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专栏：论坛
当今世界的粮食生产战略——种子优势
陈鸿斌
美国是世界上最大的农产品出口国，其主要农产品的出口数量在世界农产品贸易中占有相当的比重。但是，目前美国在农业的出口战略上，所注重的已不是产品，而是原料——种子。今后种子战将取代西方世界的农产品战。
在农业生产中，种子的性状如何，决定着整个农业技术结构，也是制约农业生产的关键之一。因此，任何一个农业生产者，都不应忽视良种的培育。而在育种工作中，杂交又是人们广为采用并极为有效的一种手段。因为杂种比父母本长势强、抗性强，适应性也强。这不但在植物中，在动物中也是如此。如母马和公驴杂交所生的骡子，身体强壮，经济价值比马和驴都高。近年来我国杂交玉米、杂交水稻获得的丰收，也是明显的例子。这种杂种优势的遗传现象，早在十九世纪就已为人们从理论上所认识，只不过近几十年来才被大规模利用。
但是，在杂种优势的应用中，存在着一个大问题：杂种后代遗传性不稳定，容易发生分离现象并使产量下降。所以，杂种种子只能使用一次。为了育种，人们每年要花费大量人力、物力。用杂交育种法获得一个稳定的品系，往往需要七八年甚至十多年时间。
在杂交种培育中，如果植物数量少，产生的有利变异也就少，杂交的机会也相应减少。构成作物遗传基因库的植物种子的品种越多，就越能根据需要培育出多种多样的高产优质品种，品种改良也可按需要进行。如进行大规模的商业性种子生产，就能够在世界范围内大规模普及，并进而控制农业生产。在良种推广中，同样是优胜劣败，适者生存。性状差的种子必然要让位于性状优良的种子，这是不可抗拒的。如日本北海道的玉米种子在北部不能生长，后来美国的种子打了进来，其产量比日本原先的种子高出30％。这样，日本的种子就被淘汰了，美国占领了整个北海道的玉米种子市场。因此，谁能掌握母株，谁就能获得巨大的利益。
地球上食用植物共约八万种，其中大规模栽培的约有一百五十种。小麦、水稻、玉米、大豆等二十种作物占世界粮食总产量的90％。这其中任何一种作物的巨大改良，都会对市场产生重大影响。目前，各国都在加紧培育适应性强的新品种，将来沙漠小麦、极地水稻的出现，完全可能变为现实。通过发展引入新品种、开辟那些原先不适宜种植的荒地，扩大耕地面积，不仅会改变世界粮食贸易结构，而且会对国际政治产生影响。
在种子开发中，美国是早着先鞭了。它于1917年利用杂种优势培育出第一代杂交玉米。许多美国企业看准了人类不久将面临粮食危机这个趋势，不失时机地向这个领域转移，目前已有八百多家化工、医药行业的企业开始经营种子。因为这些种子的优良特性不传给后代，所以美国农民都必须向这些公司购买种子。在国际上同样如此，许多跨国公司也已参与种子经营，全世界种子市场的销售额已高达一百亿美元。
目前，美国以玉米为主，在大豆、小麦、西红柿、水稻等主要作物方面，对其原种及有关种子进行了详细的、系统的调查，通过积累信息、收集种子，培育了大量原种。从1910年到1933年，美国用于杂交玉米的研究费用为三百五十万美元，该品种于1933年投入生产后，每年都获得二亿美元的收益。杂交优势的经济效益之高，由此可见一斑。
近年来，遗传学有了急速发展，遗传工程及以它为基础的生物工艺学扩大了植物杂交的范围，产生新品种的可能性进一步增加。原先长时间才能获得的杂交种，如今在很短时间内就可获得。然而，尽管遗传工程前景可观，倘若缺乏遗传资源，却无异于画饼充饥。
为保持一种栽培植物，就应尽可能多地拥有作为其基因库的植物。人们栽培的作物远不止一两种，这样需要保持的植物数量就很大，无论多大的植物园都难以生长那么多植物，因此人们就转而收集植物种子及其标本。因此，一个国家的植物标本的拥有量，就成了这个国家植物资源学水平的主要标志。
