②超高压灭菌是以水或其他流体传导压力的。一标准大气压大约是0.1兆帕,超高压灭菌的压力一般是100~1000兆帕(即1000~10000个大气压),相当于一个指甲盖承受成吨的重量。在强大的压力下,细菌的微观结构会发生变化。比如,大肠杆菌在40兆帕压力下长度会变长5~10倍,导致细胞壁、细胞膜的通透性发生变化,最终会破裂死亡。超高压还会导致蛋白质结构的变化,破坏细菌体内的生物酶,进而破坏正常代谢功能以及DNA、核糖核酸等遗传物质的复制,导致细菌死亡。
③与传统热杀菌相比,超高压灭菌有很多优点。由于压力传导可以瞬间完成,且不受食物的形状、大小限制,因此它高效、快速,且杀菌效果均匀。
④超高压灭菌技术最适合对果汁饮料、浓缩果汁和果酱等液体进行灭菌。以酸性果汁为例,引起腐败变质的常常是酵母菌、霉菌和部分腐败细菌。而在400兆帕压力下处理10分钟,酸性果汁便可达到商业无菌状态,即使在室温条件下存放数个月也无任何腐败变质现象。其他研究中,草莓汁、菠萝汁、桑葚汁、荔枝汁、芒果汁、猕猴桃汁等,一般在300~500兆帕压力下就能达到商业无菌标准。
⑤食物常常在热加工面前“黯然失色”,超高压却不破坏食物中的天然色素。热杀菌工艺还会改变食物的香味成分,而超高压处理则不会对食品的香味有影响。食物中的营养物质,尤其是维生素类物质,容易在热杀菌过程中损失,而超高压处理则较少破坏食物的营养物质,比如维生素C大约能保留95%左右。超高压处理能最大限度地保留食物的色泽、风味和营养,这是它与超高温灭菌相比最大的优势。
⑥此外,超高压处理的能耗更低,且没有污染排放,更符合现代环保的要求。
⑦超高压技术还可用于食物的快速冷冻和解冻,通过改善冰晶形成的过程,可以避免食物口感变差。经过超高压处理的肉类会变得松软可口,可以起到一定的嫩化作用。超高压也能改变蛋白质和多糖的凝胶特性,在淀粉类、奶酪等食品中已经有一些尝试性研究。总之,超高压技术的潜力还没有完全被开发,期待未来会有更多的新进展。
恐龙无处不有
阿西莫夫
①不同科学领域之间是紧密相连的。在一个科学领域的发现肯定会对其他领域产生影响。
②例如,在1986年1月,阿根廷南极研究所宣布在詹姆斯罗斯岛发现了一些骨骼化石。该岛是离南极海岸不远的一小片冰冻陆地,非常靠近南美的南端。这些骨头毫无疑问属于鸟臀目恐龙。
③在地球的其他大陆上也都发现有恐龙化石。这些古老的爬行动物在南极的出现,说明恐龙确实遍布于世界各地。
④如果把这个发现与南极大陆联系起来,这比仅考虑恐龙来说重要得多。恐龙如何能在南极地区生存呢?恐龙实际上并不适应寒冷的气候,但1986年在南极确实发现了这种古老的动物的化石。
⑤恐龙不可能在每一块大陆上独立生存,那么它们是如何越过大洋到另一个大陆上去的呢?
