
《茶馆》,《关汉卿》,<左邻右舍>,<绝对信号》采取戏中戏结构的是
相对论是关于时空和引基本理论,主要由爱因斯坦(Albert Einstein)创立,分为狭义相对论(特殊相对论)和广义相对论(一般相对论)。
相对论的基本假设是,相对性原理和等效原理。
相对论和量子力学是的两大基本支柱。
奠定了基础的经典力学,不适用于高速运动的物体和微观条件下的物体。
相对论解决了高速运动问题;量子力学解决了微观亚原子条件下的问题。
相对论极大的改变了人类对宇宙和自然的“常识性”观念,提出了“同时的相对性”,“四维时空”“弯曲空间”等全新的概念 【狭义相对论】 马赫和休谟的哲学对爱因斯坦影响很大。
马赫认为时间和空间的量度与物质运动有关。
时空的观念是通过经验形成的。
绝对时空无论依据什么经验也不能把握。
休谟更具体的说:空间和广延不是别的,而是按一定次序分布的可见的对象充满空间。
而时间总是又能够变化的对象的可觉察的变化而发现的。
1905年爱因斯坦指出,迈克尔逊和莫雷实验实际上说明关于“以太”的整个概念是多余的,光速是不变的。
而牛顿的绝对时空观念是错误的。
不存在绝对静止的参照物,时间测量也是随参照系不同而不同的。
他用光速不变和相对性原理提出了洛仑兹变换。
创立了狭义相对论。
狭义相对论是建立在四维时空观上的一个理论,因此要弄清相对论的内容,要先对相对论的时空观有个大体了解。
在数学上有各种多维空间,但目前为止,我们认识的物理世界只是四维,即加一维时间。
现代微观物理学提到的是另一层意思,只有数学意义,在此不做讨论。
四维时空是构成真实世界的最低维度,我们的世界恰好是四维,至于高维真实空间,至少现在我们还无法感知。
我在一个帖子上说过一个例子,一把尺子在里(不含时间)转动,其长度不变,但旋转它时,它的各坐标值均发生了变化,且坐标之间是有联系的。
四维时空的意义就是时间是第四维坐标,它与空间坐标是有联系的,也就是说时空是统一的,不可分割的整体,它们是一种“此消彼长”的关系。
四维时空不仅限于此,由质能关系知,质量和能量实际是一回事,质量(或能量)并不是独立的,而是与运动状态相关的,比如速度越大,质量越大。
在四维时空里,质量(或能量)实际是四维动量的第四维分量,动量是描述物质运动的量,因此质量与运动状态有关就是理所当然的了。
在四维时空里,动量和能量实现了统一,称为能量动量四矢。
另外在四维时空里还定义了四维速度,四维加速度,四维力,电磁场方程组的四维形式等。
值得一提的是,电磁场方程组的四维形式更加完美,完全统一了电和磁,电场和磁场用一个统一的电磁场张量来描述。
四维时空的物理定律比三维定律要完美的多,这说明我们的世界的确是四维的。
可以说至少它比牛顿力学要完美的多。
至少由它的完美性,我们不能对它妄加怀疑。
相对论中,时间与空间构成了一个不可分割的整体——四维时空,能量与动量也构成了一个不可分割的整体——四维动量。
这说明自然界一些看似毫不相干的量之间可能存在深刻的联系。
在今后论及广义相对论时我们还会看到,时空与能量动量四矢之间也存在着深刻的联系。
狭义相对论基本原理 物质在相互作用中作永恒的运动,没有不运动的物质,也没有无物质的运动,由于物质是在相互联系,相互作用中运动的,因此,必须在物质的相互关系中描述运动,而不可能孤立的描述运动。
也就是说,运动必须有一个参考物,这个参考物就是参考系。
伽利略曾经指出,运动的船与静止的船上的运动不可区分,也就是说,当你在封闭的船舱里,与外界完全隔绝,那么即使你拥有最发达的头脑,最先进的仪器,也无从感知你的船是匀速运动,还是静止。
更无从感知速度的大小,因为没有参考。
比如,我们不知道我们整个宇宙的整体运动状态,因为宇宙是封闭的。
爱因斯坦将其引用,作为狭义相对论的第一个基本原理:狭义相对性原理。
其内容是:惯性系之间完全等价,不可区分。
著名的麦克尔逊•莫雷实验彻底否定了光的以太学说,得出了光与参考系无关的结论。
也就是说,无论你站在地上,还是站在飞奔的火车上,测得的光速都是一样的。
这就是狭义相对论的第二个基本原理,。
由这两条基本原理可以直接推导出相对论的坐标变换式,速度变换式等所有的狭义相对论内容。
比如速度变幻,与传统的法则相矛盾,但实践证明是正确的,比如一辆火车速度是10m\\\/s,一个人在车上相对车的速度也是10m\\\/s,地面上的人看到车上的人的速度不是20m\\\/s,而是(20-10^(-15))m\\\/s左右。
在通常情况下,这种相对论效应完全可以忽略,但在接近光速时,这种效应明显增大,比如,火车速度是0。
99倍光速,人的速度也是0。
99倍光速,那么地面观测者的结论不是1。
98倍光速,而是0。
999949倍光速。
车上的人看到后面的射来的光也没有变慢,对他来说也是光速。
因此,从这个意义上说,光速是不可超越的,因为无论在那个参考系,光速都是不变的。
速度变换已经被的无数实验证明,是无可挑剔的。
正因为光的这一独特性质,因此被选为四维时空的唯一标尺。
