间的无线电报通讯，1899年实现了跨越英吉利海峡的51公里的无线电报通讯。1901年实现了跨越大西洋3000公里的越洋无线电报通讯。马可尼是无线通讯的父亲。
手机的诞生地是美国电报电话公司(AT&T)所属的贝尔实验室(BellLabs)，发明者是该 实验室的一群科学家和工程师。“人手一机，到处游走”是当时贝尔实验室科学家和工程师之梦想。实现此梦想的最大障碍是：频率不够分配。微波频段虽然有几十千兆赫兹，但被各种应用瓜分后只剩下几百兆赫兹，远远不敷手机通话应用。怎么办？贝尔实验室科学家的创意是：分区重复使用频率。他们设想：将美国之疆域划分为许多六角形蜂巢般的小区、每个小区覆盖几十平方公里，在其中建立基地站，作为该小区手机通讯之柜纽。基地站所发射的电磁波仅限于本小区范围内，所以各个小区可以重复使用相同的频率而不致引起干扰。小区之间的通讯由基地站集中处理，通话者游走于各小区，由相邻基地站在其覆盖区之交界处交接。移动通讯于焉诞生，“人手一机，到处游走”美梦成真。
说起手机，不能不提到美国的摩托罗拉(Motolola)公司。上世纪九十年代初，摩托罗拉的手机行销全球，独领风骚。不仅如此，摩托罗拉公司的经营管理方式被美国企业界视为典范，号称“最佳公司”。1992-1993年间，我曾三次专访位于芝加哥郊区的摩托罗拉总部，协助其中央研究院探索利用高温超导电子学技术提升基地站性能的可能性，虽然实验很成功，却未被采用。当时我有一种朦胧的预感：不采用新技术，“最佳公司”称号恐难持久。果然如此，问题倒不是出在基地站，而是在手机。上世纪九十年代中期，手机的发展趋势是采用数码技术，它比原先的类比技术具有明显的优越性。许多公司竟相推出数码手机抢占先机，摩托罗拉眼看着自己的产品滞销，市场被竞争者蚕食，却按兵不动。原因是一位对研发类比技术有功的技术主管留恋自己的技术，顽固地抵制采用数码技术。这位主管最终被撤职，这才推出数码手机，但为时已晚，摩托罗拉元气大伤。
手机的广泛流行，已形成一种“手机文化”。
手机使人与人之间的交往更为便捷，扩大了个人的自由度。反映在人际关系和社会活动 等方面，均有微妙的变化。电影《手机》以艺术手法成功地描述了这种变化，获得本年度“百花奖”三项大奖。手机短信之发信量已超过2000亿条，使人际交往增加了一种便捷的新形式，还孕育出“手机文学”，包括：诗、小品文及小说，《纽约时报》不久前对中国新兴的手机小说作了专门报道。
手机文学之特点归结为：快、广、短、新、趣。以光速传播，既快又广，传统文学望尘莫及。手机屏幕容纳的字数有限，短是手机文学作品最主要的特点。现代人都很忙，短很受欢迎。短而要达意，就得精炼，唯陈言之务去，内容自然就较新颖；短而要吸引读者，就得有趣。既新颖又有趣，特别为年轻人所喜爱。手机文学刚起步，来日方长。
手机可用来下载和播放音乐。手机用户为什么不能自行谱曲进行传送呢？手机将成为个性化的听觉艺术媒体。
手机屏幕之像素已突破百万，可传送清晰的画面。摄影手机已在热卖，手机作为各种视觉艺术之媒体指日可待。
前景如何？手机的发展有多种可能。其一，普及3G乃当务之急。3G手机之功能及信息传输率远远超过现有手机。可为用户带来更多便捷。其二，手机与计算机将会合二为一，计算机的心脏是中央处理器，其体积已缩小到能置入手机，困难在于其耗电量和散热量过大。这一困难如能克服，具有计算机功能的手机将成为名副其实的掌中瑰宝。
手机文化将如何发展？目前尚言之过早。但看来，个性化是一个可能的趋势。
——选自2005年10月15日《解放日报》，有删节
【小题1】本文从哪些方面介绍手机的？请简要概括出来。（4分）
【小题2】文章第五自然段提到摩托罗拉公司，这样写的意图是什么？（5分）
【小题3】有人说本文的体裁是传记，也有人认为是科普文。请说说你的看法和理由。（6分）

