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卷首语by严锋

在我们这个时代，就连对科学持最苛刻态度的人，也无法否定科学的巨大力量。但还是有不少人埋怨科学擦去了宇宙神秘的灵光，是理性乏味的代名词。这些人如果了解一点量子力学，对科学的刻板印象也许就会顿然改观。一只猫能够既生又死，一个物体能够同时呈现多种状态，两个物体之间具有某种神秘的联系，对其中一个物体实施的任何行为都会瞬间改变另一个物体的属性……这难道不比哲学更深奥，比文学更纠结？科学另一神秘浪漫的领域是生物学，其核心研究直逼生命的起源与本质，从另外一个方向解答世界的终极问题。

现在，一个更加激动人心的前景出现在我们面前，本期封面故事《生命在于量子！》将讲述一个不可思议故事，把科学中最神奇的两个领域结合起来，为我们认识生命提供了一个全新的视角。以光合作用为例。最近有实验指出，这种机制的效率可能来自于量子力学中最离奇的现象之一——量子态叠加。生物的其他一些能力，如酶的活动、DNA结构、嗅觉或候鸟的方向感，可能也源于量子机制。

生命在于量子吗？我不禁想起了刘慈欣的《球状闪电》，主人公的父母被球状闪电击中化为灰烬，大刘畅想球状闪电是一种量子态的“宏电子”，而被其击中的死者也是进入了一种量子态。这当然只是一种把宏观与微观层面结合起来的科学幻想。而正在兴起的量子生物学，则是实实在在地把微观粒子与宏观生命结合起来的科学努力。

本期另一个惊悚的话题是关于世界末日的，这也是近一段时期的老生常谈了，但是《世界末日的二十个脚本》应该是同类文章中最全面的一篇，里面有一些末日场景恐怕是你无论如何也没有想到过的。比如，量子真空坍塌……怎么又是量子！宇宙建立在物理学家所说的“量子真空”之上，真空可能存在几种状态。如果目前这种充满能量的真空陷入真正一无所有的状态呢？还是让我们抓住现在，珍惜生命吧！

本期目录

封面故事：生命在于量子！

生物学家们早已广泛证明：生命是化学反应的奇迹。但这并不是真相的全部！因为最新的研究表明，生命同样还会从量子效应中汲取力量。量子效应甚至可能是DNA以及光合作用的奥秘所在。

探索：

魔鬼巨星

R136a1的质量竟然是太阳的300倍！这完全颠覆了天体物理学家们的想象。

重建巴方寺

散落在热带丛林中的30万块巨石，是神秘的吴哥瑰宝巴方寺留给我们的遗产。随我们重返修复时那片无与伦比的工地吧。

核废料该怎么办？

在地下储存库掩埋放射性废料曾被认为是一个一劳永逸的方案。但如今这种处理方式受到了质疑……

昆虫的翅膀信号灯

若将苍蝇、黄蜂或任一飞虫置于黑色背景之上，它们的翅膀便会瞬间幻化出色彩斑斓的花纹。时至今日，人们方才醒悟：小小的翅膀不仅充当着昆虫间相互交流的媒介，甚至还能帮助科学家区分外形相似的物种。

幸存的银杏

面对威力巨大的原子弹攻击，一些树木居然渡过了难关，它们到底有什么法宝？

世界末日的二十个脚本

人类在20万年前出现，但却无法保证自己能永远存在。是什么将导致人类灭亡，流星，火山喷发，还是更高级的物种？让我们对这些悬于头顶的威胁来一次小小盘点，并配以电影大片的剧照。

专题：

超导，你离生活有多远？

100年前，人类首次发现超导现象，这一发现对人类社会产生了日趋深远的影响，在中国，科学家们在探索超导理论和应用方面付出了巨大的艰辛，取得了令人瞩目的成就。

回收日常生活能量

行走、说话等小动作会释放能量。为了使之不被白白浪费，人们研发出五种巧妙的能源收集与利用装置。

智能汽车

无人驾驶的“智能汽车”只是天方夜谭吗？才不是呢，今天的梦想即将成为明天的现实。强大的电脑，多多益善的传感器，这就是未来智能汽车的成功奥秘。

健康：

癌症来自远古？

如果癌症远非一种进化病，而是一种早期多细胞生命机制的健康形态呢？这个振聋发聩的假说令生物学家们始料未及，尤其意外的是，它竟然出自天体物理学家之口！

瞳孔诊病

眼睛不但是人类接受外部信息的器官、传递情绪的载体，还是诊断疾病的新方法。

专栏：

科学外史：水运仪象台：神话和传说的尾巴

惯性参照系：粒子物理终于有了新发现？

庖丁解龙：恐龙是怎么变酷的？（十一）——现在，我最酷！

动手：

提取DNA

尽管这似乎让人难以置信，但自行提取DNA并使其看得见、摸得着，这的的确确比调配一份美味的酱汁还要简单快捷！

读图：

定格看不见的秘密

“时间啊，请停下你的脚步……”没有任何事情可以难倒雅克·翁沃。这位出身工程师的摄影家建构了一些绝妙的装置来捕捉那些我们曾经以为不可能抓住的瞬间。

1. 遇险手机没信号怎么办？紧急呼救112？

流言： 有三位自驾游的朋友不慎连人带车跌落150米深的山谷，受困四日三夜后才获救。其间，他们曾多次想以手机向外求救，无奈一只被摔坏，一只没电了，一只信号不良。他们还多次移动位置以寻找较佳的收发信号地，但都不成功。如果这三位人士平常就知道112专线，紧急时刻也能知道如何用那只收讯不良的手机拨出112专线，相信他们可以很快获救。

