第11版(科技园地)
专栏：热点透视
黄土坡上造出小江南
谢联辉 铁铮
哀哀枯草，辽辽苍穹，昏昏四季风，这是昔日黄土高坡的真实写照。而今，通过科学利用天然降水，可使干旱半干旱地区的集水量大大增加，相当于长江以南的降水量。黄土高坡升起了绿色的希望。
一条令人兴奋的信息——我国通过科技攻关，已经能够在干旱半干旱的黄土高坡上，建造出类似江南土壤水分的小环境。
目前，干旱正在窒息着约占世界陆地面积３５％地区的经济发展。我国有５２．５％的土地处于中纬度干旱半干旱地带。干旱地区水环境研究一直是中外科技界关注的课题。我国围绕这个世界性热点展开的课题——《黄土高原径流林业合理配套技术措施的研究》，被国家列入“七五”、“八五”连续科技攻关课题。最近我们随林业部、北京林业大学组织的科技攻关阶段性检查组，来到半干旱地区的山西省方山县。
这是由北京林业大学王斌瑞教授带领的专题组用８年时间精细雕琢过的黄土高坡。他们在１５００亩干旱坡地上共建起３５０个不同类型的径流试验样方。就在这些样方中，我们亲眼看到了专题组利用径流技术解决黄土高原干旱问题的创新思路和开拓精神。
我们首先来到去年和今年种植下去的苹果、梨树样方，苹果苗成活率为９０％，梨树苗成活率为８４％。在年平均降水量为４００毫米左右的方山县，按常规在干旱山地上植树成活率一般是两三成，而采用径流技术措施后，在该地连续两年降水为两三百毫米的干旱年份，荒坡果树成活率比绿化造林成活率高出两三倍，确实是个奇迹。检查组专家观察果苗长势，估计４年可以挂果，比当地有灌溉条件的果园提前两年。
走进榆树林，检查组专家连声说：“好！好！小老树爬上了黄土高坡。”６年植的榆树高６米多，年高生长１米以上。丰水区为高大乔木的榆树，在黄土高原干旱坡地因缺水一般呈一两米高的灌木状（俗称小老树），而这里的榆树独秀，表现出丰水区的长势，又是一个奇迹。
让人更为兴奋的是刺槐林。干旱的黄土高原区本不是速生丰产林的立脚之地，在这里却出了奇迹。４年半的速生树种刺槐高达８米，与同年、同龄、按常规方法营造的刺槐林相比，生长速度提高一倍，完全可以同丰水区立地条件好的速生丰产林媲美。
透过这一个个奇迹，不能不感叹创造奇迹的径流技术具有巨大魔力。北京林业大学校长、生态学专家贺庆棠教授说，径流原本是一种常见的自然现象，一般指地表水汇集成的水流。无论是东方还是西方，历史上都有许多干旱半干旱地区人们利用径流发展种植业的记载。现在，随着地球上干旱性灾害的加剧和沙漠化土地的扩大，居住在干旱半干旱地区的人口增多，如何充分利用这些地区唯一可供使用的淡水资源——径流，就显得格外紧迫。
目前，经济发达国家对沙漠区径流技术的研究取得可喜进展。他们采用金属箔板、石油树脂、石蜡、合成橡胶等昂贵材料建造集水区，使径流农业成为一个高投入高产出的新兴产业，在以色列已经取得了令人羡慕的成就。
国家科技攻关项目“生态经济型防护林体系建设”负责人高志义教授接受采访时说，我国发展径流技术走的路线与经济发达国家截然不同，是按照生态经济学原理，科学利用有限的径流为植物生长创造一个发挥最佳效益的土壤水分环境。这个符合国情的崭新思路，“七五”期间就被国家列入科技攻关项目，“八五”继续实施。方山县试验区是这个攻关项目中的一个专题。
方山县径流技术模式主要由两部分组成，一是微型集流区，二是种植带。集流区的作用就是把降水后的径流汇集到种植带里来。建造集流区的方法一般有：保留自然坡面；将坡面杂草铲除，然后砸实、拍光；在砸实、拍光的坡面上再喷洒一层高分子化合物有机硅等。其建设面积的大小，建造材料和方法的选择，可根据该区域的长年降水量变化状况、经济实力支撑程度和种植植物生长对水量需求等综合情况来定。
