内蒙古 切换城市
APP下载 请登录 免费注册
首页
资讯
科技
市场
服务
蒙药频道
成果转化
首页 / 资讯 / 科普中国
  • 科普中国
  • 专门针对奥密克戎！这款疫苗何时开打？ 针对新冠病毒奥密克戎变异株的新疫苗开启上市步伐。4月26日，国药集团中国生物奥密克戎变异株新冠病毒灭活疫苗获国家药监局临床批件。为什么我们需要专门针对奥密克戎的疫苗？新疫苗什么时候能上市？新疫苗以后怎么打、接种策略如何？4月27日，国药集团中国生物组织媒体沟通会对上述问题一一作答。图片来源：国药集团为什么需要专门的奥密克戎疫苗？早在去年12月奥密克戎变异株出现后不久，世界卫生组织就发出提示称：初步证据显示奥密克戎变异株可能使新冠疫苗有效性减弱，人们重复感染这一毒株的风险更高。随着奥密克戎逐步成为主流毒株，这一提示得到证实。针对新冠病毒变异跨度多大才需要一种新疫苗的问题，国药集团中国生物首席科学家、副总裁张云涛告诉科技日报记者：当原型株产生的中和抗体对奥密克戎的中和活性大幅度下降时，就需要研发新的疫苗。当前的研究结果显示，中和抗体在面对奥密克戎时中和活性确实大幅下降。为此，国内外的疫苗研究者都在寻求针对奥密克戎的有效疫苗，提高疫苗保护效果。但截至目前，国外在进行新一代奥密克戎疫苗研发时，在免疫原性方面没有获得比原始株更好的结果。“我们中国生物在临床前研究的动物试验的免疫原性研究过程中发现针对奥密克戎的中和抗体获得了很大幅度的提升，这与国外是有差别的。”张云涛说。新疫苗什么时候上市？“在获得临床试验批件以后，我们正加速开展相关的临床研究工作。”张云涛介绍，新疫苗短期计划在中国内地和香港开展临床研究。临床研究工作将按照相关的疫苗研发与评价指导原则来开展，相关临床方案需进一步与专家和药监部门进行讨论后确定，预计需要3—4个月左右的时间来完成。据介绍，香港的临床试验正在紧锣密鼓准备过程中，近期可开始正式临床试验接种工作。能不能阻止突破性感染？在即将开展的临床试验研究中，研究团队将高度关注疫苗是否能够激发人体产生针对奥密克戎的特异性的中和抗体。“这是疫苗有效性的最核心问题，将在临床研究中得到持续的观察。”张云涛说，进一步的效果还需要在人体中验证，以给出疫苗有效性的临床数据。据介绍，在新疫苗的研发过程中，研究团队还高度关注细胞免疫的情况，在临床研究的设计过程中也设计了对细胞免疫的持续检测。细胞免疫将弥补针对新冠病毒的中和抗体持久性普遍比较差的问题。新疫苗以后怎么打？针对现阶段我国新冠疫苗的接种情况，新疫苗的临床研究方案将按两条路线分别开展。张云涛介绍，新疫苗的临床试验并不是作为疫苗的第四针设计的。即将开始的奥密克戎疫苗将分别针对两个人群开展，一部分人群是已经接种和两针和三针新冠灭活疫苗的人群，后续会开展一针和两针的奥密克戎疫苗接种的临床研究。“我们也启动了空白人群的接种研究。”张云涛解释，在未接种新冠疫苗的人群中直接注射奥密克戎疫苗以观察其安全性和免疫原性，如果这部分临床研究获得数据，空白人群可直接打新疫苗。 作者： 2022/04/29 09:18
  • 法医的工作到底有多刺激？除了尸体，还研究什么？ 本文专家：张胤鸣，西安交通大学法医学博士这几年，关于法医的影视剧如雨后春笋。最近综艺节目《初入职场的我们·法医季》更是拉满了喜欢悬疑的朋友们的期待值。接触腐尸、浮尸、碎尸，分析刀口、枪伤、打击伤，抽丝剥茧寻找真相……图库版权图片，不授权转载真实的法医到底是什么样子呢？2021年出版的《高级法医学》（第三版）对法医学的定义是：“法医学是研究并解决与法律有关的人身损害、死亡、身份鉴识等问题，为刑事侦查提供线索，为审判提供证据的医学学科。”从这一对法医学的定义中可以看出，现代的法医学是“应法律的需要而产生，并为法律服务的一门医学科学”。宋慈是世界法医学之父。看过电视剧《大宋提刑官》的小伙伴们对宋慈时代的法医们的日常工作有了一定了解。现代法医的工作到底有多刺激？法医的研究对象之一：尸体尸体是经典的法医学研究对象，这是小伙伴们最为好奇的领域。法医病理学是研究人体损伤、死亡及其发展规律的学科，主要研究内容包括损伤及死亡的机制、过程及现象，如各种没有发生在医院中的死亡或者发生在医院中但存在争议的死亡事件。小伙伴们拿来吓唬人或者被人吓唬的各种所谓的恐怖名词或图片，如尸僵、尸冷、巨人观、死后分娩、八字不交、溺死手套、反常脱衣现象等等，就是法医病理学的范畴。 图库版权图片，不授权转载如果某个死亡事件又与某种毒物的作用机制相关，那么这种毒物及其引起的死亡就属于法医毒理学的研究对象，如近年来不断刷屏的百草枯、甲基苯丙胺（MSD，就是冰毒）、麦角酰二乙胺（LSD），还有引起不同颜色尸斑的氰化物、一氧化碳、亚硝酸盐等等。我们看电视经常看到一些诡异离奇现象，但有些却有科学解释。比如：● 尸体屹立不倒：由于尸僵导致关节固定，不能打弯；● 根据尸体就可以判断人死了多长时间：根据尸体温度、尸斑消退等在死亡发生后随时间的变化规律，可以推断死亡发生的时间；胃内食物的消化程度也能反映出最后一次进食距离死亡的时间。法医的研究对象之二：活体法医的研究对象不仅仅包括尸体，更包括活着的人！这也是关于法医最大的误解。法医临床学重点关注与法律有关的人体伤、残及其他病理或病理生理状态，在日常生活中，法医临床学家负责评估下图中的各种成本。当与法律有关的损伤属于精神上的损伤，这就属于法医精神病学的研究对象。此外，法医精神病学家们还会关注当犯罪行为发生时相关人员的精神状态、行为能力等问题，其最终目的在于确保司法实践的公平、公正。法医的研究对象之三：尸体或活体的一部分在犯罪现场，尸体或者活体的一部分往往更为常见，如掉落的头发、墙上的血痕、烟头上的唾液斑、剪掉的指甲、内衣裤上的斑痕。这些来自尸体或活体的生物物证往往会对案件的侦破或者争议的解决起到决定性的作用，属于法医物证学（法医遗传学或法医生物学）的研究内容。法医物证学家主要好奇两大问题：第一，头发是谁的（个体识别）；第二，孩子是谁的（亲子鉴定）。图库版权图片，不授权转载法医毒物分析学则关注在可疑中毒的死亡事件中，死者的胃内容物是否存在某种毒物，以及这种毒物的量有多少。法医人类学和法医牙科学会关注骸骨和牙齿，因为骨骼和牙齿也会告诉法医学家，TA来自哪里。法医的其他研究对象从宋慈的时代到今天，法医学的研究对象也在不断增加，如——法医现场学研究犯罪事件、自然灾害、意外事故等造成人员伤亡的现场，如空难、恐怖事件等现场的勘验、调查；图库版权图片，不授权转载法医昆虫学和法医微生物学分别利用昆虫和微生物种类、分布及生长、演替的变化规律，可以分析尸体的来源、死亡发生的时间；法庭兽医学，下面这则消息直接说明了法庭兽医学的研究领域。除了小水牛，还可以是小狗、小猫。来源：楚天都市报基于不同个体间遗传自同一个体的DNA片段的分析的法医系谱学，可以实现对自称“几百年前是一家”的两个体亲缘关系的认定或排除。2018年美国的“金州杀手案”顺利侦破，使这一技术被《科学》杂志评为2018 年全球十大科学突破之一。https://vis.sciencemag.org/breakthrough2018/随着科技水平的继续进步，相信法医的研究领域还会不断扩展。法医对大多数人的价值就在于，通过不断扩大在生活中的研究领域，给我们这个“未知生，焉知死”的社会提供更多思考死亡的机会。对死亡思考得越多，对生活思考得就越多。 作者： 2022/04/29 09:17
  • 刘畊宏说的核心是啥？别等受伤才明白！ 作者： 2022/04/29 09:17
  • 标准模型的危机：物理学家重新思考自然本质 尽管标准模型被认为是有史以来最成功的物理学理论之一，但近年来越来越多的迹象暗示标准模型存在危机。事实上，标准模型从诞生起就并不完美，甚至不是一个自洽的理论。它是“不自然”的，特别是关于希格斯玻色子质量引发的“等级问题”，至今没有根本性的回答。有一个简单便捷的理论可以解释这些问题，即超对称理论，但在实验方面，最强大的对撞机至今并未找到任何超对称粒子。这迫使许多物理学家重新思考该模型的本质，或许从最基础层面，还原论思想并不能解决问题，即使这种思想在过去数百年内一直引领物理学的发展。现在，很多物理学家为解决“自然性”问题找到了一种不同能标的“混合”模式，打破了原有的还原论形式。撰文 | 娜塔莉·沃尔奇佛（Natalie Wolchover）翻译 | 刘航近三十年来，科学家们一直在徒劳地寻找新的基本粒子，来解释我们所观察到的自然。当物理学家面对搜寻新粒子的失败，他们不得不重新思考一个长期存在的假设：大的东西是由小的东西组成的。Emily Buder/Quanta Magazine;Kristina Armitage and Rui Braz for Quanta Magazine【视频请前往“返朴”公众号观看】在科学哲学家托马斯·库恩（Thomas Kuhn）的经典著作《科学革命的结构》中，库恩观察到，科学家们有时花很长时间来迈出一小步。他们提出难题，并在一个固定的世界观或理论框架内综合所有数据来解决这个难题，库恩将其称之为范式（Paradigm）。然而，或早或晚，与主流范式发生冲突的事实会突然出现。危机随之而来。科学家们绞尽脑汁，重新审视他们的假设，并最终做出革命性的转变，转向新的范式，即对自然的有根本不同且更真实的理解。