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澳大利亚科学家研制高科技免洗牛仔裤
据报道,一条牛仔裤若是被穿上数月都不洗,那么一定会非常脏,而对于那些对味道生来颇为敏感的人更是很难忍受。但来自澳大利亚的科学家近日发明出了一条十分高科技的免洗牛仔裤,即使连穿三个月都不会产生异味,亦不会变脏的“自洁”牛仔裤。 据了解,研究小组近日带领来自澳大利亚的30名自愿者来对这种高科技牛仔裤进行了实验测试,这30名自愿者每周有五天都穿着这条牛仔裤,并连续穿着了三个月的时间,在这段时间内,他们都没有对该牛仔裤进行过任何的洗涤与清洁。三个月后,当研究人员对这些已经被穿旧了的高科技牛仔裤进行气味测试后,惊奇的发现这些牛仔裤未散发出任何难闻的脏味。 来自墨尔本大学的该实验设计者图丽尔杰克(tullia jack)表示,如果你穿着了这样一条牛仔裤,你不必再为了防止汗味的散发而频繁的对它进行清洗,甚至即使它的上边出现了肮脏的污点,它都能够自动清除。对于这样一条高科技“自洁”牛仔裤来说,即使被穿的很旧,都不会被穿脏,十分神奇。她还补充道,人们在穿着牛仔裤进行工作时,经常会在牛仔裤上染上一些车用机油,或者金枪鱼汁,从而会散发出一些难闻的气味。但这条高科技牛仔裤却不会这样,它会一直保持着与穿戴者同样的清爽“体味”。 自洁牛仔裤实验 这些高科技牛仔裤被分为男款和女款,随机分配给18岁到56岁的志愿者进行三个月的穿戴,在三个月的穿着期间,研究人员定期对这些牛仔裤进行测试。 研究发现,男性志愿者更注意自己的体味,因此他们会定期检查并确认自己的内衣是否清洁。这也能够解释为何男性志愿者所穿着的高科技牛仔裤要比女性志愿者的气味小。 尽管在试验中,有一些志愿者有些受不了长期穿着一条裤子,而产生了将高科技牛仔裤进行清洗的想法,但一半以上的志愿者还是愿意将该牛仔裤穿到实验的最后,为了一探究竟而不会送去清洗。而图丽尔相信,该高科技牛仔裤对于环境的保护将会起到积极的影响,因为有了这样的衣物,不用再浪费水、电及清洁剂来清洗。 自洁牛仔裤可减少水污染 水体因某种物质的介入,而导致其化学、物理、生物或者放射性等方面特性的改变,从而影响水的有效利用,危害人体健康或者破坏生态环境,造成水质恶化的现象。水污染主要是由于人类排放的各种外源性物质(包括自然界中原先没有的),进入水体后,超出了水体本身自净作用(就是江河湖海可以通过各种物理、化学、生物方法来消除外源性物质)所能承受的范围,就算是水污染了。 污染物主要有:未经处理而排放的工业废水;未经处理而排放的生活污水;大量使用化肥、农药、除草剂而造成的农田污水;堆放在河边的工业废弃物和生活垃圾;森林砍伐,水土流失;因过度开采,产生矿山污水。 水污染问题严重人类的活动会使大量的工业、农业和生活废弃物排入水中,使水受到污染。现在,全世界每年约有4200多亿立方米的污水排入江河湖海,污染了5.5万亿立方米的淡水,这相当于全球径流总量的14以上。
美国悄然兴起手机“变”卫星技术
继美国航天局发射3颗以智能手机为主体的微型卫星后,一家名为行星资源公司的美国企业也宣布,将发射类似尺寸的卫星,为太空开采矿藏做准备。 这家企业的一名副总裁说,他们打算2014年初把一组卫星送入轨道,测试未来在小行星勘探矿藏的相关技术。 “玩”手机 借助轨道科学公司的运载火箭,美国航天局2013年4月21日把3颗手机卫星送入近地轨道,距地球表面大约240公里。 这些手机卫星由位于硅谷的航天局下属艾姆斯研究中心制造,分1.0版和2.0版,后一版本增加了太阳能电池板和双向无线电通信能力,这意味着卫星可以接受地面控制指令。 2.0版卫星造价约7000美元,命名为“亚历山大”;而两颗1.0版卫星每颗造价约3500美元,分别名为“格拉汉姆”和“贝尔”。合起来是亚历山大格拉汉姆贝尔,这是第一个获得电话专利的发明家的名字。 卫星的核心部件,就是消费者可以在商店购买的上市手机,研究人员不做硬件功能改装。主持研究的艾姆斯中心工程师詹姆斯科克雷尔说:“智能手机制造商花费巨额研发资金,制成功能非常强、速度非常快的微处理器,而且(手机)外壳相当结实,所以我们决定把手机用作我们卫星的(控制)微处理器。” 而且按照科克雷尔的说法,智能手机内设陀螺仪、加速度计、gps接收器、多种传感器和高清晰度相机,功能相当完备。航天局说,手机卫星是示范项目,挑战了航天飞行器的“费用底线”。 填“立方” 手机卫星是立方体卫星家族成员。这一概念是二十世纪90年代,由斯坦福大学航空航天系教授罗伯特特威格斯和加州州立工业大学教授乔迪皮格-苏瓦里提出。 立方体卫星设定由单元组成,单元长宽高各10厘米,质量不超过1.33千克,卫星可以包含1个、2个、3个或6个单元,质量最多不超过12至14千克。 两位学者为微型卫星设定尺度时,认为这已足够容纳一套基本通信、太阳能电池板和电池组件,功能与1957年世界第一颗人造卫星“伴侣”号类似,可以让大学研究生着手设计、建造、测试和运行一个航天器。 没想到,这会成为高等院校、政府机构和企业共同采用的标准。第一颗立方体卫星于2003年6月发射,5年后已有75颗这类卫星先后升空。 “求参与” 手机卫星中加了一块外置电池,能让手机持续运行两个星期,又加了一套向地面传送数据的无线电信号发送装置。手机卫星摄取地球表面图像,以业余无线电频段发送图像数据包。 艾姆斯中心的专设网页发布了3颗手机卫星发回的各种参数和指标,包括卫星本身运行状况参数。同时设登录页面,供业余无线电爱好者接收卫星信号后上传数据包,这一项目希望所有业余爱好者充当“地面站”,尽可能多地收发数据包,以拼合成完整的地球画面。近两天网页显示,已上传数据包数量停留在“超过200个”。 航天局小型航天器项目经理布鲁斯约斯特说,手机卫星的造价比传统人造卫星“低三个数量级”,就他所知,“不仅航天局内越来越多部门,(美国)军队和政府其他部门正在探索利用立方体卫星完成各自的任务”。 他预言,“不用多久,我们就会考虑用这类装置投入科学研究使命”。航天局设想,这些卫星可用于航天新技术和新组件开发,以及近地轨道观测、月球探测和太阳物理学测量。 降风险 微型卫星的热潮中,行星资源公司分管航天器研制的副总裁克里斯沃里斯2013年4月24日在一个社交网站发布消息说,这家总部位于西雅图、2010年11月才设立的企业,2014年初也将发射立方体卫星。 把小行星视为矿藏,有朝一日加以开采,现在多数人还将其看作幻想。不过,谷歌的两位高管拉里佩奇和埃里克施密特已经投资于行星资源公司。 当然,立方体卫星还不可能飞离地球轨道去探测绕太阳运行的小行星。多数情况下,它们运行时间也不会很长,以手机卫星为例,预计入轨两个星期后就会落入大气层焚毁。 但一些分析师解读,除了低成本,立方体卫星的最突出的可取之处是低风险,即使项目失败,出资人和参与者都能承受。在研究领域,容忍失败与争取成功同样重要。
物理学家、放射性化学家---玛丽·居里
玛丽居里, 原名:玛丽斯克沃多夫斯卡(marie sklodowska), 是波兰裔法国籍女物理学家、放射性化学家。1867年11月7日生于波兰王国华沙市一个中学教师的家庭。父亲乌拉狄斯拉夫斯可罗多夫斯基是中学的数学教师,母亲布罗尼斯洛娃柏古斯卡斯可罗多夫斯卡是女子寄宿学校校长。幼名玛丽亚斯可罗多夫斯卡。玛丽亚行五,上有三姐一兄,即苏菲、布罗尼施拉娃、海伦娜和哥哥约瑟夫。1934年7月6日:葬于巴黎梭镇墓穴。 居里夫人 marie curie(1867-1934)法国籍波兰科学家,研究放射性现象,发现镭和钋两种放射性元素,一生两度获诺贝尔奖。作为杰出科学家,居里夫人有一般科学家所没有的社会影响。尤其因为是成功女性的先驱,她的典范激励了很多人。很多人在儿童时代就听到她的故事 但得到的多是一个简化和不完整的印象。世人对居里夫人的认识。很大程度上受其次女在1937年出版的传记《居里夫人》(madame curie)所影响。这本书美化了居里夫人的生活,把她一生所遇到的曲折都平淡地处理了。美国传记女作家苏珊昆(susan quinn)花了七年时间,收集包括居里家庭成员和朋友的没有公开的日记和传记资料。於去年出版了一本新书:《玛丽亚 居里:她的一生》(maria curie: a life),为她艰苦、辛酸和奋斗的生命历程描绘了一幅更详细和深入的图像。 玛丽居里1867年11月7日生于波兰华沙的一个正直、爱国的教师家庭。她自小就勤奋好学,16岁时以金奖毕业于中学。因为当时俄国沙皇统治下的华沙不允许女子入大学,加上家庭经济困难,玛丽只好只身来到华沙西北的乡村做家庭教师。 1889年她回到了华沙,继续做家庭教师,有一次她的一个朋友领她来到实业和农业博物馆的实验室,在这里她发现了一个新天地,实验室使她着了迷。以后只要有时间,她就来实验室,沉醉在各种物理和化学的实验中。她对实验的特殊爱好和基本的实验技巧,就是在这里培养起来的。 1892年,在她父亲和姐姐的帮助下,她渴望到巴黎求学的愿望实现了。来到巴黎大学理学院,她决心学到真本领,因而学习非常勤奋用功。每天她乘坐1个小时马车早早地来到教室,选一个离讲台最近的座位,便清楚地听到教授所讲授的全部知识。为了节省时间和集中精力,也为了省下乘马车的费用,入学4个月后,她从她姐姐家搬出,迁入学校附近一住房的顶阁。这阁楼里没有火,没有灯,没有水,只在屋顶上开了一个小天窗,依靠它,屋里才有一点光明。一个月仅有40卢布的她,对这种居住条件已很满足。她一心扑在学习上,虽然清贫艰苦的生活日益削弱她的体质,然而丰富的知识使她心灵日趋充实。1893年,她终于以第一名的成绩毕业于物理系。第二年又以第二名的成绩毕业于该校的数学系,并且获得了巴黎大学数学和物理的学士学位。 玛丽的勤勉、好学和聪慧,使她赢得了李普曼教授的器重。在荣获物理学硕士学位后,她来到了李普曼教授的实验室,开始了她的科研活动。就在这里,她结识了年轻的物理学家皮埃尔居里(亦译彼埃尔居里、比埃尔居里)。 皮埃尔居里1859年生于巴黎一个医生的家庭。幼年时,因为他具有独特的富于想象的性格,他父亲没有把他送进学校,而是在家里自行施教。这种因材施教使彼埃尔16岁通过了中学的毕业考试,18岁通过了大学毕业考试并获得了理科硕士学位。19岁被聘任为巴黎大学理学院德山教授的助手。他和他那同是理学硕士的哥哥雅克一起研究,1880年发现了电解质晶体的压电效应。1883年年仅24岁的皮埃尔被任命为新成立的巴黎市理化学校的实验室主任。当他与玛丽相识时,他已是一位有作为的物理学家了。 由于志趣相投、相互敬慕,玛丽和皮埃尔之间的友谊发展成爱情。1895年他们结为伉俪,组成一个志同道合、和睦相亲的幸福家庭。繁忙的家务及1897年出生的女儿并没有阻碍这对热爱科学的夫妇,特别是作为母亲和主妇的玛丽,她一直坚持着学习和科研。 