何小凡

12歲

調(diào)皮好動，好奇心強，麻煩制造者，所以大家都叫他“何小煩”。

宋大力

12 歲

何小凡與馬飛飛的同學(xué)，平時總喜歡說自己是天才，其實是個萌萌的傻大個。

馬飛飛

12 歲

何小凡的同桌兼好友。喜歡美食，零食常常不離手?！皩W(xué)霸”，遇到不懂的問題喜歡請教他人。膽小，但在危急時刻敢于挺身而出。

郝 布

X學(xué)院的老師，是何小凡、馬飛飛和宋大力的班主任。關(guān)心學(xué)生，但很嚴(yán)肅，總在課堂上或考卷中出難題，大家都叫他“ 好恐怖”。

會變色的翠鳥

“真想出去玩??！” 何小凡偷偷瞥向窗外的樹枝，一只翠鳥靈巧地立在枝頭，頗為好奇地盯著窗戶里的少年。

“何小凡，請回答我的問題。”郝布的聲音突然響起。

“什么問題，我怎么沒聽到？”何小凡有些摸不著頭腦。

“我猜，小凡你一定是看到了比上課更有趣的內(nèi)容，可以和大家分享一下嗎？”郝布問道。

“我在思考一個和翠鳥相關(guān)的科學(xué)問題。”何小凡大聲回答道。

“明明是被發(fā)現(xiàn)上課走神……”何小凡話音剛落，旁邊的馬飛飛便撲哧笑出了聲。

“是什么問題呢？”郝布輕輕抬手，課堂重新恢復(fù)了安靜。

“我在想，翠鳥身上為什么有那些鮮艷的圖案?！笔艿焦膭畹暮涡》菜查g來了精神，“每種動物都有不同的顏色，但那些動物不論從什么角度看過去，顏色都是一樣的，”他的話引起了同學(xué)們的注意，課堂又響起了竊竊私語。“而那只翠鳥，隨著我看它的角度不同，顏色是變化的。”小凡沒有理會周圍的聲音，大聲說完自己的想法。

“ 小凡你的觀察很仔細(xì)?！焙虏键c點頭。

郝布老師竟然沒有批評自己上課走神，這讓何小凡更來勁兒了。

“ 那為什么翠鳥的顏色會變化？”宋大力也來了興趣，忍不住問道，“我昨天吃拉面，里面有兩片牛肉跟你說的一樣，也會變色，從側(cè)面看過去綠瑩瑩的，嚇得我趕緊扔了。”

“我也喜歡吃拉面，也看到過同樣的情況！”馬飛飛深表贊同。

“翠鳥的特殊顏色呈現(xiàn)原理其實和大力昨天看到的牛肉會變色是一樣的?！焙虏嫉脑捰忠淮巫屨n堂安靜下來，“如果我們把翠鳥的羽毛放大幾萬倍，就可以看到它的表面具有排列整齊的小鱗片，這些鱗片將綠光或者紅光反射出去，讓別的顏色的光透過，這樣我們看到的翠鳥就呈綠色或者紅色了。這就是結(jié)構(gòu)色。”

郝布又補充道：“牛肉也是同樣的原理，在切肉的過程中，其表面的肉纖維形成了有序的結(jié)構(gòu)，出現(xiàn)特定的色彩反光?！?/p>

何小凡眼睛滴溜一轉(zhuǎn)，追問道：“那斑馬身上也有奇怪的黑白條紋，是不是也有它特殊的形成原因呢？”

“所以明天的科學(xué)課主題是：斑馬身上的條紋是怎么來的！請同學(xué)們準(zhǔn)備相關(guān)的課前材料?！焙虏季谷挥煤涡》驳膯栴}作為今天的結(jié)束語。果然，出難題才是老師的特長。

“ 郝老師的意思是那牛肉沒壞？”大力還在想著自己的問題。

“ 對，沒壞?！瘪R飛飛回答道。

“啊，那我豈不是全都浪費了！”大力感覺自己遭受了很大的損失，懊惱地提高了嗓門。

云端動物園

為了完成科學(xué)課的準(zhǔn)備活動，何小凡、馬飛飛和宋大力結(jié)成的學(xué)習(xí)小組商量決定，一起去往城里新開放的“天空之境”動物園近距離觀察斑馬，尋找形成它們身上特殊條紋的線索。

