目錄

卷首語

建筑多學(xué)科的藝術(shù)

建筑是關(guān)于空間的藝術(shù)，當(dāng)我們環(huán)顧周圍的建筑、回顧人類居住史時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)，建筑是凝結(jié)了地理學(xué)（氣候?qū)W、地貌學(xué)等），物理學(xué)（力學(xué)、熱工學(xué)、光學(xué)、聲學(xué)等），材料科學(xué)等多學(xué)科的藝術(shù)。 中國(guó)建筑在歷史發(fā)展中從未斷絕，延續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、藝術(shù)成就高，且其基本結(jié)構(gòu)系...

特別策劃

建筑中的學(xué)科之美

上海的東方明珠廣播電視塔，其上方的球體正好處在黃金分割點(diǎn)上，使整個(gè)建筑看起來更挺拔、美觀 物理學(xué)在建筑設(shè)計(jì)中發(fā)揮著重要作用，建筑的防風(fēng)、抗震、保溫、遮陽、隔聲……無不與物理學(xué)密切相關(guān)。 上?；ú?huì)竹藤館的屋面，使用的是一種叫作竹鋼（以竹子為...

抗震“大力士”

斗拱是中國(guó)古建筑特有的組成構(gòu)件，在許多古建筑的屋檐下，都能見到它的身影。細(xì)觀斗拱，它層層疊疊，緊密排列。富有規(guī)律的縱橫之間，暗藏著什么樣的科學(xué)智慧呢？斗與拱的進(jìn)化史 斗拱，又稱斗栱、斗科、鋪?zhàn)鞯?，是一種屋頂和屋身的過渡構(gòu)件，通常位于柱頂之上...

屋檐之上的數(shù)學(xué)密碼

走進(jìn)古都西安，歷史的烙印隨處可見。其中，陜西歷史博物館是當(dāng)之無愧的文物寶庫(kù)，其建筑外觀也彰顯著獨(dú)特的中國(guó)風(fēng)——和許多中國(guó)傳統(tǒng)風(fēng)格建筑一樣，它的屋頂被設(shè)計(jì)成經(jīng)典的凹曲屋面。為什么凹曲屋面會(huì)成為流傳千年的建筑經(jīng)典造型？這其中蘊(yùn)藏著什么科學(xué)奧秘？...

讓音符在音樂廳“舞動(dòng)”的奧秘

讓音符在空間中“舞動(dòng)” 設(shè)計(jì)師運(yùn)用建筑聲學(xué)原理（例如聲波的傳播、反射與吸收），通過對(duì)音樂廳形狀的巧妙設(shè)計(jì)、建筑材料的精心選擇、吸音結(jié)構(gòu)的合理設(shè)置，打造出能夠引導(dǎo)和控制聲音的理想空間。 如圖所示，音樂廳內(nèi)設(shè)有聲學(xué)材料及構(gòu)件，從而保障室內(nèi)良好的...

讓建筑回歸大地

建筑史群星璀璨，有的宏偉莊嚴(yán)，有的玲瓏精致，有的蘊(yùn)含著厚重的歷史，也有的代表著高科技的未來。還有一類建筑，它們根植于本土，著眼于當(dāng)下，拋卻了絢麗的外表，與當(dāng)?shù)氐淖匀?、時(shí)間、人文融為一體，因地制宜，渾然天成，這就是“在地性”建筑。從大地中來 ...

生態(tài)建筑

“生態(tài)建筑”這一詞匯的起源可以追溯到20世紀(jì)60年代，建筑師保羅·索萊里把生態(tài)學(xué)（Ecology）和建筑學(xué)（Architecture）兩個(gè)單詞合并為“Arology”，首次提出了生態(tài)建筑的理念。生態(tài)建筑是一種與自然環(huán)境相協(xié)調(diào)、可持...

在黃河入?？?邂逅多彩濕地

山東東營(yíng)被譽(yù)為“東方濕地之城”“黃河水城”，是全球首批“國(guó)際濕地城市”之一，擁有我國(guó)暖溫帶保存最廣闊、最完善、最年輕的濕地生態(tài)系統(tǒng)。 2月2日是第28個(gè)世界濕地日，今年世界濕地日的主題是“濕地與人類福祉”。讓我們走近東營(yíng)濕地，感受濕地帶給人...

