为未来的科学打个赌(下)

来源 :奇闻怪事 | 被引量 : 0次 | 上传用户:carinalove
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读

火星殖民地


  2017年,英国著名物理学家斯蒂芬·霍金针再次发出警告,认为人类在地球上生活的年限仅为100年,人类现在应该尽快开始对其他星球进行殖民。而在不久之前,美国太空探索技术公司(SpaceX)的CEO埃隆·马斯克还宣布了一个在2020年建立火星殖民地的计划,但这个计划可能有点好高骛远。火星是一个残酷无情的环境:寒冷、干燥、荒芜、无氧气、高辐射……登陆火星是一回事,在火星上建立一个永久的人类殖民地是另一回事。一些科学家认为,人类在未来的50年之内将能拥有一个火星殖民地,但即便如此,这也可能是盲目的乐观。所以,不要用你的房产押注到这个进展上。

量子理论并不怪异


  量子理论有点类似于赌博的理论:它永远不会告诉你微观世界将要发生什么,只会为你提供事情发生的概率。但作为一个物理基础理论,量子理论似乎有点不太完善。
  为了解释量子理论,物理学家们提出了有各种违反直觉的诠释。例如,占主导地位的“哥本哈根诠释”认为,粒子如同具有分身术一样,可以同时处在多个状态,直到我们对其进行观测,它们才会具有一个确定的状态。相比之下,“多世界诠释”认为,粒子始终具有分身术,对粒子测量后,每一个可能的观测结果都会出现。那么,为何我们只会看到一种结果呢?多世界诠释认为,宇宙在观测后会“分裂”出多个平行世界,而每个观测结果都分别位于它自己的世界中。
  不过,还存在一种诠释,认为微观世界本来是确定的,但某些因素被我们忽略了,导致了量子理论只能用概率来预测事情的发展。这就像我们无法掌握所有影响气候的因素,所以只能大概预测未来地球气候的变化。物理学家把这些因素称为“隐藏变量”。自从量子理论提出以来,就有一小部分物理学家,包括爱因斯坦,就一直支持这一观点,尽管该观点缺乏证据支持。
  那么,究竟有没有隐藏变量呢?物理学家最近做了很多检测实验,但结果都暗示隐藏变量不存在。那么在未来,事情会出现转机吗?

不存在暗物质


  暗物质是一种看不见的物质,在宇宙中的含量是普通物质的5倍多。我们之所以认为暗物质是存在的,是因为它可以解释许多引力理论解释不了的现象。例如,如果只存在普通物质的话,那么我们的引力理论就无法解释为什么星系和星系团旋转的速度要比预期的快得多。
  然而,经过了几十年的搜寻,我们还是没有搞清楚暗物质是什么。于是,一些科学家就猜测,暗物质也许不存在,而问题其实出在引力理论上。美国天文学家斯泰西·麦高格就是一位暗物质质疑者。在1999年,他就打赌说,如果更加仔细地分析宇宙微波背景輻射的特征属性,那么将会找到很多不符合当前暗物质模型的数据。事实的确如此,但其他的天文学家修改了理论的一些参数设置,使得改进后的暗物质模型又能管用了。
  即使是这样,一些天文学家仍大胆地对引力理论进行了修改,这样就能用不包含暗物质的模型去解释宇宙了。例如,一种叫做修正牛顿动力学的理论认为,引力场在相对较弱的情况下,其强度不与距离的平方成反比,而是随着距离的增加衰减得更加平缓。这样,在离星系中心更远的地方,引力强度会比原来所认为的更强,那里的恒星围绕星系中心的旋转的速度就更快。但这些理论很不完善,而且缺乏有说服力的证据支持。目前,大多数天文学家仍相信暗物质是存在的。

