21世纪某个时候地球上CO2的水平可能增长一倍。除了全球温热和改变降雨量外,对植物的影响只能猜测。然而,美国科学家预测某些植物会比另一些植物更好地对付这种局面。
在和合作用的初期阶段,植物可以通过3-磷酸甘油酸(C3植物如翠菊——一种雏菊)或草酰乙酸(C4植物如甘蔗)作为中间代谢物把CO2固定下来。现在C4植物比C3植物更好地固定CO2,并且在水分利用方面比么植物更经济。但是,把1984年CO2的水平提高一倍时,美国科学家们发现C3型草本植物比其C4亲族能积累更多的CO2。在相同条件下,翠菊(C3植物)其叶面积、干重的增加可比得上金雀花(C4植物)。也许C4植物早已全力以赴固定CO2,而C3植物可以随着CO2水平的提高而得以改善其功能。这就意味着,在下个世纪C4作物有可能处于严重的生态劣势。
[郝军山译自New Scientist115卷1579期]
蛋白的重量按级别分布
蛋白是一些巨大的高分子,但看来,它们的重量不是随便的。更确切地说,所有的蛋白接其重量分成严格限制的级别。这一现象是苏联科学院生物物理研究所的研究员B. 科罗姆别特发现的。他将所有已知的蛋白按重量递增排成序列,从而获得了具有峰值和低谷的某一曲线。经过复杂的数学处理后,成功地弄清了重量曲线的第一峰值位于约28200道尔顿区域内,看来,这是最轻蛋白的重量。其余级别的蛋白重量同样已被计算出来。它们的平均重量等于第一个峰值乘以某一系数。最后一组的蛋白重量相等于峰值顺序号自乘二分之三次幂。现已查明,这一规律性与任何蛋白分子本身结构的任何特点无关。科学家认为,大小为28200道尔顿的蛋白重量的倍数可能正好与分子表面积大小相关。
不过,这还有一个难于猜测的问题:在一系列纯物理现象中,也可观察到以同样精确的乘方系数分组的情况。这一事实早已被B. 科罗姆别特和C. 什诺利所发现,但至今未获得任何解释。
[胡承明译自苏《知识就是力量》1987年第5期]
从水草中提炼石油
从地下挖掘出的绿色水草样本表明,现在许多湖面水域生长的这种水草是石油油田形成的重要原料之一。由于它能释放出大量的碳氢化合物,所以专家们打算在工业领域里培植。法国一专家小组证实,如果将一根水草与细菌接触,则能提炼出几滴石伸。同时还证明,细菌在呼吸时所释放出的二氧化碳是形成这些水生植物的补充食物。
[胡承明译自苏《知识就是力量》1987年第10期]
骨头的新用途
加拿大的某些公司不久将把废弃的鸡骨用于制造奶酪,一家家禽加工公司已经找到了一种分解废弃骨头的最便宜的方法,分解后的骨头形成可容纳制造奶酪及其他食品所需要的酶及细菌的一种惰性载体、他们把这种载体称为“生物骨”,这是由加拿大生物S&公司、加拿大全国科学研究委员会以及Guelph大学共同发明的。
在奶酪制造业中,凝乳酶(rennin)是把奶加工为奶酪所必需的一种酶。它价格昂贵,通常只能把它倒进奶缸一次性使用。由于天然凝乳酶供应不足,所以有些奶酪制造商就用一种真菌酶代替,该酶使奶酪发出一种难闻的气味。
如果用生物骨取代那种真菌酶清洗所含的凝乳酶的话,那么就会,把凝乳酶容纳在这种多孔型的骨头上,把奶用抽机抽经生物骨载体然后再开始奶酪加工过程。剩下的凝乳酶可以投入再使用。Guelph大学的试验表明这种酶会自然吸附于这种骨质结构上。现在研究人员正在寻求是否有可能在商业规模上使用生物骨。
[郝军山译自New Scientist 115卷1579期]
更灵巧的机器人
美国的一位工程师目前解决了一个相当复杂的数学问题,这意味着机器人能更平稳、更准确地做出高难度的动作。圣巴布拉加利福尼亚大学的Eduardo · Bayo说:“这一问题曾经困扰着许多科研人员多年,问题的解决将使机器人变得更灵活。”
Bayo解决了这一“逆动力学”的问题,计算出控制一个机械手的诸多电动机为产生一个特定的动作所必需的运动。人类是能够做出很复杂、很准确的运动,例如:很好地控制钓鱼线,使得诱饵准确地抛出。在手臂运动之前大脑要计算出每一块参加动作的肌肉所必需的运动,并布手臂摔动时指示如何运动。
对机械手来说,“肌肉”就是那些给予一定信息而且在给定时时间内必须转动的电动机,每一个电动机必须在指定的时间给予恰当的电流量。
研究人员在知道了电机是如何运动的情况下,可预计到机械手的运动状态,这就是被称为正向运动学的问题,但他们还不能反过来为产生一个特定的复杂运动,而计算出电动机所需的运动。
Bayo尝试解决机械手问题的方程与以往把机械手各部位看作刚性结构的试图是不相同的。作为一位结构工程师他率先进行了研究,把结构领域内的标准方程应用到解决这一问题。这些方法是把机械手的运动分解,考虑每一个分段。这种方法一般是应用在柔性结构上)例如:预测大楼对地震、大风的反应。
在一系列试验中,Bayo已显示了复杂的具有二个或二个以上连接点的机械手能被非常平稳地运动,在一条指定的线路上运动精度提高2%。
工程师们曾经使用红外线摄影技术控制机械手末端的位置。摄影机把信息返回计算机,通过计算机调整电动机的运动,再对机械手末端的位置作监察,重复这些步骤直至整个过程结束。这方法对有一个以上的连接点的机械手的控制不十分理想,这些运动也是很不稳的,在机械手上会产生振动。为了克服这问题,工程师们把机械手制作成很笨重、很庞大,它们不能适应多变的机器人,或在空间的使用,那些地方重量必须保持在最低限度。现在机械手能做得很轻巧,因为机械手已能非常平稳地运动。
目前,在IBMPCAT台式计算机上处理这问题需花3分钟,但Bayo希望使用更大规模的计算机去完善这一成果。这种计算机能在几分之一秒内完成整个程序。
最终这种机械手将在那些处理危险工作的机器人上应用,如间接的从核反应堆中清除废料。
[周平译自:New Scientist,1988年8月25日]