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哲学、数学与科学…… 最早的时候,哲学是一切科学,其出现虽然很遗憾的比“数”晚(注意不是数学),但是它却是一切科学和数学的基础!…… 哲学家可以在没有任何物质的空间里讨论物质的增减变化……也可以在满是物质的世界谈论虚空的永恒…… 在哲学家看来,自洽就是完美,自我否定就是悖论…… 类似的,数学作为一种哲学的直接分支,虽然部分的承认了存在,但是也仅仅止步于此了…… 所以数学家眼里人和石头都是1……在数学家看来1+1=0并不是世界末日,而是一个全新的假设……如果据此能够引出一套全新的自洽理论,那么这将是一个振奋人心的新发现…… 在数学家看来,自洽的完美仍然是终极的力量,但是自我否定已经变成了进步的阶梯…… 而科学,虽然是脱胎于哲学的一个知识门类,但是完全是以严格的客观世界为标准的…… 所以,科学家眼里的世界是异常复杂的……扔一块石头都需要偏微分方程……如果出现了不符合现象的理论,科学家只有忧虑……因为这是认知不完善的先兆…… 在科学家看来,理论的自洽仅仅是一种基本,而符合客观世界的规律才是终极的目标,自我否定更如家常便饭…… 现在,科学家、数学家、哲学家站在了一起…… 科学家说:“我发现了大爆炸,终于解释了这个世界的起源”…… 数学家说:“我还以为是什么……我们在就证明了啊:一生二、二生三、三生万物”……(这里只是借用《道德经》的表述) 哲学家在一旁道:“世界本是无,无中生有,哪有什么一、二、三”…… ……
决定论与量子力学…… 关于最近两个认为随机现象是假象的帖子……在这科普一下…… 这两个帖子的核心思想本质上都是机械决定论的思想……考虑到客观性,以下内容引述自百度百科:(维基百科未找到相关词条……) “机械决定论又称“形而上学决定论”。指在古典力学基础上建立起来的盛行于17—18世纪西欧的一种只承认自然界的因果性、必然性、客观规律性,否认人的主观能动性和偶然性的一种形而上学观点,其代表人物为牛顿、拉普拉斯、斯宾诺莎、霍尔巴赫等人。它发端于17世纪的法国,其时哲学家笛卡尔就提出了“动物是机器”的观点。牛顿力学创立后,认为一个系统的初始条件一旦简单的确定后,此后的运动都是必然确定的了,它可以不考虑初始条件的复杂性和随机性。在此基础上,机械决定论者提出,牛顿力学规律是自然界唯一正确的客观规律,一切现象在本质上都是力学现象,人和动物都是按力学规律的机制组合起来的机器。这一思想承认了自然规律的客观性,反对了上帝造世说,反对了宗教神学,因此在人类发展史上发挥过重大作用。但是,机械决定论只承认必然性,否认偶然性;只承认客观规律性,否认人的主观能动性;视机械运动为唯一的因果关系而不懂得因果联系的多样性、复杂性;不懂得因果联系、必然性和偶然性的区别和联系,认为世界上的一切现象都是由必然的原因决定的;把必然性等同于有原因,把偶然性等同于无原因,把必然性绝对化,视承认偶然性为非决定论。这是机械决定论的根本错误。它发展的必然结局就是宿命论,因而无法彻底地贯彻唯物主义决定论。18世纪中叶后康德在《自然通史和天体论》中批判了这种观点。19世纪以后,随着自然科学的发展和辩证唯物主义的出现机械决定论开始走向衰亡。” 那么19世纪发生了什么呢?……一下内容引述自维基百科: “19世纪末,经典力学和经典电动力学在描述微观系统时的不足越来越明显。量子力学是在20世纪初由马克斯·普朗克、尼尔斯·玻尔、沃纳·海森堡、埃尔温·薛定谔、沃尔夫冈·泡利、路易·德布罗意、马克斯·玻恩、恩里科·费米、保罗·狄拉克等一大批物理学家共同创立的。通过量子力学的发展人们对物质的结构以及其相互作用的见解被**化地改变。