“不只斑馬身上有條紋，長頸鹿也有特殊的斑點，就連我家的貓，身上都有漂亮的斑紋……”何小凡喃喃自語道，他轉(zhuǎn)頭問身邊的小伙伴，“飛飛，大力，你們有沒有什么想法？”

“直接去問問動物們不就好啦。據(jù)說這里的動物可以和游客實現(xiàn)真正的交流?！彼未罅Φ淖⒁饬σ驯晃×恕高^浮空車的玻璃，他看到了半空中巨大的全息投影廣告。

天空之境動物園，和動物來一次心靈的溝通。

遠(yuǎn)遠(yuǎn)看去，天空之境動物園像是一個頂天立地的大蘑菇，人們從“蘑菇”的根部坐電梯來到頂端的陽光平臺觀看動物。

“能撐起這么大一片建筑，它根部的材料一定很結(jié)實?！瘪R飛飛從包里拿出了一包零食，邊吃邊嘖嘖稱奇。

三人迫不及待地從浮空車接駁處趕到動物園門口，乘坐高速電梯快速上升。

“這東西看起來可不結(jié)實?！焙涡》埠闷娴厍昧饲脡Ρ诤筒Ａ?，發(fā)現(xiàn)它們比想象中的要薄很多。

“ 啊？你可不要嚇我！”上一秒還在興奮地東張西望的馬飛飛突然覺得零食不香了。

“你們好，我是智能導(dǎo)游，現(xiàn)在由我來解答你們的疑問。”一個柔和的聲音響起，仿佛來自每一個人的身邊。

“ 請問這個動物園不會塌嗎？”宋大力的問題總是這么直接。

智能導(dǎo)游用輕松的語調(diào)說道：“雖然我們的動物園看起來宏偉壯觀，但是整個建筑的重量卻非常輕，甚至比空氣還要輕，也許我們更要擔(dān)心它被‘ 吹跑’了。”

“比空氣還輕？”宋大力驚出聲，三人都感到不可思議。

“是的，我們的建筑利用的是凝聚了最新科技的氣凝膠材料，這種材料非常輕且結(jié)實，同時又隔熱，能讓動物們的房間冬暖夏涼，可以說是擁有如同‘天空之境’一般的美妙環(huán)境。為了人類的喜好就把動物關(guān)在有限的空間中，并不是很好的行為?！?智能導(dǎo)游解釋道，“所以，我們用仿真虛擬技術(shù)模擬出真實的動物，它們看起來不僅栩栩如生，還有真實動物沒有的能力——跟人類對話的交互設(shè)計?！?/p>

“那我們可以問它們問題嗎，比如斑馬身上的條紋是怎么來的？長頸鹿身上的斑紋是怎么來的？”何小凡問道。

“當(dāng)然可以，不過……”智能導(dǎo)游似乎有點兒猶豫，“ 也許它們也不知道。”

會說話的動物

天空之境動物園中，剛抵達(dá)的三個小伙伴深受震撼：天空似乎觸手可及，鋪滿青草的地面異常柔軟，云朵飄浮在身邊，不時有三三兩兩的動物在遠(yuǎn)處出沒。

“我們架設(shè)了無線智能通信系統(tǒng)，只要接入園區(qū)內(nèi)的云端，便可以和動物們進(jìn)行無障礙交流了?！敝悄軐?dǎo)游的聲音又一次在身邊響起。

三人連忙將自己的通信設(shè)備接入。

“恭喜你們成功連接云端，如果有什么疑問請隨時叫我。”智能導(dǎo)游的聲音漸漸消失。

“我們趕快去問一問吧?！焙涡》惨获R當(dāng)先，馬飛飛與宋大力緊隨其后。

“感謝天空之境動物園為我準(zhǔn)備這么一塊涼爽的地方，還有這大水池，讓我喝水也不用那么費力了。”一個聲音響起，隨后一個巨大的身影出現(xiàn)在他們右前方。

“長頸鹿！”三人第一次離長頸鹿這么近，不由感嘆長頸鹿的高大。

“是的，你們好，人類。”長頸鹿埋頭看看他們，似乎很高興，“在非洲老家的時候，每次喝水我都需要把頭整個低下去。你們也知道由于脖子太長，我的血壓是你們?nèi)祟惖膬杀抖啵悦慨?dāng)我喝水的時候，都感覺自己快要暈過去一般。你們看看這……”

