有哪些知識讓你驚歎自己竟然活在那麼高大上的世界裡? | 知乎問答精選

 

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有哪些知識讓你驚歎自己竟然活在那麼高大上的世界裡?

2018年09月13日 知乎問答精選 暫無評論 閱讀 7 ℃ 次

【羊迪的回答(532票)】:

學的動物醫學,就是獸醫。在學習各種棲居於這個世界上的生物時,總有那麼幾個瞬間讓我驚歎不已~~

做個目錄,方便眾位看官跳讀:

1.與人類很像的豬

2.世界上最專一、最恩愛的生物—氣管比翼線蟲

3.聰明到恐怖的單細胞生物—弓形蟲

【膽小慎入】

4.愚蠢透頂的非典病毒

5.女王大人和她的男後宮們—食骨蠕蟲

【重口味,慎入】

6.善良又呆萌的小精靈—松鼠

【全年齡段推薦】

正文:

1.豬和人雖然看著差很多,在親緣關係上也沒有靈長目的黑猩猩等與人相近。但神奇的是:豬和人的皮膚結構很像、心血管系統很像、就連臟器的結構、位置和重量也很像!!而且不可思議的是,豬和人的免疫機制幾乎一樣,所以,基本上所有豬能得的病,人都能得,所有能讓人感染的病毒,也能讓豬臥倒。於是,豬作為一個和人長得不太像的實驗動物,在藥物研發疾病研究中,為人類作出了重要貢獻!還有,豬是一個愛乾淨的動物,它有定點排糞的習性,簡單說,就是吃飯的地方和拉屎的地方嚴格分開,別以為這個沒什麼了不起,但所有飛禽以及常見的各種家養寵物都做不到(某些寵物可以通過反覆訓練掌握定點排便,但不是習性)。話說豬的視力真的很不好,從娘胎裡出來就自帶近視眼,於是乎…「豬撞樹上」真的有可能發生!

2.接著說一種主要寄生在家禽氣管中的線蟲—氣管比翼線蟲。它之所以稱為「比翼」,是因為雄蟲和雌蟲從到達寄生部位起,就一直「抱」在一起,永遠處於交合狀態,至死方休。那些說田鼠專一的,贊鴛鴦戀家的都弱爆了。而比翼線蟲這麼無人問津實在是太委屈它了!比翼線蟲自寄居開始便兩隻呈「Y」狀開始了造小蟲的活動,而線蟲原本就是「生殖機器」,一生下來能產多少億的後代根本無從統計…2.接著說一種主要寄生在家禽氣管中的線蟲—氣管比翼線蟲。它之所以稱為「比翼」,是因為雄蟲和雌蟲從到達寄生部位起,就一直「抱」在一起,永遠處於交合狀態,至死方休。那些說田鼠專一的,贊鴛鴦戀家的都弱爆了。而比翼線蟲這麼無人問津實在是太委屈它了!比翼線蟲自寄居開始便兩隻呈「Y」狀開始了造小蟲的活動,而線蟲原本就是「生殖機器」,一生下來能產多少億的後代根本無從統計…

3.這次說一種細胞內寄生蟲—弓形蟲。我簡直對弓形蟲崇拜得五體投地啊!因為它實在是太完美了,跟它相比,人類簡直就是渣!理由如下:3.這次說一種細胞內寄生蟲—弓形蟲。我簡直對弓形蟲崇拜得五體投地啊!因為它實在是太完美了,跟它相比,人類簡直就是渣!理由如下:

弓形蟲可以在「任何」一個具有細胞核的動物體內生存+弓形蟲既可以進行有性繁殖也可以進行無性繁殖,而如何繁殖僅僅是因為宿主不同+其生活史具有五種形態,而不同形態都又具有與之相貼合的生存環境,其「包囊」形態可以在寄主體內存在終生,並且各種宿主的免疫系統對其都束手無策+弓形蟲可以控制鼠的思維,讓其不怕貓,從而更易被貓捕獲,讓自己進入其唯一的終末宿主(貓)體內(中間宿主無限選擇,當然包括人,在此詳細說明下,弓形蟲僅在貓體內進行有性繁殖,在其他中間宿主體內進行無性繁殖,也就是說沒有貓,弓型蟲也能繁衍,但有貓,它就可以通過有性繁殖進行基因交換,篩選出優秀後代,從而不斷進化)+弓形蟲在動物機體免疫機能良好時根本不會鬧事,但一旦動物快要不行了,它就會從大腦、肌肉等各處鑽出來,然後通過各種途徑跑到體外,包括:唾液、尿液、眼淚以及精液和經血!以後再也不要說一個愚蠢的人是「單細胞」了,因為我覺得「愚蠢的人類」完全被單細胞的弓形蟲打敗了…

順便一說,歐美人大約60-80%感染,中國人沒有統計,呵呵…不過大家放心,弓形蟲很聰明的,不會在它的「房子」裡隨意破壞。評論裡有朋友說,其看過一個節目,說有一種觀點是很多貓奴就是被弓形蟲感染了才…未證實,不過還真是細思恐極!

【說得太恐怖惹學長生氣了,在此道歉,首先,除最後的「貓奴」未查證外,其他信息都有據可查,畢竟算科普,沒有證據不會亂說。其次,弓形蟲只有在女性懷孕期間且為第一次感染時,才有可能造成流產。其他情況的感染,都不會造成可觀測到的危害,大家不要怕!!喵星人該養還得養,人家是無辜的好伐!?】

(下圖是其真身和生活史)

4.說完了聰明絕頂的弓形蟲,再聊一下蠢蠢的SARS病毒:之所以說它蠢,是因為這種非典型冠狀病毒的生存方式實在是太不值得提倡了!簡直是利比亞的自爆卡車啊!(玩過紅警的懂?)非典病毒之所以現在已經消失掉了,主要是其咎由自取,與人類沒有多大關係。因為非典病毒的病程短(不利於傳播),發病症狀明顯(易於識別),傳播途徑單一(上呼吸道),致死率高(宿主都死了自己也活不成),生存條件苛刻(35度以上生長就受抑制)。導致了其短時間內就受到其宿主(人)的高度重視,並主動採取隔離、預防、撲殺等接近變態的措施…最終,非典病毒在肆虐了很少一段時間後,突然間就銷聲匿跡了。4.說完了聰明絕頂的弓形蟲,再聊一下蠢蠢的SARS病毒:之所以說它蠢,是因為這種非典型冠狀病毒的生存方式實在是太不值得提倡了!簡直是利比亞的自爆卡車啊!(玩過紅警的懂?)非典病毒之所以現在已經消失掉了,主要是其咎由自取,與人類沒有多大關係。因為非典病毒的病程短(不利於傳播),發病症狀明顯(易於識別),傳播途徑單一(上呼吸道),致死率高(宿主都死了自己也活不成),生存條件苛刻(35度以上生長就受抑制)。導致了其短時間內就受到其宿主(人)的高度重視,並主動採取隔離、預防、撲殺等接近變態的措施…最終,非典病毒在肆虐了很少一段時間後,突然間就銷聲匿跡了。

之前包括鍾南山在內的幾位專家都斷定是果子狸傳播的SARS,於是果子狸瞬間就成了國家瀕危物種,幸虧SARS自爆得早,才使得果子狸沒有絕種。直到好久以後,人們才確定中華菊頭蝠才是SARS的自然宿主,可憐的果子狸啊…就這麼差點被某種程度上比SARS還愚蠢的人類滅掉了.

5.是時候祭出珍藏的女王大人了!-食骨蠕蟲5.是時候祭出珍藏的女王大人了!-食骨蠕蟲

對《人與自然》和《動物世界》有研究的朋友,都知道在自然界中「女尊男卑」的現象十分普遍,比如我們熟悉的蜜蜂和螞蟻,但與這次出場的食骨蠕蟲比起來…

食骨蠕蟲屬(學名:Osedax)是一類深海多毛綱動物,俗稱食骨蟲,得名的原因它們主要是靠在鯨遺體的骨頭上鑽洞來獲取骨頭裡的脂類物質,這些物質是它們主要的營養物質。

(以上內容來自百度百科)

有趣的是,食骨蠕蟲直到2002年才被發現,而且當時只找到了持續不斷排受精卵的雌性個體,科學家們以為雄性出去遊蕩了,或者可能在其他骨頭上,於是就先把那堆雌性挪到了實驗室,並繼續尋找…可總也沒找到雄性,而且,這些雌性蠕蟲還在不停釋放受精卵!可蠕蟲都是雌雄異體的啊,當時的科學家們差點瘋掉了!

直到最後—科學家們在顯微鏡下發現了雄性個體,而且,這些雄性個體,一直都在雌性個體的身體內部!每隻雌性個體的體內有50-100只雄性,而雄性個體在幼蟲期就不再長大了!!

請大家跟我一起腦補:女王大人說,我好寂寞,想生小蟲子。然後她體內100多男寵齊聲大喊「我來我來!」…

如果真的有上帝存在,我想跟他聊聊三觀

6.為了維護真善美以及各位還沒有崩壞的三觀,今日推出小萌物—松鼠6.為了維護真善美以及各位還沒有崩壞的三觀,今日推出小萌物—松鼠

看過《殺死一隻知更鳥》的親一定會記得「知更鳥只唱歌給我們聽,什麼壞事也不做。他們不吃人們園子裡的花果蔬菜,不在玉米倉裡做窩,它們只是忠心地為我們唱歌。這就是為什麼說殺死一隻知更鳥就是一樁罪惡」這句話,而松鼠,也是一個善良又無害的小生靈。

松鼠多生活在寒溫帶針葉林及針闊葉混交林,食物主要是各類堅果及松籽。它們一到秋天就開始囤積食物,會分別埋在、塞在幾個不同的地方,曾有新聞報道稱小松鼠將堅果塞在了某人汽車的排氣管裡=_=有的比較呆萌,會忘記之前的地方,等到第二年想起時,那裡都長出小樹苗了!想想松鼠圍著小樹苗找來找去滿頭大汗的場景就覺得好呆萌啊~

雖然看著很膽小,但只要與其保持在安全距離,它並不怕你,還會遠遠地跟你對視,有一次我就在植物園裡跟一隻對視了好久,那感覺太美妙了~

松鼠的育兒能力特別強,雖然經常搬家,但從來不拋棄小松鼠,而小松鼠又比較弱,出生後30天內都不睜眼的。奈何松鼠的天敵尤其多,松鼠媽媽有時出去了就再也回不來,這時,松鼠媽媽的親朋好友就會去代為收養小松鼠,悉心照顧,視如己出。太善良了有沒有!

