中國為什麼一定要建自己的空間站?

中國為什麼一定要建自己的空間站? 4月29日,伴隨著長征五號B運載火箭的發射升空,中國空間站天和核心艙成功進入預定軌道。中國天宮號空間站的在軌組裝建造工作,宣告全面展開。在今明兩年,中國預計通過11次航天發射,完成空間站的建設。屆時,中國宇航員將常駐太空。 中國載人航天工程進入新的階段 中國航天員在太空的“旅遊簽證”升級為“暫住證” (圖:clicked/圖蟲創意)▼ 近地軌道空間站誕生於上世紀70年代,是美蘇太​​空競賽的產物。由於空間站必須滿足人員常駐的條件,所以無論是建造還是維護,都需要大筆資金。所以在冷戰結束後,美俄等國通過合作共同建造國際空間站,並分擔空間站的費用。 1973年,天空實驗室作為美國第一個空間站 搭載改良過的土星V運載火箭升空 (地圖:NASA)▼ 那麼,今天的中國人為什麼要獨自建造自己的空間站呢?空間站的具體用途是什麼,又會對未來的太空開發與國力競爭造成何種影響? 胖5出征 此次發射的地點位於海南文昌,這裡有著中國最靠近赤道的發射場,這也是文昌航天發射場選址的主要原因之一。 它與中國另外三個衛星發射中心相比,有著低緯度的天然優勢。這是因為地球圍繞地軸作自轉運動。雖然自轉的角速度全球相同,但是線速度隨著緯度的變化而不同。離赤道越近,自轉的線速度就越大,而南北極點的線速度則為0。 地球的自傳方向是自西向東 赤道線的速度約465.1 m/s (地圖:NASA)▼ 由於地球自轉是自西向東的,如果在赤道向東發射火箭,還沒有起飛就已經獲得了和赤道一樣的自轉線速度,極大地節省了火箭的能耗。 如此一來,文昌發射場的緯度為19°N,相比酒泉、太原、西昌都更節省燃料,也更適合重型運載火箭。比如此次發射的長征五號B遙二運載火箭,就屬於“重量級選手”。 緯度最低的一個▼ 長征五號,以其粗大的外形特點使他獲得了“胖5”的稱號。中國現役火箭裡面,像長征二號、長征三號系列,還有長征七號系列,都是3.35米直徑的,而長征五號的直徑是5米,最大起飛重量達到800餘噸,最大起飛推力是1000餘噸。是現役體型最大、力量最強的一型火箭。 長征五號採用了高達95%的新技術 是中國現役芯級直徑最粗、運載能力最強的火箭 (圖:篁竹水聲/Wiki)▼ 由長征五號運載火箭為基礎改進研製而成的長征五號B,外觀尺寸還要更“矮胖”一點。矮是因為它採用了一級半構型,也就是芯一級+助推器+整流罩,高度為53.7米。而兩級半構型(芯一級+助推器+芯二級+整流罩)的長征五號高度為57米,矮了約3.3米。 此外長征五號B的整流罩長度達20.5米,是最大的整流罩。整流罩就是火箭頂端的那一層外殼,使航天器在發射過程中得以避開劇烈的空氣摩擦帶來的高溫。整流罩的尺寸越大,就越能裝載更大的航天器。 通俗來說,也就是大家看到的火箭頭的外殼部分 裡面裝載著要送入太空的航天器 (地圖:Wiki)▼ 這兩型火箭雖然同屬長征五號系列,但它們在設計、用途等方面都有很多不同。長征五號B與俄羅斯“質子-M”,美國“獵鷹-9號”、“德爾塔IV”,歐洲“阿麗亞娜-5”等火箭的運載能力相當。這項技術的成熟,使得中國大型運載火箭的技術進入世界第一梯隊。 重型運載火箭是探索太空的基礎 長五B的多次成功發射也使中國躋身航天強國之列 (圖:Wiki&網絡)▼ 目前長征五號B,主要承擔我國空間站艙段等重大航天發射任務。比如此次的中國空間站天和核心艙的發射,這標誌著我國載人航天又一個里程碑時刻。 太空實驗室 此次發射之所以如此重要,就是因為其搭載的中國空間站天和核心艙,是中國空間站的關鍵所在。如果空間站是一套住宅,那麼天和核心艙就是客廳。 不管從字面意義上,還是功能意義上,核心艙都是中國空間站最重要的一個艙段。它承擔著空間站的整體控制、能源、管理等關鍵功能,由於核心艙進入軌道之後,後續在軌長期駐留的航天員,要在核心艙開展一系列技術驗證和科學實驗工作。所以核心艙是航天員的一個家,也是他們的工作場所。 發射之前的天和號核心艙 艙體由三個部分組成:可居住的生活區 不可居住的服務區和一個對接中心 (地圖:Wiki)▼ 人類建設空間站的目的,就是能做一些在地球上做不了的事情。雖然地球引力可以讓我們腳踏實地;磁場和大氣層可以讓我們免受宇宙輻射威脅。但這種保護,某種意義上也是阻礙,正如俄國科學家齊奧爾科夫斯基說過:“地球是人類的搖籃,但是人類不能永遠生活在搖籃裡。” 在地球的保護之下,人類被束縛住了手腳,有很多科學實驗是無法完成的。在觀測宇宙方面,大氣層相當於一層濾鏡,許多天體是我們在地面上無法觀測到的。而在空間站當中,可以用太空望遠鏡,比如說巡天號的光學艙(與中國空間站共軌飛行的巡天倉,可以和空間站對接),來對宇宙進行更精確、更清晰的觀察。 最著名的太空望遠鏡就是哈勃太空望遠鏡了 在太空看宇宙是人類研究宇宙的一個必要視角 (地圖:NASA)▼ 哈勃望遠鏡拍攝的著名影像“創生之柱” (2014版本圖:NASA)▼ 在材料合成方面,空間站的建設也有著重要意義。受限於重力,地球上很多金屬材料無法融合在一起做成合金。比如鉛,其質量大於絕大多數常見金屬。如果將鉛與其它金屬一起熔鑄,鉛就會因為重力原因而沉到底下。就如同水和油一樣,總是油浮在上面,水沉在下面。 而在太空中就不存在這樣的問題,處於失重狀態的空間站有條件把地面上無法相融的金屬加熱之後在太空當中合成到一起,進而製造出很多新型合金。美國在其航天器上,加工出了鋁鉛、铥鍺、鉛鋅、鋁銅等合金。太空合金所具備的強度、抗疲勞程度、導電率、導熱率等性能都比地面上加工出來的材料要高得多。我們可以展望,如果這些新型材料能夠大量生產,將會給人們的日常生活帶來何種改變。 在國際空間站外部進行的材料實驗 是一項關於不同材料暴露在太空環境中的信息收集實驗 (地圖:NASA)▼ 此外,空間站中可以生成新的蛋白質和材料。在失重環境下,蛋白質晶體的生長效果比在地面上更好。科學家可以通過合成這種新型蛋白質研發新藥,也可以對很多疑難雜症的致病機理進行更通透的了解。 還可以試著種白菜… Continue reading 中國為什麼一定要建自己的空間站?