⑥这一问题的答案是:是大陆在漂移而不是恐龙自己在迁移。几十年前,人们发现地壳是由一些紧密拼合在一起但又在缓慢运动的大板块构成的。一些板块被拉开,而另一些则挤压在一起,一个板块也许会缓慢地向另一板块下面俯冲。“板块构造”理论很快为地质界几乎所有的问题提供了答案,如火山、地震、岛屿链、海洋深渊等等,这些在以前一直是不解之谜。
⑦可以这样比喻,板块背上驮着许多大陆,当板块向一个或另一个方向运动时,大陆也随之一起运动。每隔一段时期,板块会将所有的大陆汇聚在一起,地球此时仅由一个主要陆地构成,称为“泛大陆”。当板块继续运动时,大陆又重新被分离开。
⑧在四十多亿年的地球发展史中,泛大陆形成和分裂过多次,最后一次完整的泛大陆大约是在2.25亿年前形成的。这个泛大陆存在了数百万年以后,又开始显示出破裂的迹象。
⑨早期恐龙在那时已经开始出现,并且有机会分散到泛大陆的各个地方。所有陆地似乎都处在热带和温带环境内,所以恐龙可以在泛大陆的不同地区舒适地生活。
⑩大约在两亿年前,泛大陆分裂出四部分。北部就是现在的北美、欧洲和亚洲,南部是由现在的南美和非洲构成,最南部是现在的南极洲和澳大利亚,印度是剩余的一小部分。
当大陆相互分离时,每一个大陆都携带着自己的恐龙而去。到6500万年以前,由于这样或那样的原因,所有的恐龙都灭绝了,大陆也已完全分开。现在的每一个大陆都有自己的恐龙化石。
南极也有自己的恐龙、两栖动物和其他在恐龙时代繁盛的植物和动物。然而,这些生物的命运比其他同类要悲惨得多,因为板块把它们向南携带到了极地。大约经历了一亿年,气候逐渐变冷,植物慢慢越来越稀少,动物的种类和数量也大量减少。气候变得越来越寒冷,夏天短而且冷,最后成为冰天雪地。
位于南极中心部位的南极洲是全球的大冰箱,地球上所有冰的十分之九都在南极冰盖。那里的冰有数英里厚,覆盖着丰富的化石。如果南极的冰雪层再薄一些的话,我们就可以找到它们。
因此,南极洲恐龙化石的发现,为支持地壳在进行缓慢但又不可抗拒的运动这一理论提供了另一个强有力的证据。
人类是唯一会脸红的动物
①人类是唯一会脸红的动物,达尔文把这一行为称作“最独特和最具人类特征的表情”。达尔文早在研究进化论时就已注意到这个问题了。他发现,不论是哪个国家、哪个民族的人,在感到难为情时都会面红耳赤,而包括一些灵长类在内的高级动物却不会出现脸红。达尔文解释不了这种奇怪的现象。著名生物学家、美国埃默里大学的弗朗斯·德瓦尔教授也把脸红描述为“进化史上最大的鸿沟”之一。他说:“我们是唯一在尴尬情境下或者谎言被揭穿时脸会变红的灵长类动物。”可是,为什么我们需要这种表达内心情感的信号呢?
②科学家经过研究发现,脸红是由人的大脑决定的。当遇到特殊刺激时,人们通过眼睛、耳朵等感受器官把刺激信号传给大脑皮质,而大脑皮质的一个重要的作用就是刺激肾上腺,而肾上腺受到刺激,就会分泌出肾上腺素。肾上腺素在体内由酪氨酸转变而来,它的作用的特点是,少量分泌时能够使血管扩张,尤其引起脸部的皮下小血管扩张;可是大量分泌肾上腺素的时候,反而会使血管收缩。当外界刺激比如害羞等信号传入大脑的时候会分泌少量肾上腺素,就引起面部血管扩张,血流增加,血的颜色是红的,所以容易引起心理性脸红。
③科学家认为,如果用“险恶、野蛮和无礼”来描述人类早期社会是正确的话,那么冒犯是可能导致暴力冲突的。结果,人类就发展出了表达歉意的方法,以告诉别人他们为自己所做的事而感到后悔。
④想想你们家那条狗的表现,当它在你的院子里刨坑被你发现时,它就在地上打滚。你的狗躺在地上向你展示它的肚子,告诉你它不想在此时挑战你的愤怒——这是痛悔的表示。对大多数人来说,很难对一条在地上翻滚的狗继续保持愤怒。与此类似,脸红可能是人为自己的错误行为而懊悔的标志。通过脸红,我们可以告诉别人我们认识到了自己做得不对,我们正为此付出代价。而此时看到我们脸红的人则可以了解我们在那一刻所经历的不快感受,脸红也许就是我们对所犯错误表示歉意的身体语言。
