科技报道集锦

admin · 发表于 2018-9-23 22:39:02

【案例】杨振宁批国内科学界这一乱象：误导年轻人(图)

新浪新闻综合 2018-09-23 05:49

原标题杨振宁：对中国科学家贡献的记载工作“一塌糊涂”

来源：科学网

诺贝尔物理学奖获得者杨振宁发言杨天鹏摄

“我一直觉得20世纪、21世纪科学的发展实在是太快了，各个领域发展空前活跃，而且改变了整个人类的命运。但是国内对于这方面的各种分析、介绍和记载工作做得非常、非常之不够。”今天，“纪念《自然辩证法通讯》创刊40周年暨中国科学院大学建校40周年学术座谈会”在京举行，诺贝尔物理学奖获得者、中国科学院院士杨振宁在会上发言时表示，“尤其对于中国科学家的贡献的记载分析工作，不是做得不够，而是根本做得一塌糊涂。”在杨振宁看来，关于科学发展的记录和介绍工作有很多方向。一个方向是要跟近代的科学发展紧密地、近距离地结合在一起。他认为近年来中国在这方面工作“限于笼统”，没有做进一步的分析。杨振宁列举了自己的老师吴有训先生的事例。

吴先生是西南联大物理系一位重要的人物。上世纪20年代时，吴先生是美国物理学家康普顿的学生，帮康普顿做了很多重要的工作。

“上世纪七八十年代时，不知道谁发明出来一个名词‘康普顿—吴效应’，但是我在国际文献中从来没有见到过这个名词。”杨振宁说，“有人要表扬吴先生的工作就发明了这样一个名词，于是别人就引用。这既是对历史的不忠实，对吴先生的不尊敬，也是对中国年轻人的误导。”杨振宁还谈到自己在这方面的努力。

上世纪八十年代，杨振宁与李炳安合作，对我国物理学家赵忠尧在正电子的产生和正电子的湮没方面的工作进行了回溯研究。“我听说赵先生晚年看到我们的文章才了解到，为何他当年重要的工作没有得到国际认可。”关于正电子的产生和正电子的湮没，赵先生在1929年前后就率先通过实验得到了正确而关键的结果。杨振宁介绍说，当时只是研究生的赵先生与另外的“大牌”物理学家的工作方向一样、结果不同，可是因为“咖位”问题，赵先生的工作没有得到学界的认同。实际上回头看，“大咖”的实验不够小心，数据有自相矛盾的地方，赵先生的工作的正确性和重要性没有得到应有的评价。“我很得意的是，我和李炳安澄清了这个事情。”杨振宁说，“但是这样的工作还有很多，都没有人做。”

杨天鹏摄

杨振宁认为，对于科学发展的记录工作，另外一个重要方向就是通俗的介绍。

他遗憾地表示：“我没有看到过一本，用中文写的，中学生、大学生和一般知识分子能看懂的，通俗地介绍原子弹在世界各个国家发展过程的书，我觉得这是一个历史上非常重要的事情，可是没有这样的书。”“每年都有几百万的毕业生要找出路，我觉得科学史是一个非常好的出路。”杨振宁呼吁，学界要努力向年轻人推介科学史研究和科学普及方面的工作。本次座谈会由国家创新与发展战略研究会和中国科学院自然辩证法通讯杂志社联合主办。

《自然辩证法通讯》是由中国科学院主管，中国科学院大学主办的国家一级学术期刊，也是哲学类和人文社会科学类核心期刊。

1978年，经邓小平同志批准，在中国科学院创设并成立了《自然辩证法通讯》杂志社，著名哲学家、经济学家于光远担任首任主编，著名物理学家钱三强担任首任社长。

40年来，《自然辩证法通讯》一直代表着我国科学技术哲学等相关学科领域的最高学术水准。

编辑：何林

https://news.sina.cn/gn/2018-09-23/detail-ifxeuwwr7308969.d.html?from=wap

admin · 发表于 2018-9-25 11:54:26

【案例】
我们为什么感知不到外星人的存在？
王爽_宇宙奥德赛发布于 2018-09-24

费米悖论和它的三种主流解释

之前说到，为了寻找像地球这样拥有固态表面并处于宜居带内的金发女郎行星，在美国天文学家威廉·博鲁基的推动和领导下，人们建造了开普勒太空望远镜（简称KST），用它去监视天鹅座、天琴座和天龙座交界处的15万颗主序星。利用凌星法，KST把人类发现系外行星的速度从一年几十颗直接提升到了一年上千颗，从而开创了系外行星探索时代的新纪元。