夜空的星星距離我們有多遠,為啥有的會動,有的幾千年…

夜空的星星距離我們有多遠,為啥有的會動,有的幾千年都不變? 夜晚仰望星空,讓人充滿了遐想。這些星星密密麻麻,有的會動,有的不動,其中的奧秘是什麼呢?它們距離我們有多遠?今天我們就一起來弄個明白。 先說下星星的分類。 我們夜空看到的星星,大致分為兩種,一種是恆星,一種是行星。顧名思義,恆星就是自古以來位置恆久不變;而行星則是不斷行走,位置時刻都在變化的星星。 但恆星恆久不變不是說它在我們頭頂的天球背景上,一直在一個位置,而是說恆星與恆星之間的位置,看起來一直沒有什麼變化。比如說北斗星,自古以來就是那個勺子的樣子,七顆星的距離和位置,看起來幾乎沒什麼變化;又比如說獵戶座,主要由參宿四、參宿五、參宿六、參宿七等4顆亮星組成一個大四邊形,以及里麵包含的參宿一、參宿二、參宿三組成的“金腰帶”等恆星,自古以來也一直都是那個樣子。 而行星則屬於太陽系的天體,與恆星完全不是一個數量級。在我們太陽系,只有太陽才是恆星,其質量佔據了整個太陽系的99.86%,太陽系最大的行星是木星,質量約太陽的0.1%,我們地球質量是太陽的33萬分之一。 行星是不發光的,但會反射太陽光,就像鏡子,鏡子也不發光,太陽照到鏡子上會反射出光亮。因此夜空中我們也能夠看到行星,而且由於它們距離我們很近,看到的反而更亮。 夜空中星星的運動。 整個天球人類肉眼可看到星星,絕大多數都是恆星,能看到的行星主要只有金木水火土這五顆。行星都是圍繞著太陽運行,每天都在動;地球也是圍繞著太陽運行,每天都在動,這樣相對其他行星的位置就每天有變化。 因此我們看到的行星就每天都在“行走”,它們與恆星之間以及與其他行星之間的位置每天都在變化。 恆星與恆星之間的位置雖然基本保持不變,但與我們的視角每天都在移動,這是因為地球在圍繞著太陽做圓周運動,我們看到的恆星雖然相對沒有多大變化,但由於我們在變化,所以恆星每天也在移動。移動的方位從東到西,每天往西邊走一點,大概每天會提前4分鐘到達頭天同一位置,看起來就是一年圍繞著我們轉一圈。 但有兩顆星星大致不會動,北半球就是北極星,南半球就是南極星。因為這兩顆星基本正對著南北兩極的地軸,地球圍繞著地軸旋轉,兩極的南極星和北極星就一直盯著地軸的上空,因此可以為人們指引方向。但由於地軸進動,地軸指向的南極星和北極星也會變化,在一個圈圈裡的星星都可以輪流坐莊,成為北極星或南極星。 現在當值的北極星叫勾陳一,南極星叫南極座σ。這個問題過去多次說過,這裡就不展開說了。 天上的星星圍繞著地球每年轉一圈,理論上,人們只要每天都看,就可以看到全天約6000顆星星。但實際上只有赤道位置才有這個幸運。這是因為在不同的緯度只能看到自己緯度這邊一片天空,緯度越高,看到的天空範圍就會越小,比如南北極,一年四季也只能看到半個天空了,而我們中國在北半球,就很難看到南極星及其附近的星空;而在南半球的人,也看不到北極星及其附近一帶的星空。 行星的亮度和距離。 幾顆很亮的行星距離我們很近。月球是距離我們最近的天體,也是夜空中最亮的天體,它不屬於行星,只是地球的一顆衛星,距離我們平均只有38.4萬千米,滿月視星等為-12.7;太陽是距離我們最近的恆星,視星等為-26.74。由此可見,視星等是數值越小越亮,負的絕對值越大越亮。 金星是夜空中最亮的星星,視星等最亮時為-4.6等,距離我們最近時只有約5000萬千米;第二亮的是木星,視星等最亮時為-2.9等,距離我們在6.3~9.3億公里之間;火星雖然距離我們很近,最近時約6000萬千米,但由於其體積較小,因此亮度和木星差不多,最亮時也有-2.9等;土星是可見行星距離我們最遠的,距離在12~16億千米之間變動,最亮時視星等為-0.3;水星由於太小,而且又靠近太陽,常常被太陽光所籠罩,很難看到,最亮時視星等可達-1.9。 天王星距離我們就更遠了,平均約28億千米,因此其視星等最亮時約為5.5等,極難看到。因為人類肉眼分辨極限為6等,這要在天氣極好,沒有月亮,空氣寧靜度很好的情況下,視力極佳的人才能達到。因此天王星看到的人並不多。 由於行星一直在運動,亮度也就在變化,有時候被太陽擋住或者凌星(正好面向太陽背對我們)就看不到了。 肉眼看到距離最近和最亮的恆星。 恆星的距離就是以光年來計算了,1光年距離是9.46萬億千米。如果用光年來衡量行星,就很麻煩。比如人眼能夠看到最遠的行星天王星,距離我們平均28億千米,只有不到0.0003光年。因此在太陽系內的距離單位一般只用千米或天文單位(AU),1個AU約為1.5億千米,是以地球到太陽的平均距離確定的;而在太陽系外距離單位用光年( ly)或秒差距(pc),1pc約合3.26ly。 距離我們最近的恆星是人馬座a星,又叫南門二。這是一個三星系統,即由3顆恆星組成的系統。其中的南門二C星又叫比鄰星,是距離我們最近的恆星,距離我們只有約4.2光年,但這是一顆只有太陽質量約1/8的紅矮星,體積小亮度低,因此肉眼完全看不到,要藉助望遠鏡才能看到一個亮點。 南門二A星和B星距離我們約4.3光年,A星視星等約為0.01等,B星視星等為1.33等,由於它們距離太近,我們看到的只是一顆亮星,為天上排名第3的亮星(恆星,後同)。 天狼星是恆星中第一亮星,視星等達到-1.46等。 它是人類肉眼能看到距離我們第二近的恆星,距離我們8.6光年。這是一顆雙星,由一顆藍矮星(天狼星A星),和一顆白矮星(天狼星B星)組成。 A星質量約太陽的2倍,我們看到的只是這顆藍矮星;白矮星質量雖然也和太陽差不多,但體積只有地球大小,亮度很弱,根本看不到。 肉眼能看到最遠的恆星和星系。 人類能夠看到最遠的恆星是海山二,這是一顆位於船底座,距離我們約7000光年的恆星。由於其質量巨大,又是在演化末期,膨脹得很厲害,亮度變化也很大,視星等在-0.8~7.9之間變化,因此有時候很亮,有時候看不到。現在的亮度約在4.3等左右,比較暗弱,要夜空條件好時仔細找才能看到。 人類肉眼能夠看到最遠的星係是仙女座星系,這是個比銀河系更大的星系,距離我們254萬光年。仙女座星系在天上有很大一塊光斑,視直徑達到190′*60′,有滿月7倍大。但要在暗度視度良好的地方才能看到,因為只有星系中心一小塊較亮,邊緣部分很模糊,因此肉眼看到的不大,視星等約為3.44等。 再說說幾個大家比較熟悉的星座和恆星。 牛郎織女 牛郎織女的傳說膾炙人口,這是兩顆看起來隔著銀河相望的星斗,但實際上它們相隔16.4光年,所以傳說中喜鵲搭橋,七七相會只是一個永遠也實現不了的美好願望。因為即便他們有孫悟空一個筋斗十萬八千里的本事,也要數十上百年才能夠走一遭。 這裡是以一個筋斗1秒鐘,十萬八千里就是5.4萬千米,只是約光速的18%,他們一直翻跟斗也要翻91年多,如果兩個人同時翻,在橋中央相會就要翻40多年,怎麼可能1年相會一次呢? (開個玩笑,請別當真) 牛郎星學名叫天鷹座a星,別名牽牛星、河鼓二,距離我們16.8光年,視星等為0.77等;織女星學名為天琴座a星,別名為織女一,距離我們25光年,視星等為0.02等。織女星距離我們更遠,而看起來更亮,說明織女星比牛郎星大且亮多了,所以門不當戶不對,被王母娘娘拆開了。 北斗七星 北斗七星是中國古代很重視的一個組合,被用於占卜吉凶和確定季節。實際上北斗七星中有的是雙星,有人稱為北斗九星,有幾顆較暗的伴星一般較難看到,這裡就不說了,還是按照七星來說。 北斗七星組合像一把舀水的勺子,從勺口算起,由天樞、天璇、天璣、天權等四顆星星組成為勺身,古代稱為魁;由玉衡、開陽、瑤光三顆星星組成為斗柄,古代稱為杓。 天樞距離我們124光年,視星等為1.79等;天璇距離我們約80光年,視星等為2.4等;天璣距離我們83.7光年,視星等為2.5等;天權距離我們約81光年,視星等為3.4等;玉衡距離我們約81光年,視星等為1.77等;開陽距離我們約78.2光年,視星等為2.4等;搖光距離我們約101光年,視星等為1.86等。 獵戶座 獵戶座主要有7顆星,其中最亮的是參宿七,距離我們約863光年,視星等為0.12等;其次是參宿四,距離我們約498光年,視星等為0.58等;第三是參宿五,距離我們約252光年,視星等為1.64等。 以後就不分先後,參宿六,距離我們647光年,視星等為2.05等;腰帶上的參宿一、參宿二、參宿三,距離我們分別為約817、1977、916光年,視星等分別為1.74、1.65、2.25等;頂上那個觜宿一距離我們約1056光年,視星等為3.39。 恆星也在運動,只是變化很慢。 其實恆星也在運動,而且速度還很快。相對於我們來說,有的橫向移動,有的縱向移動,速度有的每秒幾十千米,有的每秒數百千米。那麼為啥幾千年來,看似沒有什麼變化呢?這是因為它們距離我們太遠了動輒數十光年數百光年,還有幾千光年的,這樣這種運動相對距離來說就幾乎忽略不計了。 比如我們看很遠地方的汽車,與身邊的汽車速度是一樣的,但看到的感覺就是遠方的汽車幾乎沒動或者移動很慢。我們以北斗七星來打比,距離我們最近的也有七八十光年。如果它們在以每秒100千米速度相互運動,每年運動變化就是約30億千米,1000年就是30000億千米,只是1光年的約30%,三千多年才移動1光年距離,這點變化在上百光年距離看起來也就變化了1%,肉眼是很難分辨出來的。 但這種變化持續過了很久,就能夠看出來了。比如北斗七星現在是勺子狀,可在10萬年前像個箭頭,而再過10萬年,就有點像挖機的鏟斗了。 (上圖) 星座是人類生拉硬扯給恆星的家族。 所謂星座都是人類根據各種恆星組合,為了好尋找和記憶,牽強附會編造出來的,而星座家族中的恆星之間沒有絲毫什麼關係。比如前面說的獵戶座,有的距離我們只有兩百多光年,有的距離我們一千多光年,它們的距離就是孫悟空翻筋斗也要翻上幾千年,因此它們之間沒有“親戚”關係。 因此,用星斗算命或預測吉凶完全是愚昧或自欺欺人,所謂星座命格之類的書籍和流言,作為遊戲好玩開心一下就行了,千萬別當真,誰當真誰就會弄得神經兮兮,工作生活弄得不倫不類,有的還影響婚姻和家庭,害人不淺。科學生活,才能幸福。 感謝閱讀,歡迎討論。碼字不易,如喜歡就給個點贊和關注吧,在此謝過。 時空通訊原創版權,侵權抄襲是不道德的行為,敬請理解合作。

