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[转载]《科技评论》评出今年十大最突破科技创新
redtree 2014-5-11 22:11
《科技评论》评出今年十大最突破科技创新 来源:网易科技 发布时间:2014-5-11 16:57:37 众所周知,“创新”是整个科技行业的灵魂所在,也是科技发展的源动力。每一年我们都会看到各种各样的科技创新,有的改善了我们的生活,有的甚至能够改变人类社会的发展方向。麻省理工学院的《科技评论》杂志近日评选出了“ 2014年10大最具突破性的科技创新 ”,这些技术不仅在如今看来非常具有创新性,同时还会在未来数年内发挥重要作用。 (1)农业无人机 简介:这种廉价的农业无人机配备了先进的传感器和图像处理模块,能够对农作物的生长状况进行密切监测,并提高水资源的利用率和虫害管理效率。突破性:配备摄像头、支持遥控操作、售价低于1000美元。主要研究公司(机构):3DRobotics、雅马哈和PrecisionHawk。 (2)高度隐私的智能手机 简介:“斯诺登”事件让人们开始重新审视手机信息安全的重要性,这也催生了高度隐私的智能手机产品。突破性:将个人隐私信息高度保密起来。主要研究公司(机构):Blackphone、CryptoPhone和Open Whisper Systems. (3)人类大脑3D成像图 简介:这张耗时十年画出来的人类大脑3D成像图首次在细胞水平上剖析了人类大脑,为神经科学家提供了解读其无穷复杂性的指南,能够更为完整地观察人类大脑结构。突破性:以20微米的尺度展现了人类大脑的结构。主要研究人员:德国尤利希研究中心的卡特伦·阿穆兹(Katrin Amunts)、蒙特利尔神经学研究所的阿兰·伊凡斯(Alan Evans)和斯坦福大学的卡尔·戴瑟罗斯(Karl Deisseroth)。 (4)神经元芯片 简介:传统的电脑芯片经过数十年的发展已经逼近性能极限,而神经元芯片模拟人类大脑处理信息的过程,帮助计算机以更快的速度应对不同的情况。突破性:实时模拟大脑处理信息的过程,有助于科学家们制造出能同周围环境实时交互的认知系统,促进人工智能技术发展。主要研究公司(机构):高通、IBM、HRL实验室和人类脑计划(Human Brain Project)。 (5)基因组编辑 简介:通过基因编辑构建携带定向突变的灵长类动物,为科学家研究复杂的、与遗传相关的脑部疾病提供了新的工具和方法。突破性:利用基因组工具构建出两只携带有特定基因突变的猴子。主要研究机构及个人:云南省灵长类生物医学重点实验室、加州大学伯克利分校的詹妮弗·杜德娜(Jennifer Doudna)、麻省理工学院的张峰和哈佛大学的乔治·切奇(George Church)。 (6)微型3D打印技术 简介:利用新型材料进行微型3D打印,扩大了3D打印产品的范围,甚至包括人造器官和血管等。突破性:3D打印技术进入到人造器官领域。主要研究人员:哈佛大学的詹妮弗刘易斯(Jennifer Lewis)、普林斯顿大学的迈克尔麦卡尔平(Michael McAlpine)和剑桥大学的基斯·马丁(Keith Martin)。 (7)移动协同办公软件 简介:智能手机的迅速普及让移动办公也开始被众多公司和个人所采用,而这其中移动协同办公软件则占据着重要位置。突破性:用户可以在移动设备上创建、编辑和同步文件。主要研究公司(机构):Quip、Quickoffice、Box、Dropbox、微软和谷歌。 (8)头戴式显示器 简介:在经过多年的发展之后,头戴式显示器终于开始以成型产品的形式出现在我们的生活之中,这种新型的显示装置极有可能改变人类社会未来通讯和游戏的方式。突破性:售价已经来到普通消费能够接受的区间。主要研究公司(机构):Oculus、索尼、Vuzix和英伟达。 (9)敏捷机器人 简介:敏捷机器人拥有良好的平衡性和灵活性,可以像普通人一样在凸凹不平的地形上行走,未来可以帮助人类到一些比较危险的环境中执行各项任务。突破性:可以应对凹凸不平的地形。主要研究公司(机构):波士顿动力、Schaft和本田公司。 (10)智能并网发电 简介:通过大数据分析和人工智能来对能源使用情况进行精准预测,进而将风能和太阳能等更多的间歇式可再生能源并入到电网之中。突破性:能够准确预测风能和太阳能。主要研究公司(机构):卓越能源公司、通用电气和美国大气研究中心。
个人分类: 科技新闻|1298 次阅读|0 个评论
科技工作者需要“3S”
热度 1 hucs 2011-5-25 23:30
科技工作者需要“ 3S ” 南昌大学 胡春松 今日看《参考消息》,知道美国国防部长罗伯特·盖茨先生提出:面对中国需要“ 3S ”,即规模( size ),指大规模兵力和国防费;武器( steel ),指强有力的尖端武器;力量( strength ),指美军的威力。盖茨强调美国需要“ 3S ”,需要保持强大军力应对全球事务。这里,作者对此不作评论。 作为从事临床教学和科研工作的高校工作者,尤其是心血管医生,“ 3S ” ( SSS )是非常熟悉的心血管病之一,即“病态窦房结综合征”。这种心律失常容易导致心源性猝死,需要进行积极治疗,例如,植入永久性人工心脏起搏器。然而,本文作者对“ 3S ”却有另一番认识,试图探讨科技领域的“ 3S ”。 首先,回顾一下,作者在美国做访问学者时,曾在 Jeffrey M. Isner 教授领导的心血管研究所提出过基因治疗的“ 3Y ”问题与原则,即安全性( safety )、有效性( efficacy )和稳定性( stability ),取其共性: 3 个英文单词的最后一个字母 Y 。该论文稿在作者回国后发表在《遗传》杂志(注:该稿曾投稿美国《科学》( Science )杂志,稿号 Ms No. … ,遗憾未能发表)。此前,作者在 Jun-Yan Hong (洪均言)教授实验室从事分子生物学培训与研究时,曾提出的 PCR “三个一致”(见《江西医学院学报》)。 在科研领域,作者虽然没有惊天动地的成就,简直是微不足道,却有不少感悟和体会。例如,回国后,作者曾提出“ 科研的合作与分享( C S )原则 ”(见于论文 -- 健康的“种子”法则 — 文末作者简介 , 《太平洋论坛》杂志, 2005 年第 6 期),并忠实践行,努力与海外导师合作,虽然屡屡被拒,甚至反感。在科研论文评价领域,作者曾提出“ i 指数 ”( innovation )的概念,并和其他学者先提出的“ H 指数 ”结合,形成作者提出的“ Hi 指数 ”(见作者原 雅虎博客 )。在科学网博客,作者曾撰文“我最推崇人才 IT 能力”,即创新能力。 又如,作者自我认为“富有成就感”的是:合作(共同)或独立提出了一系列创新的成果,例如: RT-ABCDE 策略(后发展为 RT-ABCDEF 策略)、 SEED 法则、 E(e)SEED 法则以及胡氏健康生活方式 -- E(e)SEED-BasED 科学实践、 OOH 综合征,等等。虽然论文尚未在真正的 SCI 期刊发表 , 但其创新价值和现实意义却是显而易见的。 言归正传前还要提一下,关于“ 3S ”( SSS ),作者既熟悉又亲切。因为,作者等对此尚有另一篇论文,即“临床调脂治疗的阶梯和综合策略” — 也就是 SSS ,包括 S 方案和 R 方案(见《中国新药和临床杂志》, 2006 )。 这里,作者提出:科技工作者需要“ 3S ”。它是科技工作者提升核心竞争力的关键。这和美国国防部长盖茨先生的“ 3S ”不同。个人认为,科技工作者需要的“ 3S ”是指: 1 Score, 即工作业绩,例如: SCI 论文、各类著作、科研经费总量、发明创造、专利申请 , 等等,应突出具有学术创新意义的作品和具有显著社会经济价值的作品,即具有较高的现实转化率。最近,国内有学者撰文提出“没有应用,论文就是一张纸”。 2 S T ability ,即科技实践能力,例如:医学工作者的实验操作能力、临床技能,包括各类手术和器械操作等动手能力,以及计算机应用能力等等; 3 Social activity ,即社交和社会活动能力。这是许多高校科技工作者包括我自己所欠缺的。 总之,美国已提出并强调“硬实力( Hard Power )”和“软实力( Soft Power )”。这是值得借鉴的。个人认为,学术领域也是如此。科技工作者需要“ 3S ”,它是提升核心竞争力的关键。项目申报、院士评选、诺奖评审等等一系列学术能力鉴定,都需要用“ 3S ”来检验。 (注:作者为在职博士生。本文写作要感谢我的博士导师南昌大学吴清华教授。作者前不久在与他的面谈时,对导师提出的“社交和社会活动能力 /Social activity ”印象深刻。在此,深表感谢!)