1896年法国物理学家贝克勒尔发现一种铀盐能自动地放射出一种性质不明的射线。这一发现引起居里夫妇的极大兴趣,这是一个极好的研究领域。在一间原来用作贮藏室的闭塞潮湿的房子里、玛丽利用极其简单的装置,开始向这个新领域进军。仅仅几个星期,她便取得可喜的成果。她证明铀盐的这种惊人的放射强度与化合物中所含的铀量成正比,而不受化合物状况或外界环境(光线、温度)的影响。她还认为,这种不可知的放射性是一种元素的特征。难道只有铀元素才有这种特性?遵循这一思路,她决定检查所有已知的化学物质。通过繁重而又艰巨的普查,她发现了另一种元素钍的化合物也能自动地发出与铀射线相似的射线,由此她深信具有放射现象决不只是铀的特性,而是一种自然现象。对此她提议把这种现象叫作放射性,把铀、钍等具有这种特性的物质叫作放射性物质。 她的调查很快从盐和氧化物扩展到一切矿物。她毫不厌倦地用同一方法去研究大量的材料,终于有了新的发现:有些矿物的放射性强度比其单纯由所含铀或钍所产生的放射性强度要大得多。开始她还不敢确信这一测定,但是经过一二十次重复测量,不得不承认这是事实。这事实表明这些矿物中含有放射性比铀、钍强得多的某种未知元素。这是一个十分重要而吸引人的推断。尽管一些同行劝她谨慎些,她还是深信自己的试验没有错,并下定决心把这一新元素找出来。 玛丽的研究工作太重要了,使得不仅是丈夫、而且是战友的皮埃尔决定暂时停止他在晶体方面的研究,协助妻子共同寻找这一未知元素。皮埃尔的参加,对于玛丽来说无疑是一个极大的鼓励和支持。从此,在那间潮湿的实验室里,有着两个头脑。四只手在忙碌。这种通力合作,持续了8年,直到一次意外的车祸夺去了皮埃尔的生命。 这种未知元素存在于铀沥青矿中,但是他们根本没有想到这种新元素在矿石中的含量只不过百万分之一。他们废寝忘食,夜以继日,接着化学分析的程序,分析矿石所含有的各种元素及其放射性,几经淘汰,逐渐得知那种制造反常的放射性的未知元素隐藏在矿石的两个化学部分里。经过不懈的努力,1898年7月,他们从其中一个部分寻找到一种新元素,它的化学性质与铅相似,放射性比铀强400倍。皮埃尔请玛丽给这一新元素命名,她安静地想了一会,回答说:我们可否叫它为钋(pō)。玛丽以此纪念她念念不忘的祖国,那个在当时的世界地图上已被俄、德、奥瓜分掉的国家——波兰,为了表示对祖国的热爱,玛丽在论文交给理科博士学院的同时,把论文原稿寄回祖国,所以她的论文差不多在巴黎和华沙同时发表。她的成就为祖国人民争得了骄傲和光荣。 发现钋元素之后,居里夫妇以孜孜不倦的精神,继续对放射性比纯铀强900倍的含钡部分进行分析。经过浓缩,分部结晶,终于在同年12月得到少量的不很纯净的白色粉末。这种白色粉末在黑暗中闪烁着白光,据此居里夫妇把它命名为镭,它的拉丁语原意是放射。钋和镭的发现,给科学界带来极大的不安。一些物理学家保持谨慎的态度,要等研究得到进一步成果,才愿表示意见。一些化学家则明确地表示,测不出原子量,就无法表示镭的存在。把镭指给我们看,我们才相信它的存在。要从铀矿中提炼出纯镭或钋,并把它们的原子量测出来,这对于当时既无完好和足够的实验设备,又无购买矿石资金和足够的实验费用的居里夫妇,显然比从铀矿中发现钋,镭要难得多。 为了克服这一困难,他们四处奔波,争取有关部门的帮助和支援。在他们的努力下,奥地利惠赠1吨铀矿残渣。他们又在理化学校借到一个连搁死尸都不合用的破漏棚屋,开始了更为艰辛的工作。这个棚屋,夏天燥热得象一间烤炉,冬天却冻得可以结冰,不通风的环境还迫使他们把许多炼制操作放在院子里露天下进行。没有一个工人愿意在这种条件下工作,居里夫妇却在这一环境中奋斗了4年。 4年中,不论寒冬还是酷暑,繁重的劳动,毒烟的熏烤,他们从不叫苦。对科学事业的执着追求使艰辛的工作变成了生活的真正乐趣,百折不挠的毅力使他们终于在1902年,即发现镭后的第45个月,从7吨沥青铀矿的炼渣中提炼出0.1克的纯净的氯化镭,并测得镭的原子量为225。镭元素是存在的,那些持怀疑态度的科学家不得不在事实面前低下头。这么一点点镭盐,这一简单的数字,凝聚了居里夫妇多少辛勤劳动的心血!夜间,当他们来到棚屋,不开灯而欣赏那闪烁着荧光的氯化镭时,他们完全沉醉在幸福而又神奇的幻境中。每当居里夫人回忆起这段生活,都认为这是过着他们夫妇一生中最有意义的年代。而他们也都痛并快乐着!但让居里夫人感到意想不到的事发生了。丈夫皮埃尔出了车祸,这对居里夫人无疑是一个沉重的打击。 居里夫妇是一对将自己的一切都无私地奉献给科学事业的伟大科学家,然而法国有关部门对待他们的工作所给予的待遇是不公平的,对于他们的科研成果反应是迟钝的。首先承认居里夫妇的才干并提议给他们安排一个相应职务的是瑞士政府,1900年,当时居里还只能为着每个月500法郎而在缺乏设备的实验室工作时,瑞士的日内瓦大学愿以年薪1万法郎和教授的待遇聘请他开设物理学讲座。但是为了提炼出纯净的镭而从不考虑金钱和待遇的居里夫妇谢绝了。他们的第一枚奖章是英国赠与的,由于他们发现了放射性新元素钋和镭,开辟了放射化学这一新领域,1903年英国皇家学会邀请他们夫妇到伦敦讲学,并授予皇家学会最高的荣誉——戴维奖章。1903年底,居里夫妇和贝克勒尔一起被授予诺贝尔物理学奖。 在聘书、荣誉接踵而来的情况下,法国巴黎大学才于1903年授予居里夫人以物理学博士学位。1904年巴黎大学理学院才为彼埃尔开设了讲座。1905年彼埃尔才被推举为法兰西科学院的院士,只讲奉献不求素取的居里夫妇并不计较这些在他们看来
非洲渴望一盏照亮黑夜的灯
非洲能源部长会议在南非约翰内斯堡国际会展中心举行。来自非洲30多个国家的能源部长以及来自非盟、联合国工业发展组织、联合国开发署、国际能源署、世界银行等国际组织的代表,围绕“气候变化与能源发展”和“非洲如何实现可持续的能源利用”等议题进行了讨论。会议发表了《约翰内斯堡宣言》,呼吁联合国气候变化大会(cop17/cmp7)关注并支持非洲的能源发展。 渴望一盏照亮黑夜的灯 世界银行非洲区可持续发展部主任雅马尔萨赫在会上展示了一幅世界各地处于夜晚状态时的地图。图中显示,欧洲大陆一片灯火通明,而非洲大陆除了少数几个地方有灯光外,其余大部分地区漆黑一片。南非能源部长迪普奥彼得斯女士对此深有感触。 她说,目前非洲只有42的人口能够用上现代化的电力,在撒哈拉以南非洲这一比例仅为31,如果不包括南非,这一比例更降至28。这是全世界最低的电力普及率,意味着在撒哈拉以南非洲有5.85亿人至今不能获得基本的电力服务。即使在有电力供应的地区,拉闸限电的情况也时有发生。 全非洲目前的发电能力在124吉瓦(1吉瓦等于100万千瓦)左右,其中撒哈拉以南非洲(不包括南非)的总发电能力仅为30吉瓦,仅相当于挪威一国的发电能力。而随着非洲经济发展、人口增长和城镇化加快,对电力的需求必然要大幅增长。 彼得斯指出,没有一个国家能够在缺乏充足的能源供应的情况下实现经济发展,非洲也不例外。电力缺乏加剧了非洲的贫困,限制了工、农、商业活动,削弱了非洲的竞争力,阻碍了就业,降低了粮食安全和人民的福利。气候变化使情况更加复杂。 无论是从减排还是从适应来看,气候变化对非洲是一个严峻的挑战。非洲大陆是最易受气候变化冲击的地区之一,非洲国家普遍缺乏应对气候变化的能力。 而减少温室气体排放是各国都必须要承担的责任,能源部门首当其冲。非洲国家要实现千年发展目标,不仅要建立可持续的、多元化的能源供应体系,还要能够应对气候变化的冲击,为全球温室气体减排做出贡献。 开发清洁能源具有天然优势 其实,无论是一次性消耗的化石能源,还是可再生能源,非洲都拥有让人羡慕的自然天赋。莫桑比克能源部长萨尔瓦多纳姆布热提指出,非洲拥有巨大的、尚未开发的清洁能源潜力,如风能、太阳能、生物能、水电、天然气等等。撒哈拉以南非洲国家拥有全球十分之一可以进行经济开发的水力资源。 以莫桑比克为例,该国的水力发电潜力约为12500兆瓦,而目前仅建成了2300兆瓦的发电能力。东非大裂谷地带则拥有丰富的地热资源,仅肯尼亚一国估计就有7吉瓦—10吉瓦的地热发电潜力,但目前仅建成198兆瓦。非洲是最有潜力通过开发清洁能源实现低碳发展的地区之一。 根据世界银行的估计,以2005年为基准,撒哈拉以南非洲在2105年之前需要每年新建7吉瓦的发电能力,才能跟上经济增长的步伐,支撑进一步的电力普及,为此每年需要400多亿美元的电力投资,而目前每年实际到位的投资只有110多亿美元。缺乏资金是制约非洲电力发展的主要因素之一。 鉴于此,与会的非洲能源部长们呼吁国际社会加强对非援助,同时非洲各国要制定政策,吸引私人资本投资非洲能源项目。部长们希望联合国气候变化大会能考虑拨出5亿美元,资助非洲国家或地区下一代的发电项目,特别是清洁能源项目。 与会的非洲能源部长们认为,目前中部非洲、东部非洲、南部非洲、西部非洲四个区域性电力联营组织(power pool)在实现区域内电力互补和供应多元化方面开始发挥作用,需要进一步扩大地区间能源贸易。 非洲要获得可持续的、多元化的和可负担得起的电力供应,当务之急是制定恰当的地区战略、建设跨境输电线路、提高目前的区域电力联营水平。 部长们一致认为,建设大型发电项目是有效降低发电成本、增加发电能力的最好途径之一,并列出了近期重点推进的地区项目,分别是: 1、中非地区:民主刚果的因伽水电项目三期(inga3)及向西、向南的输电线建设。 2、西非地区:几内亚索阿佩提(souapiti)水电站及连接科特迪瓦、利比里亚、塞纳里昂的输电线路;塞拉利昂叶本(yeben)水电站;利比里亚芒特咖啡(mount coffee)水电站。 3、南部非洲:莫桑比克姆潘达-恩库瓦(mpa nkuwa)水电站和跨国输电线路、莱索托高地水电站、赞比亚卡夫(kafue)峡谷水电站、纳米比亚库都(kudu)天然气项目。 4、东部非洲:肯尼亚东非大裂谷地热开发、乌干达卡鲁马(karuma)水电站、坦桑尼亚拉胡迪(ruhudji)水电站、埃塞俄比亚—肯尼亚输电线路、肯尼亚—坦桑尼亚—赞比亚输电网。 让清洁发展机制惠及非洲 会议发表的《约翰内斯堡宣言》指出,目前大型水电项目和跨国界的电力项目没有被纳入清洁发展机制(cdm),不能获得气候变化资金的支持,从而妨碍了这些项目的实施。 部长们要求联合国气候变化大会尽快改革清洁发展机制和碳交易市场,将上述两类项目纳入快速启动资金、绿色基金及后《京都议定书》时代任何新的市场机制和工具的考虑范畴,使它们像其他项目一样能获得支持。 部长们要求气候大会在快速启动资金和绿色基金的运行和选择标准中明确,这些资金可以用来先行支持非洲的优先发展项目,尤其是利用非洲巨大的、尚未开发的水力资源的水电项目。 