然后重新开始科学的稳步进展。多年来，研究自然界最基本组成的粒子物理学家一直处于这种教科书式的库恩危机中。这场危机在2016年变得不可否认。尽管当时进行了重大升级，日内瓦的大型强子对撞机（LHC）仍然没有“召唤”出任何新的基本粒子——理论家已期待几十年了。额外的粒子群将主要解决一个关于已知粒子——著名的希格斯玻色子——的难题。这个难题被称为等级问题（Hierarchy problem）， “为什么希格斯玻色子如此轻巧”——比自然界中存在的最高能量尺度小1017倍。相比于那些更高的能量，希格斯粒子的质量似乎小得不太自然，就好像决定其值的基本方程中的巨大数字都被奇迹般地抵消了。额外的粒子可以解释为什么希格斯粒子的质量如此微小（相对于普朗克尺度），恢复物理学家的方程中所谓的“自然性”（Naturalness）。在大型强子对撞机成为第三个、也是最大的对撞机后，物理学家却依然没有寻找到它们。这似乎表明，我们目前关于自然界的理论中，究竟什么是自然的逻辑本身可能是错误的。“我们有必要重新考虑几十年来一直用于解决物理世界中最基本问题的指导原则。”欧洲核子研究中心（CERN）理论部负责人吉安·朱迪切（Gian Giudice）在2017年如是说。起初，粒子物理学界对此感到绝望。“可以感受到一种悲观情绪。”加州大学圣巴巴拉分校卡弗里理论物理研究所的粒子理论家伊莎贝尔·加西亚·加西亚 (Isabel Garcia Garcia) 说，她当时还是一名研究生。事实是，不仅价值 100 亿美元的质子对撞机未能回答一个 40 年前的问题，就连长期以来指导粒子物理学的信念和策略也不再牢不可破。人们比以前更强烈地想知道，我们生活的宇宙是否真的是不自然的，只是精细调节后数学抵消的产物。其实可能存在多元宇宙，所有的宇宙都有随机调整的希格斯质量和另外一些参数；我们发现自己生活在这里，只是因为我们宇宙的独特属性促进了原子、恒星和行星的形成，进而促成生命的诞生。这种“人择理论”（Anthropic argumen）虽然可能是正确的，但令人沮丧的是，它不可验证。加州大学圣巴巴拉分校的理论物理学家纳撒尼尔·克雷格 (Nathaniel Craig) 说，许多粒子物理学家转而研究其他领域，“其他领域的难题还没有等级问题那么棘手。”纳撒尼尔·克雷格（Nathaniel Craig）和伊莎贝尔·加西亚·加西亚（Isabel Garcia Garcia）探讨了引力如何帮助调和自然界中截然不同的能量尺度。丨图片来源：Jeff Liang一些物理学家准备仔细研究几十年前的假设。他们开始重新思考自然中那些不自然的显著特征，它们似乎都经过了不自然的精细调节，譬如希格斯玻色子的小质量，以及一个看似无关的事实——空间本身不自然的低能量。“真正根本的问题是自然性的问题。”加西亚说。他们的反思工作正在结出硕果。研究人员越来越关注自然性的传统推理中的弱点。它建立在一个看似温和的假设之上，自古希腊以来就被认为是科学的观点：大的东西由更小、更基本的东西组成——这种想法被称为还原论（Reductionism）。普林斯顿高等研究院的理论物理学家尼玛·阿卡尼-哈米德（Nima Arkani-Hamed）说：“还原论范式与自然性问题密切相关。”现在，越来越多的粒子物理学家认为，自然性问题及大型强子对撞机的零结果可能与还原论的失效有关。“这会改变游戏规则吗？” 阿卡尼-哈米德问。在最近的一系列论文中，研究人员将还原论抛诸脑后。他们正在探索不同尺度上可能协同的新方法，从而得出那些从还原论的角度看不自然地精细调节的参数值。“有些人称之为危机。这有一种悲观的氛围，但我不这么认为，”加西亚说，“我觉得，现在正是做一些深刻事情的时候。”什么是自然性？2012年，大型强子对撞机（LHC）终于得出最重要的发现——希格斯玻色子，它是已有50年历史的粒子物理学标准模型（Standard Model, SM）的方程组的基石，该模型描述了17个已知的基本粒子。希格斯粒子的发现，证实了标准模型方程中描述的一个引人入胜的故事。大爆炸（Big Bang）之后的片刻，整个空间中一种名为希格斯场的实体突然充满了能量。高能的希格斯场中充满了希格斯玻色子，基本粒子们由希格斯场的能量而获得质量。当电子、夸克和其他粒子在空间中移动时，它们会与希格斯玻色子相互作用，并以这种方式获得质量。1975 年，标准模型完成，其建立者几乎立即注意到了一个问题[1]。当希格斯粒子给予其他粒子质量时，其他粒子的质量会反过来影响希格斯粒子的质量；所有粒子一起相互作用。物理学家可以为希格斯玻色子的质量写一个方程，其中包括了与它有相互作用的每个粒子的作用。所有已发现的有质量的标准模型粒子都对方程有贡献，但方程中原则上还应包含其他的贡献。希格斯粒子应该与数学上更重的粒子混合（有相互作用），直至包括普朗克尺度的现象，即达到与引力、黑洞和大爆炸的量子性质相关的能级。普朗克尺度的唯象学原则上会为希格斯质量贡献数量级巨大的项——大约是实际希格斯质量的1017倍。自然我们会期望希格斯玻色子和它们差不多重，从而使其他基本粒子的质量增大。而这样会因为粒子太重而无法形成原子，宇宙将空无一物。为了解释希格斯粒子为什么依赖如此高的能量却能如此之轻，必须假设普朗克尺度对其质量的一部分贡献是负的，而另一部分是正的，并且两者都被精细调节到恰到好处以完全抵消。这似乎非常荒谬，除非有某种原因——就像为了使铅笔的笔尖保持平衡，要让气流和桌子振动相互抵消一样。物理学家认为，这种精细调节而相互抵消是“不自然”的。在之后几年，物理学家找到了一个巧妙的解决方案——超对称，一种假设自然界基本粒子加倍的理论。超对称理论中，每个玻色子（自旋为整数）都有一个超对称伴子费米子（自旋为半整数），反之亦然。玻色子和费米子分别对希格斯质量贡献正项和负项。因此，如果二者总是成对出现，那么它们总是会相互抵消。从1990年代起，大型正负电子对撞机（Large Electron-Positron Collider）就开始寻找超对称伴子。研究人员假设这些粒子只比它们的标准模型伙伴重一点点，需要更多的对撞能量来实现，所以他们将粒子加速到接近光速，撞碎，然后在碎片中寻找重的伴子们。等级问题：希格斯玻色子为其他基本粒子赋予质量，它们反过来也影响希格斯粒子的质量。在普朗克尺度（与量子引力相关的高能尺度）下的超大质量粒子，应该会使希格斯玻色子的质量膨胀，并使其他一切物质的质量膨胀。但事实并非如此。问题：希格斯玻色子的质量比普朗克尺度小几千亿倍。可能的解决方法1：普朗克尺度效应被截断了，因为更完整的希格斯玻色子理论在更高能量有效。可能的解决方法2：希格斯标度和普朗克标度通过一组复杂的推拉效应联系起来。真空，即使没有物质，似乎也应该充满能量——所有量子场的涨落贯穿其中。当粒子物理学家将对空间能量的所有可能贡献加和时，他们发现，与希格斯质量一样，来自普朗克尺度唯象学的能量的注入会使其质量爆掉（质量是无穷大）。阿尔伯特·爱因斯坦（Albert Einstein）证明了被他称为宇宙学常数（Cosmological constant）的空间能量具有引力排斥效应。它使空间膨胀得越来越快。如果空间中注入了普朗克尺度的能量密度，宇宙就会在大爆炸后瞬间撕裂。但这并没有发生。相反，宇宙学家观察到空间的膨胀只是在缓慢加速，这表明宇宙学常数很小。1998年的测量结果表明，其值的1/4次方比普朗克能量低 1030倍。这次，宇宙学常数方程中的所有巨大能量的输入和输出似乎又都完美地抵消了，留下异常平静的真空。“引力……混合了所有长度尺度的物理——短距，长距。因为它这样的特性，给我们遇到的难题找到了出路。”——纳撒尼尔·克雷格（Nathaniel Craig）这两个主要的自然性问题在1970年代末就已经很明显了，但这几十年来，物理学家认为是无关的。阿卡尼-哈米德（Arkani-Hamed）说：“在那个阶段人们对此很狂热。”宇宙学常数问题似乎与引力的神秘量子性暗含关系，因为空间的能量只能通过引力效应来探测。哈米德表示，等级问题看起来更像是一个“脏兮兮的小细节问题”，这类问题，就像过去的其他难题一样，最终会揭示出理论中一些缺失的部分。对于希格斯玻色子如此之轻，朱迪切称其是“希格斯玻色子症”，并不是大型强子对撞机里的几个超对称粒子所能治愈的。事后看来，这两个关于自然性的问题更像是同一个更深层次问题的不同表现。“想想这些问题是如何产生的，这很有用，”加西亚今年冬天在接受来自圣巴巴拉的Zoom电话采访时说。“等级问题和宇宙学常数问题的出现，部分是因为我们试图回答问题的工具——我们理解宇宙特征的方式。”还原论的精确预言物理学家以他们的方式诚实地计算了希格斯质量和宇宙学常数。计算方法反映了自然世界奇特的套娃结构。放大一个物体，你会发现它实际上是由许多更小的东西组成。离我们遥远的星系，其实是数量巨大的恒星的集合；而每颗恒星又是由许多原子构成；每个原子进一步又可以分解为亚原子级的层次结构。此外，当放大到更短的距离尺度时，你会看到更重、更高能的基本粒子和现象——高能和短距之间的深刻联系，解释了为什么高能粒子对撞机就像宇宙中的显微镜。高能量和短距离之间的联系在整个物理学中有许多体现。例如，量子力学说粒子即是波；粒子质量越大，其相关波长越短。另一种观点认为，能量必须更密集地聚在一起才能形成更小的物体。