長期天氣預(yù)報為何不準(zhǔn)?
1960年,美國麻省理工學(xué)院教授洛倫茲研究“長期天氣預(yù)報”問題時,在計算機上用一組簡化模型模擬天氣的演變。他原本的意圖是利用計算機的高速運算來提高天氣預(yù)報的準(zhǔn)確性。但是,事與愿違,多次計算表明,初始條件的極微小差異,均會導(dǎo)致計算結(jié)果的很大不同。洛倫茲用一種形象的比喻來表達(dá)他的這個發(fā)現(xiàn):一只小小的蝴蝶在巴西上空扇動翅膀,可能在一個月后的美國得克薩斯州會引起一場風(fēng)暴——這就是混沌學(xué)中著名的“蝴蝶效應(yīng)”。現(xiàn)在的大多數(shù)天氣預(yù)報,可不再是“看云識天氣”,而是有強大的計算機和很復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型作后盾的。數(shù)值天氣預(yù)報把大氣的演變規(guī)律近似表示為一組數(shù)學(xué)方程式,根據(jù)從有限觀測中得到的當(dāng)前大氣的初始狀態(tài),通過求解這一組方程式的解,得到對未來的天氣或氣候狀況的預(yù)報。這方程的復(fù)雜程度,要用每秒運行數(shù)千億次的超級計算機一刻不停地進(jìn)行運算,才能求出近似解。根據(jù)非線性的關(guān)系,一點小小的誤差可以產(chǎn)生巨大的區(qū)別,所以天氣預(yù)報只能預(yù)測短期的天氣情況,長期的則可能完全不準(zhǔn)確。
(徐風(fēng) 提供)
宇宙中最高溫度和
最低溫度是多少?
美國科學(xué)家利用設(shè)在布魯克海文國家實驗室的相對論重離子對撞機,創(chuàng)造出宇宙中溫度最高的物質(zhì)——溫度達(dá)到約4萬億攝氏度,為太陽核心溫度的20萬倍。宇宙中最低溫度的極限應(yīng)該是絕對零度,即-273.15℃,當(dāng)達(dá)到這一溫度時所有的原子和分子熱運動都將停止。這是一個只能逼近而不能達(dá)到的最低溫度。智利天文學(xué)家表示,宇宙中最冷的地方是“回力棒星云”, “回力棒星云”的溫度只有1開氏度(約-272℃),那里的溫度僅比絕對零度高1攝氏度。“回力棒星云”位于半人馬星座,距離地球約5000光年?!盎亓Π粜窃啤笔且粋€相對年輕的行星狀星云,它正迅速膨脹,并在這個過程中耗盡能量,產(chǎn)生冷卻效果,從而使自身溫度保持在比周圍溫度還低的水平。此外,科學(xué)家在實驗室創(chuàng)造了比對零度僅高0.000000001K的低溫。
(林泉 提供)
人為什么喜歡輕柔撫摸?
從人類到貓咪,似乎都喜歡被溫柔的撫摸,但這種感覺背后的神經(jīng)回路一直是個謎。皮膚是人類最大的感覺器官,它能幫助人類區(qū)分溫柔的接觸(例如撫摸)和消極的感覺(例如刺痛感和灼燒感)。科學(xué)研究顯示這些感覺是由不同類型的感覺神經(jīng)元傳遞給大腦,而這些感覺神經(jīng)元末端位于皮膚。過去,科學(xué)家只鑒別出非常少的神經(jīng)元類型,而這些神經(jīng)元大多數(shù)都是檢測痛苦的刺激。然而最近,美國加州理工學(xué)院的生物學(xué)家在小白鼠實驗中鑒別出一種特殊的皮膚感覺神經(jīng)元,它會對愉悅的刺激做出反應(yīng)??茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)了皮膚里對柔情撫愛有所回應(yīng)的特殊感覺細(xì)胞。正是這些特殊感覺細(xì)胞讓我們喜歡被輕柔撫摸。