揭秘濕地中的“生態(tài)醫(yī)生”

只要聽鳴叫聲，它就能分辨出是什么鳥；在人類眼中，仿佛長(zhǎng)得一模一樣的灰鶴，它卻能逐一識(shí)別；它還能和野生動(dòng)物一起遨游世界，它就是濕地中神奇的“生態(tài)醫(yī)生”！在它的幫助下，研究人員可以監(jiān)測(cè)并獲取濕地中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，對(duì)威脅濕地安全的情形進(jìn)行預(yù)警和處置。...

少年建筑師養(yǎng)成記

建筑是人類文明的重要組成部分，建筑的設(shè)計(jì)與構(gòu)造融合了科學(xué)、技術(shù)、美學(xué)和社會(huì)需求，具有獨(dú)特的魅力和影響力。 你了解建筑師這一職業(yè)嗎？如何才能成長(zhǎng)為一名建筑師呢？ 童年的偶然接觸，結(jié)緣建筑師 嚴(yán)格說來，我屬于一半教師，一半建筑師。建筑師這一職業(yè)...

博物館設(shè)計(jì)師的科研日常

走進(jìn)博物館，一件件奇珍異寶 讓我們沉浸其中。在這些展覽的背后， 是博物館設(shè)計(jì)師的精妙演繹：展品如何陳列， 場(chǎng)館的空間如何布局……這些問題充滿了設(shè)計(jì)的學(xué)問。 接下來，就讓我們一起看看博物館設(shè)計(jì)師的科研日常吧。 參加專業(yè)的研討會(huì)、與同行們交流心...

探索發(fā)現(xiàn)

給中國(guó)空間站拍張“全家福”

近日，中國(guó)空間站首次獲得高清“全家?！薄Ｍㄟ^這張“全家?！?，空間站的每一個(gè)部分都可以一覽無余。此前，我們只能通過安裝在空間站外部的高清攝像機(jī)，拍攝空間站的局部照片，或是通過與空間站交會(huì)對(duì)接的飛船的艙外攝像機(jī)，獲得比較模糊的空間站全景。你一定...

從侏羅紀(jì)游來的昆蟲

昆蟲 是世界上物種最多、分布最廣的動(dòng)物，幾乎占據(jù)了陸地生態(tài)系統(tǒng)的每個(gè)角落。約4.8億年前的奧陶紀(jì)，昆蟲的祖先成功從海洋登上陸地，并在陸地上分化出高度多樣化的類群。但你知道嗎？有極少數(shù)的昆蟲選擇了一條艱辛的道路——重回海洋，海蝽科昆蟲就是其中...

飛機(jī)的“傳感器”

飛機(jī)相對(duì)于空氣的運(yùn)動(dòng)速度叫空速，空速管顧名思義，就是用來測(cè)量飛機(jī)空速的管子。根據(jù)空速，飛行員可以判斷作用在飛機(jī)上的空氣動(dòng)力情況，計(jì)算飛機(jī)相對(duì)于地球表面的運(yùn)動(dòng)速度，從而正確操控飛機(jī)，確定飛機(jī)的飛行距離和飛行時(shí)間。 欲測(cè)空速 先測(cè)氣壓 根據(jù)運(yùn)動(dòng)...

科學(xué)微距改

前沿

三色堇與授粉昆蟲 科學(xué)家發(fā)現(xiàn)一些花朵逐漸“放棄”昆蟲授粉 近日，法國(guó)科學(xué)家指出，隨著授粉昆蟲數(shù)量的逐漸減少，一些開花植物的繁殖變得更加困難，它們正在向自我授粉的方向進(jìn)化，對(duì)昆蟲的吸引力越來越小。 研究人員發(fā)現(xiàn)，與20～30年前生長(zhǎng)在巴黎地區(qū)...

觀點(diǎn)

“時(shí)空位置信息是探索認(rèn)知宇宙與世界中物質(zhì)、能量及其性質(zhì)的鑰匙?！?—?jiǎng)⒔?jīng)南 中國(guó)工程院院士、國(guó)家衛(wèi)星定位系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心主任 劉經(jīng)南院士在近日的文章中提到：“北斗系統(tǒng)是我國(guó)自主研發(fā)的國(guó)之重器，是國(guó)家戰(zhàn)略需求和國(guó)際科技競(jìng)爭(zhēng)的重要領(lǐng)域。它的...