(所以你知道科學松鼠會起名字的初衷了沒?其實是我瞎猜的^_^)

(評論裡的朋友說,科學松鼠會是因為果殼宇宙的梗,松鼠剝堅果,暗喻探索未知的世界。不過我還是倔強地喜歡俺這松鼠善良的梗( ̄▽ ̄))

【原創內容,歡迎註明出處的非商業轉載,天,我居然能說出這麼裝的話=_=】

【原創內容,歡迎註明出處的非商業轉載,天,我居然能說出這麼裝的話=_=】

【才意識到自己逐漸跑題了,所以極度愧疚,斷更吧,實在對不住大家T_T】

【王乾隆的回答(1110票)】:

學地質歷史和古生物:

地質年代表中地球46億年的歷史都是以百萬年為單位,一些地質年代的誤差就是正負幾個百萬年。相比之下人類文明史太短暫了,不論是有爭議的國內歷史4000-5000年還是國外虛無縹緲的7000-10000年,放到地質歷史的尺度上都是很容易被忽略掉的。

還有生物大滅絕:地質史上一共有五次生物大滅絕,當中最廣為人知的是滅絕了恐龍的第五次。但規模最大的是發生在2.5億年前二疊紀末期的第三次,全球總共約57%的科、83%的屬、約96%海洋生物的種與約70%陸地生物的種滅絕了,簡直是一次世界末日。

而我們現在正處在第六次大滅絕的歷史過程中。

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補充:超級地幔柱:起初指起源於核幔邊界,直徑達數千千米的熱物質上湧體(即熱地幔柱),是大陸裂解和海底擴張的基本動力。

果殼上有篇相關的文章來自地幔的毀滅之柱——超級地幔柱本身是極為宏偉的假說,其造成的岩漿溢流災難也被認為和地質歷史上的幾次大滅絕有聯繫。引用這篇文章末尾的話:

對於地球來說,無論是保護你,還是毀滅你,與你其實毫不相干。你只是地球系統裡的一份子,演化的過程中,消失了又有什麼好奇怪的呢?宇宙不是目的論的試驗場。

但是,站在我們自己的立場上考慮,從宇宙中消失我們甘心嗎?不甘心。那麼好,就不妨抱著這種憂患的意識繼續生存發展吧。環境賜予你壓力,世間永無溫室。無論是遠征星辰大海,還是切實改造家園,在自然的偉力前,我們必須只有一個回答:活下去

【王倬的回答(1991票)】:

【Alexa的回答(2509票)】:

來說一個並沒有多麼高大上的知識。

最近在感冒,一直流鼻涕,非常不耐煩的我去搜索了一下「如何才能不流鼻涕」,意外瞭解到了鼻涕的形成。

原來我們的身體裡有一種叫做巨噬細胞的東西,當我們感冒的時候,巨噬細胞就會主動的去感染感冒病毒,而鼻涕就是吞噬了這些病毒的巨噬細胞的「屍體」。

想一想竟然覺得很溫暖,為這種透著一點噁心的蠢萌……

「為了你情願犧牲自己去吞噬病菌也沒關係。」

「哪怕變成醜醜的鼻涕也沒關係。」

原來還有這種為了保護我可以赴湯蹈火粉身碎骨的存在呀~

原來我並不是孤獨的作戰呢~

瞬間又變成了力量滿滿的元氣少女。

(?????) ?

-----------------萌萌的分割線------------------

更新:來自評論@顧拉風

身體裡這種系統很多呀~不止默默耕耘然後犧牲的各種吞噬細胞,還有拚命阻止各種污染物進入大腦的血腦屏障,通過各種突觸一環扣一環地接觸、釋放遞質、遞質又和各種終板結合最後才能運作的神經系統等等,人體真的是一個很精妙的系統,上生化課的時候經常會有「哇,能健康活著真是萬幸啊」這種很感動的感覺。

【Toulon的回答(896票)】:

如果站在太陽系的邊緣向著太陽系拍一張照片,你所有的喜怒哀樂悲歡離合,你那些放不下忘不了的人和事,你看過的風景走過的路,都在照片上的一個像素點上了。

這句話我是根據一個模糊的印象寫出來的,沒想到得了好幾個贊,不慎惶恐。於是尋著印象找了找出處。原文出自著名的美國科普作家卡爾·薩根(Carl Sagan)在1994年寫的一篇短文pale blue dot(湛藍的光點):

我嘗試想翻譯,但是翻譯的實在不好,就不貼了。評論裡我嘗試想翻譯,但是翻譯的實在不好,就不貼了。評論裡馮瑞淇貼上了全文的譯文,謝謝了。有興趣的可以看一看。

PS:這張照片是1990年2月14日,美國「旅行者1號」飛船飛到了太陽系的邊緣。控制中心讓它回過頭最後看一眼它的故鄉「地球」時所拍,此時距離地球大約64億公里。其實在這張照片上,地球只佔0.12個像素點。

【喵瀟湘的回答(646票)】:

update 2015/02/04

======原始答案=======

課設做一級減速器圖紙用了三四天廢寢忘食還漏洞百出(a0圖紙),對於人類現存所有機械都有了全新認識,至於航空母艦,航天飛機這種怪物簡直是上帝工程了。。

=====15/02/02更新=====

第一次過百贊受寵若驚,詳細更新一下吧,看了評論區大部分是理工科背景,我從科普的角度大概再具體介紹一下為什麼說是「上帝工程」。

答主是材料科學專業的,其中有一門課是機械設計基礎,課設要求做一級圓柱齒輪減速器的設計。

就是這貨:

附加一個皮帶(v帶)減速,輸出是一個卷揚機。

給的參數是輸出力,輸出端直徑,輸出轉速,工作環境and工作批次。

直接說結果吧

其中前四張是A0圖紙分解拍了四塊,後兩張是兩個A3的零件圖,看上去好像並不是很誇張的樣子,關鍵是在於:其中前四張是A0圖紙分解拍了四塊,後兩張是兩個A3的零件圖,看上去好像並不是很誇張的樣子,關鍵是在於:

圖面上幾乎百分之九十八的線長短、粗細、位置、朝向都是計算得出而不是隨手連起來就可以啊!

只說這個題目的設計過程(簡要):

  1. 選用電動機:考慮輸出功率,各級零件傳動損耗計算得出。
  2. 軸的設計:軸一般都是多級的,每一段的長度和直徑要考慮選材、軸段承受的扭矩軸向力功率根據經驗公式計算得出。
  3. 箱體設計:這個細化就很複雜了,考慮潤滑方式開不開油溝啦,裡面設計多深啦,散熱夠不夠啦,潤滑油夠不夠啦,強度夠不夠啦,方不方便加工啦(鑄造拔模斜度)存在一大堆經驗公式去計算
  4. 附件設計:吊環吊耳、測油尺、油栓、窺視孔、起蓋螺釘……工作環境對這部分設計影響很大,比如多塵環境要考慮防塵,震動環境要考慮阻尼材料和余量神馬的。
  5. 普及一個答主最頭疼的東西叫做配合公差,(工科背景可以跳過啦~)簡單的說比如一個孔一個軸,並不是說孔開幾個厘米,軸剩幾個厘米就可以了,因為加工技術做不到精準的尺寸(這裡不是說精密加工,而且精密加工也有其極限),所以說孔和軸都是有誤差的,這個誤差能多大比較好就是配合公差,以基孔為例,軸如果小太多的話,工作會震動,噪音大還容易壞,軸大了的話塞不進去。(對於高速運動部件,零點幾個毫米的誤差都會極大影響工作體驗)。
  6. 校核:驗算是否滿足強度

最後寫設計說明書寫了二十多頁可想而知。

我們學校老牌985要求純手工出圖,不准用CAD,這麼廢寢忘食畫下來算下來得有三天三夜,而且答主放出的圖片是驗收答辯前的,裡面還有一堆的錯誤,歡迎找碴~手工製圖的問題在於,很多錯誤牽一髮而動全身,一錯約等於要重畫,你連改的慾望都沒有了。

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補充,查了一下以波音737為例,全機約有38.5萬個零件(新浪報道),在沒有電腦出圖的時代人類居然能造出這種東西飛上天去,心裡一萬頭草泥馬飛過啊。

<航天飛機歷史>

1969年4月,美國宇航局提出建造一種可重複使用的航天運載工具的計劃。1972年1月,美國正式把研製航天飛機空間運輸系統列入計劃,確定了航天飛機的設計方案,即由可回收重複使用的固體火箭助推器,不回收的兩個外掛燃料貯箱和可多次使用的軌道器三個部分組成。經過5年時間,1977年2月研製出一架企業號航天飛機軌道器,由波音747飛機馱著進行了機載試驗。1977年6月18日,首次載人用飛機背上天空試飛,參加試飛的是宇航員海斯(C·F·Haise)和富勒頓(G·Fullerton)兩人。8月12日,載人在飛機上飛行試驗圓滿完成。又經過4年,第一架載人航天飛機終於出現在太空舞台,這是航天技術發展史上的又一個里程碑。

<計算機歷史>

1970 年

IBM S/370

這是IBM的更新換代的重要產品,採用了大規模集成電路代替磁芯存 儲,小規模集成電路作為邏輯元件,並使用虛擬存儲器技術,將硬件 和軟件分離開來,從而明確了軟件的價值。

1975年4月

Altair 8800

MITS製造的,帶有1KB存儲器。這是世界上第一台微型計算機。

1977年4月

Apple II

NMOS6500 1MHz CPU,4KB RAM 16KB ROM,這是計算機史上第一個帶有彩色圖形的個人計算機

1981年8月12日

IBM PC

採用了主頻為4.77MHz的Intel 8088CPU,內存64KB,160KB軟驅,操作系統是Microsoft提供的MS-DOS

1983年1月19日

APPLE LISA

第一台使用了鼠標的電腦,第一台使用圖形用戶界面的電腦。

1983年3月8日

IBM PC/XT

採用INTEL8088 4.77MHz的CPU,256K RAM和40K ROM,10MB的硬盤,兩部360KB軟驅。

1984年8月

IBM PC/AT

採用Intel 80286 6MHzCPU, 512KB內存,20MB硬盤和1.2M軟驅。

=====15/02/04更新=====

感謝大家的支持,仔細看了看大家在評論區裡面的評論(抱歉沒有一一回復,實在太多了,而且知乎每回復一條會跳到最末又要重新翻回來實在是難受……)

更新一些大家比較熱門的話題,也可以看作統一回復:

  1. 就評論區來看,減速器設計是我國工業教學的優良傳統,時間跨度可以向前翻30年,區域跨度可以橫跨中國大部分工科類大學,普遍的模式是集中課設,手繪出圖(部分需要建模),答主就讀於哈工大,大三,材料類。
  2. 感謝 @徐輝輝 提及,製圖另外一個震撼在於圖像是二維的,儘管圖紙中包含了三維需要的信息,但是從二維反推三維,或者從三維想像二維對於大部分人是有難度的,特別在截面上更容易漏畫,因為作為設計者,你需要考慮設計的合理性和使用性,而圖紙交給加工者,加工者只負責加工,剖面的錯誤畫線很容易讓你的零件實心變空心,空心變實心。在課設之前,學校專門有課程安排答主去拆裝了減速器的。

忽略答主的逗,我只是想給大家展示下齒輪軸結構而已。忽略答主的逗,我只是想給大家展示下齒輪軸結構而已。

感謝 @Spiker Ng的補充

看到了有趣的回答,我也來補充一些有趣的見聞。船舶建造的圖紙在沒有普及CAD的時候是要1:1放大樣的,我理解目的是為了精確流線、軸系校核以及預加工(做畢設的時候聽導師提到,還請船體的同學指正)。對於一些型線比較複雜的部位還會做一些大比例的木模。所以有些老廠房裡邊不擺設備就是為了方便繪圖員趴在地上工作的。

弗吉尼亞級級的首艘弗吉尼亞級號(SSN-774, 2003下水, National Geographic Megastructures USS Virginia, Virginia-class submarine)在軍艦類開始使用CAD設計,做3D碰撞檢查。之後利用CAD進行全部件3D模擬總裝的設計有波音777(1994首飛, Boeing 777),福特級首艦福特號(CVN-78, 2013下水 Gerald R. Ford-class aircraft carrier),而且都用的是法國達索的CATIA。

