降雨来源于云层，云层中的水蒸气遇到冷空气或某些成核物质后，就会很快冷凝而降落下来，所以冷暖空气相遇之处就是雨水多发的地带，这就是天气预报的基础；遇到干旱，给云层来一发干冰或碘化银炮弹，通过干冰降温或碘化银增加成核物质的手段增加降雨，也就成了最常见的人工降雨方式。不过，最近越来越多的科学家开始认为，除了天气变化，细菌也有很大可能控制着降雨。

故事要从50年前说起。1970年，科学家在研究雨水时，发现其中含有微量的维生素B12。他们首先考虑，雨水由云层中的水蒸气凝结而成；云层中除了水蒸气，还有大量来自地表的灰尘，这些灰尘可能受人类活动影响而携带一些维生素B12上天，导致雨水中维生素B12的存在。不过在检查了云层中的灰尘后，他们发现云层中的灰尘含量与维生素B12含量并没有什么关系。云只是一团堆积的水蒸气和灰尘，在排除人类活动干扰后，这些维生素B12就只剩下一个来源——云层本身。

科学家开始猜测，可能是由于有大量微生物生活在云层中，在生命活动中产生了维生素B12。不过由于当时技术条件有限，他们无法确定云层中到底存在哪些微生物。

基因测序技术的出现，让科学家有了彻底调查云层生态系统的能力。2017年，法国科学家在一个海拔1465米的气象站中采集到干净无污染的降水水样，对其进行基因测序。结果发现，水样中存在超过28000种微生物的DNA或RNA，其中细菌和古菌有22000多种，真核生物有2600多种。这些微生物中既有能够进行光合作用的细菌和藻类，也有异养细菌，它们可能构成了一个完整的生态链：光合作用生物利用云层中的水分和大气中的二氧化碳等合成有机物，异养细菌则可能会以光合作用生物为食。

云层中的紫外线极其强烈，很容易杀死位于高空的微生物。新的研究发现，其实有些细菌早就发展出抵抗紧外线的能力。无论是通过光合作用合成，还是通过掠食其他微生物获取，细菌们能将这些有机物分解为具有保护作用的胞外聚合物，这些物质基本由糖构成，类似一层“糖衣”，能够轻松抵御高空中的低温、干燥和紫外线破坏。芽孢杆菌就是最常见的能合成这种“糖衣”的细菌。该属包括许多种微生物，臭名昭著的炭疽杆菌就是其中之一。

近年来，随着人类活动越来越强烈，大量有机物的微小颗粒飘散到云层上，所形成的效应就是，微生物们可能躺在云层里“无所事事”，就能吃到足够的食物。很多人小时候曾经幻想天上的云朵就是棉花糖，盼望自己能飞到云层上大吃特吃，现在看来，细菌的生活就是我们的美梦。

每个带有防护性“糖衣”的细菌都相当于一个天然的凝聚核，_____________________。在天然条件下，云层中的纯水分子在低于-40℃时才会凝结；如果其中含有无机颗粒作为凝聚核，凝结温度就会变成-15℃；一旦存在细菌，水分子的凝结温度还会再次升高，有些细菌甚至能让水分子在-2℃时凝结。部分科学家相信，人类活动为微生物提供了童话般的生存环境，高空云层变得更为“宜居”，这就使得云层生态系统极度繁盛，这反过来将会引发频繁的雨雪。

当然，这还不是全部。还有一些科学家认为，增加降水本身就是云层微生物的一种生存策略。许多云层微生物是因为风力吹动而从地面直达空中的，它们会借助高空气流在空中远距离旅行一段时间，之后再通过变成凝聚核的方式，以雨水的形式重回地表，寻找新的宿主。