全球哪裡輻射最強?不在切爾諾貝利,不在福島,而在老…

全球哪裡輻射最強?不在切爾諾貝利,不在福島,而在老煙民的肺裡 在這個談輻射色變的時代,無論手機,微波爐,電動車還是信號塔,無不挑戰著人的神經。然而很多人不知道的是,如果在全球非要找到一個輻射最強的地方,那麼這個地方不在發生過核事故的切爾諾貝利,也不在福島,而是在許多老煙民的肺裡。 看到這裡,你可能會感到十分納悶,不過,別急,我們這就來解釋這其中的原因。 輻射到底是什麼? 要了解這個問題之前,我們首先要搞清楚:輻射到底是什麼? 實際上,輻射無處不在,或者說萬物皆有輻射。科學家很早就發現,凡是高於絕對零度(零下273·15度)的物體,都會向外輻射。而根據物理學中的熱力學第三定律:絕對零度無法達到。於是,我們得出一個結論:宇宙中的萬物都高於絕對零度,因此萬物皆有輻射。 就拿人來說,人的體溫是36~37度之間,人每時每刻都在向外輻射,這種輻射屬於紅外光,不屬於可見光,所以肉眼看不到,但如果用上紅外夜視儀,就能明確地看到。 如果所有的輻射都有危害,人類可能早就被自己輻射致死了。因此,並非所有的輻射都是有危害的。科學家把輻射分成了兩種,一種叫做電離輻射,一種叫做非電離輻射。 其中非電離輻射主要是低能電磁波,臨床上沒有發現危害,這當中就包括了手機輻射,微波爐,信號塔的輻射以及太陽光。 而電離輻射主要是高能電磁波和高能粒子,是有危害的輻射,常見的有α射線,β射線等等。 它可以破壞人體的大分子結構,甚至包括基因,導致癌症或者遺傳出現問題。 電離輻射也是廣泛存在的,一小部分的太陽光中,宇宙射線以及地殼中存在的放射性核素都有電離輻射。不僅如此,稀有氣體中的氡氣是有電離輻射的,連香蕉也是有電離輻射的。所以,你就會發現,如果想要完全杜絕電離輻射是不可能的。 為何輻射最強的地方是老煙民的肺? 凡是脫離劑量談毒性就是耍流氓,電離輻射也是如此。電離輻射確實有危害,但並不是說被電離輻射照到就會出現危害,而是要達到一定劑量才會有危害。我們一般用“西弗”作為輻射計量的單位。香蕉中的鉀40是有電離輻射的,如果你吃一根香蕉,輻射大概是0.1微西弗。這裡多說一句,由於西弗是很大的單位,因此更常用的是毫西弗和微西弗。 1西弗=1000毫西弗=100000微西弗。 而科學家發現單次照射達到100000微西弗,就有可能提高4.8%的患癌概率。香蕉所含有的輻射量非常小,所以每天吃香蕉也不會有事情。 專業國家組織給到的安全規範還是盡可能地少接觸電離輻射,每個人每年最好不要超過1000微西弗,而一些從事特殊行業的人,一年也不要超過20000微西弗。 曾經有一個物理學家想要了解全世界哪裡的輻射最強。於是,他去到了很多他認為有可能輻射最強的地方。 比如:廣島,這裡曾經被投擲過原子彈,現在這裡的輻射強度是每小時0.3微西弗。再比如:切爾諾貝爾利,這裡曾經發生過核事故,而如今這裡的輻射強度大概是5微西弗。至於也曾經發生過核事故的福島,這裡每小時的輻射是10微西弗。 看起來好像都不是很高的樣子,實際上,他還去過一個廢棄的醫院,叫做普里皮亞特醫院。在切爾諾貝爾利事故發生時,這個接收過參與切爾諾爾事故撲滅火災的消防員,這些消防員的救火裝備至今還在醫院中,這裡的輻射強度可以達到1500微西弗。 那這裡就是全球輻射最強的地方嗎? 答案顯然不是這樣的。與這些相比,拍一次胸部的CT就會有7000微西弗。但拍CT還不是輻射最大的。由於香煙當中也是有電離輻射的,這些電離輻射主要來自於釙和鉛。 由於很多煙民每天都會抽不少的煙,這就導致煙民的肺當中每年都大概會囤積160000微西弗的輻射,已經超過了安全規範。因此,如果要在全球找輻射最強的地方,大概率就是某個煙民的肺。 而香煙中本身還含有亞硝胺、苯並芘、焦油等致癌物質,再加上電離輻射,可以說香煙很可能是致癌物質最多的人造物。因此,如果珍愛生命,就請遠離香煙。

