Physics Today《今日物理》Vol. 46. No. 4,1993年
1. 对行星系形成的探讨
探讨行星系的形成与地球上人类起源密切相关。从18世纪拉普拉斯所处的年代至今,这项研究一直是现代天文学和行星科学的中心课题之一。研究证据表明,行星系在银河系中是众多纷繁的,而且许多行星上都有着适合于生命存在的条件。
2. 入门性的大学物理研究项目
从60年代起对物理学家的需求已基本达到平衡,但是导论性的物理学教科书却越编越厚,内容陈旧。1987年春,一项旨在创造新的物理学图像和提出物理学新方法的入门性大学物理研究项目开始在美国实施?在1991~1992学年和1992~1993学年期间,该项目已提出和形成了4种课程模式。一些物理学家期待着在不久的将来,现行的一套重达4千克的大学导论性物理学教科书将被完全新型的一套对大纲和教学内容提供指导的教材所取代。
3. 寻找17 Kev能量中微子的努力
1985年首次发现17 Kev重中微子的报道引起了高能物理学界的震惊。然而以后的多次实验却再也没有发现这种中微子。格拉肖断言不存在这类重中微子,但又论证这种中微子是符合修正的标准模型的,如今,寻找17 Kev能量中微子的努力仍在继续。
4. 物理学家和工业生态学
2年前,一名专攻理论物理的美国物理学家加入了普林斯顿大学的能量和环境研究中心。物理学训练使这位物理学家不仅把握了工业生态学的发展方向,而且能使复杂的环境问题化为许多简单的问题从而寻找出解决的办法。2年来,这位物理学家成果累累,颇有名气。这个例子给物理学家以什么有益的启示呢?
5. 计量学——测量技术关键的关键
计量学不仅是保存标准长度和标准质量,而且是物理学的一个活跃的领域,它对于技术基础以及国家的竞争实力都是至关重要的。美国科学家认为,如果科学和技术团体不认识计量学的重要性,美国就可能丧失在精神测量物理量方面占有的世界领先的地位。
Physics Today 《今日物理》Vol. 46 No. 3,1993年
1. 专辑:高效能计算和物理学
现代的计算机通常以每秒109浮点运行处理数据和进行模拟。科学家预料,在今后几年内以每秒1012浮点运行的计算机将为在新的参数范围内研究物理学,导致物理学的新发现开辟一个崭新的阶段。以下就是该专辑包括的论述大型平行计算对经典物理学应用的5篇文章。
(1)形象量度、并置和模型化
为了深入理解自然界中存在的大量非线性过程,一个常用的方法就是根据来自计算机模拟具有大量自由度的实验结果并通过并置求解方法构造出只有少量自由度和参数的模型。并置是将实验的图像和在同时或不同时刻计算机模拟的图像进行详尽的和定量的比较,它是形象量度的主要步骤。
(2)波节、波模和流代码
湍流问题是物理学中可以和宇宙大尺度结构、亚原子粒子等问题相比拟的少数几个重大挑战性问题之一。大规模平行计算机似乎为解决这类难题提供了最美好的希望。理论结果和计算机模拟的相吻合可能会导致崭新的认识。在这方面波节是平行计算机,波模是流的分立化近似而流代码则是湍流的平行模拟。
(3)对海洋和大气涡旋的模型化
英格兰海峡的猛烈风暴、臭氧空洞的增长和木星大红斑都是由于行星作用产生的流体动力学问题。理解这些过程并加以模型化,再利用最强的平行计算机可能为解决这些实际问题提供希望。而在不同领域中研究这些问题对于全球环境结局是至关重要的。
(4)碰撞星系的计算机模型化
计算机模拟提供给人们对星系转化的深刻认识,碰撞螺旋星系可能会出现并在经历快速星系形成的强烈冲击以后演化而变成椭圆形的星系。
(5)高效能计算和等离子体物理
诸如“数值式的托克马克”之类的计算机模型将会大大推进等离子体科学的所有领域,其中包括等离子体物理,聚变物理、空间等离子体以及工业等离子体数据处理。
· New Scientist《新科学家》Vol. 136,No. 1842,1992年
1. 挤奶机器人
英国人牛奶消费量颇大,因此,花在制奶业上的人力很大。英国有奶牛2,700,000头,从业农民计3万人,按每人挤奶150头计算,每年人均产奶6000升,科学家正在考虑用机器人取代挤奶工,关键在于机器人能否做到动作准且手法“软”。
2. 通向量子世界的“桥”
根据量子论,只有用量子力学的术语客观观察,才能描述物理世界。要变外行为内行,必须对传统物理学向量子论描述物理世界转化中发生的一切进行考察,问题是我们如何得到量子世界的那种感觉?
