新銳科學(xué)家

陳世鵬

詹姆士·沃克（Ｊａｍｅｓ Ｗａｌｋｅｒ），４０歲，美國西南研究院他決定著下一次宇航飛行

沃克每天的工作就是把實驗物以超過４０２３４千米的時速撞向目標(biāo)，然后收集數(shù)據(jù)用來設(shè)計一套能夠模擬出撞擊時所發(fā)生情況的模擬程序。

只要將物體的體積、發(fā)射速率、撞擊的角度、被撞目標(biāo)的密度和彈力系數(shù)等變量輸入模擬程序，剩下的計算就留給電腦。如此一來，就可以不再用子彈來驗證防彈衣的好壞了。

泡沫塑料和高速飛行中太空飛船的機(jī)翼之間互相碰撞發(fā)生的物理問題本質(zhì)上是相同的。ＮＡＳＡ（美國國家航空航天局）認(rèn)為，哥倫比亞號航天飛機(jī)解體事故發(fā)生前能對這個問題深入研究的話，也許悲劇就不會發(fā)生。參與這起事故調(diào)查的沃克實驗室的工作人員用大型氣槍射擊制造飛船的材料以證實他們的結(jié)論：是一小片意外分離的絕緣塑料對飛船的左翼造成了致命的傷害。沃克現(xiàn)在正編寫一套可以模擬飛船在受到碎片意外撞擊時反應(yīng)的程序， ＮＡＳＡ在等待著他的工作成果出爐，在此之前不會計劃下一次的宇航飛行。

亨里克·延森（Ｈｅｎｒｉｋ Ｊｅｎｓｅｎ），３４歲，美國加州大學(xué)圣地亞哥分校獲奧斯卡技術(shù)成就獎

延森是一位高級電腦程序工程師，他利用他的專長，把光線投射在物體表面后發(fā)生的變化編譯為電腦可以識別的代碼。這項技術(shù)使他走上了明星之路，他參與了多部好萊塢大片的電腦特技制作，比如大家熟悉的《終結(jié)者３》、《史萊克２》。去年２月，奧斯卡頒獎委員會破例將奧斯卡技術(shù)成就獎頒給了他。

為了創(chuàng)造出逼真的動畫效果，延森用一道白色光束照射一些物體的表面，比如皮膚、牛奶、石頭等，然后觀察光線是怎樣被吸收、散射、反射的；他還用攝像機(jī)將這些過程拍攝下來，通過電腦分析這些圖像；他從中收集這些信息點(diǎn)：光線能夠穿透物質(zhì)多深，在通過這些物質(zhì)時光的顏色怎樣變化等。延森還優(yōu)化了光線漫射和散射的算法，使繪制動畫的繪圖引擎效率大幅提升。

他現(xiàn)在的難題是模擬人類頭發(fā)的光線散射效果，這對于所有電腦動畫制作者來說都是一個巨大挑戰(zhàn)———類似的難題還有表現(xiàn)植物葉子上的絨毛。

羅賓·坎納（Ｒｏｂｉｎ Ｃａｎｕｐ），３５歲，美國西南研究院

探索星空卓有成效

２００１年坎納通過研究月球土壤標(biāo)本并通過計算機(jī)模擬支持了月球的碰撞起源假說。從阿波羅登月帶回月球的物質(zhì)后，天文學(xué)家們就懷疑月球是在一次天體大碰撞中誕生的。但他們無法獲悉這次撞擊是如何發(fā)生的?？茖W(xué)家們一直在探索研究一個問題：為什么月球上鐵的含量比地球上的低得多？坎納的模型很好的解釋了這個現(xiàn)象：在４５億年前，太陽系形成的過程中，有一顆質(zhì)量大小與現(xiàn)在的火星類似的原行星與當(dāng)時快要成型的地球相撞了，從地球表面拋起了一大塊熔融的地函巖石，其中質(zhì)量較重的元素沉入了當(dāng)時熔融的地球，較輕的元素則在太空中冷卻形成了月球。

坎納還開始著手模擬其他類似地月結(jié)構(gòu)的天體系統(tǒng)的形成過程。她想也許構(gòu)成木星的星云在形成的過程中部分凝固成固體，并形成了木星的衛(wèi)星。也許有一天，她的模擬器可以推測出太陽系以外有哪顆行星也和我們的地球一樣有個月亮。