无何有之乡

网格计算

2007-02-06T18:46:00.000-08:00

URL：http://edu.qiji.cn/eprint/abs/1612.html

网格计算：新的希望

作者：柯南
注释：《三思科学》电子杂志,2004年春季合刊,2004年6月1日

摘要/内容：

如果沃卓斯基兄弟不是在十多年以前，而是在几年前开始电影Matrix的策划，那么他们也许会用Grid这个更时髦的名字。

我轻轻移动了一下鼠标，打断了它那无休止的计算，开始本文的写作。作为一台个人电脑的完全拥有者，我却心甘情愿的把电脑一半以上的使用时间交给了大洋彼岸的一个研究机构，用于在茫茫的无线电波噪音海洋中寻找另一个文明发出的声音。在这个地球上还有几百万人和我的遭遇相同。

你应该知道我在说什么。只要稍微有一点上网的经验，你或许就能接触到它：SETI@Home，一个由全世界数百万计算机用户共同完成的科学项目，同时也是一种新型计算机组织形式的雏形。

积沙成塔

一些热衷于搜寻地外文明的科学家认为，宇宙中的其他文明可能通过无线电信号表明自己的存在。每天，位于波多黎各的阿雷西博射电望远镜都会接受到大量来自宇宙深处的无线电信号。但是要从这些信号中剔除来自地球的无线电干扰，找到最有可能的地外文明信号，需要最先进的超级计算机一刻不停的运转。很显然，科学家没有那么多经费。1999年5月，加州大学伯克利分校的科学家们发布了一个新的屏幕保护程序SETI@Home（在家搜寻地外文明）。作为一个屏幕保护程序，它看上去并不十分讨人喜欢。但是它所担负的主要目的却十分重要：利用个人电脑用户闲置的计算机时间，为搜寻地外文明工作。

尽管个人电脑的进化速度快得让人吃惊，超级计算机同样也在进化。选择前者而不是后者处理天文数字一般的无线电信号数据，看上去有点不可思议。但是科学家早已发现，大多数个人电脑在大多数时间都处于闲置的状态。一台电脑闲置的计算能力对于科学家而言可能是微不足道的，但是如果把计算能力乘以500万呢？

SETI@home

这就是今天的SETI@Home。将近500万注册用户贡献出的计算能力之和相当于世界上最快的超级计算机之一——每秒67万亿次浮点运算。从1999年开始，SETI@Home程序被运行的时间总计超过180万年。目前，SETI@Home是世界上最大、也是最著名的互联网分布式计算项目。尽管迄今为止SETI@Home还没有找到任何地外文明的迹象，它的成功在方法上证明了一种新的计算方式——网格计算（Grid Computing）——是有可能成功的。

超级挑战

SETI@Home的成功激励着一些后来者的加入。如今，在互联网上已经出现了许多类似的分布式计算项目。例如用屏幕保护程序筛选针对天花或者艾滋病的药物，或者计算某些蛋白质可能的折叠结构。但是，所有这些项目所面临的挑战都比不上欧洲核子研究中心（CERN）的科学家所面临的。

在瑞士的日内瓦，CERN的科学家正在建立世界上规模最大的粒子对撞机——大型强子对撞机（LHC）。这个周长27公里的环形庞然大物可以把质子加速到接近光速，然后让它们迎面相撞。

科学家希望在2007年建成的这台对撞机揭示出物质更深层次的秘密。但是这台超级对撞机既是粒子物理学家的美梦，也是计算机专家的噩梦：如果大型强子对撞机开始工作，那么就会从对撞机的探测器中涌出数以拍字节的数据。如果说“拍字节”（10的15次方字节）这样的概念比较抽象的话，那么它相当于填满数百个主流个人电脑的硬盘。

没有什么单独的计算机能从容不迫的处理、储存大型强子对撞机产生的数据，更不要说让超过40多个国家和地区的科学家共享这些数据。CERN的科学家考虑使用一种新的计算机组织形式——网格计算。

大型强子对撞机(LHC)效果图

从2000年开始，CERN的科学家着手建立这样一个和大型强子对撞机一样庞大的计算机系统。大型强子对撞机的计算网格类似于SETI@Home的做法，但是前者就不仅仅是一般个人电脑用户的消遣了。连接在这个计算网格上的计算机既有粒子物理学家的个人电脑，也有许多国家和地区研究机构的超级计算机。大型强子对撞机产生的天文数字数据会分布储存在这些计算机中，而不是某一台计算机单独负责存储数据。而这些数据的分析计算也是由网格中的所有计算机协作完成的。
　　
计算机的“电网”

一旦CERN的这个计算网格开始工作，使用它的科学家将不会感到他所面对的是成千上万联网的计算机，而是一台虚拟的超级计算机。使用者不用关心数据储存在哪里，又是在哪里被分析和处理的。只要在一台联入计算网格的计算机上输入想要查找或者计算的内容，在很短时间内网格就会把结果返回给使用者。

这就是网格计算。网格（Grid）在英语中可以指输电网。1990年代中期，美国阿冈国家实验室的一位科学家伊恩·福斯特（Ian Foster）最先把网格这个词从从输电网扩展到了计算机领域。

在福斯特看来，计算机组成的网格类似于输电网：当我们使用电器的时候，从来没有关心电力来自哪个发电厂，以及经过了什么电压变换。我们只是简单的把电器插入墙壁上的电源插座。然而隐藏在插座后面的则是许多发电厂和把它们连接在一起的输电线路。计算机网格模仿了输电网。当你把一台电脑接入计算机网格的时候，就相当于寻求使用计算机网格的“计算力”。你不用关心数据是由什么计算机储存和计算的，正如你并不关心电源插座后面的故事。

网格计算就如同建立计算机的输电网。一个发电厂多余的发电能力可以通过输电网传送给远方的城市用户，一台计算机多余的计算能力远可以通过计算网格，让远方的用户加以利用。正如加州大学伯克利分校的科学家所做的那样。他们只是把由射电望远镜接收到的信号简单的放在一台专门的计算机上（相当于给电器接上电源），然后就会有数一般万计的个人电脑（相当于发电厂）把这些数据分而治之（SETI@Home）。

网格计算

感受到网格巨大威力的不仅仅是科学家，从IBM到SUN这样的信息技术公司，都把目光和资金投向了这个正在兴起的概念。例如，IBM已经投资数十亿美元用于网格计算的研发。而各种专门从事网格计算的公司，也正在雨后春笋般地冒出来。

当然，作为一种正在兴起的概念，网格并非已经完美无缺。计算机科学家面临的挑战包括，如何让不同型号、使用不同软件的计算机在同一个网格中协同作战；如何防止网格中病毒和黑客的威胁，等等。

20多年以前，CERN的一位计算机专家为了让互联网更容易使用，发明了划时代的万维网（WWW）技术。20多年过去了，现在我们把WWW一种普通的技术。也许有一天，计算机网格就像电网一样，会成为我们生活中最平淡无奇的组成部分之一。

“网络就是计算机”的概念似乎已经落后了，网格才是。

量子密码技术

2007-02-06T18:41:00.000-08:00

更加安全的量子密码技术
URL：http://edu.qiji.cn/eprint/abs/2344.html

作者：碧雪
注释：字数 3116 yy440@sina.com 264000 山东烟台新海阳西街79 刘晓荻

摘要/内容：

在IBM的华生实验里，量子计算领域的创始者之一班奈特根据量子力学的原理，正在发明一种新的加密技术——量子密码技术，这一技术将使未来的密码使用更安全。

在这个实验里，他们让光子在一个昵称为“马莎阿姨的棺材”的光密盒里走了30厘米。光子振荡（偏振化）的方向，代表一连串量子位里的0与1。量子位构成密码的“钥匙”，可以对信息加密或解密。窃听者之所以刺探不到钥匙，是由于海森堡的测不准原理——这是量子物理的基础之一，当我们在测量量子态的某个性质时，会使另一个性质受到扰动。在量子密码系统里，任何窃取者在偷看光子束时都会更动到它，而被发送者或接收者察觉。原则上，这种技术可以做出无法破解的秘密钥匙。