潜力、动力和阻力:非洲清洁能源发展需要政策激励 联合国环境规划署(unep)近日在其位于肯尼亚首都内罗毕的总部发布报告称,政府通过实施明智的政策来向私营投资者开放能源市场是激发非洲巨大的可再生能源潜力的关键。 这份名为《在发展中国家投资可再生能源:在撒哈拉沙漠以南地区进行私营投资的动力与阻力》报告,概述了目前可持续能源解决方案在非洲推广实施遇到的阻力,例如发电成本较高、电网接入困难等,并提出了如何克服这些困难的建议。 非洲的困境 根据美国能源信息署2011年的统计数据,撒哈拉以南的48个非洲国家(南非除外,下同)总的发电能力为3万兆瓦,仅相当于阿根廷一国的发电能力。由于一系列原因,特别是电厂老化和缺乏维护,这3万兆瓦发电能力中目前约有四分之一不能工作。 因此,撒哈拉以南非洲国家的电力普及率仅为24,为全球最低。农村地区情况更糟,电力普及率仅为8。该地区85以上的人口还主要依赖树枝、干草等生物质能源。 报告指出,要满足不断增长的电力需求,支撑经济发展,撒哈拉以南非洲地区每年需要新建7000兆瓦的发电能力。为此,每年需要动员410亿美元的资金投入,相当于该地区国家gdp(国内生产总值)总和的6.4。 因为这些国家在能源领域的有限资金目前主要用于已有电力基础设施的维护和运营,用于支持长期项目来解决电力供应短缺的资金就少得可怜。 毫无疑问,在电力投资方面存在着巨大的资金缺口,要解决这个问题,动员私营资本和投资是关键。但由于传统上该地区大型基础设施项目的投资主体是政府,私营资本在该地区能源领域的投资变得越来越不活跃。 报告认为,除非作出更强有力的承诺,采取有效的政策措施来逆转上述趋势,否则至2030年,撒哈拉沙漠以南的一半居民仍将生活在没有电的困境中,依赖传统燃料作为家用生活能源的人口比例将处于世界最高水平。这将严重阻碍千年发展目标的实现。 唤醒沉睡的资源 报告指出,非洲大陆拥有丰富的、未开发的可再生能源,完全可以提供大多数所需的新电能。如佛得角、肯尼亚、马达加斯加、苏丹、乍得等国拥有特别可观的潜力。 根据非洲发展银行的研究,毛里塔尼亚的风能潜力几乎是其每年所需能源的四倍,而苏丹的风能潜力可以满足其年度所需能源的90。这为提高当地能源安全与建立地区市场提供了契机。 如果考虑到化石燃料所带来的间接的负面影响,可再生能源则更具有竞争力。包括肯尼亚、塞内加尔在内的一些非洲国家,需要花费其一半多的出口收入来进口能源。 如果这些国家能够大规模开发自己国内的可再生能源,不仅可以提高国家能源安全,同时可以减少由于化石燃料开采、加工与燃烧所导致的公共健康风险,包括非洲家庭普遍使用的传统炉灶所产生的烟雾的吸入,这些室内排放的烟雾每年导致全球190万人死亡;同时炉灶产生的“黑炭”也是导致气候变化的重要因素之一。 报告指出,发展中国家完全可以跨越传统的能源模式,直接向清洁能源转型,由此可以有力地促进经济与社会发展。联合国副秘书长兼环境署执行主任阿奇姆施泰纳说:“非洲大陆拥有丰富的可再生能源,如果正确的公共
140亿年零误差!澳大利亚科学家设计出原
目前世界最精确原子钟的误差约为数亿年1秒,如英国国家物理实验室的npl-csf2铯原子钟,其1.38亿年的误差为正负1秒。但原子钟与研究人员正在研发的原子核钟的精确度相比,不过是小巫见大巫。澳大利亚科学家表示,在他们制定的蓝图中,原子核时钟的精确度确定为140亿年(宇宙寿命)误差1/10秒,而帮助原子核钟实现极高精度的关键为钍离子核。 目前最准确的原子钟被作为全球定位系统的基础,同时广泛用于重要的测量中。科学家认为,更高精度的原子核时钟具有多种潜在的应用价值,如保密通信以及基础物理学理论。有关原子核钟的文章刊登在近期出版的《物理评论快报》杂志上。  ; 原子核钟受外界影响更小更精准 对于绝大多数应用,现有的原子时钟已经足够精确。但是,在有些应用中,更精确的时钟则会给予必要的帮助。文章合著者、美国佐治亚理工学院物理系教授阿莱克斯库兹米奇表示,如果你能制造出更精确的时钟,那么人们就会有效地利用它。 澳大利亚新南威尔士大学物理系的科学家参与了原子核钟的研究工作。他们的研究得到了美国海军研究办公室、国家科学基金会和戈登戈弗雷研究基金的支持。 早期的时钟利用钟摆的振幅来追踪时间。在现代社会,人们利用石英晶体提供的高频振荡代替钟摆。原子钟借助激光诱导原子内的电子发生振荡获得高精确度。然而,由于电磁场能够影响电子的运动,因而原子钟会出现微小的误差。 原子内中子的质量远远大于电子的质量,同时其紧紧地包裹在原子核中。它们相对电子而言,不易受外界环境的干扰和影响。因此,原子核钟同原子钟相比,受外界环境影响的程度将要小得多。 文章第一作者、库兹米奇实验室研究科学家科里坎普贝尔表示,激光通过独特方式让电子转向,可将原子核内的中子作为钟摆。因为中子紧紧地包裹在原子核中,因此其振荡频率几乎不受任何外界因素的影响。 为实现振荡,研究人员计划利用频率为1000兆赫(10的15次方赫兹,petahertz)的激光器将钍229离子激发到更高的能态。调整激光以便产生更高的能态可让科学家精确地设置振荡频率,该频率能够取代普通时钟钟摆的摆动用于计时。 原子核钟的离子需要保持在低温(数10微开氏度)环境中处于静止状态。为创造和保持如此的低温环境,物理学家通常使用激光冷却。但是,在原子核时钟系统中,激光制冷可能会出现问题,其原因是它已用激光来产生计时振荡。 为解决冷却问题,研究人员在计时钍229离子基础上增加了一个钍232离子,并用不同波长的激光来冷却钍232离子,此举同时冷却了钍229离子,实现原子核时钟所需的低温环境,确保振荡不受制冷激光束的影响。 库兹米奇实验室研究生亚历山大拉德纳伊夫说,冷却用的钍232离子如同冰箱,它使得原子核时钟的钍229离子十分稳定。这保障了对原子核时钟离子的激发和精准性,让其具有更高的性能。计算显示,原子核时钟的精度为10的负19次方秒,而最好的原子时钟为10的负17次方秒。  ; 原子核钟离实际运行还需时日 由于原子核时钟和原子时钟的运行存在着微小差别,因此它们有望今后同时用来检测物理常数的不同。库兹米奇表示,某些物理定律或许并非恒定,开发更好的时钟将是研究这些问题的好途径。 研究人员于2003年提出了研发原子核时钟的建议,虽然他们相信目前已向人们展示了制造原子核时钟的潜力(可能性),但是他们同时也表示,获得能够运行的原子核时钟还需要相当长的时间。最主要的挑战是,尽管不同研究小组进行了多方面的努力,然而他们至今还没有确定激光器(用于激发激发钍原子核)的准确频率。 坎普贝尔说,确定激发钍原子核的激光器的频率比在一干草堆中找一根针还要难,如同在100万个干草堆中找一根针。但是,库兹米奇相信他们会解决这个问题,让物理学家能够获得更精确的时钟。他说,研究显示打造原子核时钟是值得的和可行的,现在已经拥有了前进的工具和计划。  ;
响应消费者需求 德国铁路将靠绿色能源供电
利用可再生能源作为发电系统来支撑全国的铁路系统,不是容易的事。不过德国铁路称到2014年,利用绿色能源给德国列车提供发动电力的比例将从20提高到28,并到2050年实现无碳发电。 在不远的未来,德国打算利用风电、水电以及太阳能发电等可再生能源发电来支撑全国的铁路系统,这并非易事。然而这是德国联邦铁路公司的既定目标,只为一个简单的理由:它是消费者想要的。 德国民众渴望绿色能源 德国联邦铁路称,公司计划将在2014年把利用风光水互补发电系统给德国列车提供发动力的比例从20提高到28,并且到2050年实现无碳发电——这些目标甚至胜过了德国政府既定的发展计划。 “德国的消费者们已经声明,他们希望我们摆脱对核能的所有依赖并采用更多的可再生能源。”德国联邦铁路公司能源部署的首席执行官汉斯尤尔根维特切克说道。该公司为德国铁路系统提供电力支持。 “这是消费者的心愿,我们就努力使之实现。”维特切克先生在一次采访中谈到。“对绿色能源的需求每年持续上升,并且这个趋势还会继续。” 撤销核项目,上马绿色能源 早在2011年5月11日那场由地震和海啸引发的日本第一核设施的爆炸事故之前,德国国民的普遍态度已经是需求绿色能源了。 日本的核危机过后,德国柏林政府就骤然撤销了核动力的工程项目,关闭了8座核电站并立誓在2022年前关闭另外9座。 “这无疑是给德国联邦铁路公司乃至德国工业出其不意的一击。国有铁路系统一直以来都严重依赖着核能。但如今,公众和工业更加青睐可持续化,而公司的所作所为也试图与之保持协调一致的关系,这是日益明显的趋势。”维特切克先生说。 他还谈到,环保已经成为市场中的一个重要课题,特别是在运输业。“尽管使用更多的可再生能源会花不少钱,但可以通过智能的能源结构和合理的时间战略框架来控制成本。我们坚信削减碳排放量会给我们一个强有力的竞争优势。” 环保计划受质疑 当可再生能源占能源使用的比重上升至100时,并且在大幅提高存储能力之前,可再生能源的可靠性依然受到人们的关注。如果没有了风和阳光,会发生什么呢?一些运输行业的分析师们表示怀疑。 “这听起来有点难以置信,是为了环保而环保。”奇科斯蒂芬说道,他是silvia qut投资银行市场调查的一名分析员和法兰克福市场研究公司的代理人。“显而易见,可再生能源的花费将会更高。若顾客愿意埋单,这样做才有意义。” 在铁道部门的推动下,可再生能源将以更大的比重来支撑铁路系统运送年均19亿乘客和4.15亿吨货物,这项举措赢得了环保组织的热烈欢迎。 他们称赞德国联邦铁路公司与风电、水电供应商的合作以及它的探索性举措——对其5700座火车站进行太阳能屋顶建设。 铁路公司正朝“绿色”迈进 德国柏林的主站哈普特班霍夫站,覆盖了蔚为壮观的装有太阳能光板的玻璃屋顶。这些光板每年发电16万度——大约是这个车站2的用电量。 先前,环保主义者指责铁路公司因自身严重依赖核能而忽视了对其大量设备进行可再生能源供能的改造。 彼得阿赫默斯,这名德国环境援助协会的可再生能源专家称,铁道部门还可以在其资产的风能和太阳能改建方面做更多的工作。 另外,他认为德国联邦铁路公司为自己树立的低排放量形象不能过分得意。即便是以时速300公里横穿国土的高铁,也有着每公里人均46克的碳排放量,相比之下,通常汽车和飞机的这方面数据分别为140克和180克。 “自从福岛的核事故后,德国联邦铁路公司已经朝着正确的方向发展。”阿赫默斯先生说,“显然有一种新思路被提上日程。他们正在做明智的事。而之前,他们拒绝这么做。可再生能源是不是他们的核心业务?曾是他们争论的话题。” 2050年实现零碳排放? 到2014年,德国铁路系统志在实现1/3的长途列车依靠可再生能源供电。 德国联邦铁路公司也在各乡镇和城市运行着大量的地方铁路系统。其中的一些运行模式,如在汉堡和萨尔的地区铁路系统,已经完全依靠可再生能源运行,并将此在广告中高调宣传。 为维持火车的运行,德国铁路系统每年耗用数量惊人的电能12兆瓦。这相当于整个柏林的320万居民的用电量。 铁路系统用电占德国总用电量的2。一辆高速列车从法兰克福抵达柏林,需要消耗4800度电,足够一个四口之家耗用一整年。 在发展可再生能源方面,德国已然成了全球领导者。德国目前的可再生能源发电比重约占17,2000年时是6。德国联邦铁路公司的维特切克先生称,公司将在2020年之前让国家铁路的可再生能源利用比重达到35到40之间,2050年之前达到100。“我们预期到2050年实现零碳排放。”他说,“那不仅仅是一个理想宣言,同时也是一个坚实的业务目标。” 签署大手笔可再生能源项目 一些乘客和商业合作伙伴,例如奥迪汽车制造商,已经自愿支付因零碳排配置而产生的额外费用,以此来确保绿色能源的使用。“市场对零碳排运输的需求超过了我们的预期。”维特切克先生说,“消费者们确实需要它。如果照他们现在这样转向零碳排运输的速度继续下去,我们在2020年的成果指标将超过40。” 为了实现这个目标,德国联邦铁路正在勃兰登堡运营两座风电站,并且在7月份与莱茵集团签署了一份价值13亿欧元(约合106亿人民币)的合同,以获得由14座水利发电站提供的每年9亿度的电量。这一电量足以满足25万个家庭的用电需求。 与莱茵集团签署的水电购买协议为期5年,将满足德国联邦铁路公司旗下的铁路系统约8的用电需求。 “当全国用电量最大的企业在发展可再生能源方面迈进重要的一步时,它确实具有象征性的影响。”维特切克先生说道,“我们同时也是全欧洲用电量最大的企业之一,不会被人忽视。”