通过量子力学许多现象才得以真正地被解释,新的、无法直觉想象出来的现象被预言,但是这些现象可以通过量子力学被精确地计算出来,而且后来也获得了非常精确的实验证明。除通过广义相对论描写的引力外,至今所有其它物理基本相互作用均可以在量子力学的框架内描写(量子场论)。” 所以“飞客贼死”吧友所谓“量子力学再牛13,也无法解释宏观..弄一个平行宇宙理论 不伦不类..”……显然是道听途说…… 那么量子力学为什么会动摇机械决定论呢? “因为在经典力学中,一个拥有 自由度的物理系统及其随时间的发展,可以通过 对正则坐标 完全决定。在量子力学中,两个相互共轭的可观察量,从原则上,就无法无限精确地被测量。”(引述自维基百科) 说一个比较通俗的解释:“如果我们迫使一个粒子处于某一特定位置而试图把它“钉住”,结果它就获得一个很大的速度。或者是:如果我们迫使它跑得很慢,或以精确的速度运动,那么它就要“散开”,以致我们不能很好地知道它究竟在哪里。”“所以,在目前我们只准备计算概率。我们说“在目前”,但是我们强烈的感觉到很可能永远如此——很可能永远无法解决这个难题——因为自然界实际上就是如此”(以上两段文字引述自《费恩曼物理学讲义》) 到这我觉得大家应该明白了吧……有事情忙了……有必要、有时间的话,在继续这个话题吧……@飞客贼死
【转帖】中国科学报:科幻在科学教育中的作用 能否利用科幻进行科学教育不是一个哲学问题,而是一个实践问题。作为一种文学类型,科幻对读者热爱科学、反思科学、探索未知、寻求真相等具有积极的作用。 ■吴岩 东西方的科幻和科普 东西方科幻和科普之间的关系有很大差异。在西方,科幻和科普的起源、特征和发展历程都不相同。 西方科幻起源于1818年英国女作家玛丽·雪莱所作长篇科幻小说《科学怪人》。19世纪中期,法国作家凡尔纳将科幻创作推向一个高潮。1895年,英国作家乔治·威尔斯的《时间机器》在世纪之交名声大振,今天所说的未来学即由威尔斯发展起来。 到20世纪二三十年代,随着世界文化中心向美国的转移,科幻小说最先进入美国的流行文学行列。雨果、斯巴克和坎贝尔等人将美国科幻带入“杂志时代”,由此推出了一系列如艾萨克·阿西莫夫和罗伯特·安森·海因莱因等20世纪最重要的科幻作家。科幻由此迎来了它发展历史上的“黄金时代”。 美国科幻由于其流行文学的特点很注重故事性和情节性,随着20世纪60年代美国电影业的崛起,科幻很快进入电影行业。从历史上看,西方科幻的产生并非起源于科学教育的目的,但确实有人试图使用科幻进行科学教育。像著名天文学家卡尔·萨根、天体物理学家霍金等都曾经对此进行过探讨或尝试。 与西方情况不同,中国科幻创作的最初目的即进行科普教育。1902年,梁启超创办《新小说》,企图通过从下而上的方式启迪民智,其中重要代表作是翻译作品《地球末日记》和原创小说《新中国未来记》。1903年鲁迅由日文翻译凡尔纳的科幻长篇《月界旅行》。鲁迅译介科幻小说是希望通过科幻小说将西方科学技术传达给国民。 鲁迅以降,“普及科学知识”成为近90年中国科幻小说存在的中心价值。顾均正是民国时代最重要的科幻小说家,他的《在北极底下》包含着大量科普元素,且取得了极好的故事效果。20世纪50年代到70年代,由于政治原因科幻被划入儿童文学,但它的科普功能并未因此减少。郑文光、叶至善、迟叔昌、肖建亨、童恩正、王国忠、刘兴诗、叶永烈等创作了许多脍炙人口的作品。由于多年遵循科普创作的原则,因此当80年代初中国科幻文学尝试回到反思社会的时候,受到了批判且被强行停止出版。这种情况到90年代才开始好转。这一时代,人们开始尝试接受多元科幻的观念。