从班奈特办公桌上的临时设计一直发展至今，量子密码技术已经有了长足的进展。现在美国国防安全署或联邦准备银行已经可以向两家小公司购买量子密码系统，而且未来还会有更多的产品。这种加密的新方法结合了量子力学与信息论，成了量子信息科学的第一个主要商品。未来，从这个领域诞生的终极技术可能是量子计算机，它将具有超强的译码能力，而要避免密码遭破解的唯一方法，可能得用上量子密码技术。

现代的密码专家所遇到的挑战是，如何让发送者与接收者共同拥有一把钥匙，并保证不会外流。我们通常用一种称为“公钥加密”（public-key cryptography）的方法发送“秘密钥匙”（简称密钥或私钥），对传送的信息加密或解密。这种技术之所以安全，是因为应用了因数分解[注1]或其它困难的数学问题。要计算两个大质数的乘积很容易，但要将乘积分解回质数却极为困难。目前在公开金钥加密法中，最常用到的RSA密码算法，就是应用因数分解的原理。在发送与接收者之间传递的秘密信息，是以“公开钥匙”（简称公钥）加密，这个公钥是一个很大的数，例如408508091（实际上用的数会远大于此）。数据只能以接收者握有的密钥解开，这把密钥是公钥的两个因素，而在这个例子里就是18313与22307。

由于破解“公钥加密”很困难，因此在未来10年甚至更久，密钥的安全性仍旧很高。但是随着量子信息时代的来临（尤其是量子计算机可以快速算出吓人的高难度因素分解）可能预示了RSA及其它密码技术终将失效。英国布里斯托大学电子及电机工程系教授瑞若堤说：“如果量子计算机成真，一切都会不一样。”

量子密码术和“公钥加密”的差别在于，前者在量子计算机出现后仍然牢不可破。要在两端传递量子加密钥匙，其中一种方法就是以激光发出单一光子，光子会以两种模式中的其中一种偏振。光子的第一种偏振方向是垂直或平行（直线模式）；第二种则是与垂直呈45度角（对角模式）。不管是哪一种模式，光子的不同指向分别代表0或1这两个数字。依惯例，密码学者通常称发送者为艾丽斯（Alice），她以直线或对角随机模式送出光子，发射出一串位。至于接收者则称为鲍伯（Bob），他也随机决定以两种模式之一来量测射入的位。根据海森堡的测不准原理，他只能以一种模式来测量位，而不能用两种。只有当鲍伯与艾丽斯选用相同的模式时，位的指向才能保证是正确的，不会影响原来的数值。

在传送之后，鲍伯与艾丽斯互相联络，这时不需要保密，鲍伯告诉对方他是用哪种模式接收个别光子。不过他并没有说明各个光子的位是0或1。接着艾丽斯告诉鲍伯他哪些模式的测量方式是正确的。他们会删除没有以正确模式观测的光子，而以正确模式所观测出来的光子便成为钥匙，用以输入算法来对信息加密或解密。

如果有人（称为伊芙，Eve）想拦截这道光子流，由于海森堡原理的关系，她无法两种模式都测。如果她以错误的模式进行测量，即使她将位依照测到的结果重传给鲍伯，都一定会有误差。艾丽斯与鲍伯可以选择性地比较一些位，并检查错误，来侦测是否有窃听者。

从2003年起，瑞士日内瓦的id Quantique公司以及美国纽约市的神奇量子科技公司（MagiQ），都发表了可以传送量子密钥的商品，传送距离超过在班奈特实验里的30厘米。还有美国NEC公司的产品，它传送了150公里远，创下纪录，并在今年初上市。除此之外，IBM、富士通以及东芝等也正在加紧研发。

这些上市的产品，借着一条光纤便可将钥匙传送到几十公里以外的地方。神奇量子科技的产品每个售价7—10万美元。在1999年时创立了神奇量子科技、曾任华尔街量化交易员的葛尔方评论道：“少数顾客正在测试、使用这个系统，不过还未在任何网络上广为配置。”

有些政府及金融机构担心，如果把今天所截获的加密信息存放10年以上，到时候量子计算机就会解开它。美国洛色拉摩斯国家实验室的量子密码研究员休斯，提到一些其它必须长时间保密的信息：人口普查的原始数据、可口可乐的配方，或是商用卫星的指令。量子密码系统的其它可能客户，还包括了提供客户超机密服务的电信业者。

目前，想将量子密码技术放到实际网络上（而非点对点联系）的首次尝试，已经开始在进行。美国国防高等研究计划署资助了一个计划，连接六个网络节点，涵盖麻州剑桥的哈佛大学、波士顿大学，以及BBN科技公司（这家公司在建立因特网上曾扮演关键角色）。密钥通过专用的连结发送，然后将加密过的信息，通过因特网传送出去。BBN负责这项计划的艾略特说：“这可是第一次在实验室外连续操作量子密码网络。”这个网络传送的是一般非机密网络信息，目的只是用来证实这个技术确实可行。艾略特表示：“我想与这里唯一有关的机密，就是哪儿有停车位。”2004年秋天，日内瓦的因特网服务供货商Deckpoint，与id Quantique共同展示了一个网络，可以将日内瓦内的好几个服务器数据备份到10公里外的站台，并通过量子加密网络，频繁地发送新钥匙。

现在的量子密码术仅限在地区性的网络上。这项技术的威力在于，任何人只要刺探钥匙的传送，都一定会更动到钥匙。但这也意味着，我们没办法借着网络设备将携有量子钥匙的讯号放大，然后继续传输到下一个中继器。光学放大器会破坏量子位。

为了扩张连结范围，研究人员正在尝试以光纤之外的媒介传送量子钥匙。科学家爬到山巅（在那样的高度下，大气的干扰可以减到最小），想证明通过大气来发送量子钥匙是可行的。洛色拉摩斯国家实验室在2002年所做的一个实验，建造出一个10公里远的连结。同年，英国法恩堡的QinetiQ，与德国慕尼黑的卢特维格–麦西米连大学合作，在阿尔卑斯山南边两个距离23公里的山顶间做了另一个实验。他们进一步改良技术，例如使用较大的望远镜来侦测、用较佳的滤镜以及抗反射镀膜，希望由此建造出一个系统，收发距离1000公里以上的讯号，这样的距离足以到达低轨道卫星。一个卫星网络便可以涵盖全球。（欧洲太空总署正展开一项计划，要做地面对卫星的实验。欧盟在2004年4月也发起一项计划，要在通讯网路间发展量子密码技术，部分的原因是为了不让梯队系统（Echelon）窃听—这个系统负责截收电子信息，供美、英以及其它国家的情报机构使用。）

密码专家希望最终能够发展出某种形式的量子中继器（quantum repeater），它本质上就是量子计算机的一种基本型式，可以克服距离的限制。中继器能运作，靠的是爱因斯坦著名的“幽灵般的超距作用”（spukhafte Fernwirkungen）。在2004年8月19日的《自然》里，奥地利维也纳实验物理研究院的柴林格和同事发表了中继器的初步成果，他们在多瑙河底的下水道里拉了一条光纤缆线，两端则放置了“纠缠”（entangled）的光子。测量其中一个光子的偏振状态（水平或是垂直等），会使另一端的光子立即产生一模一样的偏振方向。