从方山县试验样方对比资料来看，由于该地１０年中有六七年为旱年，一年中降水又集中在５、６、７三个月，降雨过程多以小雨为主，所以干燥的坡面基本不产生径流，暴雨一年中只有一两场，径流总量也不大。由于高效集流材料有机硅不透水，可以使很小的雨产生径流。喷洒无任何污染的有机硅建造微型集水区在这里效果好。喷洒１平方米面积有机硅需０．２８元，可管六七年。径流技术是建立在不需要人工灌溉基础上的一种科学利用天然降水的技术，可以节约灌溉设备购置费、运行费，总体上是经济合理的。
１９９２年５月至１０月，对采用３种不同方式建造的８平方米集水区进行了对比监测。当年降水量为３３１．７毫米。用有机硅喷涂的地表，产生径流量为１．６６吨（相当于长江以南的降水量）；砸实、拍光的地表，产生径流量为０．７７吨（相当于黄淮地区的降水量）；自然坡面产生径流量为０．４９吨（相当于华北沿海地区的降水量）。利用有机硅建造的集水区，还完全控制了水土流失。
高志义教授最后激动地说，方山县的试验证明，在光热资源较为丰富的干旱半干旱黄土高原，我们已经掌握了能创造江南丰水区小环境的径流技术。可以相信，径流技术将带来黄土高原的复兴。
第11版(科技园地)
专栏：
致读者
从结绳记事到今天的“信息爆炸”，人类的科学技术知识正以惊人的速度激增着。在新世纪的钟声即将鸣响的时刻，科技已广泛渗透到社会生活的每个角落。为使读者了解科技进程中的最新成果，涉猎日新月异的科技知识，探求科技发展的文化底蕴，我们开辟了这方园地。
我们力求将它办成播种“科学技术是第一生产力”这一光辉思想的园地，培养尊重知识、尊重人才社会风尚的园地，提高全民族科学文化素质的园地。
科学非儿戏，《科技园地》无疑应将科学性视为第一生命。科学也并不神秘，一个定理、一个公式无不体现着它的简单和质朴，《科技园地》将以轻松活泼的方式、通俗易懂的文字，努力为读者笔耕出一片四季如春的田园。
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专栏：科学杂谈
微观世界开始“可观”了
——浅谈纳米技术以及宏观微观的概念
石枫
近些年来，宏观、微观的名词用得广泛了，应当说是人们科学意识增强的表现。这两个名词是从物理学引来的，在社会范畴的使用大家都熟悉了，那末物理学上所谓宏观、微观是怎么一回事呢？
近代科学不仅在科学理论上而且用实验证明了原子、分子的存在，还发现了电子、质子、中子和其他基本粒子。但是，谁也没有直接看到过原子和分子。所谓微观世界其实是不“可观”的。直到本世纪８０年代初，扫描隧道显微镜的发明才使人们能直接观察原子和分子。
按物理学的定义，宏观物体是指不必考虑它的原子结构而且尺寸大到肉眼能够看到的物体，而微观世界则不能不考虑各个原子核、电子、基本粒子之间的相互作用，当然是肉眼看不见的。微观与宏观大不相同。所谓微观粒子的行为，既表现为粒子，又表现为波（这叫“二象性”），而且微观世界的物质和能量不能任意分割，只能以“量子”为单位交换和转移，适用于宏观世界的经典物理的规律，对微观世界不再适用。
物理学上宏观与微观的区分，按尺度说大致以１０的负９次幂米为界。大家知道，１米的千分之一（１０的负３次幂米）叫毫米，１毫米的千分之一（１０的负６次幂米）叫微米，那末一微米的千分之一（１０的负９次幂米），即１０亿分之一米，就到了宏观世界与微观世界的交界了，它叫“纳米”。打个比方，假如把比例尺放大１万倍，１米就比珠穆朗玛峰还高，而１微米还不到一个指头宽，至于１纳米仍然看不见。
随着科学技术的进步，人们从射电望远镜看到宇宙的范围越来越大，超过了１００亿光年。与此同时，用显微镜可以看到越来越小的物体。８０年代初扫描隧道显微镜的发明是一大突破，获得了１９８６年诺贝尔物理学奖。它的水平分辨能力达到０．１纳米，高度分辨能力更在０．０１纳米以下。这就直接看到了分子和原子。图１是硫化钼晶体中两种原子的照片。到１９９０年又发明了在扫描隧道显微镜下直接排布原子和分子的方法。美国的ＩＢＭ研究实验室能用２８个一氧化碳分子在铂表面排布成一个小人（见图２），到１９９１年就能在镍表面快速地拾起和放下一个氙原子。这就创立了所谓“纳米科学技术”。
