二十二 神奇的极光
曹冲
一、作者简介
曹冲，当代科学家，科普作家，著有《极光的故事》。
二、极光释词
极光（aurora）常常出现于纬度靠近地磁极地区上空大气中的彩色发光现象。一般呈带状、弧状、幕状或放射状。这些形状有时稳定有时作连续性变化。极光是来自太阳活动区的带电高能粒子（可达10千电子伏）流使高层大气分子或原子激发或电离而产生的。由于地磁场的作用，这些高能粒子转向极区，故极光常见于高磁纬地区。在大约离磁极25°～30°的范围内常出现极光，这个区域称为极光区。在地磁纬度60°～45°之间的区域称为弱极光区，地磁纬度低于45°的区域称为微极光区。极光的下边界的高度，离地面不到100公里，极大发光处的高度为110公里左右，正常的最高边界为300公里左右，在极端情况下可达1000公里以上。根据近些年来关于极光分布情况的研究，极光区的形状不是以地磁极为中心的圆环形，而是更像卵形。极光的光谱线范围约为3100～6700埃。其中最重要的谱线是5577埃的原子氧绿线称极光绿线。极光的出现同磁暴、地冕、太阳风和宇宙线有关，因而也同太阳活动有关。早在两千多年前，中国就开始观测极光，此后有丰富的极光记录。
（选自《中国大百科全书•天文学》，中国大百科全书出版社1980年版）
三、课文讲解
全文由三部分组成。从“古老的神话传说”说到“极光一瞥”，再说到“极光的来龙去脉”，是围绕怎样的话题按照怎样的顺序展开说明的呢？　　　　　　　
　　
说明顺序：人类认识极光的过程说明核心问题：极光是什么。
（一）分析文章第一、二部分
阅读第一部分，请用两三句话说说古代的中外神话传说中“极光”是什么；
阅读第二部分，也用两三句话归结一下，近现代人观察到的“极光”又是怎样的呢？有着怎样的特点？
　　　　
（二）重点研究第三部分
（1）本段主要运用的说明方法是什么?
明确：打比方。
（2）它是怎样打比方的呢?
明确：用电视机的成像原理来比方极光的显示运动原理。
（3）电视机的成像需要哪些条件、要素?
明确：电视显像管、电子束、电视屏幕。
（4）形成极光的三大要素又是什么呢?
明确：磁层、太阳风粒子、极区大气。
四、重点、难点分析
1．本文引述了哪几种古老的神话传说，引述的角度有什么不同？
明确：文中共写了三种古老的神话。
附宝感极光而孕黄帝；
《山海经》中关于触龙的记载；
西方伊欧斯的传说。
从东西方两种文化背景、两个角度来描绘极光。
2．本世纪60年代以前，人们对极光的成因有那些推测？
明确：在相当长一段时间内，人们一直认为极光可能是由以下三种原因形成的。
一种看法认为极光是地球外面燃起的大火，因为北极区临近地球的边缘，所以能看到这种大火；
另一种看法认为，极光是红日西沉以后，透射反照出来的辉光；
还有一种看法认为，极地冰雪丰富，它们在白天吸收阳光，贮存起来，到夜晚释放出来，便成了极光。总之，众说纷纭，无一定论。
3．现在的科学研究认为，形成极光的三个必不可少的条件是什么？
明确：现在人们认识到，极光一方面与地球高空大气和地磁场的大规模相互作用有关，另一方面又与太阳喷发出来的高速带电粒子流有关，这种粒子流通常称为太阳风。由此可见，形成极光必不可少的条件是大气、磁场和太阳风，缺一不可。
4．本文哪些部分是描写，哪些部分是说明？
明确；在文章第一部分关于极光的古老传说部分是描写，比较生动的描写是文中第一自然段。
文中其余部分是简洁的说明。
五、文中运用的说明方法及运用特点分析
本文是一篇通俗易懂的科普说明文，记叙、描写、说明浑然一体，并运用下定义、举例子、分类别、打比方等多种说明方法使文章严格遵循科学的原理，语言简洁、平实，浅显易懂，使人获得科学知识的同时，还能得到某种思想感情的陶冶和艺术上的享受。