“我們想問問你，你身上漂亮的圖案是怎么來的？”何小凡連忙提出了問題。這只長頸鹿似乎有說不完的話，如果不打斷，它可能會一直說下去。

“ 我身上的斑紋？”長頸鹿左右扭頭看了看。

“以你們?nèi)祟惖难酃?，它可能算得上漂亮，但對于我們而言，它只是皮膚的一部分而已。” 長頸鹿舔了舔自己的身體，“我們每只長頸鹿身上的斑紋都不完全相同，但我并不知道它們是怎么來的。不如你們?nèi)枂柊唏R，它們也有特殊的圖案。”

斑馬總是成群結(jié)隊地活動，當(dāng)見到三人時，好奇的斑馬們擁上前來將他們團(tuán)團(tuán)圍住。

宋大力仔細(xì)打量了下離自己最近的一頭斑馬身上的黑白條紋，說道：“我們想來問問，你們身上這種漂亮的圖案是怎么來的？”

“我們身上的條紋圖案可是獨一無二的?！卑唏R們對此很自豪，七嘴八舌地說了起來，“我們的條紋其實具有很好的保護(hù)作用?！薄皼]有這些條紋，我們可活不下來。”

“保護(hù)作用？你們不是生活在大草原嗎？保護(hù)色難道不應(yīng)該是黃棕色，像獅子那樣？”何小凡忍不住發(fā)問。

“保護(hù)色當(dāng)然是一種保護(hù)，但是我們的條紋圖案是另一種形式的保護(hù)。你們?nèi)祟惞芩凶饕曞e覺。”一頭高大強壯的斑馬走上前來，“我們身上有密集的黑白條紋，當(dāng)我們奔跑或者靜止不動的時候，會給捕食者帶來一定的錯覺，在它們眼中，與我們的距離遠(yuǎn)近和我們的身形大小都會有變化，讓它們難以快速準(zhǔn)確地判斷我們的輪廓，在大草原上，多爭取的每一秒都能夠決定我們的生死?！?/p>

“ 那你們身上為什么會有條紋呢？”宋大力沒有忘記來此的目的。

斑馬們沉默了，片刻之后紛紛打起響鼻。

“ 我們出生后就是這樣了?！?/p>

看來，在斑馬群這兒是找不到答案了。三人決定去往下一個目標(biāo)。

隨后，馬飛飛、何小凡和宋大力去茂密的森林邊問了悠閑散步的梅花鹿母子，去水族館的深處問了小丑魚，甚至鼓足勇氣喚醒熟睡的老虎，得到的答案都是“ 我們天生就是這樣”。

“ 這個問題好難啊。”何小凡有點兒泄氣。

馬飛飛伸手從包里拿零食，卻掏了個空，她的眉頭更皺緊了幾分。

“既然已經(jīng)在動物園完成了對一個科學(xué)問題的基礎(chǔ)信息收集，那你們下一步可以去哪里呢？”正當(dāng)三人一籌莫展之際，一個熟悉的聲音從同學(xué)們的手腕上響起。

“ 郝老師！”三人驚喜地收到了來自郝布的語音信息。

原來，宋大力在梅花鹿處沒有得到答案時，就偷偷給老師發(fā)了消息，希望他能給大家自發(fā)組織的這次研學(xué)活動提供幫助。這時，三人才明白過來：對了，還可以回X學(xué)院尋求幫助呀！

科學(xué)的路徑

“我們回來啦。”何小凡率先走進(jìn)郝布的辦公室，小聲嘀咕，“跑了好大一圈卻沒什么頭緒……”

“科學(xué)的探索和發(fā)展從來都不是一帆風(fēng)順的，總會走一些彎路，這跟我們的學(xué)習(xí)一樣?！焙虏汲雎暟参浚翱茖W(xué)的探索如同盲人摸象，科學(xué)家們只能依據(jù)自己有限的科學(xué)知識做出假設(shè)，并設(shè)計實驗對假設(shè)進(jìn)行驗證。你們剛剛便完成了一次假設(shè)的驗證，就是根據(jù)已知的問題，去找動物進(jìn)行詢問。雖然這不是一次成功的驗證，但卻是一次成功的假設(shè)?！?/p>

