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知识本身并不重要,今天的结论很可能明天就会被推翻,重要的是从科学的发展史中吸取智慧。欢迎和松鼠们一起回顾上周的科学资讯。

火星探测史(5月28日资讯:美国航空航天局宣布“凤凰”号火星探测任务结束

自从松鼠会推出“资讯”以来,几乎每周都会有“来自火星的消息”(后来发现其实是我的错觉,只是每周都有天文资讯罢了),这让作为伪天文学爱好者的小编深感脑容量不够,于是特别请出天文专家松鼠老孙帮忙梳理梳理:

火星是除了月球.金星之外离我们最近的天体(轨道半径1.52天文单位),火星大冲(即离我们最近)时,距离不到6000万千米,火星和地球的极度相似性,让它成为观测热点,也是载人航天的下一站(大家还记得有中国小伙参加的"火星500天"模拟航天项目吧,儿童节过后马上就要开始了,祝他们好运!).

在火星探测上,有个著名的“科学迷信”叫做“火星诅咒”(Mars Curse),因为苏联-俄罗斯/美国等国家前往火星的数十个探测器有2/3都以失败告终,仿佛战神玛尔斯不希望人类看到他的真面目。

目前在火星轨道和表面工作的探测器有:

本条资讯中的"凤凰号"(Phoenix),2007年到达火星北极,确认了火星上有水存在——在它的降落点就刨出了冰,并发现了水环境下才能合成的矿物,提供了火星早期存在湿润环境的证据。

火星勘测轨道飞行器(MRO),2005年进入轨道,在轨观测火星地面环境,并提供火星车和地球之间的通讯。

火星探测漫游者(MER),2003年将勇气号(Spirit)和机遇号(Opportunity)两辆火星车送上火星。关于这两个火星的故事请参考宇航出版社的《登陆火星》,由美国火星车项目首席科学家撰写的火星探险历程,不容错过。

火星快车号(Mars Express), 在轨观测,由欧洲空间局发射。它的另一项任务是送英国的“小猎犬2号”着陆器上火星(按达尔文乘坐的“猎犬号”帆船命名),目的是寻找火星上可能存在的生命信息,可惜着陆器着陆时损坏。

2001火星奥德赛号(2001 Mars Odyssey),2001年升空,在轨探测卫星,寻找火星上水与火山活动迹象。喜欢科幻的朋友应该注意到它的名字来自于克拉克的《2001太空漫游》(2001 Space Odyssey),而奥德赛这个名字则是荷马的名著。

火星全球勘探者号(MGS),1996--2006年在轨工作。

这些火星探测器,发现了火星上存在水的证据,也发现了火星上远古洪水的痕迹,对于火星演化的研究提供了重要的依据。

接下来几年,各国有好几项雄心勃勃的火星探测计划要实施,奥巴马总统更是取消了用于重返月球的“星座”计划,鼓励商业宇航公司发展近地航天项目,而美国宇航局的主要力量用于发展火星及更远目标的航天,并计划于2035年实现载人航天器环绕火星飞行。

2011年中国的火星探测卫星“萤火一号”将和俄罗斯的“火卫一—土壤”卫星一起搭乘俄罗斯火箭飞往火星。让我们拭目以待吧。

感谢老孙的辛苦整理!每次看到人类在航天方面的探索,就特别感动,像看到一个人始终为自己儿时的梦想不懈地不计得失地努力着。

益生菌的发现史(5月28日资讯:对178个人体内微生物基因组的分析结果

人体表面和内部的微生物细胞数是人体自身细胞数的十倍,这是一个什么概念呢?小桔子翻译了一段07年的Nature杂志上的一段话(看出处在这里):

“人类基因工程完成之前,有些科研人员预言说这个工程大约会发现100000个基因。结果揭晓,人类基因组一共只有大约20000个基因——和小不点的果蝇差不多,好多科学家震惊了。然而,如果我们将‘人’这个定义设定得宽泛一些,那么10000这个数字恐怕还低估了基因组的大小。共生在人体表面以及内部的微生物生态系统已经明显影响了人的一些特征,这么说来,人并不是孤独地在演化。如果我们把‘人体’看成一大堆微生物细胞和人细胞的叠加,如果把人类遗传图谱想象成人和微生物基因组的总和,如果说人的代谢活动是人和微生物的共同作用,那么我们在未来将要揭示的,可以说是‘人类超级生物体’的全局图景。”