要想发现一颗系外行星，需要经过下面两个步骤：1. 发现系外行星候选者。研究人员会检索KST所监视的那15万颗主序星的星等数据，然后从中筛选出亮度在一段时间内发生过微弱下降的恒星。这些亮度发生过微弱下降的恒星，就有可能拥有系外行星。2. 对候选者进行确认。研究人员会对列入观察名单的候选恒星进行持续跟踪。如果发现这颗恒星后来又重复出现三次亮度下降，而且其亮度下降的时间还具有周期性，就可以确认此恒星拥有自己的系外行星。

前面说过，恒星视星等发生一轮明暗变化的时间，恰恰就是它的系外行星绕恒星公转一圈的周期。而系外行星的大小，又会影响恒星亮度下降的幅度（如果地球发生凌日现象，大概会使太阳的亮度下降万分之一）。综合这两大因素，就可以确定此系外行星是否是固态行星，以及它是否处于能让液态水存在的宜居带内。

事实上，金发女郎行星已经被找到了。正如下图所示，截止到2015年1月，人类确认发现的金发女郎行星已经达到了8颗之多。基于KST的观测数据，天文学家估算整个银河系大概拥有400亿颗金发女郎行星。这不禁让人浮想联翩：这些金发女郎行星上会不会存在智能生命？它们会不会与人类发生接触？

其实在1950年，也就是早在人类发现系外行星的四十多年前，就已经有人深入思考过这个问题了。此人就是意大利著名物理学家恩利克·费米。

费米有一个很响亮的绰号：原子核时代的建筑师。事实上，无论在理论领域还是在实验领域，他都有登峰造极的造诣，这在整个物理学史上都是极为罕见的。比如说，1933年费米提出，除了引力和电磁力以外，自然界还存在第三种力（也叫第三种相互作用）。这种相互作用最开始叫费米相互作用，后来改称弱相互作用（即弱力）。这个发现让费米在37岁那年就获得了诺贝尔物理学奖。而在实验方面，费米也造出了世界上第一个核反应堆。

再讲一个关于费米的传奇故事。二战期间，作为最核心的成员之一，费米参与了著名的曼哈顿计划。第一颗原子弹在美国新墨西哥州的沙漠里试爆的时候，他就呆在一个离试爆地点不太远的观察哨所里。当爆炸的冲击波传来的时候，费米掏出了一把纸片，向空中撒去。这把纸片被冲击波吹到了他身后大概两米远的地方。基于这个距离，费米估算出了原子弹爆炸的威力约为2万吨TNT（一种常用的烈性炸药）。而这个用纸片估算出来的结果，竟然与用精密仪器测到的结果相差无几。

言归正传。1950年的一天，费米和几个同事一起去食堂吃午饭。走在半路上的时候，大家聊到了关于UFO的新闻报道。结果在吃饭的时候，费米突然大声惊呼到：“那它们（外星人）都在哪呢？”

听起来似乎挺无厘头的，对吧？但这其实是一个极为深刻的问题。前面说过，光是一个银河系，差不多就有400亿颗适宜生命存在的金发女郎行星。假设地球只是其中普普通通的一员，那么这些行星上也都会存在生命。其中有很大一部分行星，都比地球要年长好几十亿年；换言之，生活在这些古老行星上的外星人，很可能早在几十上百亿年前就已经开始发展自己的科学。而对于拥有星际旅行能力的外星文明而言，穿越银河系可能只需要几百万年。综合考虑这些因素，就可以对外星人造访地球的概率进行了估算。费米的估算结果表明，外星人来到地球的概率要远远高于地球人出国旅游的概率。换句话说，要是真的存在能进行星际旅行的外星人，那它们应该已经无数次光临地球！那么问题来了：我们为何找不到外星人存在的证据？

我们不妨来做个类比。地球上生活着众多生物，除人类以外，没有哪种生物有能力理解人类文明；尽管如此，由于人类在地球上已经遍地都是，稍微高等一点的生物都可以感知到人类的存在。类似地，要是真的存在能进行星际旅行的外星人，它们在地球上也应该遍地都是；既然如此，我们为什么感知不到外星人的存在？

这就是著名的费米悖论。它告诉我们，宇宙其实远比我们想象的要荒凉和冷清。宇宙的这种极度荒凉冷清的状态，就是所谓的“大寂静”。

为了回答费米悖论，人们已经提出了很多理论，其中最有影响力的是以下三个。

第一个理论是稀有地球假说。这个理论是由美国华盛顿大学的两个教授（古生物学家彼得·沃德和天体生物学家唐纳德·布朗利）在2000年提出的。其核心观点是，放眼整个宇宙，地球都是一个极为特殊的存在。