阅读下面的文字，完成各题。

宇宙的边疆（节选）

卡尔•萨根

地球的表面就是宇宙汪洋之滨。我们现有的知识大部分是从地球上获得的。近来，我们已经开始向大海涉足，当然，海水才刚刚没及我们的脚趾，充其量也只不过溅湿我们的踝节。海水是迷人的，大海在向我们召唤。本能告诉我们，我们是在这个大海里诞生的。我们还乡心切。虽然我们的夙望可能会冒犯“天神”，但是我相信我们并不是在做无谓的空想。

因为宇宙辽阔无垠，所以那些我们所熟悉的适用于地球的量度单位——米、英里等等已经没有意义。我们用光速来量度距离。一束光每秒钟传播18.6万英里，约30万公里，也就是7倍于地球的周长。一束光从太阳传播到地球用8分钟的时间，因此我们可以说，太阳离我们8光分。一束光在一年之内约穿过10万亿公里（相当于6万亿英里）的空间，这个长度单位——光在一年里所通过的距离——称为1光年。光年不是度量时间的单位，而是度量距离的极大单位。

地球是宇宙中的一个地方，但绝不是唯一的地方，也不是一个典型的地方。任何行星、恒星或星系都不可能是典型的，因为宇宙中的大部分是空的。唯一典型的地方在广袤、寒冷的宇宙真空之中，在星际空间永恒的黑夜里。那是一个奇特而荒芜的地方。相比之下，行星、恒星和星系就显得特别稀罕而珍贵。假如我们被随便搁置在宇宙之中，我们附着或旁落在行星上的机会只有10³³分之一（10³³，在1之后接33个0）。在日常生活中，这样的机会是“令人羡慕的”。可见天体是多么宝贵。

……

星系是由气体、尘埃和恒星群（上千亿个恒星）组成的，每个恒星对某人来说都可能是一个太阳。在星系里有恒星、行星，也可能有生物、智能生命和宇宙间的文明。但是从远处着眼，星系更多的使人想起一堆动人的发现物——贝壳，或许是珊瑚——大自然在宇宙的汪洋里创造的永恒的产物。

宇宙间有若干千亿（10¹¹）个星系。每个星系平均有1000亿个恒星组成。在所有星系里，行星的数量跟恒星的总数大概一样多，即10¹¹×10¹¹=10²²，在这样庞大的数量里，难道只有一个普通的恒星——太阳——是被有人居住的行星伴随着吗？为什么我们这些隐藏在宇宙中某个被遗忘角落里的人类就这样幸运呢?我认为，宇宙很可能到处充满着生命，只是我们人类尚未发现而已。我们的探索才刚刚开始。80亿光年以外嵌着银河系的星系团催逼着我们去探索，探索太阳和地球就更不用说了。我们确信，有人居住的这个行星只不过是一丁点儿的岩石和金属，它靠着反射太阳光而发出微光。在这样的大距离里，它已经消失得无影无踪。