狭义相对论效应 根据狭义相对性原理,惯性系是完全等价的,因此,在同一个惯性系中,存在统一的时间,称为同时性,而相对论证明,在不同的惯性系中,却没有统一的同时性,也就是两个事件(时空点)在一个关性系内同时,在另一个惯性系内就可能不同时,这就是同时的相对性,在惯性系中,同一物理过程的时间进程是完全相同的,如果用同一物理过程来度量时间,就可在整个惯性系中得到统一的时间。
在今后的广义相对论中可以知道,非惯性系中,时空是不均匀的,也就是说,在同一非惯性系中,没有统一的时间,因此不能建立统一的同时性。
相对论导出了不同惯性系之间时间进度的关系,发现运动的惯性系时间进度慢,这就是所谓的钟慢效应。
可以通俗的理解为,运动的钟比静止的钟走得慢,而且,运动速度越快,钟走的越慢,接近光速时,钟就几乎停止了。
尺子的长度就是在一惯性系中同时得到的两个端点的坐标值的差。
由于同时的相对性,不同惯性系中测量的长度也不同。
相对论证明,在尺子长度方向上运动的尺子比静止的尺子短,这就是所谓的尺缩效应,当速度接近光速时,尺子缩成一个点。
由以上陈述可知,钟慢和尺缩的原理就是时间进度有相对性。
也就是说,时间进度与参考系有关。
这就从根本上否定了牛顿的绝对时空观,相对论认为,绝对时间是不存在的,然而时间仍是个客观量。
比如在下期将讨论的双生子理想实验中,哥哥乘飞船回来后是15岁,弟弟可能已经是45岁了,说明时间是相对的,但哥哥的确是活了15年,弟弟也的确认为自己活了45年,这是与参考系无关的,时间又是绝对的。
这说明,不论物体运动状态如何,它本身所经历的时间是一个客观量,是绝对的,这称为固有时。
也就是说,无论你以什么形式运动,你都认为你喝咖啡的速度很正常,你的生活规律都没有被打乱,但别人可能看到你喝咖啡用了100年,而从放下杯子到寿终正寝只用了一秒钟。
时钟佯谬或 相对论诞生后,曾经有一个令人极感兴趣的疑难问题---。
一对双生子A和B,A在地球上,B乘火箭去做星际旅行,经过漫长岁月返回地球。
爱因斯坦由相对论断言,二人经历的时间不同,重逢时B将比A年轻。
许多人有疑问,认为A看B在运动,B看A也在运动,为什么不能是A比B年轻呢?由于地球可近似为惯性系,B要经历加速与减速过程,是变加速运动参考系,真正讨论起来非常复杂,因此这个爱因斯坦早已讨论清楚的问题被许多人误认为相对论是自相矛盾的理论。
如果用时空图和世界线的概念讨论此问题就简便多了,只是要用到许多数学知识和公式。
在此只是用语言来描述一种最简单的情形。
不过只用语言无法更详细说明细节,有兴趣的请参考一些相对论书籍。
我们的结论是,无论在那个参考系中,B都比A年轻。
为使问题简化,只讨论这种情形,火箭经过极短时间加速到亚光速,飞行一段时间后,用极短时间掉头,又飞行一段时间,用极短时间减速与地球相遇。
这样处理的目的是略去加速和减速造成的影响。
在地球参考系中很好讨论,火箭始终是动钟,重逢时B比A年轻。
在火箭参考系内,地球在匀速过程中是动钟,时间进程比火箭内慢,但最关键的地方是火箭掉头的过程。
在掉头过程中,地球由火箭后方很远的地方经过极短的时间划过半个圆周,到达火箭的前方很远的地方。
这是一个超光速过程。
只是这种超光速与相对论并不矛盾,这种超光速并不能传递任何信息,不是真正意义上的超光速。
如果没有这个掉头过程,火箭与地球就不能相遇,由于不同的参考系没有统一的时间,因此无法比较他们的年龄,只有在他们相遇时才可以比较。
火箭掉头后,B不能直接接受A的信息,因为信息传递需要时间。
B看到的实际过程是在掉头过程中,地球的时间进度猛地加快了。
在B看来,A现实比B年轻,接着在掉头时迅速衰老,返航时,A又比自己衰老的慢了。
重逢时,自己仍比A年轻。
也就是说,相对论不存在逻辑上的矛盾。
【广义相对论】 相对论问世,人们看到的结论就是:四维弯曲时空,有限无边宇宙,引力波,引力透镜,大爆炸宇宙学说,以及二十一世纪的主旋律--黑洞等等。
这一切来的都太突然,让人们觉得相对论神秘莫测,因此在相对论问世头几年,一些人扬言全世界只有十二个人懂相对论。
甚至有人说全世界只有两个半人懂相对论。
更有甚者将相对论与通灵术,招魂术之类相提并论。
其实相对论并不神秘,它是最脚踏实地的理论,是经历了千百次实践检验的真理,更不是高不可攀的。
相对论应用的几何学并不是普通的欧几里得几何,而是黎曼几何。
相信很多人都知道,它分为罗氏几何与黎氏几何两种。
黎曼从更高的角度统一了三种几何,称为黎曼几何。
在里,有很多奇怪的结论。
三角形内角和不是180度,圆周率也不是3。
14等等。
因此在刚出台时,倍受嘲讽,被认为是最无用的理论。
直到在球面几何中发现了它的应用才受到重视。
空间如果不存在物质,时空是平直的,用欧氏几何就足够了。
比如在狭义相对论中应用的,就是四维伪。
加一个伪字是因为时间坐标前面还有个虚数单位i。
当空间存在物质时,物质与时空相互作用,使时空发生了弯曲,这是就要用。
相对论预言了引力波的存在,发现了引力场与引力波都是以光速传播的,否定了的超距作用。