物理学家将低能量、长距离的物理称为“红外”（IR），将高能量、短距离的物理称为“紫外”（UV），这是用光的红外波段（IR）和紫外波段（UV）进行了类比。上世纪六七十年代，粒子物理学巨擘肯尼斯·威尔逊（Kenneth Wilson）和史蒂文·温伯格（Steven Weinberg）指出了自然的能级结构的绝妙之处: 如果我们只对宏观的红外能标上发生的事情感兴趣，那么我们不必知道在更微观的、紫外能标下“真正”发生了什么。例如，你可以用一个流体动力学方程来模拟水，把水视为一种理想流体，而忽略水分子的复杂动力学。流体动力学方程包括一项表征水的粘度的项——一个可以在红外能标下测量的量，它包含了所有水分子在紫外能标下的相互作用。物理学家说，红外和紫外能标是相互“退耦”（decouple）的，这让他们可以有效地描述世界，而不必研究最深层的情况，终极紫外能标——普朗克能标，对应于10^（-35）米，或10^19GeV的能量。在如此精细的时空结构中可能蕴藏着另一翻景象。美国凝聚态和粒子物理学家肯尼斯·威尔逊(Kenneth Wilson)，从20世纪60年代到21世纪初一直很活跃，他开发了一种数学方法（格点量子场论），用来描述一个系统的性质如何随测量尺度的变化而变化。丨图片来源：康奈尔大学教员档案#47-10-3394，康奈尔大学图书馆珍惜资源和手稿收藏部。瑞士洛桑联邦理工学院的理论物理学家里卡多·拉塔齐（Riccardo Rattazzi）说：“我们仍然可以进行物理学研究，因为我们不必知道短距内会发生了什么。”如同套娃世界的不同层次，粒子物理学家是怎么模拟的呢？威尔逊和温伯格分别独立发展出了其框架：有效场论（Effective field theory，EFT）。在有效场论的语境下，自然性问题出现了。有效场论可以在一定的能标范围内模拟一个系统。以一束质子和中子流为例，放大质子和中子，它们看起来还是质子和中子；在这个范围内，可以用“手征有效场论”（Chiral EFT）来描述它们的动力学。但若进一步放大，有效场论将达到它的“紫外截断”，即在短距离、高能标范围内，手征有效场论将不再是系统的有效描述。比如，在1GeV的截断点，手征有效场论就失效了，因为质子和中子的行为不再像单个粒子，而是像三个夸克。而另一种不同的理论开始生效。需要注意的是，有效场论在它的紫外截断处失效是有原因的。截断是指，在这里必须找到新的、更高能量的粒子或唯象学，而这些新的粒子或现象并不包含在原有的有效场论中。那怎么解决这个问题呢？在其适用的能量区域，科学家利用有效场论将高于截断的紫外物理的未知效应吸收到“修正”项中。这就像流体方程有一个粘性项来捕捉短距离分子碰撞的净效应。不需要知道截断处真正的物理，物理学家们也能写出这些修正; 他们只是用临界值来估计影响的大小。通常情况下，在红外能标处，当你对感兴趣的量进行计算时，紫外修正是很小的，与截断相关的长度尺度（相对较小）成正比。然而，当你使用有效场论来计算希格斯玻色子质量或宇宙学常数等具有质量或能量单位的参数时，情况就不同了。这些参数的紫外修正很大，因为（要有正确的量纲）修正是与能量成正比的，而不是与截断对应的长度成正比的。所以尽管长度很小，但能量很高。这样的参数被称为“紫外敏感的”（UV-sensitive）。有效场论是一种能确定其理论必须在哪里截断（即新物理出现的能标）的策略。自然性的概念与有效场论本身一起出现在1970年代。其逻辑是这样的：如果一个质量或能量参数有一个高截断点，那么它的值自然就应该很大，被所有的紫外修正推得更高。因此，如果参数较小，则截断能量应该较低。一些评论家认为自然性只是一种审美偏好。但也有人指出，这一策略揭示了大自然隐藏的真相。“这种逻辑是可行的。”克雷格说。他是最近重新思考这种逻辑的领军人物。自然性问题“一直以来似一个路标，提示我们哪里有图景的变化和新物理的出现。”自然性的辉煌1974年，也就是“自然性”一词出现的几年前，玛丽·K·盖拉德（Mary K. Gaillard）和本杰明·李（Benjamin Whisoh Lee）利用该策略惊人地预测出一种当时假设存在的粒子——粲夸克（charm quark）的质量[2]。克雷格说：“她的成功预测及其与等级问题的相关性，在我们的研究领域被严重低估了。”1974年的那个夏天，盖拉德和李正对两个K介子（正反夸克构成的复合粒子）的质量差的大小感到困惑。质量差的测量值很小。但当他们试图用有效场论的方程计算这个质量差时，他们发现它的值有溢出的风险。因为K介子的质量差有质量单位，所以它对紫外敏感，得到来自截断处未知物理的高能修正。这个理论的截断值并不为人所知，但当时的物理学家认为它不可能很高，否则由此产生的K介子质量差与修正值相比会显得出奇地小——正如现在的物理学家所说，这是不自然的。盖拉德和李推断出了其在有效场论的截断能标比较低，在这个能标处，新物理应该就会显露出来。他们推断，当时新晋提出的一种被称为粲夸克的粒子，其质量应该不超过1.5 GeV。三个月后，粲夸克就被实验发现了，重达1.2 GeV。这一发现引发了一场被称为“十一月革命”的认识复兴，并迅速导致了标准模型的完成。在最近的一次视频通话中，现年82岁的盖拉德回忆说，消息传出时她正在欧洲访问CERN。李给她发了一封电报：发现粲夸克了。1974年，玛丽·k·盖拉德（Mary K. Gaillard）和本·李(Ben Lee）利用自然性论证预测了一种被称为粲夸克的假设基本粒子的质量。粲夸克几个月后即被发现。(上图摄于20世纪90年代)丨图片来源：AIP Emilio Segrè Visual Archives如此的胜利使许多物理学家确信，等级问题预言的新粒子也应该不会比标准模型重太多。如果标准模型的截断点高达接近普朗克能标（如果真是这样，科学家肯定知道标准模型失败了，因为没有考虑量子引力），那么对希格斯质量的紫外修正将是巨大的——如此之轻的希格斯质量自然就是不自然的。如果截断点在希格斯玻色子质量之上不远，将使希格斯粒子的质量与来自截断点的修正差不多，这时一切看起来就很自然。“截断点的选择是过去 40 年来试图解决等级问题的工作的起点。”加西亚说， “大家提出了很棒的想法，比如超对称、[希格斯的]复合性等我们在自然界中还没有观测到的一些可能性。”2016年，加西亚在牛津大学攻读粒子物理学博士几年后，她清楚地意识到，清算是必要的。“我那时开始对缺失部分更感兴趣，我们在讨论这些问题时通常不包含这一部分，也就是引力——认识到量子引力的内容，远比我们从有效场论中所能得知的要丰富得多。”引力将一切混合1980年代，理论学家了解到引力不符合通常的还原论规则。如果你用力将两个粒子狠狠地撞击在一起，能量会在碰撞点处聚集，甚至可以形成黑洞——引力极大以至于任何东西都无法逃脱的区域。如果将粒子更猛烈地撞击在一起，它们会形成一个更大的黑洞。能量更多反而不会让你看到更短的距离；相互撞击越用力，产生的不可见区域就越大——与还原论矛盾。黑洞和描述其内部的量子引力理论完全推翻了高能和短距之间的通常关系。“引力是反还原论的。”纽约大学物理学家谢尔盖·杜博夫斯基（Sergei Dubovsky）说。量子引力似乎在与自然的架构开玩笑，“使用有效场论的物理学家已经习惯了简洁巧妙的嵌套式能标系统，而量子引力把这套东西“嘲弄”了一番。克雷格和加西亚一样，在大型强子对撞机的搜索一无所获后不久就开始思考引力的影响。在尝试用各种新的方法去解决等级问题时，克雷格重读了 CERN 的理论物理学家朱迪切2008年关于自然性的一篇文章。朱迪切文中写到，宇宙学常数问题的解决方案可能涉及“红外和紫外效应之间的一些复杂的相互作用”，克雷格开始仔细思考其含义。如果红外和紫外具有复杂的相互作用，那将违背通常的退耦性，而红外和紫外的退耦是使有效场论起作用的基础。“我在谷歌上搜索了‘紫外-红外混合’一类的关键词。”克雷格说，这让他找到了1999年的一些有趣的论文，“然后我开始思考这个方向。”通过打破有效场论的还原论体系，紫外红外混合可能会解决自然性的问题。在有效场论中，像希格斯质量和宇宙学常数等量是紫外敏感的，但因为某些原因它们并没有爆掉，就好像所有紫外物理之间达成共谋——所有的紫外效应都抵消了，这时自然性问题就出现了。“在有效场论的逻辑中，我们放弃了这种可能性。”克雷格解释道。还原论告诉我们，红外物理学也是源于紫外物理学的——水的粘度来自其分子动力学，质子的属性来源于它内部夸克，而当你放大能标，诠释就会显现出来——而不是相反。但是，紫外不受红外的影响或解释，“因此（紫外效应）对希格斯粒子的影响，不能从非常不同的能级处推理得到。”克雷格现在提出的问题是：“有效场论的逻辑会失效吗？” 也许诠释真的可以在紫外和红外之间双向流动。“这并不完全是无稽之谈，因为我们知道引力可以做到这一点。”他说，“引力不满足正常的有效场论的推理，因为它混合了所有长度尺度的物理——短距，长距。因为这样的特性，给我们遇到的难题找到了出路。”紫外-红外混合如何保护自然性几项关于紫外-红外混合的新研究，以及它如何解决自然性问题可追溯到1999年发表的两篇论文。“人们对于这些更奇特的、非有效场论的解决方法越来越感兴趣。”帕特里克·德雷伯（Patrick Draper）表示，他是伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的教授，他最近的工作[3]继续完成了1999年的那篇论文未完成的部分。