所以就不难理解人体微生物基因组为什么重要了,不仅因为实际上人需要了解这些和我们一起演化的小伙伴儿们;也因为人体代谢许多活动,包括抵御外来病毒等等,本身就和微生物群体的多少、健康状况有很大关系。大家最熟悉的例子就是消化系统菌群,大肠杆菌、乳酸菌的比例,直接影响排泄物组成和消化系统健康。以前听说过一个故事不知道是真是假,请医生们讨论……故事是这么说的:有个欧洲村子,人长寿,后来发现他们喝好多好多酸奶,肠道的菌群组成甚至因此有改变,然后就影响了人的健康状况。

广告的确教给我们,酸奶中有一种好东西叫“益生菌”。“那个故事就是益生菌发现的历史嘛。。。”云无心大侠引用一段重要历史文献

“俄国免疫学家梅哥尼科夫(Metchnikoff)注意到保加利亚的农民比较健康长寿。他把原因归结于他们所食用的发酵牛奶中含有的活细菌,这就是益生菌概念的产生。随后的一百多年中,科学研究逐渐认可了这个概念,认为补充足够数量、适当种类的活细菌,有助于人类增强免疫力、抵抗细菌感染等等。对于益生菌的研究,也越来越受到关注。据统计,在1965至2008年之间,人们至少进行了3000项关于益生菌的临床研究。”

研究虽然证实益生菌确实有益,但是酸奶本身有没有作用呢?小桔子又问了:“即使吃酸奶真的对健康有作用,这个作用也不知道是通过1.改变肠道菌群组成;2.酸奶有效成分来实现的对么?”

但是,云大侠表示:“一般认为是1,貌似也有一些实验证据;跟牛奶相比,酸奶的改变只有乳糖转化成了乳酸。”

自测太阳镜质量?(5月28日资讯:欧洲制造的太阳镜,与紫外线防护能力

即使花了15美元的“大价钱”买的太阳镜戴上后还不如不戴?那我们怎么“像爱自己的眼睛一样爱自己的眼睛”呢?不妨自己把把关?水龙吟说自己检测也不是什么难事。

自己检测的主意很不错,光谱分析仪(Optical Spectrum Analyzer)是一个很常用的工具,可以直接测得一个光学镜片的反射率和透射率,不过一般的光谱仪测的波长是300纳米 - 1700纳米,紫外部分比较少。所以也许需要特殊的紫外灯——其实不需要激光,只要一般的紫外灯(那种用来验证真伪币的灯就是紫外灯)就可以。

眼镜业可以再添一个赚钱的项目了。沐右还给补充了一个光源“专利”:

氙灯完全可以拿来作为从紫外到近红外的光源。这个应该比紫外激光器便宜多了。

GPS升级(5月27日资讯:GPS全球定位系统将花费80亿美元进行升级

美国要花80亿刀来升级GPS全球定位系统,各国都在筹建自己的卫星导航系统。

目前已经/正在发展的全球卫星导航系统(GNSS)中,GPS(1993年建成)是最著名的,由于GPS是由美国军方主导开发的(GPS有军、民两套独立工作模式),为了避免将来可能的麻烦,其他主要国家/区域力主开发自己的卫星定位系统,比如GLONASS(俄罗斯,1995年建成),Galileo(欧洲和中国联合开发,2014),以及中国的北斗系统(Compass,2020)。在民用的层次上来说,北斗目前公布目标数据精度是几十米,至于军用的就是保密数据了。有心的同学可能会注意到每颗北斗卫星升空时都会引来国际关注,有人说GNSS已经处在军备竞赛状态,虽然大多数人都否认这一点。(老孙)

有必要做这么多“重复建设”吗?希望可以带动其他技术的发展吧。

恒星吞食行星(5月27日资讯:恒星吞食行星?从理论的预测到观察的验证

科学的发展一次又一次超过我们的想象,因为我们的想象总是建立在自身经验的基础上。几个月前北大天文学者李抒璘提出的理论迅速就得到了证实。对此,老孙是这样评价的:

我们都是经验主义者,总是按照自己的样子去描绘......上帝和一切。但对太阳外行星的研究从一开始就超乎人们的意料。第一次发现太阳系外行星(extrasolar planet)是在1992年发现围绕一颗脉冲星的三颗行星,而此前人们总以为超新星爆发(有时会形成脉冲星)会摧毁这些行星,此后直到现在发现的400多颗太阳系外行星中,大部分是离恒星非常近的大质量行星(你能想象在水星轨道以内发现一颗比木星质量还大的行星么),所以称为“热木星”,这些发现都对我们以太阳系为基础的行星形成理论形成了挑战。