当光线由恒星发出,遇到大质量天体,光线会重新汇聚,也就是说,我们可以观测到被天体挡住的恒星。
一般情况下,看到的是个环,被称为爱因斯坦环。
爱因斯坦将场方程应用到宇宙时,发现宇宙不是稳定的,它要么膨胀要么收缩。
当时宇宙学认为,宇宙是无限的,静止的,恒星也是无限的。
于是他不惜修改场方程,加入了一个宇宙项,得到一个稳定解,提出有限无边宇宙模型。
不久哈勃发现著名的哈勃定律,提出了宇宙膨胀学说。
爱因斯坦为此后悔不已,放弃了宇宙项,称这是他一生最大的错误。
在以后的研究中,物理学家们惊奇的发现,宇宙何止是在膨胀,简直是在爆炸。
极早期的宇宙分布在极小的尺度内,宇宙学家们需要研究粒子物理的内容来提出更全面的宇宙演化模型,而粒子物理学家需要宇宙学家们的观测结果和理论来丰富和发展粒子物理。
这样,物理学中研究最大和最小的两个目前最活跃的分支:粒子物理学和宇宙学竟这样相互结合起来。
就像高中物理序言中说的那样,如同一头怪蟒咬住了自己的尾巴。
值得一提的是,虽然爱因斯坦的静态宇宙被抛弃了,但它的有限无边宇宙模型却是宇宙未来三种可能的命运之一,而且是最有希望的。
近年来宇宙项又被重新重视起来了。
黑洞问题将在今后的文章中讨论。
黑洞与大爆炸虽然是相对论的预言,它们的内容却已经超出了相对论的限制,与量子力学,热力学结合的相当紧密。
今后的理论有希望在这里找到突破口。
广义相对论基本原理 由于惯性系无法定义,爱因斯坦将相对性原理推广到非惯性系,提出了广义相对论的第一个原理:广义相对性原理。
其内容是,所有参考系在描述自然定律时都是等效的。
这与狭义相对性原理有很大区别。
在不同参考系中,一切物理定律完全等价,没有任何描述上的区别。
但在一切参考系中,这是不可能的,只能说不同参考系可以同样有效的描述自然律。
这就需要我们寻找一种更好的描述方法来适应这种要求。
通过狭义相对论,很容易证明旋转圆盘的圆周率大于3.14。
因此,普通参考系应该用黎曼几何来描述。
第二个原理是光速不变原理:光速在任意参考系内都是不变的。
它等效于在四维时空中光的时空点是不动的。
当时空是平直的,在三维空间中光以光速直线运动,当时空弯曲时,在三维空间中光沿着弯曲的空间运动。
可以说引力可使光线偏折,但不可加速光子。
第三个原理是最著名的等效原理。
质量有两种,惯性质量是用来度量物体惯性大小的,起初由牛顿第二定律定义。
引力质量度量物体引力荷的大小,起初由牛顿的万有引力定律定义。
它们是互不相干的两个定律。
惯性质量不等于电荷,甚至目前为止没有任何关系。
那么惯性质量与引力质量(引力荷)在牛顿力学中不应该有任何关系。
然而通过当代最精密的试验也无法发现它们之间的区别,惯性质量与引力质量严格成比例(选择适当系数可使它们严格相等)。
广义相对论将惯性质量与引力质量完全相等作为等效原理的内容。
惯性质量联系着惯性力,引力质量与引力相联系。
这样,非惯性系与引力之间也建立了联系。
那么在引力场中的任意一点都可以引入一个很小的自由降落参考系。
由于惯性质量与引力质量相等,在此参考系内既不受惯性力也不受引力,可以使用狭义相对论的一切理论。
初始条件相同时,等质量不等电荷的质点在同一电场中有不同的轨道,但是所有质点在同一引力场中只有唯一的轨道。
等效原理使爱因斯坦认识到,引力场很可能不是时空中的外来场,而是一种几何场,是时空本身的一种性质。
由于物质的存在,原本平直的时空变成了弯曲的黎曼时空。
在广义相对论建立之初,曾有第四条原理,惯性定律:不受力(除去引力,因为引力不是真正的力)的物体做惯性运动。
在黎曼时空中,就是沿着测地线运动。
测地线是直线的推广,是两点间最短(或最长)的线,是唯一的。
比如,球面的测地线是过球心的平面与球面截得的大圆的弧。
但广义相对论的场方程建立后,这一定律可由场方程导出,于是惯性定律变成了惯性定理。
值得一提的是,伽利略曾认为匀速圆周运动才是惯性运动,匀速直线运动总会闭合为一个圆。
这样提出是为了解释行星运动。
他自然被牛顿力学批的体无完肤,然而相对论又将它复活了,行星做的的确是惯性运动,只是不是标准的匀速圆周而已。
蚂蚁与蜜蜂的几何学 设想有一种生活在二维面上的扁平蚂蚁,因为是二维生物,所以没有第三维感觉。
如果蚂蚁生活在大平面上,就从实践中创立欧氏几何。
如果它生活在一个球面上,就会创立一种三角和大于180度,圆周率小于3。
14的球面几何学。
但是,如果蚂蚁生活在一个很大的球面上,当它的科学还不够发达,活动范围还不够大,它不足以发现球面的弯曲,它生活的小块球面近似于平面,因此它将先创立欧氏几何学。
当它的科学技术发展起来时,它会发现三角和大于180度,圆周率小于3。
14等实验事实。
如果蚂蚁够聪明,它会得到结论,它们的宇宙是一个弯曲的二维空间,当它把自己的宇宙测量遍了时,会得出结论,它们的宇宙是封闭的(绕一圈还会回到原地),有限的,而且由于空间(曲面)的弯曲程度(曲率)处处相同,它们会将宇宙与自己的宇宙中的圆类比起来,认为宇宙是圆形的。
