長(zhǎng)期天氣預(yù)報(bào)為何不準(zhǔn)?
1960年,美國(guó)麻省理工學(xué)院教授洛倫茲研究“長(zhǎng)期天氣預(yù)報(bào)”問(wèn)題時(shí),在計(jì)算機(jī)上用一組簡(jiǎn)化模型模擬天氣的演變。他原本的意圖是利用計(jì)算機(jī)的高速運(yùn)算來(lái)提高天氣預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性。但是,事與愿違,多次計(jì)算表明,初始條件的極微小差異,均會(huì)導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果的很大不同。洛倫茲用一種形象的比喻來(lái)表達(dá)他的這個(gè)發(fā)現(xiàn):一只小小的蝴蝶在巴西上空扇動(dòng)翅膀,可能在一個(gè)月后的美國(guó)得克薩斯州會(huì)引起一場(chǎng)風(fēng)暴——這就是混沌學(xué)中著名的“蝴蝶效應(yīng)”?,F(xiàn)在的大多數(shù)天氣預(yù)報(bào),可不再是“看云識(shí)天氣”,而是有強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)和很復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型作后盾的。數(shù)值天氣預(yù)報(bào)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(cè)中得到的當(dāng)前大氣的初始狀態(tài),通過(guò)求解這一組方程式的解,得到對(duì)未來(lái)的天氣或氣候狀況的預(yù)報(bào)。這方程的復(fù)雜程度,要用每秒運(yùn)行數(shù)千億次的超級(jí)計(jì)算機(jī)一刻不停地進(jìn)行運(yùn)算,才能求出近似解。根據(jù)非線(xiàn)性的關(guān)系,一點(diǎn)小小的誤差可以產(chǎn)生巨大的區(qū)別,所以天氣預(yù)報(bào)只能預(yù)測(cè)短期的天氣情況,長(zhǎng)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(guó)科學(xué)家利用設(shè)在布魯克海文國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的相對(duì)論重離子對(duì)撞機(jī),創(chuàng)造出宇宙中溫度最高的物質(zhì)——溫度達(dá)到約4萬(wàn)億攝氏度,為太陽(yáng)核心溫度的20萬(wàn)倍。宇宙中最低溫度的極限應(yīng)該是絕對(duì)零度,即-273.15℃,當(dāng)達(dá)到這一溫度時(shí)所有的原子和分子熱運(yùn)動(dòng)都將停止。這是一個(gè)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(kāi)氏度(約-272℃),那里的溫度僅比絕對(duì)零度高1攝氏度?!盎亓Π粜窃啤蔽挥诎肴笋R星座,距離地球約5000光年?!盎亓Π粜窃啤笔且粋€(gè)相對(duì)年輕的行星狀星云,它正迅速膨脹,并在這個(gè)過(guò)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?chē)鷾囟冗€低的水平。此外,科學(xué)家在實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)造了比對(duì)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(lèi)到貓咪,似乎都喜歡被溫柔的撫摸,但這種感覺(jué)背后的神經(jīng)回路一直是個(gè)謎。皮膚是人類(lèi)最大的感覺(jué)器官,它能幫助人類(lèi)區(qū)分溫柔的接觸(例如撫摸)和消極的感覺(jué)(例如刺痛感和灼燒感)??茖W(xué)研究顯示這些感覺(jué)是由不同類(lèi)型的感覺(jué)神經(jīng)元傳遞給大腦,而這些感覺(jué)神經(jīng)元末端位于皮膚。過(guò)去,科學(xué)家只鑒別出非常少的神經(jīng)元類(lèi)型,而這些神經(jīng)元大多數(shù)都是檢測(cè)痛苦的刺激。然而最近,美國(guó)加州理工學(xué)院的生物學(xué)家在小白鼠實(shí)驗(yàn)中鑒別出一種特殊的皮膚感覺(jué)神經(jīng)元,它會(huì)對(duì)愉悅的刺激做出反應(yīng)??茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)了皮膚里對(duì)柔情撫愛(ài)有所回應(yīng)的特殊感覺(jué)細(xì)胞。正是這些特殊感覺(jué)細(xì)胞讓我們喜歡被輕柔撫摸。