卷首语 | 大道之行 开启中国载人航天新时代

卷首语 | 大道之行 开启中国载人航天新时代

1966年，在安徽省广德县的山区，一顶如巨型蘑菇的降落伞从天而降，穿云破雾后在地面降落。当伞下吊挂的舱体打开后，一只小狗出现在人们面前，它竖起可爱的耳朵，仿佛英雄凯旋一般接受着人们的热烈欢迎。 这只小狗名叫小豹，是中国航天研究生物试验火箭的动物“乘客”。作为与人类相似的哺乳动物，它的太空之旅是否成功，对失重且高辐射的环境是否适应，细胞和基因是否受到影响等，对于中国载人航天事业都具有重要意义。

特别策划 | 载人航天 再出发 守护地球 向未来

特别策划 | 载人航天 再出发 守护地球 向未来

2024年农历春节，在距离地球近400千米的轨道上，神舟十七号乘组的3位航天员贴春联、享用年夜饭、收看春节联欢晚会，把中国空间站的第三个春节过得精彩纷呈，让无数中国人大呼心动，向往不已。 其实，在中国载人航天事业的发展过程中，还有更多闪亮的动人时刻，有说不尽的幕后故事。今天，就让我们一起来领略一下这些不可不知的真实记录吧！ 1992年 1992年9月21日，我国作出了实施载人航天工程的重

特别策划 | 走近开年第一“船”

特别策划 | 走近开年第一“船”

长征七号：空间站的“火箭专列” 从2017年4月20日，长征七号运载火箭成功发射天舟一号货运飞船以来，这是两位“老搭档”的第7次合作。 名字有深意 中国人用“长征”来命名自己研制的火箭型号，既有纪念长征这场伟大战略转移之意，也是中国航天人时刻自我警醒：在星辰大海的征途上，探索永无止境。 稳 作为我国新一代高可靠性、高安全性、无毒、无污染的中型运载火箭，长征七号运载火箭在研制过程中，是按

特别策划 | 推动空间站的“耐力小勇士”霍尔电推进系统

特别策划 | 推动空间站的“耐力小勇士”霍尔电推进系统

使用氪（kè）气、氙（xiān）气（均为惰性气体）点火的霍尔推力器（供图/杭观荣） 双环嵌套霍尔推力器点火（供图/杭观荣） 在太空中“掂掂斤两” 遨游太空，也有两种选择 航天器遨游在太空中，会在微弱的阻力和地球、月球、太阳等引力的作用下逐渐偏离既定轨道，想要在太空中执行轨道和姿态的变化，就需要空间推进系统提供相应的推力。不同于飞机、汽车、轮船上需要混合空气的发动机，空间推进系统只需利

特别策划 | 绕地飞行的太空实验

特别策划 | 绕地飞行的太空实验

在中国空间站的3个舱中，载有许多用于开展科学实验的机柜 太空中的实验室，有什么特别之处？ 2022年，随着梦天实验舱与天和核心舱完成对接，中国空间站由两舱变成三舱，这也标志着中国国家太空实验室（以下简称太空实验室）正式建成。2023年，太空实验室正式运行，目前已经圆满完成了上百项实验，取得了许多令人瞩目的成果。 航天员在空间站戴上“小红帽”，进行脑电测试实验（绘图/骆玫） 不同于地球表面

特别策划 | 数字地球：把地球搬进电脑的 “魔法”

特别策划 | 数字地球：把地球搬进电脑的 “魔法”

给地球“搬家”的第一步：收集数据 给地球“搬家”的过程中，科学家使用了一些特殊的工具，包括搭载各种传感器的卫星和飞机等，它们构成了一个庞大而灵敏的数据收集系统，就像眼睛一样，一刻不停地“观察”着地球的每个角落，收集着数据。 卫星：空中摄影师 卫星就像空中摄影师，它们高高地环绕在地球上空，不断给地球拍照。这些照片不仅包括美丽的自然风光，还有地球表面的各种信息，例如温度、气候、植被覆盖等。通