由于没有第三维感觉,所以它无法想象,它们的宇宙是怎样弯曲成一个球的,更无法想象它们这个无边无际的宇宙是存在于一个三维平直空间中的有限面积的球面。
它们很难回答宇宙外面是什么这类问题。
因为,它们的宇宙是有限无边的封闭的二维空间,很难形成外面这一概念。
对于蚂蚁必须借助发达的科技才能发现的抽象的事实,一只蜜蜂却可以很容易凭直观形象的描述出来。
因为蜜蜂是三维空间的生物,对于嵌在三维空间的二维曲面是一目了然的,也很容易形成球面的概念。
蚂蚁凭借自己的科学技术得到了同样的结论,却很不形象,是严格数学化的。
由此可见,并不是只有高维空间的生物才能发现低维空间的情况,聪明的蚂蚁一样可以发现球面的弯曲,并最终建立起完善的球面几何学,其认识深度并不比蜜蜂差多少。
黎曼几何是一个庞大的几何公理体系,专门用于研究弯曲空间的各种性质。
球面几何只是它极小的一个分支。
它不仅可用于研究球面,椭圆面,双曲面等二维曲面,还可用于高维弯曲空间的研究。
它是广义相对论最重要的数学工具。
黎曼在建立黎曼几何时曾预言,真实的宇宙可能是弯曲的,物质的存在就是空间弯曲的原因。
这实际上就是广义相对论的核心内容。
只是当时黎曼没有像爱因斯坦那样丰富的物理学知识,因此无法建立广义相对论。
10个令人深刻的科学事实或问题
1、宇宙是由什么组成的
一个脱口而出的答案是:由那些亮晶晶的星星组成的。
但在最近几十年中,科学家越来越发现这个答案是不正确的。
天文学家认为,组成恒星、行星、星系——当然还有我们——的物质,或者叫普通物质,只占宇宙总质量的不到5%。
他们估计,另外25%,可能是由尚未发现的粒子组成的暗物质。
剩下的70%呢
天文学家认为那可能是暗能量——让宇宙加速膨胀的力量。
2、我们在宇宙中是唯一的吗
45年前,天文学家弗克·德雷克首次启动了探寻的奥兹玛计划——用巨大的天线()接受发射的信号。
45年过去了,天文学家的努力仍然在继续着。
然而,即使是迄今为止规模最大的“凤凰”计划,也还没有找到任何来自的无线电信号。
3、地球内部如何运作
40多年以前,一场地球科学的革命发生了。
板块构造学说更新了关于地球自身的知识。
但是关于地球内部构造的问题,仍然沿袭着革命之前的知识。
科学家在这40年中所做的,就是把这个鸡蛋模型——分为地壳、地幔和地核进一步细化。
借助于越来越先进的地震波成像技术,科学家正在研究地球这个庞大机器的运作过程。
但是要掀起另一场科学革命,可能还需要半个世纪。
4、地球温室将变得多热
尽管大气的二氧化碳浓度肯定会在这个世纪继续增加,这种增加会让,但是变暖的程度仍然不太确定。
科学家一般认为,这个世纪二氧化碳浓度的加倍会带来1.5℃~4.5℃的升温。
但是这不够精确。
科学家正在发展新的数学模型,试图让数位更令人信服。
5、物理学定律可以被统一起来吗
苹果落向地面、一道闪电划过长空、核电站反应堆里的铀原子衰变同时放出能量,超级加速器击碎质子:这几种现象代表着自然界中的作用,也就是引力、电磁力、弱力和强力。
宇宙间所有的物理现象都可以用这进行解释。
但是科学家并不满足。
有没有可能把这四种力统一成为一种
上个世纪60年代,物理学家发现弱力和电磁力是可以统一起来的,它们是一种事物的不同侧面,统称电弱力。
但是其余两种力是否可以和它统一起来
6、在量子不确定性和非定域性之下,还有更深层次的原理吗
量子理论已经诞生了一百多年,它产生了令人信服的应用成果,但是它也带来了反直觉:量子力学的不确定原理指出我们无法同时精确地获得一个物体的动量和位置。
而非定域性让两个处于量子纠缠态的粒子的纠缠态同时崩溃,而不管它们相距多远。
就说过,尽管量子力学给他留下了非常深刻的印象,但是“一个内心的声音告诉我,它还不是真实的东 7、我们能把化学自我装配推进多远
在某种意义上,化学家是最喜欢发明的一群人,因为他们总是不断制造出新型的分子。
尽管今天的化学家已经能制造出很复杂的化学结构,他们能让这项工作变得既简单又复杂吗
也就是说,让“原料”原子自己“装配”成复杂的结构,就像生命所表现出来的那种自我装配的特性。
已经有一些化学自我装配的实例,例如制造类似细胞膜的双层膜结构。
但是更高级的自我装配,例如自下而上地制造积体电路,仍然是一个梦想。
8、传统计算的极限是什么
有些事看上去很简单但是解决起来很复杂,例如一个推销员要走遍相互连接的几个城市,那么怎样走才能实现总路程最近
城市数量的增加会让最强大的电子电脑也感到畏惧。
上个世纪40年代,资讯理论之父香农提出了资讯(以比特方式存在)储存和传递所遵循的物理规律。
任何传统的电脑都不能超越这个规律。
那么,在工程上,最终我们能造出多么强大的电脑
不过,非传统的电脑可能并不受到这些限制,例如近年来兴起的量子电脑。
9、意识的生物学基础是什么
17世纪的法国哲学家有一句名言:“我思故我在”。
可以看出,意识在很长时间里都是哲学讨论的话题。
现代科学认为,意识是从大脑中数以亿计的神经元的协作中涌现出来的。
