“很好!那就這樣決定了!”舒雲鵬神色凝重:“那我們就得盡快開始……靜怡,你的旗艦和另一艘……”
波函數坍縮屬於正統的哥本哈根解釋,但它曆來是科學家們爭論的焦點,因為它實在是令人難以理解。沒有證據表明波函數坍縮是一種實在的物理過程,這隻是人為引入的一種解釋實驗現象的手段:一個量子係統在測量之前處於各種狀態的疊加態,隻有進行測量才能顯示出其中一種狀態,其他的狀態瞬間消失。對於那些難以理解的量子實驗現象,這樣的解釋看似合理,但似乎又經不住推敲:最後坍縮的那一瞬間,到底是什麽在起作用使它選擇了其中一種狀態呢?
“一號艦,艦長是邵悠平!”張靜怡說:“一號艦在中央城自相火並時傷得不輕,我原本想不要了,讓邵悠平來旗艦當艦長的。”
在1927年的第五次索爾維會議上,狄拉克認為,波函數坍縮是自然隨機選擇的結果,而海森堡則認為它是觀察者選擇的結果。玻爾似乎同意狄拉克的觀點,他在1931年曾說過:“我們必須在很大程度上使用統計方法,並談論自然在一些可能性中間進行選擇。”
更驚人的想法來自於“計算機之父”——美籍匈牙利學者馮·諾依曼(john von neumann)。1932年,諾依曼出版了經典的量子力學教科書《量子力學的數學基礎》,書中明確地給出了波函數坍縮這個概念,並且認為導致波函數坍縮的可能原因是觀察者的意識。
舒雲鵬笑了,一號艦,就是當初他帶領三艘太空巡洋艦襲擊瓊斯人時,他想用它撞擊瓊斯母艦的那艘太空巡洋艦,而旗艦,就是原來的九號艦,他是第一任艦長。地球人的太空艦隊僅剩的兩艘戰艦,偏偏就是與他有關係的戰艦,真是巧合還是奇跡?
近距離伽馬暴可能滅絕任何比微生物更加複雜的生命形式。由此,兩位天文學家聲稱,隻有在大爆炸發生50億年之後,隻有在10%的星係當中,才有可能出現類似地球上這樣的複雜生命。
宇宙或許比先前人們想象的要更加孤單。兩位天體物理學家聲稱,在可觀測宇宙預計約1000億個星係當中,僅有十分之一能夠供養類似地球上這樣的複雜生命。而在其他任何地方,被稱為伽馬暴的恆星爆炸會經常性地清除任何比微生物更加複雜的生命形式。兩位科學家說,這些的爆炸還使得宇宙在大爆炸後數十億年的時間裏,無法演化出任何複雜的生命。
科學家一直在思考這樣一個問題,伽馬暴有沒有可能近距離擊中地球。這種現象是1967年被設計用來監測核武器試驗的人造衛星發現的,目前大約每天能夠檢測到一例。伽馬暴可以分為兩類。短伽馬暴持續時間不超過一兩秒鍾;它們很可能是兩顆中子星或者黑洞合二為一的時候發生的。長伽馬暴可以持續數十秒鍾,是大質量恆星耗盡燃料後坍縮爆炸時發生的。長伽馬暴比短伽馬暴更罕見,但釋放的能量要高大約100倍。長伽馬暴在短時間內發出的伽馬射線,可以比全宇宙都要明亮。
持續數秒的高能輻射本身,並不會消滅附近一顆行星上的生命。相反,如果伽馬暴距離足夠近,它產生的伽馬射線就有可能觸發一連串化學反應,摧毀這顆行星大氣中的臭氧層。沒有了這把保護傘,這顆行星的“太陽”發出的致命紫外線就將直射行星地表,長達數月甚至數年——足以導致一場大滅絕。
這樣的事件發生的可能性有多高?在即將發表在《物理評論快報》(physical review letters)上的一篇論文中,以色列希伯萊大學的理論天體物理學家斯維·皮蘭(tsvi piran)和西班巴塞羅納大學的理論天體物理學家保羅·希梅內斯(raul jimenez)探討了這一災難性的場景。
天體物理學家一度認為,伽馬暴在星係中氣體正迅速坍縮形成恆星的區域裏最為常見。但最近的數據顯示,實際情況要複雜許多:長伽馬暴主要發生在“金屬豐度”較低的恆星形成區域——所謂“金屬豐度”,是指比氫和氦更重的所有元素(天文學家所說的“金屬”)在物質原子中所占的比例。