特别策划 | 地球的“热”情

特别策划 | 地球的“热”情

地球内部隐藏的宝藏 地热能的两个来源 地热能主要有两个来源，一是地球最初形成时留下的热量，二是地球内部放射性元素衰变产生的热量。 这种内部能量通过地壳岩石的热传导，以大约44太瓦（1太瓦=1012瓦特）的速率缓慢向外传递。深度每增加100米，全球平均温度就会增加约3摄氏度。不同地区因地质环境不同，地热能梯度（温度变化）也不同。 地热能应用的限制 人类很早就开始利用地热能，例如利用温泉

特别策划 | 传统塑料的“新替身”

特别策划 | 传统塑料的“新替身”

▶ 传统塑料带来的环境污染 全球战塑， 为何迫在眉睫？ 塑料是通过加聚或缩聚反应聚合而成的高分子化合物材料。传统塑料（例如基乙烯、聚丙烯）的原料通常来自石油裂解，而全球化石资源的逐渐枯竭，给传统塑料的产量带来了严峻的挑战。 ▶ 生物基高分子材料的循环（供图/刘玉飞） 同时，长期以来，传统塑料不仅消耗了大量的非可再生资源，其生产和使用过程中还会释放大量的温室气体和有害物质，对环境造成重大影

特别策划 | 用激光“围剿”大气污染物

特别策划 | 用激光“围剿”大气污染物

击穿大气污染物！ 激光诱导击穿光谱技术，别看它名字长，其实并不难懂。 什么是激光 我们在演唱会中，经常能看到五颜六色的灯光，有些就是用激光营造的舞台效果。高速公路上也有一些绿色的“防疲劳激光灯”，在夜间这些激光灯可以起到提高驾驶员的警惕性、防止疲劳驾驶的作用。除此之外，生活中我们还经常能见到激光笔、激光打印机等。 ▶ 激光诱导击穿光谱在大气探测中发挥着独一无二的作用（供图/作者团队提供

特别策划 | “驯服”爆炸的“魔法师”养成记

特别策划 | “驯服”爆炸的“魔法师”养成记

提起爆炸，很多人会把它视为危险的“反派角色”，但现实生活中，烟花绽放、火箭发射、定向爆破，就连汽车气囊弹出都与它息息相关。从事爆炸研究工作需要怎样的超凡毅力？如何才能成长为一名“驯服”爆炸的“魔法师”？快来一睹为快吧！ 一只烧杯开启的“科研”路 非常之功必得有非常之人。科学家有别于常人的异禀，并非通常人们眼中的智商天赋，而是持久而深刻的探索欲。 杨利，就是一名“驯服”爆炸的“魔法师”，近

特别策划 | 地质学家的科研日常

特别策划 | 地质学家的科研日常

地质工作者在野外绘制地质素描图 今年4月22日，是第55个世界地球日，这是一个专门为保护地球自然环境而设立的节日。 地球为人类提供了生存发展所需的一切自然资源。保护地球，首先要认识地球。地质学家可能是最了解地球的一群人，他们的科研日常就是探索地球…… 科学问题 藏身风景 身处野外，面对大自然的鬼斧神工，我们会产生由衷地敬畏和赞叹。同样的景色，地质学家的脑海中可能还会浮现一连串问题：远处的

探索发现 | 安家庄大桥永定河上的“解题高手”

探索发现 | 安家庄大桥永定河上的“解题高手”

每一座桥梁都连接着此岸和彼岸，它们是解决“跨越”这道难题的答案。每一座桥梁又各不相同，它们面临的建造难题各种各样。 在北京市，有一座正在建设的桥梁，一下子解决了好几道难题，成为新晋的“解题高手”！它就是一举跨越了河流、铁路、国道的安家庄大桥。 难题之一：跨过有“个性”的永定河 作为海河水系的最大支流，永定河是条很有“个性”的河流。它发源于黄土高原，河水含沙量大，有“小黄河”“浑河”之称；