但是这仍然太笼统了,具体来说,神经元是如何产生意识的
近年来,科学家已经找到了一些可以对这个最主观和最个人的事物进行客观研究的方法和工具,并且借助大脑损伤的病人,科学家得以一窥意识的奥秘。
除了要弄清意识的具体运作方式,科学家还想知道一个更深层次问题的答案:它为什么存在,它是如何起源的
10、什么控制着器官再生
有一些生物拥有非凡的修复本领:被切断的蚯蚓可以重新长出一半身体,而蝾螈可以重建受损的四肢……相比而言,人类的再生本领似乎就差了一点。
没有人可以重新长出手指,骨头的使用也是从一而终。
稍可令人安慰的是肝脏。
被部分切除的肝脏可以恢复到原来的状态。
科学家发现,那些可以让器官再生的动物,在必要的时候重新启动了时期的遗传程式,从而长出了新的器官。
那么人类是否可以利用类似的手法,在人工控制下自我更换零部件呢
11、一个皮肤细胞如何能变成
在上个世纪中期,生物学家把青蛙的体细胞核放入青蛙的去核卵细胞里,结果制造出了克隆蝌蚪。
最近几年,关于人类胚胎干细胞的研究正在热火朝天地进行—— 把人的体细胞核放入卵细胞中,科学家期待着制造出各种各样的人类体细胞,例如、成骨细胞、心肌细胞等等。
尽管科学家已经取得了一些成功,他们仍然对于这种体细胞核移植技术能够成功的原因知之甚少。
的确,去核的卵细胞在这个过程中扮演着至关重要的角色——可是具体机制是什么
12、一个体细胞是如何变成整株植物的
在某种意义上,植物似乎比动物有更大的灵活性。
植物的体细胞不需要繁琐的体细胞核移植技术,就能重新变成植物胚胎细胞。
科学家很早就已经开始利用植物的这种性质。
用一小块植物组织,在实验室里就能培养出可以供一片森林使用的幼苗。
但是为什么有这样的灵活性
科学家已经发现了一些线索,例如植物的生长素在这个过程中起到的作用。
13、生命是如何以及在哪里起源的
科学家已经发现了34亿年前的微生物的化石,在更古老的岩石上也能找到生物的痕迹。
那么蛋白质和DNA——生命的两大支柱——哪一个先出现在地球上
或者一起出现
科学家认为,更可能的情况是,RNA比前两者更早出现。
另一个问题是,生命在什么样的环境下起源
一种假说认为,生命最早起源于海底的热水中。
如今,科学家一方面在实验室里探寻从简单有机物到可以自我复制的有机物的发展过程,另一方面,研究彗星和火星,也将为这个问题带来重要的启示。
14、什么决定了物种多样性
这是一个充满生命的行星,但是并非每一个角落的生命都同样繁荣。
一些地区居住的物种的数量超过其他地区。
热带比寒带拥有更高的物种多样性。
为什么会出现这种情况
仅仅是因为热带比寒带更热
科学家认为,生物和环境之间的相互作用对多样性起着关键的作用。
当然,还有其他一些改变多样性的力量,例如捕食和被捕食的关系。
但是,科学家首先面临的问题是如何获取关于全球物种多样性的基础资料——到底有多少种生物在那儿。
15、合作的行为如何进化
你很容易在社会性动物身上看到利他的行为。
例如蜜蜂把食物的资讯传递给其他蜜蜂。
人类和其他灵长类动物社会也充满了合作的行为。
进化论的创立者达尔文对合作现象提出过一些解释,例如亲属之间的相互帮助,实际上会促进整个家族繁殖的可能性。
如今,科学家正在寻找合作行为的遗传基础。
而博弈论——一种关于竞争、合作和游戏规则的数学理论,也能够帮助科学家理解合作行为如何运作。
达尔文观察到了合作的现象并做出了解释,今天的科学家希望能够让这个解释更加深入,并且希望能够回答它是如何产生的。
16、如何从大量的生物学资料中得到全景
生命是如此的复杂,以至于几乎每一位元生物学家都只能在一个很小的领域进行探索。
尽管在每一个领域都产生了大量的描述性的资料。
但是科学家能够从这些海量的资料中得出一个整体的概念,例如生物是如何运作的
系统生物学这门正在形成的学科为回答这些问题提供了一些希望。
它试图把生物学的各个分支联系起来,利用数学、工程和电脑科学的方法让生物学更加量化。
不过,现在还没有人知道这些方法是否能够最终让科学家理解生物运作的整体图景。
17、为什么人类的基因这么少
2003年,当人类基因组计划接近完成的时候,生物学家在欢呼这一成就的同时,惊奇地发现人类的基因数量比原先估计的少,是的,人只有大约2.5万个,而原来认为应该有10万个。
相比之下,一种非常简单的生物——线虫也有2万个基因。
拟南芥植物的基因数量比人类稍多,而水稻的基因数量则是人类的一倍。
科学家认为,基因组运作的方式应该比以前认为的更加灵活和复杂,他们正在探寻这些少用基因多办事的分子机制。
18、遗传差异和个体健康在多大程度上是相关联的
很早以前科学家就发现有些人对于某些药物的反应和其他病人不同。
例如,某种麻醉用肌肉松弛剂会导致特定的人无法呼吸,最终,科学家发现这种现象的原因在于他们拥有特定的基因。
这也就带来了一个问题:研究不同的人之间的遗传差异是否可以促进医学发展出更高级的治疗手段,也就是说,根据个人的DNA进行“量体裁药”
科学家已经辨认出了一批与药物相互作用的基因。