在当今,以刘慈欣为代表的能科普的科幻和以韩松为代表的强反思的科幻都获得了读者的认可,而像张之路、星河、杨鹏等撰写的少儿科幻,则自如游走在软硬科幻的中间。 科幻的分类 西方将科幻分为“硬科幻”和“软科幻”。前者是以数、理、化等“硬科学”为基础的科幻,后者是以社会学、心理学、政治学、宗教学等“软科学”为基础的科幻。中国则自梁启超和鲁迅始,发展出另外两种不同类型的科幻。“梁科幻”主张科幻小说的作用是文化更新,而科技更新是文化更新的一部分。“鲁科幻”主张进行科学普及和科学教育。“梁科幻”和“鲁科幻”的两种不同文化演进模式给中国科幻界提供了不同的空间。前者可称之为“创意的空间”,其目的是破坏旧文化、培养想象力和创造力,最终形成变革的力量;后者提供的是“知识的空间”,以培育新公民的知识供应为目的,注重科学方法和现实主义的态度。这造成了中国科幻历史上“文化变革空间”和“科学教育空间”的分野。 科幻何以进入科学教育? 科幻能否进行科学教育不是一个哲学问题,而是一个实践问题。作为一种文学类型,科幻对读者热爱科学、反思科学、探索未知、寻求真相等具有积极的作用。Dubeck、Moshier和 Boss通过研究指出,科幻能比传统教学方法对学生科学学习兴趣有更广谱的激发。普度大学教育提升协会(SAE)通过研究认为,最能提升科学影响力的娱乐形式就是科幻影视。科幻还能提高学生对现实世界中科学的态度。马扎诺(Marzano)等在戏剧扮演中发现,科幻表演比仅仅在课堂上讲或放点视频更能提高对细节学习的水平,这种水平不仅在短期有效,长期也有效。Negret的一项研究也指出,科幻小说甚至在知识的记忆和使用上比科普读物更有作用。我们在人大附中的一些探索也发现,他们开设的科幻物理学课程,有效提高了学生的科学兴趣和态度。 之所以有人对科幻用于科学教育提出种种指摘,最主要是他们仍然抱持着“知识中心论”不放。将科学教育简单地理解为学习“科学知识”的这种教育方式,至少在我国的教育实践中凸显了许多弱点。这些弱点包括不会灵活运用、失去学习兴趣、没有有效的知识更新能力等。 我认为,我们所需要的科学教育,应该是个体与世界、与自然、与人类社会和种种未知的神秘现象进行对话的能力教育,是激发学生科学兴趣的教育,只有这样的教育才是全方位的、面对未来的科学教育。而在这种意义上将科幻引入教育教学是非常恰当的。科幻对知识的有效获取、科学情感态度的培养、增进科学作为一种人类行为的理解,以及思考科学活动所造成的后果方面可以起到重要的作用。 (作者系北京师范大学科幻和创意教育研究中心主任、教授)
关于舰艇的动力选择,单开一贴说吧…… 由于一些原因,核动力似乎被小看了…… 下面就我个人的知识来说说舰艇的动力系统各种选择的优劣吧…… 先说最早的吧…… 1、往复式蒸汽机:蒸汽机属于外燃机,所以效率低下……目前已经淘汰。 2、蒸汽轮机:实际上,蒸汽轮机需要配合锅炉产生蒸汽才能运行,不能算独立的动力系统……优点是结构简单,其他性能在众多动力系统中中规中矩属于平庸……目前蒸汽轮机使用很广泛,效率也在稳步提升,据称已经突破了50%,由于舰用蒸汽轮机的使用不是很广泛所以价格较高,蒸汽轮机的效率取决于蒸汽的供应,理论上的最大效率是全速运行的时候,但是受限于蒸汽管道和锅炉。