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一公斤钴60有多火爆？推导核衰变热功率密度公式: 热度 9 kiwaho 2017-6-30 08:17; 核科学领域一直缺乏一个现成的公式，用于估算放射性核材料的衰变热。就算此领域的老专家，被问到1kg 钴60 的热功率时，恐怕等他/ 她半小时，也不一定可给出正确答案。仲尼曰：“我欲载之空言，不如见之于行事之深切著明也”。现在，就来响应孔丘圣人之教诲，一步一步地将核衰变功率密度公式推导出来。首先得有一个假设条件：核衰变释放的能量，最终都能被材料块自身以热的形式吸收，除中微子能量不可吸收之外。这个条件虽然有点苛刻，但并不过分。先来定义一批符号，及其适用单位量纲：这些符号是最终所得公式中要用的： W = 功率密度 ( watt/kg ) ； A = 平均原子量； A0 = 指定同位素原子量； B = 元素家族内丰度，如经过提纯，或该元素仅有一个稳定同位素，则B = 100%, A = A0 ； Q = 衰变能量 ( eV ); T = 半命时间 ( s ) 。这些符号是推导过程要用的：amu = 单位原子量的质量 = 1.67*10 -27 kg ； eVj = 每电子伏特eV 对应的焦耳数，即 1.602*10 -19 ； N(t) = 残余未衰变的核数量N ，随时间t 变化的函数；N0 = 初态时的核数量。显然 1kg 材料含有的原子数大致 = 1/(A*amu)，其中指定同位素的原子个数 = B/(A*amu) = 初态的N0 。对衰变函数 N(t) = N0 * e -t*ln2/T 求导数，可得出未衰变核数量的递减公式： ΔN/Δt = -N0 * ln2/T * e -t*ln2/T (1) 假设仅考虑比半命小得多的一段时间，即较“新鲜”的衰变过程 t ≪ T ，并代入 N0 的初始估计，则上式可简化为： ΔN/Δt = - (B/(A*amu)) * ln2/T 显然，残余未衰变核的减少过程，伴随着放射能量的释放。而 1kg 材料内的能量释放速率，正是要推导的衰变热密度： W = |ΔE/Δt| = Q*eVj*ΔN/Δt = Q *eVj*B*ln2/(A*amu*T) ，合并所有常量后，上式精简为： W = 6.688*10 7 *B*Q/(A*T) (2) 上式对 αγ 两种衰变辐射全部有效，仅有 β 辐射需要单独修正，因为它伴随着中微子释放，而理论上讲，这是平衡角动量，以及轻子数守恒的需要。中微子带走的能量，在本地是无法回收的，所以，不妨把它看作上帝对β 核嬗变征收的“豪华消费税 ”，“税率”大约是40% 。至于大自然征收此能量税有何用途，俗人只能猜测了：宇宙要膨胀、行星要自转和公转（参见我的行星内炙理论的文章）、光年级里程的宇宙飞船 UFO 要远征、智慧生命要聚焦热中微子，点火人类尚未发明的清洁核反应堆、要满足人类窥探行星内部奥秘的好奇心，等等，哪一项都要该税收支出。抵扣该税收后，β 核衰变的功率密度核定为： W(β) = 4*10 7 *B*Q/(A*T) (3) 有了上述公式后，此文标题所提问题可解了：已知：钴 60Co 的 β 核衰变 Q = 2,822,810eV ， T = 1925.28 days = 166,344,192s ， A = 60 。因考虑纯核素，所以 B = 1 。代入公式得到： W = 11,313 watt/kg = 11.3kw/kg 。这个有多火爆？不妨类比一下：电炉子一般1kw，一公斤钴60相当于10台这样的电炉子，永远不关这批电炉子，持续5年多，才“折旧”掉一半的寿命，或者说用掉一半燃料！可惜，马力虽然火爆，但大批量制造60Co可不容易，代价高昂。将普通的59Co钴金属，放在商用核反应堆里“煲”足够长时间，需吸收足够多热中子，才能“孵化”出来。而真要利用60Co的能量，也并非易事。其伴生伽玛射线，穿透力很强，几十厘米的钢板不在话下。生命细胞在伽马射线下不堪一击。故而，根本没有把60Co当作能源使用的先例，主要用于油田测井、集装箱透射检查等类似应用。遥想当年，我所在的中原油田测井公司，丢失一批钴60放射源，惊动了国务院。