来源： 网络上的流言除了中国特产的以外，很大一部分是进口货。美国算得上是世界上最大的流言输出国了。不过这一条流言却是“英国制造”。[1]2005年，伦敦地铁发生了连环爆炸案，造成数百人伤亡。全英民众陷入恐慌，生怕厄运再次降临。很多人担心，一旦再次发生地铁袭击案，在这个手机信号很差的地方，自己将很难呼救。

于是在网络上，一封“安慰邮件”快速传播开来：
关键的号码一定要记住：
如果你每天乘坐地铁去工作，请注意下面的信息：如果手机没有信号，请拨打112，可以直接连接到卫星信号，卫星会把你的信息转接到呼救中心。所有的通信公司都提供这项服务，如果你不知道自己此刻的位置，卫星还可以有定位功能。
这条“善意的谎言”一传十，十传百，从一个国家传到了另一个国家，故事主角也由地铁乘客变成了登山者、航海者和其他一切需要紧急呼救的人士，112变的越来越神奇。在邮件传播开了以后，伦敦的地铁和通信公司多次出面澄清事实，可是还是有越来越多人相信112号码的威力。

真相： 看完这条流言，谣言粉碎机调查员忍不住就想吐槽：这三位游客掉进了150多米深的山谷，竟然还没有粉身碎骨，手机也只坏了一个。未免太耐摔了吧。

112号码是什么？
112的确是一个紧急号码，而且是全球许多国家都通用的一个号码。用手机拨打普通号码时，如果SIM卡插错、话费不够了或者不在相应电讯公司服务范围内，电话都打不成。可紧急号码却一定能够呼出。与大家熟悉的110、120、119这些号码相比，112的好处在于“全球通用”。GSM手机标准将这个号码设置为紧急号码。在一些不使用112作为本地救援电话的国家，用GSM手机拨打这个号码时，电话会被转接到其国内的救援号码上。[2]在我国，用GSM手机拨打112，你则会听到语音提示：“匪警请拨110，火警请拨119……”使用固定电话和CDMA手机时，则被接入运营商的故障报告台。

信号弱也能打紧急号码吗？
如果一位用户手持一部手机，希望和其他用户通话，首要的条件是这部手机必须和附近的一个手机基站建立起联系，相互接受和发送信号。普通手机的信号比较微弱，不同情况下可以覆盖的范围为几百米到几千米不等，远小于卫星和地球之间的距离，不可能利用卫星来通讯。同时，如果在这个范围内没有手机基站，或者因为障碍物，比如地铁隧道、高山，手机无法和基站建立起联系，也就无法和任何人通话。事实上，在人迹罕至的山谷里，手机通常很难与最近的基站取得联系。

112虽然是一个特殊的号码，可以不受不同通信公司服务的限制。可是如果手机因为电力不足和信号弱连接不到附近的任何基站，物理上的限制也会使得包括紧急号码在内的所有号码无法拨出。在这种情况下，如果仍然希望进行通信，只有对手机的硬件进行改进。比如野外探险队常常会使用卫星移动电话。这种电话不需要使用手机的基站，可以直接和地球轨道上的通信卫星取得联系，不过卫星电话发射的信号强度很大，使用的天线也是一个“大锅”，非普通手机能比拟。与此同时，卫星电话也需要比较开阔的空间，对于山谷里的三位背包客或许可以帮得上忙，对于地铁里乘客就无能为力了。

结论：谣言破解。 112的确是国际通用的求救号码，可是它对于增强手机发射和接受的信号没有任何帮助，如果拨打110，120无法接通，拨打112也无济于事。

2.微波炉充值？那是不可能的任务

流言： 【微波炉给饭卡充值】首先，拿一张A4纸或者报纸，将饭卡包裹起来，要确保两边都是3层（这个是我试验了几次才摸索出来的），放入微波炉，档位：大火，定时25秒（如果不能定25秒，就自己用秒表掐，一般手机都有这个功能。）然后开机，发射电磁波，电荷累积，金额增加，时间到了请立即关机， 到此，充值成功。