在燃气轮机出现后地位受到了挑战…… 3、柴油机:目前热机中效率最高的,优点是大扭力,缺点是转速低,柴油机的最大功率和最高效率不可兼得,所以这类船只存在一个“经济航速”一般称为“巡航速度”……由于柴油机效率的优势所以燃料消耗最低,大量被民用船只使用……由于技术成熟、产量巨大,柴油机价格最低……但是因为转速低所以一般不被军用舰艇采用…… 4、汽油机:热机中效率仅次于柴油机的发动机,优点是转速快,但是汽油机的扭力是最低的……所以只有小型的快艇使用汽油机作为动力……由于没有大型汽油机,所以就不在这里考虑它的价格因素了……汽油机和柴油机一样最大功率和最高效率不可兼得,但是一般应用汽油机的场合都是需要最高速度…… 5、燃气轮机:燃气轮机最初是飞机的发动机……随着技术的进步逐渐扩展到军舰使用,优点是高功率输出、高转速,缺点是扭力不及柴油机、油耗惊人、需要进气道(和喷气飞机一样)……燃气轮机的价格比前述所有热机高,经济性不佳……燃气轮机的效率比蒸汽轮机略高,但是低于汽油机和柴油机,而且燃气轮机和蒸汽轮机一样理论上的最大效率也是全速运行的时候……所以一般军舰使用燃气轮机必须配合变速齿轮箱使用……这点和前几种发动机不同……另外,由于目前舰用蒸汽轮机基本是配合核动力反应堆使用了,所以燃气轮机成了舰艇动力中最耗油的选择…… 6、电动机:船舶使用电动推进系统的话,一般不是消耗电池的(潜艇使用的是燃料电池……)所以其实电动机和蒸汽轮机类似,受到前一级动力系统的制约……而电动机的优势是真正的无级调速、轻便,缺点是功率目前受限,但是是未来的一个很有前途的选择……电动机可以是单独的动力吊舱,避免了传统船舶的主推进轴,对船舶的建造、设计带来了极大的方便……现代的船用推进电机还属于高技术产品,价格较贵…… 7、核动力:核反应堆目前是作为“锅炉”使用在舰艇上的……其动力的输出依靠蒸汽轮机……但是,由于核能巨大的能量输出,使得核动力成为单台输出功率最大的动力系统,核动力的缺点也很明显,重量和体积巨大……但是在大型舰艇上,其他动力系统需要更多的装机数量才能达到和核动力系统相同的动力输出……所以,越大的舰艇越适合使用核动力推进……核反应堆的功率调节是依靠抑制核反应的速度来实现的……所以降低功率理论上会降低效率……而且核动力系统不能完全停止……当然,受限于核技术、使用成本等原因,核动力目前无法广泛使用……
关于机甲的定位…… 总有人试图用机甲和坦克硬拼……好像陆军的装甲单位只有坦克一种……打不过坦克的陆军单位就没必要存在似的…… 但是机甲的优势偏偏不是重火力、高防护……所以试图和坦克比高下就是以己只短,击敌之长……焉有不败之理?…… 机甲的优势应该是地形的通过能力……那么最能发挥机甲地形适应能力的场合是什么呢?…… 最先考虑到的就是两栖登陆……要知道全球一半以上的海岸是不适合坦克登陆的!但是机甲可以通过这些地形!这样一来,敌方的防御范围将大幅度增加……防守方要么遍布海岸的修筑防御工事,要么只能在登陆方的海上火力打击下坚持……这将带来战争模式的改变…… 当然,这样的机甲未来也不会很早出现,原因有二:1、技术复杂;2、大规模登陆越来越不可能…… 第二个可以想到的就是工程兵……工程兵就是要为普通车辆在无法通过的地形上修桥筑路,但是如果工程兵自己的载具也无法通过……所以,工程兵应用机甲是很必要的! 事实上,工程兵的载具已经机甲化了…… 第三个是电子战和侦查单位……这类单位的地形通过型倒不是必须很好,但是能到达一般载具无法到达的地点意味着将同样较难受到传统一般载具平台的攻击!这一点是很有价值的…… 这类单位将在机甲的地形通过能力得到验证,并且控制技术较为成熟后出现,不过数量不会太多…… 第四个是炮兵和导弹单位……这类单位一方面和电子战及侦查单位一样需要规避攻击,一方面机甲的平台可能会带来更加便捷的就位、转移程序……这两点决定了机甲平台在这一方面的优势…… 当然,由于炮兵和导弹发射平台都是消耗品,所以,在机甲变得像小轿车一样便宜之前是不大可能出现的…… 第五个是兵力投射和伴随单位……目前的摩托化行军需要依托国家的路网,但是路网在拥有机甲的一方看来不再是必须!于是,拥有机甲的一方可以肆无忌惮的攻击敌国的路网,而道路既没有装甲也没有办法移动!这将给陆地的战争规则带来改变…… 当然,这些单位也是消耗品…… 最后,这些都是不考虑空中单位的状态下的结果……当加入空中单位后,这些优势势必会打折扣…… 但是空军飞机或者直升机的数量即使美国也不过数千(不过3千好像)……陆军单位的规模则是数以万计!……