可悲的是：拾到此“宝贝”的当地农民，因好奇拆解而付出了生命代价！因功率与质量成正比，对强放射物质，为避免大量发热，需控制散料的临界质量。顺带打游击，以此方便公式，算一些常见元素的功率密度。钾 40K ， B = 0.0117% ， Q = Q(β) = 1.504MeV = 1,504,000 eV ， T = 1.251*10 9 years = 3.94*10 16 s ， A = 40.96 ，算出 W = 4.58*10 -9 watt/kg = 4.58nw/kg. 如果将 40K 提纯，功率密度会放大很多倍，此时 W = 38μw/kg，这是因为天然钾含 40K 太低的缘故。可见无论是否提纯，其功率密度仍然极低，小到没有能源价值。同样可算出天然铀的功率密度，只不过它是α 辐射，无须抵扣中微子“税”，得到的值比天然钾大2140 倍，即9. 8μw/kg 。这个辐射值对人体仍然是安全的，只要不长期接触。举这些例子，既有天然存在的，也有需要人造的，目的是方便有经验的人士，至少通过感性或经验，判断提炼出来的经验数学公式是否靠谱。为了使全球科学共同体受益，我已经将推导过程写成英语论文，放置到预印本服务器上了： Power Density Calculation Formula for Decay Based Nuclear Fuel or Battery http://vixra.org/pdf/1704.0373v2.pdf 该论文比本博文涉及面要广一些，例如此处未讨论的相对功率密度等概念和公式。欢迎将来改版的相关教科书，引用这一公式，敬请说明出处。; 17341 次阅读|22 个评论

关注！人机大战第一局李世石 VS AlphaGo （白中盘胜）: 热度 20 科学网编辑部 2016-3-9 10:58; （倒序）白中盘胜俞斌点目后表示李世石已经输了李世石危险了右上黑棋局部亏损很大白棋打入后，局面进入胜负处白102出乎意料，李世石长考金成龙九段：成为职业棋手27年来，第一次看到白86断这手棋！王小川：AlphaGo计算能力是当年IBM计算机深蓝的3万倍双方用时很接近白86断，感觉稍过分俞斌：现在李世石在连续进攻，如果谷歌机器能够抵挡住，他相信谷歌机器会赢。现在就看谷歌机器如何抵挡李世石的进攻了… 现场目前观战职业棋手看好白棋白44没有选择吃住中央2子转换，使局面更复杂李世石选择了非常复杂的下法俞斌：现在出现了激烈的厮杀。李世石在冲杀，比赛可能用不了5小时了…… 白26后，李世石进入长考至此白棋应对无误白18打入必然第7手，李世石下了一步非常少见的开始了，李世石执黑 12:00正式开始，本帖会持续更新棋谱世界冠军柯洁：我希望这一天（电脑打败职业高手）越晚来到越好，但是迟早会来到谷歌母公司Alphabet董事长埃里克·施密特：无论谁胜谁负，实际上都是人类的胜利——30年前，人工智能的发展经历过一次低谷，如今却能在图像识别、语言翻译、视频推荐方面被广泛应用，甚至达到了可以和人类对弈围棋的地步——他从来没想过这会在有生之年成为现实。中国围棋国家队教练俞斌：刚刚搞到谷歌内部的消息，据谷歌工程师估算，李世石胜出的可能性为0。比赛将在9日中午12：00开始象棋大师 Garry Kasparov 因20年前败给超级计算机深蓝而备受瞩目，最近他对即将到来的围棋人机大战进行了一番点评。卡斯帕罗夫：我分别于1996年和1997年两次对战象棋超级计算机深蓝，这两次对战被称为‘人类大脑的最后一战’，从月球登陆到终结者电影，对战被与一切事情进行比较。第一次是我赢得了比赛，当然更出名的是，一年后我输掉了比赛，那时，IBM关闭了这个项目。李世石可能比AlphaGo强很多，以致于人类出错可能性还不具有决定性。围棋的每一轮都比象棋有多得多的可能走法而且动态程度也存在差异，这两个因素都不利于机器获胜。但是，我恐怕看到了不祥之兆（the writing is on the wall）。如今，一台相当好的笔记本上运行的免费象棋程序都能战胜深蓝和任何人类大师。象棋机器从可预测、薄弱的状态到强大得可怕，这样的飞跃只花了十几年。围棋，你的时间不多了。新闻发布会在韩国举行李世石说：“即使‘阿尔法围棋’战胜了欧洲冠军，但我认为到目前为止还是人类比人工智能强。不过听到人工智能具有了类似人类的直觉判断能力，我倒感到有些紧张，恐怕我以5：0战胜它有点儿够呛，因为人类下棋时会有失误。” 3月9日，谷歌AlphaGo与韩国世界冠军李世石九段进行五番棋对抗，获胜方将获得百万美元作为奖金。; 30700 次阅读|31 个评论