生產力的解放,再加上高級語言的發展,編程像英語一樣普及也是件非常令人期待的事。

那個年頭,連鼠標都沒有,人類硬是憑著一雙手,飛出了地球,僅以此答案,向所有老一輩科工人員致敬。

【洪濤兒的回答(500票)】:

More Is Different. ——安德森(Philip W. Anderson,1923-),1977年諾貝爾物理學獎獲得者

每到一個尺度自有每一個尺度的樂趣。

自然科學也永遠沒有止境。

之前我的一篇答案(為什麼最近有很多名人,比如比爾蓋茨,馬斯克、霍金等,讓人們警惕人工智能? - 知乎用戶的回答)提到More is different這個概念。

不要以為我們理解兩體運動,我們就能搞定三體運動,三體運動就會出現混沌現象了。

不要以為我們可以近似處理三體運動就以為我們能處理1mol粒子的系統。1mol粒子構成的系統,我們只能用統計力學來處理,這已經是完全不同的理論了。1mol粒子就可能出現湍流

當我們有一屋子空氣時,什麼奇怪的現象都沒有,而當我們有大氣層那麼多的空氣時,我們才能看到颱風/龍捲風這種現象。

More Is Different。 數量會給系統的性質帶來巨大的差異。

因為10個神經元的人工神經網絡很容易理解就認為1000億個神經元的人工神經網絡很容易理解,這是可信度很低的觀點。

後有人來詢問。正好在這個問題下再多討論一下。

「我們的心靈、我們的身體,以及所有有機物和無機物的運行機制,就我們所知而言,都被認為受同一組基本定律所支配。」

這些最基本的物理學定律往往有非常簡潔優美的形式。像量子力學的基本方程,薛定諤方程,一個簡潔的波動方程。像描述一切電磁作用的麥克斯韋方程組。像著名的E=mc^2.

我們可以從最複雜的自然現象中找到簡潔的物理學定律,但是我們並沒有能力從最基本的物理定定律重新構造出整個宇宙的概貌。

我們知道牛頓定律,但是我們無法良好地構建三體運動(n~3)。湍流依然超出了人類的極限。

預測龍捲風則是完全不可能的。儘管這些分子都遵從那同樣簡潔的物理定律。

即使有了最基礎的萬物理論,我們對整個宇宙的瞭解依然不是足夠充分的。人類對宇宙的瞭解始終會局限在我們的觀測範圍內。我們幾乎可以肯定在更大的尺度上,大自然還會表現出來奇妙的新性質。

就像安德森在文中說的,「事實上,在複雜性的每一個層次,都會有嶄新的性質出現;在我看來,為理解這些新行為所進行的研究,本質上是同樣基礎性的。」

三體運動,到湍流,到颱風,以至於恆星上才會出現的日珥拋射(拋射距離比地球直徑還要大),在每一個層面都需要新的而且同樣是基礎性的物理學定律去描述。沒有人可以從牛頓三定律開始構建龍捲風模型。這不是計算精度的問題,這是理論本身的問題。「大型和複雜的基本粒子集合體的行為,並不能按照少數基本粒子性質的簡單外推來理解。」

我們對自然對宇宙的瞭解毫無疑問會越來越多,越來越廣闊,但更多的已知也意味新的未知。

我們不僅需要最基礎的物理學定律,還需要匹配各個尺度獨特特性的物理學定律。

正因為如此,萬物理論最多只是自然科學最基礎那端的端點。朝向另一端的自然科學則永無止境。

最後在這裡貼上《More is different》的全文翻譯。

一篇非常著名非常漂亮的Science.

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作者:安德森(Philip W. Anderson,1923-),1977年諾貝爾物理學獎獲得者。

本文原名為「More Is Different: Broken Symmetry and the Nature of the Hierarchical Structure of Science」, 載Science, 177 (4047): 393-396。

翻譯:郝劉祥

還原論的假設在哲學家中間可能仍然是一個富有爭議的主題,但在絕大多數一線科學家中間,我想人們肯定都接受了。我們的心靈、我們的身體,以及所有有機物和無機物的運行機制,就我們所知而言,都被認為受同一組基本定律所支配;對於這一組基本定律,我們相信,除了某些極端情形之外,我們已經有了很好的理解。

若是不假思索,人們往往會把下述命題看成是還原論的一個顯而易見的推論:如果一切事物皆遵守同樣的基本定律,那麼只有那些研究真正是基礎的東西的科學家才是探索這些定律的人。這實際上就等於說,他們不外是一些天體物理學家,一些基本粒子物理學家,一些邏輯學家和數學家等。這種觀點,也是本文所反對的觀點,在韋斯科夫(V. F. Weisskopf)的很有名的一段話中表述得最為清晰:[1]

縱觀20世紀科學的發展,人們可以看到兩種潮流;鑒於缺乏更好的術語,我姑且稱之為「內涵性(intensive)研究」和「外延性(extensive)研究」。簡言之:內涵性研究探求基本定律,而外延性研究致力於按照已知的基本定律來解釋現象。當然,這種區分並非沒有含混之處,但就大多數情形而言還是很清晰的。固體物理學、等離子體物理學,或許還包括生物學,都屬於外延性研究。高能物理學,以及核物理學中相當的一部分,都屬於內涵性研究。相比於外延性研究,內涵性研究總是要少得多。新的基本定律一旦被發現,將其應用到迄今尚未解釋的現象上來的研究活動便會蜂擁而至。因此,基礎研究有兩個維度。科學前沿邊界甚長,從最新的內涵性研究,到剛剛從近期內涵性研究中催生出來的外延性研究,一直延伸到基於過去數十年內涵性研究的廣闊而豐富的外延性研究。

這段話的影響力,或許可以從這一事實看出:我聽說,材料科學領域的一位領袖人物近期曾引用這段話,以敦促那些討論「凝聚態物理學中的基本問題」的與會者承認,該領域幾乎沒有甚至根本就沒有這樣的問題,凝聚態物理學不過是外延性科學而已;而外延性科學,在他看來與機械工程差別不大。

這種思維的主要錯誤在於,還原論假設絕沒有蘊含「建構論」(constructionist)假設:將萬物還原為簡單基本定律的能力,並不蘊含從這些定律出發重建整個宇宙的能力。事實上,基本粒子物理學家關於基本定律的性質告知我們的越多,它們對於我們理解科學其餘領域中的真正問題越不相關,對於解決社會問題就更不相關了。

一旦面對尺度和複雜性的雙重困難,建構論假設自然會站不住腳。大型和複雜的基本粒子集合體的行為,並不能按照少數基本粒子性質的簡單外推來理解。事實上,在複雜性的每一個層次,都會有嶄新的性質出現;在我看來,為理解這些新行為所進行的研究,本質上是同樣基礎性的。因此,在我看來,人們可以按下述設想將科學排列成一個大致為線性的層級:科學X的基本實體服從科學Y的定律。

X

Y

固態或多體物理學

基本粒子物理學

化學

多體物理學

分子生物學

化學

細胞生物學

分子生物學

……

……

心理學

生理學

社會科學

心理學

但這個層級結構並不意味著,科學X「僅僅是應用Y」。在每一個層級上,新的定律、概念和原理都是必不可少的,其所需要的想像力與創造力絲毫不亞於前一個層級。心理學不是應用生物學,生物學也不是應用化學。

我本人所從事的多體物理領域或許比其他學科更接近於基礎性的內涵性研究;在該領域,由於出現了非平凡的複雜性,我們已著手建立一種一般性的理論,以說明從量變到質變的轉變是如何發生的。該理論即所謂的「破缺對稱」理論,它或許有助於表明,還原論的逆命題——建構論——是完全不能成立的。我將對此作一些基本的、不完整的解釋,然後就其他層級上的類似情形和類似現象作些更一般的推測評論。

在此之前,我想澄清兩個可能的誤解。首先,當我說尺度變化引起根本性的變化時,我的意思並不是指那個人們熟知的觀念,即新尺度上的現象可能服從根本不同的基本定律,比如,宇宙學尺度上需要用廣義相對論,原子尺度上則要用量子力學。我想應該承認,所有普通物質都服從電動力學和量子力學,我的討論也主要限於普通物質(我前面說過,我們都必須從還原論出發,對此我深信不疑)。誤解之二或許源於這樣一個事實,即破缺對稱的概念已被基本粒子物理學家借用過去了,但我要說,粒子物理學家僅僅是在類比的意義上使用這個概念,那裡是否真有對稱破缺,對我們來講仍然是一個謎。

讓我們從一個盡可能簡單的例子來開始討論,那就是氨分子。我之所以選擇它也是因為我在研究生階段就與它打交道了。當時人人都熟悉氨,並用它來校準自己的理論或儀器,我也不例外。化學家會告訴你,氨分子「是」一個由帶負電的氮原子和帶正電的氫原子構成的三角形的金字塔,因此它有一個電偶極矩(μ),其負向指向金字塔的頂端。當時這在我看來不可思議,因為在我所學到的東西中,沒有哪樣事物有一個電偶極矩。教我們核物理的教授的確證明過,任何核都沒有電偶極矩;鑒於他的論證基於空間和時間的對稱性,該論證就應該是普遍成立的。

不久我就明白了,事實上該論證是正確的(更準確地說,是並非不正確),因為他的表述很謹慎:任何處於定態的系統(即不隨時間而變化的系統)都沒有電偶極矩。如果氨分子的初態是上述非對稱態,那麼它不會長時間停留在那個態上。由於有量子隧道效應,氮原子會逃逸到氫原子三角形平面的另一側去,從而將金字塔顛倒過來;事實上,這發生得非常快。這就是所謂的「反轉」,其頻率為3×1010每秒。真正的定態只能是非對稱金字塔與其反轉的平權疊加。這個疊加態確實沒有電偶極矩(我要提醒讀者,這裡是高度簡化的說法,詳細內容請查閱教科書)。

我不打算在這裡給出證明,但結論是:一個系統的態,如果是定態的話,其對稱性必然與支配它的定律相同。理由很簡單:在量子力學中,除非為對稱性所禁戒,從一個態轉變為另一個態的路徑總是存在的。因此,如果我們從任意一個非對稱態出發,系統都將躍遷到其他的態;唯當我們將所有可能的非對稱態以對稱的方式疊加起來,我們才能得到定態。在氨分子的情形,所涉及的對稱性就是宇稱——左手性與右手性的等價(基本粒子實驗物理學家所發現的特定的宇稱破壞與此不相關:那些效應太微弱了,影響不到普通的物質)。

在看到氨分子沒有電偶極矩、從而滿足我們的定理之後,我們再來看看其他的情形,特別是那些越來越大的系統,看看它們的態與對稱性是否總是相關。由更重的原子構成的類似的金字塔形分子是存在的。磷化氫PH3是氨分子的兩倍重,也反轉,但頻率僅為氨分子的1/10。氫原子被重得多的氟原子所取代的三溴化磷分子PF3,在可測的水平上沒有觀測到反轉,儘管理論上這種反轉會在適當的時間間隔內發生。