為什麼有這麼多人痴迷於金庸小說?尤其是《射雕英雄傳…

為什麼有這麼多人痴迷於金庸小說?尤其是《射雕英雄傳》 1957年,金庸完成了《書劍恩仇錄》、《碧血劍》的寫作。在兩年前,他與梁羽生及百劍堂主在《大公報》開設專欄寫武俠小說,以《書劍恩仇錄》在武俠小說界聲名鵲起。 1956年他在《香港商報》連載《碧血劍》,反響熱烈。 在完成《碧血劍》的1957年,金庸先生開始連載他武俠創作生涯中最重要的一部小說,它的問世,在香港掀起一陣武俠熱浪,金庸先生也因此一舉奠定武俠小說界的宗師地位。 這部重要作品就是《射雕英雄傳》。我們提及金庸劇,第一個響起的旋律一定是《鐵血丹心》;提及武功,第一個出現的肯定是“降龍十八掌”;提及秘笈,第一個想到的一定是《九陰真經》;提及大俠,第一個出現的的名字一定是郭靖。 那麼,為何《射雕英雄傳》一經問世,就讓無數讀者如痴如狂呢? 第一,故事情節複雜曲折。 實際上,《射雕英雄傳》在文學性和故事性的高度都不如後來的《鹿鼎記》、《笑傲江湖》等,但是絕對稱得上是最經典的作品。 在這部小說裡,金庸為我們構建了極為複雜、變化紛紜的故事情節。 從一場“華山論劍”起,即塑造出五位武林絕世高手,還詳細描繪他們的代表武功,此後又將武功進行有效傳承。如洪七公把“降龍十八掌”傳於郭靖,將“打狗棒法”教給“黃蓉”;王重陽與段智興互換“先天功”和“一陽指”,“九陰真經”被搶來搶去等,由武功之間的流傳與人物出場相聯繫起來,讓武功和劇情相互交融,讀者喜聞樂見。 這也隱藏著本書的三個大線索:楊康和郭靖爭尋武穆遺書、尋找九陰真經的另一半、郭靖的個人成長經歷。 當然,也細化為眾多小線索,如郭、黃兩人的愛情、郭靖與蒙古朝廷關係變化、九陰真經的藏匿等……相互交織、前後呼應。 可以說,這是一個全新的武俠故事模式,裡面的想像十分豐富,文筆極其瑰麗,場面也非常壯闊,充分展現出武俠世界的神奇魅力,可謂藝術上的“大手筆”。 第二,人物生動形象。 小說中的武俠世界,存在著一個龐大的人物體系,除郭靖、黃蓉,還有“華山五絕”、“江南七怪”等,共計一百多個人物,各個人物之間都有或多或少的聯繫,這些聯繫都是有邏輯性的,可謂用心縝密。 而且,這些人物形像個性十分飽滿。郭靖大智如愚、堅貞愛國;黃蓉聰明伶俐、活潑可愛;周伯通率性天真,就是一個“老頑童”……每一個人物都有自己的獨一無二的個性特徵。 尤其是女主人公黃蓉,她不接受傳統觀念,掙脫封建禮教的束縛,不選擇“父母之命,媒妁之言”,而是自主選擇生活道路,主動大膽地追求自己愛情。 這種追求自由、個性解放的思想,在被封建權威、傳統道德束縛的時代,非常難得。 第三,小說為我們定義了“俠”的含義。 武俠小說,主要圍繞武林俠客來進行劇情而展開,這些俠客行俠仗義,快意恩仇,於是他們的一舉一動都是讀者的關注點。 然而《射雕英雄傳》以前的武俠小說,雖然故事很精彩,但讓讀者印象深刻的人物卻不多。 在《射雕英雄传》中的侠客,却和其他小说的显著区别,那就是家国民族情怀。 小說通篇以愛國主義為主線,大背景處於民族遭遇外侵之下。愛國主義精神集中體現在男主人公郭靖身上。 郭靖的名字取自“靖康恥”中的“靖”,是丘處機為告誡他勿忘國恥而取。其實,他也確實做到了時時心系國家與民族,尤其是在面對與成吉思汗吞併大宋統一全國的矛盾衝突裡,郭靖面對大是大非,明白自己是漢人,應該保衛自己的國家,私情與國仇分開,展現出一位維護民族利益高於一切的崇高民族氣節的俠客形象,而且這種形像是全新的。 東邪、西毒、南帝、北丐、中神通、老頑童、裘千仞、梅超風、楊康、丘處機等,儘管是配角,但他們的故事精彩並不比郭靖黃蓉弱,在讀者心中他們受喜愛的程度也很高。 第四,文化知識廣泛。 在整部小說裡,除刀光劍影外,還融入各種知識學問。天文地理、陰陽五行、詩詞歌賦、經書典籍,甚至民間美食等,文化氛圍濃厚。 如書裡“乾坤五絕”的命名,就體現了中國古代陰陽五行的運用:東為木,東邪“黃藥師”的“藥”在繁體寫法中一根巨木赫然在下;西為金,西毒歐陽鋒之“鋒”賴“金”;南為火,南帝“一燈”待“火”點燃;北為水,北丐洪七公之“洪”喻洪水湯湯,可謂巧妙。書中還有許多類似的知識,讓我們不得不不佩服金庸知識的淵博。 如今,我們再來看《射雕英雄傳》的故事,或許真的很俗套,但實際上這部小說在當時極具開創意義,極大開闊了武俠文學的格局。

2021年是人類多災難的一年?

2021年是人類多災難的一年? 在2020年的時候,不少人都說2020年是多災多難的一年,而2021年到了,看到這個趨勢不少人可能又在想,是不是今年才是多災多難的一年?甚至有人說2012年寫錯日子了。 從今年的氣候情況來看,極端性的氣候現像似乎比較多,高溫、乾旱、極端性的降雨等等都在全球肆虐,在2021年年初的時候,還出現季節性的錯亂現象,冬季不冷,春季不熱等等,所以回想一下2020年的一切。 似乎2021年的開端就不是非常的正常了,反而讓我們覺得2021年可能才是多災多難的一年,有沒有這樣的情況?而每當出現這些自然災難的時候,大家都會想到一個人,那就是霍金,霍金發布了不少關於地球的預言,下面我們就一步一步地來說明。 2020年地球情況 2020年全球氣溫上升是可以確定了,並且是近10年最熱的一年,全球平均氣溫14.9攝氏度。與2016年不相上下,而2016年是地球的歷史新高,所以差點就突破了,而這個溫度比工業化前上升了1.2攝氏度,所以不少科學家擔心,地球甚至可能已經達到了“氣候臨界點” ,而在全球變暖的影響之下,地球出現的極端性現像也不少,也就是2020年的災難也不少,最典型的無非就是澳洲大火。 澳大利亞大火堪稱世界災難,不僅對地球氣候產生了破壞,更是導致地球污染更加嚴重,根據世界自然基金會(WWF)發布報告指出,澳大利亞野火是現代史上最嚴重的野生動物災難之一,導致了近30億動物死亡或流離失所,其中包括了約1.43億隻哺乳動物、24.6億隻爬行動物、1.8億隻鳥類和5100萬隻青蛙,所以真的是災難。 而這一個問題就足以定義,2020年地球可能真算得上是災難性一年,而除了這些之外,與人類的災難還多不勝數,美國流感,世界病毒,非洲蝗災,菲律賓火山噴發、加拿大50年一遇特大雪風暴等等。 都說明2020年的地球真的不是一般了,所以地球至少已經是“滿身是傷”了,當然大多數的問題無非與人類的關係最大,其中多數都是因為全球變暖帶來的,而全球變暖就是與人類存在關係,人類加大對地球污染物的排放,導致了地球變暖持續上升,從而導致連鎖效應的出現。 今年氣溫不正常是什麼原因? 而今年,也就是2021年的氣候不正常,從根本上來說,還是因為全球變暖帶來的,我們舉個簡單的例子說,就如我們初期遇到的冬季不冷,春季不暖和,不熱,就是北極海冰變化以及全球變暖帶來的,雖然這裡面還存在拉尼娜現象,但是這些現象的出現也是因為全球變暖的根本因素存在,北極海冰減少也還是因為地球升溫導致的。 如果地球不升溫,那麼海冰也不會那麼少,並且還是在冬季。而拉尼娜現象的出現雖然是自然現象,但是在全球變暖的影響之下,它出現的頻率和影響強度也在發生改變,所以歸根結底而言,全球變暖是今年以來導致氣溫不正常的主要因素,如今的雷暴大風,強對流等天氣也研究了很多了,所以氣候的不正常確實在今年以來表現出了異常。 很多人說2021年是瑪雅預言寫錯了,當然這個也不能這說,這都是氣候變化的因素。而在同時,大家說與霍金預言是不是有關係,霍金預言準不准又來了,到底是什麼情況了? 霍金預言準不准? 確實,霍金一生成就非常多,並且是英國劍橋大學著名物理學家,現代最偉大的物理學家之一、20世紀享有國際盛譽的偉人之一,它主要是針對宇宙論,黑洞科學研究,但是偶爾樣參與其他科學領域的說明,霍金預言之中最為典型的無非就是“地球”的未來。霍金預言,如果全球變暖持續加劇,人類將無法在地球生存,到時候地球將會和金星一樣,地表溫度將高達460°C,人類也將無法繼續生存。 所以這個時候地球將變成一顆火球,從預言的趨勢來看,地球是不斷升溫之中,並且是越來越強,這是不可否認的,並且NASA、ESA等權威科學中心也說明了,地球變暖是如今不可更變的事實,所以也才有如今的極端性氣候現象。但是霍金預言到底準不准,如今還沒有辦法進行說明,因為地球未來也未必持續變暖。 這個完全要看人類對地球是否進行保護,如果好好保護的話,地球就不會往“火球”發展,不保護才可能,那麼這個預言也就變成現實了,所以霍金對地球未來的看法或者預言,其實如今就是人類在引導這樣的氣候變化,它準不准還是看我們人類對地球的保護,並且隨著氣候的上升,極端性氣候已經在不斷肆虐地球生命,說不定還等不到地球變成“火球”,地球生命就難以適應下去了。