此外，这些微生物在享受云层中的有机物颗粒时，会将它们重新分解为二氧化碳。如此一来，原本以固体颗粒形式存在的二氧化碳又被微生物释放到大气中，成为日益暖化的地球上又一根新的稻草。据估算，大气中每年因此增加的二氧化碳约为100万吨，数量虽少，却会随着人类排放的有机污染物数量增加而增加。这种暖化的结果就是：地表温度升高，蒸发加强，云层增多，云层生态系统更加繁荣。这么一想，细菌似乎成了控制地球气候的幕后黑手？

①注意力不集中是常有之事。如何提高注意力，尽可能长时间保持专注呢？

②耶鲁大学心理学系布朗教授研究发现，人类的注意力非常有限，因而大脑通常过滤掉我们看到的模糊而无关紧要的东西，留下清晰鲜艳的目标。在很多情况下，人们需要具备长时间注意细节的能力。

③布朗教授一直致力于通过为人们提供快速精准的反馈意见来提高他们的专注力，他的团队以往经常采用功能性核磁共振成像技术，通过检验血液流进脑细胞的磁场变化实现脑功能成像，给出精确的结构与功能的关系。神经元在大脑中的活跃与繁衍都依赖氧气，而氧气要借由神经细胞附近的微血管，通过红血球中的血红素运送。因此，当脑神经活化时，附近的血流会增加，补充消耗掉的氧气。由于带氧血红素与去氧血红素之间的磁导率不同，含氧血与缺氧血的变化使磁场产生扰动，从而能被检测出来。通过重复进行某种思考、动作或经历，可以用统计方法判断哪些脑区在这个过程中有信号的变化，从而找出是哪些脑区在执行这些思考、动作或经历。

④需要指出的是，功能性核磁共振成像也有_______：因为数据分析可能长达数月之久，所以为病人提供反馈的时间较为漫长。对于专注行为这样短时间内极易变化的活动，作用可以说是_______的。而布朗教授这次利用的实时脑成像技术可以在1到2秒内对扫描大脑所获取的数据进行分析，几乎同步反映人脑的活跃状况，这样人们就可以利用反馈信息及时调整行为，达到时刻警惕的状态。

⑤为了测试注意力，布朗教授团队设计了一个巧妙的实验：他们为参与者提供了一组由人脸和场景图合成的画面，人脸和场景分别做了50%程度的透明化处理。参与者需要在2分钟内持续观察不同人脸与场景的合成图，并辨认出其中的场景是室内还是室外——室内场景需要参与者作出回应，室外场景则不需要任何回应。这项任务要求参与者把注意力集中在场景画面上。然而，实验中根本就没有室外场景的画面，参与者被不断地给出只有室内场景的画面，久而久之，注意力就会发生变化。

⑥那么，研究者是如何知晓参与者注意力的变化呢？通过对参与者的大脑进行实时脑成像扫描，以毫米为单位绘制出一系列的大脑图像，根据统计数据的模型，显示出参与者关注场景和人脸时大脑活动的区别。最关键的是，根据分析结果及时向参与者提供反馈，让他们知道自己的注意力是否集中在正确的目标上。

⑦在实验中，参与者如何得到注意力变化的反馈呢？布朗教授团队采用的是“惩罚-奖赏”反馈机制。最开始，图像中场景和人脸各自占比50%，当观察到参与者的注意力不够集中在场景上时，研究者就启用“惩罚”机制，降低场景的占比，使之更难以辨认，迫使参与者集中注意力去辨认场景；相反，如果大脑的注意力集中在场景上，研究者就启用“奖赏”机制，让场景越来越清晰，用这种方式对他们进行反馈。

⑧在整个过程中，参与者注意力的变化呈现波动趋势。一开始他们可能会被人脸分散注意力，表现并不是很好，于是受到惩罚，场景的图片渐渐模糊，迫使他们越来越集中精力，场景随之慢慢变得清晰；意识到自己被“奖励”后，他们的注意力又会渐渐被人脸吸引。依此反复，他们的大脑在控制他们所能看到的画面。