數(shù)字

5 億年 近日，在云南省曲靖市的一個(gè)高速公路在建項(xiàng)目施工現(xiàn)場(chǎng)，工作人員發(fā)現(xiàn)了大量古生物化石。為保護(hù)好化石，當(dāng)?shù)鼐o急暫?；貐^(qū)域的施工作業(yè)，豎起了“禁止施工”的標(biāo)牌并設(shè)置圍擋區(qū)。相關(guān)工作人員正在抓緊對(duì)化石進(jìn)行采集、認(rèn)定。 施工現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)的化石...

趣聞

全球最大蚊子工廠將在巴西運(yùn)營(yíng) 非營(yíng)利組織世界蚊子計(jì)劃（World Mosquito Program）將在巴西建造全球最大的抗病毒轉(zhuǎn)基因蚊子生產(chǎn)工廠，并于今年開始運(yùn)營(yíng)。 這種轉(zhuǎn)基因蚊子能阻止蚊子傳播病毒，是因?yàn)槠鋽y帶沃爾巴克氏菌。研究人員目前...

科學(xué)有料

自泥土和廢棄物中來

建筑師維努·丹尼爾 如今，城市已經(jīng)成了閎（hóng）宇崇樓的聚集地。建筑業(yè)飛速發(fā)展的同時(shí)，也在不斷消耗能源和資源，建筑的碳排放量逐漸成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。本期TED大會(huì)邀請(qǐng)到了印度建筑師維努·丹尼爾（Vinu D...

學(xué)海新知

埋在大地里的“香腸”

香腸我們并不陌生，但你聽說過“石香腸”嗎？在野外，地質(zhì)工作者常會(huì)在地層中看到一種獨(dú)特的“香腸”——石香腸構(gòu)造，它就像埋藏在地層中的一節(jié)節(jié)香腸。這種形態(tài)是如何產(chǎn)生的呢？讓我們聽聽地球的回答吧。石頭制成的“香腸” 石香腸構(gòu)造常見于層狀地質(zhì)體中，...

眼見不為實(shí)

人們常說，耳聽為虛，眼見為實(shí)。然而，眼見也不一定為實(shí)。當(dāng)我們的感知受到形、光、色的干擾時(shí)，再加上生理、心理等因素的影響，往往會(huì)產(chǎn)生一些與實(shí)際不符的偏差，這就是視錯(cuò)覺。如果將視錯(cuò)覺應(yīng)用到建筑或繪畫中，會(huì)造就一系列有趣而令人驚嘆的設(shè)計(jì)。讓我們通...

藝術(shù)中的科學(xué)

衡水內(nèi)畫：于方寸中現(xiàn)千里江山

衡水內(nèi)畫，是一種鼻煙壺內(nèi)壁繪畫技藝，是河北省衡水市的民間傳統(tǒng)藝術(shù)，也是國(guó)家級(jí)非物質(zhì)文化遺產(chǎn)之一。 粘躍峰超寫實(shí)主義內(nèi)畫技藝鼻煙壺作品（供圖/粘躍峰）存千里河山 內(nèi)畫鼻煙壺誕生于清代乾隆晚期，人們將其形容為“寸幅之地具千里之勢(shì)”的藝術(shù)。 按照...

水中騰出一條火龍

龍，是中華民族的精神象征。傳說中，龍神通廣大，可以上天入海、呼風(fēng)喚雨。明朝時(shí)，人們根據(jù)龍的形象制造了一種武器，它也被認(rèn)為是二級(jí)火箭的鼻祖，它就是火龍出水。 這條火龍長(zhǎng)什么樣？ 火龍出水由“火”“龍”“水”3部分組成。它們分別有什么含義呢？又...

從歷史中走來的錯(cuò)金銀云紋銅犀尊

犀牛是一種生活在熱帶草原和叢林中的珍稀大型野生動(dòng)物，目前僅存于南亞和非洲。然而，在距今7000～3000年的中國(guó)大地上，野生犀牛曾成群結(jié)隊(duì)地出現(xiàn)過?，F(xiàn)收藏于中國(guó)國(guó)家博物館的錯(cuò)金銀云紋銅犀尊，就是古代匠人通過觀察真實(shí)的犀牛制作而成的。我們來看...