5月第1個颱風什麼時候開始醞釀?

5月第1個颱風什麼時候開始醞釀? 從最近5天的降雨量來看,“五一假期”我國是出現了一波大範圍的雨水,當然第一波雨水已經在5月4日結束。 從累積雨水量來看,南方大範圍地區的累計雨水量都是在50毫米到100毫米之間,局部地區甚至高達100毫米到250毫米,所以極端性的雨水還是有,包括廣東,福建缺水的地區也有10毫米到25毫米,唯一避開的區域就是雲南,四川西部等地帶,所以暫時還沒有緩解雨水的發展。 而在第一波降雨之後,我國南方的新一輪降雨即將再次上線,預計在5月7日、8日,5月10日至13日有,所以連續性的南方降雨都在上線,南方的“豐水期”真的來了,兩波降雨正在趕來,在降雨的影響之下,肯定不少地區雨水較常年同期偏多。 在5月7日的時候,這一波雨水又是集中在貴州,湖南等地出現,有大範圍的中到大雨,局部區域還有暴雨,過後在8日往江西,福建等地發展,所以少雨水的地區肯定不會再少了。 而在5月第二波之後,第三波(也就是5月4日結束之後的第二波),這一波降雨主要是集中在湖北等地,這一波雨水來得比較突然並且很強,大範圍都是大到暴雨,當然省份的湖南,江西,安徽等地也有雨水,過後也會擴大,就還有大暴雨的發展,一條強降雨帶直接從江蘇橫跨廣西,形成45度的降雨帶,所以非常強了,大家做好準備吧,主要的降雨都是在南方地區形成,基本上開啟就是以大到暴雨為主。 這就是雨水的情況,綜合情況就是南方雨水越來越多了,但是雲南,四川西部等地是完美避開,包括後面兩波依然如此,所以持續的少雨還將繼續發展,後續如果出現變化了我們再來看看。然後再來看看海洋區域的活動,海洋區域的熱帶擾動發展可以說還是比較活躍,新的颱風胚胎預計也是即將生成,根據GFS的情況來看,預計在5月7日的時候,一個遠洋颱風胚胎有發展趨勢,並且強度還不低,如果生成,這將是今年5月的第1個颱風,已經在醞釀中。 預計在5月12日的時候,該颱風胚胎就會增強到989hpa,所以依照氣壓值來說,該颱風最快就在5月12日生成,也就是今年的3號颱風彩雲,預計過後颱風胚胎將會保持西偏北方向移動,最強氣壓值為940hpa,所以依照這個強度來看,最多也就是一個強颱風,不過從現有的路線來看,在海洋區域發展為主,所以到底最終這個颱風會消失在什麼地方,其實還有待觀察。 從現有的路線情況來看,有可能影響我國東海區域,這就是該颱風胚胎的發展,而同時大家可能看到在這個颱風之後,還有一個颱風胚胎出現。所以5月的颱風可能並非只有一個,如今看來就有2個發展的趨勢了,當然歐洲數值中心也顯示有兩個胚胎髮展的可能性,但是能不能起來與GFS還存差異,所以我們只能繼續觀察,但是綜合情況來說,大家需要注意下海洋區域的活動模式。 所以總結一下就是,南方的雨水越來越多了,這可能與季風存在關係,而海洋區域的颱風也在逐步活躍,按照趨勢5月有2個颱風發展的趨勢,當然變化的空間還有,當然颱風出現之後,只要引發氣流的連鎖效應,也可能給我國帶來新一輪的雨水,所以接下來的氣候現象會越來越複雜,大家做好準備就行。

