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莱布尼茨:双11这么多人研究算数是在纪念我吗? | 科技袁周虑第33期

导读

科技袁周虑1111:莱布尼茨的双11;美国航天军民两开花;我们的新地铁又大又快。

这是【科技袁人】的衍生节目【科技袁周虑】的第三十三期,欢迎观看~

视频链接:

https://www.bilibili.com/video/av75391990?from=search&seid=7707944528836535778

部分评论:

清露晨霜:

我记得从哪里看到的一句话,你在双十一的时候,为了省钱,你以为你的对手是双十一规则的制定者,然而你的对手是高斯,牛顿,莱布尼茨,贝叶斯,辛钦,切比雪夫等人。打败你的不是双十一的规则,而是数学!

真理一族:

科学之花真美500

神奇究极研究兽:

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精彩呈现:

《自然》150周年:这10篇经典论文

S:阿玄,知道这期节目更新是什么日子么?

X:嗨,双十一呗,这我一堆手办抱枕等着补尾款呢,怎么会不记得。

S:就知道你要说这个,这双十一除了购物节之外,还有个很重要的纪念日,1675年11月11日 德国数学家莱布尼茨在求解函数y=x下方的面积时,首次引入了积分的方法。

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X:现如今微积分早已在各方面影响着我们的生活了,这转眼都过去了344年了,这样回顾科学的发展还真有点恍惚的感觉。

S:这不,前两天也是《自然》杂志150周年的纪念日,上线了150周年的特刊,看这期封面,每一个点代表了一篇论文,每一个颜色代表了一个学科。而点与点之间的连接,表明两篇论文曾在一项研究中被同时引用。人类的科学之花就这样绽放开来。

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X:值此诞生150周年之际,《自然》也评选出了在期刊上发表过的10篇足以载入史册的重磅论文,我们挑选其中几篇与大家分享,说不定就有出现在你的教科书上的成果哦。

S:第一篇来自物理领域,两位物理学家在把高能宇宙射线打向铅板后,他们发现了一些“V”字型的粒子轨迹,从而发现了“k介子”,它是夸克理论中不可或缺的粒子,也是粒子物理学标准模型的基础。

X:1985年,科学家第一次发现了C60结构,也就是大家熟知的足球烯,在0.7纳米的尺度上,它就像一个经典的足球,由12个五边形和20个六边形组成。这是纳米技术的一大里程碑,也带来了诸如石墨烯和碳纳米管等材料。同年,科学家还发现了南极上空的臭氧空洞,作者们也在论文里大胆提出,氯氟烃(chlorofluorocarbons)可能是造成这一现象的罪魁祸首。这个发现极大地改变了大气科学和化学领域,并推动了20世纪的环保活动。

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S:接下来几篇与生命科学相关,1925年一位澳大利亚科学家利用妻子的缝纫针,从一堆岩石里辛苦地挖出了第一块南方古猿的化石,改变了我们关于人类早期演化的认知,让我们更好地理解人类祖先与猿类分道扬镳之后,究竟发生了什么。

当然也少不了生物学历史上最重要的一篇论文,DNA的双螺旋结构,里程碑般树立在人类的历史画卷中。

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X:最近的一篇来自于1995年,科学家第一次发现其他行星系统,20多年过去了,这个数字从1,已经增加到了约4000。在表面一片死寂的宇宙中,或许人类并不孤单。

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S:过去150年来,自然杂志发表了近10万篇论文,每一篇都是无数科学家智慧与汗水的结晶,就像袁老师说过,就基本的动机而言,科学只是为了满足好奇心,而不是为了实用。但是当发现了新的原理之后,科学的用处却会远远超过单纯追求实用的做法。科学,是人类最伟大的“无用之用”!

【袁岚峰评论:在这里介绍的几篇论文中,跟我关系最近的就是发现C60的那篇。我的博士工作中重要的一部分,就是对C60的研究。其中有一篇就是发表在Nature上,那篇文章发现了C60的二维取向畴结构。

取向畴是什么意思呢?在一个二维平面上,放上许多C60分子。如果你粗略地看,那么每个C60分子就像一个球。这些球的中心排列成密堆积点阵,即每个分子周围环绕六个分子,就像你拿硬币或西瓜排成的最密堆积。

但如果你有更高的分辨率,你就会发现C60分子不是一个球,它是有取向可言的。比如说,跟底面接触的是一个顶点?还是一个五边形?还是一个六边形?还是一条棱?