个人分类: 博士研究|3137 次阅读|2 个评论
应增强论文发表的学术交流意识
kejidaobao 2010-2-11 15:44
本文刊载在《科技导报》 2010 年第 2 期科技纵横捭阖栏目 文/朱大明 科技论文写作与发表的意义和作用是多方面的 ,而促进学术交流是主要目的之一。但目前就论文发表动机、内容质量、文献引证、同行评审、期刊内容以及学术批评等与论文发表相关的各个方面看,学术交流意识亟待加强。 从作者的角度看,论文发表绝不应仅仅是为了项目结题、绩效考核,更不能只是为评职称、拿学位。论文发表的基本动机应该是报道具有创新性的科研成果以及独到的学术观点和见解,争取学术界的承认,并与同行交流、切磋,或接受同行质疑,以使其进一步修正、完善。任何创新性论文都离不开对已有相关文献的评价、继承、借鉴或批判。作者之间的学术交流最主要、最普遍的体现就是其论文之间的相互引证。有文字记录、有据可查的学术交流也正是通过参考文献的引用和著录来表征的。论文发表并非最终目的,而只是学术交流的起点:如果一篇论文发表后,在一定时间和范围内没有引起任何反响,就达不到学术交流的目的,其对学术进展就很难体现出应有的作用。只有力求发表真正有水平、有价值的高质量论文,才能赢得同行认可,产生学术交流的效果,并获得应有的学术地位。就论文的学术交流作用而言,作者不应只是关心自己的论文能否发表或发表了多少,更要在密切关注同行发表论文的同时,关注自己的论文发表后是否被同行引用,被哪些作者引用,哪些观点、内容被引用,是继承性引用还是批评性引用,引用频次如何,以从中发现问题,进一步提高研究水平。从关注发表转向关注引用不仅意味着从追求论文数量到注重论文质量的转变,更体现了对学术交流实效的重视 。冯长根 曾指出:学术论文中参考文献的引用和标注,体现着一种在广泛范围内促进同行认可的基本和重要的做法;学术论文中严谨的参考文献标注和对同行工作的评价,就是一个科技评价的平台。笔者认为,论文之间规范化的相互引证,不仅是一个科技评价的平台,更是一个学术交流的平台。 从论文发表的审稿环节看,由于编辑、各位审稿人对稿件内容的认识、理解和把握各有侧重,专业学识各有优势和局限,很可能存在审稿意见分歧或偏见,甚至因某些非理性因素而影响审稿的客观公正;一些综合性、交叉性学科的稿件还须经过跨学科专家的综合评审。因此,编辑、同行审稿人、作者之间也需要学术交流和互动。在编辑、审稿人与作者构成的稿件鉴审系统内,虽角色定位各不相同,但按照科学面前人人平等的原则,都应具有平等对话的学术权利;只有针对论文稿件的论题及其内容的创新性、科学性和应用价值等进行充分的信息交流和学术讨论,通过一定形式的沟通、答辩和反馈,才能有效甄别稿件内容的真伪、质量和价值,进而使评价意见总体上趋于客观、全面和准确,并对拟采用的稿件提出建设性修改意见。而且,基于学术交流可形成相互激励和监督的机制,可以避免审稿暗箱操作和非学术性因素影响,促使编辑和审稿专家本着公正、负责的态度对待审稿。这对保证审稿质量和论文发表的水平也具有重要意义。无论是现行的匿名审稿制还是理想的公开审稿制,都可以在不同程度或范围内采取合理的方式方法展开必要的学术交流,关键是编辑、审稿专家和作者要以客观、公正、科学的态度看待审稿,把审稿作为学术交流的一个有机组成部分;责任编辑要在作者与审稿人之间主动搭建沟通交流的平台,在不违反现行匿名审稿制原则基础上,形成审稿意见沟通、反馈和答辩的交流机制。 此外,即使是不成熟、不完善甚至是观点错误的学术文章,通过公开发表,接受更大范围的评判、质疑,从而得以完善或使别人得到启迪,这也是另一层面的论文发表学术交流的意义。学术批评、商榷和争论是学术交流的一种突出表现。不同观点、理论和学派之间的讨论与争鸣,有利于激活思维,提示对方在观点或论证上的缺陷甚至错误,从而克服认识上的偏颇或失误,形成学术观点或理论优胜劣汰的竞争机制。 目前,我国学术期刊真正开展学术批评与争鸣的为数不多,大都未专设学术批评或争鸣栏目,很少刊登有关学术讨论或商榷类文章。这应引起学术界尤其是科技期刊出版界的重视,并采取积极措施倡导学术交流,如:在征稿简则中应明确表示,特别欢迎学术争鸣和讨论类稿件,营造学术讨论与争鸣氛围;专门设置学术争鸣、讨论栏目,积极组织重要或热点课题不同观点的相关稿件;采用编者按、编后语或策划学术讨论选题,引导读者或作者对某些重点、热点或难点课题开展学术讨论或争鸣;编辑在编审有关学术评论或争论性的稿件时则要尽可能持公平的中立态度,使真正有学术价值的质疑或争论性文章及时或优先发表。作者则应积极参与学术讨论和争鸣,通过开展学术批评吸取有益的观点和思想。 总之,学术交流是学术共同体中作者、审稿人、期刊编辑以及读者的共同责任。强调这一点的目的是为了更好地促进真正意义上的科技创新和学术进展。 参考文献 (责任编辑 王芷) 李兴昌. 科技论文的规范表达写作与编辑 . 北京: 清华大学出版社, 1995: 5-6. 朱大明. 论文: 从关注发表到关注引用 . 科技导报, 2009, 27(16): 121. 冯长根. 应当重视学术期刊和学术论文的战略作用 . 编辑学报, 2003, 15(5) :1-3.