德雷伯和他的同事对CKN约束进行了研究（以 1999 年论文的作者 Andrew Cohen、David B. Kaplan 和 Ann Nelson 的名字命名）。作者考虑这样一种模型：将众多粒子放入一个盒子并加热盒子，粒子的能量不断增加直到盒子坍缩成黑洞。他们计算出，在盒子塌陷之前，可以放入盒子中的高能粒子态的数量与盒子表面积的四分之三次方成正比，而不是一般认为的盒子体积成比例。他们认为这表征了一种奇特的紫外-红外关系。盒子的大小设定了红外尺度，这严重限制了盒内高能粒子态的数量——紫外尺度。接着他们意识到，如果这种约束也适用于我们整个宇宙，就能解决宇宙学常数的问题。在这种情况下，可观测宇宙就像一个非常大的盒子。它所能包含的高能粒子态的数量与可观测宇宙的表面积的四分之三次方成正比，而不是大得多的整个宇宙的体积。这意味着通常的宇宙学常数的有效场论计算太天真了。有效场论的计算告诉我们，当你放大空间结构时，高能现象应该会出现，而这应该会使空间的能量爆掉。但CKN约束暗示可能存在远比有效场论计算中假设的要少得多的高能运动——这意味着粒子可以占据的高能粒子态很少。科恩（Cohen）、卡普兰（Kaplan）和尼尔森（Nelson）做了一个简单的计算，结果表明，对于我们宇宙这样尺寸的盒子，他们的约束可以解释观测到的宇宙学常数的微小值。他们的计算表明，大尺度和小尺度可能以某种方式相互关联，当你观察整个宇宙的红外特性时，比如宇宙学常数，这种关联就会变得很明显。德雷伯和尼基塔·布林诺夫（Nikita Blinov）在去年的另一个粗略计算中证实，CKN约束成功估算了观测到的宇宙学常数；他们还表明，这种方法不会破坏有效场论在较低能级的实验中取得的许多成功。CKN约束并没有告诉我们为什么紫外和红外是相互关联的——即，为什么盒子的尺寸（红外）严重限制了盒子中高能粒子态的数量（紫外）。要知道为什么，我们可能需要了解量子引力。还有一些研究人员在量子引力的另一个特定理论——弦论——中寻找答案。去年夏天，弦论学家史蒂文·阿贝尔（Steven Abel）和基思·迪内斯（Keith Dienes）展示了弦论中的紫外-红外混合如何解决等级问题和宇宙学常数问题。作为引力和其他基本理论的候选者，弦论认为所有的粒子都是开或着闭合的振动的弦。光子和电子等标准模型粒子是基本弦的低能振动模式。但弦也可以更有力地振动，产生更高能量的无限的弦态能谱。在这种情况下，等级问题关心的是，如果没有超对称来保护，为什么这些弦态的修正没有使希格斯粒子的质量膨胀。迪内斯和阿贝尔计算出，由于弦论的不同对称性，即所谓的模数不变性（Modular invariance），从红外到紫外的无限能谱中所有能量的弦态的修正将以合理的方式相互抵消，从而保持希格斯质量和宇宙学常数很小。研究人员指出，这种低能和高能弦态之间的关联并不能解释为什么希格斯质量和普朗克能量离得这么遥远，但两者之差是稳定的。尽管如此，在克雷格看来，“这确实是一个不错的想法。”新模型代表了越来越多的紫外-红外混合理念。克雷格的另一个研究角度可以追溯到1999年的另一篇论文，作者是普林斯顿高等研究院（IAS）的著名理论物理学家内森·塞伯格（Nathan Seiberg）及两位合作者。他们研究了背景磁场充满空间的情况。为了了解这里的紫外-红外混合是如何产生的，想象一对带相反电荷的粒子附着在一个弹簧上，垂直于磁场在空间中飞行。当你增大磁场的能量时，带电粒子加速分离，拉伸弹簧。在这个玩具场景中，更高的能量对应更长的距离。塞伯格和他的同事发现，这种情况下的紫外修正具有特别的性质——可以说明还原论的箭头是如何旋转的，红外会影响紫外能标处的情况。这个模型和现实世界是不同的，因为真实的宇宙没有这样的背景磁场来施加方向。尽管如此，克雷格一直在探索是否可以用类似的方法来解决等级问题。克雷格、加西亚和赛斯·科伦（Seth Koren）还共同研究了一个关于量子引力的观点，被称为弱引力猜想（Weak gravity conjecture，WGC），如果它被证明是正确的，则可能会在等级问题上施加一致性条件——使希格斯质量和普朗克尺度之间的巨大分离是必要的。纽约大学的杜博夫斯基从2013年起就开始思考这些问题，当时人们已明白超对称粒子在大型强子对撞机中迟迟未现。那一年，他和两名合作者发现了一种新的量子引力模型[4]，解决了等级问题。在他们的模型中，还原论的箭头从中间尺度同时指向紫外和红外尺度。虽然结果是有趣的，但这个模型只适用于二维空间，而且杜博夫斯基不知道如何推广它。后来他转而研究其他问题。去年，他再次遇到了紫外-红外混合问题：在碰撞黑洞研究中，他发现其中的自然性问题可以通过“隐藏的”对称性来解决，它与黑洞形变的低频和高频有关[5]。和其他研究人员一样，杜博夫斯基似乎并不认为目前发现的任何特定的模型具有明显的库恩革命的成分。一些人认为整个紫外-红外混合概念缺乏前景。“目前还没有有效场论失效的迹象。”约翰·霍普金斯大学的理论物理学家戴维·卡普兰（David E. Kaplan）说（他与CKN论文的作者没有关系），“我认为那里没有。”让大家信服的想法需要实验证据，但到目前为止，现有的紫外-红外混合模型缺乏可实验的预测；他们旨在解释为什么我们没有在标准模型之外看到新的粒子，而不是预测我们应该看到什么。不过，对于预言和发现新物理来说，就算不能在对撞机里实现，未来在宇宙学方面还是有希望的。综合来看，新的紫外-红外混合模型说明了基于还原论和有效场论的旧范式的短视性，而这可能仅仅是一个开始。“事实上，当你进入普朗克尺度时，还原论失效，所以引力是反还原论的。”杜博夫斯基说，“我认为，在某种意义上，如果这个事实对我们观察到的东西没有深刻的暗示，那将是不幸的。”注释[1] https://journals.aps.org/prd/abstract/10.1103/PhysRevD.14.1667[2] https://journals.aps.org/prd/abstract/10.1103/PhysRevD.10.897[3] https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.82.4971[4] https://arxiv.org/abs/1305.6939[5] https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.127.101101本文译自Natalie Wolchover, A Deepening Crisis Forces Physicists to Rethink Structure of Nature’s Laws 原文链接：https://www.quantamagazine.org/crisis-in-particle-physics-forces-a-rethink-of-what-is-natural-20220301/ 作者： 2022/04/29 09:16
  • Nature：这个百年难题，被“它”用48小时完美解决 1907 年，比利时裔美国化学家利奥·贝克兰（Leo Baekeland）发明了一种廉价的、不易燃的通用塑料（即 Bakelite）。这一发明标志着现代塑料工业的开始，贝克兰也因此被后人誉为“塑料之父”。但是，一度被称为 20 世纪最伟大发明之一的塑料，如今也被认为是最失败的发明之一，它无处不在，在给人类生活带来极大便利的同时，也严重污染了我们赖以生存的地球家园。更可怕的是，这种坚固耐用的材料往往需要数百年才能降解。问题来了，如果把几百年的降解时间缩短到几天，甚至几小时，就像这样：那么，“白色污染”的问题是不是就可以迎刃而解了？如今，来自德州大学奥斯汀分校（The University of Texas at Austin）、DEVCOM ARL-South 的研究团队，就为解决“白色污染”这一世界上最为紧迫的问题提供了一个新的思路。研究团队借助人工智能技术发明了一种新型酶，这种酶有潜力促进 PET 塑料（塑料的一种，常用语制作饮料瓶、薄膜、包装等）的大规模回收利用，在分子水平上回收和再利用塑料，可以大大减少不必要的环境污染。相关研究论文以“Machine learning-aided engineering of hydrolases for PET depolymerization”为题，于 4 月 28 日发表在权威科学期刊 Nature 上。（来源：Nature）由人工智能创造的生物酶塑料，已经被用于我们日常生活的方方面面，是我们几乎无法离开的一种必需品。但管理不善的塑料废弃物，会污染陆地和海洋的生态环境。理论上讲，这个问题可以通过塑料回收来避免，但很多塑料的回收并不是简单的机械回收，而是涉及到熔化和再加工，流程十分复杂，而且产生的新塑料的质量也不如原始塑料。PET 塑料是日常生活中比较常见且安全的塑料，占全球塑料垃圾的 12%，多见于各种合成纤维生产、含食物的容器和热成型等应用。PET 塑料可以通过被分解为分子级单体进行回收，但标准的化学解聚过程是能源密集型的，需要大量的碱和酸，因此在经济上或生态上都不可行。