利用我們銀河係中的平均金屬豐度和恆星的大致分布,皮蘭和希梅內斯估算了銀河係內兩類伽馬暴的發生幾率。他們發現,能量更高的長伽馬暴可以說是真正的殺手,地球在過去10億年間暴露在一場致命伽馬暴中的幾率約為50%。皮蘭指出,一些天體物理學家已經提出,可能正是伽馬暴導致了奧陶紀大滅絕——這場發生地4.5億年前的全球災變,消滅了地球上80%的生物物種。
接下來,這兩位科學家估算了銀河係不同區域內一顆行星被伽馬暴“炙烤”的情形。他們發現,由於銀河係中心恆星密度極高,距離銀心6500光年以內的行星在過去10億年間遭受致命伽馬暴襲擊的幾率高達95%以上。他們總結說,複雜生命通常隻可能生存於大型星係的外圍。(我們自己的太陽係距離銀心大約2.7萬光年。)
其他星係的情況更不樂觀。與銀河係相比,大多數星係都更小,金屬豐度也更低。因此,兩位科學家指出,90%的星係裏長伽馬暴都太多,導致生命無法持續。不僅如此,在大爆炸後大約50億年之內,所有星係都是如此,因此長伽馬暴會導致宇宙中不可能存在任何生命。
90%的星係都是不毛之地嗎?美國沃西本恩大學的物理學家布萊恩·托馬斯(brian thomas)評論道,這話說得可能有點太過。他指出,皮蘭和希梅內斯所說的伽馬射線照射確實會造成不小的破壞,但不太可能消滅所有的微生物。“細菌和低等生命當然有可能從這樣的事件中存活下來,”皮蘭承認,“但對於更複雜的生命來說,伽馬射線照射確實就像按下了重啟按鈕。你必須一切重頭開始。”
皮蘭說,他們的分析對於在其他行星上搜尋生命可能具有現實意義。幾十年來,seti研究所的科學家一直在用射電望遠鏡,搜尋遙遠恆星周圍的行星上可能存在的智慧生命發出的信號。不過,seti的科學家主要搜尋的都是銀河係中心的方向,因為那裏的恆星更加密集。而那裏正是伽馬射線導致智慧生命無法生存的區域。皮蘭說,“或許我們應該朝完全相反的方向去尋找。”
“修好它!”舒雲鵬說:“我知道你身體不適,但旗艦還得你自己管。你讓邵悠平抓緊修好一號艦!”
所以我覺得有必要消除一些圍繞著人工核聚變而來的誇張說法,這種誇張常常稱核聚變為“完美”的能源,並且經常被吹捧為世界能源問題的最終解決方案。去年的文章表明,無休止地宣稱的核聚變完美(通常是“取之不盡,廉價,清潔,安全,無輻射”)已經被嚴酷的現實所擊破 - 聚變反應堆實際上和理想能源的情況恰恰相反。但是這個討論很大程度上隻涉及了設想中聚變反應堆的特點缺陷,聚變支持者繼續堅持將會在某一天會以某種方式解決。
然而,現在我們正處於第一次可以研究現實世界中的原型聚變反應堆設施:國際熱核實驗反應堆(iter),正在法國cadarache建設中。即使實際運行還有好幾年的時間,iter項目已經足夠先進,我們可以將其作為托卡馬克堆型的測試案例進行研究 - 這是最有前途的基於磁約束實現人工核聚變的方法。 2017年12月,國際熱核實驗堆項目管理局宣布,50%的建設任務已經完成。這個重要的裏程碑提供了相當大的信心,最終完成將是唯一在地球上安裝的可以與所謂的實用聚變反應堆類似的設備。(實際上已經拖延了好多好多)正如“紐約時報”所寫,這個設施“正在建造以測試一個長期以來的夢想:可控核聚變,發生在太陽和*中的聚變反應,可以被控製用來發電。”
“我們修艦,你就不怕瓊斯人有什麽想法?”張靜怡問道:“如果她們問起來,我們怎麽迴答?”
等離子體物理學家認為iter是第一個可能展示“燃燒等離子體”的磁約束裝置,其中通過聚變反應中產生的α粒子加熱是維持等離子體溫度的主要手段。 該條件要求聚變功率至少是施加於等離子體的外部加熱功率的五倍。 雖然這種聚變功率實際上不會轉化為電力,但iter項目被吹捧為沿著實用聚變發電廠道路邁出的關鍵一步。
“我正要讓她們想!”舒雲鵬說:“所以你們不必藏藏掖掖,盡管讓她們知道好了!如果她們問起來,你們就說:既然你們不跑,又不肯提供你們的母艦,我們隻能修好戰艦自己跑了!”
