生命现象是最普通不过的了,人们早已见怪不怪,也可能完全不当一回事了。但是,如果仔细想想,生命确实非常奇妙。首先,只有生物才能进行繁殖,或者说自己拷贝自己,蛋糕搁上几天就长霉,大家都不感到奇怪,不过是霉菌在上面一变二、二变四,..,不断繁殖的结果。但是,除了黑客恶搞出来的电脑病毒,所有非生物就都没这般能耐。谁也不指望自己钱包里的钞票能自个儿一变二,二变四的翻番。
说来也有趣,地球上所有的生物,从自以为聪明智慧的咱们人类,到普通的动植物,乃至微不足道的细菌和病毒,大家使用的都是同一套生命系统。这套系统主要依靠DNA、RNA和蛋白质三大台柱来支撑。这三大台柱维持了生命的繁衍和生息,无论是人类,还是细菌和病毒都一样,现在一一简单介绍。
一. 维系生命的三大台柱
1.生命之精髓的DNA
DNA像是一部“天书”,生物的所有遗传信息全都珍藏在里面。而且,所有生物的DNA都使用同一套“文字”来“书写”,书写的内容不同,后果也就大不一样,有的长成人,有的就只能长成猫和狗。DNA在生物体内还是一位总司令,能按照自身所带的遗传信息,指挥生长发育和繁殖,该长成神经的地方就长神经,该长成毛发的地方就长毛发。DNA能拷贝自己,一本“天书”拷贝成两本,两本拷贝成四本…,细胞或者细菌也就跟着一变二,二变四。世界上已经知道的化合物数以百万计,很多是自然界天然产生的,也有是化学家在实验室里摆弄出来的。
人类无法避免受骗上当,就像墨菲定律“凡是可能出错的事肯定会出错”应用于大脑,大脑的某些固有机制让骗局容易得逞。
在中国当个骗子比较容易,似乎对智商要求不太高,虽然亦有大骗小骗之分。小骗如新闻里经常听到的——短信群发“请向我的xxxx帐号存多少钱”之流,大骗如新闻里不经常听到的——木匠扮港商忽悠两市 17亿,还顺带娶了6个老婆。中国的骗子主要利用的是受害者的盲从、贪心、虚荣和同情心理。
国外的骗子似乎智商要高一点,当然只是指其复杂程度而言。例如鼎鼎大名的“尼日利亚骗局”,骗子首先编织了与时事相关的故事,描绘了可能你在电视中听到的新闻,像空难、非洲的战火、癌症、恐怖主义,反正有多惨就有多惨,然后笔锋一转,讲自己或某个亲戚有多少多少钱,接着谈到了正题,告诉你他或她想把钱转移到安全的地方,开始利诱你,如果你肯帮忙的话,可以提取一成(二成或三成)的佣金,为了进一步让你相信,他/她天花乱坠的提到某个很有权威的人(如小布什总统、FBI和CIA的局长)做担保,并信誓旦旦的表达他/她对你的信任。
经典电影《骗中骗》
…..这种和谐显示出这样一种高超的理性,同它相比,人类一切有系统的思想和行动都只是它的一种微不足道的反映。
A.爱因斯坦
宇宙正在不断膨胀,是二十世纪人类最重大的发现之一。科学家们然后提出了,宇宙从一场大爆炸中诞生的理论假说。大爆炸理论的许多结论后来都得到观察证实。 2006年的诺贝尔奖还授予,用人造卫星观察大爆炸残留之低温辐射的两位美国科学家。今天,大爆炸理论已经得到广泛公认。
人们普遍的印象是,一场爆炸之后,必然是到处一片狼藉,一塌糊涂。爆炸的结果必是巨大的破坏。如果有人说,一场爆炸之后,炸出来一架飞机,或者说炸出一只手表,肯定没人会相信。因为,飞机和手表之类的东西有十分严密的结构和精密的配合,怎么可能炸得出来。然而,大爆炸产生的宇宙的结构之精妙程度,要比飞机、手表等任何人工制造物品的,高出不知道有多少倍来。
首先是关于宇宙的膨胀速度。这个问题,让科学家们感到无比惊奇和不可思议,甚至可以说,简直是难以置信。
到会各组织、成员及组织特色:
科学松鼠会:姬十三、Yami、猛犸、Gary;年轻而发展迅速的科普blog圈
煎蛋:杨光、帽子;有趣的科普内容译文聚合群体blog
奇迹文库:季燕江;早期做预印本和电子书,现在有做读书会(journal club)的想法
集智俱乐部:Jake;对系统科学及相关问题感兴趣,网上平台有网站、豆瓣组、blog和google group,线下活动丰富多样
格致:Harrison;聚焦科学技术的群体 blog,用户群体较年轻,成员当中海外学子和物理学专业者较多,组织较松散,网站技术较好,有一批关注科学2.0的成员
科学网:孙宁、何姣;中科院旗下《科学时报》的网上官媒,以科研立项方式获得资助,进行科学传播媒体的探索,其“科学网博客”教授和老师用户较多,但目前页面设计方面较陈陋,预计明年改版
关于格致的定位和特色问题的讨论:
1.季燕江老师提出,格致拥有很多海外成员,科学素养很高,但因为地缘上的分散性使得线下活动难以举行。但格致可以与参会的各网站和组织联系,通过合作来组织线下活动。
2.从igezhi.org和wordpress平台下诸多插件的开发来看,自号为“格致管道工”的桑葚技术基础非常好。但从目前格致的状况来看,瓶颈也许不在技术方面。
我们以前的“从一个极简单但又极怪异的式子说起”和“再谈一极简单但又极怪异的式子”两篇帖子中,讲到下面这个式子:
1-1+1-1+1-….. (….代表类似项有无穷多个。)
还说到,对这式子进行不同刮号运算,可以得到各种互相矛盾的不同结果,而且,看起来都毫无瑕疵。还提到造成这样的原因是,因为这个式子并不是收敛级数。
数学家把无穷级数分成两类。
一类是收敛级数,它们要求,式子中各项的绝对值至少必须逐项减小,例如:
1+1/2+1/4+1/8+…..