另一个潜在的解决方案是使用酶，在过去的 15 年中，关于塑料回收酶的研究取得了诸多进展，但到目前为止，科学家们还没有找到在低温下高效工作的酶，无法用于大规模工业生产中，阻碍了这一回收策略的发展。在此次工作中，研究人员利用机器学习模型，预测了新型酶中的哪些突变可以让废弃塑料在低温下快速分解，他们在 51 种塑料容器、5 种不同的聚酯纤维和织物，以及所有由 PET 塑料制成的水瓶上进行了测试，并证明了这种酶的有效性。图｜借助机器学习方法提高酶的性能（来源：该论文）这种酶让 PET 塑料的闭环回收成为了可能，它可以在低于 50 摄氏度的环境下将塑料分解成更小的单体，然后用化学方法将其重新聚合。在某些情况下，PET 塑料可以在 24 小时内完全被分解掉。研究团队表示，这种酶的潜在应用包括清理垃圾填埋场和进行环境补救等。他们计划在未来的工作中扩大这种酶的产量，以用于大规模工业生产中。关于塑料，你知道多少？塑料是指以高分子量的合成树脂/石油为主要组分，加入适当添加剂，如增塑剂、稳定剂、抗氧化剂、阻燃剂、润滑剂、着色剂等，经加工成型的塑性（柔韧性）材料，或固化交联形成的刚性材料。塑料垃圾难以自然分解，如果流入海洋中，就会导致海洋生物误食、窒息、中毒等，影响海洋生态；焚化塑料垃圾也会造成空气污染，聚氯乙烯（PVC）和聚碳酸酯（Polycarbonates）等塑料，甚至在某些条件下会释出有害物质或内分泌干扰素，危害生物的生育机能。那么，塑料都包括哪些类型？其用途分别是什么？学术君总结了一些常见塑料和特殊塑料，以供读者参考：1.常见塑料类型及用途聚对苯二甲酸乙二酯（Polyethylene terephthalate，PET）：饮料瓶、薄膜、包装。聚丙烯（Polypropylene，PP）：食品包装、家用电器、汽车配件（比如保险杆）。聚苯乙烯（Polystyrene，PS）：包装材料、食品包装、一次性杯子、盘子、餐具、CD 和 DVD 文件夹。高冲击聚苯乙烯（High impact polystyrene，HIPS）：包装材料、一次性杯子。ABS 树脂/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（Acrylonitrile butadiene styrene，ABS）：涵盖电子设备（比如显示器、打印机、键盘）。聚酯（Polyester，PES）：纤维、纺织品。聚酰胺（Polyamides，PA）：纤维生产、高尔夫球、钓鱼线、汽车涂料。聚氯乙烯（Polyvinyl chloride，PVC）：管件生产、浴帘、窗框和地板覆盖物。聚氨酯（Polyurethanes，PU）：泡沫保温、防火、灭火泡沫。聚碳酸酯（Polycarbonate，PC）：光盘、太阳镜、防护罩、安全眼镜、指示灯、镜片。聚二氯乙烯（Polyvinylidene chloride，PVDC）：包装（比如食品和药品）。聚乙烯（Polyethylene，PE）：薄膜、包装袋（一般常见塑料袋）、填装瓶（比如沐浴乳、清洁剂）、水管。聚碳酸酯 / ABS树脂（Polycarbonate/Acrylonitrile Butadiene Styrene，PC/ABS）：融合了 PC 和 ABS 塑料，更为坚固，用于汽车内装和外部配件、手机外壳。2.其他类型塑料及用途聚甲基丙烯酸甲酯（Polymethyl methacrylate，PMMA）：隐形眼镜，玻璃（比如有机玻璃）。聚四氟乙烯（Polytetrafluoroethylene，PTFE）：耐热，低摩擦涂层：不沾涂层的不沾锅、水电工用的密封胶带、游乐场的滑水道等。聚醚醚酮（Polyetheretherketone，PEEK）：化学和耐热热塑性塑料，生物相容性高，使用医疗植入，航空航天制品。聚醚亚酰胺（Polyetherimide，PEI）：具有耐高温，化学性质稳定，不结晶聚合物。酚醛树脂（Phenolics，PF）：俗称电木，高模量，相对耐热，耐火和优良的聚合物。用于电气设备绝缘部件，纸层压制品，热绝缘泡沫材料。尿素甲醛树脂（Urea-formaldehyde，UF）：餐具、装饰品、电器零件、配电器具、电话筒、汽车零件、合板、接着剂、涂料、按钮、容器、麻将牌、时针盘、筷子、衣扣、瓶盖等。三聚氰胺-甲醛树脂（Melamine formaldehyde，MF）：玻璃、餐具、装饰品、电器配件及外壳、配电盘、机械零件、汽车零件、丽光板、涂料、接着剂、容器、纸、布的树脂加工。聚乳酸（Polylactic acid，PLA）：一个可由微生物分解，由玉米淀粉转化。目前市面上可看到的，如水选蛋的透明盒子。尽管塑料已经成为人类生活不可或缺的必需品，但为了解决白色污染问题，保护人类赖以生存的陆地和海洋，人类不仅需要进一步强化环保意识，同时也需要借助科技的力量，更加绿色地处理塑料垃圾，以及创造更多的绿色的塑料替代品。参考链接：https://www.nature.com/articles/s41586-022-04599https://www.nature.com/articles/d41586-022-01075-6https://news.utexas.edu/2022/04/27/plastic-eating-enzyme-could-eliminate-billions-of-tons-of-landfill-waste/https://en.wikipedia.org/wiki/Plastichttps://en.wikipedia.org/wiki/Plastic_pollution 作者： 2022/04/29 09:15
  • 装修后多久入住？绿植不能除甲醛？几个你可能不知道的真相 4月26日是「世界无醛日」，但我们猜知道的人并不多。甲醛的危害，大家肯定隐隐约约有听说过。但是，你家的甲醛情况，你真的有那么了解吗？借着「世界无醛日」的契机，我们再来聊一聊甲醛那些事儿。01这些甲醛知识你都答对了吗？你真的了解甲醛吗？先邀请大家做两个小测试：↓↓↓·↓↓↓你答对了没？在世界无醛日到来之际，我们对近千人发起了“甲醛认知调查”，也发现了大家关于甲醛的普遍误区：02你家的甲醛情况你真的了解吗？你家测过甲醛吗？家中甲醛超标的情况，也许比你想象的还容易发生。我们从 2016 年开展「甲醛仪漂流活动」，到 2022 年 2 月，全国共 180074 户家庭参与进来，其中甲醛超标率接近 31.6%，相当于——约每 3 户家庭就有 1 户甲醛超标但是我们的调查显示，参与调查的朋友中，有 46% 的人从未测过甲醛。在测过甲醛的人群中，有 34% 的人采用的是甲醛自测盒、甲醛自测纸、百元检测仪等存在较大误差的测试方式。没有测过的朋友，尤其是准备入住新房的家庭，入住前记得测一测。之前测过，后来又添了一些大件家具，或者检测时温湿度很低，还是建议复测一下。最后分享一个“热”知识：气温越高甲醛释放量越大，所以天慢慢热起来后，甲醛检测的高峰期就来了。如果想早点知晓你家房间真实甲醛浓度，那就赶紧检测吧！ 作者： 2022/04/28 09:24
  • 是什么成就了特斯拉？ 想象一个没有电灯、电机、电泵、电扇、冰箱或者电梯的世界。如果没有微波，就没有收音机或电视。下次当你按下开关时，你应该想一想尼古拉·特斯拉（Nikola Tesla）。特斯拉比其他任何一位发明家都更有资格说自己开创了电力时代。但在他去世70年后，在他的那些主要发明问世一个世纪后，他的名字并不像托马斯·爱迪生、亚历山大·格雷厄姆·贝尔或莱特兄弟那样为人所熟知。特斯拉不安于现状的大脑使他可以进一步超越这些在电力和机械方面的创新。他发明了一种“放大线圈”，它可以大幅度提高电流的频率和电压。特斯拉发现这样的电流可以辐射出电磁波，他敏锐地意识到这些电磁波大有可为。今天，“无线”已经是计算机网络世界中一个无处不在的术语。而特斯拉在100多年前就发现了这一原理。特斯拉经常被拿来和爱迪生（Thomas Edison）作比较，但他在很多方面与爱迪生截然相反。爱迪生声称发明是“1%的灵感，99%的汗水”。然而，特斯拉是一个很有想法、很有远见的人。爱迪生是自学成才；而特斯拉接受了完整的工业教育。爱迪生解决了一些实际问题；而特斯拉梦想发明可以改变世界的技术。爱迪生将他的发明商业化；而特斯拉几乎没有商业头脑。他们唯一的共同点是，两人都睡得很少：特斯拉有时会从上午10:30工作到第二天早上5：00。在特斯拉的有生之年，他的许多发明都没有得到任何奖励或报酬。例如，古列尔莫·马可尼（Guglielmo Marconi）发明了无线电，但他的设备是基于特斯拉的想法做出来的。直到最近几年，特斯拉才因他深刻的见解及其对现代生活的影响而获得了更广泛的认可。特斯拉的成长背景特斯拉的父亲是一位东正教牧师，他希望自己1856年出生的儿子也能像自己一样。特斯拉家族是塞族人（ Ethnic Serbs），居住在当时奥匈帝国的克罗地亚。特斯拉的母亲发明了像打蛋器一样的厨房器具，他觉得自己很像她。当他少年时期有一次生病时，他让父亲答应了自己，如果他康复了，就把他送到技术学校。他在奥地利格拉茨的格拉茨理工大学（Austrian Polytechnic School）学习机械和电气，目的是日后能成为一名工程师。特斯拉小时候看过尼亚加拉瀑布的照片。