目前，日本只有三万二千种植物标本，而且主要是日本本国的，而美国仅国家种子库就拥有十六万八千种耐病、抗寒并经自然淘汰而剩下的种子；民间种子库的拥有量更大，它们的标本还是来自世界各地的。这与美国从建国以来一直重视这项工作不无关系。苏联的数量虽不明确，但人们认为可能比美国还多。如今，各发达国家都把眼光转向了那日益减少的原始森林，以便将那些尚未调查、利用的植物在永远消失以前，将其搜集起来。
除了补充植物资源外，培养这方面的专业人才也是不可忽视的。在生物学的领域中，依赖个人经验的成分仍很大。要加强研究，就应加强理论基础。由于这方面的技术转移不是那么容易，没有一定的理论基础，从引进技术到实际运用仍需很长时间。
人们预言，下个世纪是生物学的世纪，而生物学的最大受益行业是农业，农业生产的关键是选好良种。因此，从这个意义上说，今天发达国家在这方面的争斗，只是一场前哨战，真正的好戏还在后头。
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专栏：
新型存储器件
——电视唱片
谢鹏
电视唱片是七十年代发展起来的一种存储信息的新型器件。它以存储量大和价格低廉称著于世，被列为八十年代世界电子信息科技十大开发项目之一。
激光电视唱片和光盘
激光电视唱片利用激光束读取所记录的信号。录有数字、字符、图形等信息的激光电视唱片又称光盘。如果录制的仅是声音信号，这种激光唱片叫做数字唱片。
激光电视唱片外表同普通密纹唱片相象，以直径为三百毫米的较常见，硬唱片厚度为一点一毫米。唱片基体是塑料圆盘，上面被覆一层铝质反光表面，铝膜上涂有塑料保护层。铝膜上有一圈圈由微小凹坑组成的纹迹。这些凹坑宽度不足1微米，深度仅零点一微米，纹迹间距为一点六微米。三百毫米唱片每面上有五万四千条纹迹，共有约二百六十亿个凹坑。凹坑代表着所记录的电视信号，电视唱片堪称电子微雕家的神奇佳作。
放像时，电视唱片在放像机上高速旋转（1500转／分）。纤细的激光束照在唱片的铝膜上。凹坑使反射的激光束受到调制。光电探测器从激光束中检出电信号，将电信号解码后，引人入胜的电视节目便显示在五彩荧屏上了。
激光电视唱片的播放时间，有每面三十分钟和每面六十分钟两种。每面为三十分钟的电视唱片上，每圈纹迹对应一帧图像。三百毫米电视唱片每面竟能存储五万四千幅静止图像！激光电视唱片惊人的存储量深受欢迎。出版社把书籍“印制”在电视唱片上，它的一面就可容纳整整二十二卷《世界图书百科全书》！
人们正在研究新型光盘涂料，利用材料在激光作用下光学特性的变化来实现信息存取。这些新涂料有碲硒合金、有机化合物、光磁材料等。随着技术的进步，激光电视唱片和光盘的存储密度、存储容量将得到提高，并可望实现可读可写。那时它的前景将更加广阔。
电容放像的电视唱片
利用电容来放像的电视唱片有两种：电容电子唱片和高密度电视唱片。在电容电子唱片放像机中，以电视唱片作为电容器的一个极板，唱针作为另一个极板。电容电子唱片上刻有一圈圈的槽纹。槽纹底部高低不平，与图像和声音信息相对应。播放节目时，电视唱片以每分钟四百五十转的速度旋转，唱针在槽纹上方掠过。槽纹底部至唱针金属电极间的垂直距离（即电容量）不断变化。将电容的变化转换成相应的电信号，就能重放所记录的电视节目了。高密度电视唱片也是采用电容放像原理，但把信号变成唱片上大约二百六十亿个凹坑，这一点又与激光电视唱片相似。
广阔的应用领域
电视唱片，特别是激光电视唱片和光盘，是一种存储密度高（高于缩微胶片、磁盘、磁带等）的存储器件。随着现代科学技术的发展，人类知识总量急剧增加。在“情报爆炸”的形势下，图书馆乃至很多家庭“书满为患”。把满满一书柜的藏书都存储在一张光盘上，它所节省的空间就相当可观了。
电视唱片放像机还是一种新颖的教学工具。在家庭里，可以用电视唱片教孩子学文化、做游戏；在工厂可以用电视唱片向青年工人传授技艺。电视唱片还可用于处理银行业务、提供进出口情况、介绍工厂产品、检索旅行信息等。
电视唱片放像机图像质量优于磁带录像机，而且结构简单、价格低廉。（附图片）
电视唱片放像机