人死後都是直挺挺的,為什麼溺水死亡的人,胳膊和腿都…

人死後都是直挺挺的,為什麼溺水死亡的人,胳膊和腿都是彎的? 記得前陣子在知乎上有位大神寫了一篇人死後48小時內的變化,其中在解釋屍僵和屍斑變化時直接放了一具女屍,就架在兩條長凳子上,支撐點僅僅只有脖子和腳踝,就這樣直挺挺的平放! 這知乎的尺度真的大,儘管筆者是科學類作者,也有比較強大的心理準備,也是看得種花家冷汗直冒,不過更有意思的是留意到了很多朋友關心的一個問題,為什麼有的人死了會直直的硬挺,但溺水死亡的人就會手腳彎曲呈一個奇怪的姿勢呢? 屍僵是怎麼發生的? 人死後的幾十分鐘內,肌肉再無神經支配,會因為鬆弛而變得非常柔軟,比如膀胱括約肌和肛門括約肌同樣會放鬆,因此死後會出現尿失禁或者大便失禁,昏迷的病人也會出現類似的情況,筆者曾經從二樓背昏迷的病人到一樓,就像一個軟麵團,無處著力,比扛一袋同樣重量的米可是要累多了! 如果是屍體的話這個癱軟的時間並不會持續多久,一般幾十分鐘到幾個小時後,就會慢慢出現屍僵(死前劇烈運動後會更早出現屍僵)。全身各肌肉群僵硬,關節逐漸固定,一般在死後1~3小時內發生,4~6小時後發展到全身,12~15小時達到最高峰,此時就像上文說的,把屍體用凳子架起來也不會彎。 屍僵的生理化學過程 在存活的生物體肌肉中,提供能量的ATP(三磷酸腺苷,Adenosine Triphosphate)能防止肌纖維中的肌球蛋白和肌動蛋白結合成肌動球蛋白(actomyosin)的作用,但在死亡後,體內的氧化磷酸化過程逐漸停止,不再合成ATP,肌肉中殘存的ATP減少,細胞膜上的鈣離子-ATP酶泵開啟,細胞內鈣離子濃度上升,肌纖維凝結成肌動球蛋白,導致肌肉失去彈性攣縮。 這就是屍僵發生的生理化學過程,不過這個過程也不會持續太久,因為之後會重新變軟,但卻不是死而復生,而是自溶現象發生了: 死後的細胞已經失去了正常功能,胞漿中的溶酶體破裂,釋放出所含的各種水解酶類,比如組織蛋白水解酶等,使自身組織的蛋白質和核酸等高分子化合物以及糖蛋白、醣脂等複合物逐漸降解,組織細胞的形態被破壞,直到完全溶解液化 最早發生自溶的器官是胰腺和腸道,因為胰腺是分泌多種消化酶的器官,因此胰腺的自溶發展得最快也最嚴重,另一個必須提醒一下的是胰腺的自溶即使在冰凍狀態下也會持續進行,人死後會在短短幾小時內就發生自溶,36-48小時內完全降解,也就是說解剖時可能胰腺器官會消失不見。 其他器官比如肝臟和心肌自溶開始於死後12小時,腎臟腎小管上皮細胞在死後24小時開始降解,因此如果要解剖屍檢的話必須盡快進行。 為什麼溺水死亡的人胳膊腿會彎曲呢? 溺水死亡過程看上去很簡單,但生理過程是比較複雜的,在溺水的初期一般都是本能的憋氣,會引起呼吸暫停以及心動過緩,毛細血管收縮向大腦和重要臟器供血,這和寒冷刺激時候有些類似,不過前者時保證血氧供應,而後者則是維持體溫。 之後會由於高碳酸血症和低氧血症,重新刺激呼吸中樞,開始進入非自發性呼吸階段,此時的呼吸是不由自主的,在水下的表現就是呼吸吞水,動作有點像痙攣,因為吸入的水會進入肺部,從而排出空氣進入更嚴重的缺氧,繼而出現高碳酸血症和代謝性酸中毒。 溺水的過程中有很多反常識現象,比如很多人以為溺水者會劇烈掙扎呼救,但其實這是會游泳的人的出現危險或者拍電視給各位看的,真正溺水的人總是靜悄悄的死去! 因為呼救首先要能正常呼吸,當口鼻淹水一沉一浮時,溺水者首先會保證呼吸,因此他會來不及呼救,而另一個則是溺水者拼命想浮出水面,因此手腳會扑騰,導致手根本就無法離開水面而作出揮手動作。 因此有很多兒童溺水者是口鼻淹於水中,漂浮著靜靜地死去,就像此前一些父母玩手機導致子女溺水就屬於這種情況,他們會認為發生了溺水會拼命掙扎,從而去救援,但很可惜這是反常識現象,所以兒童玩水時一定要注意。 為什麼溺水死亡者的手臂會彎曲? 溺水者最後往往會做徒勞的掙扎,甚至抓住水草不放,一般都是“落水者手中的那根稻草”這樣形容,所以救援時必須注意自身安全,而在最後一刻死去時會由於大腦缺氧對全身肌肉失去控制,會停留在最後那個狀態! 當然也會因為水流沖擊或者障礙物撞擊改變這個形態,在往後就會發生屍僵現象,此時慢慢就會將狀態固定下來,其狀態很難預測。但在更長的時間後,屍體發生自溶現象,重新變軟時大部分屍體都會比較平復,再之後就會發生腐敗和巨人症狀態,這個有興趣各位可以去了解下,本文不再贅述。 延伸閱讀:溺水死亡的人,真的是男的面朝下,女的面朝上? 一直以來就有溺水死亡的人,男的面朝下,女的面朝上的說法,連南宋著名的法醫學家宋慈的著作洗冤錄》的《卷之三·二十一章·溺死》中有記載:“若生前溺水屍首,男僕臥、女仰臥…… 而說法則五花八門,比如陰陽五行,肌肉與脂肪分佈等等,公說公有理,婆說婆有理,那麼事實究竟如何呢? 2017年時廣州市公安局和汕頭市公安局民警在《中國法醫學雜誌》上刊登了一篇論文,對751具浮屍俯仰姿勢觀察分析後得出瞭如下統計數據: 男女幾乎80%左右的都是俯臥,兩者差異只有1%,所以啥都靠不住,還是科學的統計法比較有說服力。

死刑犯在槍決的時候,為什麼要用繩子將褲腳綁起來?

死刑犯在槍決的時候,為什麼要用繩子將褲腳綁起來? 死刑,又稱極刑,生命刑,是剝奪犯罪人的生命的一種刑罰,是懲罰力度最強的刑種。可想而知,死刑也是打擊犯罪、維護社會秩序的刑罰方法中最嚴重的一種。 黑格爾認為, 刑罰是犯罪人根據自由意志選擇犯罪時所選定的結果:“ 犯人行動中所包含的不僅是犯罪的概念, 即犯罪自在自為的理性方面———這一方面國家應主張其有效, 不問個人有沒有表示同意, ———而且是形式的合理性, 即單個人的希求,認為刑罰既包含著犯人自己的法, 所以處罰他正是尊敬他的理性的存在。 ” 黑格爾的言論也成為現代死刑存在的理論依據之一,和古代不一樣,普通老百姓進入刑場一覽死囚伏法幾乎是不可能的,這種不可能為死刑的執行過程塗上了一層層神秘的色彩。於是,各種傳說和猜測就在民間流傳著。 比如,很多人就很好奇,為什麼死刑犯槍決的時候,褲管上會被扎上繩子? 為什麼褲管上會被扎上繩子 人的權利、慾望、追求往往都是和生命聯繫在一起的, 在被裁定死刑之後,有的死刑犯覺得自己一旦失去了生命, 權利、慾望、追求等將變得毫無意義和價值。 因此, 他們在接到死刑判決後, 有的會徹底喪失對家庭、事業、感情、人生的追求和希望, 對自身的存在也覺得沒有任何價值, 對一切事物均失去信心。在羈押中多表現為或者思維停滯、渾渾噩噩, 或者茶飯不思、行動遲緩, 或者極度抑鬱、寡言少語。 在悲觀絕望心理支配下, 有的死刑犯甚至不想挨到被執行死刑的日期, 認為“長痛不如短痛、短痛不如立馬尋死”, 因而變“消極等死”為“積極尋死”, 產生嚴重的自殺心理。有的死刑犯採取吞食異物、自殘身體、服食毒品和過量藥物、割斷血管、自縊等方法尋求早死, 有的甚至在判決以前就對個人生命不抱任何希望, 而是積極準備, 伺機自我了斷。 而在行刑等待期間,人的恐懼會達到最大值,雖然許多罪犯在作案時雖然窮凶極惡,視人命如草芥。但真正讓他面對死亡時,內心也會因為極度恐懼而導致五官扭曲和精神崩潰。 甚至有不少死刑犯在下達終審裁定時,有不少死刑犯面如死灰,雙腿甚至全身都在不住抖動。法律文書還沒有念完,人們常說的“尿了一褲”的現象並不少見。 1995年5月7日,執行30名死刑犯時就有一個人當即癱倒在宣判會上,口吐白沫。法警將他拉起來時,他已經成了一攤泥。但就是這麼一個懦弱的人,在綁架、殺害一名兒童時,不管孩子如何撕心裂肺地呼喊,他都麻木不仁,十分殘忍。很多這樣的死囚,在真實地面對死亡時完全沒了犯罪時的瘋狂。這時候為了避免不必要的麻煩,針對諸如大小便失禁等情況,往往用麻繩把他們的褲腿紮起來。 這樣,也可以讓他們比較有尊嚴地離去。也算是一種比較人道的做法。除此之外,在死刑結束之後,也方便工作人員對遺體進行清理。 還需要用麻繩五花大綁 當然,褲管上紮麻繩,只是其中的一個步驟,死刑捆綁術是作為司法部門從業者必不可少把握的專業能力,是行使執行死刑權力的重要技能,之所以不使用手銬和腳鐐,是因為手銬和腳鐐歸屬於警械,並不是刑器。手銬和腳鐐全是限制性警械,其應用要求或是較為嚴苛的。 它通過捆綁死刑犯的肩膀、手臂和雙手來限制死刑犯上半身的活動,有一端繩子是活的,可以用手拉住這一端,很輕鬆的就能牽住死刑犯防止其逃脫。 也可以在這一端掛上"某某某,某某犯"的白布,便於示眾(歷史殘留原因)和核對屍體。上半身的捆綁有利於防止死刑犯的逃脫、攻擊等危害行為,性質惡劣的死刑犯還要給其戴上頭套,防止其咬人,可能還有不讓法警記住死刑犯的臉的作用。 捆綁住上半身,死刑犯臨行時跪下也很方便,不會隨意活動。死刑犯的雙腳也用一根警繩牽制住,只留有其能小步走路的空間。 總結 隨著時代的發展,如今注射死刑是中國主要使用的死刑執行方式,但是在在上執行床前,死刑捆綁術依然還是常用的方式。 注射死刑,是通過向被執行人的靜脈血管注射藥劑而致死。目前主要採用“三針法”進行,即依次注入戊硫代巴比妥鈉(sodium thiopental,麻醉劑)、巴夫龍(Pancuronium,導致呼吸肌迅速麻痺)及高濃度的氯化鉀(KCl,導致心臟驟停),從而使被執行人迅速失去知覺,很快死於窒息。 執行方式的改革是為了使嚴肅的法律更人性化,實踐證明這並不影響它的社會效果,希望大家善待學會,學會包容,不要意氣用事,作出後悔終生的行為