他立刻想到了一个巨大的磨坊水车，它可以利用瀑布的力量进行工作。这些场景显示出特斯拉从小就思维清奇。这个年轻人能在脑海中进行微积分计算，并拥有过人的记忆力。但最引人注目的是他将自己的想法形象化的能力：他可以在脑海中反复加工自己的想法，以至于在这些想法能像实物看起来一样真实。但他的才华也带来了一些负面作用。在他20多岁的时候，高高瘦瘦的特斯拉经历了一次精神崩溃，这让他的感觉变得过于敏感—手表的滴答声都能让他感到不适，他甚至发现阳光也会让他感到压抑。在他的一生中，他饱受恐惧症和强迫症的折磨。特斯拉很早就对交流电产生了兴趣。当时，需要电机和照明的实验用的都是直流电（DC），就像电池产生的电流一样。直流电机效率很低，但没人能想象交流电机会如何工作。一天，当特斯拉在公园里讨论诗歌时，突然想到了如何让交流电机成为现实。他使用交流电的想法使欧洲的专家困惑不已。1884年，28岁的特斯拉决定前往纽约并向托马斯·爱迪生介绍了他的想法。他向这位伟大的发明家描述了他对交流电的看法，但爱迪生对此并不感兴趣。相反，他雇特斯拉来操控他的直流设备。但是两个人不太合得来——特斯拉没有完成爱迪生交给他的工作就辞职了，而他最终也没有拿到自己的薪水。由于没有钱，特斯拉开始靠帮别人挖沟为生。但他的命运马上就要迎来逆袭。交流电更便于使用直流电由沿着导体在一个方向运动的电子组成。交流电中电子运动方向每秒钟改变多次。为了制造电动机，你需要改变一块叫做定子的固定着的电磁铁的极性。磁性转子会不断地想要与定子一直改变的磁极对齐，这样定子就会旋转起来产生动力。直流电机使用巧妙的机械换向器来改变极性；交流电机以电的方式直接改变电流方向。一旦特斯拉找到了如何将交流电与电机中电磁铁的极性匹配的方法，他就取得了他最重要的突破之一。交流电的胜利爱迪生已经为他的直流输电系统找来了用户，在纽约市的街道上架起电线，通向这些用户家里。但乔治·威斯汀豪斯（George Westinghouse）已经在研发一种与之竞争的交流输电系统。他认为特斯拉的发明可以让他的方案比爱迪生的更具优势。特斯拉明白，交流是驱动电动机和电灯的更有效方式。更重要的是，可以使用线圈将“交流电”升压。通过电磁感应，一个线圈中的低电压转变为另一个线圈中的高电压。高压电流可以更有效地在电线中传输，然后通过降压供家庭使用。特斯拉的电路是我们经常在电线杆上看到的变压器的前身。直流电无法升压，要把它传输到几英里以外的地方，就需要更粗的电线。交流电在特斯拉开始他的工作之前就已经为人所知。但特斯拉设计了一个由发电机、输电线路、电动机、照明系统和其他电路组成的集成系统，使交流可以成为直流的替代品。1887年，特斯拉申请了七项与他的交流电有关的专利，这些专利没有受到挑战就得到了授权。西屋电气公司（Westinghouse）在1888年买下了这些专利。但是直流电还在大行其道。西屋电气和爱迪生陷入了所谓的“电流之战”。爱迪生首先发难，他声称交流电太危险，公众无法安全使用。1890年，爱迪生的一位名叫哈罗德·布朗的熟人安排一台西屋交流发电机为一名死刑犯行刑，这进一步强化了他的观点。但拥有特斯拉专利的西屋电气可以证明，交流电是一种更有效的替代品。电流战争中冲突的最高潮发生在1893年至1894年的芝加哥哥伦比亚博览会上。西屋电气的供电成本远低于爱迪生的供电成本。他拿到了合同，并在特斯拉系统的基础上为展会供电。世博会开幕时，成千上万盏明亮的灯亮了起来，这令参观者大吃一惊。这次演示消除了公众对交流电的恐惧，交流电成为了电力系统的标准方案。特斯拉实现了他童年的梦想：在尼亚加拉大瀑布建一座发电厂，这昭示了特斯拉的胜利。1890年，投资者在交流电和水力发电上下了重注，当时这两项技术都尚未得到检验。1896年，特斯拉设计的发电机开始向电力系统供电，漫长而紧张的等待就此结束。最终，他们将电输送到纽约市，照亮了百老汇。随着世界各地开始修建水电站，电力时代悄然到来。电流之战已经结束，但尼古拉·特斯拉已经转向更具远见的发明。对电磁感应的洞察特斯拉的许多发明都是基于电磁感应原理。19世纪30年代，英国科学家迈克尔·法拉第（Michael Faraday）证明，移动的磁铁会在导体中产生电流（此处有改动）。正是这种电能在一定距离内产生影响的能力让特斯拉着迷，并启发他产生了从交流电机到特斯拉线圈的各种想法。特斯拉走向未知即使是简单的电流也会产生磁场。在高压下振荡的交流电会产生电磁波。海因里希·赫兹（Heinrich Hertz）于1888年发现了电磁波，许多发明家加入了利用电磁波进行无线通信或其他用途的竞争。特斯拉被高频电磁波迷住了。利用它们，他能够做出：• 充满氖气的灯。这种新型照明不需要发光灯丝；气体本身可以发光。• 使真空管在远处发光，不需要与波源有直接接触。• 把一根金属棒加热到非常高的温度。• 在50英里（80公里）之外的纽约州西点军校，仍能探测到他在纽约的实验室产生的电磁浪。许多发明家为无线电的发展做出了贡献，但古列尔莫·马可尼因这项发明于1909年获得了诺贝尔奖。特斯拉对自己的基础性和独创性贡献得不到认可感到不满，早在马可尼发明第一个原型机之前，特斯拉就已经申请了专利。1943年，特斯拉去世几个月后，美国最高法院终于承认特斯拉的专利发明是马可尼最初成就的基础。特斯拉看到了电磁波的另一个用途。他认为它们让大规模无线传输电能成为可能。1898年，他搬到科罗拉多州斯普林斯，建造了大型线圈，它们现在被称为特斯拉线圈，特斯拉用这些线圈产生了巨大的电压。有了它们，他能够制造人造闪电。他在距离25英里（40公里）外的地方点亮了200个灯泡，并试验了通过空气或地球自身传送能量的方法。一年后回到纽约，他说服银行家J.P.摩根（J.P.Morgan）支持他建立一个可以在全世界范围内进行无线通信的系统，这个系统可以将新闻、邮件甚至图片进行无线传输。特斯拉还在梦想着能传输电能。他在长岛建立了一个名为沃登克利夫（Wardenclyffe）的实验室。在那里，他建造了一座187英尺（57米）高的木塔，并将钢管打入数百英尺深的地下。随着费用的增加，摩根退出了这个项目。由于债台高筑，特斯拉被迫在1905年摧毁了这座塔并放弃了实验室。但在他的余生中，他始终坚信无线电力传输是可行的。与此同时，特斯拉利用电磁波制造了一艘可以用无线电控制的船。他发现，在非常高的电压下，他自制的真空管会发出可以穿透固体的射线，他创造了他所谓的“阴影图”，因此成为第一批尝试研究X射线的人之一。随着时间的推移，特斯拉对高频电磁波的研究形成了从微波炉到阴极射线电视显像管等各种创新的基础。特斯拉把他的发明天才带到了一个与爱迪生等同时代人不同的方向。他对高频电和无线电波这一未知领域的探索为许多追随他的发明家开辟了道路。调谐特斯拉所依赖的另一个重要原理是电共振的概念。导体（我们称之为天线）甚至可以从数百英里外接收电磁波。但要从不同频率的多个波中选择一个，接收器需要“调谐”，也就是说，它需要在这个频率下同电磁波发生共振。这和让小提琴弦与音叉共振的想法是一样的。特斯拉发明了一种调谐电路的方法，直到今天，我们仍然通过“调谐”接受广播或电视。特斯拉的遗产一向古怪的特斯拉现在被认为患有强迫症。随着年龄的增长，他的怪癖变得更加明显。他有一种对细菌的恐惧症，并且会拼命洗手。他只吃煮过的食物。他痴迷于数字三。他声称自己收到了来自外太空的信息。作为一个老人，他对鸽子情有独钟，他把鸽子偷偷带进了自己的酒店房间。早在1891年，乔治·威斯汀豪斯的公司就濒临破产。为了帮助那个当年信任他的人，特斯拉同意放弃西屋公司在交流电专利上所欠的版税。这位发明家本可以靠这项赚数百万美金，但现在却一贫如洗。威斯汀豪斯于1914年去世，他从未对特斯拉的贡献做出过充分补偿。然而特斯拉仍在继续他的发明。他一生中至少获得了275项专利。他留下了一长串的名单，其中许多是最终也没实现的：• 1904年，他发明了一种高效的无叶片涡轮机，但该设备没有商业应用。• 他提议利用地热、太阳能和风能发电。• 在电离层被发现的几年前他就推测电离层的存在，电离层是地球大气层中的带电层。• 他为汽油发动机的一种火花塞申请了专利。• 他发明了第一个基于机械振动的电子钟。• 他的最后一项专利是一种垂直起飞飞行器，这将在很久以后成为现实。特斯拉的想法并非都奏效。他的无线电力传输梦想从未被证明是可行的。他驳斥了爱因斯坦的工作，而他驳斥的内容将构成现代物理学的基础。在第一次世界大战期间和之后，特斯拉研究了一种“死亡光束”，但在科幻电影之外，它从未被实现。1943年，特斯拉在纽约一家酒店中孤独中去世，享年86岁。“总有一天，”特斯拉在1915年预测，“比如说，全世界将建立六个巨大的无线电站，地球上的所有居民不仅通过声音，还可以通过画面，联系彼此。”听起来熟悉吗？该不会这就是我们用的手机吧？ 作者： 2022/04/28 09:23