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专栏：草木“百家姓”
树木中的巨人——桉树
姚文章
澳洲生长的一种名叫杏仁桉的桉树，竟有一百五十五米高，可谓世界上最高大的树木了。
桉树属桃金娘科桉树属的植物，来我国安家落户仅有八十多年历史，现在已是支族繁多，供栽培的就有二百多种。
桉树随遇而安，毫不娇气，种植后容易成活，且生长得特别快。它爱阳光、喜温暖、好潮湿。桉树躯干高大，根系发达，深扎土中，如同是一架抽水机，又好象一台蒸发器。据科学工作者测算，桉树每生长一公斤木材，耗水三百至五百公斤；在生长期，每平方米面积的树叶，每天能向天空散发出大约五公斤左右的水分。林学上曾记述这样的史实：在意大利的沼泽地孳生大量疟蚊，传播疟疾。为了消除沼泽，意大利人在沼泽地上建造了大片大片的桉树林。经过十多年，沼泽地变干，疟蚊无处繁殖，疟疾也有效地被制服。
一粒桉树种子，在中等立地条件下，十年光景，就长成一棵高二十多米、胸径四十厘米以上的大树。桉树“多子多孙”，一株树一生能结出上百万粒的种子。桉树根颈处有一木瘤，贮有大量养分，也可“养儿育女”，一株老树砍伐后，根颈可萌发几十根萌条。人们喜爱桉树，更是赞美它的木材。兰桉木建造码头，日曝水浸五十年仍可使用。
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专栏：国际科技
可分离同位素的红外激光器
日本理化学研究所不久前研制成功一种可对铀、钼、锆等重金属进行同位素分离的红外线激光器。它可将二氧化碳激光器发出的光束，通过朗曼效应移入千分之十三至十八毫米波段，从而能够很容易地分离同位素。这以前，美国的激光器的最大输出功率为一焦耳，而这种激光器却可达一点七焦耳。
该所今年还将试制高压二氧化碳激光器，然后将两者联合起来进行同位素分离。这样将能够从天然铀中分离出铀二三五，从而为生产更多的浓缩铀提供有力的工具。
（鸿斌）
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专栏：争鸣
也谈西部地区的开发
地矿部地质技术经济研究中心 何贤杰
我国西部地区的开发，存在着三个方面的优势和制约因素。一是西部地区有极丰富的国土资源，人口密度只有中、东部地区的十分之一。东、中部人均耕地面积仅一点六亩，西部人均草地面积即达八十亩，但西部地区气候干旱，水资源严重不足，使国土优势难以发挥；二是西部地区地处欧亚大陆中心，占有极为重要的战略位置，但因远离海岸，交通不便，经济文化长期处于封闭状态，因而得不到发展；三是西部地区矿产资源潜力很大，煤、石油、有色稀有金属、钾盐等远景极大，但因地质工作程度不高，已探明的储量不多，具备开发条件的矿产地更少。因此，西部地区在进入大规模开发之前，应有一个较长的准备时期，以解决上述三个制约因素，创造大规模开发的条件。从现在起到本世纪末，可称之为开发前期。二十一世纪头三十年为大规模开发期，二十一世纪四五十年代为经济飞跃期。届时，我国社会和经济发展将进入世界先进行列、西部将成为我国的新兴发达地区。
西部地区在本世纪末的开发前期，与中、东部相比，属于较低的开发层次，主要战略目标应当是：
1、大力开展基础地质工作和资源总量预测，在此基础上，选择有利地区，开展面上的第一轮矿产普查，继续摸清全区的资源面貌。
2、因地制宜地优先发展该地区具有资源远景的工业。现在就应在普查的基础上，经过技术经济论证，择优探明一批重点矿区，逐步建成一批骨干企业，成龙配套，作为今后大规模开发的基础。
3、大力发展交通运输、邮电通讯等基础设施，修建铁路公路，特别要加强与中部、东部的经济联系，形成一体化趋势。
4、大力发展科学教育事业，从东部、中部地区引进人才，进行智力开发。
5、为充分发挥西部国土资源优势，从现在起，就应组织专门队伍开展地表、地下水资源、林地草地资源调查，对高山雪水、冰川水的开发利用作出可行性研究，大力植树种草，开展有计划的绿色革命。因此，在产业结构上，应采取林牧—工业型，在发展有关工业的同时，大力发展林牧业及与之有关的企业。