[转载][科幻]-【环太平洋(悍战太平洋)】【高清1280版BD-RMVB.中字】: lcj2212916 2014-3-6 21:06; 中文名环太平洋外文名 Pacific Rim 其它译名 Огненият пръстен 出品公司 Legendary Pictures 制片地区美国导演吉尔莫·德尔·托罗编剧特拉维斯·比彻姆/Travis Beacham 制片人乔·贾希尼/Callum Greene IMDB评分 7.3/10 类型动作，惊悚，科幻主演查理·汉纳姆，菊地凛子，伊德瑞斯·艾尔巴，朗·普尔曼，罗伯特·卡辛斯基，马克斯·马蒂尼片长 132分钟机甲简介：日本版“贼鸥”机甲战士名称：Coyote Tango（探戈狼）身高：82米体重：7450吨准乘人员：单人（早期）/双人（后期）面世日期：2015年12月投放战场：日本-东京战区　　由于日本是最早遭受怪兽袭击的环太平洋国家之一，因此日本版机甲战士开发时间较早，该款图片即是日本早期机甲战士设计蓝图，该款机甲战士操纵人员仅有一人，机动性和操控性存在一定缺陷，但是背部的筒式火炮设计极为强悍。不过从设计图纸上可以看出在头部存在弹出式救生设备、可循环能源推进系统、废气排出口等，另外其关节灵活的操作组件也堪称日本版战士一大特色。美国版“贼鸥”机甲战士名称：Gipsy Danger（危险流浪者）身高：88米体重：7080吨准乘人员：2人面世日期：2017年7月投放战场：美国-洛杉矶战区　　美国版机甲战士采用最常见的双人操作系统，注重头部、前胸、后背、肩膀等要害位置的防护，且采用了核动力进行驱动，虽然造价高昂，但免去了常规动力机甲战士在补给和维修上的繁琐程序。另外根据设计图纸所示，美国版机甲战士具备一定的海水利用技术，但具体用途并不清楚。美国是日本之后第二个遭受怪兽袭击的超级大国，不过其反应能力迅速、该款机甲战士性能明显较日本版上有大幅修正和提升。俄罗斯版“贼鸥”机甲战士名称：Cherno Alpha（切尔诺-阿尔法）身高：84米体重：6912吨准乘人员：2人面世日期：2018年4月投放战场：俄罗斯-远东战区　　由于所处纬度较高，俄罗斯在太平洋沿岸港口除了符拉迪沃斯托克之外，很少有不冻港。因此该款机甲战士为了防止低温海水对性能发挥不利，在关节设计上遵循“简约不简单”的原则，简单的扳手式手掌、手臂存在多种操作方式，而最重要的头部也有厚厚的装甲保护，颇为与众不同。另外，这款战士在脚后跟处有明显的马刺式设计，具体用途暂不明确。中国版“贼鸥”机甲战士名称：Crimson Typhoon（赤红台风）身高：89米体重：6122吨准乘人员：3人面世日期：2018年8月投放战场：中国-香港战区　　中国机甲战士指挥舱底部的互抵式组件，大大增加了颈部链接的灵活性；而液体软件系统提供了一流的操纵性能，是唯一可以容纳3人同时操纵的三臂机甲战士，实战中警惕性、攻击性以及防守力得到极大的提升。脚踝处的磁力流变速阻尼器使得活动个更加灵活；而右臂武器系统采用独有的加密多瓣形火炮，具有生物辨识发射功能，可以瞄准怪兽的骨骼进行精确打击。另外，指挥舱还具有望远镜性能，可以注意到较远距离的威胁。澳大利亚版“贼鸥”机甲战士名称：Striker Eureka（强袭者尤里卡）身高：104米体重：6650吨准乘人员：2人面世日期：2019年11月投放战场：澳大利亚-悉尼战区　　从澳大利亚版机甲战士的面世日期可以推测出：澳洲是最后一个遭受怪兽袭击的环太平洋地区。有意思的是，虽然澳洲机甲战士是唯一身高超过100米的型号，但是体重却是除中国版之外最轻的，机动性值得信赖，但过高的身高也意味着重心不稳。此外，该款战士双臂外侧加装的利刃既可以有效防护自身，也可以主动攻击，颇有特色。下载地址： www.400gb.com/file/59325797; 2584 次阅读|0 个评论