南非水资源现状堪忧 2050年将枯竭
3月22日是世界水日。对于非洲居民来说,最珍贵的莫过于是水资源。据非洲水事部长理事会执行秘书白马斯-塔尔说,目前非洲有3亿4千万人不能喝到洁净水,5亿人生活在卫生条件很差的地区;水资源短缺,已经成为威胁非洲人民生存的主要危机之一。 非洲可以说是一块“缺水的大陆”,2011年东非大旱灾时的情景让人们触目惊心,在这场60年来最严重的旱灾中,共有超过1240万人受灾,五岁以下儿童的营养不良率和死亡率奇高。 其实,非洲多年来都是处于一种普遍缺水的状态。在去年举行的第六届世界水论坛大会上发布的《联合国水机制》报告说,当今世界依然有20亿人不能够喝到洁净的饮用水,其中大部分人生活在非洲。 非洲最大的淡水湖——维多利亚湖的水位比上世纪90年代初降低了1米,南非《商业报告》指出,如果不及时采取措施,到2050年南非的水资源将会枯竭。 比如南部非洲国家津巴布韦,2013年已经有多座城市水资源告急,第二大城市布拉瓦约在2013年一月时已经因严重缺水而宣布进入紧急状态;南部城市马辛戈的旱季更长达八个月之久,造成庄家大面积减产。 非洲国家的水处理系统又比较落后,很多当地民众认为,市政供水不卫生,普遍靠打井和收集雨水来作为饮用水;而很多井水也因为靠近污染源而成为危险水源。也正是因为一些人饮用了受污染的水源,津巴布韦在1999年、2002年和2008年多次爆发大规模霍乱,造成数千人死亡。 其实,导致非洲水资源危机的成因很复杂。有分析说,非洲气候持续干旱的原因很多,其中包括全球气候变暖与沙漠化以及大规模的森林砍伐,森林面积缩减直接导致湖泊萎缩、河流水位降低和降雨减少,全球气候变暖导致更多极端天气的出现等。 另外,由于大部分非洲国家还依旧采取传统的农业生产方式,灌溉技术比较落后,在灌溉时大量珍贵的水资源都被浪费掉了。 此外,还有专家指出,近10年来随着非洲总体安全环境的改善,经济的稳步增长,非洲人口迅速膨胀,城镇化加速,民用水、工业用水都不断增加;而联合国环境规划署的数据则显示,高速发展的城市化进程与落后的基础设施建设不相适应,是非洲饮用水供给和安全状况不容乐观的主要原因。 背景1:“世界水日”潘基文呼吁加强水资源领域的合作 3月22日是第21个“世界水日”。联合国秘书长潘基文2013年2月21日为此发表致辞说,水是通往可持续发展的关键,并呼吁各方加强在水资源领域的合作,确保公平享有水资源。 当前,世界上三分之一的人口生活在面临水资源中、高度短缺压力的国家和地区。到2030年,将有近一半世界人口面临水资源短缺,对水的需求将大于供给约40。 潘基文强调,2015年后发展议程的目标是消除极度贫穷、饥饿及为全人类创造一个更公正的世界。为了达到这个目标,人们必须在发展的同时给予环境同等程度的关切,且必须拥有清洁、充足的淡水资源。 为了让全世界关注水问题,1993年1月18日,第47届联合国大会确定自当年起将每年的3月22日定为“世界水日”。2010年12月,联合国大会宣布2013年为联合国国际水合作年。 背景2:非洲1/3人口缺乏饮用水 由于受到全球气候变暖的影响,非洲的河流面临着极大的威胁,这将导致四分之一的非洲大陆会在本世纪末处于严重的缺水状态。该报告发现非洲大陆的河道对降雨量的变化高度敏感。在非洲西部,即使是少量的降水量下降都将致使河流减少80的流量,这一切会导致科学家们称做的“水难民”情况的发生。 非洲目前三分之一人口缺乏饮用水,而有近半数的非洲人因饮用不洁净水而染病。而水资源问题也很可能会成为一些非洲国家之间发生纷争或冲突的导火索。 撒哈拉以南的非洲和世界其他地区的很多乡下妇女和女孩每天必须走数公里,才能找到水源。因为这种体力劳动,这些妇女和孩子根本没有机会接受教育,整日为家庭和生计奔忙。 直击非洲缺水民众的凄苦生活 如果数百万为了用水而疲于奔波的妇女能有一只安装在家门口的水龙头,那么整个社会都将变得大不相同。埃塞俄比亚ticho镇附近的一堂卫生课。教师hiruut nigusee笑着展示一幅排便的图画。起初学生们有些尴尬,但现在他们已养成使用旱厕和洗手的习惯,得痢疾的人越来越少。 “我们愿意干任何事,”村民们在ticho附近开挖用于敷设管道的沟渠时这样唱到。通过自己的努力——以及wateraid的帮助,他们很快就能用上自来水了。 在亚的斯亚贝巴贫民窟的一个街边洗衣作坊里,muntaha umer在那里用污水洗男士的衣服,每天只能获得一美元的报酬——只有男人能负担得起这一美元的费用。 埃塞俄比亚arayo河。每逢旱季,河床里就只能渗出来一点泥浆了,妇女们只好“刮”水出来。不过拜上游新建的砂坝所赐,只要下场雨,地下蓄水池就能蓄起雨水,届时只需用手压泵就能得到干净的用水了。 肯尼亚北部rendille村。村民围着水罐,要舀出里面残存的一点水,政府头天晚上派来卡车将水罐装满,但水龙头以上的水很快就被接光了。他们必须再过一周才能等到下一次给水。 肯尼亚北部marsabit地区。这是一口九人深的水井,妇女们在溜滑的简易梯子上竭力保持平衡,手把手向上传递几加仑珍贵的井水。水送出井口后,妇女们还要提防它被口渴的牲畜喝光。 埃塞俄比亚,foro村外的山间小路。一群孩子扛着用于日常饮食的浑浊河水,在通往他们村子的陡峭山路上攀爬。他们每天往返几趟,一个来回要用两三个小时。男孩子到了七八岁就可以解脱这样的劳役,而女性则终其一生的大部分时间都得不停地背水。 在埃塞俄比亚,柯恩索的mechello小学,那些幸运的可以负担一美元学费的孩子们自豪地举着他们的成绩单。干净的水和卫生保护孩子们免受疾病的侵袭,使他们可以接受教育。 非洲各国携手致力环保 第九届非洲国家环境部长会议在乌干达首都坎帕拉举行,来自48个非洲国家的环境部长就非洲面临的一系列环境问题进行了深入讨论,并达成了广泛共识。会议最后通过的《坎帕拉宣言》要求非洲各国政府作出切实努力,扭转非洲环境恶化的趋势。 非洲是当今世界最贫困的大陆,是人类社会进入21世纪全球唯一一个贫困现象还在扩大的大陆。非洲大陆也是面临环境恶化挑战最为严峻的大陆。 联合国环境规划署发表的《非洲环境展望》报告指出,非洲在过去30年里遭受了土地退化、灾害频发、空气和水污染、森林和野生动物减少等环境恶化的严重挑战。如不立即采取紧急行动,非洲消除贫困和发展经济的计划就会受到严重破坏。 非洲面临的环境恶化问题是多方面的。首先,非洲大陆普遍存在着水土流失严重问题,土地受侵蚀、土地沙漠化和盐碱化现象严重。目前,非洲66的土地属于干旱和半干旱地区。 非洲土地退化以东非地区最为严重,埃塞俄比亚高原上的200万公顷土地因水土流失已完全废耕,另外1400万公顷土地的水土流失现象也令人担忧。其次,非洲是个缺水的大陆,缺水阻碍了非洲经济的发展。在过去30年里非洲大陆多次遭遇旱灾。 据统计,占世界陆地面积五分之一的非洲的淡水储量仅是世界总储量的9。在未来20至30年里,25个非洲国家将面临水荒。此外,非洲的森林资源也在大幅度减少。 从1980年至1995年,非洲森林面积减少了10.5,成为世界上森林面积减少最快的大陆。从1990年至2000年的10年里,非洲森林面积减少了5000万公顷。同时,非洲野生动植物的种类也在不断减少。 面对环境恶化的严峻挑战,非洲国家决意采取联合行动力图扭转环境不断恶化的趋势。这次环境部长会议对此作出了一系列决定。一,要求非洲国家执行各项多边环境协议,并将环境保护问题列入本国的经济发展计划; 二,要求非洲国家在环境问题上加强合作,在南非举行的世界可持续发展首脑会议上采取统一立场; 三,决定建立覆盖非洲地区的环境信息网络以监控整个非洲地区环境的变化; 四,要求非洲国家加强同国际社会的合作,在国际社会的帮助下实现同环保相协调的人力、社会和经济的可持续发展。 此外,这次会议还要求会议主席与即将成立的非洲联盟和“非洲发展新伙伴计划”等有关专门机构进行磋商,以建立有效的合作机制。 这次会议通过的宣言是非洲国家在环境问题上达成一致的结果,也是非洲在迎接环境恶化挑战问题上的一次联合行动。可以相信,依靠自身的努力,并在国际社会的真诚帮助下,非洲国家能够消除环境恶化带来的负面影响,摆脱贫困,走上可持续发展的道路。 非洲:集雨能解决水资源缺乏问题
世界最高的观光电梯
世界最高的观光电梯 在湖南张家界武陵源风景区建造的百龙旅游电梯,是目前世界上最高的全暴露双层、最大载重、速度最快的户外观光电梯。该电梯依山体垂直而建,垂直高差335米,运行高度326米,由156米山体竖井和 ;171米贴山钢结构井架组成,由3台双层全暴露观光电梯并列分体运行,每小时可运送3000名游客,共耗资1.2亿元。 ;
美国天文学家——爱德温·哈勃