现代科学技术发展迅速，纳米科技已经有了明确的实用前景。掌握了按需要排布单个原子能力，显然可以制作高密度的数据储存器件，其储存密度将比目前的磁盘高１亿倍。上述随意拾起和放下一个原子的方法将导致单原子构成的开关器件。还有纳米刻蚀技术，图３就是中国科学院化学研究所用自己研制的扫描隧道显微镜在石墨表面刻出的“中国”二字，笔画宽约１０纳米。目前制造超大规模集成电路的技术，最细刻线是几分之一微米，即几百纳米。而在纳米技术实用化以后，将能在一张邮票大小的衬底上记下４００万页报纸刊登的内容。这将是信息技术新一轮的革命。
我们说宏观、微观这两个术语在社会生活范围使用得越来越多是人们科技意识增强的表现，这是好事，但也带来一些误解。社会意义上使用的宏观、微观，当然不能等同于物理上的概念，社会领域至少不存在看不见的微观事物。物理学上讲的微观现象，大小在１０亿分之一米，宏观与微观区分了物质世界两个大的层次，而从社会意义上说也应当用来区分大的层次，例如，１０亿元的投放与１元钱的买卖。如果使用时把同一层次内局部和整体的关系叫做“微观”与“宏观”，在这个基础上再强调“微观搞活”，恐怕就会从认识上导致宏观失控。（附图片）
一、硫化钼的原子排列
二、分子排布的小人
三、纳米尺度上的“中国”
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专栏：
溶洞景观成因有新解
刘扬深岩溶洞穴里栩栩如生的石花、石树、石钟乳等等景观，一直认为是水中碳酸钙积淀而成。贵州省几位科学家经过５年多的考察研究，发现其成因主要是生物的建造作用。
有喀斯特王国之称的贵州省，已考察过的７００多座大中型溶洞里，洞穴景观首屈一指的数国家级旅游胜地织金洞，被誉为岩溶艺术博物馆，有“织金归来不看洞”之说。
贵州科学院等单位一批学者专家，５年来对织金洞２０多个主要景点进行了系统观察测量，发现了一些带规律性的现象。如洞口顶板上的石钟乳几乎都迎着光向外朝上弯曲；沉积物表面都长有藻类，它的内部断面有明显的纹层，有如树的年轮。
课题组成员从洞里采集大量藻类标本，经过显微镜扫描拍片，他们既发现了现生藻类中十分发育的早期沉积作用，又发现了洞穴沉积物中由藻类生物（主要是蓝藻）构成的叠层结构。
深层次研究使他们提出洞穴景观的成因主要由生物建造的新说。藻类是地球上出现极早，现今仍广泛分布的一种原始植物。为了维持生命和延续生命，每个种属的群落在占领和扩大分布区的过程中，表现出摄取营养物质的趋光性，结构上的有序性，生长上的寄生性。由于藻类具有分泌钙质的功能和捕捉、粘接微细碳酸钙颗粒的作用，经过石化成岩作用后，便形成了一个个形态各异、绚丽多姿的岩溶景观。
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专栏：科普知识
“铱星”——飞向通信新时代
八月初报载：中国长城工业总公司和美国摩托罗拉公司签订合同，决定用我国的长征二号丙运载火箭发射多颗代号为“铱星”的低轨道卫星。为了让读者了解有关“铱星”的知识，我们请有关专家作了简要介绍。
“铱星”也叫铱系统，全称为铱星全球个人移动通信系统，是通信领域一项全新的跨世纪、跨国界的科技项目。金属元素铱有七十七个环绕原子核运动的电子。铱系统原设计也有同样数目的七十七颗近地卫星围绕地球开展通信业务，所以取名为“铱”。后来设计方案更改，卫星的数目由七十七颗减少为六十六颗，其名称依旧未变。
铱系统由空间段和地面段两大部分组成。它的建立，将使用户可以通过铱系统终端在全球任何地方进行个人移动通信。该系统计划于一九九八年投入使用。
铱系统空间段由六个轨道面运行的六十六颗卫星星座组成。每个轨道面分布有十一颗卫星。利用移动的卫星来完成地面与卫星、卫星与卫星之间的通信。铱系统低轨道卫星与同步轨道通信卫星系统不同。铱系统运行卫星比同步轨道卫星离地球近得多，仅有五六百公里，对地信号很强，可以实现用手持话机通信，不需要配几米直径的抛物面天线。