希腊字母的“中文式”翻译: zjzhang 2013-1-6 15:54; α 阿尔法 β 贝塔 γ 伽玛 δ 德尔塔 ε 伊普西隆 ζ 泽塔 η 伊塔 θ 西塔 ι 约塔 κ 卡帕 λ 兰姆达 μ 米欧 ν 纽 ξ 克西 ο 欧米克隆 π 派 ρ 柔 σ 西格玛 τ 陶 υ 玉普西隆 φ 弗爱 χ 凯 ψ 普赛; 个人分类: 数学|6425 次阅读|0 个评论

[转载]一周国际要闻（6月18日—6月24日）: crossludo 2012-6-25 17:05; 一周国际要闻（6月18日—6月24日）本周焦点广阔太空中的大型粒子实验去年5月，美国“奋进”号航天飞机执行的最后一次任务，是将太空粒子探测器“阿尔法磁谱仪2”送至国际空间站。这是一个大型粒子物理实验，首要目的寻找宇宙中的暗物质及其起源，另一目的则是寻找由反物质组成的宇宙。时至今日，阿尔法磁谱仪已收集到170亿个宇宙射线数据，远超过去100年人类收集到的宇宙射线数据总和。而在未来20年内，阿尔法磁谱仪将在距离地球近400公里的国际空间站上收集到3000亿个数据，为人类寻找新物质提供前所未有的精度。它在广阔太空中大显身手，毫不逊色于地面上的物理学家利用大型强子对撞机追寻物理学“标准模型”的答案。本周争鸣关于禽流感病毒的争议性论文登出美国《科学》杂志6月21日在线发表了引发数月争议的禽流感病毒论文，论文公布了制成易在哺乳动物雪貂间传播的H5N1型禽流感病毒变种实验的相关数据。而这次发表标志着“长达8个多月关于是否公布其中一些数据的争议最终结束”，应让人们对H5N1型禽流感病毒的潜在威胁提高警惕。杂志同时发表了另一份相关研究，评估了这些变种在自然界产生以及引发人际传播的可能性。利用争议性控脑技术成功控制猴子睡眠美国科学家研制出了能将光脉冲递入大脑的植入物，其能使用光脉冲随意打开或关闭大脑细胞，目前已成功地控制了猴子的睡眠。这种前所未有的方式有望为癫痫、阿尔茨海默症等神经疾病提供新疗法，或也能帮助人们制造新记忆。不过，该研究涉及到了3项富有争议的技术：对大脑细胞进行遗传修改、以手术将植入物放入大脑以及对人的行为进行控制。地下大量封存二氧化碳或诱发地震二氧化碳捕获与封存（CCS）目前是一个由联合国政府间气候变化委员会正在考虑的“可行的策略”。但美国国家研究委员会的一项独立研究发出警告称其风险太大，这种需要长时间将体积庞大的流体储存地面以下的想法是不切实际的，有可能诱发更大的地震。不过报告同时指出，鉴于现在没有较多的CCS项目在实施，因此对其实际的风险尚难以评估。一周之“首” 首次在石墨烯表面观察到等离子体振子美国科学家借助红外线光束，沿石墨烯表面激发出电子波，并证明他们能通过简单的电路，控制这些被称为等离子体振子的振荡波的长度和高度。这使人们能够了解电子在这种新形式的碳中发挥什么作用，又将如何管控它们的特性。而其既是首次在石墨烯上观察到等离子体振子，也是在无法使用光的紧密空间内，利用等离子体振子进行信息处理的重要一环，距离前途无量的石墨烯光电子学与信息处理更近一步。一周技术刷新改进阻止癌症复发化疗技术多年来，科学家一直依靠静态的图像来了解导致癌症复发的关键蛋白。现在，美国南方卫理公会大学另辟蹊径，为人体P糖蛋白（P-glycoprotein）构建了动态的三维计算机结构模型，使其能更直观地显示P糖蛋白的工作原理，由于很多化疗药物不起作用都与P糖蛋白有关，该研究将有助于改进阻止癌症复发的化学疗法。找到控制金纳米粒子大小新方法金纳米粒子广泛应用于工业化学处理、医学和电子学中。而美国北卡罗来纳大学发现，通常被用于合成金纳米粒子配体的“蓬松性”，实际上决定着合成纳米粒子的大小，即蓬松性大，纳米粒子小；蓬松性小，纳米粒子变大。该研究增强了人们对纳米粒子形成的认识，并能得到一个控制金纳米粒子大小和特性的工具，为今后合成更小的纳米粒子开辟路径。前沿探索 “土卫六”或隐匿巨大甲烷湖泊在太阳系，除了地球外只有“土卫六”拥有与地球水循环相似的“甲烷循环”。而“土卫六”一处位于热带的区域在近红外光谱图像中显示存在暗区，极可能是大隐隐于干旱区的湖泊，其来源则是地表下的液态甲烷绿洲，那可能就是新形式生命的培植地，故此发现将扩大该卫星上生命有可能起源的范围。