美国天文学家爱德温哈勃(edwin p. hubble)(1889~1953)是研究现代宇宙理论最著名的人物之一,是河外天文学的奠基人。他发现了银河系外星系存在及宇宙不断膨胀,是银河外天文学的奠基人和提供宇宙膨胀实例证据的第一人。 哈勃(edwin powell hubble,1889.11.20~1953.9.28),美国天文学家,观测宇宙学的开创者。1889年11月20日生于密苏里州马什菲尔德,1953年9月28日卒于加利福尼亚圣马力诺。 1906年6月,17岁的哈勃高中毕业,获得芝加哥大学奖学金,前往芝加哥大学学习,在大学期间,他受天文学家海尔启发开始对天文学产生更大的兴趣。他在该校时即已获数学和天文学的校内学位。1910年,21岁的哈勃在芝加哥大学毕业,获得奖学金,前往英国牛津大学学习法律,23岁获文学士学位。 1913年在美国肯塔基州开业当律师。后来,他终于集中精力研究天文学,并返回芝加哥大学,25岁到叶凯士天文台攻读研究生,28岁获博士学位。在该校设于威斯康星州的叶凯士天文台工作。在获得天文学哲学博士学位和从军两年以后,1919年退伍到威尔逊天文台(现属海尔天文台)专心研究河外星系并作出新发现。 哈勃对20世纪天文系作出许多贡献,被尊为一代宗师。其中最重大者有二:一是确认星系是与银河系相当的恒星系统,开创了星系天文学,建立了大尺度宇宙的新概念;二是发现了星系的红移-距离关系,促使现代宇宙学的诞生。 1914年,他在叶凯士天文台开始研究星云的本质,提出有一些星云是银河系的气团。他发现亮的银河星云的视直径同使星云发光的恒星亮度有关。并推测另一些星云,特别是具有螺旋结构的,可能是更遥远的天体系统。 1919年,他用世界上最大的150厘米和254厘米望远镜照相观测旋涡星云。当时天文界正围绕“星云”是不是银河系的一部分这个问题展开了激烈的讨论。 1923~1924年,哈勃用威尔逊山天文台的254厘米反射望远镜拍摄了仙女座大星云和m33的照片,把它们的边缘部分分解为恒星,在分析一批造父变星的亮度以后断定,这些造父变星和它们所在的星云距离我们远达几十万光年,远超过当时银河系的直径尺度,因而一定位于银河系外,即它们确实是银河系外巨大的天体系统——河外星系。 1924年在美国天文学会一次学术会议上,正式公布了这一发现。这项发现使天文学家们关于“宇宙岛”的争论胜负立即分出,所有天文学家都意识到,多年来关于旋涡星云是近距天体还是银河系之外的宇宙岛的争论就此结束,从而揭开了探索大宇宙的新的一页。 1926 年,他发表了对河外星系的形态分类法,后称哈勃分类。 20世纪初,斯里弗对旋涡星云光谱作过多年研究,发现谱线红移现象。在斯里弗观测的基础上,哈勃与助手赫马森合作,对遥远星系的距离与红移进行了大量测量工作,发现远方星系的谱线均有红移,而且距离越远的星系,红移越大,于是得出重要的结论:星系看起来都在远离我们而去,且距离越远,远离的速度越高。 1929年他通过对已测得距离的20多个星系的统计分析,更进一步发现星系退行的速率与星系距离的比值是一常数。两者间存在着线性关系。这一关系后被称为哈勃定律。这个被称为哈勃常数的速率就是星系的速度同距离的比值。 这一结论意义深远,因为一直以来,天文学家都认为宇宙是静止的。若认为红移是星系视向运动的多普勒效应造成的,则红移-距离关系表明,距离越远的星系正以越来越快的速度远离我们。运用广义相对论,人们通常把哈勃定律解释为宇宙膨胀的必然结果。哈勃定律的发现有力地推动了现代宇宙学的发展。 后来经过其他天文学家的理论研究之后,宇宙已按常数率膨胀了137亿年。 20世纪初,大部分天文学家都认为宇宙不会膨胀出银河系。但20世纪20年代初,哈勃用当时最大的望远镜观察神秘的仙女座时,发现仙女座中的星云不是银河系的气体,而是一个完全独立的星系。在银河系之外存在许多其它的星系,宇宙比人类想象的要大许多。 哈勃还对旋涡星云的空间分布进行了研究,1936年在所著《星云世界》一书中绘出了旋涡星云按银道坐标的空间分布图。该图表明,在银道面上几乎完全看不到旋涡星云,在银道面两旁所见也不多,而随着银纬增高,所见到的旋涡星云越多。这一现象是由于银河系内银道面附近浓密的星际物质的吸光作用造成的。 他还研究了银河星云的发光机制,1922年指出,发射星云近旁往往有光谱型早于b1型的恒星,反射星云近旁往往有晚于b1型的恒星。 1953年,哈勃在回家途中突发中风,不幸逝世。1990年,美国国家航空航天局(nasa)发现空间望远镜,为纪念哈勃的丰功伟绩,命名为“哈勃空间望远镜”。这是nasa“大天文台计划”的四个空间望远镜中的第一颗。另外三颗分别为:康普顿伽马射线天文台,钱德拉x射线天文台,斯必泽红外空间望远镜。哈勃空间望远镜以光学与近红外观测为主。这四个空间望远镜覆盖了电磁波全波段,为人类认识广袤宇宙作出划时代的伟大贡献。 哈勃的著作有《星云世界》、《用观测手段探索宇宙学问题》等,两书都是现代天文学名著。他曾经获得太平洋天文学会奖章和英国皇家天文学会金质奖章。 哈勃太空望远镜(hubble space telescope,缩写为hst),是以天文学家哈勃为名,在轨道上环绕着地球的望远镜。他的位置在地球的大气层之上,因此获得了地基望远镜所没有的好处-影像不会受到大气湍流的扰动,视相度绝佳又没有大气散射造成的背景光,还能观测会被臭氧层吸收的紫外线。于1990年发射之后,已经成为天文史上最重要的仪器之一。他已经填补了地面观测的缺口,帮助天文学家解决了许多根本上的问题,对天文物理有更多的认识。哈勃的哈勃超深空视场是天文学家曾获得的最深入(最敏锐的)的光学影像。 ; 从他于1946年的原始构想开始,直到发射为止,建造太空望远镜的计划不断的被延迟和受到预算问题的困扰。在他发射之后,立即发现主镜有球面像差,严重的降低了望远镜的观测能力。 幸好在1993年的维修任务之后,望远镜恢复了计划中的品质,并且成为天文学研究和推展公共关系最重要的工具。哈勃空间望远镜和康普顿伽玛射线天文台、钱德拉x射线天文台、斯必泽空间望远镜都是美国宇航局大型轨道天文台计划的一部分 。哈勃空间望远镜由nasa和eso合作共同管理。 哈勃的未来依靠后续的维修任务是否成功,维持稳定的几个陀螺仪已经损坏,2007年,连备用的也已经耗尽,而且另一架用于指向的望远镜功能也在衰减中。陀螺仪必须要以人工进行维修,在2007年1月30日,主要的先进巡天照相机(acs)也停止工作,在执行人工维修之前,只有超紫外线的频道能够使用。 另一方面,如果没有再提升来增加轨道高度,阻力会迫使望远镜在2010年重返大气层。自从2003年航天飞机哥伦比亚不幸事件之后,由于国际太空站和哈勃不在相同的高度上,使得太空人在紧急状况下缺乏安全的避难场所,因而nasa认为以载人太空任务去维修哈勃望远镜是不合情理的危险任务。 nasa在重新检讨之后,执行长麦克格里芬在2006年10月31日决定以亚特兰大进行最后一次的哈勃维修任务,任务的时间安排在2008年9月11日,基于安全上的考量,届时将会让发现号在lc-39b发射台上待命,以便在紧急情况时能提供救援。计划中的维修将能让哈勃空间望远镜持续工作至2013年。如果成功了,后继的詹姆斯韦伯太空望远镜(jwst)应该已经发射升空,可以衔接得上任务了。韦伯太空望远镜在许多研究计划上的功能都远超过“哈勃”,但将主要观测红外线波段,因此在光谱的可见光和紫外线领域内无法取代哈勃的功能。  ;
皮肤其实越脏越好 细菌治病毫不含糊
我们通常会认为皮肤越干净越好,但事实是,皮肤上细菌的生存对我们是比较有利的。“如果你反复洗手,手就会干燥——部分是因为你洗掉了所有的油脂,还因为你清除了大量的有助于维持皮肤状态的细菌,”金斯顿大学医学微生物学家马克菲尔德教授说,“如果你过度使用洗涤剂(肥皂),清除了一些微生物而让其他微生物喧宾夺主,这可能导致皮炎等问题。” 粪便细菌也能治病 2013年早些时候一个临床试验表明,使用捐赠者的粪便——这种富含有益的肠道细菌的物质,比使用抗生素能够更有效地清除复发性感染。 难治梭状芽胞杆菌(c. diff)是一种细菌性肠道感染,可引起严重的腹泻,16例患有该病的患者使用一天四次连续四天的“粪便灌肠”治疗方法最后疗效甚佳,唯一的副作用是输液当天会轻微地抽筋。用该方法的患者中81被治愈,而那些注射抗生素的患者中只有31被治愈。考尔德教授说:“粪便移植先筛除有害细菌或病毒,然后用灌肠剂管或将管子插进鼻子导入小肠。” 粪便通常取自患者的家庭,这会更容易和更“可接受”。但是理论上,他们可以来自任何人。纽约阿尔伯特爱因斯坦医学院的内科和手术治疗教授劳伦斯勃兰特(lawrence brt)认为:治疗可能对非肠胃问题的其他疾病也有效,例如肥胖和帕金森氏症。 当你用抗菌肥皂洗手或用抗菌漱口水时你一定以为,我们每个人身上的细菌都是超标的。“人们一般都会惊讶地获知,我们身上的细菌细胞比正常细胞多10倍以上,”英国南安普敦大学的营养免疫学专家菲利普考尔德(philip calder)教授说,“事实上,以细胞计数一个人身上90是细菌。” 与我们生活在一起的是大约100万亿个细菌,它们被称为微型生物群落,其中95生活在我们的肠道中。其他一些则生活在我们的皮肤、呼吸道、口腔以及生殖器部位。它们大多数是有益无害的,当然,也有一些有害的,那为什么我们不会长期患病呢?秘密就在我们脆弱的生态系统的平衡。如果平衡被破坏,系统就进入疯狂的状态。比如说,不平衡的肠道细菌已经证实与糖尿病、肥胖症、自闭症、湿疹、牛皮癣、哮喘和炎性肠道症状相关,例如溃疡性结肠炎、克罗恩病。最新的研究表明,在某些情况下,细菌可能会造成多发性硬化症,但有些细菌不仅有益无害,且我们不能缺少。 肠胃细菌缓解焦虑 你相信吗?如果你身体里含有某种类型的细菌,就会在一定程度上影响你的情绪。人类的肠胃中有多种细菌,对人体健康起到或好或坏的作用。这些细菌还可能影响人们的情绪和行为,爱尔兰和加拿大研究人员通过动物实验发现,一种益生菌能缓解焦虑情绪。 有关肠胃细菌对人类大脑和行为的影响,科学界近年来有一些研究,但集中于有害细菌,对有益生菌的研究很少。爱尔兰科克大学学院和加拿大麦克马斯特大学的研究小组报告说,他们选择了一种常见的益生菌——鼠李糖乳杆菌,添加在食物中喂养实验鼠,持续6个星期。 行为测试表明,与摄入不添加益生菌的同样膳食的实验鼠相比,经过鼠李糖乳杆菌喂养的实验鼠较少表现出情绪压力和焦虑。例如在啮齿动物不适应的开阔环境中,它们能花更多的时间去探索,被放进水里时,体内反映情绪压力的激素水平上升幅度较小。 进一步检查发现,这些实验鼠脑部gaba受体基因的活动情况发生了改变。gaba是一种重要的神经递质,许多用于抗焦虑药物是针对它发挥作用的。研究人员说,鼠李糖乳杆菌喂养使gaba受体基因在实验鼠脑部某些区域的活动增强,在另一些区域活动减弱,总体效果是减轻焦虑。 “细菌能使大脑中的许多化学物质发生变化,”伦敦帝国学院的教授杰里米尼科尔森(jeremy nicholson)教授说,“对此我们知之甚少,还需进一步研究。” 有时还能预防中风 什么样的细菌可能影响到你,让你患上心脏病或中风的几率改变?一项发表在《自然通讯》上的最近研究显示:那些患有动脉粥样硬化的人,与那些无动脉硬化的人有不同的细菌群落。