纠缠的存在让爱因斯坦心里发毛，但是柴林格和他的研究小组利用纠缠的两个光子间的联系特性，将第三个光子的信息远距传输了600米、跨过多瑙河。这样的传送系统可以通过多重中继器而扩展，因此钥匙里的量子位可以越陌度阡、横跨大陆或海洋。要让这件事成真，需发展出奥妙的组件，例如可以实际储存量子位、而不会损坏位的量子内存，然后再将位传送到下一个连结。曾帮忙创设id Quantique、也曾做过远距缠结实验的日内瓦大学教授吉辛（Nicolas Gisin）说：“这些仍在初步阶段，都还在物理实验室里面尝试。”

[注1]因数分解：把一个数分解成两个或更多的除1外的整数相乘的过程。

打破遗传定律的植物

2007-02-06T17:32:00.000-08:00

URL：http://edu.qiji.cn/eprint/abs/2389.html
科学家发现打破遗传定律的植物

作者：曹丽君

摘要/内容：

新华社电美国科学家在3月24日出版的英国《自然》杂志上报告说，他们在实验中发现一种植物能够改写从父（母）处继承的一些遗传代码，而与祖父（母）本的DNA片段（脱氧核糖核酸）达成统一，这显然打破了科学家一直遵循的遗传定律。

早在19世纪，奥地利科学家孟德尔便提出，决定生物体特征的基因在细胞中成对存在，一个来自父本，一个来自母本，这便是目前仍然指导各种科学研究的遗传定律。不过，美国珀杜大学科学家的最新研究似乎与之背道而驰。

该大学科学家报告说，他们对一种名为拟南芥的植物进行了研究，这种植物两个基因复本上的HOTHEAD基因都出现变异，因此其花瓣和其他花器官不正常的绞合在一起。按照遗传定律，拟南芥的后代也应该具备这种不正常的特征。但是，科学家发现，在一些情况下，拟南芥后代中大约10%具有正常的花器官。

科学家利用基因排序法证明，这些正常的拟南芥后代对HOTHEAD基因的一个或者两个DNA复本都进行了改写，将父（母）不正常的基因片段改写成与祖父（母）一致的正常片段。研究人员又对这些植物其他大量的基因进行了研究，发现这种植物将DNA片段改写为祖先形式的情况频繁发生。

研究人员认为，发生这种“基因倒退”现象最可能的原因是，植物细胞中含有一些此前未被发现的RNA（核糖核酸）分子，这些分子可以作为DNA片段的后备复本。作为矫正一些基因突变的模本，这些RNA分子与DNA一道被遗传到花粉或种子中，在特殊的情况下便对基因进行改写。

他们认为，类似的“基因倒退”现象可能也出现在人身上。在一些罕见病例中，一些孩子遗传了致病的变异基因，却表现出很微弱的疾病症状，原因可能就是，其细胞中的变异基因被改写为正常的、健康的形式。

相关网址：http://www.nature.com/news/2005/050321/full/050321-8.html

星系的一天

2007-02-06T17:18:00.000-08:00

作者：摘自　STScI　Shea　译

摘要/内容：

就像摄影师面对一大群人随意按动快门一样，NASA的哈勃空间望远镜拍摄了这张包含了许多星系的照片。在拍摄这张照片时，哈勃空间望远镜的高新巡天相机并没有对准任何一个特定的目标。它只是在拍摄天空中一片典型的区域，而此时哈勃空间望远镜的红外相机正在拍摄附近一个星系富集区中的一个目标。

这张星系混杂的照片拍摄于2003年9月，包括了一个黄色的旋涡星系（右下角），可能由于碰撞它的旋臂伸展了出来；一个年轻的蓝色星暴星系（顶部）；以及几个小一些的红色星系。

但是外形最奇特的是出现在照片中央呈现出蓝色弧状的星系--它是一种光学幻像。这条蓝色的弧线是一个遥远星系的引力透镜像。这一现象是由于遥远星系的光线被前方的天体弯曲所造成的。在这个引力透镜中，前景天体是一个距离地球60亿光年的红色椭圆星系。红色预示了这是一个包含年老、低温恒星的星系。

在引力透镜中呈现出蓝色弧线的遥远星系距离地球100亿光年。这个星系形成于大爆炸之后仅仅几十亿年间，当时宇宙的年龄大约是现在的1/4。蓝色预示了这是一个包含高温、年轻恒星的星系。

因为宇宙中充满了星系，天空中到处都能看到引力透镜。所以来自遥远星系的光不可能不受其他星系的影响而在宇宙中自由传播，这就像是步行穿过拥挤的机场一样。在太空中，遥远星系的光会穿过其前方的星系，如果前方星系的质量足够大，引力就会使得光线弯曲。

在这张照片中出现的长弧形通常出现在巨大的星系团中，因为星系团聚集了巨大的质量。但是像这样出现在单独星系的周围却是很少见的。因为要出现引力透镜，星系之间几乎要在一直线上。

引力透镜为我们提供了星系的重要信息。它们是非常独特而且有效的直接测定星系中质量（包括暗物质）的方法。星系并不仅仅是由恒星、气体和尘埃组成，看不见的暗物质占了星系的绝大部分质量。对这个新发现的系统J033238-275653的研究发表在《天体物理学报通信》上。这一研究以及类似的观测使得天文学家可以第一次直接测量明亮的近距星系的质量。

版权：NASA，ESA，J. Blakeslee和H. Ford（约翰·霍普金斯大学）。
相关网址：http://www.hjsm.net/astro/

[ZT]关于虚实的两个问题

2007-01-16T21:17:00.001-08:00

引用说明：这篇文章写的很好，思路清晰，用简单是知识引出深奥的问题，思维方式值得学习。

地址：http://www.swarmagents.com/vm/articles/virreal.htm

题    目： 关于虚实的两个问题
作    者：张江
日    期： 2004.8.5

1、虚数

我们高中都学过虚数，究竟什么是虚数i？i²=-1，这个自然很清楚，然而究竟i意味着什么呢？它是不是就是一种虚幻？
纯粹争论i是否表示虚幻没有任何意义，它仅仅是一个符号。但是，当我们考察圆锥曲线方程的时候，却发现有些东西多么不可思议。
考察下面的方程：

如果a和b都是实数，那么它就是一个椭圆，如图：

当我们固定a不变，而让b2逐渐变小。这个椭圆会越来越扁，以至于当b->0的时候，椭圆蜕变成了一条直线，这条直线就压在x轴上。进一步b2还能更小么？那就只好让b2<0了，这就是说b变成了虚数即b=m i，这里m=|b|是一个实数，那么b2=-m2。这个时候椭圆的曲线就一下子变成了双曲线，也就是：

画出双曲线的图：

当虚数b=m i取遍所有可能的虚数，都有对应的双曲线。其实，这个双曲线从某种角度来说是一个虚椭圆！我们可以想象双曲线虽然在这个坐标平面上是两个分支，然而我们也可以理解为这两个分支相交在无穷远的地方，这样它就还是一个连通的椭圆。再看双曲线的焦点是在图中红色圆圈的地方，而椭圆的焦点是在图形的内侧。看来似乎所有椭圆的性质都能在双曲线上找到对应，这是为什么呢？再看看当b=0的情况，显然分母为0是无意义的。然而利用极限的思想，当b->0，椭圆趋近于一条覆盖了x轴的直线，之后，b变成虚数，双曲线出现了。也就是说那条当b=0的时候相连于两端无穷远的直线是一个从实在的椭圆，到虚幻的"椭圆"（也就是双曲线）的一种纽带。