⑨在反馈测试过程中，很多人被观察到注意力越来越集中，维持长时间注意力的能力也变得更强。有观点认为他们在测试中当然会表现更好，因为他们知道自己在参加测试。但事实上，在日常生活中这些人的注意力也得到了显著的提高。

①中国古代早期的农作物种植结构，尤其是在先秦时期，可以简单分为以长江中下游地区为代表的典型稻作单一农作物种植制度和以中原地区为代表的多品种农作物种植制度。其中，中原地区实施多品种农作物种植制度，包括了粟、黍、稻米、大豆等生长条件需求不同的农作物品种。

②中原地区先秦时期农作物种植结构方面经历了数次重大变化：从裴李岗时期到仰韶时代早期，黍一直是最为重要的农作物资源，对黍这种耐寒、耐贫瘠但产量较低作物的重视，与当时社会以狩猎采集为主，农业种植为辅的生计模式相契合；庙底沟时期以后，更为高产的粟取代黍成为主体农作物，这一时期人们获取食物的主要来源从狩猎采集转变为农耕生产，而大豆的少量出现可能源于人们对植物蛋白的诉求；中原地区在龙山时期时，稻米和大豆的重要性有了明显提升，显示了本区域对不适于旱作生产低洼地的开发以及通过大豆的种植一定程度恢复地力；二里岗时期，郑州地区小麦数量增多，可能是人力资源充沛的条件下人们为缓解春荒采取的重要举措所致；东周时期，小麦重要性的进一步提升，以及红小豆的普遍出现，则可能与“两年三熟轮作制”的实施有着直接关系。

③《尔雅·释地》中记载：“田一岁曰菑，二岁曰新田，三岁曰畲”，《诗经·小雅》中也提及土地“薄言采芑，于彼新田，呈此菑亩”，说明商周时期种植制度中存在“菑”“新”“畲”，虽然各家对这几个词的解读说法不一，但当时存在撂荒、休耕制度是肯定的。在《周礼》中出现的“田莱制”和“易田制”，一方面说明休耕制度的普遍存在，另一方面显示已经不再实行一致休耕，而是根据土地肥沃或贫瘠的不同确定休耕的长短。

④人们对土地的利用方式，普遍经历了从长期休耕、短期休耕，再到连年复种、多茬复种的过程。而其中土地种植方式的转变，也受到了诸多因素的影响，比如可供选择的农作物品种，可利用的耕地条件、水源条件，可选用的肥料来源，是否有便利的生产工具，等等。但是向农业集约化转变的决定性因素，在于人口密度是否已经达到了原有土地利用方式难以满足的程度。我们同样可以从植物考古的相关研究中梳理出先秦时期中原地区几千年来土地利用方式的演变。

⑤裴李岗时期的中原地区，以粗放型的黍为主要作物，农业占比不高，遗址中多见来自森林山麓地区的核果、浆果类植物遗存，几乎不见农田杂草，应该属于长期休耕或“森林休耕”的范畴。这一土地利用方式可能一直延续到了庙底沟时期，随着庙底沟文化的急剧发展，人口和聚落数量大增，河谷平原地区成为遗址的集中分布区，高产的粟代替黍成为主粮，在采集类植物遗存锐减的同时，农田杂草可能开始大量出现，这一阶段土地的利用率明显提高，休耕时长可能大大缩短，我们认为该阶段从“森林休耕”转变为“灌木休耕”。

⑥进入龙山晚期，中原地区迎来了人口和聚落数量的高峰，这一时期气候和降水变动剧烈，大豆在多数遗址的重要性增加，显示了人们对保持土壤肥力的重视，农田杂草在种类上的增多，可能反映了大量新拓荒的耕地或土地休耕时长的进一步缩短，从龙山晚期到夏商时期，可能已经进入了“短期休耕”或“草地休耕”的阶段。至迟在战国时期，我们认为复种制度已经出现在了中原地区，尤其是人口密度最高的河谷区域，一方面铁器和犁耕的普及极大地提高了生产力水平，另一方面豆类作物和小麦的重要性显著提高，_________________。