但是要真正实现“量体裁药”,恐怕还为时尚早。
19、人类寿命可以延长多少
尽管百岁老人仍然少见,人类的平均寿命(尤其是在发达国家)在过去的几十年中一直在延长。
但是这种趋势能保持多久
科学家通过对实验动物的研究,发现包括限制热量摄入在内的一些方法可以显著地延长它们的寿命。
但是这些方法是否可以成功地应用到人类的身上,以及能延长多少寿命呢
一些科学家认为,至少人类活到100岁可以成为家常便饭。
不过,即使是这样,长寿也会带来其他的麻烦,比如社会保险。
20、什么遗传差异导致我们成为独特的人类
随着基因测序技术的改进,越来越多物种的基因组全序列进入了科学家的资料库中,包括我们自己和数种灵长类亲戚,比如黑猩猩。
我们很容易分辨出人和黑猩猩,然而在分子水平上,这种分辨却不那么容易。
我们和黑猩猩的DNA差异大约是1.2%。
这是一个很小的数字,但是从绝对数量上来看,这种差异意味着3千多万个碱基对的不同。
到底是这3千多万个差异中的哪些,让我们在与黑猩猩“分家””之后,变得如此独特
科学家正在寻找那些让我们有别于其他灵长类物种的遗传差异,当然,还有文化、语言和技术等等超越基因的因素。
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可以活跃气氛的户外趣味游戏活动
活动游戏——同心鼓 活动道具:同心鼓套装活动规则:将参加人员分成几组,同一组的学员以一面鼓为圆心围圈站好。
鼓身周围有长绳,鼓面上放一个排球,全队成员每人拽住一根绳子保持鼓面平衡,要求排球在鼓上颠球。
几个组就颠球次数进行pk。
游戏一:造反运动 人数队形:10-20人为宜,围成一个圆圈 游戏方法: 1、参加者围成一个圆圈,主持人站中间。
2、主持人说“右”,全部人就将头转左,说“左”,所有人就将头转向“右”,说“前”则所有人的头向后,也就是要做和口令相反方向的动作。
3、裁判或主持人要仔细观察参加者,发现有人犯错,就要宣判出局。
4、最后剩下的人即为获胜。
武汉拓展训练当前位置:拓展首页 > 拓展游戏 > 正文公司团队团建拓展20个趣味活动游戏大全网站编辑:众翔拓展 发布日期:2019-08-24 14:24:40 点击:2705次 团队出行素质拓展团建活动,必定离不开大家在一起玩团队趣味小游戏,下面是户外旅行给公司团队团建提供的20个趣味小游戏,游戏名字非常容易记住,欢迎大家体验。
游戏一:造反运动 人数队形:10-20人为宜,围成一个圆圈 游戏方法: 1、参加者围成一个圆圈,主持人站中间。
2、主持人说“右”,全部人就将头转左,说“左”,所有人就将头转向“右”,说“前”则所有人的头向后,也就是要做和口令相反方向的动作。
3、裁判或主持人要仔细观察参加者,发现有人犯错,就要宣判出局。
4、最后剩下的人即为获胜。
注意:不一定要转头,也可用手上下左右动。
游戏二:言不由衷: 人数队形:10-20人,男女对半更佳 游戏方法: 1、此游戏是用“是”“不是”回答的游戏。
但回答必须要言不由衷,颠倒事实来回答。
2、如:对一位男生说:“你常擦口红?”男生必须回答“是” 3、指定一个人当鬼,由鬼依次发问,答错的人就换当鬼。
注意:如果对一个人各问两个问题,则会相当有趣。
游戏三:手牵手 人数队形:分两组,各组人数不拘,并选出人数。
排成两排。
游戏方法: 1、二组人面对面坐下,手牵着手。
2、领袖叫出植物或动物的名称(组员把手放开),叫到植物时,全部的人要将双手上举,叫动物时则放下,如果连叫两次植物或动物就保持上举或放下的动作。
3、例如:芹菜(上举),兔子(放下),狐狸(放下),菊花(上举)。
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4、两组领袖轮流叫名,动作错误的人就要被淘汰,经过几次后剩下人数较多的那组获胜。
4、有模有样(用动作来回答的游戏) 游戏四:人数队形 要求:二人以上,每二人一组进行淘汰赛 游戏方法: 1、先共同订出一些标准动作。
如一方说出“在棒球场”,另一方即以“挥棒”的动作代替口语回答。
2、两人面对面坐着,猜拳赢一方先问,另一方则要针对对方的问题用动作回答,错的人就算输了。
3、例如,问:“在棒球场?”答:(作挥棒姿势)问:“在教堂?”答:(作祷告的姿势)问:“在照相馆?”答:(作搔首弄姿状)。
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4、如此反复,再加快速度,回答的人稍不留神,就会输了。
5、输的一方淘汰,赢的人再继续二人一组,一直到比出最后剩下的那一个就是最后的胜利者。
公司团队团建拓展20个趣味活动游戏大全 游戏五:找同伴 活动目标: 1.通过道具协助学员寻找自己的同伴 2.增进学员彼此熟悉的程度,增加班级凝聚力。
3.通过道具的使用增强学员的观察、沟通能力。
活动道具:拼图(12块) 活动程序: 一、培训师首先根据人数给到场的学员每人发一小块拼图。