接下來,我們可以看看更複雜的分子,比如由大約40個原子構成的糖分子。對於這樣的分子,我們不再期待他們會反轉。生命有機體所製造的每個糖分子都是同一螺旋方向的,但無論是量子隧道效應,還是常溫下的熱擾動都不能使之發生反轉。在這裡,我們必須忘掉反轉的可能性,同時拋開宇稱的對稱性:對稱性定律不是被廢除了,而是已經破缺了。

另一方面,如果我們用化學方法在熱平衡狀態附近合成糖分子,我們將發現,平均來看,左手分子與右手分子一樣多。在複雜性不超過自由分子集合體的情形下,對稱性定律總體說來從不會遭到破壞。我們需要生命物質來產生生命世界中實際的不對稱。

在確實很大、但仍然是無生命的原子集合體中,可以發生另一種對稱破缺,從而產生淨偶極矩或淨旋光強度,或是兩者。許多晶體在每個基本胞腔內都有淨偶極矩(焦熱電),在有些晶體中,這個偶極矩可以被磁場反轉(鐵電)。這一非對稱性是晶體尋求最低能態的自發效應。當然,反向偶極矩的態也存在,並且按對稱性有同樣的能量,但系統太大了,以至於任何熱效應或量子力學效應都不能使之在有限時間內(相對於宇宙年齡而言的)從一個態轉變為另一個態。

這裡至少可以得出三個推論。其一,對稱性在物理學中極端重要。所謂對稱性,意指存在不同的視角,使得無論從哪個視角來看,系統都是相同的。說物理學就是關於對稱性的研究,雖有一點誇張,但也不是那麼過分。牛頓或許第一次展示出了對稱性觀念的威力,他可能向自己提出了這樣一個問題:如果我們身邊的物質與天空中的物質服從同樣的定律會怎樣?也就是說,如果空間和物質是同質的和各向同性的會怎樣?

推論之二是,即便一塊物質的總態是對稱的,它的內部結構也不必是對稱的。我促請你從量子力學的基本定律出發,預言氨的反轉及其易於觀測到的性質,而不是從它的非對稱金字塔結構出發一步步推導,儘管沒有任何「態」有那種結構。有趣的是,直到20年前[2],核物理學家才不再把原子核看成沒有任何特徵的對稱小球,並認識到,儘管它絕沒有偶極矩,但也可以變成橄欖球或碟子的形狀。這在核物理學所研究的核反應和激發態光譜中有可觀測的後果,儘管直接證明要比觀察氨分子的反轉困難得多。在我看來,無論是否將此稱作內涵性研究,它本質上都是基本的,與人們所稱的許多基本事物沒有兩樣。但這並不需要任何新的基本定律的知識,而且,試圖由這些基本定律一步步將其推導出來是極其困難的;這不過一種基於日常直覺的靈感,一下子就把所有東西都理順了。

這個結果難於推導的基本原因,對於我們的進一步討論是富有教益的。如果核充分小,就沒有辦法嚴格定義其形狀:相互繞轉的3個、4個或10個粒子並不能界定一個轉動的「碟子」或「橄欖球」。僅當核被視為多體系統,即通常所說的N ? ¥的極限時,這樣的行為才是可以嚴格界定的。我們對自己說:一個那種形狀的宏觀物體會有如此這般的轉動和振動激發光譜,本質上完全不同於一個毫無特徵的系統的光譜。當我們看到這樣的光譜——即使分辨率不是很好,光譜也不是很完整——時,我們得承認核畢竟不是宏觀物體;它只是趨近於宏觀行為。從基本定律和計算機出發,欲得出核的這種行為,我們將不得不做兩件不可能的事:解無窮多個多體的難題,然後將解得的結果應用到有限系統上。

推論之三是,一個確實很大的系統的態,根本不必具有支配該系統之定律的對稱性;事實上,它通常具有較低的對稱性。突出的例子是晶體:晶體是按照空間完全齊性的定律,利用原子和空間來構造的,卻出人意料地展現出一種嶄新的、美妙的對稱。通常,大系統的對稱性要比其背後的結構所暗含的對稱性低,晶體也不例外:晶體儘管是對稱的,但比起完全的空間齊性,其對稱性要低得多。

或許晶體這個例子過於淺顯。早在19世紀中葉,晶體的規則性就可以半經驗地推導出來,根本不需要任何複雜的推理。但有時候,比如在超導電性的例子中,新的對稱性——所謂破缺的對稱性,因為原初的對稱性不再明顯了——可能是完全沒有料到的,並且很難形象化。在超導這個案例中,物理學家從擁有所有必要的基本定律,到最終對它作出解釋,花去了整整30年的時間。

超導現象是普通宏觀物體發生對稱破缺的最突出的例子,但決不是唯一的例子。反鐵磁體、鐵電體、液晶和許多其他態的物質都服從一類相當普遍的概念和規則,不少多體理論家則將其納入破缺的對稱這個一般性的標題之下。我不想繼續討論歷史,參考文獻見註釋。[3]

最基本的觀念是,對於大尺度(即我們自身的宏觀尺度)系統,在所謂N ? ¥極限時,物質將經歷尖銳的、數學上奇異的「相變」,相變之後不僅微觀對稱性,甚至微觀運動方程,都將在某種程度上遭到破壞。對稱性所遺留的痕跡僅表現為一些特徵性的行為,比如長波振動,這方面我們熟悉的例子是聲波;或超導體的奇異宏觀導電現象;或極為類似的,晶體點陣以及大多數固體的剛性。當然,系統不可能真的違背(violate)——而不是破缺(break)——空時的對稱性,但由於系統各部分發現相互之間某種保持確定的關係從能量角度來考慮更為有利,因此對稱性僅允許物體作為一個整體來應對外力。

這就導致「剛性」(rigidity)概念。這個概念也適合用來描述超導和超流,儘管它們表觀上呈現出「流體」行為(關於超導,倫敦[F. London]早就認識到這一點[4])。事實上,假設有一種氣態的智慧生物,生活在木星上或銀河系中心某處的氫原子雲中,那麼普通晶體的性質將比超流氦的行為更令他們感到困惑。

我並不想給大家一個印象,以為一切都解決了。比如我認為,玻璃或非晶相仍然存在迷人的原理性問題,那裡或可揭示出更複雜的行為模式。儘管如此,破缺對稱對於惰性宏觀物體的性質所起的作用,我們現在已經理解了,至少原則上已經理解了。在此我們看到,整體不僅大於部分之和,而且迥異於部分之和。

作為上述問題的邏輯延伸,下一個問題自然是問,空時基本對稱性的更徹底的破壞是否可能,以及,如果可能,會不會出現本質上不同於「簡單」相變(即凝聚到更低對稱性的態)的新現象?

我們已經排除了液體、氣體和玻璃的表觀非對稱性(事實上,它們比人們想像的要對稱得多)。在我看來,下一步是考察那種規則的、但包含信息的系統。一方面,它在空間中是規則的,從而我們能夠將其「讀出」;另一方面,它的相鄰「單元」含有不同的元素。明顯的例子是DNA;在日常生活中,一行文字或一段電影膠片有著同樣的結構。這種「載有信息的晶狀性」看來對於生命是至關重要的。生命的發展是否需要進一步的對稱破缺,根本還不清楚。

要是繼續探討生命中發生的對稱破缺,我想至少還有一個現象是可以確認的,並且是普遍或相當普遍的,即時間維度的編序(規則性或週期性)。在許多關於生命過程的理論中,規則的時間搏動都發揮著重要的作用,如發育理論、生長和生長極限理論、記憶理論。在生物體中,時間上的規則性是很容易就能觀察到的。它至少發揮著兩種作用。首先,從環境中提取能量、以維護持續的准穩定過程之方法,大多需要具有時間週期性的裝置,比如振蕩器和發生器,生命過程也不例外。其二,時間上的規則性是一種處理信息的手段,類似於負載信息的空間上的規則性。人的口語就是一個例子;另可注意的是,所有計算機都使用了時間脈衝。前面提到的那些理論還暗示有第三種作用:利用時間脈衝的相位關係來處理和控制細胞和有機體的生長與發育。[5]

在某種意義上,結構——目的論意義上的功能性結構,而不僅僅是晶體的形態結構——必須視為破缺對稱層級結構中的一個台階,可能介於晶體性和信息弦之間。

基於層層推測,我想,下一個台階可能是功能的層級化或專門化,抑或兩者。到了某個程度,我們必須停止談論不斷降低的對稱性,而要開始稱其為不斷增加的複雜性。因此,隨著複雜性的增加,我們將循著科學的層級結構上升。我相信,在每一個層級上,我們都會遇到迷人的、非常基本的問題,即:將不那麼複雜的部分組合為一個更為複雜的系統,並理解由此而來的本質上新型的行為。

多體理論和化學中出現複雜性的方式,與文化理論和生物學中出現複雜性的方式是不能相提並論的,除非你泛泛地說,系統與其部分之間的關係是一個單向通道。綜合幾乎是不可能的;另一方面,分析不僅是可能的,而且在各個方面都是卓有成效的:如果沒有理解超導中的破缺對稱,約瑟夫森(B. D. Josephson)或許就不會發現以他的名字命名的效應(約瑟夫森效應的另一個名稱是「宏觀量子干涉現象」:超導體中電子的、或超流液氦中氦原子的宏觀波函數之間的干涉效應。這些現象極大地擴展了電磁測量的精度,在其各種可能的應用中,可以預期它將在未來的計算機中發揮重要作用,最終或許會帶來這十年的某些重大技術成就[6])。卓有成效的另一個例子是,將遺傳學還原為生物化學和生物物理學,整體上改寫了生物學的面貌,這將帶來難以估量的重大後果。因此,近期一篇文章[7]所主張的觀點——我們都應當「耕耘自己的谷地,而不要試圖在不同學科之間修建跨越山脈的道路」——是不對的。事實上,我們應該認識到,這樣的道路,特別是通往相鄰學科的捷徑,僅僅從一個學科的視角是看不出來的。

粒子物理學家的傲慢以及他們的內涵性研究或許是我們的依靠(正電子的發現者說:「剩下的都是化學了」),但我們必須擺脫一些分子生物學家的傲慢,那些分子生物學家力圖將人體組織或機能完全還原為化學,從普通的感冒和各種精神疾病一直到宗教本能。人類行為學與DNA之間的組織層次,顯然要比DNA與量子電動力學之間的層次要多,並且,每個層次皆要求全新的概念構架。

在文章結尾,我借用經濟學中的兩個例子,來說明我想傳達的觀點。馬克思(Marx)說,量變會引起質變;不過,20世紀20年代巴黎的一場對話總結得更清楚:

菲茲傑拉德(Fitzgerald):富人不同於我們。

海明威(Hemingway):是的,他們有更多的錢。

[1] V. F. Weisskopf, in Brookhaven Nat. Lab. Publ. 888T360 (1965). 亦參見Nuovo Cimento Suppl. Ser 1 4, 465 (1966); Phy. Today 20 (No. 5), 23 (1967)。

[2] A. Bohr and B. R. Mottelson, Kgl. Dan. Vidensk. Selsk. Mat Fys. Medd. 27, 16 (1953).