个人分类: 栏目:科技纵横捭阖|4127 次阅读|2 个评论
读者之声
kejidaobao 2010-2-11 15:08
论文出错引起的反思 前段时间在一篇论文审稿过程中,发现之前另一篇论文的部分结果计算错了。赶紧写个错误报告,以免让别人误用。自我分析一下,发现主要有几个因素造成错误:① 急于求成。做出点东西就想早点发表,出成果。② 物理原理、物理图像把握不够。对研究的问题和方法理解不够深入,一知半解。③ 数学上可行的,物理上不一定行得通。 通过这次教训,我明白了:做科研是持久战,不是一朝一夕、写几篇论文就OK的事情。每个课题都是不断深入、不断延伸、永无止境的。停止追求、探索就易于满足现状,停止创新。申请的基金课题结题了,并不意味着研究终止了,而应该是一个新的起点。进入学术界,要做好长期钻研的准备。 而且,人都会犯错误,但要知错就改,并且尽全力避免犯错误。每个人都不是万能的,谁也不能保证写的论文百分之百正确。但这并不是我们犯错误的理由。我们要尽力避免不必要的错误,争取完善所做的每项工作。 此外,论文要经得起时间的检验,绝不能弄虚作假。论文一旦印刷出来,只要人类存在,你的论文就永远存在。作不作假,历史会给个公正的评价。同时不可存在侥幸心理,把一个完整的论文分成多次发表。只要在科研中存在一丝自私心理,总有一天会被后代耻笑的。 最后,做科研,首先要做人。一个人的成功与否、成功大小,归根结底取决于个人能力和道德修养。如果做人出现了问题,必然会影响做科研的质量。总之,带着一颗无私、真诚、认真的心,尊重客观事实、客观规律,恪守职业道德,诚实守信、脚踏实地,耐得住寂寞,才能做好科研。 广州大学物理学院 硕士研究生 左正伟 没有中国特色的《科技导报》 本来没有注意过国内的期刊,虽然经常审一些稿件,但大多时候都是一笑置之。最近偶然在《科技导报》上露了一下脸,虽然不是什么宏论,倒也算个趣文,之后幸而拿到两本样刊,感受颇深,特此评论一番。 如果要我总结一下《科技导报》的特点,就是六个字:没有中国特色。 第一,闻不到商业味。期刊最大功能自然是提供信息,或让读者获得思想上的升华,或让读者获得知识上的提高。《科技导报》虽然不是专业杂志,但信息量足,而且都是纯学术的,例如科学进展、会议信息、基金、就业机会等等,因此,它是一本学者杂志。现在办刊难,难在一个钱字上。以钱为导向,因此,期刊逐渐办给公司的老总看,卖药的、卖铁的、卖信息的蜂拥而来。经济是第一位的,学术期刊也要向钱看,所谓中国特色嘛! 第二,看不见学霸气。期刊的功能是发表科学技术成果,应该只看成果不看人,当然更不能看单位。做为读者,看的也是文章,而不是名头、头衔、背景。《科技导报》的文章作者全国各地都有,面广人众。不见得是大家、大师,不一定是重点杰出,名不见经传之士亦能露脸,犄角旮旯之人也可畅言。很多期刊都是所谓大师的后院,除了他们的名言警句,就是他们弟子的长篇大论。文章后面挂满了头衔、官衔,堆满了973、863、重点、重大、杰出等等看点,中国特色嘛! 第三,没染上铜臭气。期刊的功能是学术争论的平台,而不是台上唱戏、台下扔钱的舞台。《科技导报》看上去非常国际化,彩色装订,墨香十足。发表非研究论文,不收版面费还给稿费。花钱发文章、花钱买版面是许多期刊的绝招。文章是出来了,满眼黑白之物,铜臭之气,绕梁百日而不散。掉到钱眼的杂志,也算是中国特色吧! 基于以上三点,我认为《科技导报》是一本国际化的杂志。其目标定位在中国的Science和 Nature,我看是合理的。只要扔掉了中国特色的包袱,轻装走对路,不想办好都难。祝《科技导报》越办越好! 武汉大学化学与分子 科学学院教授 王宝山 《科技导报》的栏目中,除了主编心语之外,还有一个栏目将在我以后的科研生涯中起到很大作用,那就是走向职场的科技基金漫谈。2009年刚刚硕士研究生毕业的我原本并没有打算申请基金,因为经常看科技基金漫谈,开始渐渐萌发出试一试的想法。于是写了第一个基金申请书医院的科研启动基金,经过严格的筛选、专家提问答辩及公示后,顺利立项。之后,又觉得还有很多事要做,所以又申请了自治区重点实验室的开放课题,比第一次的竞争激烈了很多,经过一番苦战最终也拿下了。现在手头上正在进行的是自治区自然科学基金项目的申报书书写工作。我计划在3~5年的时间内认真地钻研自己想做的事情。 在写申报书、答辩等过程中,体会到了科技基金漫谈这个栏目对我潜移默化的影响。现在我的书桌上一边放着三份打印装订得工工整整的基金申请书,一边放着厚厚的一摞《科技导报》,我在中间一如蹲在秋天的原野的一位农民,一边是丰收的庄稼,一边是他最好的伙伴立过汗马功劳的驴子。 新疆医科大学附属中医医院 科教科 高振 (责任编辑 李娜)
个人分类: 栏目:读者之声|3167 次阅读|0 个评论
决定民族兴衰和国家命运的动力
kejidaobao 2009-12-3 19:21
杨书卷 本文将刊登在《科技导报》 2009 年第 23 期半月科技风云栏目 新中国的历史图景,在 60 周年的辉煌大典后,再次聚焦到了科技事业的历史节点中国科学院成立 60 周年,我国 4 200 万科技工作者,聆听了国家总理发出的担当历史责任的号召:让科技引领中国可持续发展。 在与新中国同龄的中国科学院建院 60 周年纪念日上, 温家宝 总理深切回顾新中国科技事业历程后指出,科学技术决定民族兴衰和国家命运,是推动中国现代化的原动力,没有科技发展就没有中国的今天,也没有中国的明天。 中华民族的现代化之路,再也不能延续资源和生态付出沉重代价传统经济增长方式和发展模式。未来中国,要依靠科学技术实现中国可持续发展。温总理提出了科技事业发展的新主题和新纲领:当今世界正遭受金融危机的冲击,也正处在新科技革命的前夜。中国先后 4 次错失科技革命的机遇,再不能与新科技革命失之交臂,必须密切关注和紧跟世界经济科技发展的大趋势,在新的科技革命中赢得主动、有所作为。未来,要依靠科学技术形成少投入、多产出的生产方式和少排放、多利用的消费模式,走出一条生产发展、生活富裕、生态良好的新型工业化和城镇化道路,让这块美丽古老的土地,成为炎黄子孙世代繁衍生息的绿洲和乐园! 正是确立了可持续发展的国家目标,在协调应对气候变化哥本哈根会议召开前夕,中国以负责任的大国形象做出具体承诺:将在 2020 年让单位国内生产总值二氧化碳排放比 2005 年降低 40% 至 45% ,这一减排目标成为此次会议非常积极的消息。 中国预热哥本哈根,沉甸甸的承诺背后需要国家多个层面的持久努力。