联络到外星人


  在好莱坞电影里,外星人无处不在:要么来征服地球,要么来拯救我们,要么只是路过而已。但在现实世界里,我们却找不到任何外星人的踪影,也从来没有收到过外星人发给我们的信号。虽然,我们曾在1977年收到一个可疑的信号。那是位于美国俄亥俄州立大学的大耳射电望远镜接收到的一个无线电信号。当时的研究人员还激动地在记录纸上写了个“Wow!”。但在2016年,一些科学家经过分析后认为,这个信号极有可能是一颗彗星而不是外星人产生的。
  但参与搜寻地外文明计划(SETI)的美国资深天文学家塞思·肖斯塔克,并没有泄气。现在,SETI的观测实力日益增强。10年之后,科学家们将会完成对100多万个恒星系统的检测。肖斯塔克认为,到那时我们就可能会检测到来自外星人的信号,但是他只愿意拿他的咖啡杯当赌注。
  塞尔维亚的SETI研究员米兰·瑟克维克认为,到2030年检测到外星人信号的可能性会小于5%,但只要我们的文明没被核武器、超级疾病或机器人等摧毁,到本世纪末,检测到外星人信号的可能性应该不少于50%。

电磁驱动引擎


  2001年,英国工程师罗杰·肖耶发明了一种全新的引擎——射频共振空腔推进器,通常叫做电磁驱动引擎(EmDrive),其原理大致如下:用电力在一个密闭的锥形腔体内产生微波,微波在腔体内来回反射,对腔体内壁产生压力,腔体宽的一端受到的压力大于窄的一端受到的压力,压力差可产生一个微小的推力,使得腔体能朝着一个方向前进。注意的是,电磁驱动引擎只需要电力来产生微波,并不需要推进剂。
  肖耶并不回避对他的发明的预测。他自信地说:“如果你问的是2025年电磁驱动引擎商业化的概率是多少,我可以十分肯定地告诉你,这将是100%。”但是,许多科学家却认为,电磁驱动引擎是不可行的,因为它违背了牛顿力学定律。我们知道,火箭是借助它的发动机喷射火焰时产生的反作用力,向前行驶的。在这个过程中,作用力等于反作用力,动量守恒。但电磁驱动引擎什么也不喷,自己就会动,这就违背了牛顿第三运动定律以及动量守恒定律。
  即使如此,美国宇航局还是决定在实验室里检测一下。美国宇航局在2016年公布的报告显示,电磁驱动引擎消耗每千瓦功率,就能够产生大约1.2毫牛顿的推力。报告中提出的一个建议是,电磁驱动引擎的推力,可能与量子力学中的隐藏变量有关。
  但这个报告,其实是用一个未经证实的事情去解释另一个未经证实的事情。美国数学物理学家约翰·贝兹就此很不相信,认为报告中解释电磁驱动引擎工作原理的内容,就是“一本正经地胡说八道”。许多科学家还相信,电磁驱动引擎并不能产生推力,实验测得的可能不过是误差而已。
其他文献
丰登禾本主庙远景树屋  “快一点!”石头回头喊道。  她的声音很快被稻浪声淹没了。我们正沿着稻田间的村庄小路笔直前行,迎着干燥的风,空气中有烧柴的味道。石头始终走在最前面。她有一阵子没进山,快要憋坏了。夏天是沙溪一年当中的旅游旺季,所有做旅游生意的人都要比其他时候忙很多。平时石头做首饰,卖给游客,而此刻她穿着工装鞋,背着竹篓,腰板挺得很直,看起来像一个富有经验的巡山猎人,以警觉而敏锐的目光打探四周
2021年1月,吕德安坐在房子门前。图/本刊记者 孙凌宇为了一棵树  面对一片枯枝败叶,吕德安认得每一棵树的来路。眼前矮些的依次是黄杨、含笑、柏树,往右挨着光秃的紫薇和探着花骨朵的腊梅,这些都是他自己种的。身旁的茶籽树纯属野生,粗壮程度在这一带山上算得少见。头顶一排单季桂花树,每年八九月,香气飘满这座位于福州北峰山的小院,吕德安漫步其中,摘下三四颗酿酒。  当他注视一棵树,指间夹着一根细长的烟,像