波函數坍縮屬於正統的哥本哈根解釋,但它曆來是科學家們爭論的焦點,因為它實在是令人難以理解。沒有證據表明波函數坍縮是一種實在的物理過程,這隻是人為引入的一種解釋實驗現象的手段:一個量子係統在測量之前處於各種狀態的疊加態,隻有進行測量才能顯示出其中一種狀態,其他的狀態瞬間消失。對於那些難以理解的量子實驗現象,這樣的解釋看似合理,但似乎又經不住推敲:最後坍縮的那一瞬間,到底是什麽在起作用使它選擇了其中一種狀態呢?
“一號艦,艦長是邵悠平!”張靜怡說:“一號艦在中央城自相火並時傷得不輕,我原本想不要了,讓邵悠平來旗艦當艦長的。”
在1927年的第五次索爾維會議上,狄拉克認為,波函數坍縮是自然隨機選擇的結果,而海森堡則認為它是觀察者選擇的結果。玻爾似乎同意狄拉克的觀點,他在1931年曾說過:“我們必須在很大程度上使用統計方法,並談論自然在一些可能性中間進行選擇。”
更驚人的想法來自於“計算機之父”——美籍匈牙利學者馮·諾依曼(john von neumann)。1932年,諾依曼出版了經典的量子力學教科書《量子力學的數學基礎》,書中明確地給出了波函數坍縮這個概念,並且認為導致波函數坍縮的可能原因是觀察者的意識。
舒雲鵬笑了,一號艦,就是當初他帶領三艘太空巡洋艦襲擊瓊斯人時,他想用它撞擊瓊斯母艦的那艘太空巡洋艦,而旗艦,就是原來的九號艦,他是第一任艦長。地球人的太空艦隊僅剩的兩艘戰艦,偏偏就是與他有關係的戰艦,真是巧合還是奇跡?
近距離伽馬暴可能滅絕任何比微生物更加複雜的生命形式。由此,兩位天文學家聲稱,隻有在大爆炸發生50億年之後,隻有在10%的星係當中,才有可能出現類似地球上這樣的複雜生命。
宇宙或許比先前人們想象的要更加孤單。兩位天體物理學家聲稱,在可觀測宇宙預計約1000億個星係當中,僅有十分之一能夠供養類似地球上這樣的複雜生命。而在其他任何地方,被稱為伽馬暴的恆星爆炸會經常性地清除任何比微生物更加複雜的生命形式。兩位科學家說,這些的爆炸還使得宇宙在大爆炸後數十億年的時間裏,無法演化出任何複雜的生命。
科學家一直在思考這樣一個問題,伽馬暴有沒有可能近距離擊中地球。這種現象是1967年被設計用來監測核武器試驗的人造衛星發現的,目前大約每天能夠檢測到一例。伽馬暴可以分為兩類。短伽馬暴持續時間不超過一兩秒鍾;它們很可能是兩顆中子星或者黑洞合二為一的時候發生的。長伽馬暴可以持續數十秒鍾,是大質量恆星耗盡燃料後坍縮爆炸時發生的。長伽馬暴比短伽馬暴更罕見,但釋放的能量要高大約100倍。長伽馬暴在短時間內發出的伽馬射線,可以比全宇宙都要明亮。
持續數秒的高能輻射本身,並不會消滅附近一顆行星上的生命。相反,如果伽馬暴距離足夠近,它產生的伽馬射線就有可能觸發一連串化學反應,摧毀這顆行星大氣中的臭氧層。沒有了這把保護傘,這顆行星的“太陽”發出的致命紫外線就將直射行星地表,長達數月甚至數年——足以導致一場大滅絕。
這樣的事件發生的可能性有多高?在即將發表在《物理評論快報》(physical review letters)上的一篇論文中,以色列希伯萊大學的理論天體物理學家斯維·皮蘭(tsvi piran)和西班巴塞羅納大學的理論天體物理學家保羅·希梅內斯(raul jimenez)探討了這一災難性的場景。
天體物理學家一度認為,伽馬暴在星係中氣體正迅速坍縮形成恆星的區域裏最為常見。但最近的數據顯示,實際情況要複雜許多:長伽馬暴主要發生在“金屬豐度”較低的恆星形成區域——所謂“金屬豐度”,是指比氫和氦更重的所有元素(天文學家所說的“金屬”)在物質原子中所占的比例。