2、凸透镜成像

还是类似的现象，我们从另一个角度来说明，现在考察凸透镜呈像。

     先来解释一些这个图，oo'是一个凸透镜，它的两个焦点用蓝色的圆圈表示出了。蜡烛A发光并通过凸透镜的折射作用会在另一端呈像A'，当A在凸透镜的焦距（焦点到透镜的距离）以外的时候，它的像A'是倒立的实像。之所以说它是实的，是因为如果把一个白布放到A'的位置，我们就能看到一个蜡烛A的影子，这个像的确存在那里了。我们可以画出光的传播轨迹来确定A'的位置，从A发出两条光线，一条穿过透镜的中心，另一条平行于X轴，并由于凸透镜的折射而射向右侧的焦点，这样两条光线的焦点就构成了一个A的实像A'。
    当我们把蜡烛逐渐往靠近oo'透镜的方向移动的时候，会看到像A'会逐渐远离，越来越远。而当蜡烛A刚好位于凸透镜的焦点上的时候（如图红色的蜡烛所示），像A'跑到了无穷远的地方。从光学上解释就是两条折射光线平行了。当我们再往右移动蜡烛A的时候，也就是说蜡烛到凸透镜的距离小于了一倍焦距（如图绿色的箭头所示），此时，蜡烛A会在凸透镜的左方呈现一个虚像（我们用A''表示）。之所以说它是虚的，是因为我们把一个白布放到A''的位置上根本看不到任何光线，而如果我们用眼睛通过凸透镜来从右下方看，却会看到一个蜡烛在A''的地方闪闪发光！
    这个简单的试验非常平凡，几乎所有高中物理课中都会讲到、做到，它的物理原理也没有什么深奥的，就是简单的凸透镜呈像原理。然而，这个实验不能禁得起我们的仔细推敲和刨根问底。比如我们问：为什么会出现实像->呈像无穷远->虚像的连续过程呢？这难道没有什么更深层次的奥秘么？尤其是联系刚才我们看到的椭圆变换到双曲线的过程会发现这两个过程惊人的相似：

・相似之处：
虚数问题：	凸透镜问题：
椭圆->无穷长的直线->双曲线（虚椭圆）	实像->呈像无穷远->虚像

我们似乎看到了两个世界：一个是实在的世界（这个世界对应实像、椭圆），另一个是虚幻的世界（对应虚像、双曲线）。而更有意思的是这两个世界都会在无穷远的地方相连。

无穷远是什么？它是一个不可能的量。无穷远的标准定义是：任意给定一个量X，无穷远都要比X更远！那么无穷远比无穷远自己更远么？这就会出现悖论。不信你可以推推看。实际上无穷远既是它自己，又不是它自己。我们可以做一次奇幻的旅行，从一个真实世界出发，走向一个不可能的世界，接下来就会进入一个完全不同的虚幻世界。因此我们从这两个问题中得到结论：

以上讨论的两个问题都很简单，关键在于奇特的解释。一旦能够对已知现象进行完全不同的解释，我们会发现一些奇妙的东西。

科特·哥德尔

2006-11-16T00:19:00.000-08:00

这段文字写的太好了，离开就怕失去，于是摘过来。
　　原地址：http://i3studio.spaces.live.com/Blog/cns!1poGPmZoMLcvoM9qd-uWDGHQ!260.entry
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　　刚刚过去的一年是爱因斯坦年而今年是哥德尔年二十世纪最伟大的数理逻辑学家Kurt Gödel诞辰100周年或许大众更了解爱因斯坦而不是哥德尔但实际上哥德尔对数理逻辑乃至整个数学的影响丝毫不亚于爱因斯坦对物理学的影响他和爱因斯坦一样都达到了人类心智的最高境界正是他石破天惊的工作让信誓旦旦的希尔伯特纲领彻底破产于是外尔说上帝是存在的因为数学是正确的但魔鬼也是存在的因为我们无法证明这一正确性哥德尔震撼了整个数学界和一部分哲学界他对计算机的发明的影响要比爱因斯坦对原子弹的发明的影响还要大

　　对于数学界来说有两种人会名垂青史一种是为n多人提供饭碗另一种是砸碎了n多人的饭碗前一种更容易获得菲尔兹奖而后一种更伟大更卓绝哥德尔就是后一种人爱因斯坦是让物理学大厦上的乌云变成瓢泼大雨彻底的洗刷了物理学界而哥德尔则彻底颠覆了自毕达哥拉斯以来的所有数学柏拉图主义思想他让希尔伯特无比豪迈的誓言"我们必须知道我们必将知道"成为数学柏拉图主义者最后的呐喊从某种意义上说他和亚里士多德一样伟大随后人类必须面对确定性的终结和理想主义的破灭尽管在保守的数学家看来这是具有极大毁灭性的但正是这种颠覆使得人们重新静下心来思考数学及人类心智的本质或许数学未来的希望就深埋在这些伟大的思考当中

实际上哥德尔与爱因斯坦是相当要好的朋友爱因斯坦在1955年的去世对哥德尔打击很大
(对另一个人打击也很大这个人就是狄拉克据说他一辈子只哭过一回就是在爱因斯坦的追悼会上)

With Einstein in Princeton in 1950
See also:
Horizons of Truth :: Gödel Centenary 2006
Kurt Gödel pictures
The Kurt Gödel Society
TIME 100: Kurt Godel

非线性动力学模型

2006-11-09T05:38:00.000-08:00

混沌（Chaos）是指某种对初始条件敏感的运动。是70年代诞生的一门新兴学科。进入90年代以来，混沌科学与其它科学相互渗透，在数学、物理、化学、电子、生物、生理、信息等许多学科中得到了广泛应用。混沌科学的地位和作用得到了进一步确立，使之成了"20世纪科学将永远铭记的三件事 "相对论，量子力学和混沌" 之一 (M. Shlesinger）和20世纪物理学的第三次最大的革命，消除了拉普拉斯关于决定论式可预测性的幻想。

混沌中蕴含着有序，有序的过程也可能出现混沌。对混沌科学的进一步研究将使人类对大自然增加更深刻的理解。

分形（Fractal）是由美国数学家Mandelbrot (1975)首先提出的，自Mandelbrot（1982）《自然界中的分形几何》一书出版之后，分形这个概念便被普遍接受和广泛采用了。称之为分形的结构一般都有内在的几何规律性，即比例自相似性。

分形与欧氏几何不同，它首先是一种几何语言，是由算法及数学程序集而不是由原始形状来描述的，这些算法借助于计算机而被转换成一些几何形态。分形语言的掌握，将使人们能准确而简洁地描绘出一些规则的自然物体的形状。由于分形的比例自相似性，这些算法中多有递归、迭代的特点。

混沌与分形的关系
1.混沌与分形的关系混沌学研究的是无序中的有序，许多现象即使遵循严格的确定性规则，但大体上仍是无法预测的，混沌事件在不同的时间标度下表现出相似的变化模式，与分形在空间标度下表现的相似性十分相象。
2.混沌主要讨论非线性动力系统的发散过程，但系统状态在相空间中总是收敛于一定的吸引子，这与分形的生成过程十分相象。
3.混沌与分形很大程度上都依赖于计算机科学的进步。分形与混沌在上述各方面的一致性并非偶然，这种一致性即：分形集就是动力系统中那些有不稳定轨迹的初始点的集合，即混沌集。混沌吸引子就是分形集。简言之，分形是混沌直观表达的一种有效手段。

Cisco IDS破解流程

2006-11-08T07:14:00.000-08:00

Cisco IDS破解流程
出处：gaofei80.cublog.cn 作者：gaofei80

硬件环境：
intel赛扬667
512M RAM
30G IDE
Acer光驱
intel EEPro100两块（芯片可以是82557、82558、82559，^_^做juniper 0live必须的东西）
banq ps2键盘

软件：
Cisco IDS Recovery CD

安装步骤：>1、将机器设置为光驱引导，把Cisco IDS Recovery CD放入光驱，启动机器，启动界面会给你一个选择，是使用控制台(键盘+显示器)还是串口显示安装进程。这里在提示符后输入 k <回车>选控制台，之后就不用管了，它会自动的完成安装，注意：此过程会将硬盘上所有分区全部删除。