⑤当然,对人类来说,语言才是最主要的交流方式。但是语言是受意识控制的,可以进行欺骗,而不受意识控制的脸红却能透露真实的想法。这些想法有时是你想用语言掩饰的。脸红发出的信号有时甚至比语言还要准确。脸红会让人们的撒谎变得困难。因此脸红使人类保持诚实可信,促使群体更团结。
⑥在哺乳动物中,只有灵长类具有三色视觉,能够看到由三原色组成的彩色世界,其他哺乳动物都是色盲。如牛、羊、马、狗、猫等,几乎不会分辨颜色,反映到它们眼睛里的色彩,只有黑、白、灰3种颜色,如同我们看黑白电视一样单调。感谢造物主让人类有一双最敏感的眼睛,也只有这双眼睛才能捕捉到脸红的信息。
(节选自《课外阅读》)
材料一:一次作业检查中,有几名同学因未完成作业而受到老师的批评,其他同学都涨红了脸,只有多次欠交作业的甲同学面不改色。
材料二:乙司机在开车时不小心撞倒行人,下车后脸色惨白。
“北斗”这样影响我们的生活
①在去年10月1日天安门广场的盛大阅兵式上,来自32个装备方队580台车辆,以整齐划一的行进速度,前后左右一致的车距,给人留下了深刻印象。这背后的“秘密武器”就是北斗卫星导航系统,它可以保障32个方队整体车速控制在10千米/小时,骑线偏差不超过1厘米,厘米级的定位精度已赶超世界先进水平。
②作为中国自主建设运行的全球卫星导航系统,“北斗”的建设发展,实施了“三步走”战略。2000年,我国建成了北斗一号系统,为中国用户提供服务。2012年底,建成了北斗二号系统,为亚太地区用户提供服务。2020年6月23日,北斗三号全球卫星导航系统最后一颗组网卫星成功发射,完成星座部署,将为全球用户提供高精度服务。
③北斗卫星导航系统已经在很多行业得到了广泛的应用,它正在改变着大众的生活。
④导航卫星的精确定位功能可广泛用于农场规划、田间测图、土壤取样以及肥料、杀虫剂的使用等方面,助力精细农业增产。例如,它能够提升农药、肥料使用的精度,同时更好地控制化学物质的扩散,从而降低成本、扩大产量,建设环境友好型的新农场。据估计,卫星导航技术带动的平均增产可以达到10%,平均成本能够降低15%。
⑤交通运输方面,北斗系统应用于重点运输过程监控、公路基础设施安全监控、港口高精度实时定位调度监控等领域。截至2019年底,国内超过650万辆营运车辆、3万辆邮政和快递车辆,36个中心城市约8万辆公交车、3200余座内河导航设施、2900余座海上导航设施已应用北斗系统,建成全球最大的营运车辆动态监管系统。
⑥它也是工程建设的利器。盖高楼时,用“北斗”终端可随时测量楼房歪不歪;在挖山洞或地铁隧道时,用“北斗”终端就不用担心掘进时出现错位。它大大提高了工程建设的生产力。
⑦此外,它还在海洋渔业、水文监测、气象测报、救灾减灾和公共安全等领域得到广泛应用,产生了显著的经济效益和社会效益。
⑧北斗卫星导航系统应用广泛,源于它功能强大。
⑩北斗系统的定位能力从以前的10米到5米,进一步提高到厘米级。例如将美国GPS定位终端升级为北斗高精度定位终端,轨道交通车辆的定位误差会大幅度降低。
北斗系统还独创了短报文通信服务。在应急情况下或是没有移动通信信号的区域,装有北斗短报文模块的北斗终端可以通过短报文进行紧急通讯。北斗三号卫星导航系统更进一步提升了这种能力,其信息发送能力从原来的一次120个汉字,提升到一次1200个汉字,通信带宽从50万用户提高到500万用户。
过去,虽然我国厂商生产的产品集成了北斗系统,但产品被卖往的有些地方不能享用北斗服务,产品服务和能力被降级。现在,北斗三号全球卫星导航系统将服务范围首次扩展至全球。对有机会在全球范围内销售的产品来说,将有北斗二号、北斗三号两套系统同时为其提供服务,稳定性、可靠性大幅度提升。目前,各行各业都在全面布局北斗产业。
随着北斗全球系统的全面建成,“中国北斗”真正成为了“世界的北斗”,将进一步造福全球,更加广泛而深刻地影响人们的生活。
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