此时此刻,科学家对人脑的认识正在突飞猛进,获得很多可以直接指导我们日常生活的结果,但媒体对人脑知识的科普却远远比不上性知识。一般人可能对人脑存在观念上的错误认识,其中最重要的一个就是把人脑跟计算机做类比。
这种错误认识主要来自科幻作品。很多科幻作品认为人的记忆和技能,不但可以消除,而且可以输入。比如 Matrix 里面的人物可以通过直接收一段代码来学会一套武术,或者学会开直升机。最近的例子是电视剧《玩偶特工》,其中的人物简直就是一台计算机,你可以像安装操作系统和软件一样随时把他们变成别人。
有的有心人可能会质问,人的技能除了要记住动作要领这个“软件”之外,还包括肌肉发达程度这个“硬件”,你怎么可能仅仅改变软件就让人会武术呢?这个质问有道理,但是问错了。正确认识是人脑根本就没有“软件”。人脑的全部动作都是“硬件”意义上的。
人的记忆不是“录制”在大脑里,而是“长”在大脑里。大脑通过神经元(n...
Archive for category 骇版科普
Myth 和Truth:人脑不是计算机
Aug 27
受控核聚变 -4- 氦3的政治经济学
May 23
先简单介绍一下”放射性”,”辐射”这些东西是怎么回事。
一个人本质上就是一堆原子,这些原子通过各自电子和质子的互相吸引排斥 交叉结合形成分子,DNA等等。如果有一个外来粒子,比如说一个高速电子或者光子打过来,它可能把这堆运行良好的原子机器上的某个原子的电子打飞,导致这 个原子电离,就会改变它的带电量,使它跟其他原子的相互搭配出现偏差:
如果很多原子都这么被外来粒子造成电离,最后必然打乱分子和DNA的排列组合,人体组织就破坏了。DNA/RNA 乱了就会发生”变异”。当然也可能会发生好的变异(比如把黄瓜种子送上太空回来变成超级蔬菜),但大多数情况下不太好,重的甚至是直接死亡,轻的也可能会 传给下一代。
这种把原子打电离的行为被称为”致电离辐射”,可以想见,这种辐射需要高速,也就是高能量的带电粒子或者光子。很多人谈论”手机辐射”,或者计算机显示器的”辐射”,那些都是非电离辐射,至今没有直接证据表明手机产生的那么...
受控核聚变 -3- 登月的理由
May 20
『中国政府计划于2009年把宇航员送上月球,并最早在2015年开始开采氦3。』 – 摘自国外某研究生2006年选修《聚变与等离子体》课程的学期报告。
我不知道这哥们从哪看到的中国登月计划,反正他比所有中国人都乐观。如果你在1960年代问肯尼迪美国为什么要登月,他很可能会回答你因为不能让苏联先 登月。这个回答放在今天不算特别漂亮,给人感觉很像形象工程。所以如果现在你问中国政府为什么要登月,答案一定会提到氦3。
氦3是一种聚变能源。前文中我们曾经提到四个最容易实现的聚变反应:
其中的最后一个就是氘核与氦3原子核反应,生成一个氦4和一个质子,并释放大约18MeV的能量。”正常”的氦原子核是氦4,里面是两个质子和两个中子,而氦3则只有两个质子和一个中子。
氦是一种很常见的东西,比如做广告用的那中大气球和飞艇里面就是氦气,它比空气轻,但比氢气安全得多。地球大气之中氦气的含量挺高,是百 万 分之5.2。看来广告气球里面的氦气不太可能直接从空气中提取,但总之氦气肯...
受控核聚变 -2- 聚变ABC (下)
Apr 25
最”主流”的打算用于发电的核聚变反应是这样的:
这就是氘氚聚变。上面的两个参与反应的原子核,也就是燃料,是氘和氚,他们是氢原子的同位素。我们已经知道氢原子核就是一个质子没有中子,而氘(D)原 子核由一个质子和一个中子组成,氚(T)包括一个质子和两个中子。这个反应的结果是一个氦原子核(也可以说是被剥离了两个电子的氦离子)和一个中子,用公 式表示:
正如前面讲过的裂变反应,两边质量不同,导致右边出现了多余的 17.6MeV 的能量,作为反应生成物的动能。第一个图更直观的显示了动能的分配,氦离子得到了3.5MeV,而中子得到了14.1MeV。获得这样的动能,它们的速度 在每秒一万公里以上。如果粒子的密度不是很低,人们一般把这样的高速运动称为,爆炸。
下面是几个常”见”的聚变反应:
图中这四个反应式中我们可以看到第一个和第四个产生的能量产出最高。注意第四个的反应的燃料是氘和”氦3″, 氦3正是我国打算登月去寻找的聚变原料。后面我们将会说说氦3...
受控核聚变 -1- 聚变ABC (上)
Apr 23
费曼给本科生上课的时候第一件事是告诉学生,如果现在出现什么大灾难导致这一代人类灭亡,以至于只能给下一代留下一条科学知识,这条知识就应该是”东西是 由原子组成的”。这么说当然也不严密,比如说光,就不是原子组成的。为了理解核聚变,我们不但要知道东西是原子组成的,还要知道原子是什么组成的:
这是一张最常见的原子结构图,从这张图我们看到原子分为原子核,和核外的电子。这些电子的轨道被人用在好多 logo 上,简直成了科学本身的象征。有人由此联想到太阳系,原子核就好像太阳,电子们就好像行星,并由此进一步想到原子里面是不是也有大千世界?有没有人住在电 子上?答案是不太可能,因为这张图完全画错了。
电子没有轨道。原子核外哪怕只有一个电子,它也无处不在,它同时出现在原子核周围 的所有区域。你甚至不能说”这个电子的位置是。。。”,因为在这种微观尺度下位置这个概念本身都有问题。如果电子上面真有一个人,这个人也必然同时出现 在”原子小宇宙...
追寻终极能源:浅谈受控核聚变 -0- 序
Apr 21
最近中国造了一个被记者们称为”人造太阳”的科学实验装置,代号EAST。这个装置号称可以解决能源问题,最终目标是提供一种取之不尽用之不竭,绝对安全 而且还没有污染的能源。在国际上,2006年各方终于签署协议,开启一个有史以来最大的国际科学合作项目,在法国南部的 Cadarache 也建设一个”人造太阳”,称为 ITER。这个项目的总投资在30年之内超过120亿美元,中国也参与了,并且负担前十年大约60亿美元中的10亿。
这些装置被称为”人造太阳”,是因为其释放能量的方式跟太阳类似,都是核聚变。不过除此之外他们跟太阳就没有更多的相似之处了,比如说不管是 ITER 还是 EAST,其设计运行温度都比太阳高得多。
本文试图用一般人能看懂的方式介绍一下相关的知识,也就是受控核聚变。
聚变能源这个梦,人类已经做了70年。现有的原子能反应堆都跟原子弹原理类似,是利用核裂变。就算能解决其中的污染和安全问题,核原料是有限的,如果放 开用的话可能坚持不到下个世纪。而聚变则完全不同,...