地球能成为生命绿洲的主要原因包括：1. 银河系的中心相当平静，没有处于危险的活动状态。2. 太阳系与银河系中心的距离适中，处于所谓的“星系宜居带”内。3. 太阳的质量大小适中，既不是表面温度过高还特别短命的蓝巨星，也不是表面温度过低还经常爆发超级耀斑的红矮星。4. 地球是一颗典型的金发女郎行星，不但拥有固态表面，还处于能存在液态水的恒星宜居带内。5. 地球有木星这个保护神，为其挡住了大量的小行星和彗星。6. 地球偶然获得了月球这个大型卫星，从而拥有了稳定的自转轴以及合适的自转速度。7. 地球拥有合适的大气和磁场，从而阻止了水的蒸发，并且把危险的太阳风拒之门外。要想孕育生命，以上7个条件缺一不可。

稀有地球假说认为，在整个宇宙中，能同时满足这7个条件的行星可谓凤毛麟角。有人甚至认为，能达到此标准的行星，说不定就只有地球一个。如果其他的系外行星上都不存在生命，费米悖论自然就迎刃而解了。

第二个理论是大过滤器假说。这个理论是由美国经济学家罗宾·汉森在1996年提出的。其核心观点是，即使一个行星上真的出现了生命，它们也很难突破一些被称为大过滤器的关卡，因而无法进化成可以进行星际旅行的超级文明。

为了便于理解，你不妨把生命的进化史当成是一款有很多关的大型游戏。每一关的最后都有一个特别难对付的大BOSS把守，那就是所谓的大过滤器。如果一直打不过某一关的大BOSS，生命的进化就卡在了这一关，而无法进入更高的层次。汉森认为，可能是由于一个特别恐怖的大过滤器，才导致整个宇宙都处于“大寂静”的状态。

稀有地球假说和大过滤器假说都有一定的道理。不过在我看来，对费米悖论解释地最合理的，其实是第三个理论。我管它叫光速最快原理的普适性。

在地球上，人类已经发现光速（约为每秒30万千米）是世界上最快的速度。下面，我简单解释一下其中的道理。

在日常生活中，我们经常能看到这样的现象：一个带着很多行李的旅客，走起路来会步履蹒跚；而一个什么行李都没带的旅客，走起路来会身轻如燕。在微观世界也存在着类似的规律：质量越小的微观粒子，它所能达到的速度上限也越高。举例来说，质量较小的电子所能达到的速度上限，就远远超过质量较大的质子和中子。那么，速度上限最高的微观粒子是什么呢？答案是光子。这是由于光子的静止质量为0。因为不存在质量为负数的物质，所以光速就是世界上最快的速度。

自然科学界有一个共同的信仰：物理定律具有普适性。说的通俗一点，一个在地球上发现的基本物理定律，应该适用于整个宇宙。事实上，如果物理定律的普适性不能得到保证，那么整个天文学都会土崩瓦解。

既然在地球上发现的物理定律也适用于整个宇宙，那么制约地球文明的光速最快原理，同样也会制约所有的外星文明。换言之，在正常情况下，宇宙中所有的生物都无法以超越光速的速度进行星际旅行。

还不止如此。前面已经说过，光速是静止质量为0的光子所能达到的速度上限。要进行星际旅行的宇宙飞船是一个宏观物体，其质量肯定远远大于0。这意味着，即使是再发达的外星文明，也很难让它们的飞船以接近光速的速度进行星际旅行。有可能撑死也只会达到光速的1/10或1/100。

我们知道，宇宙中相距最近的恒星，其距离也要以光年计。这意味着，即使是已经高度发达的文明，去最近的恒星也要花几十年甚至上百年的时间，在此期间还要保证飞船的生态系统和能量供应的稳定。如果相距最近的文明不在几光年之外，而在几十、几百乃至几千光年之外，动身前往另一个世界就更是匪夷所思了。

换句话说，如果光速最快原理在全宇宙都适用，那么宇宙的巨大尺度将无情扼杀各个文明直接交流的可能。

这可能就是宇宙“大寂静”的真正原因，也是整个宇宙的真实写照。宇宙本身可能并不荒凉，但智能生命注定要永远孤独。

编辑：邢海波 https://weibo.com/ttarticle/p/show?id=2309404287781257018454#_0

admin · 发表于 2018-9-25 11:54:26