[3] 破缺對稱與相變:L. D. Landau, Phys. Z. Sowjetunion 11, 26, 542 (1937)。破缺對稱與集體運動,一般討論:J. Goldstone, A. Salam, S. Weinberg, Phys. Rev. 127, 965 (1962); P. W. Anderson, Concepts in Solids (Benjamin, New York, 1963), pp. 175-182; B. D. Josephson, thesis, Trinity College, Cambridge University (1962). 專題討論:反鐵磁性,P. W. Anderson, Phys. Rev. 86, 694 (1952);超導電性,——, ibid. 110, 827 (1958);ibid. 112, 1900 (1958);Y. Nambu, ibid. 117, 648 (1960)。

[4] F. London, Superfluids (Wiley, New York,1950), vol. 1.

[5] M. H. Cohen, J. Theor. Biol. 31, 101 (1971).

[6] J. Clarke, Amer. J. Phys. 38, 1075 (1969); P. W. Anderson, Phys. Today 23 (No. 11), 23 (1970).

[7] A. B. Pippard, Reconciling Physics with Reality (Cambridge Univ. Press, London, 1972).

【兩句話的回答(327票)】:

學生物的

我們對生物瞭解的越多,就覺得生物越複雜。

最平常的是病毒和人體免疫系統的協同進化,從人類剛在地球上出現就開始了。病毒一直在學著如何騙過我們體內的免疫系統,而免疫系統也在不停地記住新的病毒,似乎這個過程永無止境。病毒對決細胞的暗戰,就像一部無時無刻在我們體內不斷上演的史詩級科幻大片,而我們自己卻毫不知情。

後來看了《自私的基因》......人體雖然是最精密的機器,但是說到底還是盛基因的容器罷了,容器會壞掉,基因卻會一代一代傳下去,永不消亡。現在我們體內的基因可能是幾千萬年前就存在地球上了......看了這本書,這個觀點一直在我腦海中縈繞,深深的感覺整個世界黑暗了......

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哇,第一次得到這麼多贊~~開心

我來解釋一下@Elvis Yen 同學的問題:

基因的排序方式我可不可以理解為基因的排列順序?在DNA上都是線性排列,一般情況下是不變的,如果有融合或者倒位的情況就是變異了,變異有可能生,也有可能死,這就屬於變異和選擇的範疇了。

相同位置的基因控制的性狀表現出來不一樣,也有可能是好幾個基因協同控制一個性狀,所以親子代的關係其實就是基因的重新組合,每一對夫妻的小孩都是基因重新組合的結果,但從本質上來說,都是N千萬年前在那個「基因湯」中形成的各種基因片段組合的結果,地球上所有的生物都是基因的容器,人的食慾、性慾、求知慾等所有的生理慾望其實都是基因的陰謀。

意識也是基因編程操縱的結果,基因是一個優秀的程序員,它給予生存機器這麼一個指示:請採取任何你認為是最適當的行動以保證我們的存在。據道金斯說是與編程的原理一樣的,想想人工智能吧!

【queenred的回答(172票)】:

聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethene)是一種有「王」的稱號的神奇材料。

能承受-190℃的低溫,240℃~260℃的高溫。

極其光滑,摩擦係數僅0.05-0.15。耐磨性能優良。

能夠承受除了熔融的鹼金屬,氟化介質以及高於300℃氫氧化鈉之外的所有強酸(包括王水)、強氧化劑、還原劑和各種有機溶劑的作用。

塗在彈頭上可以提高子彈穿透力。

這東西俗稱塑料王,也叫特富龍。

我們用它來做不粘鍋的塗層。

【wheeler的回答(5016票)】:

重元素都是大恆星才能造的。。。比鐵重的得用超新星。。。鉛塊很便宜但是那都是超新星啊。。。

有機物的元素是大恆星核反應的經典反應通路。碳氮氧循環。

植物裡最大量的蛋白質是1,5-二磷酸核酮糖羧化/加氧酶。這個酶極其古老。

眼鏡的加亮增透膜用了光的干涉特性。事實上涉及了光子的波函數性。。。加一層膜反而增加了透過率。這是以經典方式難以理解的。

GPS用了廣義相對論。。。

生物體的構造和燃料是同樣的東西。。這是一個用純木頭蓋的燒木頭的爐子。。

纖維素是糖的聚合物。。古代中國的絕大多數建築理論上經過加工都可以吃。。

長弓,籐甲。。同樣是理論上經過加工可以吃。古羅馬弩炮(這貨可以把26公斤的石彈打出300米遠---百度百科) 也一樣可以吃。

有一種塑料叫PLA。是3D打印機的常用材料。由玉米澱粉加工而成。

人的神經傳導速度是極慢的。人眼的捕捉速度也很慢,可是人可以打乒乓球,在這個運動裡,眼睛看不見球,看見了肢體也來不及做動作。但是人類的大腦通過讀取對方動作計算出了球的位置。預先在球飛行之前放出了信號。然後以一個極其精確的角度攔截了球。這對於計算機來說都是很難的事情。

人腦的運算能力超過大型計算場。接近(不能確定)全世界所有計算場計算能力的總和。

人類的胚胎發育過程中,有一個步驟是細胞們解除粘性,轉換為變形蟲形態。然後根據化學信號分佈爬到某個目的地,排布好,回復粘性,繼續發育。(發展為內胚層和中胚層的細胞穿越原條的過程)

細菌產生抗藥性的方式是轉基因,而且有著詭異的協議專門傳遞抗藥性基因。非常類似現代的開源軟件方式。快速的話,一些細菌可以在15天內產生抗藥性。

偉哥可以提高認知能力。

毛衣的靜電的電壓上千伏。

大氣晴空電場的強度接近每米100伏。

水會自發的產生核聚變,只是速度並不快。可以在家自製一個產生核聚變的裝置。用來產生中子射線。(比如Fusor)

人所積累的電荷會產生比較高的電壓,但是電量不大(相對於人而言)。但是對於芯片,就是極具毀壞性的擊穿電流。所以芯片的每個引腳都要加保護措施。用來放靜電,所耗費的面積還不小。

內存不能無限大的一個原因是因為宇宙射線,宇宙射線每時每刻都在穿過地面,而一個粒子可以造成電離出上百萬個電子電荷。所以內存的每一位的電荷都要大於這個數。這就要求每一位都需要一定的電容,也就是需要面積。

泡沫坍縮的時候會產生超高溫,以及強烈的爆炸和震盪波。這種爆炸有助於把污物震落。這是每天洗衣時都會發生的事。

電路分析,受力分析,傳熱分析,頻譜分析裡面常用的一個東西叫快速傅裡葉變換,它還有個用途是做乘法。加密之類的運算常用。

顯卡的運算能力可以達到CPU的1000倍。只是對GPU的編程比較難,一般人玩不轉。顯卡的主要用途包括遊戲,比特幣,人工智能以及組成大規模計算場。每一個相關領域的研究者都應該感謝那些遊戲玩家,正是他們的堅持不懈的消費才可以讓學者們以如此低廉的價格買到如此牛掰的裝備。

光驅裡面有個激光器。拿出來可以做個激光雕刻機。

我們看到的物體的顏色其實並不是我們看到的。物體的顏色不僅與物體的顏色有關,也與環境光相關,不同的環境光下物體的實際顏色是截然不同的。(比如說有個影子什麼的環境光就變了)。可是人腦依然可以抽取顏色的真實信息,一方面是人腦具有自動白平衡的功能,另一方面是因為人腦對熟悉物體自動腦補了顏色。

二維圖像的三維重建是非常困難的。可是每個人都能把看到的圖像轉化為三維信息,這是因為人腦記住了所有常用物體的大小從而自動腦補出來的。所以對於陌生物體,人類實際上既不知道它的真實大小,也不知道它的遠近。(最典型的就是在毫無參照物的雪地裡的空間失調感,在飛機上看沒有陸地的大海也不知道大海的距離。)

腦補的現象極其常見,絕大多數被人類所忽略。可是腦補是可以被干擾的。比如說用一塊寫滿了"BLUE"的綠色牆體。一些人看了之後就會自動把它記憶成藍的。。。。

========超過了500讚了======= 再補點=====

毛豆 和 黃豆是一種東西

捲心菜,紫甘藍,菜花,西蘭花,苤藍,羽衣甘藍,芥藍。都是一個物種。

小學計算機玩的LOGO語言是LISP的一個變種。它實際上是一種函數式語言。

Javascripts也是一種函數式語言。它有個綽號。叫做「披著C語言外衣的LISP」。

氫氰酸是一種劇毒物質。氰酸物大多都有劇毒,元首就是用氰化物自殺的。可是在生命的早期。它極有可能是一種維生素。對於生命極其重要的腺嘌呤(ATP, RNA,DNA 還有cAMP之類的都有它)的化學式就是H5C5N5。有學者認為認為早期的腺嘌呤是由5分子氫氰酸直接聚合而成的。

中樞神經系統的可塑性是極其可怕的。

外周神經和中樞神經分別發育,然後再連接在一起。中樞神經系統隨後識別具體哪根神經纖維是幹嘛的。所以斷手斷腳之類的事情之後神經接上了一段時間之後會回復功能(有點類似於一捆電纜斷了之後只是把電纜連上但是裡面的線都是瞎連的。

有個例子是切除了大腦的一個半球。結果活得挺好

還有個例子是天生沒小腦。也活得挺好

有個哥們自幼失明,可是這個哥們比較猛,他用回聲定位來「看」這個世界。於是也活得挺好。

催產素是一種廣泛存在的物質,在男女的大腦裡都存在,而且濃度差不多。催產素與許多行為極其相關,愛情,友情,關心子女,照顧他人,宗教信仰,學習記憶等等等等。

如果想要直觀的理解上面這條。幻想一下「愛」或者「關心他人」或者「虔誠的皈依」時候的心情,一種特殊的,渴望對他人好,像感動一樣的感情堵在胸口,開心又難受。然後有一種令人踏實的安全感。這就是催產素分泌時的感覺了。(相信大家都對這種感覺並不陌生)。

很多實驗都表明,催產素對學習和記憶有促進作用。

阿爾伯特愛因斯坦的宗教觀是一種類似不可知論和自然神論的混合,他崇拜自然規律。他曾經說過

」那樣來解讀我的宗教觀當然是謊言,一個系統地重複著的謊言。我不相信人格化的上帝,我從未否認這一點,而且都表達得很清楚。如果在我的內心有什麼能被稱之為宗教的話,那就是對我們的科學所能夠揭示的、這個世界結構「。

虔誠的崇拜自然規律的一個好處是。當他/她看到 麥克斯韋方程組,大氧化事件,電子傳遞鏈,浸入式光刻,深度貝葉斯網絡,RNA世界,標準模型 和 拉氏量 之類的東西的時候會感激涕零,催產素瘋狂分泌。內心充滿了皈依般的強烈情感。於是就瞬間全都理解並且都記住了。從而不太努力就成為了學霸。

我並不是在說我自己。

=============== 破了1000===========那再補點吧====

水會引起折射,這是由於水下的光速和在空氣中的不一樣。光子入水之後頻率是不會變得,變得是波長,(頻率乘以波長等於波速)。這些都是初中物理的知識。

伴隨著芯片工藝的飛速發展,人們對製程的要求越來越高(越小的MOS管速度越快,功耗越低,同時集成度可以做得越大)。這就要求光刻時的波長越來越短。。可是哪怕是紫光的波長都有400nm,製程最高能達到200nm.(由於衍射,不能小於半波長)。而波長越短的光,越難以被介質折射。折射紫外線需要特殊的材料,到X射線的程度基本上就沒什麼東西能折射它了。而且波長越短,頻率越高,光子的能量也越高。也越容易與物質發生吸收之類反應。這在當年造成了不小的危機。耗費巨資的實驗都失敗了。人們懷疑。摩爾定律還能不能繼續下去。