3. 反攻倒算的肺结核
西方人认为他们已战胜了肺结核,但是由于公共健康事业的衰退以及贫穷的增长,给这种疾病以返回的机会。仅以纽约为例,1980年以来,肺结核病例已增长了约150%,其中布朗克斯地区尤为突出。
4. 哥伦布与新大陆患病源
经常有人说,自从哥伦布1492年10月12日登上新大陆以来的数个世纪,每年死于欧洲移民带来的传染病的北美人,较之本地传染病病人为多,为什么土著的美国人对欧洲移民的传染病易感呢?
Vol. 136,No. 1846,1992年
1. EVs——未来的汽车
对于汽车制造商来说,设计已超越技术,变得更为重要。他们开始认识到电动车(EVs)到来的必然性,并向这一目标发起冲击,而消费者们将不得不为自己的热情而付出代价。
2. 英国为科学地位而奋斗
据保守的估计,英国的科学研究在世界上还是处于最佳状态,然而一些棘手的难题却描绘了民族衰落的暗淡画面。当政府为科学白皮书作准备时,不可忽视的证据证实,英国科学继续在走下坡路,是该为科学地位奋斗了。
3. 如何对付冰漠
有机会到南极洲探险的人很少,去过的人知道,最为贴身的东西要数配套的水下呼吸器。当水温降至0.4 ℃,无保护的潜水者会失去知觉,几分钟后死神即将降临,科学家在南极调查冰水中生命体的时候,潜水服是必不可少的东西。
4. 地球变暖使英国受灾
5年前,在毫无预料的情况下,英国东南部地区遭受到飓风的袭击,导致19人丧生,19,000,000棵树木刮倒。气候的这种变化有可能引起更多的类似情况。气象学家为什么不能准确地为飓风定位?失败给他们带来了哪些新知识?
Vol. 136,No. 1849,1992年
1. 英国从冷战中醒来
冷战结束以后,老对手已不复存在,在新的世界格局中,英国的国防工业进入关键时期。面对国防开支的大量削减,英国考虑的对策包括,如何使军事研究为非军事部门提供服务。
2. 核时代进入50周年
1942年12月2日,一批世界上杰出的科学家,策划了第一次可控核链反应,在核时代50周年的日子里,科学家证明他们能开发原子核内的能量,文章关注着永久改变世界的核发展,对于人类而盲,这是个黑色日子,还是渐露端倪的金色年代?
· Science《科学》Vol. 257,No. 5072,1992年
1. 胎儿移植有前途
1988年,美国政府禁止采用引产的胎儿细胞进行移植研究,研究人员的兴趣在于通过胎儿细胞移植解决脑变性疾病。4年来,早期的临床试验结果是令人鼓舞的,大脑移植胎儿组织改善了帕金森病(震颤麻痹)症状,研究人员进而提出了扩大研究的要求。
2. 放射性同位素测年代
恐龙消失以及我们祖先开始兴旺起来至今,放射性同位素确定年代的技术有了发展。最后能把位于尤卡坦的巨大火山口与6500万年前灭绝的物种联系到一起。文章介绍了12位研究人员组成的小组所提供的研究成果。
3.1992年科学成果展示
几周前,《科学》杂志和美国科学发展协会共同在旧金山主持了一个全新的会议,报告了92年度的科学新成果。会议旨在展示最新、最杰出的先进技术,特别引人注目的是生物医学领域的创新成果。
Vol. 258,No. 5079,1992年
1. 空间公司用小钱办大事
接掌美国国家航空和航天局大权6个月以来,丹尼尔 · 戈尔丁正试图改变地方文化的影响,改进工作效率,争取更多的支持,使空间公司从80年代令人为难的失败中恢复过来。他决心不顾预算减少的风险,完成大型导弹的计划。
2. 政治家为高校拨款
自从80年代以来,美国国会形成了一种坏习惯,即通过一些有权势的政治家,授予特殊的学校或学院优惠政策。从1980年开始,国会已为特殊项目拨款25亿美元,而最近的2年就占了一半之多。
3. 高分辨染色体图诞生
通过研究人员2年的努力,人体Y和21染色体的高分辨图像第一次得以完成,其中Y染色体是人体染色体中最小的一种。这项成果对于人类基因组研究项目以及确定病变基因的位置等研究都将提供方便。
4. 父亲的有害性接触会影响孩子吗?