（1）打比方：就是借助于打比方来说明事物。作用在于把陌生的事物，说成读者熟悉的事物，把深奥的事理说成浅显的事理。
在说明极光的形成原理时，作者用恰当的比喻，避免了枯燥的说明，使文章通俗易懂。
地磁场分布在地球的周围，被太阳风包裹着，形成一个棒槌状的腔体，它的科学名称叫做磁层。为了更形象化，我们打这样一个比方。可以把磁层看成是一个目大无比的电视显像管，它将进入高空大气的太阳风粒子流汇聚成束，聚焦到地磁的极区，极区大气就是显像管的荧光屏，极光则是电视屏幕上移动的图像。但是，这里的电视屏幕却不是18英寸或24英寸，而是直径为4000公里的极区高空大气。通常，地面上的观众，在某个地方只能见到画面的l/50。在电视显像管中，电子束击中电视屏幕，因为屏上涂有发光物质，会发射出光，显示成图像。同样，来自空间的电子束，打入极区高空大气时，会激发大气中的分子和原子，导致发光，人们便见到了极光的图像显示。在电视显像管中，是一对电极和一个电磁铁作用于电子束，产生并形成一种活动的图像。在极光发生时，极光的显示和运动则是由于粒子束受到磁层中电场和磁场变化的调制造成的。
（2）举例子：举例子是以具体的简单的事物说明抽象的、复杂的事物。它的作用在于把抽象的具体化，把复杂的简单化。
在古代，我国没有极光这个词，所以是根据极光不同的形状差异分别加以称谓，如叫作“天狗，刀星，蚩尤旗，开天眼，星陨如雨”等，它们大部分散落在史书的星象、妖星、异星、流星、祥气的记载中。
（3）分类别：分类别说明就是将被说明的对象，按一定的标准划分成不同的类别，一类一类地加以说明。分类别说明的作用在于理清头绪，具体说明。
毫不夸大地说，在世界上简直找不出两个一模一样的极光形状来，从科学研究的角度，人们将极光按其形态特征分成五种：一是底边整齐微微弯曲的圆弧状的极光弧；二是有弯扭折皱的飘带状的极光带；三是如云朵一般的片朵状的极光片；四是面纱一样均匀的帐幔状的极光幔；五是沿磁力线方向的射线状的极光芒。
（4）下定义：就是用简洁明确的语言揭示概念的内涵。
极光是天空中的一种特殊的光，是人们能用肉眼看得见的唯一的高空大气现象，它常常出现在南北半球的高纬度地区，主要是在南极区和北极区。
 
二十三海洋与生命
童裳亮
一、作者简介
童裳亮，教授，1936年生，浙江临安市人。1961年毕业于山东海洋学院生物系，并留校任教。
二、理解科学名词
（1）化石，古代生物的遗体、遗物或遗迹埋藏在地下变成的跟石头一样的东西。
（2）石莼、浒苔、礁膜，都是绿藻。石莼，一作“石蓴”，亦称海白菜。浒苔，也叫“苔条”。礁膜，又叫石菜、绿紫菜。三种藻类植物，晒干以后都可以使用。
三、课文分析
浩瀚的海洋是生命的摇篮，生命的发展进化，须臾离不开海洋，这就是海洋与生命的基本关系。作者在说明时，首先是证明了海洋是生命的摇篮这一基本事实，然后分析了生命在海洋里诞生的四个原因，这就不仅讲清了事物的特征，还讲清了事物为什么具有这样的特征，指出了事物的内在联系，使文章不仅有一定的广度，而且有一定的深度。
全文由三个小标题天然区分为三部分。
1、第一部分(“浩瀚的海洋”部分)，概述海洋的深广。
这一部分共五段，可分为三层：
第一层(1—3段)，说明海洋之大。
文章开头以形象的语言，生动地描述了海洋美丽的景象，以具体数据，采用作比较的说明方法，突出了海洋之辽阔，这样写能够启发读者的想象，引起读者的阅读兴趣。
第二层(第4段)，说明海洋之深。