後來有個哥們說,扔水下刻,波長不就短了嗎。。。。。。。。。。

這就是沉浸式光刻技術,通過選用大折射率的液體。波長可以變得很短。於是芯片工藝以超摩爾定律的方式加速發展到了今天。

去年9月,英特爾推出了14nm製程的芯片。

IPhone4的那根捅sim卡槽的針是用金屬玻璃製成的。。強度奇高無比。

======哎?被搗亂的人踩得這麼靠後,居然還能破2000?==============那我再多寫一些吧====

先來個小把戲。

把一個小球下面放一個大球,然後鬆手。。。落到地上之後小球會以極快的速度衝上房頂

這是個初中物理小把戲。如果落地時速度是v,大球反彈時也是v, 小球反彈後就成了3v,換算成勢能就是原來的9倍。

如果是三個球大中小。。。。。那就是7v,勢能是49倍。場面會很帥。

有個倭黑猩猩叫kanzi,這貨會用一種人工語言和人交流(猩猩很難發出人類的聲音,所以是借助計算機交流的)。

他還會用火,也會做飯(對於這點我覺得很多男生和女生應該感到羞愧)。

想不出算法的時候可以試試多來幾個隨機數。

確定性算法,隨機性算法和量子隨機算法的能力是不同的。

比如說從網絡按順序下載倆視頻然後對比是否相同,確定性算法必須把第一個視頻存下來然後才能比較。

可是隨機性算法呢?它可以利用某種隨機方式抽取第一個視頻的特徵,然後再抽取第二個。有一些特徵之後就可以以趨近於0的錯誤率來比較了。(想到MD5的同學加5分)。

在這個問題裡,確定性算法的空間複雜度下限是O(n), 而隨機算法則是O(1).

還有一個例子是想要看倆N維矩陣A和B,看看它們乘起來是不是等於C。確定性算法很難想到比真的乘一下更快的。

隨機性算法呢?它可以產生一個N維隨機向量x作為"探針",看看(x*A)*B 是不是等於 x*C.不是的話肯定就不一樣了,是的話也不見得一樣,可是多試幾次都一樣那就真的一樣了。

由於向量和矩陣的乘法時間複雜度是O(n^2)的,所以整體複雜度也是O(n^2)的。低於乘起來的複雜度,僅僅和輸入複雜度一樣。

隨機性算法還有一個特點就是它總是重複的做很多次不靠譜的事情來形成一個靠譜的結果。本質是並行的。很適合高並行化的運算架構。。。

那麼哪些運算架構是高度並行化的呢?。。看到上面說的顯卡和人腦了嗎?

為了以「簡單」的方式來表示複雜的事物,人類發明了「形式文法」這種東西。

大家常用的正則表達式,還有編譯方面的巴科斯範式。以及各種各樣的計算語言啊。HTML表示啊,JSON方法啊。等等等等,都可以說是形式文法的衍生物。

可是人類並不是唯一用這種方式產生複雜事物的生物。植物產生形態也採用了類似的方式(其實遠不僅僅是植物)。於是人類利用形式文法的方式做了個東西叫做L-系統,它可以產生相當逼真的植物(很多遊戲和電影裡產生樹啊草啊神馬的就是用得這種方法)。

大多數「簡單」的計算機問題在加上限定條件之後都會變得比較難,比如說內存順序放著倆數組a0,a1...an,b0,b1...bn。想把它們變更為a0,b0,a1,b1........an,bn屬於極其容易的問題。面試都不會考,但是如果加上幾個要求時間複雜度O(n), 額外的空間複雜度O(1)這兩個限定就不一樣了。(有興趣的可以試試)

有個帥哥解了這題之後有人給他發了篇SCI。

(未完待續)

=================轉載聲明==========================

未經作者同意,不得轉載。

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提問前請先閱讀之前的評論。以避免重複提問。(鑒於不知道得罪了哪路水軍,上來就謾罵的人很多,而我又刪不過來。暫時關閉了評論功能,見諒)

【葵生醬醬的回答(267票)】:

大圖慎點

【waterfive的回答(504票)】:

看到題主的問題,當時就翻了下白眼,因為這個問題太廣闊啦!每一個數學、物理、化學的方程式、每一個生物、歷史、化學、地理,哪怕一個最簡單的問題都呈現造物主的奇跡,怎麼可能有人能回答出這個問題呢?從宇宙浩瀚星空,到你身體中幾十億個細胞,從萬有引力的神秘數值到化學催化劑的原理哪一個不是奇跡呢?怎麼可能這個問題能有答案呢?

但是我還是太天真了....真的有一個比較好的答案.....

那就是《Symphony of Science》科學交響曲(國內又翻譯成《全球科學家大合唱》)

就是圖上這個搞音樂的小伙子John D. Boswell,他從09年起,致力於用收集全球頂尖科學家、哲學家關於科學的各種睿語珍言,和各種特效畫面,混音成一首首動聽樂曲。 科學交響曲系列旨在以音樂形式推廣科學知識。

簡單來說,就是他做了18首,每首大概3分多鐘的世界最厲害的科學家主持節目、參演視頻、採訪中的名言,並用音樂MIX,做成了一首歌。(國內把這種方法叫做「鬼畜」?)

所以你可以聽到人類最傑出的大腦的混聲大合唱:

史蒂芬-霍金(不解釋)

摩根-弗裡曼 (上帝哈哈)

費曼(對,就是那個諾貝爾物理學家的費曼!)

羅素(對,就是那個又是文學家又是數學家的羅素)

阿西莫夫(對!就是那個科幻巨巨阿西莫夫!)

卡爾-薩根(本人男神,最偉大的科普作家和天體物理學家,《蒼白藍點》老版《COSMOS》作者)

理查德-道金斯(《自私的基因》作者是當今仍在世的最著名、最直言不諱的無神論者和演化論擁護者之一)

奈爾-泰森(之前推薦的,《宇宙:時空之旅》主持人,註明天體物理學家)

布萊恩-考克斯(BBC奇跡系列主持人,英倫帥哥搖滾物理學家,迷倒萬千少女)

布萊恩-格林(《優雅的宇宙》《宇宙的構造》作者主持人,弦理論扛把子)

加來道雄(日裔美籍世界頂級物理學家,超弦理論奠基人)

卡洛琳·波爾柯(卡西尼探測器成像實驗室負責任,土衛三十五發現者)

等等等等等等等等等等等等等等等等等等等等.....

太多了!你想不想聽這些世界上最聰明的大腦對科學總結的睿智名言?想不想聽霍金羅素唱歌?想不想聽科學之歌?

目前18首目錄是這樣的,每一個主題是一群科學家的歌唱,問題每首歌都像詩一樣!!美美美,太美了!!!目前18首目錄是這樣的,每一個主題是一群科學家的歌唱,問題每首歌都像詩一樣!!美美美,太美了!!!

我當時找資料的時候再聽,根本停不下來淚流滿面!!!不斷的被衝擊人類和科學的美好和奇跡,都不是讚歎了。從晚上11點硬是興奮一晚上沒睡,到凌晨4點才睡著....「有哪些知識讓你驚歎自己竟然活在那麼高大上的世界裡?」我想,這18首歌會是個很好的總結答案。

說了那麼多,為了方便大家,我把有幾首我特別喜歡的敲下來,當做科學之詩,或者你覺得麻煩,可以跳過我後面的摘錄,直接看視頻和音樂,但是我覺得當中剪輯的科學家的詞句,本身就是無與倫比美妙的詩,所以還是覺得打上來給大家看(都是真人以前說的呀,還能剪輯成詩歌!如果你懂英文,看這些會更有感觸,很多詞句中文是翻譯不出來的,網易公開課只翻譯了5集,問題我覺得翻譯的有點渣,反而是B站不少活的野生字幕君水平很高,所以結合詩句、B站野生字幕君,和自己的一些翻譯,敲出來,還挺累的,一首3分鐘,一首敲下來要弄個三四十多分鐘)

John D. Boswell第一首歌是09年發佈的《輝煌的黎明/A Glorious Down》,也是我非常喜歡的,演唱著是卡爾-薩根史蒂芬霍金(鼓掌)

《輝煌的黎明/A Glorious Down》

【卡爾-薩根旁白】

額…我不是很擅長唱歌,額,我現在試試看…

「唔兒——」「唔——兒」(素材來源自某片他在學鯨魚叫~)

(卡爾-薩根開始唱歌)

如果你想徹底從零開始做一個蘋果派

你必須先發明這個宇宙

空間佈滿了蟲洞組成的網絡

你也許會在另一個空間

另一個時間點出現

天空召喚著我們

倘若我們沒有自取滅亡

有一天我們將踏上前往星星的旅程!

讓黎明變得無比輝煌的

不是旭日,而是天空中閃耀的星系!

一個有著4000億顆太陽的清晨!

升起的是天邊的銀河!

宇宙中有不可估量的優雅的真理

精美的相互關係

令人驚詫的自然的法則

我們相信我們的未來在很大程度上

取決於我們有多瞭解這個宇宙

即便我們如塵埃般渺小

大腦不僅用來記憶

它對事物進行比較、綜合、分析

它創造出抽像的概念

即便最簡單的概念,例如我們對數字1的思考

也有精細的邏輯

大腦有它自己的語言

來檢測這個世界的構架與內涵

讓黎明變得無比輝煌的

不是旭日,而是天空中閃耀的星系!

一個有著4000億顆太陽的清晨!

升起的是天邊的銀河!

天空召喚著我們

倘若我們沒有自取滅亡

有一天我們將踏上前往星星的旅程!

(霍金大神)

數千年以來

人們一直想知道

宇宙是否無限延伸

抑或終有盡頭

從大爆炸到黑洞

從暗物質到巨大的危機

我們如今對宇宙的想像

總是奇特而誇張

(卡爾薩根)

我們多麼幸運,能生活在如今的時代

這是人類史上第一次

我們終於真正的拜訪其他世界

讓黎明變得無比輝煌的

不是旭日,而是天空中閃耀的星系!

一個有著4000億顆太陽的清晨!

升起的是天邊的銀河!

讓黎明變得無比輝煌的

不是旭日,而是天空中閃耀的星系!

一個有著4000億顆太陽的清晨!

升起的,是天邊的銀河!

【卡爾薩根旁白】

地球的表面不過是星辰大海的沙灘

我們剛剛向水中行走了一小步

而這海水是如此迷人

第二首也是人氣很高的第二首也是人氣很高的《宇宙中的怪獸》 Monsters of the Cosmos

演唱著有:摩根-弗裡曼/奈爾-內森/加來道雄等

【貌似星際迷航引子旁白】

「我將要去一個沒人敢去的地方!

進入到黑洞中」

「這太瘋狂了!」

【奈爾-內森旁白】

如果你陷進去了,你永遠就出不來了

黑洞會通過從頭到腳的撕扯賦予你死亡

【唱歌開始】

(摩根-弗裡曼)

宇宙中的有怪物出沒

他們能吞噬所有的恆星

在這些等式裡藏有一隻怪物!

因迷失而靠近它的一切都會被拖向死亡!