地面段有关口站和用户终端。关口站是提供铱系统和用户间接口的地球站，可以使铱系统用户终端与公众电话网中任何类型电话、传真、数据终端进行通信。用户终端是为直接与卫星进行通信而设计的话音、数据传输、传真和呼叫。铱系统用户电话机的设计类似于现在陆地通信使用的无线电话机，特点是便携式和可移动。
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专栏：
上海纽约友好城市的最早牵线人
黄炎培——爱迪生
改革开放的今天，上海和纽约结为友好城市。若论起这两个友好都市的最早牵线人，还得追溯到本世纪初的两位著名人物——黄炎培和爱迪生。
早在１９１５年，巴拿马运河开通，美国举行盛大博览会，当时中国著名教育家黄炎培随中国旅美实业团前往美国参加。住在纽约的世界发明大王爱迪生得到消息后，托人请黄炎培到他的试验工厂去参观。当时黄炎培３７岁，爱迪生６２岁。老科学家在一架播音器旁对黄炎培说：“黄先生，我知道您是上海有名的人，这是我发明的播音器，请您对着播音器讲话，它就会照您的话放出来。如果上海也有这样的播音器，上海人会同样听到您这篇讲话。”
黄炎培用纯朴的浦东方言对着播音器说：“中国是东方大国，美国是西方大国，两国人民如果互相帮助，我相信大家一定会走上幸福的道路。上海是中国大商埠，纽约是美国大商埠，我愿代表中国人民提出这点希望，和敬爱的大科学家爱迪生先生在这里握一次手，祝先生长寿！”几分钟后，同样的浦东方言从播音器里放了出来。黄炎培和爱迪生都愉快地笑了。 （文斋）
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专栏：信息终端
近代物理所合成新核素钍—２３７
本报讯 中国科学院兰州近代物理研究所，最近成功地合成和鉴别了重质量丰中子新核素钍—２３７。这是近代物理研究所继去年合成并鉴别出汞—２０８和铪—１８５两个新核素以来，在世界上首次合成与鉴别的第三种新核素。
这一成果展现了在重大基础性研究方面的国际水平。
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专栏：信息终端
我首次研制成功农药高渗技术
本报讯 中国农科院气象所副研究员廖宗族率领课题组开展了农药高渗技术的研究，在国内首次研制成功农药高渗技术，现已在十几家大型农药厂推广。我国每年用药季节多半在雨季，９０％的农药都被雨水从植物和虫体外面冲到农田里流失，高渗技术可使农药在喷施后迅速渗入害虫体内，杀死害虫。 （范建 蒋建科）
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专栏：信息终端
通天河黄河结束无图史
本报讯 国家测绘局地形二队经过两年的辛勤努力，先后完成了青海省境内的通天河、黄河“南水北调”的测绘任务，为“两河”的开发利用提供了第一手现势性较强的测绘技术资料，共完成一比五万比例尺地形图三十八幅，土地面积一万五千二百平方公里。 （于萍）
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专栏：信息终端
郭雷获国际自动控制联合会青年作者奖
本报讯 中国科学院系统科学研究所青年科学家郭雷研究员在最近闭幕的国际自动控制联合会（简称ＩＦＡＣ）第１２届世界大会上，获得ＩＦＡＣ“青年作者奖”，这是中国学者第一次在国际上荣获此项大奖。
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专栏：
国内外许多洞穴都有各自的“看家法宝”，但多不如织金洞的“银雨树”名气大。这是一根高约十六米的石笋，层叠向上，状似一树。科学家在这根石笋的样品中找到了微生物。朱盛良摄