2、安装完成后系统会自动重新启动，你可以看见熟悉的GRUB引导菜单，在这里我们进行第一次修改和初始化设置。选择在菜单的第一项 [ Cisco IDS (2.4.18-5smpbigphys) ]上，按下"e"键进行设置，然后在[kernel /boot/vmlinuz-2.4.18-5smpbigphys ro root=/dev/hda1 bigphysarea=32768 ] 这一行上(应该是第二行)再按"e"，进行编辑，在行尾加上"single"，修改结果如下：
kernel /boot/vmlinuz-2.4.18-5smpbigphys ro root=/dev/hda1 bigphysarea=32768 single
然后按<回车><b>，开始引导进入单用户模式。

3、进入Linux的单用户模式Shell后，开始Crack。我们需要做以下几步工作：
<1>设置root密码
=====================================================================================
# passwd root
[输入两次确认密码]
=====================================================================================
<2>破解IDS设备型号识别(关键)
=====================================================================================
# vi /etc/init.d/ids_functions

编辑 isCPU() 函数一节如下(如果vi都不会用，趁早别看了)：
=====================================================================================
isCPU(){
# $1 = CPU speed
# MAX_DIFF=4
# PROC=`awk '/^cpu MHz/{ print $4 }' $CPU_INFO_FILE | tail -1 | cut -f1 -d"."`
MAX_DIFF=150
PROC=1260
=====================================================================================
(在原先的MAX_DIFF=4和PROC=`两行前加上 "#" 注释；然后添加 MAX_DIFF=150 和 PROC=1260 两行)
<3>重新启动系统
=====================================================================================
# init 3
=====================================================================================
重启后，让系统正常引导，进入命令提示符状态：
=====================================================================================
sensor login:
=====================================================================================
这时可以使用 [ 用户名: cisco 口令: cisco ]进行登录，第一次登录系统会强制要求更改系统默认帐户密码。

4、完成之后，输入 reset 命令，重新启动系统。重启引导时使用前面的方法，再次进入单用户模式。然后修改ssh配置文件，允许root远程登录，修改/etc/ssh/sshd_config文件，修改如下两行
=====================================================================================
Port 22
PermitRootLogin yes #(默认为no)
=====================================================================================
修改grub配置文件/boot/grub/grub.conf ，允许控制台管理；修改如下一行：
=====================================================================================
kernel /boot/vmlinuz-2.4.18-5smpbigphys ro root=/dev/hda1 bigphysarea=32768 #console=ttyS0,9600
=====================================================================================
(在console=ttyS0,9600前加 # 号，或删除console=...至行尾) 。

5、重启系统，进行初始化设置。
=====================================================================================
# init 3
=====================================================================================
使用cisco用户登录进入系统，然后运行setup命令。
=====================================================================================
# setup

--- System Configuration Dialog ---

At any point you may enter a question mark '?' for help.
User ctrl-c to abort configuration dialog at any prompt.
Default settings are in square brackets '[]'.

Current Configuration: (显示当前配置)
........
Current time: Wed Mar 16 18:06:41 2005
Setup Configuration last modified: Wed Mar 16 16:42:07 2005

Continue with configuration dialog?[yes]: (输入yes继续配置)

Enter host name[sensor]:                                                   (输入主机名)
Enter IP address[192.168.0.99]:                                            (输入通讯口IP地址[eth1])
Enter netmask[ 255.255.255.0]:                                              (子网掩码)
Enter default gateway[192.168.0.254]:                                      (默认网关)
Enter telnet-server status[enabled]:                                       (允许telnet登录)
Enter web-server port[443]:                                                (允许Web管理)
Modify current access list?[no]: yes                                       (编辑访问控制列表，按 [IP_Address 空格 NetMask]格式)
Modify system clock settings?[no]:

[0] Go to the command prompt without saving this config.
[1] Return back to the setup without saving this config.
[2] Save this configuration and exit setup.

Enter your selection[2]: (选择2保存配置)
=====================================================================================

6、再次reset一次，启动完成后，一台Cisco IDS系统就完全伪造成功了！用你熟悉的任何管理方式连接上去进行管理，telnet,ssh,串口,或https://访问地址。如果需要更详细的管理功能，恐怕你得安装CiscoWorks VMS或IDS Manager了。

7、最后给出牛人提供的IDS设备列表和破解评价。
TYPE         CPU                 RAM         NIC         XL ACCEL         FIBER
MOHAWK         498        x1         -         2         -                 -
4210         567        x1         512         2         -                 -
4215         845        x1         512         2         -                 -
4220         598        x1         ?         >=2         -                 -
4230         598        x2         ?         3         -                 -
4235         1260        x1         ?         3         -                 -
4250         1260        x2         ?         ?         -                 -
4250SX         1260        x2         ?         ?         -                 1
4250XL         1260        x2         ?         ?         1                 1
M2         AMD_eobc ?         ?         ?         -                 -
M2XL         AMD_eobc ?         ?         ?         1                 -
R2D2         (router)?         ?         ?         ?                 ?

XL = XL加速卡
FIBER = 千兆光纤卡
NIC = 网卡
RAM 推荐任意型号都>512M
CPU 表中为CPU标称主频，后面为数量

在破解过程中，所关系到的主要设备就是CPU，只要把第三节中PROC=1260的数字改成其他频率，系统就会认为系统TYPE为其他型号，当然CPU数量也是一个次要决定因素，暂时我们就不考虑Crack 双CPU的型号了虽然理论上可行，但是不确定是否能稳定工作。另一个因素就是网卡，建议至少配备2块Intel 8255X芯片的网卡；当然，多一点也可以。在其他型号的网卡和硬件上系统也可以安装和运行，甚至Vmware里也可以，但是是无法正常抓包工作的，仅仅能做个游戏品罢了。

8、本文仅供学习和研究！

量子纠缠

2006-11-02T22:45:00.001-08:00

　　量子纠缠是粒子间的神秘的联系，奇妙在其中的一个粒子经过测量就可以了解另外一个粒子的状态，一个粒子的变化都会影响另一个粒子，即两个粒子之间不论相距多远，它们是相互联系的；量子纠缠是两个（或多个）粒子的叠加态，这些粒子作为一个整体来看如果试图窃听或偷走其中一个光子的信息，你将任何信息都得不到。这是另外一个特性，这就是其保密安全性所在。

　　量子隐形传输量子隐形传输借助于两个粒子之间的纠缠作用，将待传输粒子的未知量子态传送到另一个地方。其基本思想是：将原物的信息分成经典信息和量子信息两部分，它们分别经由经典通道和量子通道传送给接收者。经典信息是发送者对原物进行某种测量而获得的，量子信息是发送者在测量中未提取的其余信息，通过纠缠来传送。接收者在获得这两种信息之后，就可制造出原物量子态的完全复制品。这个过程中传送的仅仅是原物的量子态，而不是原物本身。发送者甚至可以对这个量子态一无所知，而接收者是将别的粒子（甚至可以是与原物不相同的粒子）处于原物的量子态上。原物的量子态在此过程中已遭破坏

数学难题：３个

2006-10-30T22:46:00.000-08:00

几何尺规作图问题

　　“几何尺规作图问题”是指做图限制只能用直尺、圆规，而这里的直尺是指没有刻度只能画直线的尺。“几何尺规作图问题”包括以下四个问题：

　　1.化圆为方－求作一正方形使其面积等於一已知圆；
　　2.三等分任意角；
　　3.倍立方－求作一立方体使其体积是一已知立方体的二倍。
　　4.做正十七边形。

　　以上四个问题一直困扰数学家二千多年都不得其解，而实际上这前三大问题都已证明不可能用直尺圆规经有限步骤可解决的。第四个问题是高斯用代数的方法解决的，他也视此为生平得意之作，还交待要把正十七边形刻在他的墓碑上，但後来他的墓碑上并没有刻上十七边形，而是十七角星，因为负责刻碑的雕刻家认为，正十七边形和圆太像了，大家一定分辨不出来。