兵器與謀略

海上“救護(hù)車”

潛艇救援艦如同海上救護(hù)車，是海軍重要的保障艦艇。中國(guó)擁有哪些潛艇救援艦？它們有哪些救援裝備？又是如何在深海展開救援的呢？ 什么是潛艇救援艦 潛艇是能夠在水下運(yùn)行的艦艇。但時(shí)至今日，潛艇救援仍然是世界公認(rèn)的難題。如何保障潛艇在訓(xùn)練和作戰(zhàn)時(shí)的安...

以逸待勞后發(fā)制人的韜略

兵法解析 以逸待勞，《三十六計(jì)》的第四計(jì)，是一種后發(fā)制人的韜略。中國(guó)古代名將面對(duì)氣勢(shì)正盛的敵人時(shí)，會(huì)先以守勢(shì)養(yǎng)精蓄銳，用防御消磨敵軍的士氣，形成體力和精神狀態(tài)上的優(yōu)勢(shì)，待敵軍疲于奔命時(shí)，再審時(shí)度勢(shì)，尋找有利戰(zhàn)機(jī)，后發(fā)制人、一舉破敵。 以逸待...

行知天下

走！去看青藏高原上的奇妙蘑菇

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科學(xué)起航

楊廷寶:煙雨南京中的建筑傳奇

楊廷寶（1901年1月1日～1982年12月23日），字仁輝，河南南陽人，中國(guó)杰出的建筑學(xué)家和建筑教育家，中國(guó)科學(xué)院學(xué)部委員（院士）。他是中國(guó)近現(xiàn)代建筑學(xué)科和建筑教育的奠基者之一，致力于將民族風(fēng)格與現(xiàn)代主義建筑相融合。在建筑界，他與梁思成并...

劉更生:一藝一道，一生一事

“心無旁騖，制心一處”。京作硬木家具制作技藝是中國(guó)國(guó)家級(jí)非物質(zhì)文化遺產(chǎn)，而它的代表性傳承人之一劉更生，更是積極投入相關(guān)的研究和修復(fù)工作中，保護(hù)、發(fā)揚(yáng)了傳統(tǒng)文化，榮獲全國(guó)五一勞動(dòng)獎(jiǎng)?wù)隆⒈本┦袆趧?dòng)模范、2021年“大國(guó)工匠年度人物”等殊榮。 刀...

溯科學(xué)之源 創(chuàng)未來之新“科行創(chuàng)新獎(jiǎng)”培養(yǎng)計(jì)劃正式啟動(dòng)

楊維才院士（右一）為獲獎(jiǎng)選手頒獎(jiǎng) “書山有路勤為徑，學(xué)海無涯苦作舟?！睘榧ぐl(fā)青少年的好奇心、想象力、探求欲，培養(yǎng)具有科學(xué)家潛質(zhì)、愿意獻(xiàn)身科學(xué)研究事業(yè)的青少年群體，北京中科科教發(fā)展基金會(huì)在第37屆全國(guó)青少年科技創(chuàng)新大賽中，資助設(shè)立了專項(xiàng)獎(jiǎng)——...

生活解碼

電與磁的生熱“魔法”

電與磁似一對(duì)形影不離的好兄弟，它們相伴相隨，互相影響。在它們的作用下，許多物理現(xiàn)象就此誕生。讓我們一起來看看，電與磁是如何交織生熱的吧！ 電生磁，磁生電，而后因電阻生熱 或許你還記得，在2024年1月的《知識(shí)就是力量》雜志中，我們做過一個(gè)有...

青春密語

少年，別在白日夢(mèng)里深陷

案例 小涵是一名剛剛升入初中的學(xué)生。最近，她發(fā)現(xiàn)自己總是沉浸在不著邊際的幻想之中：她幻想自己見到了崇拜的明星，和他們互動(dòng)交流；甚至幻想自己也成了明星，手捧鮮花，老師和同學(xué)都為她鼓掌……與此同時(shí)，小涵變得討厭學(xué)習(xí)，聽不進(jìn)課，總想請(qǐng)假不去上學(xué)。...