发现支持地外撞击理论新证据一个由18人组成的国际小组在美国宾夕法尼亚州、南卡罗来纳州和叙利亚的沉积岩薄层中发现了类似熔化玻璃的材料。这种材料被认为是宇宙物体撞击地球的结果，其可回溯至1.3万年左右，在1700摄氏度至2200摄氏度之间形成。新数据可谓是“新仙女木期假设”（即约1.29万年前发生过地外撞击引发地球气温骤降）争论的最新有力支持。 “最”案现场最识人善用：让黑洞化身粒子探测器寻找新的粒子通常需要很高的能量，因此需要构建大型加速器等设备。但维也纳技术大学提出了一种方法，能够证明假想的亚原子粒子——“轴子”的存在。这些轴子能够在黑洞周围积聚，并从中汲取能量，这一过程将放射重力波，并能被探测出来。换句话说，就是让黑洞化身为巨型粒子探测器。奇观轶闻谁言绝地难生草？美国南加州大学洛杉矶分校和美国国家航空航天局（NASA）等机构人员在南极罗斯冰架下提取了沉积物钻核样本后发现，古代南极比人们以前认为的要温暖得多，达到了7摄氏度，降雨水平也比现在高好几倍，沿着冰封大陆边缘，气候适合植物甚至一些矮树生长。谁说极地太古以来无寸草呢？该研究说明，当地球变暖时，南极边缘会变得不太像极地荒漠，而更像目前的冰岛。; 个人分类: 综合科研|1036 次阅读|0 个评论

扫黄: 热度 15 gfcao 2012-3-25 00:03; 俺最大的优点是有自知之明与谦虚好学。从摄影技术上讲，我的水平与孤魂差了不止一点。从相机的成像质量说，无敌兔与阿尔法 900 应该在伯仲之间。上篇用广角拍的片片应该不是机器的问题，阿尔法 900 的色彩还原还是可以的，或许是我操作上的问题导致了片子有点偏黄。下面这组片子是老机子加小白拍的，原片比较黄，我用软件调整了一下，感觉色彩还原得不够真实，不过比起原来的黄片来还是好了许多。 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9); 个人分类: 休闲|4841 次阅读|26 个评论

孤魂为什么嫉妒我？: 热度 21 gfcao 2012-2-19 10:45; 孤魂对我的单反机一直虎视眈眈，总想据为己有，其实他的无敌兔比俺的阿尔法 900 强，至少在 ISO3200 的高感光度设置下拍出来的照片不像他家的远房亲戚王二麻子，阿尔法系列就做不到了。可孤魂还是不满足，于是总攻击我，只要是我用单反拍出来的片片，他一概讽刺挖苦，不是说拍得不清楚，就是说拍得像他的远房亲戚。这回再用单反试试，孤魂看看，还不清楚么？ (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10); 个人分类: 休闲|4563 次阅读|42 个评论

国际合作提高自主创新能力: kejidaobao 2011-6-13 13:35; 文/王玲俐，尚智丛重大国际合作计划促进了全世界科学家在多个前沿学科领域开展合作研究，已成为系统解决人类所面临的共同复杂问题有效途径之一，受到科技界和各国政府重视和积极推动。中国在国际热核聚变试验堆计划（ITER）、阿尔法磁谱仪 (AMS)、欧洲离子加速器（LHC）等重大国际合作计划中，在提高其自主创新能力方面都取得了很好的成绩，培养了一批科技人才。 1 ITER计划 “国际热核聚变实验堆（ITER）计划”是目前全球规模最大、影响最深远的国际科研合作项目之一，旨在解决人类的面临能源问题。中国积极参与ITER计划，发挥着重要的作用。2009年ITER协同设计网络平台在中国成功落户，以求与国际组之间设计数据信息同步。中国科学家和工程师完成多项高精度的制造任务。由40余名中国专业技术人员组成的ITER技术组，已完成3条长900m、用于ITER 纵场和极向场导体制造的生产线、ITER高温超导68 kA大电流引线、Feeder S弯形超导电缆原型件等一批研究成果，为ITER计划建设做出了重要贡献。一批科学家已担任了ITER项目国际顾问委员会和国际技术委员会等要职。中国通过参与ITER计划，大幅度提升中国国际科技合作的层次，所获得的技术创新大大提高了中国超导技术、低温技术、稀有金属材料技术、高电压技术，高精度的等离子控制技术等众多领域的研发能力。