(加來道雄)

在黑洞的中央,萬有引力是無限大的

時間靜止,空間無依

每一個星系的中央都有一個黑洞

和數以百萬計的更小的黑洞

(女科學家聲)

引力的反常是如此的奇妙

以至於沒有什麼比此更加迷人

(摩根-弗裡曼)

宇宙中的有怪物出沒

他們能吞噬所有的恆星

他們可以在無形中徹底摧毀空間本身!

因迷失而靠近它的一切都會被拖向死亡!

【旁白】

在上個世紀,對黑洞的研究經歷了從數學趣談到真實宇宙物質的一大巨變

顯而易見,這對於研究星系起源至關重要

沒有任何物質能夠得以逃脫,就連光也不例外

(Nothing can escape it,even light)

(唱歌)

無法計數的大量黑洞啊

在我們的星系周圍呼嘯而過

沒有任何物質可以照亮它們!

無法計數的大量黑洞啊

在我們的星系周圍呼嘯而過

沒有任何物質可以照亮它們!

(群唱)

大黑洞的中心其實是一個奇點

(奈爾-內森)

是一個具有無限大密度的點

(摩根弗裡曼)

現存的一切物理定律都對它無效

巨型的恆星在能量不足時會發生坍縮

黑洞是燃盡後恆星的產物

真理可比科幻小說奇妙多!

(女聲)

引力的反常是如此的奇妙

以至於沒有什麼比此更加迷人!

(摩根-弗裡曼)

宇宙中的有怪物出沒

他們能吞噬所有的恆星

他們可以在無形中徹底摧毀空間本身

因迷失而靠近它的一切都會被拖向死亡!

無法計數的大量黑洞啊

在我們的星系周圍呼嘯而過

沒有任何物質可以照亮它們!

無法計數的大量黑洞啊

在我們的星系周圍呼嘯而過

沒有任何物質可以照亮它們!

【男聲旁白】

沒有什麼能比黑洞更巨大和令人毛骨悚然的了

Nothing is bigger and scarier than a blackhloe

【女聲旁白】

黑洞是宇宙的已知部分,和現有科學尚未觸及的地方的邊界。

The boundry between the known universe andthe place beyond the reach of science。

第三首也是超高人氣的關於質量方程E=mc2的之歌《群星的秘密》(Secret of the Stars)

演唱者有:布萊恩-考克斯/布萊爾-科林/加來道雄/奈爾-泰森

【引子-電影旁白】

你喜歡神秘的故事嗎

我有一個講給你聽

概念解釋:相對論

時間、距離和質量之間神秘而奇異的關係

在我們講完之前,你一定會同意

真實比最神奇的幻想更神奇!

群星為何閃耀?

銀河為何璀璨?

【開始唱歌】(Brian Cox)

質能方程E=mc2

這就是點亮群星的引擎

能量轉化為質量

E=mc2

(加來道雄)

這就是群星的秘密

現在注意聽

你運動的越快,質量就會越大

運動的能量轉換成你的質量

(Brian Cox)

運動的能量

等於質量乘以光速的平方

大量的能量來源於微小的質量

光總是恆速運動

不管你如何去觀察

不管我想對你如何移動

光總是恆速運動

(Nelson Tyson)

不管誰在測量

不管你移動到那個方向

光速一如始終

不管它往哪移動,多快移動

你移動的越快,時間就會變慢

一切都會變慢

(Brian Cox)

當你移動時,時間會減速

時間以不同的速率移動

時鐘會運轉的更慢

(女科學家)

相對論極大的改變了我們看待世界的方法

(Brian Cox帥哥嚎叫)

它美麗,它崇高!!

一個簡單的方程凝聚整個宇宙的能量!!

E=mc2!

這就是點亮群星的引擎!!

能量轉化為質量!

E=mc2!

(加來道雄)

這就是群星的秘密!

(Brian Cox)

它是科學美麗的篇章

它是美麗而優雅的理論!

它是科學美麗的篇章

它是美麗而優雅的理論!

(Brian Green)

行星像地球一樣擁有固定的軌道

因為它沿著引力的曲線

太陽的存在影響了空間的構造

(Brian Cox)

空間和時間被群星的質量彎曲

當物體通過這個彎曲的空間,它們也將會扭曲

【電影旁白】

所有的這一切都顯示出一個事實

時間和空間是相關的

(Brian Cox)

當你穿過彎曲的空間與時間

你會感覺到一種力

當你穿過彎曲的空間與時間

你會感覺到一種力

這種力就是引力!

多麼美麗,多麼崇高!

簡單的方程描述出全宇宙的能量!!

E=mc2!

這就是點亮群星的引擎!!

能量轉化為質量!

E=mc2!

這就是群星的秘密!

這就是群星的秘密!

.....

朋友們說要看費曼大神霍金大神,好吧第四首《量子世界》Quantum World

演唱者:費曼大神/摩根-弗裡曼/弗蘭克·克洛斯/布蘭恩-考克斯/史蒂芬-霍金

【旁白:摩根弗裡曼】

So,what are we really made

我們實際上是由什麼構成的?

(唱歌開始:摩根弗-裡曼)

向原子深處探尋

你會發現微小的粒子

他們由無形的力量聚攏在一起

世間萬物都由微小的能量構成

從宇宙的熔爐裡誕生

(Frank Close)

構成我們的原子由帶電負荷的電子

圍繞著龐大的原子核

(加來道雄)

量子理論

給予了我們的世界一個非常與眾不同的解釋

(Brain Cox)

宇宙是由

12個物質粒子!

4種自然力量構成!

宇宙是由

12個物質粒子!

4種自然力量構成!

這是多美妙而有意義的故事!

(理查德·費曼大神唱歌)

假設

那些小的東西

與大的東西大為不同

任何東西都不像它看起來那樣

它與大的世界有如此美妙的不同

世界是由雜亂無章躍動的東西組成

真令人難以置信!

(加來道雄唱歌)

量子理論

是如此的飄渺和離奇

甚至連愛因斯坦也捉摸不透

(Brain Cox)

在量子的世界

在粒子的世界中

沒有什麼是確定的

這是一個充滿可能性的世界

量子理論

給了我們的世界一個非常不同的解釋

宇宙是由

12個物質粒子!

4種自然力量構成!

宇宙是由

12個物質粒子!

4種自然力量構成!

這是多美妙而有意義的故事!

(費曼大神唱歌)

這非常難想像

所有這些瘋狂的東西

究竟真實是怎樣

電子像波一樣

但是卻又不是波

電子像粒子一樣

卻又不是粒子

(斯蒂芬-霍金大神唱歌)

我們需要萬物的終極理論!

哪怕它仍然超越我們的想像

我們需要萬物的終極理論!

也許是最終的巨大勝利!

科學的最終勝利!

(Brain Cox)

量子理論

給了我們的世界一個非常不同的解釋

宇宙是由

12個物質粒子!

4種自然力量構成!

宇宙是由

12個物質粒子!

4種自然力量構成!

這是多美妙而有意義的故事

【旁白,費曼大神結束語】

我不得不停下來了

我會留給你們自己來想像(費曼大神萌笑)

第五首本人很喜歡的《向宇宙的邊緣前進》 Onward to the Edge 很有我們的征途是星辰大海的感覺

演唱者:奈爾-內森/布萊恩-考克斯(教授你的出場頻率真高,不愧是婦女之友)/卡洛琳·波爾柯

【奈爾-內森引子旁白】

我們在探索宇宙的路上有一些標誌性的事件

其中之一是人類第一次離開地球

接下來是月球漫步

然後是什麼?

行星!

(開始唱歌:Neil Tyson)

朝著宇宙的邊緣前進

我們正朝著宇宙的邊緣前進

你我都身處於此

在這個小小脆弱的星球

朝著宇宙的邊緣前進

我們正朝著宇宙的邊緣前進

你我都身處於此

在這個小小脆弱的星球

(Brian Cox)

這是我們的太陽

但也只是茫茫星海中的一顆星

它是太陽系的中心

但也只是茫茫星海中的一顆星

水星是最接近太陽的行星

它炙烤著岩石寸草不生

(Neil Tyson)

月球上也有天空

也有地平線

那兒是另外一個世界

月球的天空中有地球

正如我們在地球上看到月球一樣

朝著宇宙的邊緣前進

我們正朝著宇宙的邊緣前進

你我都身處於此

在這個小小脆弱的星球

我們並非唯一去思考

無限世界的世界

我們並非唯一去思考

無限世界的世界

(女科學家Carolyn porco)

地球是個強力的信標

喚起我們的認知

當看到我們這顆小小淡藍的星球

出現在其他星球的天空時

讓我們產生一種強烈的觸動

當看到我們這顆小小淡藍的星球

出現在其他星球的天空時

讓我們產生一種強烈的觸動

土星的系統

是無比的輝煌

因為她的星環

和她形態迥異的衛星

(Neil Tyson)

行星們不再抽像

他們是另一個世界

或許還有生命存在

他們改變了我們對地球的思考

(女科學家Carolyn porco)

我們這顆小小淡藍的星球

我們這顆小小淡藍的星球

【Brain Cox旁白】

地球只是一顆在太陽光下懸浮的星塵

一個蒼白藍點(致敬卡爾-薩根)

(Neil Tyson)

朝著宇宙的邊緣前進

我們正朝著宇宙的邊緣前進

你我都身處於此

在這個小小脆弱的星球

(Neil Tyson)

朝著宇宙的邊緣前進

我們正朝著宇宙的邊緣前進

你我都身處於此

在這個小小脆弱的星球

我們並非唯一去思考

無限世界的世界

我們並非唯一去思考

無限世界的世界

(Brain Cox)

自然的法則

用極其微小的變化

創造出截然不同的世界

【Neil Tyson旁白】

當我們抵達宇宙的邊緣時

我們將會穿越孤獨的宇宙,從而知道

有些時候,至少現在

一個人必須心甘情願的愛著這些問題本身

好了好了,我已經知道肯定會有人嫌棄我煩了又臭又長,最後一首咯!真的最後一首我保證!!獻給科學家們《真實之詩》(The Poetry of Reality)

這一集人比較多,演唱者:卡爾-薩根/邁克爾·捨默/雅各布·布朗勞斯基/奈爾-泰森/理查德-道金斯/Jill Tarter/Lawrence Krauss/費曼大神/布蘭恩-格林/霍金大神/PZ Myers/Carolyn Porco

(直接唱歌)

(Michael Shermer)

科學是探索世界的利器

(Jacob Bronowski)

科學是一種人類特有的知識形式

我們總是站在已知世界的懸崖邊

(卡爾-薩根)

科學是世代相承的共同事業

我們銘記為科學鋪路的偉人

也體驗著他們的偉大

(Neil Tyson)

如果用科學的眼光看世界

世界將迥然不同

並且這種思想賦予你力量

(理查德-道金斯)

真實的世界裡詩歌廣為吟誦

科學是現實的詩歌

(卡爾薩根)

我們研究科學

生活將更美好

(理查德-道金斯)

真實的世界裡詩歌廣為吟誦

科學是現實的詩歌

(Jill Tarter)

人類的故事

是靈感在黑暗中碰撞出火花的故事

(Lawrence Krauss)

科學家們熱愛神秘

他們熱愛未知

(費曼大神)

我對未知毫無畏懼

比起畏懼我更到樂趣無窮

(Brain Greene)