1990年,英国流行病学家马丁 · 加德纳报道了核燃料厂男性工人的孩子,比邻居家的孩子更可能患白血病,这一报道引起了轩然大波,也推动了这方面的研究。根据新的研究,核工业工人的孩子患白血病的几率并没有升高。
· Environmental Science Technology《环境科技》Vol. 26,No. 11,1992年
1. 当心地下污染物钻进屋内
生活在靠近危害性废料场和垃圾垫土附近的人们,可能会受到挥发性有机混合物的污染。受污染的途径是多方面的,包括摄取污染水;吸入饮水中的挥发性污染物;皮肤吸附雨水污染物等等。另外,污染地地表下的挥发性污染物进入建筑物,是被认定的另一种污染途径。
2. 对沉积物毒性作用进行评估
沉积物毒理学是一门非常年轻的科学,主要的出版物于1988年问世。最近,该学科随着内涵的增长变得活跃起来。沉积物作为多处侵蚀美国的主要污染源之一,使问题变得严重起来。
3. 坦桑尼亚的工业防污法
像坦桑尼亚这些发展中国家,在引进技术发展工业的同时,遇到了环境污染的问题,有人认为发达国家采取的防污染政策和法律不适用于发展中国家。文章介绍了坦桑尼亚在处理上述问题过程中的具体做法。
· Trends in Neurosciences《神经科学进展》Vol. 16,NO. 4,1993年
1. 神经变性的病因是什么?
神经变性疾病是以渐进、缓慢以及无情的神经元死亡为特征的,其病因尚不明确。有的研究证实,神经变性疾病与线粒体缺乏或氧化不足有关,高能磷酸键的减少和膜电位的退化都起因于能量基础代谢的受损。
2. 神经模式与识记
神经科学研究中,有一个重要的课题,就是正常人和其他灵长目动物靠什么认识物体?以及在不同种记忆缺失疾病患者身上,这些认识过程又是如何发生故障的?讨论神经模式及其功能也许能解开神经元学习和记忆之谜。
· New Scientist《新科学家》 · Vol. 136,No. 1850,1992年
1. 图书馆会被历史淘汰吗?
在英国,如你拥有一台电子计算机和与之相连的调制解调器,就能坐在办公室里,查阅到75所英国大学和数百所欧美学院图书馆的目录。那么,在世界信息容易纳入计算机网络的今天,谁还需要图书馆?很快,只有历史学家才有兴趣在图书馆里学习。
2. 死雾复降
1952年12月,一场大雾吞没了首都伦敦。持续5天之久的大雾共夺去4000人的生命。起初人们不知道究竟发生了什么,其实罪魁祸首是空气污染。现在,伦敦已清除了污染,而雾正袭击者其他城市。
3. 利用CAMs治病
当体内细胞表面接触时会发生什么?科学家认识到这种瞬间胶粘是由一种叫做“细胞粘着分子(CAMs)”作用的缘故。既然粘着分子能使我们的机体相连,那么控制这种粘着,不就能开辟治疗疾病的新天地?