真相： 这条国产愚人节段子可能最早在2005年、2006年出现在网络论坛上，起初说的是公交车的IC卡。之后的每年总有那么几天，这条段子会浮出水面，在各大论坛上转来转去。段子版本也变的多种多样，公交卡成了银行卡、食堂饭卡，甚至还有人把微波炉改成了冰箱、电熨斗。
对于幽默感超强的人类，或是懂一点通信原理的人，这样的谣言完全没有市场。但是对于其他人，这个段子还是有一定的迷惑性。因为在完整版的段子里，首先对IC卡的工作原理进行了描述，所说的环形天线、感应电流神马的都没错，显得很专业的样子。IC的意思是集成电路，手机卡、公交卡、食堂饭卡等很多平时见到的卡都属于IC卡，这些塑料卡中心的芯片相当于一个微型计算机，充值金额信息可以储存在里面的微型存储器里，这些信息也可以进行读写和修改。IC卡有接触式和非接触式两种，手机卡就属于接触式IC卡，依靠连通手机里的电路电流交换信息；公交卡、饭卡则属于后者，讲究的是“距离产生美”，只要把它靠近读卡器（通常几毫米、一两厘米的距离），它就可以通过无线电波与读卡器交换信息。

编码调制：语言不通，沟通不能
微波炉产生的微波也是无线电波，但是和IC卡所使用的无线电波还是有着巨大的鸿沟。首先体现在频率上，公交卡、饭卡与读卡器之间交换信息时通常用的无线电波频率是13.56MHZ左右，家用微波炉一般使用的频率是2450MHz左右。不过，考虑到微波炉内也会产生少量其他波段的电磁波，而微波炉的功率很大，一张IC卡工作需要的无线电波功率却很小，“大火”微波炉内部还是可能存在合适频率的无线电波让IC卡天线激发出电流而工作的。

不过，能激发出电流工作并不等同于能进行信息传输。为了完成“让公交卡里增值10元”这个命令，读卡器和公交IC卡之间需要相互传递和接收信息，完成一次完整的通信过程，这里面说道就多了。首先要遵循特定的通信协议。读卡器和IC卡之间通常使用的一个协议叫ISO/IEC 14443（可不是ISOxxxx国际质量认证），对读卡器应该把信息表示成怎么样的数据形式（编码），以及怎么把数据具体加载到无线电波上（调制）都做了相应的规定。读卡器即使向IC卡一条最简单的信息，也要准守协议里面每一条规定，出一点错，信息就不能被IC卡正确接收。微波炉的本职工作只负责煮熟食物，不会说IC卡小萝莉可以理解的语言。让微波炉大叔用无线电波传递信息实在是太难为人家了，简直就是不可能的任务。

加密：说话太绕，理解困难
按照正确的方式编码和调制对于微波炉来说是压力很大，但是对于伪造读卡器、IC卡的人来说，还不算难事。因为那些通信标准和通信协议都是公开的，他们可以使用通信射频电路制造出相应的读卡器来与IC卡交换信息。可是，就算IC卡能理解假读卡器说的话，IC卡并不一定会按假读卡器的要求增值减值。

读卡器与IC卡之间不可能的对话：
读卡器：你丫的把余额从20增加到30。
IC卡：好滴。
实际的情况是这样：
IC卡：你是谁？
读卡器：俺是805路公交车的读卡器。
…………
IC卡：&*@#^&^#@
读卡器：&$#*@&*%&*@#%&@%&)~*%！
在完成增值减值的操作之前，读卡器和IC之间要互相对暗号，经过三次验证，公交卡确定与它交换信息的是XX路的公交车的读卡器，读卡器确定与它交换信息的是XX乘客的公交卡，而且读卡器和IC卡之间说的对话还是加密的。加密的方式称为DES和RES保密交叉算法，具有很高的保密性能。此外，卡里含有金额信息的存储器也有密码，密码对不上就甭想改里面的数值。如此多番加密，保证了IC卡的安全性。广大的卡类破解狂们的失败大都是栽在了加密这一项上。
另外，对于有的IC卡，里面并没有储存余额信息，只储存了使用者的姓名信息，余额信息储存在读卡器那一端，然后所有的读卡器联网在一起。在这种情况下，在卡上下功夫就更不可能实现充值的目标了。

由于这条谣言流传已久，不少实验党早已一试身手，不过最后结果大都是这样：IC卡放进微波炉几秒钟的时间以后，里面就打起火，迅速关掉微波炉后发现，纸和IC卡都烧煳了，塑料也变形了，在公交车上一试，不能用鸟。什么？没见识过。谣言粉碎机贴心地献上这段 “充值真相” 。

视频观看地址：http://www.guokr.com/article/37286/

看看，献身的公交卡结局都很惨烈。

结论：谣言破解。 一张几元钱的IC卡里其实包含了几十年来许多IT理工男女的发明成果，要经过严格的一系列程序才能改动里面的金额，单靠微波炉一台是远远无法完成这项工作的。其实只要想想，如果这么简单就能充值，公交公司还会用这种卡吗？

有一个流传已久的传说：