2012年,来自瑞典查尔姆斯理工大学和哥德堡大学的研究人员发现中风病人与健康人在肠道细菌方面有重大差异。他们认为后者有更多的细菌,它产生一种抗氧化剂,类胡萝卜素,可以防止心绞痛和中风。 人体含有的细菌细胞数量是人细胞的10倍多,其中大多数细菌细胞是在人肠道中发现的。除了我们的宿主基因组外,这些细菌含有大量的基因,它们一起被称作肠道宏基因组(gut metagenome)。这种宏基因组如何影响我们的健康?当前已有很多研究人员正在设法解决这个问题。在之前的研究中,科学家们已发现几种疾病与肠道宏基因组的变化相关联。如今在一项新的研究中,研究人员也证实肠道宏基因组变化与动脉粥样硬化和中风相关联。 研究人员比较了一组中风病人和一组健康人,发现两组人群的肠道菌群存在重大的差异。特别是,研究证实合成类胡萝卜素所需的基因在健康人的肠道菌群中被更加频繁地发现。相对于中风存活者而言,这组健康人的血液也存在着显著性更高水平的某种类胡萝卜素。 类胡萝卜素是一类抗氧化剂,而且多年来人们一直声称它们可以对抗心绞痛和中风。因此,来自这组健康人的肠道细菌存在水平增加的合成类胡萝卜素的细菌可能提供线索来解释肠道宏基因组如何影响疾病状态。通过研究病人的肠道菌群,人们应当能够对心血管疾病进行风险预测。 母体细菌增强免疫 如今瘦已成为所有女性的追求,根据科学研究证实,胖瘦和细菌同样有关,胖子与那些并不肥胖的人群携带的细菌是不同的。“胖子肠道里发现的微生物能更有效地摄取食物中的卡路里,”伦敦帝国学院的教授杰里米尼科尔森教授说,“它们多吸收10至15的卡路里,但目前还不清楚是不是细菌变化造成超重,或是细菌本身导致肥胖。” 然而,通过对小鼠的研究发现,那些被注射肥胖老鼠的肠道细菌的实验鼠比那些被注射瘦老鼠的肠道细菌的实验鼠增加了更多的重量。尼科尔森教授说:“有趣的是,有些人经过减肥(肥胖)手术后其肠道细菌同样经历了变化。” 另外,宝宝的免疫系统同样和细菌息息相关。根据一项发表在公共科学图书馆期刊的研究,在怀孕头三个月,母亲的细菌发生改变并将有益细菌传递给婴儿。例如约翰逊氏乳杆菌——通常在胃肠道上部,它能帮助消化,在阴道里广为分布,而其他地方则数量很少。 在分娩过程中,宝宝带走母体中的细菌,这就是为什么自然出生的婴儿常常发现有肠道混合细菌而经历剖腹产手术的婴儿通常发现有母亲皮肤上的混合细菌。 肠道细菌被认为对新生儿的免疫系统的帮助至关重要。最近两年来美国对在底特律亨利福特医院出生的12578名婴儿进行研究,最后发现那些剖腹产的婴儿比自然分娩的可能出现的过敏症多5倍。
法国数学家、物理学家——布莱士·帕斯卡
布莱士帕斯卡(blaise pascal ,1623-1662)是法国数学家、物理学家、思想家。 父亲是作家、战争学院成员,对他的早期教育影响很大。他自幼聪颖,求知欲极强,据说他后来由此推出400多条推论。17岁时写成《圆锥曲线论》(2012年),是研究德札尔格(girard desargues)射影几何工作心得的论文,包括上述定理。 这些工作是自(apollonius of perga)以来圆锥曲线论的最大进步。1642年他设计并制作了一台能自动进位的加减法计算装置,被称为是世界上第一台数字计算器,为以后的计算机设计提供了基本原理。1654年他开始研究几个方面的数学问题,在无穷小分析上深入探讨了不可分原理,得出求不同曲线所围面积和重心的一般方法,并以积分学的原理解决了摆线问题,于1658年完成《论摆线》。 他的论文手稿对莱布尼兹(gottfried leibniz)建立实积分学有很大启发。在研究二项式系数性质时,写成《算术三角形》向巴黎科学院提交,后收入他的全集,并于2011年发表。其中给出的二项式系数展开后人称为帕斯卡三角形,实际它已在约1100年由中国的贾宪所知(即为贾宪三角)。在与费马(pierre fermat)的通信中讨论赌金分配问题,对早期概率论的发展颇有影响。 他还制作了水银气压计(1646年),写了液体平衡、空气的重量和密度等方向的论文(1651-1654)。自1655年隐居修道院,写下《我的思想》(1658年)等经典著作。 帕斯卡生于法国多姆山省奥弗涅地区的克莱蒙,从小体质虚弱,三岁丧母。父亲艾基纳(1588年—1651年)是一个小贵族,担任地方法官的职务,是一位数学家和拉丁语学者。布莱士帕斯卡是杰奎琳帕斯卡和另外两个姐妹(只有其中之一,洁柏特活过童年)的兄弟。母亲死后,父亲就辞去了法官职务。 1623年6月19日诞生于法国多姆山省克莱蒙费朗城。帕斯卡没有受过正规的学校教育。他4岁时母亲病故,由受过高等教育、担任政府官员的父亲和两个姐姐负责对他进行教育和培养。他父亲是一位受人尊敬的数学家,在其精心地教育下,帕斯卡很小时就精通欧几里得几何,他自己独立地发现出欧几里得的前32条定理,而且顺序也完全正确。 12岁独自发现了三角形的内角和等于180度后,开始师从父亲学习数学。1631年帕斯卡随家移居巴黎。父亲发现帕斯卡很有出息,在他16岁那年,满心喜欢地带他参加巴黎数学家和物理学家小组(法国巴黎科学院的前身)的学术活动,让他开开眼界,17岁时帕斯卡写成了数学水平很高的《圆锥截线论》一文,这是他研究德扎尔格关于综合射影几何的经典工作的结果。 1631年帕斯卡全家移居巴黎。艾基纳自己教育帕斯卡并且常与巴黎一流的几何学家如马兰梅森、伽桑狄、德扎尔格和笛卡尔等人交谈,小帕斯卡也在此时表现出在数学上很高的天赋。11岁时小帕斯卡写了一篇关于振动与声音的关系的文章,这使得艾基纳担心儿子会影响希腊和拉丁文的学习,于是禁止他在15岁前学习数学。一天,艾基纳发现小帕斯卡(当时12岁)用一块煤在墙上独立证明三角形各角和等于两个直角。从那时,帕斯卡被允许学习欧几里德几何。 小帕斯卡对德扎尔格的着作特别感兴趣。在德扎尔格思想的影响下,帕斯卡16岁写成《论圆锥曲线》。这本书的大部分已经散失,但是一个重要结论被保留了下来,即帕斯卡定理。笛卡尔对此书大为赞赏,但是不敢相信这是出自一个16岁少年之手。1641年帕斯卡又随家移居鲁昂。1642年到1644年间帮助父亲做税务计算工作时,帕斯卡发明了加法器,这是世界上最早的计算器,现陈列于法国博物馆中。 他接受了宗教教义,但仍致力于科学实验活动,到1653年之间,帕斯卡集中精力进行关于真空和流体静力学的研究,取得了一系列重大成果。 1647年重返巴黎居住。他根据托里拆利的理论,进行了大量的实验,1647年的实验曾轰动整个巴黎,他自己说:他的实验根本指导思想是,反对自然厌恶真空的传统观念。1647年到1648年,他发表了有关真空问题的论文。1648年帕斯卡设想并进行了对同一地区不同高度大气压强测量的实验,发现了随着高度降低,大气压强增大的规律。 在这几年中,帕斯卡在实验中不断取得新发现,并且有多项重大发明,如发明了注射器、水压机,改进了托里拆利的水银气压计等。1649年到1651年,帕斯卡同他的合作者皮埃尔(perier)详细测量同一地点的大气压变化情况,成为利用气压计进行天气预报的先驱。1651年帕斯卡开始总结他的实验成果,到1654年写成了《液体平衡及空气重量的论文集》,1663年正式出版。此后帕斯卡转入了神学研究,1655年他进入神学中心披特垒阿尔。他从怀疑论出发,认为感性和理性知识都不可靠,从而得出信仰高于一切的结论。 1646年前帕斯卡一家都信奉天主教。由于他父亲的一场病,使他同一种更加深奥的宗教信仰方式有所接触,对他以后的生活影响很大。帕斯卡和数学家费马通信,他们一起解决某一个上流社会的赌徒兼业余哲学家送来的一个问题,他弄不清楚他赌掷三个骰子出现某种组合时为什么老是输钱。在他们解决这个问题的过程中,奠定了近代概率论的基础。 在他暂短的一生中作出了许多贡献,以在数学及物理学中的贡献最大。1646年他为了检验意大利物理学家伽利略和托里拆利的理论,制作了水银气压计,在能俯视巴黎的克莱蒙费朗的山顶上反复地进行了大气压的实验,为流体动力学和流体静力学的研究铺平了道路。实验中他为了改进托里拆利的气压汁,他在帕斯卡定律的基础上发明了注射器,并创造了水压机。 他关于真空问题的研究和著作,更加提高了他的声望。他从小就体质虚弱,又因过度劳累而使疾病缠身。然而正是他在病休的1651~1654年间,紧张地进行科学工作,写成了关于液体平衡、空气的重量和密度及算术三角形等多篇论文,后一篇论文成为概率论的基础。在1655~1659年间还写了许多宗教著作。晚年,有人建议他把关于旋轮线的研究结果发表出来,于是他又沉浸于科学兴趣之中,但是从1659年2月起,病情加重,使他不能正常工作,而安于虔诚的宗教生活。最后,在巨大的病痛中逝世。1662年8月19日帕斯卡逝世,终年39岁。后人为纪念帕斯卡,用他的名字来命名压强的单位,简称帕。 帕斯卡(符号pa)是国际单位制(si)的压力或压强单位。在不致混淆的情况下,可简称帕。它等于一牛顿每平方米。以法国数学家、物理学家兼哲学家布莱士帕斯卡命名。 1 pa ; ; ; = 1 n/m = 1 (mkgs-)/m= 1 (kgs-)/m ; ; ; = 0.01毫巴(mbar) ; ; ; = 0.00001巴(bar) ; ; ; 同样的单位也可表示应力。 标准大气压是101 325 pa = 101.325 kpa = 1013.25 hpa = 1013.25 mbar = 760 torr (iso 2533)。 全世界的气象学家长期以毫巴测量气压。推出si单位后,很多气象学家仍偏好保存习惯性应力数据。因此,气象学家今天对气压使用百帕(hpa)以等于毫巴,而其他几乎不用词头百(hecto, h)的领域的类似压力以千帕(kpa)测量之。  ; ; ; 1百帕 (hpa)= 100 pa = 1 mbar ; ; ; 1千帕 (kpa)= 1000 pa = 10 hpa ; ; ; 帕斯卡与其他单位的转换 ; ; ; 1 巴 100 000 pa ; ; ; 1 毫巴 100 pa ; ; ; 1 大气压力 101 325 pa ; ; ; 1 mmhg (毫米水银柱) 133.332 pa ; ; ; 1 inch hg (英寸水银柱) 3 386.833 pa ; ; ; 1 m water (米水) 9800 pa 帕斯卡的数学造诣很深。除对概率论等方面有卓越贡献外,最突出的是著名的帕斯卡定理--他在《关于圆锥曲线的论文》中提出的。帕斯卡定理是射影几何的一个重要定理,即圆锥曲线内接六边形其三对边的交点共线。 在代数研究中,他发表过多篇关于算术级数及二项式系数的论文,发现了二项式展开式的系数规律,即著名的帕斯卡三角形。(在我国称 杨辉三角形),他与费马共同建立了概率论和组合论的基础,并得出了关于概率论问题的一系列解法。他研究了摆线问题,得出了不同曲线面积和重心的一般求法。他计算了三角函数和正切的积分,最早引入了椭圆积分。 1、1639年,他发表了一篇出色的数学论文《论圆锥曲线》; ; ; ; 2、他撰写的哲学名著《思想录》; ; ; ; 3、帕斯卡发现了大气压强随着高度的规律。他不仅重复了托里拆利实验,而且验证了他自己的推论:既然大气 压力是由空气重量产生的,那么在海拔越高的地方,玻璃管中的液柱就应该越短。 ; ; ; 4、《致外省人书》; ; ; ; 5、1641年,帕斯卡发明了加法器; ; ; ; 6、《关于圆锥曲线的论文》; ; ; ; 7、发现帕斯卡定律(流体(气体或液体)力学中,指封闭容器中的静止流体的某一部分发生的压强变化,将毫无损失地传递至流体的各个部分和容器壁压强等于作用力除以作用面积。根据帕斯卡原理,在水力系统中的一个活塞上施加一定的压强,必将在另一个活塞上产生相同的压强增量。