自由意志存在嗎?從混沌到自由意志

自由意志存在嗎?從混沌到自由意志 时至今日,仍有物理学家充满信心地宣称,我们不可能有自由意志,因为物理学决定一切,包括大脑功能。这完全忽略了复杂的背景和约束的力量。如果你真的相信物理学没有给自由意志留下空间,那么我们就不可能作为有道德的人真正做出选择。我们对全球气候变化、贩卖儿童或病毒性流行病的反应,将不会以任何有意义的方式被问责。潜在的物理学将在现实中支配我们的行为,责任将不复存在。还好,这个毁灭性的结论并不是真的。作者George Ellis 是南非开普敦大学复杂系统教授,曾与斯蒂芬·霍金合著《时空的大尺度结构》(1973)。 撰文| George Ellis 譯者| 郭瑞東 審校| 張澳 1. 自由意志存在嗎? 法國數學家皮埃爾-西蒙·拉普拉斯(Pierre-Simon Laplace )認為宇宙是一台機器,物理學決定一切。讀過拉普拉斯作品的拿破崙,就他的理論中明顯缺乏造物主的問題向他提出質疑。 “我不需要那個假設,”他回答說。拉普拉斯可能也會對自由意志說同樣的話,他的機械論宇宙讓自由意志變得多餘。 圖1:拉普拉斯妖,拉普拉斯想像的知曉全部初始條件並可以根據物理定律預測一切未來的“妖怪” 自拉普拉斯時代以來,科學家、哲學家甚至神經科學家都跟隨他的腳步,否認自由意志的可能性。這反映了理論物理學家們的一個廣泛的信念:如果你知道一個物理系統變量的初始值,以及解釋這些變量如何隨時間變化的方程,那麼你就可以在以後的所有時間裡計算這個系統的狀態。例如,如果你知道組成氣體的所有粒子在容器中的位置和速度,你可以在以後的時間裡確定所有粒子的位置和速度。這意味著任何偏離這個物理上確定的軌道的行為都不存在。 想想看,我們周圍的一切——岩石、行星、青蛙和樹木、你的身體和大腦——都是由質子、電子和中子以非常複雜的方式組合而成的。就你的身體而言,它們由許多種類的細胞組成;這些細胞構成組織,如肌肉和皮膚;這些組織構成系統,如心臟、肺和大腦;這些系統使身體成為一個整體。似乎在更高層次發生的一切都應該由更低一層的物理特性決定。這就意味著你此時此刻的想法在宇宙誕生之初就已經基於那時基本粒子的物理狀態,被預先確定。 現在,如果你懷疑威廉·莎士比亞的十四行詩、溫斯頓·丘吉爾的演講以及史蒂芬· 霍金的《時間簡史》(1988)中的話是否真的以這種方式產生,你的懷疑是對的:“自由意識不存在”的立場有很多問題。 2. 生命的秘密——分子結構 在非常小的尺度上,量子理論支撐著世界上正在發生的事情。海森堡的不確定性原理在量子結果中引入了不可避免的模糊性和不可減少的不確定性。你可以獲知一個變量的值,比如一個粒子的動量,但這同時意味著你不能準確地檢測到它的另一個變量,比如它的位置。這似乎從根本上破壞了初始數據和物理結果之間存在的一一對應關係。然而,量子力學是否會影響自由意志,是有爭議的,所以我暫時把它放在一邊,儘管它很重要。相反,我將集中討論大腦神經元分子中發生的關鍵性的因果關係。 上個世紀最令人震驚的發現之一是,微觀層面的生物活動實際上以生物分子的物理形狀為基礎,其中最重要的生物分子就是DNA、 RNA 和蛋白質。這個發現只有在X 光散射技術發展到足以讓我們確定這些分子極其複雜的結構和折疊時才成為可能。 這些分子的結構確實是生命的秘密,正如弗朗西斯·克里克和詹姆斯·沃森在化學家羅莎琳·富蘭克林工作的幫助下而發現DNA 的雙螺旋結構時所說的那樣。這項發現自然引起了公眾對於“DNA 分子如何為我們的遺傳編碼”的極大興趣。然而,反而是其他分子的結構——蛋白質和相關的信使RNA——使得遺傳在分子層面發生。 DNA 之所以重要,僅僅是因為它編碼了承擔真正的生物工作所需的蛋白質。例如,血細胞中的血紅蛋白將氧氣從肺部運輸到身體的其他部位。眼睛中的視紫紅質吸收光線並將其轉化為電信號。驅動蛋白和動力蛋白都是馬達蛋白,它們在細胞中將物質從一個地方運輸到另一個地方。酶大幅加速化學反應,甚至能決定反應發生與否。電壓控制的離子通道可以被看作生物晶體管,而配體門控制的離子通道通道允許信使分子(“配體”),如神經遞質,在大腦中從一個細胞傳遞信息給另一個細胞。所有這些功能都來源於這些蛋白質的複雜形狀。 圖2:沃森(左)和克里克(右)與他們的DNA雙螺旋模型 這意味著,為了把物理學和生物學聯繫起來,我們需要了解構成分子形狀的理論。這個理論就是量子化學( quantum chemistry),該理論基於量子物理的基本方程:薛定諤方程。在量子理論中,一個系統的狀態是由所謂的波函數來描述的,波函數決定了事件發生時不同結果的概率。薛定諤波函數方程描述了量子的波函數如何隨時間變化。例如,它決定了量子隧穿過程,而量子遂穿過程是一些重要物理現象的基礎,例如太陽如何通過核聚變產生能量、植物光合作用、以及你用來存儲數據的USB閃存。 我理應認為薛定諤方程是有效的,它是物理學中經過最多檢驗的方程式之一。為了將其與生命的功能聯繫起來,我們需要將薛定諤方程應用到相關分子(即上述蛋白質)的波函數上,以確定它們的形狀將如何隨著時間而改變。因此,真正的問題是:薛定諤方程以及描述早期宇宙中一切存在的波函數的初始狀態,是否決定了我身體中所有生物分子的狀態?進而決定了我今天所思考的一切? 3. 約束的改變帶來的意外 對於自由意志懷疑論者來說,令人困惑的是:所有的結果並不僅僅依賴於方程式和最初的數據,它們還取決於約束條件(constraints)。一個例子就是受到引力影響的蘋果,比如艾薩克· 牛頓看到的那個從伍爾索普莊園樹上掉落地面的蘋果。這就是蘋果不受約束的運動。 圖3:蘋果樹下的牛頓 現在假設牛頓用一根系在樹枝上的繩子懸掛起蘋果。它會變成一個鐘擺,因為繩子限制了它的運動。它不會落在地面上,而是在樹枝下方形成一個圓弧來回擺動,其運動狀態由其初始位置和速度決定。因此,組成蘋果的數十億個原子的運動也將由繩子決定。這將使它們也在約束下以一個圓弧移動。這說明了約束如何影響結果。 現在讓我們研究一下約束隨時間變化的情況。當蘋果平靜地來回擺動時,想像一下牛頓切斷了繩子。蘋果就會掉到地上。初始狀態(它開始時在一個圓弧中的速度)不再決定結果。是繩子的意外切割決定了要發生什麼,因為這移除了先前的約束。這個故事的寓意是,當約束髮生變化時,結果由取決於約束隨時間變化的方式而不是初始條件。 對於構成生命存在基礎的生物分子來說,分子的形狀起著約束作用。這些分子非常靈活,在關節周圍彎曲,就像鉸鏈一樣。分子中原子核之間的距離決定了彎曲的可能性。任何特定的分子“構象”(一種特定的折疊狀態)在基本的物理層面上都約束著離子和電子的運動。根據生物學需要,這可能在特定時間發生。通過這種方式,生物過程可以影響物理結果,因其改變了適用的薛定諤方程的約束條件。 一個關鍵的案例是細胞膜上的離子通道,它將細胞的內部和外部分開。離子是因為失去或得到一個電子而攜帶電荷的原子。鈉和鉀帶正電荷是因為它們各失去了一個電子,而氯離子帶負電荷是因為它們獲得了一個電子。離子通道是嵌入細胞膜的蛋白質,控制進出細胞的離子流。它們可以被打開或關閉,這取決於其鉸鏈部分的位置。因此,它們要么允許離子進出細胞(取決於細胞的類型) ,要么阻止其進出。 4. 約束在生化領域的體現——鑰匙配鎖芯 離子通道在大腦功能中扮演著至關重要的角色。例如,神經元之間通過稱為軸突的纖維相互連接。細胞內外電壓的差異決定了軸突壁上離子通道的開啟或關閉。離子通過這些通道進出軸突,引起電信號沿著神經纖維傳播,從而產生我們所謂的電神經脈衝(又稱“尖峰鏈”,因為它們由一系列小電壓波動或“尖峰”組成)。這些離子通道是生物版本的晶體管,而晶體管是電腦中決定電流通斷的器件,它根據電路兩部分間的電壓差來決定電流通斷。 另一種類型的離子通道是根據配體結合而開閉的蛋白通道,在突觸上連接各神經元。這是一個複雜的生化過程,就像是用鑰匙打開一扇門:只有當鑰匙的形狀與特定的鎖匹配時,門才會打開。配體,也就是神經遞質,是一種信使分子,它與離子通道上的受體結合,通過改變自身形狀來打開受體。 圖4:配體結合而開啟的離子通道的功能示意圖,展示了信使分子如何控制細胞內的物理結果 該過程使得離子流入神經元,將化學物質轉化為電信號。只有當配體與受體結合併改變離子通道的形狀使其打開時,離子通道才允許離子進入細胞。如果沒有配體存在,通道是關閉的,沒有離子可以進入。配體的特殊形狀決定了兩者的結合:只有當且僅當配體具有特定受體的正確形狀時,兩者才能結合。因此,離子通道的具體形狀決定了其控制進出的功能。… Continue reading 自由意志存在嗎?從混沌到自由意志