等等;
相反,不满足收敛级数条件的级数称为发散级数,例如:
1+2+3+4+…..
等等。
我们所提到的1-1+1-1…那个式子,各项绝对值都为1,不满足收敛级数的条件,因此,也属发散级数。
收敛级数最后总能算出个结果来,而且,对于许多运算规则,它们也能循规蹈矩的遵守。所以,数学家们对收敛级数宠爱有加,论文多如繁星。
收敛级数不仅有很重要理论意义,也有很大实用价值,最常见的就是求各级近似。因为,在绝大多数情况下,是很难求得完全严格解的,然而,很多情况下近似值却不难拿到手。收敛级数的优势是,可以让你一级级近似修正过去,进行无穷次修正,想要多小误差就多小,标准样式如下:
第一级近似+第一次修正+第二次修正+第三次修正+…
例如,都知道sin30。等于0.5,那么,sin31。等于多少呢?实际上没有任何数学方法能算出它的准确值来。
FEEling Hot, FEEling ColD
知冷知热
l.J.f. ( Jo) Hermans,
Leiden University • The Netherlands • Email: Hermans@Physics.LeidenUniv.nl
Article available at http://www.europhysicsnews.org
即使天很冷,一点阳光便会使你感觉好多了。人们常常这样说,“天气预报说,气温15度,但是,阳光里至少25度“,这样的话中包含了一些热平衡的正确思想,但是,严格来讲是没有意义的。没有什么东西是”阳光里的温度“你怎么来测量它?不同的温度计由于其构造、光学性质等的不同,会给出不同的读数。气温唯一确定的定义是从空气中分子的平均动能来得到:½m
狮子当之无愧是草原之王,老虎则被人封为丛林之王。于是,很多好奇的人都想知道,两个王一旦打起来,究竟哪个占上风?
然而,今天狮子生活在非洲大草原,老虎生活在亚洲的丛林里,在自然界根本不会相遇,打不起来。
不过,人工饲养的狮子、老虎倒有很多机会相遇。如为了满足一些人的好奇心,硬让它们打起来,也不是不可能,然而,必定会遭到动物保护人士的强烈抗议,各国的法律也禁止这种残忍的做法。古罗马的斗兽表演,也曾上演过狮子和老虎搏斗的场面,其结果,今天恐怕不得而知了。近代,也有些马戏团为了招徕顾客,或者某些动物园疏于管理,发生过老虎和狮子的激烈冲突,但毕竟没对双方实力认真挑选,结果也只能是个案,不能代表普遍。要大规模组织狮虎大战,当然,是不可能的,不过,也不妨做一些理论分析。
首先要说的是,就像运动员比赛那样,必须男女分组进行,否则,就不公平了。因此,必须选雌狮与母虎,雄狮与公虎来对决。
不过,今天老虎有很多亚种,如:孟加拉虎、爪哇虎、华南虎和东北虎等等。既然要比王者,当然要挑最强壮的,东北虎体型最大,因此,理当首推它们作代表。
格斗双方体重是一个重要因素,体重大的力量通常要体重轻的要大些。有关狮子和老虎的体重,报道的数据相差较大,大约的范围是:母狮体重约100~130公斤,公狮体重大约为200~210公斤,东北虎母虎体重约160~200公斤,公虎约250~300公斤左右。
从棋盘说到人口
有一个许多小学生都知道的有趣故事:
古印度一位方士发明了象棋,并奉献给印度国王。国王对此非常喜欢,想给那位方士以重赏。不过,方士只是请求国王按照如下方式把赏赐给他:在象棋棋盘的第一格里放两粒米,第二格里放四粒米,第三格八粒米,然后是十六粒,三十二粒,….,每往下一格就放进数量翻一倍的米,当棋盘格子被填满后,就将棋盘上所有的米全赏赐给他。初看,似乎太容易满足他的要了,结果,即使把全世界的粮食都搬过来,都填不满棋盘。事实上,按照这位方士的要求,必须在这个棋盘的最后一格上,放上2的64次方粒米,这是一个非常巨大的天文数字。这个故事讲的是几何级数。几何级数是指,某个底数按一定倍数一次次翻番,例如,1翻两倍成二,再翻两倍成四,再翻两倍成八,…。当底数很小而且翻番的倍数也不高,开始时还真没啥了不起的,可是,一旦翻的次数多了,就非常惊人了,这个有趣的故事说明了几何级数的巨大威力。