现有技术下的宇宙舰 回应吧主的兵棋推演建议,现在从棋子开始设计: 1、电磁炮战舰: 飞船全重120万吨;全舰长:800米、正面圆半径500,;主体长:800米、宽40米、高40米,正面投影面积:40m*40m+3*20m*120m+3*1m*380m=9940m²。 飞船重量分配:电池组:70万吨(含10%备份);结构:20万吨;电容:6万吨(含10%备份);电子设备:5万吨;推进系统:5万吨;主炮系统:3万吨,100mm,1000倍口径(100米长)包含全部结构、弹药、冷却等部件;燃料:1万吨(约可使用1815小时,2个月)须18个1400m³气罐,气罐总重10.8万吨。 使用UTC Power(联合技术动力)开发的某型燃料电池500万组,重达61万吨,产生60TW的电力供应;单组电池重270磅(约122.5kg),尺寸14in*15in*45in(0.3556m*0.381m*1.143m),输出功率12kw。 设电池效率为70%,且燃料电池需自带氧气,故而燃料消耗为:0.0000000918kg/J;实际装机电池总功率60TW,则每秒消耗燃料5510kg。 完全使用霍尔效应推进器BHT-200,取推进效率:43.5%,全功率推进时第一秒的等效加速度为6.5955m/s²(约0.6730G)、等效推力7914543575N;霍尔效应推进器BHT-200参数:放电输入功率:200W;放电电压:250V;放电电流:800mA;推进剂质量流速:0.94mg/sec; 推力:12.8mN;比冲:1390sec;推进效率:43.5%。 雷达使用相控阵雷达3部,参照法制“阿拉贝尔”(ARABEL)雷达分辨率,探测类似本舰大小的目标的有效距离约7050km。考虑到其他因素,将性能提高100倍,为705000km,约0.002350光秒…… 法国“阿拉贝尔”(ARABEL)无源相控阵雷达:ARABEL是“电子扫描天线雷达”的法文缩略语音译。该雷达配置与“埃姆帕”相同的 单面机械式旋转天线(60转/分钟),但工作在频率更高的X段,故分辨率比使用C波段的“埃姆帕”更高;由于高频信号在大气中的衰减较大,所以侦测距离较短,主要任务是导引短程点防御的“紫菀”-15导弹。单面天线可涵盖90°方位角,最大仰角约75°,由4000个天线单元组成,均统一由天线后方的行波管负责发射雷达波,属于无源相控阵雷达。“阿拉贝尔”对雷达截面积0.5米²的目标有50千米的侦测距离,对雷达截面较大目标的侦测距离最多可以达100千米;能同时追踪60个以上目标,并导引16枚“紫菀”-15导弹接战10个以上目标。首部“阿拉贝尔”雷达已配备在了法国海军“戴高乐”号核动力航母上。 双方交战距离显然低于此距离(705000km)。 武器系统为固定式100mm,1000倍口径电磁炮。全部电池可以给武器提供60TW电源,取80%发射效率,则加速可加速1kg弹丸至438.178km/s(0.146%光速)(每2秒1发),单发动能:96000GJ; 储能电容使用Maxwell超级电容,可以提供0.3-5kw/kg的高比功率,以及5-20Wh/kg的比能量。储能电容按功率/重量比计算需要52581吨(取最大值5kw/kg),按能量/重量比计算需要1667吨(取最大值20Wh/kg),取最大值为1264吨。 