WASP-12b就是这样一颗大质量行星(恒星名WASP-12,b表示这是在这颗恒星周围发现的第一颗行星),它的质量比木星大41%,轨道半径却只有地球到太阳距离的一半,围绕恒星的运动周期只有一天多一点,靠近恒星的那一侧温度可达2200度,这个温度足以融化钢铁。对太阳系外行星的寻找,既是人类好奇心的驱使,也是将来“星际殖民”的前奏,目前已经找到了“类地球”行星,或许有一天我们将启动人类向宇宙的第一班航班。

啥叫“量子隐形传态”?(5月25日资讯:自由空间量子隐形传态距离达到16公里

中科大和清华的研究人员在《自然》上发了一篇文章,还是关于光子的,这个消息怎么听怎么觉得很牛。加上那些听不懂的名词,小编就更加感叹自己的高中物理已经不够用了。那么,究竟什么是“量子隐形传态”呢?Sheldon是这样解释的:

量子隐形传态的英文是teleportation,在很多国外游戏如《暗黑破坏神》中,这个词又可以被翻译成瞬间移动。在大刘的科幻小说《三体》,外星人就是通过量子隐形传态技术从数光年外瞬间获得地球上的信息,那个臭名昭著的技术载体叫做“智子”。

不过科学研究中的量子隐形传态并不像我们想象的那样科幻。

在最简单的例子中,隐形传态的任务是把某地(如八达岭)的粒子A的未知量子态X,传送到远处的某地(如怀来)。传送任务借助的工具是一组Bell基,可以通俗的理解为两个粒子所组成的纠缠态。Bell基的一个粒子B在八达岭,另一个粒子C在怀来。所谓“纠缠态”,就是说这两个粒子“心灵相通”,“心心相印”,当其中一个粒子的状态被改变时,远处另一个粒子的状态“瞬时”也得到相应的改变。

量子隐形传态可以分为三个步骤:

1.在八达岭按照某种规则对粒子A和B进行测量,这会同时改变粒子A和B以及远在怀来的C的状态。

2.将测量的结果以经典方式(如打电话,发短信)发送给怀来的工作人员,这个速度不会超过光速。

3.怀来的工作人员根据测量结果,对粒子C进行操作,不同的结果对应不同的操作。此时,粒子C的量子态变换为开始时粒子A的量子态X。

整个过程中我们都不知道量子态X是什么,但实现了把它从八达岭传送到了数公里外的怀来。

篇幅所限,不能详细叙述,有兴趣的同学可以看一篇不错的英文介绍:http://lightlike.com/teleport/teletalk.pdf

还是期待Sheldon童鞋能写一篇文章详细的给我们讲讲这听起来这么酷的东西。

哥白尼的葬礼(5月27日资讯:波兰重葬天文学家哥白尼

哥白尼的葬礼于最近举行,没错,就在哥白尼死后467年。这个我们从小就熟悉的名字,无数次地用在作文里地人物,在确定遗骨之后得以厚葬,即使已经过去近五百年。这是一个国家对科学和科学家的尊重,甚至连教皇也参加了葬礼。

其实和我们小学课本上科学家们“反宗教反迷信斗士”的形象相反,很多科学家本身就是教士或信徒,比如“孟德尔遗传规律”的孟德尔,比如“牛顿理论”的牛顿,当然也包括“哥白尼革命”的哥白尼。和宣传中宗教“反革命反科学”的形象不同的是,基督教在历史上保护了罗马崩溃后残存的古典文化,教皇发起的十字军东征又从阿拉伯人手里迎回了希腊文化经典(比如托勒密的《天文学大成》,亚里士多德的著作等),这才有了文艺复兴,在历史上,基督教其实更多的是文化艺术的保护者和学者的支持者。只是后来科学强大起来取得了独立地位,具有“进步史观”的学者们逐渐把宗教列为科学的敌人之一。历史就是这样错综复杂。

哥白尼虽然有个好舅舅,帮他谋得了不小的教区(相当于高级公务员),衣食无忧,但他也是个积极上进的好青年,在履行教士职责之余,文成(建立了日心说)武就(领导过城市保卫战)。哥白尼的日心说在出版之前就在小范围里传播,但担心这个学说和主流观点(教会的官方哲学)地心说相冲突,所以迟迟没有出版,出版之后也没有被列为禁书。直到1616年,伽利略被宣判有罪,《天体运行论》才被禁止发行。但过了一百多年,1741年,教皇本笃十四世就承认了宣判的错误,撤销了对伽利略著作的禁令,以后教会又多次表示对伽利略的审判是错误的。当前也有很多学者认为科学和宗教应该“和谐相处”。457年后,哥白尼得以由天主教会重新安葬遗骨,或许就是这种“和谐”的一个证明吧。(老孙