作为世界上最大的发展中国家,资源环境的制约、经济结构调整的艰巨可想而知,短期的困难和长期的矛盾重重交织,如何让科技引领中国可持续发展,将是今后科技事业发展的主题。 哥本哈根会议的广受关注,归根结底是人类发展模式转型的阵痛和艰难,而贯彻节能减排,开发洁净新能源就成为关键措施之一。近日,干旱少雨、黄沙漫天、骄阳似火的撒哈拉沙漠成为世界关注的焦点,也成为给欧洲带来新能源希望的福地所在。多家欧洲公司通力合作,达成了一项在此地区建造太阳能发电工程的 Desertec 计划,预计 2050 年完成;届时,这座全球最大的太阳能发电站将能满足 15% 的欧洲能源需求,若一切顺利,最早将从 2015 年开始将部分电力输送到欧洲( 11 月 26 日 《新京报》)。、 根据 Desertec 计划的报告, 每年撒哈拉沙漠 1 m 2 面积所吸收的热能,至少相当于燃烧 2 桶石油所获得的热能, 即使仅有 0.3% 的区域用来建设太阳能发电站,它所生产的电能就足够全欧洲使用。不久的未来,可以期待出现这样的场景:绵延数公里的银色太阳能反射板,收集阳光用于发电,多余热量被用来加热海水,将其变成可供饮用的淡水,而在太阳能反射板下的阴凉处,则种植着郁郁葱葱的农作物。 不过,这项人类迄今为止规模最宏大的清洁能源计划,仍面临着诸多技术上和政治上的障碍,但如果这一庞大的绿色梦想变为现实,它将促使化石燃料退出历史舞台,全面拉开利用可再生资源的序幕,成为中东、北非和欧洲能源转型的关键。 太阳能发电已被选择为减少温室气体排放的最佳武器,成为新能源的突破点之一。而在微观的量子世界,一些关键领域的 革命性突破也已初露端倪。 量子力学曾引发物理学的划时代革命,而量子力学与现代信息科学相结合,有可能突破现有经典信息系统的极限,令计算机具有无与伦比的威力;许多传统计算机不能解决的难题,量子计算机都能很快解决,量子密钥更是未来网络通信安全的通路所在。然而,量子计算机研制成功的难度很大,最主要的瓶颈问题是它的硬件量子芯片难以制造成功。但随着世界首台通用编程量子计算机近日在美国面世,其应用前景开始日现光明( 11 月 15 日 英国《新科学家》杂志网站)。 不过,这一量子计算机仍存在着相当的问题,因为计算机的整体准确率只有 79% 。主要研究人员 David Hanneke 表示,通过提升激光的稳定性和减少光学设备的误差,可有效提高芯片的运行准确率;当准确率提升至 99.99% 时,将最终实现通用编程量子计算机的实际应用。 继证明在月球上有水存在之后,美国北伊利诺斯大学 Luo Wei 教授领导的科学研究团队通过绘制火星溪谷图认为,火星上也有水!数十亿年前,这颗红色行星上曾有三分之一的表面被海洋覆盖,经常下雨,雨水流入河流,最终汇入海洋。虽然现在火星上非常寒冷干燥,它上面的河流和海洋早已消失,但火星历史早期的这个潮湿阶段可能大大增加了它上面孕育生命的机会。 Wei Luo 教授 对火星生命的研究仅仅只是推测,而美国宇航局的一个科学家小组的发现更具轰动效应。这个小组近期通过对 Allen Hills 火星陨石最新数据的分析研究发现,火星上曾经存在生命,因为陨石中确实存在生命起源的物质结构。科学家们甚至还声称,火星生命可能曾经登陆过地球,它们不一定是火星人,但至少是一种古微生物形态 ( 11 月 27 日 美国《大众科学》网站)。 不过,这一惊人发现同样存在争议,因为该陨石可能携带有火星生命的痕迹,但并没有确凿的证据说明可能有火星生命的存在。但如果这个发现最终被证明是真实的,将可能是迄今为止人类对宇宙最辉煌的发现。
个人分类: 栏目:半月科技风云|2082 次阅读|0 个评论
地震预报与波普尔时代的终结
suqing1961 2008-5-24 15:17
刊载于2008年第10期《科技导报》半月科技风云栏目 黄永明 苏 青 对于现在存在的形形色色的地震预报理论,我们需要做的也许并不是证伪,而是考察哪一种获得的支持性证据是最多的,因而正确的概率最大。 20 世纪对人类科学理念产生重大影响的哲学家卡尔波普尔( Karl Popper )打过一个著名的比方。设想有一个命题提出所有的天鹅都是白色的,那么为了证明这一理论是正确的,你不能仅仅考察了一部分天鹅,发现它们的确都是白的,就宣布这个命题是正确的。你必须穷尽世界上存在的所有天鹅,但显然,这是个不可能的任务,你无法确信你没有遗漏了哪只黑天鹅。波普尔提出,我们不妨换一个思路:虽然不管你抓了多少白天鹅都不能证明所有的天鹅都是白色的,但你只需要抓住一只黑天鹅,就能证明这个命题是错误的。 波普尔通过这个简单的比方提出了科学的一个重要性质可证伪。他认为,科学之所以成为科学,就是因为科学中的理论是可以被证伪的,这是科学与伪科学、宗教等的分野。他的这一理论十分流行,已被中国人所熟知,而且很多人也正在用这样的标准去衡量一套理论是科学还是伪科学。 吊诡的是,假如我们用波普尔的标准去衡量地震学之中的地震预报研究,会发现地震预报的种种理论没有一个是正确的。在现有的 30 多种预报地震的理论中,没有哪一种是 100% 准确的其实不要说 100% ,可能连 50% 也难以达到。那么,一次失效是否就意味着一个理论是错误的,那么科学家就应该放弃这种理论? 实际上,科学家在现实的研究中并不是按波普尔的证伪思路来进行的,这可以从两个方面得到体现。一方面,科学理论是接受简单和易用性的。一个突出的例子就是,当爱因斯坦的相对论确立之后,牛顿力学的静止的时空观被证伪了,但人们并没有把牛顿力学扔进垃圾堆,相反,在日常生活中人们还是用牛顿力学解决问题,因为它是简单有效的。另一方面,科学家实际做的工作其实是证明。一组科学家提出一个理论后,真正做的工作是寻找各种办法去验证它,积累各种证据去支持它,而不是去证明其竞争对手的理论是错误的。 所以说,波普尔的理论并没有直接反映科学研究的真实状态。而且,现在一些科学前沿的研究正在更直接地挑战他的理论。比如说在宇宙学领域, 一些物理学家提出的分形暴涨理论暗示出可能存在多重宇宙。在这一理论中,宇宙大爆炸之后,宇宙经历了一个分化的过程,也就是所谓暴涨。暴涨发生时,有很多种暴涨方式,每种涨出来的宇宙都不同,比如首先出现 A 、 B 、 C 、 D 、 E 、 F 、 G ,到下一秒的时候 A 宇宙又会涨出许许多多新的宇宙,我们叫 AA 、 AB 、 AC 、 AD , B 宇宙则会涨出许许多多新的宇宙 BA 、 BB 、 BC 、 BD 每种宇宙出现的几率都不同。暴涨理论有很多不同的版本,有一个版本甚至认为大爆炸发生之前就发生了暴涨。