狗子的死穴是什麼?專家:這兩個部位,再生氣也不能打…

狗子的死穴是什麼?專家:這兩個部位,再生氣也不能打! 在過去人們養狗主要是為了狩獵、看家護院以及管理牲畜等,現如今狗狗的主要用途是寵物,取悅主人開心。雖然狗狗的用途已經發生了翻天覆地的變化,但是狗狗身上的幾個“死穴”一直沒有改變,主人即使想要教訓狗狗,也不要輕易打它們這些地方。 狗狗脆弱的部位 對於狗狗而言,暴力的撞擊鼻子以及腹部會對它們造成致命危險。首先是因為鼻子對它們而言非常重要,是它們了解世界的手段。 我們知道,人類探索世界主要是依靠視覺系統,人類的眼睛之中有三種視錐細胞,分別是:紅、綠、藍,這三種視錐細胞會根據不同的模式來組成不同的色彩,據計算,正常人可以分辨100萬種不同的顏色。 但是狗狗的視覺系統並不發達,研究表明,相比於人類的三色視錐,狗狗隻有兩種視錐細胞:黃色和藍色,它們都患有“紅綠色盲症”,也就是說它們分不清紅色和綠色。 由於狗狗能夠分辨的顏色有限,所以它們在探索世界時,僅僅依靠視覺系統會給它們帶來不便。 正所謂“上帝為你關了一扇門,必定會給你開一扇窗”,狗狗雖然視覺系統不如人類發達,但它們的嗅覺系統比人類要強很多。 人類的鼻子能夠分辨出上萬種氣味,不過和狗子們相比,人類的鼻子還是弱爆了,狗子們能夠輕鬆分辨出超過200多萬種不同的氣味,靈敏度更是人類的1000萬倍。 之所以人類的嗅覺和狗子的嗅覺能力差異如此之大,究其原因在於人和狗的嗅覺“接收器”不同,也就是嗅上皮的不同。 其中人類的嗅上皮總面積大約有10平方厘米,而狗子的嗅上皮面積大約有170平方厘米,細胞密度更是比人類要多100倍。正因為如此,狗子的嗅覺系統才如此發達。 現如今,人類已經學會利用狗子的嗅覺能力,專門培養尋回犬和搜爆犬、搜毒犬,只需要在平時讓它們聞一下對應的氣味,它們就能夠找到帶有這件氣味的東西,從而幫助人們找回走丟的老人,找到被藏匿的易爆品等。 可以說,狗子的鼻子就相當於人類的眼睛,如果它們的鼻子遭受重傷,就相當於人類的眼睛遭受重傷。雖然狗鼻子受傷不一定會讓它們死亡,但卻會造成它們生存質量下降,給它們探索世界帶來不便。 除此之外,狗的另一個弱點是肚子,在不安全的環境中,它們不會將自己的肚子袒露出來。這是因為肚子是它們較為脆弱的地方,如果在不安全的環境中,野獸有可能會直接咬住它們的肚子,導致它們死亡。 正是因為在不安全袒露肚子的狗狗面臨的死亡率較高,所以現如今的狗狗們輕易不會露肚皮,除非它覺得環境非常安全,或者是你值得信任。 令狗子恐懼的事情 在很多方面,狗子和人類很像,只要稍加訓練,狗子們就能夠聽懂人類的指令,並根據指令做出相應的動作。 但是研究也表明,如果我們對狗子用很兇的語氣對話時,狗子們也會感到害怕;而當我們用讚許的語氣和狗子們對話時,狗子的獎賞程序就會啟動。當然,這有個前提,那就是狗子們經常和人類一起生活,它們比較了解人類的語氣。 除了語氣之外,令狗子們最害怕的事情就是人類撿石頭,如果遇到對著你兇的狗子,只要你蹲下假裝撿東西,它們就會害怕。原因並不是它們怕疼,而是人類投擲武器的威力真的很厲害。 比如:現如今的馬賽人只依靠一個長矛,就敢獵殺獅子,而且還把獅子打得毫無招架之力,原因就是因為人類可以在很遠的地方投擲長矛,人類投擲的速度可以附加長矛勢能,使得它們能夠穿透獅子的厚厚的皮毛。 狗子和人類共同演化了幾萬年,早已知曉人類投擲武器的厲害,所以狗子們才不敢靠近撿拾石頭的人,哪怕對方只是假裝撿拾石頭。 總結 知道了狗子最脆弱的部位和狗子最恐懼的事情,並不是讓我們去傷害狗子,而是要更好地保護它們。對於狗主人而言,最好的保護除了不打容易導致它受傷的部分之外,還要遛狗牽狗繩,以免傷人或者走丟;對於普通人而言,不要輕易地逗狗,如果不愛,也請不要傷害。