蜂窝猜想

　　四世纪古希腊数学家佩波斯提出,蜂窝的优美形状,是自然界最有效劳动的代表。他猜想,人们所见到的、截面呈六边形的蜂窝,是蜜蜂采用最少量的蜂蜡建造成的。他的这一猜想称为蜂窝猜想,但这一猜想一直没有人能证明。1943年,匈牙利数学家陶斯巧妙地证明,在所有首尾相连的正多边形中,正多边形的周长是最小的。1943年,匈牙利数学家陶斯巧妙地证明,在所有首尾相连的正多边形中,正多边形的周长是最小的。但如果多边形的边是曲线时,会发生什么情况呢?陶斯认为,正六边形与其他任何形状的图形相比,它的周长最小,但他不能证明这一点。而黑尔在考虑了周边是曲线时,无论是曲线向外突,还是向内凹,都证明了由许多正六边形组成的图形周长最校他已将19页的证明过程放在因特网上,许多专家都已看到了这一证明,认为黑尔的证明是正确的。

孪生素数猜想

　　1849年，波林那克提出孪生素生猜想（the conjecture of twin primes），即猜测存在无穷多对孪生素数。孪生素数即相差2的一对素数。例如3和5 ，5和7，11和13，…，10016957和10016959等等都是孪生素数。1966年，中国数学家陈景润在这方面得到最好的结果：存在无穷多个素数p，使p+2是不超过两个素数之积。孪生素数猜想至今仍未解决，但一般人都认为是正确的。

数学难题：费马定理／四色猜想

2006-10-30T22:41:00.000-08:00

费马最後定理

　　在三百六十多年前的某一天，费马突然心血来潮在书页的空白处，写下一个看起来很简单的定理这个定理的内容是有关一个方程式 xⁿ +yⁿ = zⁿ的正整数解的问题，当n=2时就是我们所熟知的毕氏定理（中国古代又称勾股弦定理）。

　　费马声称当n>2时，就找不到满足xⁿ +yⁿ = zⁿ的整数解，例如：方程式x³ +y³ = z³就无法找到整数解。

　　始作俑者的费马也因此留下了千古的难题，三百多年来无数的数学家尝试要去解决这个难题却都徒劳无功。这个号称世纪难题的费马最後定理也就成了数学界的心头大患，极欲解之而後快。

　　不过这个三百多年的数学悬案终於解决了，这个数学难题是由英国的数学家威利斯（Andrew Wiles）所解决。其实威利斯是利用二十世纪过去三十年来抽象数学发展的结果加以证明。

四色猜想

　　1852年，毕业于伦敦大学的弗南西斯.格思里来到一家科研单位搞地图着色工作时，发现了一种有趣的现象：“看来，每幅地图都可以用四种颜色着色，使得有共同边界的国家着上不同的颜色。”

　　1872年，英国当时最著名的数学家凯利正式向伦敦数学学会提出了这个问题，于是四色猜想成了世界数学界关注的问题。世界上许多一流的数学家都纷纷参加了四色猜想的大会战。

　　1976年，美国数学家阿佩尔与哈肯在美国伊利诺斯大学的两台不同的电子计算机上，用了1200个小时，作了100亿判断，终于完成了四色定理的证明。四色猜想的计算机证明，轰动了世界。

数学难题：哥德巴赫猜想

2006-10-30T22:37:00.000-08:00

哥德巴赫猜想

　　公元1742年6月7日哥德巴赫(Goldbach)写信给当时的大数学家欧拉(Euler)，提出了以下的猜想:

　　(a) 任何一个>=6之偶数，都可以表示成两个奇质数之和。
　　(b) 任何一个>=9之奇数，都可以表示成三个奇质数之和。

　　从此，这道著名的数学难题引起了世界上成千上万数学家的注意。200年过去了，没有人证明它。哥德巴赫猜想由此成为数学皇冠上一颗可望不可及的“明珠”。

　　目前最佳的结果是中国数学家陈景润於1966年证明的，称为陈氏定理(Chens Theorem) “任何充份大的偶数都是一个质数与一个自然数之和，而後者仅仅是两个质数的乘积。” 通常都简称这个结果为大偶数可表示为 “1 + 2”的形式。我们说“哥德巴赫猜想”无愧于“世界最迷人的数学难题”第一的称号。她用貌似平凡的外表，吸引无数数学家为她神魂颠倒、寝食难安。不知道有多少数学家为她浪费了宝贵的青春，却不能娶她回家。

物理战的困境

2006-10-30T01:27:00.000-08:00

http://www.gmw.cn/content/2006-10/27/content_494203.htm

刘戟锋　发布时间： 2006-10-27 06:00　光明日报

　　编者按本栏今天发表的文章有点意思。作者通篇剖析的是“物理战”存在的困境，但落脚点显然另有所指。如果大家能抽空读一读，一定会如作者希望的那样，有所“反省”。

　　在科学与战争的历史上，人类受困的主要是科学发展的程度。自阿基米德以来，人类重大科学技术成果，主要出现在物理领域，因而，战争也主要是“物理战”。

　　对“物理战”进行检讨，可以发现它存在三个困境。

　　困境之一：作战对象偏转

　　自从人类划分为不同的利益集团，战争的基本目的一直是“消灭敌人，保存自己”。因此，武器的基本功能就是杀伤敌人。围绕杀伤力的提高，人类费尽心机，以至发明了核弹这种迄今最具杀伤力的武器。

　　然而，战争毕竟是两股活力之间的冲撞。作战双方都力求杀伤敌人，保存自己。保存自己的结果，就是增强己方的防护力。围绕防护力的提高，人类亦费尽心机。通观人类创造的各种防御器材，其实都是物理器材，给人体提供的防御也是物理防御，或者说，主要是机械防御。不论是古代的铠甲、防盾、城墙，还是近代的碉堡、装甲，或者现代的隐身技术、导弹防御系统，无非是为抵挡、或者避开对方机械打击而设计的各种装置而已。

　　随着防护力的增强，军队的直接作战对象也就发生偏转。各种兵器的设计和研制，本来是针对人体的，但由于人体有了防御盾牌，使得直接打击人体变得越来越困难，这就迫使各支军队的直接作战对象不能不发生偏转，即由原本的直接打击人体，变为直接打击物体，通过打击物体，间接达到打击人体的目的。作战对象由人转向物所造成的后果是违背战争初衷的。

　　困境之二：作战时空受限

　　由于物理学的发展，战争由陆地拓展到海洋，特别是在20世纪，战争进一步向空中、向太空、向电磁空间延伸，作战半径、作战范围、作战样式空前扩张。但是，迄今为止，各国军队的作战都是在物理时空中进行，受到物理时空的严重局限，其表现为：

　　第一，战争受到物理空间的严重制肘。中国古代兵圣孙子指出，心战为上，兵战为下；攻心为上，攻城为下。物理战可以遂行兵战、可以攻城，尽管在兵战、攻城的过程中，也可达到一定的心战效果，却永远无法达到不战而屈人之兵的最高境界。正因如此，美国军队才在已知的陆、海、空、天、电（物理域）基础上，提出“认知域”（心理域）的概念，试图突破物理空间的局限，实现所谓的“感知操纵”。

　　第二，在物理战的概念框架中，两个国家或利益集团，一旦交火，就是进入战争状态；而没有硝烟，就是和平；“战”、“和”界限清晰、泾渭分明。这种非此即彼的思维方式，适合于原始条件下的战争，也是早期机械唯物论在战争领域的表现。殊不知随着科学技术的发展，作为政治的继续，人类的作战手段、作战样式、作战形态早就变化，战争与和平并不存在非此即彼的分界线。

　　固守物理战的思维方式，必然导致对物理战前敌方有针对性的军事行动（尤其是舆论战、心理战、法律战）认识不足，也不利于己方军事行动的有效准备和展开。

　　困境之三：作战费用飙升

　　在物理战中，破坏几乎成为一条战争法则，被军事理论家和指挥者大加推崇。恩格斯在批评19世纪的军备竞赛时说：“现代的军舰不但是现代大工业的产物，而且同时还是现代大工业的缩影，是一个浮在水面上的工厂——的确，主要是浪费大量金钱的工厂。”这一批评同样适合于现代。