探索发现 | 会“出汗”的超声速飞行器

探索发现 | 会“出汗”的超声速飞行器

高速飞行的飞行器，在飞行过程中会与空气剧烈摩擦，带来上千摄氏度的高温，这样的温度可以熔化或损坏飞行器。 人类通过皮肤出汗，可以带走身体多余热量，来维持体温恒定。那么，能否让飞行器模仿人体“出汗”，来解决高温难题呢？会“出汗”的超声速飞行器，能经受住高温的“烤”验吗？ 极速飞行要翻越的两座“大山” 声障 自飞行器诞生以来，人们对飞行速度的追求从未停止。当飞行器的速度达到或者超过声速时（空气中

探索发现 | 旋翼与螺旋桨的“异同”

探索发现 | 旋翼与螺旋桨的“异同”

科学微距 | 前沿

科学微距 | 前沿

已知最古老的动物性染色体来自章鱼 近日，美国的科研人员发现动物中已知最古老的性染色体来自加州双斑章鱼，它们由Z性染色体决定性别，这种染色体最早可追溯到4.5亿～2.5亿年前。 在大多数哺乳动物和一些昆虫中，性染色体决定了个体是雄性还是雌性。例如，人类女性有两条X性染色体，男性有一条X性染色体和一条Y性染色体。 科研人员分析了加州双斑章鱼的基因组后发现，其雌性有一条17号单染色体，而雄性有

科学微距 | 观点

科学微距 | 观点

“不仅能看清云中的雨量，还能看透地下万米的矿藏。” —吴一戎 中国科学院院士、中国科学院空天信息创新研究院院长 吴一戎院士 目前，新一代对地观测系统“透视地球”已经开始研制。吴一戎说：“‘透视地球’利用电磁、微波、激光和重力等穿透性、多维度、高密度的新型透视遥感探测技术，对地球物理空间、内部结构及其演变过程进行综合探测和精细分析，不仅能看清云中的雨量，还能看透地下万米的矿藏。” 据吴一戎介

科学微距 | 数字

科学微距 | 数字

20 分钟 近日，名为“盛世龙”的电动垂直起降航空器（eVTOL），从广东省深圳市蛇口邮轮母港起飞，跨越珠江入海海湾后，飞至广东省珠海市九洲港码头，将单程2.5～3小时的地面车程缩短至20分钟。据悉，这是全球首条跨海跨城的eVTOL航线首次公开演示飞行。 eVTOL又被称为“空中出租车”，它的起降无需传统机场和跑道，可垂直起飞，并能在空中转换为固定翼飞行模式，高速巡航。当日演示飞行的“盛世龙”

科学微距 | 趣闻

科学微距 | 趣闻

海洋哺乳动物存在地方“口音”差别 宽吻海豚 近日，新西兰研究人员通过研究对比当地两片不同海域宽吻海豚“口哨”后发现，这些海洋哺乳动物因生活海域不同，存在地方“口音”差别。 研究人员通过对分布在新西兰北岛东北部的大巴里尔岛和南岛南部道特富尔湾的宽吻海豚种群进行研究后发现，这两地海豚的“口哨”在发音的音调升降曲线、持续时间和结束频率上存在明显区别。这两片海域相距约1000千米，地理环境有明显差异

科学有料 | 改写微生物密码的“分子剪刀”

科学有料 | 改写微生物密码的“分子剪刀”

基因，储存着生命诞生、成长、繁衍、凋亡的全部遗传信息。2020年，2位科学家因在基因编辑技术上的发现被授予诺贝尔化学奖，这项技术就是CRISPR-Cas基因编辑技术。本期TED邀请到了2020年诺贝尔化学奖其中一位获得者——美国分子生物化学专家珍妮弗·道德纳（Jennifer A.Doudna），分享近年来该项技术在各个领域的新突破。 分子生物化学专家珍妮弗·道德纳 探求基因密码 人类的基因

学海新知 | 山溪中的黑白“精灵”

学海新知 | 山溪中的黑白“精灵”