這是一個廣袤無艮的世界

而我們只是其中一粒塵埃

(霍金大神)

我們對宇宙探索愈深入

會愈發感到世界的精彩

(Carolyn Porco)

置身於探尋真理的過程和探索本身

是條充滿真知灼見的道路

(理查德-道金斯)

真實的世界裡詩歌廣為吟誦

科學是現實的詩歌

(卡爾薩根)

我們研究科學

生活將更美好

(理查德-道金斯)

真實的世界裡詩歌廣為吟誦

科學是現實的詩歌

(Jill Tarter)

人類的故事

是靈感在黑暗中碰撞出火花的故事

(Brain Greene)

處於浩瀚宇宙孤獨一隅的我們

可以依靠思想的光芒

追溯宇宙開端後的那一短暫的瞬間

(PZ Myers)

科學改變了我們的大腦

讓我們對事物有一進步的思考

(理查德-道金斯)

科學用公正的事實

擺脫人類的個人偏見

真實的世界裡詩歌廣為吟誦

科學是現實的詩歌

(卡爾薩根)

我們研究科學

生活將更美好

能堅持看到這裡的給大家鞠躬,順便送給大家彩蛋喲,又花了時間找了能堅持看到這裡的給大家鞠躬,順便送給大家彩蛋喲,又花了時間找了

《科學交響曲》裡面出現的部分視頻名稱(包括剩餘12首我沒貼的),有興趣的可以觀看,送給能堅持看到這裡的觀眾們:

出現影片:

《卡爾薩根的宇宙 | Carl Sagan: Cosmos (1980)》

《霍金的宇宙 | Stephen Hawking: Stephen Hawking's Universe 》

《Brain Cox BBC太陽系的奇跡》

《Brain Greeen 優雅的宇宙》

《摩根弗裡曼穿越蟲洞》

《奈爾-泰森的宇宙》+奈爾泰森2006年做的演講《超越信仰科學,理性,宗教》

(Neil deGrasse Tyson: The Universe + 2006 Beyond Belief Science, Reason, Religion)

《BBC 人體奧秘》《BBC哺乳類全傳》《BBC與遠古人同行》《BBC人類星球》《Discovery探索頻道:挑戰人體極限》

(BBC's The Human Body, BBC-The Life of Mammals,BBC-Walking with Cavemen,BBC-Human Planet.BBC太多了= =反正BBC的都去看吧!)

Discovery Channel's Human Body: Pushing the Limits)

《理查德-費曼:有趣的想像 1983》

(Richard Feynman: Fun to Imagine)

很多TED視頻,包括《TED:卡羅琳-波科帶我們傲游土星》《TED:Brian Cox我們為什麼需要探索家》《TED:Michael Shermer自欺背後的模式》等等

《加來道雄:如何應對外星人》《加籐道雄:果殼中的宇宙》加來道雄N多紀錄片....

Michio Kaku: Michio Kaku On Aliens On Physics

Michio Kaku: The Universe in a Nutshell

《Bill Nye: The Eyes of Nye》

(Bill Nye是《the Science guy》電視節目的主持人)

《Robert Jastrow: Unknown》

(羅伯特.賈斯特羅(RobertJastrow),美國航空航太管理局戈達德太空研究院創始人,著名科學家,愛因斯坦全傳作者)

《理查德道金斯:為什麼宇宙看起來這麼奇怪》《查爾斯達爾文的天才》

Richard Dawkins: Why the universe seems so strange + The Genius of Charles Darwin

《David Attenborough: Charles Darwin and the Tree of Life - David Attenborough》

(戴維·艾登堡是BBC自然科學著名主持人,被授予爵士)

《Jane Goodall: What Separates us from Chimpanzees》

(珍妮·古道爾!!在世界上擁有極高的聲譽的動物學家,如果你度過牛津教材一定會學過她20歲跑到叢林裡和黑猩猩在一起38年的故事)

太多了,好多我也沒看過- -不舉了。

恩,總之謝謝大家捧場~

【arriettyyao的回答(258票)】:

湖北人愛說的

【撒】,其實是屈原最愛說的

【兮】的變音。

【nnnan的回答(164票)】:

自從知道掃地機器人的工作原理是來自掃雷技術之後,肅然起敬,每次它工作的時候我都會起立行注目禮。

被評論逗笑了,改成「拆彈」是不是少點誤會呀。

【Fangguo的回答(79票)】:

從左上角順時針介紹下吧:

太陽裡面是熱核反應,地球的能量和負熵之源。

太陽輻射出來的是麥克斯韋方程組,萬有引力和廣義相對論方程,宇宙中無處不在的光和引力之波。

河流裡奔騰的是流體力學的N-S方程。

萌 子在源源不斷的燃燒碳水化合物。

右下角是描述分形蕨的方程。

綠色的 正在默默的捕獲光能,將其轉化為低熵的碳水化合物。

而空中的高能宇宙射線,正轟擊/衰變各種成基本粒子。

展翅高飛的鳥群背後,是流體力學的伯努利方程。

山的曲線,可以用傅立葉級數展開。

正中間藏了一隻薛定諤的 ,哦不對,是薛定諤的方程。

正是這些低調奢華的方程,支配著我們這個高大上的世界。

最後用大神ukim的一句話結尾:

美麗有兩種

一是深刻又動人的方程

一是你泛著倦意淡淡的笑

【楚雲飛的回答(141票)】:

小時候亂翻書,第一次讀到「江畔何年初見月,江月何年初照人。人生代代無窮已,江月年年望相似」時,整個人瞬間都凝固了。整天沒心沒肺胡鬧的我突然有一種說不上來的渺小與悲哀的感覺。很多年後讀了聞一多的分析才知道是文字間的宇宙意識與生命意識震撼了我。因為第一次讀到的是望相似的版本,至今對只相似的版本覺得彆扭……中毒太深……

【王明遠的回答(166票)】:

泰勒展開。。。

【雷雷的回答(135票)】:

因為很少在知乎答題,而且很多時候用手機編輯答案,所以排版混亂,閱讀困難。現在按時間順序修改了答案。多多少少能好讀一些。15-2-5—————————————————————————————————————看到wheeler的答案被點讚那麼多次,我真心夜不能寐啊。裡面好多誤導性回答,大有譁眾取寵之嫌。怎麼大家都不甄別下呢?另外,我在該答案下留言已經被其刪除。我的評論是針對:聚乳酸,水聚變,纖維素這三個問題提出了疑問。希望 @wheeler 給出解釋。

—————————————————————————————————————

發現 wheeler已經將我屏蔽。無法在他答案下進行評論。

希望能平等客觀的進行討論。 希望能平等客觀的進行討論。

將評論截圖 貼到此處。

因為評論中不能貼圖。在此處添加。來源百度。

——————————————————————————————————————————————————————————————————————————

更新

因為評論中不能貼圖。在此處添加。來源百度。因為評論中不能貼圖。在此處添加。來源百度。

沒看懂怎麼做。請問 沒看懂怎麼做。請問 @wheeler如何聚變。

另外。貼出評論。 答主說的水是不是太過誤導?請修改。

——————————————————————————————————————————————————————————————————————————更新

聲明:答主知識儲備很深,讓人欽佩。但是表達上太過技巧,捨去細節,使人被誤導,使得普通的知識變的神奇。另外,我對答主的評論沒有任何的謾罵,只是指出答主「有譁眾取寵之嫌」。而且關於聚乳酸的問題之前也沒有人問過,卻依舊被刪除。因為答主刪除了評論,所以我們沒法看到是誰,是以何種程度進行了所謂的謾罵。希望大家克制情緒,平等客觀的討論問題。最後,答主所謂的水軍有些自行腦補了。

附上作者原文

—————————————————————————————————————(模仿一下)有一種材料叫NR,是飛機起降的關鍵材料,以應對飛機降落時巨大的衝擊力。可以由樹分泌的液體加工而成。——————————————————————————————————————————————————————————————————————————(模仿一下)有一種材料叫NR,是飛機起降的關鍵材料,以應對飛機降落時巨大的衝擊力。可以由樹分泌的液體加工而成。—————————————————————————————————————

更新15-2-5編輯

【左旋甲基苯丙胺的回答(208票)】:

每一次仰望星空,我們都是在回望過去.

【唐文韜的回答(54票)】:

所有生命體生長的五大必需元素是C、H、O、N、P

C、H、O是生命體內幾乎所有有機物的基本構成元素,通過光合作用使C和小部分H、O進入食物鏈,通過喝水和呼吸繼而滿足剩下大部分H、O的需求。簡而言之,可以通過低成本的方式取之不盡

N的主要去向是合成蛋白質,目前主要通過化學固氮使空氣中的N通過氮肥進入食物鏈,還有少部分是通過生物固氮。雖然成本高點,但是N也是用之不竭的

接下來是重頭戲,P

P主要用於合成DNA、RNA、ATP等化合物,食物鏈中的P有兩大來源,一是磷礦石,每年開採約17.5百萬噸磷,二是放牧,從未施肥的草地每年可獲得約12.1百萬噸磷。全球範圍內磷的流向見下圖。

P的流失主要有兩大去向,一是土壤徑流和侵蝕,二是人和動物的排泄物。二者最終都會進入地表水體,流向大海,然後和海水裡的鈣、鎂等離子反應生成沉澱,沉到海底,然後經過億萬年的地殼運動,變成磷礦石跑出來。

也就是說,磷是不可再生資源。說煤啊,石油啊不可再生可能大家都沒什麼緊迫感,因為可以找到替代資源,但是你能找到磷的替代資源,代替它合成DNA、RNA麼?

目前的磷礦石大概還可供開採100年左右,高品位的磷礦更是三五十年內就會被開採完,按照現在這個開採速度。目前四大磷礦產地是摩洛哥、中國、俄羅斯、美國,佔了全世界產量的80%以上,其中美國上個世紀八十年代已經不往外出口磷礦了。

Cordell et al. (2011) 用模型預測了未來磷的使用框架(下圖),通過提高磷肥的使用效率和改善人的飲食習慣,可以節省2/3的磷,而通過回收排泄物(人和動物的)和農作物殘餘物(稻草、玉米梗等)可回收1/3的磷:

排泄物!老祖宗幾千年的智慧啊,用尿液和糞便施肥,磷進入食物鏈,人吃了之後又排出去,變成肥料,道法自然,生生不息也。

那麼問題來了,在基於抽水馬桶和小便器的現代衛生系統裡,如何有效回收磷呢?

呆逼的歐洲人於是想出來解決辦法了,源頭分離。將尿液和糞便在進入下水道之前進行分離,分別處理,回收氮、磷,同時減輕下游污水廠的負擔。嗯,也就是我現在在做的,想想還是有點激動呢!

另外,由於成年人的熵變約等於0,也就是吃進去的元素,幾乎都排出來了,除了一部分C變成氣體、小部分無機鹽通過汗流出來,其餘進入人體的元素最終都進入到尿液裡了。也就是說,往尿裡面加點鹽,多加點糖,干了它,這一天的營養元素差不多就滿足了!哦,對了,不能100%吸收,不能被吸收的那部分變成了便便,嗯

Cordel et al. 2011. Towards global phosphorus security: A systems framework for phosphorus recovery and reuse options. Chemosphere 84:747-758.

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評論有人說不能喝尿,好吧,咱不喝Θ_Θ

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