　　据统计，第一次世界大战，美军每天平均消耗费用为1.94亿美元;越南战争时为2.3亿美元。海湾战争中，以美国为首的多国部队，耗费640多亿美元，其中“沙漠风暴”43天消耗470亿美元，平均每天消耗11.2亿美元。据测算，美国原在欧洲的驻军如果打持续一年的常规高技术战争，计划耗资将达15000亿美元，比第二次世界大战的消耗总额还高出3000亿美元。

　　再从歼灭一名敌兵的成本来看：据估算，拿破仑时期消灭一个敌兵花费3000美元，第一次世界大战中成本上升到2.1万美元,二战时为20万美元，朝鲜战争时要花费57万美元，马岛之战时高达285万美元。而伊拉克战争，美军每歼敌1名敌兵的成本高达600万美元。这样的战争实际上已成了贵族式的决斗，也是物理学成果大量用于战争的必然结果。

　　人类战争发展至今，手段繁多，战法不一，理论迭出，但这些战法、手段、理论都未能超出“物理战”的范畴。时至今日，基于物理战存在的上述困境，是该对其进行反省了。唯有如此，才能拓展我们的创新思路，才能有力推进中国特色军事变革的深入展开。

　　（作者系国防科技大学人文与社会科学学院院长、教授）

史前怪兽

2006-10-30T00:08:00.000-08:00

原地址：揭秘恐龙时代之前主宰地球的怪物

名叫Hyneria的食肉鱼

　　据英国《太阳报》报道，它们的模样就像来自最怪异科幻电影中的外星生物，蜻蜓像鹰一般大，蜈蚣足有数米长，然而事实上，它们都曾是在地球上存在过的生物，在恐龙出现之前，它们曾是地球的主宰。

根据化石复活怪物

　　据报道，BBC最新科学记录片《与怪物同行》是科学摄制小组和超过600名科学家合作，在参考化石证据的基础上通过电脑特技摄制而成的。科学家先根据化石证据制造出这些史前怪物的真实模型，然后将模型扫描到电脑内，通过计算机科技使它们在电脑中“活”过来，整个摄制过程花了整整两年时间。

　　记录片显示，古生代还生活着一种背上长着帆状鳍、模样极像恐龙的可怕生物———Edaphosaurus，它像河马一般大，尽管它的模样和人类没有丝毫相像之处，但却是人类在地球上最遥远的“亲戚”。

　　据悉，《与怪物同行》中的明星级怪物名叫Meganeura的巨型蜻蜓，它的翅膀翼展有0.7米，就像是一只老鹰，它是地球历史上最大的飞行昆虫。

　　记录片中还出现了一种名叫Scutosaurus的巨大乌龟，它像犀牛一样庞大，喜欢成群结队行走，用响亮的吼叫声互相交流。就像现代的乌龟亲戚一样，这种史前巨龟也是素食主义者———它们只对美味的植物感兴趣。尽管模样可怕，但却不会对其他动物产生威胁。

　　除此之外，古生代最可怕的怪物还包括一种可以长到3.5米长的巨型爬虫动物Dimetrodon，它是地球上大型爬虫动物的开端。古生代的食肉“怪物”还有一种叫做Hyneria的大鱼；一种可以长到3米高的掠食怪兽Gorgonopsid；一种有人头那么大的蜘蛛。

史前掠肉怪兽Gorgonopsid名叫Dimetrodon的史前巨型爬虫动物乌龟体形巨如犀牛

像老鹰一般大的巨型蜻蜓

坚持

2006-10-26T01:57:00.000-07:00

默哀吧，这个也被封了，在国内看不到了。

物理史话：“米”的规定

2006-10-25T19:21:00.000-07:00

http://edu.sina.com.cn/bbs/2006/1024/172107459.html

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1889年的第一界国际计量大会确定"米原器"为国际长度基准，它规定1米就是米原器在0摄氏度时两端的两条刻线间的距离。米原器的精度可以达到0.1 微米，也就是千万分之一米，可以说够精确的了。可是在1960年召开的第11界国际计量大会上，各国代表一致通过决议，废除了米原器，理由是它既不方便，也不准确。

　　能准确到千万分之一米，还不够准确吗？这就要看现代化对计量的要求了。

　　大约在20世纪初，出现了磨床、高级工具钢刀具、高速钢工具，加工精度由0.1 毫米提高到0.01 毫米。到了20 世纪30年代，出现了精密磨床、硬质合金刀具，加工精度由0.01毫米提高到0.001毫米，即1 微米。到了20世纪50年代，出现了超精密磨床和精密量具，加工精度由1微米提高到0.1 微米，已达到了米原器的精度。显然，用米原器做国际长度基准已不能适应科学技术的发展。

　　第11界国际计量大会在废除旧的"米"的标准的同时，也规定了新的"米"的标准，它就是氪86同位素灯在规定条件下发出的橙黄色光在真空中的波长。

　　用光当尺既方便又准确，用氪86当尺，精确度可以达到 0.001微米，大约相当于一根头发直径的十万分之一。世界各地都可以制造氪灯，不必去国际计量局核对米尺了。

　　激光出现以后，氪灯就逊色多了。用激光的波长当尺，从理论上推算，可以比氪86同位素灯准确100万倍。1969年用激光测量地球和月球之间的距离，长达38万多千米，误差只有几米。

　　激光是一把上天下海的好尺子，用起来得心应手，精巧准确。所以1983年10月，联合国度量组织在巴黎举行会议，规定了新的"米"的定义，即把光在真空中299792458 分之一秒所走的距离定为一个标准米。近几年来，各种激光尺已经相继问世，如激光比长仪、激光二坐标仪等等。

三思科学

2006-10-12T18:52:00.001-07:00

http://www.oursci.org/

三思科学网站

一个不错的网站，文章很塌实，是做学问的氛围和心境。

全球电脑一起算

2006-10-12T18:46:00.001-07:00

以前看过的文章，找来备份下。

地址：http://www.equn.com/info/fp11.htm

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原载：《科学美国人》中文版 2005年第7期中国科学技术信息研究所加工整理 2005年8月15日

全球电脑一起算 HOME"项目把闲置计算机联合在一起，加盟数量还在不断增加

　　时空连续性的狂热者们现在可以在他们的台式计算机上揭示引力波之谜了，这要归功于二月份实施的 Einstein@home 计划。该计划是互联网上最新的 60 个"@home"项目之一。在这些项目中，个人电脑用户可以贡献出空闲的处理器能力，帮助解决科学问题。用户不用一项一项来完成任务: @home 软件是多任务的，有充足的微芯片可以处理更多分布式计算项目。

　　典型现代 PC(即大致 2000 年后生产的大多数家用计算机)的处理能力是每秒至少十亿次浮点运算操作，除了运行诸如图形渲染等计算量大的任务以外，几乎从未使用过它们的全部能力。分布式计算就是利用这一空闲能力，将大型任务划分为较小的任务，并通过互联网分发给通常空闲的计算机处理。结果是：目前最强大的非并行处理的超级计算机"BM'sBlue-Gene/L"的处理能力大约是 70 万亿次；同时，如果 SETI@home 项目运行在大致 50 万台 PC 机上的话，处理能力将超过 100 万亿次，SETI@home 的项目主管 DavidP.Anderson 这样说。

