阿波罗登月 40 周年
七月 16th, 2009 in 科学 | 14 留言40 年前,阿波罗 11 号升空,载着宇航员 Neil A. Armstrong, Michael Collins and Edwin E. “Buzz” Aldrin Jr. 升空,飞往月球。整个旅程耗时 8 天,在月球上呆了不到一天,在月球上行走才 2.5 小时,但那是人类的历史性时刻。作为纪念,The Big Picture 收集了40 张相关的照片。转贴其中一些:

地球从月球地平线上升起。
40 年前,阿波罗 11 号升空,载着宇航员 Neil A. Armstrong, Michael Collins and Edwin E. “Buzz” Aldrin Jr. 升空,飞往月球。整个旅程耗时 8 天,在月球上呆了不到一天,在月球上行走才 2.5 小时,但那是人类的历史性时刻。作为纪念,The Big Picture 收集了40 张相关的照片。转贴其中一些:

地球从月球地平线上升起。
甲壳虫乐队 1964 年的热门歌曲《一夜狂欢》(A Hard Day’s Night)的开场和弦非常独特,被认作摇滚史上一迷,很多人把它归功于乔治·哈里森的 12 弦吉他。这个和弦到底是怎么弹出来的?历史上有很多猜测和争论。
2004 年的时候,数学教授 Jason Brown 发表了一篇学术文章:Mathematics, Physics and A Hard Day’s Night。文中他用傅立叶变换的方法分析了《一夜狂欢》的开场和弦,分解出其中的主要频率。

与常见的扒带下来的琴谱比较,发现它们都不完整。最后作者得出结论,其中还包含唱片制作人 George Martin 钢琴伴奏,只不过与哈里森的吉他混合在一起,隐藏得很深。想要深入了解的话,可阅读他的文章原文。
科学家们就是这么找乐子的。
下面就是 A Hard Day’s Night:
国内土豆网上的:
国外 Youtube 上的:
评论请去格致。

photo by Stuck in Customs
让小孩子画画的话,天空一定是蓝色的,太阳一定是黄色的。
晴空为什么是蓝色的,很多人都有了解。那是空气对阳光的瑞利散射(Rayleigh Scattering)的结果,瑞利散射强度与波长的四次方成反比,蓝光波长短,所以天空看起来是蓝色的。

graph by hyperphysics
那太阳是黄色的么?太阳是个炙热的辐射体,本身应该是白色的。在日落(或者日出)时,阳光斜射,在大气层的路径比中午时长。同样是因为瑞利散射,靠近地平线,太阳看起来会逐渐由白,变黄,变橙黄,变红。
所以太阳确实有黄色的时候,但只是在很小一段时间内。那为什么我们一般会用黄色(或者说金色)来描绘太阳呢?这似乎更是一个认知问题。
我们会无意识地把太阳与火联系到一起,它们都发光发热。而日常看到的火焰一般是黄色的,所以会自然地把太阳想像成黄色。另外一个可能的因素:因为蓝与黄互为补色,在蓝天上,太阳看起来会显得黄一些。
你们觉得这样的解释充分么?
我还有另外一个问题:小孩子画太阳时,不仅会画黄色的园,还会在四周加上黄色的光芒。那光芒是怎么一回事儿呢?
贴于格致

(达尔文笔记本上画的生命之树,偶就想有这样一本笔记本;P)
达尔文在物种起源里,用“生命之树”的概念来解释物种的演变。原始的物种,通过不停地演变,分化,才到达目前丰富多样的生态。这个简洁的图像是如此强大,到目前为止还是多数人的理解,包括我。不久前,《新科学家》一篇专题文章讲解了生物学家们现在的观点:生命不仅把基因传递给下一代,也会横向传递到别的物种。基因水平转移在原始的生物间很平常,但最新的研究发现,即使是在动植物界,基因水平转移也是存在的。据说,病毒会不停地剪切/粘贴 DNA,人类有一半的 DNA 是由病毒横向输入的。
有的科学家说基因水平转移可精确解释简单生物的演变,但对于复杂的多细胞生物,它的影响还是很小,纵向演化,也就是“生物之树”的图像还是成立的。但考虑到那些简单生物占到总物种的 90%,而且已经存在 38 亿年,而复杂物种从 6.3 亿年前才开始,生物演化的整体的图像更应该是一张网。我们熟悉的复杂生物的演化之树,只不过是这张网上一不规则突起而已。
演化图像的改变意义重大,《新科学家》的文章暗示,目前的生物学就像十九世纪末的物理学,即将面临重大变革。达尔文的“生命之树”就像牛顿的力学,多年来一直很好用,但在新的发现下,暴露了局限性。
上面所说都是《新科学家》文章中的观点,我不知道是否正确。觉得挺令人信服的,但我不懂生物。
“生命之网”,那么多美妙的东西,最后都归结为“网”,多有意思啊。
BBC 拍的一部新电影《爱因斯坦与爱丁顿》,上面是预告片。
爱丁顿是爱因斯坦相对论的推广者。1919 年,他通过观测日全食时太阳附近星体的位置,证实了相对论。故事发生在德英两国互为敌视的历史背景中。
爱因斯坦的饰演者是安迪·塞基斯,曾经饰演过《魔戒》里的咕噜。
明日 BBC2 会播放。我呢,将来如果能有机会看到就满足了。
链接:
imdb:Einstein and Eddington
New Scientist:Film review: Einstein and Eddington
更新:
有人把它上传到 Youtube 了。
饶毅教授的这篇10月5日发表于科学网的《美妙的生物荧光分子与好奇的生物化学家》,事实上成功预测了今年的诺贝尔化学奖。文中提供了许多该领域的背景资料,非常值得一读。
另外,在文章的最后,他提到了“研三病”,很精辟。
现在,做科学研究的人很多,认识科学工作者的人更多。人们发现科学界很多人并不崇高。原来一些得奖的人不仅热衷于获得认可,而且为了得奖去做很多学术政治,有的不断和评选委员会拉关系,有的到评奖机构蹲点“合作研究”,有的贬低其他人工作。还有些科学工作者做研究纯粹为了利益,对学术不感兴趣,甚至造假。诸如此类,不一而足。
这样导致了我称之为的“研三病”:也就是一些水平相当于研究生三年级的人,对科学研究和科学家群体非常悲观,自认为看破科学界的红尘,愤世嫉俗,走向反面,认定为好奇而做科学的人早已灭绝,断言已经没有纯粹为科学而科学的科学家。
有些科学工作者一辈子都摆脱不了这种病,看不到科学的美,看不到科学家追求美的品味和探索真理的高尚,这不仅影响他们自己的科学研究、动力、动机,而且描黑整个科学界,甚至成为科学界的不良分子。
偶在相当于研究生三年级的时候也有这个阶段,看到不少教师间的斗争,觉得没有意思,甚至想离开学术界。直到毕业时,实在觉得念完博士不干这行有点可惜,才走下来的。
现在想来,还好当时没有跨出那一步,我自觉还是很喜欢干这一行的。
犯“研三病”的另一个原因是,进入研究生阶段,真正开始做科学时的心理落差:科学除了美和真理,原来还有这么多具体而微的事情要做。如果再有点眼高手低,就很容易会愤世嫉俗,犯点小病了。
关键词: 研三病
欧洲南方天文台自 02 年开始,每年举行一个叫“Catch a Star 摘星”的国际竞赛。世界各地的学生都欢迎就他们喜欢的天文话题写文或者作画,然后分年龄段以投票的方式评选出优胜者。今年的参赛作品已经公布在网上,所有人都可以去投票。
孩子们总是对星空很好奇,他们的想像也很有趣。参赛绘画作品总共有 1037 幅之多,要投票还真不容易。