运用列数字和作比较的说明方法，将海洋的平均深度与大陆的平均海拔高度相比，并大胆想象“如果把整个地球表面铲平”，“如果将珠穆朗玛峰移到马利亚纳海沟”，两个假设句的运用，使读者对海洋的深度留下了深刻的印象。
第三层(第5段)，小结，用比较句式突出海大水深。
这一部分概括说明了海洋既大且深，为后文说明海洋是生命的摇篮，是天然的“牧场”打下基础。正因为海洋深广才孕育了生命，成为生命的天然“牧场”。
2、第二部分(“生命的摇篮”部分)，说明海洋是生命的摇篮。
这一部分共十二段，可分为三层：
第一层(1—3段)，说明生命在海洋里诞生和发展的过程。
首先指出人类把陆地看作故乡，但很远的祖先却生活在海洋里，因为原始生命是在海洋里诞生的，时间是“大约在三十二亿年以前”；接着阐述了原始生命诞生的意义，“像一声春雷，打破了地球的死寂，开辟了地球历史的新纪元”；
然后说明了原始生命发展的两个方向：一是动物，一是海藻。
第二层(4-9段)，说明生命在海洋里得以诞生的原因。
首先指出海洋成为孕育原始生命的摇篮不是偶然的，是由海洋的物理和化学性质决定的，然后分别从生物的组成、水的“溶剂”作用、水的“温床”、“屏障”功能等方面，说明“这一切都是原始生命得以诞生和发展的必要条件”。
第三层(10-12段)，说明高等动植物的诞生与海洋的密切关系。
这一层作者先阐述海水由淡变咸的过程，并引述今天绝大部分动物体液及人体血液是半咸的事实作为佐证，然后说明海洋对生物向高级阶段发展的限制、高级动物在陆地上诞生及部分高级动植物返回海洋的过程及原因。
这一部分阐述生命在海洋里得以诞生的原因及其诞生和发展的过程，从而说明海洋是孕育生命的摇篮。
3、第三部分（“天然的牧场”）说明海洋是“天然的牧场”。
这一部分共七段，可分三层：
第一层（第１段），承上启下，“辽阔的海洋，昔日是生命的摇篮”概括总结了第一第二部分的内容，“如今是天然的牧场”则概括了下文的内容。
第二层（第２、３段），介绍了形形色色的海洋动物，说明他们是人类副食品的重要来源。
第三层（４－７自然段），介绍了丰富的海洋动物，说明他们的作用。
这一部分分别介绍了海洋丰富的植物，说明他们有的是人们珍贵的食品，有的是重要的工业原料和药材，有的“供养着几百吨级的海洋动物，从而强调了如今的海洋是生命的“天然牧场，与生命有着密切的联系。
四、重难点分析
1．作者是怎样写海洋之大、海洋之深的？用了什么说明方法？
——作者首先实地观赏“辽阔”，其次从地图上观看地球全貌“海茫茫，水汪汪”，最后把海洋与陆地作比较。
用了两个对比：一个是陆地的平均高度和海洋的平均深度相比，一个是用世界最深的马利亚纳海沟与世界最高的珠穆朗玛峰相比，从而使人们具体了解海洋不仅大而且深。
——开篇第一自然段，是描述说明。文中的“辽阔”“无尽”“无数”“与蓝天接壤”“海茫茫，水汪汪”等词语描绘了浩瀚无际的海洋；“碧波”“金色的阳光”“银色”等词语又勾画出一副壮丽的海洋风景。这些描述十分生动形象，给人以身临其境之感。描述说明就是这样将说明对象形象生动地展现在读者面前，给读者留下直观而深刻的印象。此外这部分还运用了作比较、列数字等说明方法。作比较的说明方法除上述提到的两组对比外，这一部分的结论“地大不如海大，山高不如水深”也是作比较说明。
2．为什么作者要先介绍海洋的大和深呢？
——作者先阐述海洋大且深的显著特点，是为后文说明海洋是生命的摇篮，是天然的牧场打基础。没有辽阔浩瀚的海洋就不会有孕育生命的环境，也就不会有今天丰富的水产资源。
3．原始生命在海洋里产生的原因是什么？