掌握了大型国际科学工程项目工程建设与管理经验，锻炼和造就了一批高水平、高素质的科研人员、工程技术人员和管理人员。 2 AMS计划 AMS计划是诺贝尔物理学奖获得者丁肇中发起、多国政府支持、来自16个国家或地区600名科学家参与的重大国际合作项目，旨在太空中寻求反物质、暗物质、暗能量，理解物质世界的起源。2011年5月16日AMS已成功由美国“奋进号”航天飞机送入空间站，开展长期科学实验。中国为AMS成功地研制了磁体系统，解决了多项关键科学技术问题。中国科学家设计了当前国际上先进磁体系统，它采用了无铁屏、无漏磁及无二极矩设计理念，在轻量化与环境要求方面具有显著的优越性。在研究过程中，科学家们还解决了在大型空间探测器磁体的设计、大型超临界氦的低温系统等科学问题，研制了世界最大空间应用的1.8 K超流氦低温真空系统，提出了具有空间探测器磁体的二极磁矩补偿方法，解决了在空间运载大型空间探测磁体的技术难题。通过参与此项大型国际合作团队提升中国在空间学科的国际地位，培育了新型学科发展，推动了工业应用、生物医学、高精度科学仪器等磁体技术的发展，加速中国空间高技术向其他科技领域快速转化。 3 LHC计划 LHC是世界上最高能量的质子对撞机，该计划的目的是认识宇宙起源、物质起源，理解物质世界的基本构成。LHC的隧道里安放了4个探测器，其中的2个探测器CMS和ATLAS研究实验组的负责人由中国科学家担任，并承担了LHC数据分析的网络平台的建造工作。中国科学家通过参与ATLAS实验的缪子探测器和电磁量能器的设计和建造，借鉴国外科学家的先进技术和研究方法，中国科学家开展了多项具有独创性的物理分析与研究工作。通过参与LHC计划，中国在物质质量来源问题、超对称理论、是否有额外时空维数等问题上取得了一批创新成果，在蒙特卡罗模拟研究、 Higgs物理研究、top物理研究、探测器的刻度研究、宇宙线测试的数据分析等方面也获得了重要实验结果，这对于研究和发展高能量的加速器技术、实现人类对于物质世界的基本组成、宇宙演化过程、现代物理学的基础等科学问题的探究具有重要意义，推动了中国高能物理和基础科学的发展。中国科学家通过参与具有重大意义的国际科学计划，围绕若干前沿科学领域和技术科学领域开展了国际合作，推动了多个学科的发展，解决了重大科学及关键技术问题，达到了共享科技资源和科技成果、促进自主创新能力的效果。国际合作，为中国科学家们搭建了研究平台，增进了与国外同行的合作与交流，传播着新的科学思想。中国科学家们在国际合作舞台上展示了中国的科技实力，国际学术界赢得一席之地。国际合作，成为提高中国自主创新能力的重要途径。参考文献我国参加国际热核聚变实验堆(ITER)计划始末 . 科技日报， 2006-07-04. Wang Q, Song T, Lin C E, et al. On Appl. Supercond . IEEE Trans, 2008, 18: 972-975. 王丹红.我国高能物理学家谈LHC: 我们是国际高能物理的有机部分 .科学时报,2008-11-05. 中国科技产业编辑部.中国科学家积极参与大型强子对撞机实验 .中国科技产业,2010(4): 64. 中国科学家参与世界最前沿、最高能量对撞机研制 . http://hi.baidu.com/zhiyanzhai33/blog/item/bb33de540b45095 ed1090646.ht. （责任编辑王芷）; 个人分类: 栏目：科技纵横捭阖|4060 次阅读|0 个评论