找到了 6 个中国孩子的作品,下面是其中两幅,作者叫 Zhihua:
关键词: Catch a Star, 欧南台
一般肉眼看到的闪烁的星星,其实不是星星自己在闪烁,而是大气扰动的结果。不过确实有星星会自己闪烁的(亮度波动),只是闪烁的周期要远远大于秒量级。有种叫 RR Lyrae 的星(天琴RR型变星) ,会以几天为周期改变亮度。大多数 RR Lyrae 星比太阳老,而且热。它们已经消耗完了内核的氢,开始通过核聚变把氦变成碳。我们的太阳还在烧氢以获得能量。另外一个不同点是,它们脉动,一会儿大,一会儿小,亮度也随之波动。
下面这个小动画拍的是球状星团 M3,拍摄周期为一整晚。你看其中有些星一亮一暗的,和装饰小灯一样。它们多数是 RR Lyrae。

以上是我的现学现卖。这个 Astronomy Picture of the Day 估计是天文爱好者们必看的。
觉得天文学在自然科学里面挺特殊的,它最古老,但至今你也只能说它还年轻。它的群众基础也很好,很多科学家都是因小时候对星空的好奇开始对科学感兴趣的。网上的天文方面的资料和多媒体内容也非常丰富。
2009 将是国际天文年,因为这一年是伽利略发明天文望远镜 400 周年。
同时贴于格致
关键词: 星星
格致以前提到过 Edge Foundation。今年 Edge 的问题是 WHAT HAVE YOU CHANGED YOUR MIND ABOUT? Cosmic Variance 那儿选了一些回答,我再从其中选择一些,(模糊)翻译分享一下。
1、Joseph LeDoux 改变了对记忆如何存储于大脑的看法。和许多同领域的科学家一样,以前他认为记忆是存储于大脑中的某些东西,要用的时候就从中读取。但是,2000 年的时候他实验室一个研究者 Karim Nader 做了个实验,改变了他和其他人的看法。简而言之,Karim 发现,每次一段记忆被使用,它会被存储为另一段记忆,以备将来使用。旧的记忆不再存在,或者不可获取了。
用我自己的话来讲的话,提取记忆不单纯是“读”,同时也是“写”。这种“重新巩固”的过程实际上广泛运用于各种技术的。
2、Tor Nørretranders 现在认为更应该把我们的身体看作软件,而不是硬件。身体里恒定不变的不是物质。
3、Paul Steinhardt 开始怀疑暴涨。他说事实改变了他的看法,他觉得有必要寻找一种新的解释。
4、Kevin Kelly 被 WikiPedia 的成功深深打动。“Despite the flaws of human nature, it keeps getting better. Both the weakness and virtues of individuals are transformed into common wealth, with a minimum of rules and elites. It turns out that with the right tools it is easier to restore damage text (the revert function on Wikipedia) than to create damage text (vandalism) in the first place, and so the good enough article prospers and continues. With the right tools, it turns out the collaborative community can outpace the same number of ambitious individuals competing.”
5、Stanislas Deheane 现在认为一个统一的关于大脑如何工作的理论是可能的。虽然他的很多工作是来模拟大脑,但一直来认为这类工作是很局限的。
6、Anton Zeilinger 认为,永远不要说自己的研究工作是没什么用的。他是研究量子物理的。20 年前有记者问他你的研究是做什么用的。他和大部分学物理的人一样,自豪地说,没什么用,我们做这个不是为了“有用”,只是因为我们是人,我们有好奇心。但是近年来的量子信息与计算的发展,让他意识到他做的基础科学实际是有巨大潜在用处的。
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翻译对我来说太难太费时间,我总是虎头蛇尾的。有空去读读原文吧,这些“名人”的想法里,确实有真知灼见的。
同时贴于格致
关键词: Edge