下个世纪头三十年为西部地区大规模开发期，以煤炭、石油开发为中心，建成煤炭、石油、化工、有色金属四大支柱产业和发达的林牧业及相应的加工业，成为我国未来的新兴能源基地、化工基地和林牧产品基地。
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专栏：
生物学——下个世纪的主角
中国科学院生物物理所 王谷岩
近年来，国际科学界纷纷预言：二十一世纪将是生物学世纪，生物学是下个世纪的主角。
生物工程的崛起，是这一预言的有力证据。生物工程是生物学与技术科学相结合的产物，是通过技术手段，利用生物物质或生物过程，生产有用物质的一门学科。生物工程不仅有着先进的科学水平，更有广泛的实用价值。作为一门技术，它已经深入到工业、农业、矿业、化工、医药、食品、能源和环境保护等各个领域，以至诞生了一种新兴工业体系——生物工业。例如：利用遗传工程方法培育出了多种所谓“工程细菌”，用来生产药用胰岛素、生长素、干扰素、多种疫苗以及可以作为食物的单细胞蛋白。应用细胞工程发展了单克隆抗体技术，在体外分离出了多种单克隆抗体，引起了免疫学的重大革命。酶工程的发展，已经分离和提纯了多种生物酶用于生产。通过培养细胞直接长成植株，为农业发展开辟了一条新路。据不完全统计，全世界目前已有生物工程公司四五百个。生物工业的出现，正在导致传统工业结构的调整与改革，成了推动当前新技术革命的动力。利用生物工程技术，生产效率大幅度提高，也可节省能源消耗，不受地球上有限资源的限制，还可防止环境污染，其发展和应用前景可以与原子裂变、半导体和微电子技术相提并论。到本世纪末，生物工业将对世界经济的发展起到重要作用。在下个世纪，则将充分显示它的威力，起到举足轻重的作用。
几年前，联合国教科文组织在一份调查报告中指出，当前科研工作的两大特点，一是各门学科的数学化，二是生物学的飞跃发展。
理论、方法和技术的进步，是科学发展的动力。随着物理学、化学、数学向生物学的渗透，许多有远见的物理学家、化学家、数学家纷纷转向生物学课题的研究，使生物学飞速发展。遗传物质脱氧核糖核酸（即DNA）“双螺旋结构模型”的提出，是一个很典型的例证。这一模型是美国遗传学家沃森与英国物理学家克里克合作，在英国晶体衍射专家维尔金斯对D NA的X射线衍射研究的基础上提出的，它成功地说明了D NA结构与功能的分子基础，成为二十世纪自然科学发展中的一项重大突破。数理化基础学科以及信息论、控制论、计算机科学等技术学科渗透的结果，在生物学领域开拓了诸如生物物理学、生物化学、生物数学、分子生物学、量子生物学、生物信息论、生物控制论、人工智能和仿生学等分支学科。现代的生物学已经不再是描述性科学，而是一门象数理化各学科那样精确的、定量的成熟科学了。生物科学也不只是研究生物体的形态特征和生理特性，而且研究生命活动的物理和化学过程以及物理和化学因素对生命的影响；研究层次也已经向微观深入到分子和电子水平，向宏观扩展到生态系统和生物圈。
生物学正在面临着新的重大突破。自然科学中的其他学科今后最重大的突破，更多地也将产生于同生物学相结合的研究领域。科学的发展已经为生物学世纪描绘出一幅蓝图：到那时，将可以按照人类的需要改造原有物种，创造新的物种；人工智能的研究将会高度发展，将以机器替代更多的脑力劳动，使社会生活和生产更加信息化，生物计算机会普遍得到应用；将充分开发和利用生物能源，为比较彻底地解决世界能源问题做出重要贡献；还将能够满足不断增长的世界人口对食品和营养的需求，大大减少疾病，征服遗传病和癌症等疑难病症，并将从根本上保护好人类的生存环境。
生命活动是最富魅力的现象，阐明生命的本质，将使人类掌握的知识来一个重大突破。
在不同时期，自然科学各学科的发展并非齐头并进的。本世纪前半期，物理学是带头学科。进入五十年代以后，生物学则与物理学并驾齐驱，共同成为带头学科。而二十一世纪，将是生物学的鼎盛时期。