大爆炸宇宙论质疑: 热度 2 shujie100 2011-3-27 18:45; 大爆炸宇宙论质疑　　　　大爆炸宇宙论认为，宇宙是由大爆炸产生的。即宇宙最初是不存在的，是由于一个点的大爆炸从而产生了宇宙。这种论点现在似乎己成为正统的认识。当然其也有一些观测的所谓依据。但对于这种论点有以下几点质疑，表明其论点本身就是一种悖论。　　大爆炸论起于1930年乔治.伽莫夫基于康奈尔大学的拉尔夫.阿尔法（Ralph A, Alpher）和罗伯特.赫尔曼（Robwrt G, Hermann）预言的有一种辐射的回音作为辐射背景自始至终充满了宇宙，提出了大爆炸宇宙说。1965年发现的宇宙背景辐射引起许多人的深入研究，从而改进了大爆炸理论，直到20世纪八十年代初似乎才得到人们的一致赞同。该理论认为，大爆炸在10∧-45 秒时突然开始，从而回避了0.0秒时的宇宙状态。在10∧－45秒时，宇宙呈现出幽灵般的对称性，它的体积是无限小的一点，热到10∧37K，密度为10∧100克/厘米3，或相当10∧120尔格。在大爆炸的进行过程中，到10∧－43秒，相变破坏了无特色的对称性，将引力从量子力中分离出来。半径达到10∧－3厘米时，密度减小到10∧91克，温度降到10∧32K，对应的能量为10∧19GeV。大统一相变在10∧－37秒后，这时强相互作用力与电、弱相互作用力分开。在10∧－12秒后电弱力分裂开为弱相互作用与电磁相互作用，当宇宙产生10∧－9秒后，温度到10∧15K，才最后完成了四种力的最后分离。这时的宇宙中充满了由夸克、轻子、光子组成的浓雾。从此宇宙间的粒子才开始诞生，宇宙也就开始爆炸后的膨胀。在宇宙诞生的三分钟后，才有稳定的原子核形成。大爆炸30万年后，温度降到3000K，才形成氢原子。大爆炸发生100亿至200亿年后的今天，温度已冷却到3开尔文，四种力也就破缺成现在这样子。而从现在起再过10∧40秒则宇宙将消亡。　　　　　　“上下四方曰宇，古往今来为宙”。宇宙乃空间与时间，而空间与时间正是运动物质的存在形式。大爆炸宇宙论也就是说空间与时间是由大爆炸产生的,也就是说宇宙是由点爆炸而形成的。这里就有一个先有什么的问题。　　首先来讲，这是一个先有点还是先有空间的问题。固然点是零维的，这个零维的点可以膨胀成三维的空间，但这个点一定是空间中的一个点，没有了空间点在那里呢？这里也就存在是空间中的点爆炸，还是点爆炸形成了空间这样一个先后问题。这是大爆炸宇宙论的问题之一。　　大爆炸宇宙论认为点爆炸形成了空间，即点爆炸形成了宇宙。开始这个点还是零维的，它的体积是无限小的一点，热到10∧37K，密度为10∧100克/厘米∧3，或相当10∧120尔格。这也就是说在这个点中不存在任何物质，因为只在当宇宙产生10∧－9秒后，温度到10∧15K，才最后完成了四种力的最后分离，这时的宇宙中才充满了由夸克、轻子、光子组成的浓雾。那么在10∧－9秒前这个点所具有的温度是谁的温度呢？密度又是谁的密度？能量又是谁的能量呢？这是问题之二。　　问题之三是大爆炸宇宙论违反了自然规律。能量守恒是被人类实践证实了的，而点的大爆却一下子凭空产生了全宇宙间的所有的能量（包括实物粒子静质量所具有的能量）。这违背了人类己认识了的科学，这似乎又要借助类似牛顿的第一推动力的上帝之手了。　　所谓爆炸是指一个实体物质的强烈反应而发生的极速膨胀。而宇宙的大爆炸又是什么的爆炸呢？同时宇宙间所有的实物粒子都是大爆炸的产物，也就是大爆炸在空间中造就了所有的实物质。但据现己被实践证实了的事实是，实物粒子的产生是由于荷电粒子发生强相互作用形成的，这正是粒子物理学完全由加速器技术所制约的原因所在。但宇宙大爆炸之初，宇宙间是不存在任何东西的，那么是什么相互作用造成了实物粒子的产生呢？这真是又一个先有鸡还是先有蛋这个问题的变种。这是问题之四。　　现在己知的事实是所有粒子的产生都是成对的，有一个正实物粒子产生，必然同时有一个反实物粒子产生；同时这正、反粒子对相遇又会湮灭成γ射线。这时就会出现两个问题：其一为由于空间的各向同性，点爆炸必然是由点向外的均匀辐射，如太阳的光辐射一样，这样爆炸所形成的正、反粒子将基本上相互湮灭掉，不可能余有宇宙间如此多的星系实物质。其二为现实的宇宙间观测到的大都是正实物粒子，反实物粒子怎么都没有了？现实的理论解译是这是由于对称性破缺造成的，但就算是对称性可以发生破缺，也决不会将对称的另一半完全破缺没有了，如这样那就是完全没有对称性了。这是大爆炸宇宙论的问题之五。　　按大爆炸宇宙论，显然宇宙是一个孤立系统，在宇宙外不存在任何物质，甚至也不存在时间、空间。那么宇宙间的所有实物质运动形式的结果都只能是其之间的物质相互作用结果，而这种相互作用都　是点向外的均匀辐射状的，不可能产生物质的旋转运动。