【小题1】下列对第一、二自然段意思的理解，不正确的一项是

A．“海水才刚刚没及我们的脚趾”形象暗示我们对宇宙的认识还很肤浅、探索极其有限。

B．适用于地球的米、英里等度量单位，面对宇宙的辽阔无垠，已经没有意义。

C．人类用光速来度量距离，用光年来测算时空，经测算，太阳离地球约8光年。

D．光年这个长度单位并不度量时间，而是度量距离。

【小题2】下列理解和分析，不符合选文意思的一项是

A．作为宇宙中的一个地方，地球既不唯一也不典型。

B．宇宙大部分是空的，行星、恒星、星系稀罕珍贵，但不典型。

C．宇宙唯一典型的地方奇特荒芜，在广袤、寒冷的宇宙真空之中。

D．人类争取了在一个行星上生存的1033分之一的机会，生命因而宝贵。

【小题3】根据原文内容，下列判断不正确的一项是

A．在组成星系的上千亿个恒星中，每个恒星对某人来说都可能是一个太阳。

B．恒星、行星在宇宙的汪洋里创造了生物、智能生命和宇宙间的文明。

C．地球是伴随太阳有人居住的行星，但这种现象在宇宙中可能不是唯一的。

D．宇宙的奥秘是无穷的，人类对宇宙的探索虽然刚刚开始，却不会止步。

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在土卫六建立人类殖民地的想法或许听起来有点疯狂。它的温度接近零下300华氏度（约合零下184摄氏度），空中降下的甲烷和乙烷汇入碳氢化合物海洋。尽管如此，土卫六可能是太阳系里唯一适合建立永久性自给自足人类定居点的地方。
我们是在以全新视角也就是生态视角研究了这颗行星后得出这一结论的。我们分析了人类需要什么样的居住地并在周边地区搜寻相应的环境。
我们基于科学、技术、政治和文化因素勾画出的殖民情境让每个愿意思考人类遥远未来的人都可进行一场思维实验。
我们预计人的本性会保持不变。未来的人类将具有和当前一样的欲望和需求。他们的家必须有充足的能源、宜居的温度并能免受宇宙辐射等太空严酷环境的伤害。
到目前为止，大多数研究人员都视月球或火星为人类的下一个居住地。虽然月球或火星看起来是比较合理的目的地，但却有硬伤。它们都没有磁层或大气层的保护。银河宇宙射线(GcR)轰击着月球和火星表面，人不能长期在它的攻击下生活。
这种强大辐射的致癌性早已为人所知，而过去两年里的研究又发现了一个可能更严重的危害一一脑损伤。GCR包括运动速度接近光速的铁原子核等粒子，它们能破坏脑组织。在地球上，我们靠大气层里的水来挡住GCR。
在火星之外，潜在的家便在木星和土星的卫星之中。可选卫星有几十个，但胜出者显而易见。
土卫六是最像地球的天体。土卫六是太阳系里除地球外唯一表面有液体存在的天体，土卫六上的甲烷和乙烷湖泊看上去与地球上的水体惊人地相似。土卫六的天空会降下甲烷，偶尔填满沼泽．，一堆堆固态碳氢化合物看上去非常像地球上的沙丘。
就防辐射而言，土卫六有由氮构成的大气层，比地球大气层厚50%。地表大量的固态和液态碳氢化合物可以很方便地用作能源。虽然大气层里缺少氧，但地表下的水冰可提供氧气，氧气可用于呼吸，也可与碳氢化合物燃烧充当燃料。
土卫六上很冷，但由于其大气层很厚，居民无需穿压力服，有保暖服饰和呼吸器就行了。住房可用地表取之不尽的资源制成的塑料来建造，圆形屋顶可充入温暖氧气和氮气。因施工简单，室内空间可以很大。
土卫六居民不必时时刻刻待在家里。土卫六上的娱乐机会是独一无二的。比如，你可以飞。重力弱加上大气层厚使人可以插上翅膀飞翔。翅膀掉了也不必担心，降落很容易。土卫六上的终端速度是地球上的1／10。
我们怎么去土卫六呢？当前还去不了。遗憾的是，我们恐怕也无法安全抵达火星，因为没有更快的推进系统就没法限制在太空中飞行的时间，也没法控制GCR辐射剂量以防宇航员受到过度伤害。无论是前往火星还是土卫六，我们都需要更快的推进系统。去土卫六尤其如此，因为这趟行程目前需要七年时间。
（《参考消息》2016年11月29日）
【小题1】下列关于土卫六环境特点的说法中，不正确的一项是