在弦论中,平行的宇宙可以多达 10 500 个,比我们可观测到的宇宙范围内的原子总数还要多。然而,这些理论是无法检验的,因为人类不可能获得任何超出我们的宇宙的信息。那么,既然这些理论无法证明又无法证伪,是否意味着它们是伪科学,进而说弦论就是伪科学呢? 为了解决科学家面临的这样的尴尬问题,一些哲学家提出现在是时候放弃波普尔的那种衡量科学的逻辑了,而这也得到了一部分科学家的支持(英国《新科学家》 5 月 10 日 )。作为对波普尔方法的替代,哲学家 Colin Howson 等基于贝叶斯方法提出了他们衡量科学的理论。托马斯贝叶斯 (Thomas Bayes) 是 18 世纪的英国数学家,他提出了一种归纳推理的理论,以后被一些统计学者发展为一种系统的统计推断方法,称为贝叶斯方法。 科学家对一个自然现象可能提出许多不同的解释,或者说存在互相竞争的理论,现在哲学家们提出的新的方法就是定量衡量这些竞争理论为真的可能性分别有多大。可能性最大的理论就是在实际观测中获得支持性证据最多的理论。 这意味着,对于各种理论,我们不再是对它们进行对与错的简单二分,而是允许有中间状态的存在,即它们有多大的概率是正确的。 再以地震预报为例,科学家在做出预报时强调三个要素:时间、空间、强度(简称时空强),这是地震预报时所要必须给出的数据。但是,由于现在没有任何一种理论能够完全准确地预报地震,那么有学者提出,除了这三要素之外,还可以加一个可能性,即这次预报有多大的概率会正确。这有点类似于天气预报里的降水概率。 据报道,俄罗斯科学家最近预言 2018 年前世界将发生大地震,破坏力堪比 2004 年的印尼海啸。该结论是基于俄地震学家所研制出的一种能记录地震生成过程并预测地震的模型。俄罗斯科学院国际地震预测理论和数学地球物理学研究所专家弗拉基米尔科索博科夫说,这场地震的震中可能位于以下 5 个地区之一:美国和加拿大西部交界带、智利、克什米尔、印尼苏门答腊岛和安达曼群岛附近的印度洋(新华社 5 月 3 日 )。 这些俄罗斯科学家只是做出了一个时空强都很模糊的预测,而且,他们似乎应该强调一下这个预测有多大的概率可能成为现实。他们的预测方法称为 M 8S 计算法,如果事实证明他们的预测失败了,那么 M 8S 计算法在各种预测地震的理论中的地位就无法获得提升,而不是说它被证伪了。 综上所述,对于现在存在的形形色色的地震预报理论,我们需要做的也许并不是证伪,而是考察哪一种获得的支持性证据是最多的,因而正确的概率最大。 四川省汶川县 5 月 12 日 发生了新中国建国以来最大的地震,举国牵挂,本期半月科技风云的形式因而也与以往略有不同。
个人分类: 科坛漫步|5591 次阅读|8 个评论
“嫦娥”舒广袖 宇宙探奥秘
suqing1961 2007-11-1 09:21
半月科技风云 注:本文将发表在2007年第25卷第21期《科技导报》上 人类探索宇宙奥秘的执着,不仅仅反映在借助 嫦娥一号、发现号航天飞机等 航天器进行万众瞩目的飞天探索上,更多地体现在立足地球默默无闻开展的一系列实验、运算、观察等科研活动之中。 10 月下半月最引国人关注的科技新闻,无疑是中国第一颗探月卫星 嫦娥一号 的发射及探月飞行。 24 日 18 时 05 分, 嫦娥一号 在西昌卫星发射中心由 长征三号甲 运载火箭发射升空。截至本文杀青的 10 月 31 日夜晚 ,卫星已成功实施入轨后的第四次变轨,进入地月转移轨道,开始了激动人心的奔月之旅( 10 月 24 日 、 31 日新华网)。 嫦娥一号是我国自主研制的首颗人造月球卫星,它的成功发射揭开了我国探月工程实施的序幕,标志着中国将在深空探测领域实现 零的突破 ,开创以宇宙空间为目标的第二轮大航海时代。谁持彩练当空舞,奔月嫦娥舒广袖。 与 嫦娥一号 一同彩练当空舞的是 发现 号航天飞机。 10 月 23 日 , 发现 号在美国佛罗里达州肯尼迪航天中心发射升空,这次为期两周航天飞行的任务是,在国际空间站上安装一个新的太空舱,以扩展国际空间站的规模。 25 日,航天飞机飞抵国际空间站并顺利与之对接。值得一提的是,对于在太空中频繁 会面 的航天飞机和国际空间站来说,这次会面首次出现了两位女宇航员分别 领衔 各自航天器的场景国际空间站和 发现 号的指令长 Peggy Whitson 和 Pamela Melroy 均为女性( 10 月 23 日 、 26 日、 28 日新华网)。由女性领衔充满风险和刺激的航天飞行,无疑使在茫茫宇宙中舒展广袖的航天飞机和空间站更显婀娜多姿。 如果说 发现 号宇航员 10 月 28 日 发现用来驱动国际空间站太阳能电池板旋转的大型传动装置中有金属碎屑的消息,令研究人员对空间站能量供应和使用寿命觉得担忧的话( 10 月 30 日 中国日报网),美国 NASA 兰利研究中心的 Ram Tripathi 工程师近期设计出的一种可屏蔽宇宙辐射的新型宇宙飞船则将让宇航员感到惊喜。对于进入外太空的宇航员来说,宇宙射线是最严重的威胁之一,其所携带的重金属离子流会大大增加宇航员罹患癌症等严重疾病的风险。 Ram Tripathi 设计的宇宙飞船有望较完美地解决这一问题,成为保护宇航员在漫长的太空旅途免遭宇宙射线辐射的最佳选择( 10 月 18 日 新浪科技)。 人类探索宇宙奥秘的执着,不仅仅反映在借助嫦娥一号、发现号航天飞机等航天器进行万众瞩目的飞天探索上,更多地体现在立足地球默默无闻开展的一系列实验、运算、观察、建模等科研活动之中。 3 He 氦的无放射性同位素,被认为是一种可供人类长期使用、清洁、安全的可控核聚变燃料。复旦大学法文哲、金亚秋两位研究人员通过模拟整个月球表面太阳风通量的分布这是月壤中 3 He 的主要来源,结合月壤成熟度和月壤中钛铁矿含量的分布,给出了估算月球表面月壤厚度分布的一个遥感模型。研究结果表明,月球表面月海所蕴含的 3 He 含量最高,月球表面 3 He 的总量约为 65 万吨,远远高于地球上大气中提取 3 He 的总估量 20 吨( 10 月 26 日 《科学时报》)。这一研究成果无疑使各国近期蜂起的探月工程有了更加功利的价值。 宇宙是如何形成的,会不会消亡,消亡后又是一番怎样的景象?各个天体是怎样形成自己独特的运行轨道的?这些普通读者都颇感兴趣的宇宙奥秘问题, 10 月下半月报道的多条科技新闻给出了参考答案。 西班牙 Cantabria 物理研究所和英国剑桥大学的科学家对大爆炸余辉(即宇宙微波背景)的最新分析支持了一种宇宙形成新理论。