1798年马尔萨斯出版著作《人口论及其对未来社会的进步的影响》。书中指出,在得不到限制的情况下,人口会按照几何级数的方式增加,而生产量的增加,最多只能按算术级数。因此,如果不控制人口增长,产量的增加将远远跟不上人口增长,于是,就出现饥荒和战争。
我们不妨对马尔萨斯的观点,做一番简单考量。常说,我国有五千年文明史。
上次在“从一个极简单但又极怪异的式子说起”的帖子里,说到下面这个算术式子:
1-1+1-1+1-…..
对这个式子用不同的刮号顺序计算,就会得到不同的结果,例如:
(1-1)+(1-1)+(1-1)+…… =0+0+0+0+…. = 0
1--(1-1)--(1-1)--(1-1)--……=1-0-0-0-0-….= 1
网友wangtwo 还介绍了另一种计算方法:在这个式子中,把从第二项开始的各项统统放进同一个挂号里:
1--(1-1+1-1….)
再用简单的代数x=1-x运算,结果是此式应等于1/2。
我们在上一篇文章中还提到,还可以从这个式子得到无数个不同的结果,如8、888等等。
那么,究竟是什么原因呢?
这是因为对于无穷级数来说,只有收敛级数*对其各项任加刮号求和,计算结果会都一样,但是,对于非收敛级数来说,就不能保证也能这样了。我们这里的式子:
1-1+1-1+1-…..
不是收敛级数,所以,每次用不同的刮号顺序来计算,都会得到截然不同的结果。
对于有限项目的四则运算,加减法的交换律和结合律是普遍成立的。然而,对于无穷多项来说,就不能保证了。所以,无穷有许多我们意想不到的古怪特性。
那么,我们的那个式子到底该等于多少呢?只能说,上面每种计算都有道理,但也都是天晓得。
说明:
*收敛级数的特点是,至少必须后面各项的绝对值要逐渐比前面各项的小些(到底是否收敛,有相应的判别法则,这里不多说了)。而我们文中所提到的级数中,所有各项的绝对值都相等,都等于1,所以,不是收敛级数。
下面这个算术式子可以说是最简单不过的了:
1-1+1-1+1-…..
这里的….代表类似项有无穷多个。那么,这个式子究竟等于多少呢?
许多人会这样计算:
(1-1)+(1-1)+(1-1)+…=
=0+0+0+0+….
0 再多还是0,无穷多个0相加当然还是0,因此,这个式子显然应该等于0。
可是,请且慢下结论,因为,借助四则运算的交换律和结合律,进行另一番计算的话:
1--(1-1)--(1-1)--(1-1)-……=
=1-0-0-0-0-….
于是,这个式子只有第一项是1,后面的都是0。1减去无数个0,还是1。咦~~,这个式子怎么等于1啦?
不仅如此,不论你想到哪一个数字,它都能满足你的要求。比如说8吧,这可是中国人皆大欢喜的大吉大利数字,连奥运会都选在2008年8月8日下午8点8分8秒这样的吉日良辰来开幕。我们知道8-7=1,现在,我们在上面式子中用8-7来代替1:
(8-7)-(8-7)+(8-7)-….
再每跳过一个()将其中的7和8对调位置:
(8-7)+(7-8)+(8-7)+(7-8)+(8-7)….=
=8-7+7-8+8-7+8…..=
=8+0+0+0+0…..
于是,这个式子等于8!而且,不仅是一个8,你要多少个8都行,88,888,8888…,都能算出来给你。
一 减一,加一,再减一,…., 这么简单的玩意儿,连小学一年级的娃娃都会整,怎么玩出这样的结果来?
“哈,是老赖,一定是老赖!一直赖到无穷远去了!”有人会惊叫说。
是啊,有些欠债的人,今天推明天,明天推后天,一直无止境的推下去,这样的人当然要被人骂“老赖”。
这里的问题就出在那个代表有无穷多项的“….”上。