构建“数字地球”已不再是梦想

地球是目前唯一存在已知生命体的星球，是人类赖以生存的家园。全球变化与社会可持续发展已成为当今世界人们关注的重要问题。随着电子技术的不断发展。计算机技术的日趋成熟，网络覆盖面的增大、传输速度的不断提高，数字地球为我们研究这些问题提供了非常有利的条件。在计算机中可以利用数字地球对全球变化的过程、规律、影响以及相应对策进行各种模拟和仿真，从而提高人类应付全球变化的能力。

最早提出“数字地球”概念的是美国前副总统阿尔，戈尔。1998年他在加利福尼亚科学中心的一次演讲时向人们描绘了数字地球的应用前景：借用对地观测、计算机、互联网等技术，把有关地球上每一点的相关信息，按地球的地理坐标加以整理，然后构建一个全球的信息模型，把地球“缩小”，直至把它“装”进计算机。借助这个数字地球，人们不论走到哪里，都可以快速、形象、完整地按地理坐标了解地球上任何一点、任何方面的信息。

数字地球即虚拟地球，实际上是以因特网为基础，以空间数据为依托，以虚拟现实技术为特征，具有三维界面和多种分辨率浏览器的面向公众开放的系统。它把用遥感技术获取的资源、环境、社会、经济和人口等数据或信息，在计算机网络系统里，按地球坐标，从局部到整体，从区域到全球，进行融合。以不同空间、时间、物质和能量的多种分辨率进行多维显示，形成一个巨大系统，使我们能够大量地获得、存储、处理和显示关于我们地球的各种环境和文化信息，通过对当前现实地球景观和过程的直接表达，实现对未来和现实地球场景的预测、预观。通俗点说，就是能模拟展现过去、现在和未来。

数字地球是整个地球全方位的GIS与虚拟现实技术、网络技术相结合的产物。数字地球要解决的技术问题是计算机科学、海量数据存贮、卫星遥感技术、互操作性、元数据等问题。显然，面对如此一个浩大的工程，任何一个政府组织、企业或学术机构，都是无法独立完成的，它需要成千上万的个人、公司、研究机构和政府组织的共同努力。自从数字地球这一概念提出后，引起国际社会极大关注和响应。1999年由中国科学院发起在北京隆重召开第一届数字地球国际会议，此后关于数字地球理论与技术的讨论及相关应用研究迅速发展起来。目前世界上许多国家都在积极地发展和运用先进的科学技术如遥感、地理信息系统、全球定位系统为代表的地球空间信息技术获取地球信息，国外一些软件商已经开发了一些与数字地球有关的系统。我国承担的“数字奥运”项目即是数字地球研究与应用的一个范例：从应用遥感技术对奥运环境的动态监测，到应用虚拟仿真技术来展现场馆、交通、环境工程动态变化和进展，以及实现虚拟奥运网络与浏览，使2008奥运会的成功举办受到各国称赞。

数字地球已经开始走进我们的生活：当你到了一个陌生的地方，GPS汽车导航仪会为你引路；足不出户你可身临其境般“逛”敦煌；想旅游Google地球可以把你“带往”世界任何地方……

可以预见，随着地球空间信息学的发展而建立的数字地球，必将在社会发展、国民经济建设、环保和国防安全中发挥重要作用，在未来的知识经济社会中产生巨大的经济效益和社会效益，构建“数字地球”已不再是梦想!

寻根探源话病毒

廖云新

从上个世纪致命的埃博拉和艾滋病，到本世纪初肆虐全球的sARs、以及今年四月始于墨西哥的甲型H1N1病毒，一个个新奇古怪的传染性疾病在世界各地不断“抛头露面”，给人类健康带来极大威胁。

那么，病毒从何而来?就像人类起源问题一样，病毒的起源仍然是生物进化史上的一个重要谜题。因为病毒没有化石，所以比起其他动物，病毒的溯源工作更加困难，科学家目前对病毒的起源有三种假说：

第一种假说：病毒是地球上生物进化过程中最为原始的生命物质，它产生于化学进化之后，因此它既有化学大分子属性，又有生物的部分特征。该学说暗示病毒是从无生命到有生命的过渡型物质，其位置处于化学大分子和原始细胞之间。地球生命演化的过程表现为：无机物一有机物一化学大分子一病毒一原核生物一真核生物。这个假说是根据生命起源学说和分子进化理论提出来的，是一种纯粹的假设。

第二种假说：病毒是高级微生物的退行性生命物质，即微生物在其生存过程中可能会丢失部分基因，这部分基因丧失了独立自我繁殖能力，只能重新进入微生物细胞中找到相应的位置才具有活力，久而久之便退化为病毒。

第三种假说：病毒来源于正常细胞的核酸，因偶然途径从细胞内脱离出来进而演变为病毒。该假说又称内源性假说。其间接的实验证据为：作为细胞一部分的质粒可随时脱离细胞，并在细胞间传递，病毒与质粒是相似的。

由于1999年在古细菌中发现了所谓“反转子”的遗传单位，这为病毒在基因水平上的起源及进化提供了新的证据。“反转子”是仅含一个基因并且能自我复制的一段核酸分子，具有重要的基因捕获功能。经过考证，初步估计“反转子”在4亿年前就已经存在了。

在古细菌进化的过程中，“反转子”从细菌基因中捕获基因。扩大自身的遗传信息量并增加生物学功能，最原始的感染性病毒颗粒由此产生，原始病毒采取不同的复制策略，因此产生了不同病毒的进化。

这些虽然是科学假说，但一个不争的事实是人类必须学会与自然和谐共处。如果人类要想从传染病的忧患困境中解脱出来，不仅要靠发展公共卫生和医药科技，更重要的还在于人类应该控制自己无休止的欲望，改变生活方式，腾出更多的空间给森林植被和野生动物，摒弃以征服者的姿态对待自然的态度，要尊重自然规律，这些都是我们能够做到的事。