现己观测到所有星系甚至是星团、星体都一无例外的有旋转，即存在有大量的角动量。而大爆炸应当是由点向外辐射形式的爆裂，且没有外界的任何物质与之相互作用，是不可能产生角动量的。宇宙中存在的这些大量角动量又是如何来的呢？要知道，现在的物理规律中有能量守恒、动量守恒同时角动量也是守恒的。这就是大爆炸宇宙论的问题之六。　　大爆炸宇宙理论现有的所谓依据有三点,其一为3K微波背景辐射,这也正是这一理论的起点，而3K微波背景辐射己经被观测到；其二为星系光谱线红移,这被认为是爆炸后物质膨胀分离的表现，这也是己被观测到的事实；其三为现今宇宙中元素的分布,有大量的氢与氦存在，这种元素分布是大爆炸宇宙论的推论结果，也己是天文观测的事实。也正为此这种大爆炸理论就成为现代正统的理论学派,由于学术界的认可与教育，似乎成为人们的共识。现在对此谈谈看法。　　现在对宇宙的观测的确发现，从地球的任何方向看去，遥远的星系都有星光红移现象,且红移与距离有关,而与观测方向无关,这就是哈勃定律。哈勃定律就是一个关于星系之间相互远离速度和距离的确定的关系式，表明了宇宙的运动和膨胀。其关系为：　　　　　　 V＝H×D 其中，V是远离速度，单位为（Km/sec）；H是哈勃常数，单位为（Km/sec/Mpc）；D是星系距离，单位为（Mpc），1Mpc＝3.26百万光年。由于这是根据观察得到的经验公式，故哈勃常数随观测的发展存在有不同的变化。这样如果认为谱线红移是多普勒效应的结果，则意味着河外星系都在离开我们向远方退行，而且距离越远的星系远离我们的速度越快。这正是一幅宇宙膨胀的图像。而这种关系真正来自观测、推论没有掺进任何假设的是红移-视星等关系。在此基础上再加上一些假设，才可得到距离-－速度关系。由此红移与视星等的关系则成为问题的关健。　　天文观测的结果是客观存在,但红移存在的原因却可能有多种。多卜勒效应确实可能引起红移,但决不能说引起红移的原因就一定是多卜勒效应。故而不能武断地讲观测到红移就一定是由于多卜勒效应引起的，由此宇宙就在膨胀,而应当从多方面寻找红移原因才对。比如光由光疏媒质到光密媒质就会发生红移现象，这是科学常识。我们现在测量到的星光，是在地球上的环境上测量的，但我们看到的星光是从遥远恒星上发出的光。而恒星发光的外层是一层很厚的发光气体，这层气体的密度显然是由内而外的由密到疏分布的。从单位体积的发光强度而言，显然密度越大发光越强，观测自然会测到发光强的部分发出的光，但随着观测距离的增加，由于观测视角的变化，所观测到的光就会由观测内层而逐渐向观测外层变化，正如我们看蜡烛发出的光，近时光较明亮，但随着观测距离的增加，光就会逐渐变红了。何况现己知道还有其它原因可引起光红移。这样就不能只从看到了光的红移就确定是由多卜勒效应而相互间远离。也就是说对观测到光的红移不能简单的就认为是宇宙在膨胀，而是应当仔细研究确认。　　如果宇宙是永恒的，存在3K本底辐射则是理所当然的,且这种本底辐射在宇宙中也基本上是各向同性的,不随时间变化的。也就是说对其它的宇宙模型而言，也同样会得到存在2K本底辐射的结果，这点并不是只支持大爆炸宇宙论。　　现在观测到的事实氢与氦的丰存度为氢占25％，氦占75％，这点同样对其它宇宙模型而言同样也是可能的。　　宇宙并没有开始，自然也就不会有结束。宇宙是永恒的。但这永恒并不是一成不变的，而是不断运动变化的。因为宇宙是物质运动的宇宙，在宇宙中的物质是不停运动的，且这不停运动的物质，随着运动量的变化会发生质的变化。也正是在这物质运动的不断量变----质变的变化中，才使得宇宙得以永恒。就是说宇宙是永恒的，但宇宙中的运动物质却是不断运动变化的，是由一种运动物质形态变成另一种运动物质形态，由此宇宙中的所有物质运动形态都有开始与终结，都有出生与死亡，是不断运动变化的。宇宙正是在这物质的运动变化中永恒的。　　大约也正是觉得大爆炸宇宙论的一些问题，故而现在又有人提出所谓的平行宇宙、子宇宙等等的说法。其实宇宙只有一个永恒的宇宙，而在宇宙中倒是有很多的不同物质运动系统，如各种星系团、星系等等。; 416 次阅读|2 个评论

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