美国知名建筑杂志 eVolo Magazine 日前公布了2019 摩天楼竞赛的获奖方案。该奖项设立如今已是第14年,其设立的初衷是希望“通过具有创新精神的技术、材料、功能、審美意象及空间组织的想法探索高层建筑的未来,挑战我们对垂直建构的理解,启发人们思考垂直建构与自然和建筑环境的关系。”
2019年的这个春节和情人节,中国人能想到的最浪漫的事,就是带上地球去流浪。一部名为《流浪地球》的电影,引燃了中国人久违的科幻热情,人们纷纷涌向电影院,观看这部中国人自己拍摄的科幻大片。   《流浪地球》的故事梗概是:不久的将来,科学家们发现太阳急速衰老膨胀,演化成为红巨星,并将导致地球毁灭。为了自救,人类启动一个名为“流浪地球”的大胆计划,即倾全球之力在地球一侧建造上万座发动机和转向发动机,将
1817年,空想社会主义者罗伯特·欧文提出了8小时工作制的概念,他认为人一天应该“8小时劳动,8小时休闲,8小时休息”。1877年5月1日,美国工人进行了历史上第一次全国性总罢工,“8小时劳动,8小时休闲,8小时休息”的口号正式成为运动纲领。在工人的庞大压力下,美国国会在几年后推出法案,“建议”企业执行8小时工作制。但是,随着国会“建议”的出台,当时美国很多工厂迅速推出了“计件工资”制度—你能拿到
我是个擅长吵架的人,身边的朋友都这么说,有的委婉些,说擅长讲道理。在很多次实践后,甚至有了经验总结。吵架就两个原则,第一对方不是什么好东西,所以师出有名;第二自己不是什么好东西,所以别怕讲话难听。这类民科理论都是用来打脸的,比如这次的遭遇,一场半小时的骂战中,我置身其中,却毫无发挥的可能。  上午9点半,和采访对象约好去他居住的小区拍摄人物特写。那是片上世纪90年代建成的老楼,属于单位集体分房,邻
1908年:大爆炸回顾  1908年6月30日,一个周二的早晨,辽阔的东西伯利亚中部,石泉通古斯卡河上空晴空万里,没有一丝云彩。清晨,人们有的还在熟睡,有的正准备工作。7时左右,距此100余千米的一个西伯利亚村庄里,人们突然看见高空中一个巨大的圆柱发光体突然从天而降,从东向西在头上呼啸而过。而在石泉通古斯卡河畔的瓦纳瓦拉村,孩子们莫名其妙的哭声,猎狗们冲着蔚蓝的天空的毫无缘由的狂吠声,交织成一片。
随着人类对太空的了解越来越多,想在宇宙中为自己找个伴儿的希望似乎越发渺茫了。  火星和金星上显然没有外星人。外太阳系的某些天体上,在厚厚的冰壳下或许藏有生命,但顶多是些微生物。我们向宇宙空间发射的电波,至今没有回音……“外星人,你到底在哪里?”  或许是到了我们改变思路的时候了,与其费尽心思地试图直接与外星人交流,倒不如去寻找外星人在宇宙中可能留下的“人造物”。  这些人造物当然不是像手镯、布娃娃
满月时的繁殖活动   每年11月的某个月圆之夜,澳大利亚大堡礁的130多种珊瑚开始同步排卵。一些珊瑚像火山喷发般,将精子用力喷出珊瑚体,而其他的会排出大量的卵子。但大多数的珊瑚是雌雄同体型,它们会排放出精卵束(包含卵子和精子),这些精卵束闪烁着粉红色、橙色和黄色的光芒,在它们的父母身边短暂停留后,像五颜六色的气球一样飘向远方。  这是一个奇妙的时刻,海水中充满了五彩缤纷的精卵束,有些地方则飘着一
阴谋和诡计笼罩着整个二战时期,当时美国、德国、英国军方都在世界范围内大量招募大学教授、工程师、科研人员和技术人员,这些专家在为各自的阵营效力期间发明的核武器、电脑、青霉素、火箭和雷达,推动了人类文明的进步,对后世产生了深刻的影响。  二战时期的世界形势极为复杂,主要分为两大阵营,以德国、意大利和日本为主的法西斯轴心国阵营,和以美国、苏联、英国、法国为代表的反法西斯同盟国阵营。但在同盟国内部,因为社