这篇文章的要点,就是我们有这种原子级的分辨率,于是发现C60分子的取向是一块一块的。在一块区域内部,所有的C60分子都有相同的取向。而跨过两个区域的分界线时,所有的C60分子都变成了另一种取向。所以我们把这种现象叫做“取向畴结构”,就像磁铁中的磁畴结构。

在实验上,我们看到了C60的二维取向畴结构。在理论上,我们能够解释和预测出现哪些取向。所以作为基础研究,这是相当漂亮的工作。不过如果你问,这个工作有什么用?回答是,到现在为止好像还没什么用。

当然你可以说,能发Nature就是用处。这是开玩笑的说法,不过也反映了一部分的现实。虽然我们每次写论文都要绞尽脑汁写一大堆可能的用处,从信息存储到药物输运,但大部分情况下都只是想想而已。

用鲁迅式的语言说,从科学研究到实用的技术,正如煤的形成,当时用大量的木材,结果却只是一小块。无论如何,这样的努力是有价值的。只有做过这样的努力,你才会深切地理解科学是“无用之用”。

波音Starliner飞船

X:波音公司的Starliner飞船近日在新墨西哥州的白沙导弹试验场进行了紧急发射中止测试,尽管逃生系统的3枚降落伞中有一枚未能开启,但它还是安全降落,成功通过测试。Starliner的首次无人发射定于今年12月17日。

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S:作为NASA签约的两架新型航天器之一,另一个当然就是SpaceX的Dragon龙飞船啦,Starliner的曝光度显得低了不少,实际上也确实进展缓慢,016年波音提出修改发射期限,原定2017年测试首飞延后到2018年初。随后不久,又推迟到2018年底。等真的到了2018年,接连不断出现种种问题,到今天,龙飞船在今年3月已首飞成功,而Starliner还在等待12月的考验。

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X:波音公司的实力毋庸置疑,更重要的是,虽然表面上波音与SpaceX都是私人公司,但实际上波音多年以来一直与美国政府保持着密切合作,所以也被戏称为美国军工“国企”。所以现在美国在航天领域真的可以称得上“军民”两开花了。

S:所以我们也要清醒地认识到,我国的航天工业基础与美国还有相当的差距。也期待中国民营航天的发展能不断进步,共同推动中国航天事业上升。

中国新一代智能B型地铁通过无人驾驶测试 内置“黑科技”

X:据中新网11月8日报道,中车唐山公司最新研制的新一代智能B型地铁列车,7日在试验线上以无人驾驶的方式稳定运行,按指定位置精确地停靠站台,定位停车精度达2cm,标志着该车顺利通过无人驾驶测试。

S:上次刚说完智能重载列车,这回又是地铁来了吗?不过上次解释重载列车的难点我还能理解,可地铁的可控性还是要强许多的吧,所以这个技术最大的亮点在哪呢?

X:有的时候看着简单的事背后,蕴含的技术却没那么简单,这一次通过测试的列车智能控制系统可模拟41项场景,达到全球最高的GOA4等级,实现了一种全新的无人驾驶功能,列车在控制中心的统一控制下全自动运营:每天早上列车唤醒、准备、自检、出库到全天的运行,包括自动停车、自动开关车门,以及晚上车辆回库、清洗、休眠,全部实现无人操作。地铁运行过程中的技术状态、参数实时反馈到控制中心,一旦发生任何异常及故障,智能系统第一时间做出反应,并自动分析找到解决方案。

S:你这介绍是不是有点太官方了,比较抽象,有没有那种,就是听了就想要想去坐一次的新鲜东西。

X:那只要告诉你一点就行了:我们这新车,快,真的很快!目前国内外城市地铁列车一般最高运行时速80公里,而中车唐山公司研制的新一代智能B型地铁速度提升50%,最高运行时速可达120公里,也就是说,只要坐我们这车,你就能体验从未享受过的船新速度。

S:哦哦哦,有内味了!

X:还不只有快!新一代智能B型地铁采用6辆编组,最大载客量2300人,较普通B型地铁列车增加了238人,达到以往7辆编组的载客量。同时,新型地铁还采用了新型永磁牵引系统、内置轴箱转向架等一系列轨道交通行业的前沿“黑科技”,更轻的车身和1500V直流变频空调等节能技术,每列车每年可节省耗电400万度。又快又大又环保,你说,你想不想坐?

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S:想,想。

短讯一 雪龙兄弟”首次相聚

接下来带来两条短讯

1月6日电“雪龙”号极地科考破冰船6日抵达澳大利亚霍巴特港的港外锚地,与4日停靠霍巴特港的“雪龙2”号相距4.5海里(约8.3公里)。“雪龙”号7日停靠“雪龙2”号旁边的码头,这是“雪龙兄弟”首次相聚。下一站就是南极“中山站”!

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短讯2 “旅行者“ 2 号已脱离太阳系,进入星际空间,传回星际穿越的首批数据

近日美国艾奥瓦大学(University of Iowa)的研究人员通过旅行者“ 2 号飞船上一个等离子波仪器检测到的等离子体密度,确认了飞船确实跳跃出了太阳系,证实了“旅行者” 2 号于 2018 年 11 月 5 日进入星际介质(ISM)——由太阳风外吹而产生的气泡状边界之外的空间区域。继 2012 年“旅行者” 1 号冲出太阳系后,“旅行者” 2 号成为了第二个脱离太阳疆域的人造物体。这也是“旅行者2号”穿过星际空间的首批数据,随着旅行者探测器进一步深入星际空间,它们传回的新数据将进一步揭开星际空间的秘密。祝好运!

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