  • 中国人身高增幅居世界第一！你贡献了力量吗？ 早前全球知名医学期刊《柳叶刀》发表了一项研究结果，结果显示，中国19岁男性的平均身高达到了175.7厘米，从全球第150名上升到65名，19岁女性的平均身高也有163.5厘米，从129名上升到了第56名，均超过了日本和韩国，成为东亚第一。并且在过去这35年间，中国19岁男性的平均身高增长将近9厘米，在200多个国家和地区中增幅位居第一，女性的平均身高增长也达到了6厘米，增量位居世界第三。图片来自：ncdrisc通过数据，我们发现中国年轻人已经很接近美国年轻人的平均身高（男生176.9厘米），这与我们刻板印象里的中国人身材普遍矮小有很大出入，甚至在国外搜索网站谷歌中，“中国人为什么这么高”的搜索热度已经超过了“中国人为什么这么矮”，外国人对中国人身高的普遍认知也在不断的发生变化。这样的结果也引发了不少网友的热烈讨论，很多人纷纷表示现在随着生活条件的改善，一代人比一代人高，甚至在初中都能见到很多一米八以上的男生。图片来自微博为什么年轻人身高增速如此快？首先，国人身高的快速增长与我们国家的经济腾飞是密切相关的。让我们先来看看隔壁邻居日本。由于日本是个岛国，环境封闭，耕地面积少，食物来源不足，缺乏肉类等含有大量蛋白质的食物，种种原因导致了日本人在上个世纪以前身材一直都普遍矮小。二战之后，日本政府为了提高国民健康水平，提出了“牛奶计划”，鼓励日本民众一天一杯牛奶，后来事实证明，这个计划是成功的，日本国民的生活条件得到改善的同时，人们的身高也实现了快速的增长。也表明了饮食水平和均衡的营养对人的身高增长是有着巨大的帮助的。图片来自：hippopx上个世纪八十年代以来，百姓的生活水平得到了很大的提升，营养水平的不断提升也就不断地加快了一代又一代人的身高增长速度。另外一方面，从生物遗传学的角度来讲，基因对人的身高也有着巨大的影响。虽说基因不能完全决定一个人的身高，但是却和人的身高密切相关。可以说人的身高60%-80%是由先天基因决定的，只有20%-40%取决于后天因素，如：自然环境、物质条件等等。让人节省能量的基因我们东亚人身体内还有种神奇的基因，根据摄入能量的不同，调节我们的体型。这种基因叫做——东亚突变型GHRd3基因，是智人、丹尼索瓦人和尼安德特人在一百万至两百万年以前通过突变得到的，它能让人在恶劣环境下，降低对人体内生长激素的敏感性，让后代体型更加矮小，从而应对资源不足的外界环境。在资源匮乏的环境中，这种基因表达就会开始扩张，人类会倾向于摄入更少的食物，从而度过饥荒，大大提高了人类在恶劣环境中的生存能力。而当资源充足的时候，这种基因表达就会降低，增加食物的摄入量，增大人类热量消耗，也会使人类的体型更加膨胀。正是由于中国近几十年来飞速的发展，生存资源在短时间内得到了剧烈的变化，中国人从资源极度匮乏的环境迅速过渡到了资源充足的环境中，导致了东亚突变型GHRd3基因表达迅速降低，这也直接导致了中国年轻人身高的迅速增长。让下一代变高作为个人来说，我们虽然不能控制自己的基因，但也能通过努力来让自己的孩子高一点点。比如，要摄入足够的营养，补充足够的蛋白质和矿物质。春夏季是青少年最容易长高的季节，家长可以抓住这段最好的长高时机，合理的搭配孩子饮食。另外，保证充足的运动、睡眠，以及愉快的心情，都会促进长高。图片来自：hippopx此外，科学研究证明，阳光是有助于孩子的生长发育的，大家可以增加孩子的户外活动时间，保证充足的日照。参考文献：[1]中国19岁男性平均身高175.7厘米，女性163.5厘米[J].课堂内外(小学智慧数学),2021(Z1):31.[2]丁力,王林昌. 韩国与日本实施学生饮用奶计划对我国的启示[J]. 农产品加工,2006(2).[3]鹿玉菲,高新平. 牛奶的营养与人体健康[J]. 大家健康（中旬版）,2013,7(3):161-162.[4]胡存田. 儿童长高在五月[J]. 开卷有益（求医问药）,2005(5):51.[5]高维新. 宝宝长高有诀窍[J]. 启蒙（3-7岁）,2016(5):34-35. DOI:10.3969/j.issn.1004-4973.2016.05.020. 作者： 2022/04/28 09:22
  • 盲水印”图里藏字？这还不是最会藏信息的…… 2007年，摇滚乐队九寸钉乐团（Nine Inch Nails）发布了专辑《零年》（Year Zero）。在正式发行专辑之前，他们在演出场地留下了彩蛋。有观众在演出场地的洗手间发现了一个U盘，里面存储着即将发行的新歌My Violent Heart。U盘里的这首歌，和正式发行的版本不太一样。人们发现U盘中的这首歌在结尾处出现了几秒钟的噪音。为了看看这些多出来的噪音到底咋回事，有人把音频文件放进了专业的音乐软件中。这时，频谱图里出现了一只手。音乐的频谱图里藏着的手（左），和专辑封面上的那只凭空出现的手（右）如出一辙。几乎不会有人想到，用耳朵听的艺术里还隐藏着图片。人们早就开始利用这种反直觉的方法，偷偷传递一些“听不见”的信息。听不到的信息在音乐文件里藏图，一直都是电子音乐家的基本操作之一。英国电子音乐家Aphex Twin总喜欢恶搞自己的脸。1999年，他在歌曲“Equation”中直接将脸印在了音乐结尾。当人们把这首奇怪的音乐放到音乐编辑器里时，他们吓了一跳。音乐的最后几秒，你会“听到”一张脸丨Maxdamantus/Yotube经过信号变换，人们可以将音频转换到频域进行处理。在频谱里，不同的色彩和位置代表了不同频率信号的分布。如果你并不在意最终的音乐是否好听，那就可以把频谱当成画板，随意涂抹里面的信号。有网友就通过图片频谱转换软件，将自家的猫猫照片转换成了音乐。理想：听听我家猫！现实：噪音。丨monotoniac/Youtube直接把频谱图当画板的人们确实有点“极端”，因为这样的音乐听起来非常诡异，几乎没有什么旋律可言。用这种异常的音乐传递隐藏信息容易露馅。而另一些操作，可以让消息更加隐蔽地传递。2010年，哥伦比亚军方计划向被反政府武装俘虏的士兵传递信息。传递的信息很可能会被反政府武装看到，存在一定风险。因此，他们需要把信息隐藏起来。据之前获救的人说，他们被俘虏时可以收听电台。于是军方联系了音乐制作方，制作了一首流行乐Better Day(更好的日子)并在丛林地区覆盖的小型电台进行播放。这首歌里，藏着摩斯电码。据报道，后来被释放的人质提到了这首歌中的隐藏信息：“19 人获救。你是下一个。不要失去希望。”Paul Dancstep/Vimeo在音频里隐藏信息或许离人们的生活有点远。不过在图片领域，“隐写术”早就成了瞒天过海的妙招。图片：我也挺能装隐藏信息一直都是人类的“刚需”之一。隐写术的目的，就是只让特定的人员可以知晓传递中的信息。有人欺骗你的听觉，也有人试图欺骗你的视觉。今年年初，豆瓣网因为一张App截图被“骂上热搜”。有网友发现豆瓣为了防止未授权的搬运，在页面中嵌入了肉眼难以发现的“盲水印”，内容包括截图用户 ID、被截图帖子 ID、截图时间。这些水印文字的颜色和背景颜色相似，人们用肉眼难以分辨。在深色模式下可以看到这些水印信息丨PConline是图还是压缩包？在网盘还没有成为主流，“种子资源”独霸天下的时代，“种子”仿佛成了互联网盗版资源的代名词。盗版资源的种子当然会遭到封杀。为了继续分享这些资源，人们想到了一个非常隐秘的方法：把种子文件藏在图里，做成“图种”。当你把一张jpg图片下载到电脑中，再把后缀名改成.rar，就可以得到一个包含着种子文件的压缩包。网络上的图种生成器这种隐藏技巧其实并不难，对于图片文件来说，文件数据包含了开始符和终止符。当你用图片浏览器打开图片时，浏览器只会识别作为图片这部分的数据，从而显示开始标识符到终止标识符的图片。因此，人们可以在终止符后继续添加数据，并且不被图片浏览器发现。不过这种增加数据的图片隐写术只能躲过审核员的肉眼。一旦遇到扫描软件，整个文件的信息就会被全部扫描出来。加数据危险？那就直接“改图”图片本身其实是一系列像素的色彩数据，如果在这些数据上进行微小的改动，就可以把信息嵌入图中。比如把每一个像素点中的最低有效位数据（Least Significant Bit, LSB）进行修改，就可以不动声色地在图片里藏入信息。上左. 隔壁编辑同事麦麦的可爱猫猫。上右. 在猫猫里藏入了果壳Logo，是不是和左边看起来没区别？下. 提取上右图片的最低位信息，得到隐藏的果壳Logo。除此之外，图片的属性信息、频域信息等都可以变成隐藏其他信息的载体。通过这些方法，各类图片都可以被藏入额外的信息。因此也有黑客搭上了这趟“顺风车”。病毒文件、钓鱼网站……在看似正常的载体下隐藏恶意代码，也成了电脑经常中毒的原因之一。藏着病毒代码的图片想体验简单的隐写术也不是什么难事。有很多在线网页和工具可以让你将信息直接藏在图里。在这些网站里，你只需要上传照片并填写需要隐藏的信息，程序就会把信息写入图片之中。别人只需要将隐藏后的图片上传到网站点击“解密”即可提取这些信息。隐写术发展至今，载体也在不断更新。从普通的书写文本到数据代码，甚至是以DNA为载体，人们还在不断探索隐藏信息的新方式。或许对于普通人而言，隐写只是一种偶尔尝试的消遣。但对于信息安全人员而言，如何更好地隐藏和发现信息，一直会是重要的研究议题之一。你截图的时候，某些app会偷偷把你的信息标记在图片上；一张看似正常的图片，把后缀改成rar就变成了种子；一张图片经过软件解码会变成另一张图片——以上都属于图片隐写术范畴。参考文献[1] 豆瓣被爆出在截图中添加盲水印，包含用户 UID 等信息。