研究者认为,一颗神秘 冷点 ( cold spot )的存在,表明宇宙早期存在瑕疵和纹理( texture ),随着这些纹理的不断展开和扩大,早期宇宙包含的巨大能量会被释放出来;这些瑕疵和纹理处同时还会表现出较大的引力,使其不断聚集物质,最终导致宇宙中恒星和星系的形成( 10 月 25 日 美国《科学》在线杂志)。美国加州理工学院的 Patrick Ogle 等天文学家通过观测,捕获到了 3C 326 North 射电星系正在抢夺比它弱小的邻居 3C 326 South 星系的气体资源的现象,并由此预测这两大星系中的气体和恒星很可能在今后发生纠缠和碰撞,并最终合并成为一个新的星系( 10 月 20 日 美国《天体物理学杂志》)。一个由美国、英国等国科学家组成的研究小组发现了隐藏在几十亿光年之外星系里的数百个黑洞。这些新发现的类星体证实了多年来科学家们的预测:超大质量黑洞对于恒星在大质量星系内形成扮演着一个重要角色( 10 月 29 日 新浪科技)。 天狼星( Sirius )双星分别为天狼星 A 和天狼星 B ,这两颗恒星每 50 年会沿着它们共有的引力中心完成一个运转周期。令人困惑的是,双星运转轨道不是圆形,而是二星之间距离变化范围为 12 亿千米至 47 亿千米的一个极端拉长的轨道。最近,荷兰乌得勒支大学( Utrecht University ) 的 Axel Bonacic Marinovic 提出了一种新的模型,对此予以了合理的解释。他的这一模型可以用来解释其它多种包含白矮星的双星轨道为何出现奇怪的偏心率现象,有助于天文学家更好地理解双星的演化( 10 月 29 日 科学网)。 并非所有的死亡都意味着再也不复存在,从某种意义上说,旧的物质的消亡往往预示着新的存在的诞生。美国宾夕法尼亚州立大学天 文学 教授 Sangwook Park 领导的研究小组称,通过分析 NASA 钱德拉 天文望远镜拍摄的最新照片,天文学家们基本了解了大质量恒星 死亡 后的情况:它们将孕育出新的恒星和行星( 10 月 26 日 新浪科技)。宇宙中各类天体的生生灭灭充满了神秘,破解这些奥秘的科学家们由此更令我们感到敬佩。 还是把注意力拉回到 嫦娥一号 上来吧。让我们一同来祝愿这颗美丽的卫星顺利进入月球轨道,为我们破解更多月球乃至宇宙的奥秘。
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嫦娥奔月 圆梦中国
suqing1961 2007-10-29 08:49
茫茫宇宙,皎洁的月亮发出神秘的柔光,引发出古往今来人类无限的遐想。 公元 2007 年 10 月 24 日 18 点 05 分,这是一个注定要载入世界航天史册的时刻。我国自主研制的第一颗探月卫星 嫦娥一号 由长征三号甲火箭成功发射升空,开始了中国人探月圆梦的漫漫旅程。中国由此成为继前苏联、美国、日本之后第四个成功发射探月卫星的国家。 中华民族是一个对未来充满梦想并勇于付诸实践探索的民族。嫦娥奔月这一古老而又美丽的传说,成为中华民族千年放飞探月梦想的象征。为了这个梦想,明朝的万户把自己固定在椅子上,点燃了绑在椅子下面的 47 根粗大火箭冲向蓝天,向后人昭示他圆梦的勇敢和执着。于是, 500 多年后,月球上的一座环形山有了一个万户的名字,历史也永远记住了人类这位第一个实践奔月梦想的勇敢探索者。 圆梦,不仅需要勇敢,更需要智慧和创新。我国的航天事业起步于 两弹一星 的研制,两声震撼世界的惊雷和一曲响彻寰宇的东方红,让华夏中国从此昂扬屹立在世界的东方。 2003 年 10 月 15 日 , 神舟 五号载人航天飞行成功,开创了我国航天事业发展的新篇章。如今, 嫦娥一号 成功发射,我国又迈出了探月工程的第一步 , 揭开了向深空探测领域进军新的一页。这是中华民族的非凡壮举,这是全体中国人的自豪和骄傲。我国航天事业取得的这些辉煌成就,充分展示了中华民族伟大的智慧才华,尽情彰显了华夏子孙卓越的创新能力。 圆梦,还需要强大的综合国力做坚实的后盾,需要高精尖的科学技术做基础,需要一大批精忠报国的科技人才拼搏奋斗。改革开放近 30 年来,勤劳、智慧的中国人在经济、科技、文化、教育等领域创造了一个又一个令世人瞩目的奇迹:经济持续高速增长,科技不断实现跨越,文化日益繁荣昌盛,教育不断蓬勃发展。如今,我国的经济总量已跃居世界第四,进出口贸易总额位居世界第三,外汇储备稳居世界第一,科技人力资源总量位列世界第一大国。雄厚的国力不仅托起 嫦娥一号 去圆中国人的奔月梦,还激励着千千万万中国人从航天大国向航天强国的梦想和目标迈进。 圆梦,也向世人展示了中国人的胸襟和气度。月球被视为地球的 行宫 和 第八大洲 ,它资源丰富,是离地球最近的星球,成为人类拓展生存空间的重要探索目标。上个世纪后半页,前苏联和美国共发射月球探测器 108 个,这种太空探索最终演变成了两个超级大国之间的太空竞赛,并构成两国军备竞争的重要组成部分,由此把人类历史拖进了令人胆寒的冷战时期。 1984 年,联合国通过《月球协议》,规定月球及其资源是人类的共同财产,任何国家、团体和个人不得据为己有。如今,和平利用太空、反对外太空军事化正在成为越来越多国家的共识。作为这种共识坚定不移的奉行者、支持者和执行者,中国实施探月工程对探索太空奥秘、拓展人类生存空间意义重大。极度透明的 嫦娥一号 发射行动,向国外专家开放的现场发射实况,媒体公开透明、全方位、多角度、深层次的报道,嫦娥一号结构、造型、燃料等科技数据的公开,如此等等无不表明中国在向全世界昭示她始终如一地坚持和平研究太空、和平发展太空、和平利用太空的一贯主张,以及维护世界和平、促进世界和谐,走和平发展道路的坚定决心。 这是一个负责任大国的胸襟和气度,这是睿智的人类从 太空竞赛 走向 太空合作 的开端。 圆梦,让我们对未来满怀豪情、充满自信。作为中国实施的第一次探月活动, 嫦娥工程 完全是一个自主创新的科技宏伟工程,它向人们昭示中国人完全有能力做成任何一件事情。绕月嫦娥舒广袖,世界为之一震,中国为之惊喜,华夏子孙为之欢欣鼓舞,自豪感随之升腾。党的十七大刚刚闭幕,中国特色社会主义道路愈加清晰,亿万中国人民对实现中华民族的强国梦、富民梦、统一梦、复兴梦充满了信心。 放飞梦想,中华腾飞。 嫦娥奔月,圆梦中国。 (注:本文将发表于2007年10月31日《中华读书报》)
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拷问科学家的社会责任
suqing1961 2007-10-1 10:17