培训师可以根据希望分成的组数,每组有多少人来设置可以拼在一起的块数。
二、培训师告诉学员每个人根据自己手上的小拼图去寻找其他同伴。
例如:每个小图案是由四小块拼图组成的,大家如果找到自己的同伴就请围成一圈坐好,看哪组最快。
三、分好组后,可以让大家根据所拼的图案起队名、设计队徽等。
活动分享: 1、在寻找同伴的过程中,如何能最快的找齐自己的同伴? 2、你是主动找寻还是被动等待?各有什么优缺点? 游戏六:交换名字 内容:这个游戏乃在于考验人们的习性。
平常对于自己的名字,可说是耳熟不过了,但若临时更换名字,可就会觉得陌生了。
方法: (1)人数在10个人最适合 (2)参加者围成一个圆圈坐着。
(3)围个圆圈的时候,自己随即更换成右邻者的名字。
(4)以猜拳的方式来决定顺序,然后按顺序来提出问题。
(5)当主持人问及“张三先生,你今天早上几点起床?”时,真正的张三不可以回答,而必须由更换成张三的名字的人来回答:“恩,今天早上我7点钟起床!”。
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(6)当自己该回答时却不回答,不是自己该回答的人就要被淘汰。
(7)最后剩下的一个人就是胜利者。
游戏七:代号接龙 内容:这个游戏乃在于训练个人的反应力和记忆力,以最快的速度判断自己的所在位置。
方法: (1)人数在10个人以内最适合 (2)参加者围成一个圆圈坐着,先选出1人做鬼。
(3)参加者,以鬼的位置为基准,从鬼开始算来的数字,就是自己的代号,每个当鬼的人都是1号,鬼的右边第一位是2号,依次为3号 (4)游戏从鬼这里开始进行。
如果鬼开始说“1、2”,其意思就是第1个人传给第2个人的意思。
(5)2号在接到口令后,就要马上传给任何一个参加者,例如“2、5”的话,2当时就是自己的代号,5则是自己想传达者的代号,此数可以自由选择。
(6)如此一直进行比赛。
(7)如果自己的代号被叫到而却没有回答的人,就要做鬼。
(8)鬼的代号是从1开始,所以当鬼换人的时候,则所有人的代号重新更改。
如何把生物钟颠倒过来
了解生物钟 生物钟存在每身上,是日常生形成律。
夜里23 点至凌晨5点,机体处于休息及细复状态。
正常状态下,此时段无论机体还是大脑很快排除一切干扰,进入梦乡,细胞开始进行修复,直到2点除肝脏外,大部分组织器官基本停止工作。
肝脏此时正在紧张地为机体排除毒素,人体正经受着大清洗。
此时饮酒对肝脏的损伤最大。
三四点钟处于休息状态,体力几乎完全丧失活力,血压、脉搏、呼吸都处于最弱状态,供血量最少,此时人容易发生意外。
到6点后血压回升、心跳加快,机体开始苏醒。
生物钟被颠倒后有哪些症状 长时间地打破规律的生活,会造成生物钟紊乱。
人会感到注意力不集中、思考判断力差、疲劳、萎靡不振,工作、学习效率低,出现睡眠、饮食障碍,“困了睡不着,饿了吃不下”,机体免疫力严重下降,易感染疾病,如原有疾病会加重病情。
生活节律强的人表现比较明显,且恢复也慢。
拨正生物钟 调整睡眠:生活节律不强的人很快能自行调整好。
已出现明显不适症状的人,可以先借助药物参与调整一周,用药依个人习惯。
睡前一小时热水泡脚,水温至脚能忍受,泡至脚踝,双脚互相搓脚心。
如水凉再加热水,要保持水温,泡15分钟,用手搓脚然后出水,盘腿再搓脚心,足底从跟部上量一寸(个人食指第1-2关节为一寸)处,用双手拇指向上搓至涌泉穴,反复搓双脚5分钟。
然后作腹式呼吸10次,速度宜慢,每分钟4-6次。
调整饮食:由于长时间熬守世界杯,饮食无规律,胃肠生物钟已不正常,疲劳状态的机体,也产生大量酸性物质。
这时要适量食用碱性食物(牛奶、青菜类、鲜蘑类、干鲜豆类、水果)。
不宜选择油炸、高热量、糯米类、有刺激性及酸性食品(肉、鱼、禽、蛋、谷类),这些食品除增加胃肠负担,还影响机体排酸,加重胃肠生物钟紊乱,延长不适感。
短时期忌饮浓茶、咖啡、烈酒,晚餐宜七八分饱。
要拨正生物钟,首先要补充过度消耗和流失的微量营养素,尤其是维生素B族。
可服用复合维生素B、维生素B12及维生素C,能很快地恢复人体活力,联合应用效果更好。
适量运动:机体锻炼,以静力性项目为主,如瑜伽、普拉提、舍宾等。
┈━═☆尐文 2008-06-17 09:43 检举 多适应就过来了,慢慢来吧
山泉 2008-06-17 12:47 检举 是什么导致了生物钟? 生物钟作用是现代人都已熟知的事情,如雄鸡黎明准时即起报晓,猫头鹰非要昼睡夜醒等,但生物钟的作用原理,到目前为止,还是一件不大能说得清楚的事情。
许多昆虫都能利用自己体内的天体定向器来保持正确的行动方向,如蜜蜂、大蚂蚁等。
起初人们以为,昆虫是利用对阳光的感知来确定时间的,但通过实验发现,将蜜蜂关在暗室中,完全黑暗的时候,它也能察觉时间的昼夜变化。
更有说服力的是对大蚂蚁的实验,大蚂蚁中的工蚁有到离蚁窝几百米以外的地方单独觅食的习惯,而且与其他种类的蚂蚁不同,它们不是用芳香物质在沿途做标记,而是利用太阳作为指南针。