大瑶山是广西中部的最高山脉，这片广袤的绿色土地，孕育了无数奇妙的生灵。溪流之间，有一种小鱼格外可爱，仿佛一群闲游在水里的黑白精灵。它们是谁？让我们一起来瞧瞧吧。 水中的“熊猫” 这种小鱼体色黑白分明，与国宝大熊猫的颜色十分接近，被人们称为熊猫鳅。熊猫鳅学名厚唇瑶山鳅，曾用学名为厚唇原吸鳅，是平鳍鳅科瑶山鳅属的唯一物种。虽然熊猫鳅这个名字小有名气，但在当地，它还有另外一个更接地气的称谓，叫鸡

学海新知 | 打开大豆的“衣柜”

学海新知 | 打开大豆的“衣柜”

海南省三亚市，野生大豆（前）和栽培大豆（后）在试验田的生长表现，野生大豆为蔓生，需要为它们搭起架子（供图/李艳妃） 五颜六色的“外衣” 我们勤劳、智慧的祖先们根据实际需求对野生大豆进行长期定向选择，不断选择拥有籽粒更大、炸荚率更低、产量更高等优点的大豆进行培育，改良形成了如今广泛种植在田间地头的栽培大豆。这些因人类不断筛选而呈现在作物身上的共同特征被称作“驯化综合征”，而大豆身上最典型的驯化综

艺术中的科学 | 变幻无穷的茶汤

艺术中的科学 | 变幻无穷的茶汤

在中国的非物质文化遗产中，有一种传统技艺让精美的图画脱离了纸张，浮现于茶汤之上——这便是茶百戏。它的神奇之处在于，用清水在茶汤上作画。这是如何做到的呢？让我们一起来看看吧。 用清水作画 茶百戏，又名分茶、水丹青。想要用清水在茶汤上绘出精美的图案，需要经过一系列复杂的步骤，整个流程主要可以分为下面四大部分： 调制茶膏 取碾细的茶粉放至温烫的茶盏中，向茶粉注入煮好的热水，调成茶膏 研磨茶粉

艺术中的科学 | 落叶无忧 花开无患

艺术中的科学 | 落叶无忧 花开无患

点点脑袋的小果实 我的植物创意之旅源于一颗果实，它被风吹落，砸在我的脑袋上。我捡起一看，它的外形和颜色很像龙眼，有蜡一样的质地，整体呈土黄色，对着光照的时候隐约能看见里面的核，这是无患子的果实。 无患子别名木患子，它树干通直，春天枝叶舒展、绿荫稠密，秋季果实累累、颜色很美，因此经常栽种在中国东部、南部和西南部的城市道路两侧。它的果皮中含有皂苷（gān，一种结构较为复杂的化合物，具有表面活性

兵器与谋略 | 筒长气聚 致远摧坚

兵器与谋略 | 筒长气聚 致远摧坚

鸟铳是用来打鸟的吗？ 鸟铳的另一个名字是火绳枪。它之所以被称为鸟铳，一方面因它射击精度较高，可以打中天空中的飞鸟；另一方面，是因鸟铳上安装的铳托形状似鸟喙。 别因为它可以打中飞鸟，就以为它像现代的弹弓一样小巧，其实，明朝有些鸟铳（例如合机铳）重量将近4千克。鸟铳主要由铳管和铳托两部分组成。 聚气的“灵魂”——铳管 优质材料与精湛工艺的结合 在制作鸟铳时，往往会先制作铳管。 工匠会特

兵器与谋略 | 连环计

兵器与谋略 | 连环计

民间玩具九连环，以金属丝制成圆环，套装在横版或各式框架上，并贯以环柄。各个圆环之间牵一发而动全身，想要解开，就得按照一定的顺序精密操作。而在古代战场上，几方将领你来我往中，也有如解九连环般精妙的兵法——连环计。 兵法解析 连环计是《三十六计》的第三十五计，强调通过多步骤、多环节的组合计谋来欺骗和调动敌人。通过计中有计、多计并用的周密布局，一环套一环地引发连锁反应。 连环计的出现，是中国古代兵