4. 波士顿治理港口污染
波士顿人向海中倾倒垃圾由来已久,现在的波士顿港被人称为“美国最脏港”。为了治理受污染的波士顿港,1000余名建筑工人投入了美国最大的污水处理工程,整个工程预计1999年完成。
5. 雷达探索太阳系
小行星是由什么组成的?水星上有冰吗?为了解答这些问题,天文学家借助于雷达装置。雷达发射的微波遇到固体返回,利用雷达回波可发现太阳系更多的奥秘。
Vol. 136,No. 1851,1992年
1. 当反应堆出事时
法国的核技术人员正计划制造模拟性核事故,其规模远远超过三里岛核事故和切尔诺贝利事件。这项试验在今后的6年内将进行多次,它的进行是安全的,经过一系列特殊的试验,为核反应堆出现严重事故时内部变化积累更多的资料。
2. 运筹学的命运
对于外出兜售棱纹平布的商人来说,走访各地顾客之前,需要选择最短的路线。作为一个问题提出,最早发生在30年代的美国,后来被称作为运筹学——运用数学分析解决最优化问题。现在看来,这是一个容易提出难以解决的问题。
3. 行星探源
行星学家与其他人相比,更喜欢提两个问题,即多少恒星拥有行星?它们的星系又如何?尽管利用现有的电子望远镜无法看到远离我们的行星,科学家还是能通过计算为这些行星画像。
?Science & Avenir(科学与未来)No. 551(1993年1月)
1. 抗癌分子P53
在非常封闭的癌症理论研究领域,有一个编号令所有专家们向往,那就是P53。这种天然的蛋白质会阻止细胞的迅速繁殖,缺乏这种蛋白质是引起一半以上癌症的质因。P53将激发起治疗癌症的新希望。
2. 每秒运算1500亿次
美国俄勒冈州的国家实验研究所,有一台长4米高1.5米重4吨的超级计算机Paragon XP/S35,它是目前世界上最大的超级计算机,每秒运算360亿次,但不久将提高到每秒1500亿次,而重量将降至500公斤左右。
3. 男性不育症的治疗
最近在委内瑞拉召开了世界首次男性不育症会议。会上介绍了一种新的治疗方法:只要把一个精子注射到同一个卵巢内就能获得多次受孕机会。这种技术适用于用其它方法无法解决的严重男性不育症患者。
4. 鸟类的智商
人们总以为鸟类的智商很低,不能适应新的情况。其实恰恰相反。多年来对许多鸟类的智力测试表明:它们的脑袋虽小,但是颇具思维能力。
5. 铋基氧化物超导体
法国奥尔良的2名研究人员最近制得了以铋为基体的无磁性原子的氧化物超导材料。这一发现又掀起了一场关于超导现象本质问题的讨论。原子的振动在这一超导现象中起着决定性的作用。
6. 催眠术的科学研究
是否应当对催眠术重新进行科学研究?这是最近在巴黎召开的一次国际年会上提出的问题,它还引起了许多关于催眠机理以及利用大脑治疗仪解释有关现象的可能性等一系列问题。
7. 对卫星的“折磨试验”
在所有卫星及空间飞行器进入其轨道之前,人们用模拟装置对它们进行各种严格的试验,忠实地再现各种自然条件对它们的限制和影响,包括起飞时的强烈振动,宇宙中的真空状态、热冲击及太阳辐射等。
8. 捕获超细菌
它们来自几千米深的海底温泉,因为有极好的耐热本领及耐某些污染物的能力,所以它们有许多工业应用的前景。法国一支科研队伍破天荒第一次用无性繁殖的方法隔离了海洋里的这种有机微生物。
9. 扫描仪下的地幔
10年前,法国的地球探测网开始向人们提供第一批有关地幔结构的三维图像。这是一些真正的全息照相,它们揭示了引起大陆板块运动和大陆缓慢漂移的机理。
10. 挽救哈勃太空望远镜
哈勃太空望远镜由于主镜片抛光上的缺陷,几乎危及本世纪最重要的一项科研任务。全亏了信息技术才挽救了这台价值20亿法郎的巨型科学仪器。由于这种新技术的补救,哈勃不仅完成了所有既定任务,而且还大大超过。
· La Recherche(研究)[法]No. 251(1993年2月)
1. 大脑皮层的进化
大脑皮层是哺乳动物大脑中负责认识能力的那一部分。最近的实验表明,认识能力的建立,受外部环境的影响,它馈自感觉器官。
2. 保角变换和二维物理
保角变换多年来一直是人们积极研究的对象。所谓保角变换,系通过保持角度不变来完成某些对称性的变换。对于研究某些二维物理系统来说,它是很有效的。
3. 手稿的保存
随着时间的推移和流逝,作为文件保存的手稿或印刷件会发生脆化变质。如何有效地防止发生这种变化呢?
4. 印度洋的地质构造
地处赤道附近的印度洋,由于受强烈地震的影响,海底经常发生变形,所以对于地理学家们来说仍旧是一个谜。这些现象会不会对地壳的板块结构理论的假说重新提出异议?
5. 小基因组的编序
对简单生物小基因组的研究,可使遗传理论和遗传技术获得迅速进步。这是分析人的大基因组所必须经历的一步。