2015年澳大利亚将发射两颗通信卫星
澳大利亚宽带、通信、数字经济部长史蒂芬康罗伊于2013年3月4日宣布,澳大利亚国家宽带网络公司已与欧洲阿丽亚娜航天公司签署协议,将在2015年发射两颗下一代通信卫星以改善澳宽带网络服务。 康罗伊说,这项协议将保证澳偏远地区的家庭、农场、企业等从2015年中期后享受长期卫星宽带服务。国家宽带网络公司首席执行官迈克奎格利说,卫星项目对弥补偏远地区与城市间的数字鸿沟至关重要。 根据卫星发射协议,阿丽亚娜航天公司将制造两枚777吨重的火箭,将两颗总价值为6.2亿澳元(6.26亿美元)的下一代通信卫星送入地球静止轨道。 通讯卫星的研发历史 说到卫星通讯,得先谈谈一位英国年轻的雷达军官阿瑟克拉克。1945年,第二次世界大战结束了,人们沉浸在胜利欢乐之中。思想敏锐的克拉克却在想,医治战争的创伤,重建人类的文明与繁荣,加强南北东西的国际联系,然而通讯工具太落后了!克拉克思绪万千,乘着灵感的翅膀,翱翔于湛蓝的太空,一个近乎浪漫的设想忽然在脑际闪过:在太空安置一个通讯中继站! 经过一次又一次的深思熟虑,克拉克完成了题为《地球外的中继站》的科学论文,发表在1945年10月份出版的英国杂志《无线电世界》上。他大胆地设想利用人造卫星定点于地球静止轨道上作为微波接力站。 在克拉克的论文发表之后,人们进行了一次又一次的科学实验。1964年8月,同步ⅲ号卫星发射成功,它被静止于太平洋上国际日期变更线附近,成为世界上第一颗静止卫星。当时正值举世瞩目的东京奥运会召开,世界各地的人们有幸目睹了奥运会的实况转播。 到目前为止,通讯卫星已发展到了第八代,每一代都在体积、重量、技术性、通信能力、卫星寿命等方面有一定提高。现在,在离地球表面约36000公里的静止同步轨道上,驻留着100多个人造卫星,构成了群星环抱地球的奇观。中国唐代诗人王勃有句名诗:海内存知己,天涯若比邻,这句富于哲理的诗,在今天已经变成现实了。 通讯卫星的强大功能 卫星通信是利用位于高空36000千米并与地球同步运转的通信卫星作为中继,使各地地面接收站间得以实现双向通信。地面接收站装有抛物天线,对准高空轨道的同步卫星,由星上天线和转发器起作用,好象一条微波线路的中继站。卫星通讯是20世纪60年代开始发射的,迄今已接连发射了几代国际通讯卫星。 在地球高空轨道安放3个同步卫星,就可覆盖全球的地面,实现全球国际通信和电视节目传输。卫星通讯只须在两地各设地面站就能相互通信,因此在地面崎岖地区,线路建设比较容易。现在,卫星通讯技术已经十分成熟,人们的日常生活越来越依赖卫星通讯。 通信卫星一般采用地球静止轨道,这条轨道位于地球赤道上空35786公里处。卫星在这条轨道上以每秒3075米的速度自西向东绕地球旋转,绕地球一周的时间为23小时56分4秒,恰与地球自转一周的时间相等。 因此从地面上看,卫星象挂在天上不动,这就使地面接收站的工作方便多了。接收站的天线可以固定对准卫星,昼夜不间断地进行通信,不必像跟踪那些移动不定的卫星一样而四处晃动,使通信时间时断时续。现在,通信卫星已承担了全部洲际通信业务和电视传输。 由于卫星通讯各方面的技术已经十分普遍,费用逐渐下降,现在不但个别的国家有能力利用,甚至连个别的商业机构也在跃跃欲试了。 将来,通讯卫星还可能提供另一种全新的服务,因为能够直接传送的不单是电话和电视;信件、报纸及其它形式的信息都能从世界上几乎任何地方传送到家中,或许就在电视屏幕上显示。 通讯卫星的应用分类 按轨道的不同:按轨道不同可分为地球静止轨道通信卫星、大椭圆轨道通讯卫星、中轨道通讯卫星和低轨道通讯卫星。    按服务区域不同:按服务区域的不同可分为国际通讯卫星、区域通讯卫星和国内通讯卫星。    按用途的不同:按用途的不同可分为军用通讯卫星、民用通讯卫星和商业通讯卫星。 按通信业务种类的不同:按通信业务种类的不同又可分为固定通讯卫星、移动通信卫星、电视广播卫星、海事通信卫星、跟踪和数据中继卫星;按用途多少的不同分为专用通讯卫星和多用途通讯卫星。
世界最大的金字塔
 ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ;  ;世界最大的金字塔 ; 最大的是以高耸巍峨而被古代世界七大奇迹之首的胡夫大金字塔。在1889年巴黎埃菲尔铁塔落成前的四千多年的漫长岁月中,胡夫大金字塔一直是世界上最高的建筑物。 据一位名叫彼得的英国考古学者估计,胡夫大金字塔大约由230万块石块砌成,外层石块约115000块,平均每块重2.5吨,像一辆小汽车那样大,而大的甚至超过15吨。假如把这些石块凿成平均一立方英尺的小块,把它们沿赤道排成一行,其长度相当于赤道周长的三分之二。 1789年拿破仑入侵埃及时,于当年7月21日在金字塔地区与土耳其和埃及军队发生了一次激战,战后他观察了胡夫金字塔。据说他对塔的规模之大佩服得五体投地。他估算,如果把胡夫金字塔和与它相距不胡夫的儿子哈夫拉和孙子孟卡乌拉的金字塔的石块加在一起,可以砌一条三米高、一米厚的石墙沿着国界把整个法国围成一圈。 在四千多年前生产工具很落后的中古时代,埃及人是怎样采集、搬运数量如此之多,每块又如此之重的巨石垒成如此宏伟的大金字塔,真是十分难解的谜。 胡夫大金字塔底边原长230米,由于塔的外层石灰石脱落,现在底边减短为227米。塔原高146.5米,经风化腐蚀,现降至137米。塔的底角为5151′ 。整个金字塔建筑在一块巨大的凸形岩石上,占地约52900平方米,体积约260万立方米。它的四边正对着东南西北四个方向。 ; ; ;
原子弹之父——罗伯特·奥本海默
罗伯特奥本海默1904年4月22日生于纽约一个富有的德裔犹太人家庭,自幼就有着优裕的生长环境。父亲是德籍犹太人,从小就移民到美国,后来在纺织界致富。母亲是一个天才画家,她鼓励奥本海默接触艺术和文学,却在奥本海默九岁时去世。他天资聪颖,兴趣广泛,幼时广泛涉猎文学、哲学、语言等领域,尤其爱好诗歌,对道德和艺术有着相当高的敏感性,而所有这些在他日后思想和事业的发展中都留下了久远的影响和痕迹。1921年,奥本海默以十门全优的成绩毕业于纽约道德文化学校,因病延至次年入哈佛大学化学系学习。他三年读完哈佛大学,1925年以荣誉学生的身份提前毕业,他父亲很高兴,送给他一艘三十英尺长的帆船。 随后他到英国剑桥大学深造,想跟卢瑟福(e. rutherford,1871-1937)从事实验物理研究,但卢瑟福不愿收他为学生,这时他迷上了量子力学,于是开始攻读理论物理,加入到著名的卡文迪许实验室,1926年,转到德国哥廷根大学,跟随玻恩(m. born,1882-1970)研究,1927年以量子力学论文获德国哥廷根大学博士学位,据称论文发表当天,在座的评审教授竟无一人敢发言反驳。接下来的两年他在瑞士的苏黎克(zrich)和荷兰的莱登(leiden)作进一步的研究。1929年夏天,奥本海默回到美国,不幸感染了肺结核,在新墨西哥州洛塞勒摩斯(los alamos)镇附近的一个农场上养病。 后来他在柏克莱大学和加利福尼亚大学任教,即使是上课,烟斗仍片刻不离嘴,又经常咳嗽,成为学生模仿的对象。奥本海默不看报纸、不看新闻报导,也不听收音机,对政治也缺乏兴趣。奥本海默的研究范围很广,从天文、宇宙射线、原子核、量子电动力学到基本粒子。他有辩才,擅长于组织管理能力,精通八种语言,尤爱读梵文《薄伽梵歌》经典,为此自修梵文。 1936年,奥本海默追求过一位名叫珍泰特洛克的研究神经病学的女学生,是一个共产党员。1940年,他跟生物学家凯塞琳哈利生(katherine harrison)结婚,凯塞琳是左翼份子。奥本海默的妻子、前女友、弟弟等人和共产党有深浅不一的关系。 1939年9月,第二次世界大战在欧洲爆发了,情报也显示,德国已经在海森堡的主持进行原子弹的研究。美国罗斯福总统下达总动员令,成立了最高机密的曼哈顿计划,目标是赶在德国之前制造原子弹。主持人是雷斯理格劳维斯少将(leslie r. groves),格劳维斯不顾陆军情报单位的反对,选定奥本海默为发展原子弹计划主任。 如此迅速地把刚刚于1939年在实验室里发现的原子裂变现象,应用于大规模杀伤性武器的研制,众多科学家,包括以和平主义者著称的爱因斯坦在其中起到了推动作用,他们的动机,主要是由于纳粹德国对这种武器的加紧研制严重威胁着整个人类文明,但也并不排除奥本海默曾提及的其它原因,如为了早日结束战争,以及对于原子科学的技术应用的好奇和冒险意识等等。 然而,要把原子核裂变所提供的理论上的可能性,真正变成军事上可靠易行的原子武器,其间所须克服的理论、方法、材料、直到技术工艺上的种种难题,无疑是对于人类才智的极大挑战。奥本海默告诉军方,想制造原子弹,就必须集中一流科学家和最好的设备于一个社区内,并统一指挥部统筹。 1942年8月,奥本海默被任命为研制原子弹的曼哈顿计划的实验室主任,在新墨西哥州沙漠建立洛斯阿拉莫斯实验室(los alamos laboratory),整个计划的经费是20亿美元,总工作人数10万。氢弹之父泰勒协助奥本海默组织在罗沙拉摩斯工作的团队,1943年有4000名科学家进驻洛斯阿拉莫斯(los alamos),著名的科学家费米、波耳、费曼、冯纽曼、吴健雄等大师级物理学家皆在其内,开始原子弹的研发工作。 泰勒因执意研究超级炸弹,跟奥本海默起了不少冲突,后来泰勒作证指控奥本海默同情共产党,造成奥本海默处境的困难。洛斯阿拉莫斯实验室成功地制造了第一批原子弹,随后在阿拉摩高德沙漠上空引爆,并发出耀目闪光及冒起巨型蘑菇状云。1945年8月6日上午8时15分17秒,美国在太平洋蒂尼安岛上的空军基地朝日本广岛投下了第一枚原子弹。当原爆乍起,他想到了《摩诃婆罗多经》中的《福者之歌》:漫天奇光异彩,犹如圣灵逞威,祇有千只太阳,始能与它争辉。 