漫畫科學(xué)

給裸蛤吃點(diǎn)小“零食”

裸蛤（ɡé），學(xué)名船蛆，是一種喜愛鉆木頭的海洋穿孔貝類，屬雙殼綱。世界環(huán)境不斷變化，利用陸上的廣闊空間和更先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備飼養(yǎng)海產(chǎn)品、大力發(fā)展離岸海水養(yǎng)殖，不僅標(biāo)志著技術(shù)的飛躍，還是水產(chǎn)經(jīng)濟(jì)的新未來。因此，科學(xué)家開始研究如何高效養(yǎng)殖...

隔空打印的超聲波墨水

科學(xué)家發(fā)明了一種超聲波墨水，用來實(shí)現(xiàn)生物深層組織的3D打印。它在吸收超聲波后，能夠凝固成各種形狀和結(jié)構(gòu)的打印制品。超聲波是一種波長(zhǎng)極短的機(jī)械波，由于它能夠穿透比光波大百倍的深度，在醫(yī)學(xué)、工業(yè)上有很多應(yīng)用。這種能被超聲波控制的新型超聲波墨水可...

科幻空間站

月球除夕

任務(wù) 地球時(shí)2060年2月1日，農(nóng)歷臘月二十九，除夕，己卯兔年的最后一天。 18時(shí)，我正在紫竹林農(nóng)場(chǎng)追兔子。我撲過去一把揪到兔子的耳朵，把它拎起來笑話道：“還跑！一會(huì)兒把你紅燒了，給年夜飯加個(gè)葷菜！” 突然耳朵疼痛起來，我側(cè)過頭，原來是紫竹...

時(shí)光方糖

天上的飛機(jī)發(fā)出刺耳的“尖叫”，磁懸浮汽車從我身邊“轟隆”駛過。我低著頭，不知道要走到哪里去，心里只想著我的小狗麥茜——它剛剛因車禍?zhǔn)チ松?“砰”的一聲，我撞到了一個(gè)人，抬頭一看，是一位面容和藹的老奶奶。見我一臉悲傷，她低聲問：“小姑娘...

小故事如何展現(xiàn)好創(chuàng)意

想要?jiǎng)?chuàng)作科幻作品，要從一個(gè)好的創(chuàng)意點(diǎn)出發(fā)。阿瑟·克拉克（英國(guó)科幻小說家）的《2001太空漫游》，從“人類的進(jìn)化受到了外星文明的影響”出發(fā)；菲利普·K·迪克（美國(guó)科幻小說家）的《仿生人會(huì)夢(mèng)見電子羊嗎？》，以“未來...

編讀互動(dòng)

因地制宜的建筑風(fēng)光

中國(guó)幅員遼闊，各個(gè)地區(qū)之間的環(huán)境差異巨大。自古以來，人們?yōu)榱俗屔罡孢m，都會(huì)因地制宜改造自己的居住環(huán)境，其中，我認(rèn)為最重要的部分就是房子。 苗族是一個(gè)古老的民族，他們的祖先可以追溯至上古時(shí)期（夏朝以前的時(shí)代）的苗蠻族。后來，苗族人不斷遷徙...

小榫卯，大智慧

悠悠歷史、千年文明，朝代更迭中，多少建筑屹立不倒。以前，我覺得古建筑古老、優(yōu)美，但又有些殘破。去年，我和媽媽一起去故宮博物院參加活動(dòng)，聽到了老師的一席話—— “立在磚石基座上的柱、梁、枋（音fāng。比梁小的木材，不能獨(dú)立受力，起增強(qiáng)構(gòu)架的...

百問百答

百問百答

氫能，因其出色的特點(diǎn)，被譽(yù)為“21世紀(jì)的終極能源”。然而，氫能的生產(chǎn)和利用，離不開新能源材料的技術(shù)發(fā)展。2023年12月30日，中科館大講堂邀請(qǐng)到北京化工大學(xué)教授向中華老師，帶我們一同走進(jìn)新能源材料的神奇的界。 氫能為什么備受青睞？ 氫能具...

一卷在手 學(xué)科全有

教育部印發(fā)《義務(wù)教育課程方案和課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》，提出4個(gè)跨學(xué)科概念和13個(gè)學(xué)科核心概念，以及倡導(dǎo)讀科學(xué)家故事，學(xué)習(xí)科學(xué)家精神。本刊攜手權(quán)威科學(xué)家、一線科研工作者，緊密結(jié)合教育部新課標(biāo)中的核心內(nèi)容，將本期內(nèi)容聚焦數(shù)學(xué)、物理、生物、地...