https://www.ithome.com/0/603/924.htm[2] Steganography. Wikipedia. https://en.wikipedia.org/wiki/Steganography[3] Yildirim, Melih. "Steganography-based voice hiding in medical images of COVID-19 patients." Nonlinear Dynamics 105.3 (2021): 2677-2692.[4] Michael Raggo, Chet Hosmer. 数据隐藏技术揭秘：破解多媒体、操作系统、移动设备和网络协议中的隐秘数据[M].机械工业出版社, 2014.[5] Image Steganography. https://incoherency.co.uk/image-steganography/[6] Channalli, Shashikala, and Ajay Jadhav. "Steganography an art of hiding data." arXiv preprint arXiv:0912.2319 (2009).[7] Is the Image Hidden in Aphex Twin's "Equation" the Best Easter Egg in Electronic Music? https://www.vice.com/en/article/nzm7mz/aphex-twin-easter-egg[8] Aphex Twin. Wikipedia. https://en.wikipedia.org/wiki/Aphex_Twin#cite_note-WinlickChart-74[9] Johannes Trithemius, Archmage of Secrets. https://medium.com/@dzanemorris/johannes-trithemius-archmage-of-secrets-9fc0e7bde40d[10] Reeds, Jim. "Solved: The ciphers in book III of Trithemius's Steganographia." Cryptologia 22.4 (1998): 291-317.[11] 李旋,陈妍. 隐写术在网络空间安全中的应用与分析测试方法[C]//.2019互联网安全与治理论坛论文集.,2019:199-203.DOI:10.26914/c.cnkihy.2019.023084.[12] 高华玲.信息隐藏关键技术研究综述[J].电子世界,2016(09):146+148.DOI:10.19353/j.cnki.dzsj.2016.09.109.[13] Steganographic Decoder. https://www.xhcode.com/converter/steganographic-decoder.html[14] Cui, Meiying, and Yixin Zhang. "Advancing DNA Steganography with Incorporation of Randomness." ChemBioChem 21.17 (2020): 2503-2511. 作者： 2022/04/28 09:22
  • 全国12省暴雨预警！一文读懂气象系统中的“小钢炮”——强对流天气 在篮球场上有这样一群人，看起来普普通通，个子不高还有些发胖，热身时的上篮的动作也不显眼，但一旦开始计分打起来，那动作是又快又恨，运球娴熟突破果敢，下重心紧核心、起跳腿加力、双臂环抱护球、上篮得分一气呵成，遇到大个子对手也丝毫不含糊，圆润的身材下一身的肌肉，对抗时撞得人生疼，一个变向就切入内线，来无踪去无影，人称胖版艾佛森——球场小钢炮。此类技术风格的选手在气象系统的篮球比赛中也很常见，这种派别我们称其为“强对流”。如果说球场上的“强对流”你没遇到过，那生活中的强对流天气你肯定体验过，毫无征兆忽然就刮起的狂风、一声炸雷后疾急而至的雷阵雨、砸在屋顶玻璃上噼啪作响的冰雹，人称“强对流三兄弟”，单独哪一个出现都破坏力极强，而且它们还经常组队参团。强对流天气——对的哪两个流？在我们周围的大气中，冷和暖之间可以对流，上下层之间也存在对流，一刻不停地进行着能量的交换，相应的在温度、湿度等方面发生变化，而强对流就是“利用”了大气结构中上层冷、下层暖的不稳定层结特点。现在正值春季，随着太阳直射点的变化，入射我国的太阳辐射能量不断增强，所带来的变化就是地面快速升温，进而使得低空大气的温度升高，原本由南方向北输送的暖湿气流与之叠加，进一步加强了低层大气的温度和湿度，一个低空的暖湿“流”形成了。而另一方的高空大气也不含糊，从西北方向源源不断的向南集结，它们的特点就是“冷+干”，这样一来就形成了一上一下、一冷一热的大气分层结构，更为关键的是，这种大气结构并不稳定。当遇到地形起伏，暖空气被抬升或是冷空气加速南下等情况，就可能让冷暖气流“见面握手”，此时，原本水平运动的两层大气就会形成上下方向的垂直运动，暖空气带着丰富的水汽向上冲，随着高度的上升，温度不断下降，水蒸气凝结成为水滴，水滴受到重力影响转头向下，但在下降的过程中还可能遇到不断增强的上升气流，水滴被裹挟着再次上升，并和周围的小水滴组成更大的水滴，如此反复几个来回，水滴越来越大、越聚越重，此时，下方的上升气流再也托不住它们，滚滚雷声中瓢泼大雨骤然落下。能量强来势猛的“小钢炮”还记得一开始我们提到的篮球场小钢炮吗？和强对流天气的特点有些相像，经常是晴空万里的天气里过不多久就变得乌云密布，伴随着雷暴云中的电闪雷鸣，大雨落下，如同配合假动作的变向突破上篮。比如今年4月11日发生在四川盆地的强对流天气过程，先是来自青藏高原的冷空气南下深入形成高原槽，与西南方向的暖湿气流相遇，再加上重庆上空蓄积着的大量能量，一时间就像是冷水浇到热锅上，很容易瞬间激发出强对流天气。重庆周边就是这样出现了强对流天气。11日晚，重庆出现了冰雹并伴有狂风，雷达图上显示铜梁区的阵风风速接近30m/s，再加上地形和建筑所构成的狭管效应，地面阵风进一步加强，最终给当地造成了巨大的损失。四川宜宾11日当晚的雷达回波图“红得发紫”，在雨水的拖拽作用下气流强烈运动，大风裹挟着冰雹一同到来。四川资阳下属的安岳，出现了13级的雷雨大风，113.9毫米的大暴雨；其中极值降水量达到1分钟7.3mm，10分钟降水更是达到了惊人的52.5mm，等于10分钟就下了一场暴雨。能量强、来势猛往往也就意味着范围小、持续时间短的特点，强对流天气影响的范围一般在几公里到一两百公里的尺度上，持续过程也多在一小时至十几小时，较短的仅有几分钟。了解是基础，防范是关键天气活动是大自然的必然过程，目前人类还没有能力去阻止它的发生，但我们通过了解认识强对流天气的形成过程，掌握了它的活动特点以及它所带来的影响，进而就可以找到防范它的办法。作为普通大众，对于强对流天气，要提高防范意识，增强接收相关预警预报信息的能力。比如说天气预报，以往我们主要了解自己所在地的气温、降水，那在强对流多发的季节，就不能只听“下不下雨，天儿热不热了”，关键的是预警信息，要注意预警信号的（颜色）等级、预警时间，以及建议的避险措施，可不能在收到相关部门的信息后还不当回事儿，那真是拿生命开玩笑。官方的预报信息除了电视里的天气预报，还有中央气象台的强对流天气预报，其中会对可能出现强对流的区域、过程预判、活动强弱、次生灾害等做出预报，在中央气象台的官方网站就可以直接查询。另外，年轻的朋友可以借助网络、新媒体等多种方式获取监测资料，比如反映降水的变化，最高效的就是“雷达回波图”，这是一种直观显示区域上空降水强弱的监测产品，通过主动发出雷达波并收集其反射回波的方式，计算出实时降水量的大小，而随着回波图的动态刷新，还能看出降水带的运动速度、方向，这对于在强对流天气过程中人们的活动出行、减灾避让都具有很大的指导意义。除此外还有一个咱百姓的“观天神器”，就是风云卫星的卫星云图，风云二号和四号卫星家族都可以对我国进行全年365天每天24小时不间断的监测，风、云、雨、雾等气象要素都能直观的看到，而最新加入观测队列的风云四号B星最高时间分辨率可以达到分钟级，甚至能分辨出降雨带和水汽云团的精细动态变化。球场小钢炮虽然厉害，但也怕比他更高的、更壮的、更快的，而对于强对流天气，有了卫星、雷达、地面台站的立体观测，再加上自动化的数据传输和快速的处理能力，完备的渠道和网络第一时间将预报预警信息发送给大众，早预警、早行动，帮助人们将强对流天气的影响减到最小。 作者： 2022/04/28 09:21
  • 每周精选
  • 2024年9月21日天气预报 2024年9月21日天气预报
  • 2024年9月20日天气预报 2024年9月20日天气预报

© 2014 内蒙古科学技术厅 | 呼和浩特市新城西街141号科技大厦二楼

技术支持：内蒙古自治区农村牧区信息化工程技术研究中心 | 呼和浩特市山丹街2号科技大厦501

Copyright © 2024 内蒙古农牧业科技服务云平台 版权所有 蒙ICP备17002470号-1

Visitor：7065400 | 技术支持：0471-5262056 | 移动信息服务管理平台

蒙公网安备 15010502001035号
×
×

扫一扫下载APP，体验更多功能！