奥本海默领导着整个团队完成了这场杜鲁门所盛赞的一项历史上前所未有的大规模有组织的科学奇迹,从而不仅验证了科学技术的巨大威力,为尽早结束战争作出了贡献,也为自己赢得了崇高的声誉,成了举国上下人所共知的英雄。他被人们誉为原子弹之父。 然而,面对着成功和荣誉,奥本海默的心情是苦涩而复杂的。科学的目的不仅仅在于求真、探索大自然的奥秘,也在于致善、改善人们的生活条件并增进人类福祉。 然而原子弹的研制,却很难与此目标一致,且包含着危及人类自身生存的潜在危险。尤其是当纳粹德国已经战败且已知其并不具备核能力。 当现场目击第一颗原子弹试爆成功所展现的世界末日般情景时,科学家们体验到的绝不仅仅是成功的喜悦,更有着对于其未来前景的难以抑制的恐惧和担忧,因为他们清楚,这个孽障一旦被他们从潘多拉魔盒中亲手释放出来,其对于人类生命价值的肆虐和威胁,就不再为他们所能控制掌握了。 当原子弹试爆成功时,奥本海默本对自己所完成的工作有点惊惶失措,而在心中浮起了我成了死神,世界的毁灭者的感觉。 当原子弹在广岛和长崎掷下以后,奥本海默心中的罪恶感就愈发难以解脱了,以至于作为美国代表团成员在联合国大会上脱口而出:主席先生,我的双手沾满了鲜血。气得当时美国总统杜鲁门大叫以后不要再带这家伙来见我了。无论怎么说,他不过只制造了原子弹,下令投弹的是我。而面对记者,奥本海默则坦言:无论是指责、讽刺或赞扬,都不能使物理学家摆脱本能的内疚,因为他们知道,他们的这种知识本来不应当拿出来使用。 奥本海默与爱因斯坦(3张)1947年到1966年期间奥本海默担任新泽西州普林斯顿高级研究院院长。1947年担任原子能委员会总顾问委员会主席,这个委员会和爱因斯坦一起,反对试制氢弹,认为会引起军备竞赛,威胁世界和平。 奥本海默怀着对于原子弹危害的深刻认识和内疚,怀着对于美苏之间将展开核军备竞赛的预见和担忧,怀着坚持人类基本价值的良知和对未来负责的社会责任感,满腔热情地致力于通过联合国来实行原子能的国际控制和和平利用,主张与包括前苏联在内的各大国交流核科学情报以达成相关协议,并反对美国率先制造氢弹。 由于在20世纪30年代美国发生大萧条後,他开始对共产主义理论感兴趣。1937年他父亲去世为他留下30万美元的遗产,他用来资助西班牙内战中反法西斯的国际纵队,并资助了美国的一些左翼活动。美国参议员麦卡锡(joseph mccarthy)指控政府官员中有多位共产党员,许多人因此下台,甚至被迫害致死。 奥本海默也被盯上,被指控为与共产党人合作,包庇苏联间谍,反对制造氢弹等。1953年12月,艾森豪威尔以他早年的左倾活动和延误政府发展氢弹的战略决策为罪状起诉,甚至怀疑他为苏联的代理人对奥本海默进行安全审查并吊销其安全特许权。1954年4月12日至5月6日长达四周的安全听证会。这就是轰动一时的奥本海默案件。 其间尽管爱因斯坦数次三番在《纽约时报》等报刊上抗议美国政府迫害原子物理学家奥本海默,尽管洛斯阿拉莫斯实验室158名科学家联名抗议对奥本海默的审讯,尽管在听证会上作证的大多数科学家都指出因对核政策持不同意见而受审是对于民主的基本原则的践踏,真正的国家安全必须建立在对像奥本海默这样的知识精英的信任和使用上,而审查的结果也没有发现他对国家有过不忠诚的行为,但原子能委员会的保安委员会和原子能委员会仍然决定剥夺奥本海默的安全特许权,从而结束了他的从政生涯和借助于原子能来寻求国际合作与和平的政治理想。 被解职后,奥本海默在普林斯顿大学从事教学工作,美国科学家联合会对他的审查进行抗议,认为他是麦卡锡主义的牺牲品。肯尼迪担任总统後,建议以为他颁发费米奖的方式平反。他决定将1963年度美国原子能方面的最高奖——费米奖授予奥本海默,并准备亲自出席仪式。不幸的是,他在仪式的前10天,也就是于1963年11月23日在得克萨斯州达拉斯市遇刺身亡。 肯尼迪遇刺后,他的继任约翰逊于同年为奥本海默颁发了费米奖(fermi award)和5万美元的奖金,但只是形式上的恢复名誉,仍然不允许他介入军事秘密。在授奖仪式上,当奥本海默走向主席台时,由于年老体弱,打了一个趔趄,约翰逊总统见状,赶忙伸手去扶他,奥本海默推开他的手,说道:总统先生,当一个人行将衰老时,你去扶他是没有用处的,只有那些年轻人才需要你去扶持。他最后在答谢时对约翰逊总统说:我想,今天的仪式是需要您的胆量和宽容的,我觉得这是我们光明前景的预兆。 1965年,奥本海默患了肝炎,身体不佳。他于1966年退休,1967年2月18日在普林斯顿死于喉癌,许多科学家参加他的葬礼,遵照他的遗嘱,将他火化,骨灰撒到维尔京群岛。 奥本海默一生中所追求的目的是什么?他曾经在一次演讲中对此做了精彩的阐述:……在工作和生活中, 他们应互相帮助并帮助一切人……我们应该保持我们美好的感情和创造美好感情的能力,并在那遥远的不可理解的陌生
研究表明智能能源网每年可为德国节约90亿
通过使用智能能源网,德国每年可节省90亿欧元。这90亿欧元中有55亿欧元来自智能控制工业用电和家庭用电,使用智能电网之后,工业和家庭用电的来源都尽可能换成了可再生能源;还有10亿欧元左右是来自建筑自动化控制系统以及降低网络扩建的成本。 以上数据来自弗劳恩霍夫研究所(fraunhofer-institut)受德国信息技术、通讯、新媒体协会(bitkom,以下简称协会)委托做的一份研究。协会在“e-energy――德国制造的智能电网”项目的最后一次会议上发言指出,“智能能源网是可再生能源使用和德国能源转型实现的基础。必要的时候,要对能源网进行扩建,但是我们要首先智能调整能源的消耗量。” 德国联邦经济部和联邦环境部多年来一直在研究如何利用it和通信技术来更好地解决用电问题。智能能源网由以下几个部分组成:通信网络、电力生产、贮存、耗电单位或个人的控制等等。 根据弗劳恩霍夫研究所的研究,今后要对目前的能源网络以及供应结构进行改造,以便包容越来越多的分散型设备(包括太阳能设备、风力发电设备、沼气发电设备、集中供暖设备等等)。为了优化电力生产、分配、贮存和消耗的过程,未来各个环节都应该加强合作。 智能能源网还是能源领域提供新服务的基础。通过使用智能能源网,这一领域每年能够节省17亿欧元左右。为实现这一目标,还应该加强家庭服务。在b2b领域中,一些企业已经开始生产并销售软件来把私人所有的太阳能、风能与虚拟的供电站连接起来。 没有政策的支持,能源市场中的经济潜力就无法被发掘出来。弗劳恩霍夫研究所的研究报告显示,智能能源网实施的核心挑战在于,刺激对新商业模式以及合作模式的投资、建设高速的宽带网络以及解决数据保护、标准化等问题。 智能能源网简介 智能能源网一个比智能电网层次更高、规模更大的新型能源网络——智能能源网即将在“十二五”期间提上日程。就在11月27日,“国家‘十二五’中国智能能源网发展模式和实施方案课题组”在京成立,意味着中国正式开始筹备智能能源网。 这资源二字包涵了我们生活中的水、电、气,这样原先规划中的智能电网只是未来这个庞大的智能能源网的一部分。 二级市场上电力、供水供气以及我们的石油行业都将受到不同程度的影响。而负责这项艰巨任务的施工方、管理软件方也将从中受益。 智能能源网机制 其一:应大张旗鼓地推进与输电侧智能化改革同等重要的配电侧、用户端的智能电网建设,智能电网的建设首先是配电侧和用户端的革命,需要建立长效激励机制 持续推动改革。 其二:智能电网的增值服务是下一代具有经济拉动作用的中国新兴产业,为此需要大力推动智能电网的通讯网、数据网、家电管理网、电能存储网等专用的建设,而这一切有赖于对地方政府智能网改革的放权让利,分散集权式投资的风险。 其三:注意利益分配。例如,新能源的接入、调峰利益的分配、碳减排的收益、有线电视、宽带等数据网服务、通讯网租赁等利益的整合将解决中国智能电网多元投资的动力,也将保证在电价合理波动的范围内,有效地平衡改革的成本问题。 其四:解决中国近百亿个插座、1000万台变压设备、5亿块电表和10多亿用户的能源效率的全面提升,需要大力推动以市级单元为主导的智能网改革。 智能能源网改革 智能能源网的建设还是要分步走,而已经是半成品的智能电网还是首当其冲的。 前段时间非居民电价上调周后,大家都在预测国家拟推动阶梯式电价改革方案。即将居民用电分为三档:保证基本生活需求用电、正常家庭生活用电和奢侈型用电,其中,保证基本生活需求用电拟规划87度,这一标准为目前全国居民生活用电平均数字,超过这一数字将逐层调升电价。 这种阶梯式电价改革方案收费是智能电网技术中最简单的一项,估计国家可能先从这项入手。然后国家还会根据另外一个标准收费就是:用电高峰期、普通用电期、用电清闲时期。最后,再完全把智能电网升级到理想阶段。 智能能源网体系 其一是实现发电、输电、配电和用电的互动化;其二是实现智能能源网产业的集成化;其三是实现以复合电力光纤电缆电网为主的通讯化;其四是实现发展标准的国际化;其五是实现主力能源的兼容化;其六是实现分布式能源管理的现代化和体系化;其七是实现储能技术的实用化;其八是实现电网升级的芯片技术和兼容标准的择优化;其九是实现信息管理平台的体系管理高端化;其十是实现电力交易的市场化。 智能能源网益处 智能能源网的推出也是为中国可再生能源和新能源的大发展奠定并网基础,以便于实现更大程度地利用可再生能源与新能源。 奥巴马的能源变革之于传统变革不同之处就在于它实质上是催生了新的产业革命、技术革命和思想革命,这三个革命的核心就是思想大革命。为此,一个国家占领新的全球制高点的能力也就取决于它颠覆习惯的能力和思想的改变程度。 对于中国而言,这个革命的第一要务就是需要有效地调整三十年改革开放以来形成的诸多的经济运行习惯和结构,构建世界上最富活力的创新社会,据此才能确保中国将新的产业革命、技术革命和思想革命的宏大体系付诸实践,建立适合自身的发展战略,改变中国公众和企业的能源消费方式和生产方式,并力争取得全球领导地位。由此,智能能源网建设的核心是这个体系标准的建造,而且这个标准的建造也是当代知识产权的最高创造,具有无与伦比的回报价值,同样是检验中国能源思想创新能力的标志。 智能能源网展望 未来的智能电网的应该是能实现电网运行的可靠、经济、高效和环保,只有电网实现这些目标了,才可以称其为智能电网。 a.可靠——不管用户在何时何地,都能提供可靠的电力供应。智能电网能够经受物理(自然灾害)的和网络的攻击而不会出现大面积停电或者不会付出高昂的恢复费用,以使电网用户免受供电中断的影响。 b.经济——智能电网运行在供求平衡的基本规律之下,价格公平且供应充足。 c.高效——利用投资,控制成本,减少电力输送和分配的损耗,电力生产和资产利用更加高效。 d.环保——通过在发电、输电、配电、储能和消费过程中的创新来减少对环境的影响。
 
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