理论上,电容充满电的情况下,可以支持3万次以上的发射…… 所以实战中电磁炮应该可以保持100发/分(现代100mm炮极限射速)的射速连续发射4小时(24000次);参考法国紧凑型100mm炮,该跑为法国70年代中期在原有100毫米舰炮基础上改进和发展的舰炮,1984年完成研制工作,用于攻击海上目标和防空,也可反导弹和执行对岸轰击任务。采用活动身管炮身,被筒套在身管后部,炮闩为倒立楔式。初速870米/秒,身管长5500毫米,射速10~90发/分,全重7.5吨。 本舰舰载电磁炮炮弹飞过雷达探测距离仅需0.0161秒,基本实现即时打击。 以上为该舰基本设计,单人操纵或遥控操纵(光纤或量子通信)。
基本基于现有技术(部分还不成熟)的宇航辖想 今天偶然的一个联想,让我突然有了一个基本基于现有技术(部分还不成熟)的宇航构想。 现在拿来给大家分享,也算抛砖引玉吧。下面进入正题: 首先,宇航飞船将是万吨级以上,很可能达到十万、百万吨级。 第二,飞船将在月球建造,不具备往返大气层的能力。其建造依托月球星船厂、该厂建设依赖巨额资金(哪怕是靠现有飞船,只要钱够,建个月球基地也不是不可能,不过任何现存地球政府都花不起而已),最好有“地月天梯”,那样可行性会提高很多。 第三,飞船使用等离子发动机推进。好处是直接可以处理“最终垃圾”。(指现有技术已无法利用的物质) 第四,飞船的燃料是氢,但原理不一定。民用版或许是聚变引擎(我承认这个已经超科技了);军用版将是燃料电池(这个已经很成熟了)。其燃料无论以何种方式应用都将转化为电能(二次能源),维持飞船的各种能量消耗,包括推进、控制、导航等…… 第五,飞船不携带完整的生态系统。原因有二:1、技术达不到;2、人类在宇宙过久思想将“异化”,或者疯掉…… 既然这里是宇宙战争吧,自然少不了宇宙战舰,我也大致说下我的思路: 1、宇宙舰应该是“航空战列舰”类型的。即可以搭载飞机,(这里变为小型宇宙战斗飞船,其外形不必拘泥于飞机)又可以搭载重型火力的武器; 2、作为母船的宇宙战舰应该符合我之前设想的宇宙飞船的全部要素; 3、宇宙战舰不一定全部有人驾驶。相当一部分应该由人工智能或遥控自动化武器控制,这里没有人类战争中复杂的敌我关系,只有非我既敌的生死战斗,除了人工智能叛变,(所以至少有一个人)没理由让人去前线。所以,每个士兵都是“舰队司令”; 4、战舰的主体将是该舰的主武装。既,全舰的绝大部分将是一个巨大的“主炮”,(不一定是什么武器,这个只是举例)其他的动力装置什么的只是依附而已; 5、导弹、光束炮只能叫“自卫武器”、核弹沦为玩具、荷电离子炮之类纯属娱乐。导弹在宇宙中作用有限,人类都可以干扰的东西你还指望对手不能对抗?光束炮可以抵挡一切“实弹攻击”,但是,可以被偏振,所以基本不能用来打击对手,对手应该很容易防御。核弹没了冲击波,核辐射对外星生物鬼知道有没有用,还剩什么威力?反正主要两条都废了。至于荷电离子炮之类,一个电磁场就偏的不知哪去了,所以还没出世就已经死了; 6、空间的机动将是前所未见的,“眼镜蛇机动”不过儿戏。宇宙中的运动规律只有一个:惯性!解决之道就是推力:只要有合适的推力,一切皆有可能;(空间跳跃之类暂不考虑) 7、连战舰都无人化了,搭载的战斗单位更加如此了。不过考虑到电磁干扰什么的,可能会是“有线遥控”……挺泄气的; 8、搭载的战机将以燃料电池为主要动力源。为了尽可能的可以调整动力输出,可行的技术里只有燃料电池技术;高利用率、高可控性、极大的极限输出功率) 以上就是我想到的,欢迎大家和我一起“瞎想”!
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