科学家将工蚁放进黑洞洞的潮湿容器里,3—6小时后,从蚂蚁所不熟悉的地方放出,并在蚂蚁的头上移动一个特制的小车,车上有滤光装置,这种小车不但可以不让蚂蚁看见能够当作定向标的各种物体,而且能够使天空面貌失真,实验结果,153只蚂蚁都没有发生错误。
实验证明,蚂蚁具有稳定的记忆力,能够记住太阳在一天的不同时刻在天上运动所经过的弧度,而且具有时钟系统,使其能够补偿太阳运动的不均匀速度,找出正确的方向。
另外,一个实验还表明,即使在发生了时差变化的地方,蜜蜂对时间的掌握也没有失常。
关于人的生物钟实验,曾有科学家在深达40米的地洞里生活了205天,洞内没有昼夜之分,但被试者仍自觉地保持了地面上24小时的周期规律。
是什么导致了生物钟?目前人们还只是在推测,有人说是基于空腹感的腹时钟在起作用,有人认为与物质的代谢速度有关。
调节生物钟,是想充分利用能用来学习的时间吗?.最后几个月了,即是每天睡五六小时,也是应该的。
中等生已利用`匹热迷能的功效: 让人用较少的睡眠恢复更多精力和体力。
学生已有得益的,在绝缘材质的床下搁放匹热迷能发生装置,经过数周后,使用者每天睡眠所用的时间自主地少用约2小时,而精力和体力同等恢复.这样,既能保证白天的学习质量,并且每晚睡眠时间可以少用2个小时(相当于比别人每天多学2个小时),这是很宝贵! 希望对你有所启发。
祝你赢得最关键的升学考试
中国青年出版社的《匹热迷能》 调节你的生物钟最近有学生朋友来信询问如何调节生物钟的问题。
紧张的学子生活中,能把生物钟调节到合理的状态,的确是一种对才智的开发方式。
那么什么是生物钟呢
生物钟又称生理钟。
它是生物体内的一种无形的“时钟”,实际上是生物体生命活动的内在节律性,它是由生物体内的时间结构序所决定。
人体随时间节律有时、日、周、月、年等不同的周期性节律。
例如人体的体温在24小时内并不完全一样,早上4时最低,18时最高,相差l℃多。
人体的正常的生理节律发生改变,往往是疾病的先兆或危险信号,改正节律可以防治某些疾病。
许多学者的研究指出,按照人的心理、智力和体力活动的生物节律,来安排一天、一周、一月、一年的作息制度,能提高工作效率和学习成绩,减轻疲劳,预防疾病防止意外事故的发生(所谓智力生物节律,就是人一天中有时记忆力好,有时则差,有一定的规律,如有的人早上5—9时记忆力好,而另一些人则是晚上记忆力好等等)。
反之假如突然不按体内的生物钟的节律安排作息,人就会在身体上感到疲劳、在精神上感到不舒适。
人体生物大致分三类:昼型、夜型、中间型。
昼型表现为凌晨和清晨体力充沛,精神焕发,记忆力理解力最为出色,如数学家陈景润、作家姚雪垠都习惯凌晨两三点钟投入工作,效率很高。
夜型是一到夜晚脑细胞特别兴奋,精力高度集中,如法国作家福楼拜就习惯整夜写作,以到久而久之,他家彻夜不熄的灯光竟成为赛纳河上船工的航标灯了。
中间型介乎前二者之间,清晨和上午学习工作效果特别好,如诗人艾青,在这两个时段,文思泉涌,妙笔生花。
这些名人正是利用了生物钟,使才智得以淋漓尽致地发挥。
要提醒学生朋友的是,他们生物钟的形成有两种原因:既有先天的因素,也有后天工作环境长期养成的因素。
其实人的生物钟是可以调整的,外交官和运动员为了适应世界各地的时间差,就得人为地调整自己的生物钟,努力使自己在最需要体力和精力时,处在最佳状态。
青少年正处在身心发展时期,不管生物钟是什么类型,应当取得这样一个共识:上午八点开始,要进入学习,一学四个小时,六点钟后洗漱吃饭上学,等到上午数学、英语、语文等老师轮番指导、系统复习时,恐怕会极不情愿地昏昏欲睡了;如果你过分强调夜型特点,非通宵达旦复习不可,等太阳升起来,你却要倒床睡觉了。
所以我们不主张中学生朋友们过于强化自己的生物钟类型。
不妨这样试试:晚上晚睡会儿,早晨多睡会儿,以保证白天体力充沛,精神饱满。
如果中午打个盹儿,下午放学再睡个小觉,那么,就把时间切割成早晨、上午、下午、晚上四个最佳时段。
不过,这两个小觉一定要短,讲究高质量,即有四个指标:入睡快,睡得深,不超过一小时,醒后特有精神。
当然,这只是个建议,关键还在于根据你的实际情况来制定。
有些同学问,如何才能按照自己想要的作息时间的调节生物钟呢
作息一旦形成习惯,改变起来需要一个过程,所以不要太着急。
一般来说,越轻松的状态下越容易改变生物钟。
所以建议想调节生物钟的同学在寒假里来改变你的作息。
因为假期里的精神状态比平时要轻松。
如果你想重定自己的起床时间,可以在睡觉前给自己一些心理暗示。
比如:在心里对自己说:“我希望明天6:30起床。
” 总之,一定不要把这件事当成心病,越无所谓,反而越能达到预期效果
绝对信号名词解释
绝对信号中国话剧作品名,编剧高行健、刘会远;剧本发表于《十月》月刊1982年第5期,由北京人民艺术剧院1982年11月以小剧场的形式首演于北京;此剧是反映青年生活的无场次话剧,剧情围绕着主人公黑子被车匪胁迫登车作案,在车上遇见昔日的同学小号、恋人蜜蜂和忠于职守的老车长逐步展开,产生出一系列复杂的矛盾冲突