行知天下 | 俯听大地之心

行知天下 | 俯听大地之心

科学起航 | 曾公亮：编撰《武经总要》的军事引领者

科学起航 | 曾公亮：编撰《武经总要》的军事引领者

曾公亮，北宋著名的政治家、军事家、改革家，一位才华横溢的学者。他在政治、经济、军事、文化等领域都贡献杰出，曾参与编撰多部重要官修著作，其中，《武经总要》被誉为中国古代军事理论的集大成之作，全面记载了军事武器、火药和战术等内容，对后世产生了深远影响。 怀揣“富国利民”思想的全能贤才 曾公亮生于官宦世家，自幼心怀远大抱负。他的政治生涯始于宋仁宗时期，凭借进士身份踏入仕途。在漫长的官场生涯中，曾

科学起航 | 徐立平雕刻火药的“一把锋刀”

科学起航 | 徐立平雕刻火药的“一把锋刀”

徐立平，江苏溧（lì）阳人，国家高级技师、航天特级技师，当选2015年度“感动中国”十大人物、2021年“大国工匠年度人物”，获得“时代楷模”“最美奋斗者”等称号。从1987年参加工作开始，徐立平就一直从事极其危险的航天发动机固体动力燃料药面微整形工作，被称为“在炸药堆里工作”。 给火药整形， 靠“雕刻师”手工操作 “雕刻”火药，就是对航天发动机固体燃料药面“动刀”整形。发动机固体燃料通

生活解码 | 一道泪痕 一场泪雨

生活解码 | 一道泪痕 一场泪雨

人类以啼哭宣告自己的诞生，其后，泪水便会陪伴在我们的生活中。我们因情绪流泪，也因异物流泪。这些看起来像水一样清澈的液体，却并不“单纯”。 泪液“加工厂” 泪液，又称泪、眼泪，是由泪腺分泌的液体。泪腺位于眼眶上壁前外侧的泪腺窝内，有10～12条排泄管，开口在结膜（一层薄而透明的黏膜，主要覆盖在眼睑内面和眼球白色部分的组织之上）上，能让泪液排至眼球表面。 泪腺每时每刻都在分泌泪液，但量一般较少，

青春密语 | 自我关怀：疏导自己的力量

青春密语 | 自我关怀：疏导自己的力量

当朋友遇到挫折，我们可以很好地安慰他们；可有时，自己有了同样的遭遇，却很难像开导他人那样开导自己，甚至深深地陷入负面情绪之中。这究竟是为什么呢？ 案例 小叶是学校里的班干部，在老师和家人的教导下，她从小便乐于帮助周围的朋友，每当他们遇到生活和学习上的难题时，小叶总能贴心地予以鼓励。然而，小叶对于自己所经历的挫折却总是耿耿于怀、难以放下，时常会因此饱受困扰。明明能够很好地开解身边的同学，为

漫画科学 | 给大麦的根“充充电”

漫画科学 | 给大麦的根“充充电”

如何增加粮食产量，一直是研究人员思考的问题。近期，科学家发明了一种可以促进幼苗生长的电子土壤。 电子土壤的主要成分是纤维素（一种由葡萄糖组成的大分子多糖，为植物细胞壁的主要成分，可起到支撑作用）和一种导电聚合物。在水中，可以借助导电聚合物给大麦的根系一定的电刺激。电子土壤被加工成多孔支架，大麦的根系就在这些孔隙内生长。 培养大麦种子，待其发芽后，再将其放置在含有电子土壤的水培器皿中，让根系与电

漫画科学 | 呼吸控制的“第三只手”

漫画科学 | 呼吸控制的“第三只手”

在社会发展过程中，人类一直致力于开发和使用工具，从而让日常生活更方便。随着科技发展，可穿戴机械臂慢慢出现在我们眼前，它就像人类的第三只手，可以为我们提供更加便捷的生活、工作方式。 机械臂是一种高精度、可以模拟人类手臂运动的机械设备，具有可伸缩、旋转和抓取物体的能力。机械臂通常配有各种传感器，可以实现对周围环境信息的感知，根据传感器的反馈信息，控制系统可以进行运动规划，从而控制电机运动，调整末端执