半月科技风云 科学家的社会责任,主要应该体现在对科研工作负责、对同行负责和对科学研究的社会影响负责 3 个方面。 随着科学技术对人类社会发展影响的与日俱增,作为从事科学研究主体的科学家究竟应该承担什么样的社会责任,成为当下人们日益关注并不断受到舆论追考的热点问题。或许,中国科协主席韩启德院士 9 月 26 日 在中美科学家社会责任研讨会开幕式上的致词能给我们提供一个参考的答案。在韩主席看来,科学家的社会责任,主要应该体现在对科研工作负责、对同行负责和对科学研究的社会影响负责 3 个方面( 9 月 27 日 《科技日报》)。 科学研究的本质是求真。它要求科学家勇于探索未知世界的客观规律和内涵本质,并不断地去发现,去开拓,去创新。探求真理既是科学家职业角色最重要的社会职责,也是科学家对科研工作负责的具体体现。 9 月中旬,中科院紫金山天文台近地天体课题组负责人赵海斌发现了一颗新彗星,并得到国际小行星和彗星中心确认。按照惯例,该彗星以发现者的姓氏被命名为 P / 2007S1 ( ZHAO ) ( 9 月 23 日 新华网)。同样令人欣慰的是,黑龙江省血液中心发现了 2 个人类白细胞抗原 (HLA) 新等位基因,并被世界卫生组织 HLA 命名委员会命名为 DRB1* 1216 和 B* 5621 。自 1958 年发现第一个 HLA 抗原至今,全世界已检测出相关 HLA 等位基因 2 100 个。我国科学家的这一发现,为世界 HLA 系统数据库又增添了 2 名新成员( 9 月 27 日 中国新闻网)。 候鸟在长途迁徙中如何准确辨认出方向?这既是公众感兴趣的问题,也是科学家力图破解的难题。德国奥尔登堡大学的 Dominik Heyers 及其同事通过分别向园莺( Sylvia borin )的前脑区和视网膜中注射两种不同的追踪器( tracer )后发现,这两种不同的追踪器伴随着园莺迁徙的意向最终都停在了丘脑负责视觉的区域。研究人员认为,这种解剖学上的联系表明,候鸟很可能是用视觉来感受磁场,用眼睛来看方向的( 9 月 26 日 美国《公共科学图书馆 综合》)。该研究成果也支持了之前的科学家认为候鸟眼中的某种蛋白分子 蓝光受体( cryptochromes )可能在确定飞行方向中发挥了重要作用的观点。 求实是科学研究的本质特征之一,也是科学家对同行负责的必然要求。它意味着在攀登科学研究高峰的征程上,科学家 必须 诚实守信,自觉恪守科学道德准则,客观、准确地描述科学研究的过程和所获得的研究结论; 也意味着科学家 既能享受到成功的无比喜悦,还必须承受失败所带来的巨大痛苦。成功固然可喜,失败也尽可欣然。又有哪一项成功不是在吸取无数次失败教训的基础上取得的呢? 随着 9 月 19 日 中巴(西)第三颗 资源一号 卫星顺利升空,我国太原卫星发射中心已成功将 38 颗国内外卫星送入太空,航天发射成功率达 100% ,居世界前列( 9 月 25 日 《 解放军报》) 。 9 月 25 日 ,由俄罗斯、英国、希腊、意大利、德国 5 国科学家共同开发的 太空邮局 项目,借助俄罗斯 光子- M 3 卫星进行了首次通邮试验。但因直径仅 0.5 mm 、由高强度聚乙烯制成的超长绳索在展开过程中出现故障,当作邮件的 Fotino 密封舱未能从太空送达到地球上的指定地点,从而宣告 通邮 失败( 9 月 27 日 新华网) 。 伟大的科学家牛顿曾谦逊地感言:如果说我能看得比别人更远一些,那是因为我站在了巨人的肩膀上。科学研究是一项积累性的接力活动,既有继承,又有交流;既会被认可,也可能有争鸣;既需验证,还应有质疑。遵循科学研究的这些规律,也是科学家对同行负责的重要体现。 早在 100 多年前,科学家就发现了决定泥土气味的土味素( geosmin ),并知道它主要由细菌制造,但对土味素的生物合成机制却长期知之甚少,对新鲜泥土为何散发出清香气味更是感到困惑。美国布朗大学化学系 David Cane 和 Jiaoyang Jiang 的一项最新研究解开了新鲜泥土清香气味的形成之谜。他们发现,微生物体内一种名为 germacradienol / geosmin 、具有两种不同功能的蛋白酶在土味素的合成过程中起了关键作用,并能影响土壤的气味( 9 月 16 日 英国《自然化学生物学》在线发表)。 弗洛里斯人( Homo floresiensis )生活于大约 1.8 万年前印尼的弗洛里斯岛,是否可将其列为独特的人种,科学家一直存有争议。许多科学家趋向于不把弗洛里斯人列为一个单独的人种。美国国立自然史博物馆古生物学家 Matthew Tocheri 和同事,通过对弗洛里斯人腕骨的研究,提出了更多的证据支持弗洛里斯人是一个独特的人种。但是,这项研究也受到很多科学家的质疑。哈佛大学人类学家 Daniel Lieberman 认为,该研究的确证实了这些腕骨较为原始,不过这并不能证明弗洛里斯人就是一个独特的人种。他认为,只有找到直立人( Homo erectus )的腕骨进行比较,才有可能解决这一问题( 9 月 21 日 美国《科学》杂志)。 科学研究的本质是造福人类。科学家通过其创造性的艰辛劳动,不断推动科学技术的发展、人类社会的进步和文明的提高,并以此对其研究活动和研究结果的社会影响负责。 9 月 16 日 英国《自然 生物技术》网络版报道,瑞士洛桑联邦理工学院( EPFL )生物工程研究人员开发出了一种新型纳米粒子,利用这种纳米粒子能更有效地传送疫苗,且副作用更少,成本也比现有疫苗技术低得多。上海市农业生物基因中心罗利军领导的项目组,通过对大量的抗旱资源进行筛选与转育,育成了首例节水抗旱杂交稻 旱优 3 号 。 9 月 18 日 的现场测产考评显示:该节水抗旱杂交稻比一般杂交水稻节水一半左右,实际产量达每亩 561 . 6 kg ,且用农药少,生育期短,可减少面源污染和水土流失,目前已开始大面积推广( 9 月 16 日 新华社)。鉴于干旱已成为中国粮食生产的一个重要制约因素,这一成果对保障中国粮食安全、缓解水资源危机无疑具有重大意义。 To be or not to be, it is a question. 科学家究竟应该承担什么样的社会责任?这或许像莎士比亚笔下哈姆莱特的深沉思考,永远都将拷问并检验古往今来国内外科学家的道德良知和职业操守。
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亚马逊雨林蝴蝶扇动的翅膀
suqing1961 2007-9-17 09:28