“我明白了，也就是說，科學(xué)家面對問題都會從不同的方向進(jìn)行探索?！彼未罅W(xué)到了一些新的東西。

“去動物園實地探訪是一個方向，這個效果不好，去實驗樓求助更專業(yè)的設(shè)備或是專業(yè)人士也是一個方向?！焙涡》惨裁靼琢?。

“ 完全正確！”郝布點點頭。

“請問郝老師，斑馬為什么會有條紋？”何小凡一本正經(jīng)地向郝布提問道。

“斑馬身上條紋的產(chǎn)生，其實是一個涉及物理、化學(xué)和生物的復(fù)雜問題，科學(xué)家們雖然沒有百分百理解其原理，但將之稱為圖靈斑圖?！?/p>

“圖靈？我們在計算機課程上學(xué)習(xí)過，他是一位橫跨諸多學(xué)科的科學(xué)家，被人們稱為計算機科學(xué)之父和人工智能之父?！瘪R飛飛不愧是學(xué)霸，但學(xué)霸也有不知道的知識，“圖靈斑圖就是他提出的概念吧？這是什么意思呢？”

“沒錯。我們一起去生物實驗室看看到底是怎么回事吧。”郝布帶著同學(xué)們進(jìn)到實驗室，操作了一番桌上的電腦，站在電腦屏幕前的四人瞬間便被彩色光影籠罩。

“圖靈斑圖的形成大致可以這么理解：比如有兩種材料，當(dāng)它們的濃度都達(dá)到一定程度時，便會發(fā)生反應(yīng)，生成新的物質(zhì)，就好像兩種顏色混合，就會產(chǎn)生新的顏色一樣?！焙虏颊f到這里，眾人眼前出現(xiàn)了黃色和藍(lán)色的小球，數(shù)量足夠多、足夠密集的黃色和藍(lán)色小球合在一起，便形成了密集的綠色小球，遠(yuǎn)遠(yuǎn)望去就是一條綠色條帶。

“可這個也不是很多條紋的組合呀?！彼未罅σ苫蟮?fù)蠐项^。

“產(chǎn)生新顏色是因為碰撞的材料粒子的運動速度一致，如果兩種材料的速度不同，就不會產(chǎn)生新的顏色?！焙虏佳a充道。

話音剛落，兩種小球便開始滾動起來，只不過黃色小球的速度要慢于藍(lán)色小球，當(dāng)黃色小球的數(shù)量不足之際，正密集形成的綠色區(qū)域就戛然而止，重新變成藍(lán)色和黃色小球的混合體。

“當(dāng)兩種材料的數(shù)量比例再次達(dá)到一定程度，同時運動速度也一致時，便又產(chǎn)生新顏色?！焙虏冀忉尩?。

此時，遠(yuǎn)方飛快滾來更多的黃色小球加入，因此綠色條帶又出現(xiàn)了。循環(huán)往復(fù)之間，一條又一條綠色的條帶在同學(xué)們面前形成。

“可我還是不理解，為什么粒子相互碰撞后會形成斑馬身上的黑白條紋?！焙涡》财诖剞D(zhuǎn)向郝布追問道。

“目前還沒有針對圖靈斑圖的透徹解釋，一些科學(xué)家認(rèn)為，圖案的生成發(fā)生在動物胚胎發(fā)育過程中，它們體內(nèi)的某些化學(xué)物質(zhì)產(chǎn)生反應(yīng)使其有了條紋、斑塊等圖形結(jié)構(gòu)?！焙虏冀獯鸬馈?/p>

“原來還沒有完全研究明白呀?！焙涡》灿悬c兒失望。

“這不是好消息嗎，這些問題的答案都等著你們未來去探索啊?！焙虏冀o大家鼓勁兒。

“也對！等我以后大展拳腳，就能徹底弄明白那些動物身上的圖案到底是怎么回事了。”何小凡大聲宣布。

馬飛飛自信地補充道：“不只這個，我們未來還會弄明白更多未解之謎，突破更多前沿科技?！?/p>

宋大力舉起手，“ 還有我，我也要加入！”

“只要你們堅持探索，大自然里那些充滿科學(xué)謎團(tuán)的細(xì)節(jié)，總有一天會全部露出它們的‘真面目’！”郝布欣慰地點點頭。

雖然這次的課前準(zhǔn)備還不夠圓滿，大自然的“圖案”卻已留在了同學(xué)們心中，“探索精神”的小種子也埋在了每個人的心底，等待開花結(jié)果的一天。