科幻空间站 | 雨天的读心术（上）

科幻空间站 | 雨天的读心术（上）

雨天躺在宽大、厚实的床上，头顶和太阳穴贴满带着凉意的电极，上面连着密密麻麻的导线，眼前两台设备的指示灯闪着亮光，正在“嗡嗡”作响。这种场景让他有些忐忑，就像躺到了手术台上。 他对发生的一切懵懵懂懂。放学回家后，他接到邻居伯伯的电话，问他愿不愿意参加伯伯工作的实验室的项目，他们需要像雨天这个年龄段的研究参与者。雨天兴奋极了，这还是他第一次和伯伯的工作产生交集，当然不能错过这个机会。 伯伯在大门口

科幻空间站 | “耳朵”逃跑记

科幻空间站 | “耳朵”逃跑记

“啊！”一声刺耳的叫声传进耳朵，13岁的虎珂被吵醒了。她从未听到过如此巨大的声音，不禁吓了一跳。还没等冷静下来，她又发现，自己的“耳朵”不见了！虎珂慌张地在床上寻找，可就是没有。 所谓“耳朵”是一个可以减少噪声的机器，发明者是现任市长。它由纳米材料制成，可以过滤高频刺耳的声波，减少噪声对耳朵的伤害；不使用的时候，甚至可以随着旋律在空中飞舞。 虎珂下了楼，想要询问张阿姨“耳朵”的下落，没想到那声

科幻空间站 | 他心问题—科幻中的经典哲学

科幻空间站 | 他心问题—科幻中的经典哲学

读心术不仅是科幻，还是所有幻想题材作品创作中的热门概念。魔法、神力、超能力、外星人、科学实验……作者使用种种手段，都只为了一个目的——描绘一个能得知他人心中所念所想的世界。而这种想象背后，隐藏着一个人类哲学的终极问题——他心问题。 他人的心里究竟在想什么？我能相信别人说的话吗？如何证明其他人和我一样拥有真实的心灵？世界是真实存在的，还是由我这个孤独的心灵想象出来的？ 有关最后这个问题的讨论

编读互动 | “扫”掉化石燃料污染

编读互动 | “扫”掉化石燃料污染

我们生活在地球家园的怀抱中，它的每一次呼吸、每一寸脉搏都与我们息息相关，为了保护地球，我们都能做些什么呢？最近，我阅读了《清洁能源“点亮”绿色地球》（详见《知识就是力量》2022年4月刊），它解答了我的疑惑。 人类对资源的利用可以追溯到远古。那时，人们依靠木、水、风等自然资源满足生活和生产的需要。随着科技不断进步，煤炭、石油等化石能源逐渐被发现，它们的大规模应用推动着人类社会向前迅速发展。 众

编读互动 | 我的太空旅行

编读互动 | 我的太空旅行

中国载人航天技术不断发展，2050年的一天，我——一位太空旅行爱好者为了满足自己的好奇心，踏上了前往火星的旅程。 我在宽敞的船舱里，看着地球在漆黑的太空背景下一点点变小，好像我所依赖的那个家园逐渐消失在宇宙之中，留给我的只有这星际世界。船舱内几乎感受不到重力的束缚，我自由地飘浮着，与浩渺无边的宇宙融为一体。 我的目的地是火星。火星，这个我无比好奇的星球，或许在未来的某一天，它会成为人类新的家园

百问百答 | 百问百答

百问百答 | 百问百答

北京故宫（以下简称“故宫”）是当今世界上现存最完整、规模最大的木质结构古建筑群之一，是中国古代宫廷建筑的精华，也是千百年华夏文明的历史缩影。2024年2月16日，中科馆大讲堂邀请到故宫博物院研究馆员、故宫古建筑专家周乾老师，为大家解读故宫建筑里的古代智慧与传统文化内涵。 故宫的建筑属于什么类型？ 故宫建筑均属于官式建筑。官式建筑是相对于“民间”建筑而言的，通常也称为宫殿式建筑。官式建筑的建造有