半月科技风云 注:本文将发表在2007年第18期《科技导报》上 日常生活中, 蝴蝶效应随处可见,它向我们昭示, 一个坏的微小的 机制 或事件,如果不及时地加以引导、调节,将可能给社会带来非常大的危害。 一只南美洲亚马逊河流域热带雨林中的蝴蝶,偶尔扇动几下翅膀,两周后有可能导致美国德克萨斯州一场巨大的龙卷风。 1963 年,美国麻省理工学院气象学家 Edward Lorenz 用上述生动的语言提出了他所发现的 蝴蝶效应 ( Butterfly Effect )理论。 蝴蝶效应告诉我们 ,事物发展的结果,往往对初始条件具有极为敏感的依赖性,初始条件的极小改变,将可能引起最终结果的极大 差异 。 日常生活中, 蝴蝶效应随处可见,它向我们昭示, 一个坏的微小的 机制 或事件,如果不及时加以引导、调节,将可能给社会带来非常大的危害。 9 月 3 日 ,日本爱媛大学海岸环境科学研究中心领导的研究小组在东京召开的二恶英 2007 国际会议上,公布了他们的调查研究成果:在东海海域 90 米 以下的深海生物体内,发现有累积的农药 DDT 及多氯联苯等强毒性有害物质( 9 月 3 日 中国新闻网)。这说明人类活动产生的化学物质已污染到深海地区。也许有人要问这种污染未来将产生什么样的后果, 9 月 11 日 来自北极监测与评估计划的科学家发布的调研数据恐怕会让你大吃一惊:在迄今为止监测的格陵兰岛和俄罗斯东部地区,男女婴的出生比率竟高达 1 比 2 ,格陵兰岛某个村庄出生的竟然全是女孩( 9 月 13 日 新浪科技网)!导致北极地区这种新生儿性别比严重失调的罪魁祸首,竟然是来自欧洲大陆的人造化学制剂。在这里, 蝴蝶效应是这样发挥作用的: 各种电气设备中的大量人造化学制剂,通过风和水流被带到了北极,并在海洋生物食物链中积聚下来,以吃鱼、肉为主的因纽特妇女由此慢性食物中毒,并诱发其妊娠后胎儿的性别发生改变。 现代工业给人类生活带来了极大的享受和便利,但也付出了资源逐渐枯竭、环境不断恶化的代价。地球上每个人每天所做的每一次非环保举动,犹如亚 马逊热带雨林中的一只蝴蝶扇动几下翅膀,又会产生什么样的 蝴蝶效应呢? 包括汽车工业发展在内的一系列人类活动,导致 大气中 CO 2 的浓度急剧增加,而这种增加有可能改变草原的性质,并减少它们作为牧场的价值。这是美国农业部农业研究局植物生理学家 Jack Morgan 及其同事研究得出的结论( 8 月 27 日 《美国国家科学院学报》)。气候变暖已成为我们能够感受到的事实,它将导致土壤释放出大量的碳,碳排放又增强了全球变暖的趋势,从而形成恶性循环。兰州大学环境资源学院 王俊峰 博士等研究人员通过对青藏高原风火山地区高寒草地 CO 2 排放通量的研究发现,随着该地区生态系统退化程度的加剧,高寒草甸碳排放量逐渐提高,青藏高原有可能成为一个对气候变化产生影响的巨大碳库(《科学通报》 2007 年第 13 期)。 9 月 5 日 出版的美国《地球物理学评论快报》报道,美国国家海洋与大气管理局通过分析 18 个计算机模型生成的 42 项气候模拟结果,发现温室气体对全美 2006 年超过一半的高温纪录负有责任。研究人员还推断,温室气体在大气层中的聚集将使破纪录高温的出现几率比工业化时代之前提高 15 倍。该管理局海洋学家 James Overland 等专家开展的另一项研究表明,北极冰帽目前的融化速度超出了科学家的预期,到 2050 年,北极大部分地方的冰帽将减少 40% ,这将给北极熊、海象及其他海洋生物造成严峻的后果( 9 月 7 日 《华盛顿邮报》)。 美国马萨诸塞州伍兹霍尔海洋研究所的 Scott Doney 及其同事,利用模型研究了硫和氮的化合物对海洋酸度的影响。研究表明, CO 2 并不是大气中唯一使海水酸性增加的污染物,人类活动释放到空气中的氮和硫同样会使某些海域的 PH 值下降( 9 月 11 日 《美国国家科学院学报》)。 Scott Doney 警告说,如果不注意施肥和使用化石燃料产生的氮和硫的化合物对海水酸度产生的影响,后果可能非常糟糕,它将改变海洋的化学成分,甚至使珊瑚和其他钙化海洋物种可能无法形成贝壳和骨干,从而给海洋生物带来灾难性的影响。 另一条令人沮丧的消息是, 世界自然保护联盟日前发布 的 《 2007 受威胁物种红色名录》 称, 全球目前有 16 306 种动植物面临灭绝危机,比 2006 年增加了 188 种,占所评估的全部物种的近 40% 。除了这些面临灭绝危机的物种外,还有 785 种动植物被正式归入 灭绝 类别,另有 65 种物种处于 野外绝灭 状态即仅存在于人工环境下( 9 月 12 日 英国《泰晤士报》)。谁又能说造成这种曾与人类共同生存的大量物种濒临灭绝的灾难,与古往今来人类各式各样的非理性活动的日积月累没有关系呢? 亚马逊河热带雨林中的蝴蝶偶尔扇动几下翅膀,终于引来了德克萨斯州一场可怕的龙卷风。 小巨人 姚明为何比我们高那么多?原因很可能在于基因的不同。在其他条件不变的情况下,一种名为 HMGA2 基因的遗传密码只要有微小的变化,就可以促进人体的身高增长 一厘米 。这是英国半岛医学院 Timothy Frayling 领导的研究小组最近得出的研究结论( 9 月 2 日 英国《自然-遗传学》在线发表)。这种情形似乎和 蝴蝶效应类似。 大自然真是充满了神奇和奥秘。 9 月上旬还有两项研究成果令人瞩目。美国 加州大学河边分校的 David Cassidy 和 Allen Mills 声称,他们发现了两个电子偶素( positronium ,简写为 Ps )可以相互结合形成分子电子偶素 Ps 2 ( molecular positronium ),从而找到了物质和反物质结合的确凿证据( 9 月 13 日 英国《自然》杂志)。这一期的《自然》杂志还报道, 意大利国家天体物理研究所的 Roberto Silvotti 及其同事通过观测名为 V 391 Pegasi 恒星的演变历程, 发现在恒星变为红巨星的膨胀过程中,它周围的行星有可能逃脱宿命的安排,并不一定会被吞没。这一研究结论与许多科学家预言的 50 亿年后地球的命运很可能就是被逐步变成红巨星的太阳吞没的观点大相径庭。是喜是忧,还难定论。 9 月 14 日 9 点 31 分,日本探月卫星 月亮女神 号发射升空。探月竞争日趋激烈。地球上人类的活动已经很热闹了,如果未来人类不满足于对月球的科学探索,也准备在月球上像在地球上那样折腾,将又会产生什么样的 蝴蝶效应呢?
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