A．土卫六上很冷，气温非常低，天空会降下甲烷，偶尔填满沼泽。

B．土卫六是太阳系里除地球外唯一表面有液体存在的天体，是最像地球的天体。

C．土卫六上大量的碳氢化合物，可以充当燃料和地表下的水冰一起燃烧。

D．土卫六上重力弱、大气层厚，人可以轻易飞翔，而且想要降落也很容易。

【小题2】下列理解或推断符合原文意思的一项是

A．银河宇宙射线有致癌性，也会造成严重的脑损伤，因此人不能在月球上生活

B．土卫六的地表有取之不尽的可用来制成塑料的资源，造房子是一件轻易的事情。

C．如果我们拥有更快的推进系统，就可以实现在土卫六建立人类殖民地的梦想。

D．本文的结论是通过全新视角研究得出的，因此代表了目前最可靠的研究成果。

【小题3】结合全文内容，指出作者认为“土卫六可能是太阳系里唯一适合建立永久性自给自足人类定居点的地方”的理由。

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疾病与演化进程
英理查德·道金斯
动物的躯体是一个精巧而且往往有效的自然防御系统，这个系统叫免疫系统。当身体感觉到危险的寄生虫时，它会激发起来，生成特殊的细胞，像战士那样乘着血液奔向战场，攻击那群特别的寄生虫。通常是免疫系统获胜，身体恢复健康。然后，免疫系统会“记住”它为那场特殊战斗生成的特殊分子武器，于是，以后任何相同寄生虫的感染，立刻就会被消灭在无形之中。因此，只要你得过麻疹、腮腺炎或水痘，就不大可能得第二回了。免疫系统认得死病菌或病原的感染，能提前武装起来，一旦疾病真的到来，它就能投入战斗。
免疫系统的一道难题是“决定”哪些是应该驱除的“外来的”，哪些是可以为身体所接受的。在妇女怀孕时，这可能是特别费心的。肚子里的宝宝是“外来的”，因为从遗传学看，宝宝与母亲是不同的，有一半的基因来自父亲。但免疫系统是不能攻击宝宝的，在哺乳动物的演化中，这是一个需要解决的难题。它解决了——毕竟，那么多宝宝在子宫里活下来而且出生了。但也有很多流产了，这说明演化遇到了困难，而解决不是很彻底。
免疫系统出错的另一种情形是对假想的“攻击者”打击太狠了。过敏就是这么回事儿：免疫系统不必要地、过分地、甚至破坏性地伤害了无害的东西。例如，空气里的花粉通常是无害的，但有些人的免疫系统会对它产生过激反应——那是你会得所谓的“花粉症”：打喷嚏、流眼泪，浑身不舒服。
有时过激反应的免疫系统竟然会对本人过敏！这引起所谓的自体免疫性疾病，如秃头症（头发成片脱落，是因为你的身体会攻击毛囊）和牛皮癣（过激反应的免疫系统在皮肤上引起鳞片状斑块）。
免疫系统不时产生过激反应。因为有时该进攻而没能进攻，有时不该进攻却进攻了，免疫系统摇摆在两者之间，就像走钢丝一样。羚羊看见草动时，是不是该逃跑呢？它遇到的是同样的问题：那是潜伏的美洲豹还是清风在吹着牧草沙沙作响？是危险的细菌还是无害的花粉颗粒？这类“平衡”问题简直太普通了。它可能对“风险规避”太机警，每看一次风吹草动都危险，对无害的花粉甚至本人的组织都释放出浑身的免疫反应。它也可能太“齐心”而对真危险毫无反应，或者在真正危险的寄生虫出现时不能产生免疫反应。在钢丝上行走是困难的，不论偏向哪边，都会遭到惩罚。
癌是坏事的极端情形，一个很奇异的例子，但很重要。癌是我们体内的一群细胞从它们本来要做的事情中脱离出来，并且扩增，然后变成了寄生者。癌细胞通常聚集在“肿瘤”里，肿瘤无限制地长大，吞噬部分身体。接着，最坏的癌会扩散到身体其他部位（叫癌细胞转移），最终毁坏整个身体。如此扩展的肿瘤叫恶性肿瘤。
癌如此危险的原因是，它们的细胞是直接从我们身体的细胞里衍生出来的。它们是我们自己的细胞，只是略有改变。这意味着免疫系统很难将它们判别为外来者。那还意味着很难找到杀死癌细胞的方法，因为你能想到的任何方法——如毒药——都可能杀死你的健康细胞。杀死细菌很容易，因为细菌的细胞与我们自己的不同。能杀死细菌细胞而不伤害自己细胞的毒药叫抗生素。化学疗法能毒死癌细胞，但也能毒死我们自己的其他细胞，因为他们太相似了。如果过量运用毒药，也许能杀死癌细胞，不过先已经把可怜的患者杀死了。
我们又回到了和前面一样的平衡问题：攻击真正的敌人（癌细胞）而不误伤朋友（我们自己的正常细胞），这也就是羚羊在草地里遇到的问题。
自体免疫性疾病是否可能是无数代祖先们为了抵抗癌细胞而展开的演化战所传下来的副产品？免疫系统在与癌变之前的细胞的战斗中赢得了多场胜利，使它们来不及变成恶性的。我的想法是，因为免疫系统对癌变前的细胞一直保持着高度的警惕，也许偶尔会误伤无害的组织，攻击自己的细胞——我们就说这个是自体免疫性疾病。自体免疫性疾病也许证明了生命在演化进程中不断生成对抗癌变的有效武器，会是这样的吗？
（选自《自然的魔法》，有删改）
【小题1】免疫系统出错有哪些情形？请根据文意简要概括。（4分）
【小题2】文中画线的句子分别体现了科普文怎样的语言特色？请简要分析。（5分）
【小题3】有人评价《自然的魔法》这本书“将带你去未来，给你更广阔的世界观”，本文是如何体现这一点的？请简要阐述。（6分）

本文三个主要部分，并不是简单地叙述成长的故事，而是具有深刻的科学精神内涵。阅读全文，说说从中看到哪些方面的“教育”对成为优秀科学家最为重要。