——原因有四：（1）水是生命的重要组成部分，有是生物新陈代谢的重要媒介，因此水是原始生命诞生的重要前提。（2）水是一种良好的溶剂，生命所必需的无机盐要靠水来溶解。（3）原始生命的诞生需要一定温度，而水具有很高的热容量，海洋成了天然的温箱。（4）水能有效地吸收太阳光中的紫外线，使原始生命不至被紫外线所扼杀。为了证明原始生命诞生于海洋中，作者巧妙地运用大不分动物体液、包括人的血液都是半咸的这个奇特的现象来加以说明。
4．原始生命既然诞生在海洋里，又怎么会在进化中来到陆地上呢？
——（1）高等动物和高等植物是在陆地上诞生的。
（2）由于地壳的运动和气候的变化，一部分海洋变成陆地，迫使一些生物由水生向陆生转化。
（3）海洋中的高等动植物是从陆地返回海洋的。
5、这部分用了什么说明顺序？主要运用了哪些说明方法？
——这部分主要按时间顺序、逻辑顺序进行说明，采用了顺序说明。
第七、八自然段中先说“大约在32亿年以前”，再说“大约一亿年以前”，然后说“经历亿万年的进化”这是时间顺序说明法；先说“根据化石所见，这些原始生命和今天的细菌相似。”再说“出现象蓝藻一样的原始生命”，然后说“逐步形成了原生、海棉动物……以至出现了象鱼类这样的比较高等的海洋脊椎动物”这是逻辑顺序说明法。顺序说明可使文章结构严谨、条理清楚。
说明方法有诠释、打比方等。文章第十11----15自然段用了作解释的说明方法，对海洋有利于原始生命产生和发展的物理和化学性质，一一加以说明。用“摇篮”“温床”“温箱”“屏障”等名词对海洋进行恰如其分的比喻，用“春雷”比喻原始生命，这些都是打比方的说明方法。这种方法可使事理说得浅显易懂，确切具体，简洁生动。
6．昔日海洋是生命的摇篮，那么今天的海洋与生命，特别与人类的关系怎样呢？
——如今的海洋已为人类所利用，形形色色的海洋动物已成为人类副食品的重要来源。见课文第19自然段。
7．作者从动物与植物的关系自然过渡到对海洋植物的说明，那么作者都介绍了哪些海洋植物呢？说明它们的作用。
——（1）海洋里有大量的“牧草”这就是多种多样的海洋植物，这些海洋植物，不仅为海洋动物提供了丰富的食物，而且不少植物还是人们珍贵的食品。（2）海洋植物中最多的是海藻，它们是海洋的主人。其中单细胞海藻，有两个特点：一是数量多，二是分布广，它们每年通过光合作用制造的有机物，约等于陆地植物的总产量，甚至更多一些。因此说是天然的牧场。
8．这部分运用的说明方法和说明顺序。
——举例子、列数字、打比方说明方法。
第22自然段说明各种各样的藻类植物时用了举例说明，第23自然段在说明单细胞海藻时，举了甲藻和硅藻两个例子。把海洋比成是天然的“牧场”；把动物、植物比成是“生命机器”“燃料”；把海洋藻类比成是“海洋牧草”；把占海洋植物总量的95%的单细胞海藻比成“主人”“隐士”“牧草”。这些都是打比方的说明方法。
此外这部分还用了空间顺序进行说明，例如：从第22自然的海边说到第23自然的海面。
在这一部分里作者紧扣“海洋与生命”这一题目，既注意从“往昔”到“如今”的时间上的延续，福建www.fjeduzs.com.cn又突出了人和海洋动植物的关系。使文章前后呼应，由浅入深，显得严密而完整。
五、写作特点
1、综合运用多种说明方法
用了描述、比较、列数字、打比方、举例子等多种说明方法对文章进行说明。
描述：如开头描述海洋“无尽的碧波在荡漾”，“整个地球表面，海茫茫，水汪汪”。写的生动形象。
作比较：如用海洋的总面积与陆地的总面积比较，用海洋的平均深度与大陆的平均高度比较。
列数字：日在说明世界海洋的总面积，海洋的平均深度，大陆的平均高度，最高山峰，每年的渔获量，单细胞海藻的总量与分布都运用了列数字的说明方法。