对于“基督教其实更多的是文化艺术的保护者和学者的支持者。只是后来科学强大起来取得了独立地位,具有“进步史观”的学者们逐渐把宗教列为科学的敌人之一。”沐右有着不同的看法:

老孙光说了宗教的积极一面。中世纪为什么被大家公认为黑暗的时代?有多少人被当作女巫和异教徒烧死?这些人里面有多少是像布鲁诺那样宣传教会不同观点的科 学家?并不是拥有“进步史观”的科学家们背信弃义,科学和宗教从开头就没有融洽相处过。如果哥白尼不是有个好舅舅,又在后来表面上宣称放弃了日心说,被烧死的肯定有他一个。

哥白尼的舅舅到底是个什么样的人物?可以参考这里

科学和宗教的关系一直都是一个颇具争议的话题,老孙沐右的辩论当然不会这么轻易地就结束了,涉及到的科学史上的八卦也当然不知“哥白尼的好舅舅”这一个。小编看后受益匪浅。不过受到篇幅的限制,就不在这里全部贴出来了,有兴趣的童鞋就留言抗议吧!也欢迎大家参与到讨论中来。讨论的人多了,就在下期“看点”中给各位奉上^_^


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9 Responses to “一周资讯看点第9期:火星探测史超越“战神诅咒””

  1. way说道:

    伽利略啊北斗啊GPS啊不仅仅是精度不同,技术和功能上也有差异,不能简单的说是“重复建设”

    量子隐形传态这个...解释了反而更加看不懂了.....

  2. way说道:

    伽利略啊北斗啊GPS啊不仅仅是精度不同,技术和功能上也有差异,不能简单的说是“重复建设”

    量子隐形传态这个...解释了反而更加看不懂了.....

  3. 路过说道:

    宗教当然是科学的敌人,过去也是。科学上一条非常重要的原理,奥卡姆剃刀原则,其提出者——奥卡姆的威廉——就被宗教势力迫害了。科学能够有力地消解宗教,宗教当然会把科学当成敌人。

  4. upsuper说道:

    我觉得吧,宗教和科学并不矛盾,因为在某种意义上,科学不能证明也不能正否宗教的正确性。
    至于量子隐形传态,确实是越解释越看不懂了……

  5. shen sun说道:

    宗教和科学的关系,要看从那方面来说.从政治上来说是不矛盾的.而从科学角度来说是矛盾的.

    • upsuper说道:

      可是如果科学不能证否宗教的正确性就否定宗教,这反而是不符合科学精神的吧……

      • 伊藤博文说道:

        根据“不能证伪的理论不能用科学来否认”的逻辑,我给一个命题,磁疗能治愈百病,没治好的是你的个体差异”,这个命题无法证伪,任何一个逆反“磁疗治百病”的证据都会被“个体差异”否定,看来,这些伪科学都有立足之地了。

        另外,立论者需要自证,而不是说,没人提出逆反证据就等同于它正确,比如我说,你欠我100W,你当然无法就此举证,该举证的人是我才对,而不是说你举不出证据就等于你真的欠我100W

        宗教根本无法自证,这是显而易见的,最好的例子就是FSM,它声称“上帝”是飞天拉面大神,耶稣是拉面神的儿子,基督教俨然成了FSM的分支,这个东西把基督教气得跳脚,但没办法,宗教一方无法证伪,FSM也无法证实,根本没有自证的东西,完全不用反方举证来反驳,因为它自己从来就没成立过

        • upsuper说道:

          当然不能拿宗教与伪科学相提并论,完全不在一个高度上的东西。

          “磁疗能治愈百病,没治好的是你的个体差异”这个可以利用统计学规律来证否。如果“个体差异”大大超过“正常情况”,那就能说明这个东西至少基本没什么普遍性。

          至于你说我欠你100W,当然,如果你自己相信,那么没人阻止你,我也不需要证明。不过如果你要想要别人相信,那你就要想办法说服他,是不是?用什么说服别人呢?宗教和科学有自己不同的方法罢了,你可以说这种方法正确而那种方法错误吗?它们只是方法而已啊~

          如果你说宗教无法自证,那么我问你,科学可以自证么?逻辑可以自证么?至少歌德尔用逻辑本身推得了逻辑是不完备的,也就可以理解为是不可自证的。连整个科学推理的基础都是不能自证的呢,那你又有什么理由指责宗教不能自证呢?只因为在你看来科学看过去更正确一些么?

  6. ititjjk说道:

    北斗绝不是“重复建设”
    在这种关键技术上
    国家必须有自己的一套东西
    不然受制于人的滋味可不好受

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