利用我們銀河係中的平均金屬豐度和恆星的大致分布,皮蘭和希梅內斯估算了銀河係內兩類伽馬暴的發生幾率。他們發現,能量更高的長伽馬暴可以說是真正的殺手,地球在過去10億年間暴露在一場致命伽馬暴中的幾率約為50%。皮蘭指出,一些天體物理學家已經提出,可能正是伽馬暴導致了奧陶紀大滅絕——這場發生地4.5億年前的全球災變,消滅了地球上80%的生物物種。
接下來,這兩位科學家估算了銀河係不同區域內一顆行星被伽馬暴“炙烤”的情形。他們發現,由於銀河係中心恆星密度極高,距離銀心6500光年以內的行星在過去10億年間遭受致命伽馬暴襲擊的幾率高達95%以上。他們總結說,複雜生命通常隻可能生存於大型星係的外圍。(我們自己的太陽係距離銀心大約2.7萬光年。)
其他星係的情況更不樂觀。與銀河係相比,大多數星係都更小,金屬豐度也更低。因此,兩位科學家指出,90%的星係裏長伽馬暴都太多,導致生命無法持續。不僅如此,在大爆炸後大約50億年之內,所有星係都是如此,因此長伽馬暴會導致宇宙中不可能存在任何生命。
90%的星係都是不毛之地嗎?美國沃西本恩大學的物理學家布萊恩·托馬斯(brian thomas)評論道,這話說得可能有點太過。他指出,皮蘭和希梅內斯所說的伽馬射線照射確實會造成不小的破壞,但不太可能消滅所有的微生物。“細菌和低等生命當然有可能從這樣的事件中存活下來,”皮蘭承認,“但對於更複雜的生命來說,伽馬射線照射確實就像按下了重啟按鈕。你必須一切重頭開始。”
皮蘭說,他們的分析對於在其他行星上搜尋生命可能具有現實意義。幾十年來,seti研究所的科學家一直在用射電望遠鏡,搜尋遙遠恆星周圍的行星上可能存在的智慧生命發出的信號。不過,seti的科學家主要搜尋的都是銀河係中心的方向,因為那裏的恆星更加密集。而那裏正是伽馬射線導致智慧生命無法生存的區域。皮蘭說,“或許我們應該朝完全相反的方向去尋找。”
“修好它!”舒雲鵬說:“我知道你身體不適,但旗艦還得你自己管。你讓邵悠平抓緊修好一號艦!”
所以我覺得有必要消除一些圍繞著人工核聚變而來的誇張說法,這種誇張常常稱核聚變為“完美”的能源,並且經常被吹捧為世界能源問題的最終解決方案。去年的文章表明,無休止地宣稱的核聚變完美(通常是“取之不盡,廉價,清潔,安全,無輻射”)已經被嚴酷的現實所擊破 - 聚變反應堆實際上和理想能源的情況恰恰相反。但是這個討論很大程度上隻涉及了設想中聚變反應堆的特點缺陷,聚變支持者繼續堅持將會在某一天會以某種方式解決。
然而,現在我們正處於第一次可以研究現實世界中的原型聚變反應堆設施:國際熱核實驗反應堆(iter),正在法國cadarache建設中。即使實際運行還有好幾年的時間,iter項目已經足夠先進,我們可以將其作為托卡馬克堆型的測試案例進行研究 - 這是最有前途的基於磁約束實現人工核聚變的方法。 2017年12月,國際熱核實驗堆項目管理局宣布,50%的建設任務已經完成。這個重要的裏程碑提供了相當大的信心,最終完成將是唯一在地球上安裝的可以與所謂的實用聚變反應堆類似的設備。(實際上已經拖延了好多好多)正如“紐約時報”所寫,這個設施“正在建造以測試一個長期以來的夢想:可控核聚變,發生在太陽和*中的聚變反應,可以被控製用來發電。”
“我們修艦,你就不怕瓊斯人有什麽想法?”張靜怡問道:“如果她們問起來,我們怎麽迴答?”
等離子體物理學家認為iter是第一個可能展示“燃燒等離子體”的磁約束裝置,其中通過聚變反應中產生的α粒子加熱是維持等離子體溫度的主要手段。 該條件要求聚變功率至少是施加於等離子體的外部加熱功率的五倍。 雖然這種聚變功率實際上不會轉化為電力,但iter項目被吹捧為沿著實用聚變發電廠道路邁出的關鍵一步。
“我正要讓她們想!”舒雲鵬說:“所以你們不必藏藏掖掖,盡管讓她們知道好了!如果她們問起來,你們就說:既然你們不跑,又不肯提供你們的母艦,我們隻能修好戰艦自己跑了!”