打比方：如“原始生命的诞生，象一声春雷，打破了地球的死寂，开辟了地球历史的新纪元。”“巨大的海洋就像天然的温箱，是孕育原始生命的温床”等。
举例子：如介绍今天的一些高级海洋动物，举了海龟、海蛇等例子加以说明。
2、围绕中心选材。
本文在组材上，紧紧围绕“海洋与生命”的关系这一中心说明。先写生命赖以生存的海洋的环境“浩瀚的海洋”；然后写海洋的物理和化学性质等客观环境为原始生命的诞生提供了必要条件“生命的摇篮”；后来写海洋为生命，尤其是人类的生存提供珍贵的食品“天然的牧场”；最后写人类开发海洋资源的前景。
 
二十四篇 作为生物的社会
刘易斯·托马斯
一、作者简介
刘易斯•托马斯博士（LewisThomas）1913年生于美国纽约，就读于普林斯顿大学和哈佛医学院，历任明尼苏达大学儿科研究所教授、纽约大学——贝尔维尤医疗中心病理学系和内科学系主任、耶鲁医学院病理学系主任、纽约市斯隆—凯特林癌症纪念中心（研究院）院长，并荣任美国科学院院士。
二、背景介绍
《细胞生命的礼赞》是一个医学家、生物学家关于生命、人生、社会乃至宇宙的思考。思想博大而深邃，信息庞杂而新奇，批评文明，嘲弄愚见，开阔眼界、激发思索。而其文笔又少见的优美、清新、幽默、含蓄，无愧当今科学散文中的大家手笔。无怪乎自1974年出版后，立即引起美国读书界和评论界的巨大反响和热烈欢呼，获得当年美国国家图书奖，此后18年来由好几家出版社印了二十多版，至今畅行不衰！年过花甲的刘易斯•托马斯的名字因这一本小书而家喻户晓，有口皆碑，以至于在他接连抛出后两本书时，福建www.fjeduzs.com.cn书商都不用再作广告，只喊声“《细胞生命的礼赞》一书作者刘易斯•托马斯的新著”就够了。今天我们就来学习选自这部书的精彩章节《作为生物的社会》。
三、课文分析
本文是一篇论述生物社会行为的文章。作者选取了独特的视角，将一些群居性生物的行为与人类进行比较，描述了它们在集体行动中所表现出的高度组织性，提出了“多个单独的动物合并成一个生物的现象”，对传统生物学过分强调个体行为和动物本能的观点进行了反思，也对人类盲目自大、不能充分认识自身生存危机作出了警示。
文章开头就令人耳目一新，仿佛以天外来客的眼光来看待人类的行为，说那些为了开会“从四面八方聚集而来的医学家们，就像是群居性昆虫的大聚会”，他们“急匆匆来回乱窜”，“碰碰触角，交换一点点信息”，看起来和蚂蚁没有什么两样。这不无讽刺与幽默的叙述，看似闲笔，却给全篇定下了一个基调。
作者身为人类的一分子，卑以自处，他想说明什么呢？
作者提出了一个不争的事实：说人类像蚂蚁可以，反过来说蚂蚁像人类，就会遭到非议，因为这是对人类至高无上的地位的挑战。所以描述昆虫行为的人，惟恐被指斥为“违反科学”，都不遗余力地从“有异于人的”方面来理解生物的社会行为，说它们“完全是非人性、非世俗、几乎还是非生物的”。而作者却不从众从俗，敢于向传统观念发起冲击，指出“蚂蚁的确太像人了，这真够让人为难”。然后以幽默的语言，列举了一系列蚂蚁的社会行为，从“培植真菌，喂养蚜虫”，到“迷惑敌人，捕捉奴隶”，到“使用童工”“交换信息”，简直和人类的行为毫无二致。“它们什么都干，就差看电视了”。在这里，作者有意用描述人类行为的语言来描绘蚂蚁，和文章开头的一段用描述昆虫的语言来描绘人类恰成对比，表达了一个鲜明的观点，那就是：人类的社会行为与生物的社会行为有极大的共性，并非水火不相容，而是可以互为比照的。
接着，作者又进一步指出，很多生物“似乎都过着两种生活”。作为一个个独立的个体，我们看不出它们“有什么思想”；但是随着群体的增大，智慧逐渐增强，具有高度的组织性和协调性，俨然成了一个庞大的活物，而个体则更像是这个“庞大动物体中细胞样的成分”。蚂蚁搬运食物、建造蚁丘是这样，蜜蜂寻找花蜜、营造蜂房也是这样。不惟昆虫如此，小到黏菌，大到鱼群、飞鸟，都表现出这种集体的智慧。它们作为个体是微不足道的，但凝结成为一个整体，“组成巨大的生物”，就显示出非凡的力量。
需要注意的是，作者对生物行为的反思，其目的不是为了证明其他生物比人类更高明，而是为了检讨人类盲目乐观自大的情结。在漫长的生物发展史上，人类是姗姗来迟的一个物种。人类虽然最终脱颖而出，主宰了这个世界，但人类的行为方式还具有和其他社会性生物相类似的特点，还需要联合，需要团结，才能源源不断地产生智慧，克服自身发展面临的种种困境，推动社会进步。
文章结尾，作者以科研为例，援引权威人士的观点，再次强调个体的智慧与群体的智慧，就像一个锯齿与整条大锯的关系，个人的孤独静默也许有助于一些发明创造，但这些发明创造必须融人到群体的智慧中才能发挥作用，才有意义。所以，我们要像昆虫那样，发扬光大“一有发现就大叫起来”的古老传统，经常接通我们与社会组织这个庞大网络的电路。
本文语言幽默风趣，表现出一个科普大家的睿智和哲思。《细胞生命的礼赞》一书的副标题为“一个生物学观察者的手记”，作者以细致的观察，入微的思考，揭示了“作为生物的社会”中一些值得让我们探讨的生命现象，从而反思我们人类自身的行为方式和组织形式，表现出深厚的人文关怀精神。
四、课文重点分析
（1）本文采用了哪些论证方法？
这篇科普文章具有散文化的倾向，可以看做是一篇科学随笔。本文虽然不算严格意义上的论文，没有罗列森严的论点论据，但还是具有独特的论证方法的。首先，作者始终是在与人类行为的对比中谈论生物的社会行为，始终认为人类行为与生物的社会行为有着共同性；其次，作者在论述中，无论是对人还是对其他生物，多从个体与群体两个方面做比较分析，肯定群体的智慧，强调社会化的重要性；再次，对生物的社会行为的描述，有详有略，先详后略，以详带略（详昆虫类，略菌类、鱼类、鸟类），这样既抓住了典型事例细致剖析，又丰富了例证，也体现了由现象层面到理论探讨逐步深化的过程。
（2）怎样理解本文关于生物社会行为的论述？
作者论述昆虫、鱼类、鸟类等生物的社会行为，证明它们也有集体协作精神，而且随着群体数量的增加，智慧也随之增长，这些都来自他对自然界中社会性生物细心的观察和思考。把这些生物的群体看成是一个庞大的生物体，更是作者的创见。但是要看到，作者谈论生物的社会性，焦点还是在反思人类行为，意在批判传统生物学人类中心主义甚至人类沙文主义的观念，强调人类要有自我反省的意识，不然我们就会陷入因为盲目的自我崇拜而带来的种种困境之中。无可否认，作者的论述有其幽默调侃的成分，观点有其牵强偏激之处，但他的视角是独特的，见解是独到的，议论是深刻的，读之给人以理性的启迪和美感的享受。
（3）怎样理解本文幽默风趣的语言风格？
作者在阐述中，往往把人类行为与其他生物的社会行为比照映衬来谈，福建www.fjeduzs.com.cn即把人类的行为看做是“生物化”的，把生物的行为看成是拟人化的，这就形成了一种幽默风趣的语言风格，如说人类“碰碰触角”，说蚂蚁“使用童工”等等。我们可以从以下几个方面来理解作者的这种幽默的语言风格：首先，作者作为人类的——员，却能“降格自贬”，以较低的姿态来谈论生物的社会行为，体现出一种自嘲式的幽默；其次，作者作为一个生物学家，敢于向传统观念挑战，敢于闯别人不敢涉足的禁区，表现出一种智慧上优越的幽默；再次，作者作为通俗栏目的科普作家，要向大众普及科学知识，激发大众对科学的关注和热爱，也要用幽默的语言化雅为俗，拉近同读者的距离，吸引他们的阅读兴趣。