　　自从 1996 年实施第一个开放的分布式计算项目：寻找梅森素数(Great Internet Mersenne Prime Search- GIMPS)，以寻找大的素数以来，虚拟超级计算项目已经覆盖了从严肃项目(在 FightAIDS@home 中测试潜在药物)到娱乐项目(猴子莎士比亚诗人理论的模拟，该理论是指：如果你有足够多的猴子随意在打字机上胡乱敲，最后将敲出莎士比亚的作品)。Anderson 预计在未来几年里，将出现数百个 @home 项目，并且参加的 CPU 数量将从目前的大约 130 万增加到 3000 万。

　　这一发展过程中的关键是搭建可以运行多个项目的分布式计算平台。这其中最大的平台是伯克利开放式网络计算平台(BOINC)，它是 SETI@home 项目和 Einstein@home 项目的主机平台，也是从前独立的 Climateprediction.net 的主机平台，它是 8 月份加入的。下个月，BOINC 的合作者将包括 FightAIDS@home 项目、PlanetQuest 项目和 Orbit@home 项目。其他分布式软件主机平台包括 Grid.org 和 Find-a-Drug.Org 。Grid.org 运行了两个项目，来寻找抗癌化合物和预测氨基酸序列的蛋白质三维结构。Find-a-Drug.org 目前运行着 9 个项目，来寻找抗各种疾病的药物，诸如痢疾和克雅氏病(Creutzfeldt-Jakobdisease，CJD)，其中克雅氏病是一种和人类相关的疯牛病。

　　这些 @home 项目平台也节省了科学家的时间。例如，BOINC 提供了基础源代码，使研究人员不必编写他们自己的代码。由于这些平台必须能够运行在多达数百万台计算机的不同操作系统上，并能处理错误结果，免受恶意攻击，需要花费数十年的软件开发时间。"我们希望使科学家们能够不费力地获取数百万台个人计算机的处理能力"，Anderson 说到，他也是 BOINC 的主管。

　　Anderson 估计，对一台典型计算机而言，其上运行的 @home 项目的数量上限大约是 12 个。在这种情况下，该计算机的处理能力将被分配得过细，以至于对项目没有用了。他补充说，将来可能需要一种使计算机可以在不同项目之间自动轮作的服务。同时，不同主机平台如果在同一台计算机上同时运行，可能会相互妨碍。但是，运营 Grid.org 的 United Devices 公司(位于美国德州奥斯汀)总裁 Ed Hubbard 指出，对于全球大约 20 亿台个人计算机而言，每台都还有充足的处理能力可以利用。

SETI@home

2006-10-12T18:15:00.001-07:00

现在SETI@Home通过BOINC平台工作，更多信息见 BOINC。

SETI@home（"在家搜寻外星智慧"）是一个通过互联网利用家用个人计算机处理天文数据的分布式计算项目。"SETI"是英文：Search for Extraterrestrial Intelligence （搜寻地外文明）的缩写。该项目试图通过分析阿雷西博射电望远镜采集的无线电信号，搜寻能够证实外星智能生物存在的证据。该项目由美国加州大学伯克利分校的空间科学实验室主办。

它主要会在接受到的射电数据中搜寻以下三种讯号：

讯号强度的高斯曲线形升降
可能代表窄频数码讯息的脉冲讯号
三连波讯号，即三个等间距的突波

SETI@home程序在用户的个人计算机上，通常在屏幕保护模式下或以后台模式运行。它利用的是多余的处理器资源，不影响用户正常使用计算机。

SETI@home项目自1999年 5月17日开始正式运行。至2004年 5月，已经积累了近200万年的CPU运行时间，进行了近5×10²¹次浮点运算，处理了超过13亿个数据单元。目前，该项目在世界各地拥有近500万参与者。SETI@home无疑是迄今为止最成功的分布式计算试验项目。不过，到目前为止，该项目的分析结果中还没有足以证明外星智能生命的证据。

SETI@home项目计划在将来增加处理来自澳大利亚 Parkes天文台的数据，以便同时分析南半球的天空。

SETI@home官方2005年3月中旬发布消息，逐渐停止SETI Classic[即旧平台]的计算，全面转入BOINC计算平台，数据转换预计在2个月之内完成。但是由于全球的SETIers抵制新的平台，所以 SETI Classic仍运行了数月，只是关闭新帐户注册。2005年12月15日SETI@home美国伯克利大学官方已关闭SETI@home Classic 纪念文章。

在中国大陆，约有4万人参与此计划，中国大陆较大的SETI团队是 SETI@China，较大的院校团队是Jilin University(吉林大学)

连接：

测量楼高的N种方法

2006-10-01T11:05:00.001-07:00

许多人在中学时代，被问过这样一个物理问题："如何利用气压计得知一栋大楼的高度？"而几乎每个用功学生的回答都是："用气压计测量地面与楼顶的大气压力，然后用这个大气压力差即可计算出大楼的高度。"答案非常漂亮，也是参考书里的现成标准答案。

物理学界流传着这样一则故事：某年，有一个学生对上述问题的回答居然是："带着气压计到大楼顶，在气压计上系着一条长绳，然后缓缓垂下，等气压计触及地面时，再拉上来，绳子的长度即是大楼的高度。"

老师给了他零分，但这个学生却辩说答案完全正确，应该给满分。最后师生们同意请一位大师来做仲裁者。大师提醒该学生说：这是物理考试，答案一定要包含某些物理知识，然后给他六分钟思考时间。

过了五分钟，考卷上还是一片空白，大师问学生是否要放弃，这个学生却说："答案有很多个，我只是在想哪一个答案最好。"然后奋笔疾书，在最后一分钟总算交了卷。他这次的答案是："带着气压计到大楼顶，弯身松手让气压计落下，同时用码表测量气压计掉到地面所花的时间，大楼高度等于二分之一乘以重力加速度乘以时间的平方。"答案完全正确，而且也用到物理公式，老师只好给他接近满分的高分。

仲裁圆满结束后，大师好奇地问这个学生还有什么答案。结果，他一口气又说出了五个答案：一、晴天时，先测量气压计长度，还有它阴影的长度、大楼阴影的长度，然后利用比例就可算出大楼的高度。二、带着气压计爬上楼梯，沿着墙壁以气压计的高度为单位做记号，一直标记到顶楼，看有几个标记，再乘以气压计高度，就是大楼高度。三、把气压计悬吊在弹簧的末端，测量地面的重力值和大楼顶的重力值，从两个值的差异也可算出大楼高度。四、在气压计上绑着长绳，垂到接近地面，像钟摆般摇晃，从摆差时间也可算出大楼高度。五、去敲大楼管理员的门，对他说只要他告诉你大楼的高度，就把气压计送给他。大师听了，问："难道你不知道利用地面与楼顶大气压力差来计算大楼高度这种正规的方法吗？"学生回答说："当然知道！但我喜欢自己想出更多的方法。"

这个故事中担任仲裁的大师就是1908年诺贝尔化学奖得主卢瑟福，而这个学生的名字叫做尼尔斯・玻尔，他后来成为举世公认的物理奇才，1922年诺贝尔物理学奖得主，原子模型的缔造者以及量子论的创建者。

玻尔所想出的其他五六个方法，也许都不如那个正规的现成答案漂亮而又便捷，但那些都是他自己动脑筋想出来的。

这个关于测量大楼高度的故事，其实更像一则"科学寓言"，它告诉我们，每一个问题往往不只有一种答案，真正有创意的人是喜欢自己思考，从现有的标准答案外找到其他答案的人。

EAST

2006-09-29T09:19:00.001-07:00

EAST

EAST是(Experimental Advanced Superconducting Tokamak)的缩写，中文名"先进超导托卡马克实验装置"原名HT－7U,是中国科学院等离子体物理研究所正在中国安徽省合肥市建设的世界第一个全超导磁体的托卡马克核聚变反应装置。该装置是中国核聚变研究的一个重要里程碑，并将为未来的国际热核聚变实验反应堆提供技术试验温床。
因为其和太阳发光发热的原理都是高温核聚变过程，而且目的是提供能源，也被媒体称做"人造太阳"。

历史:
该装置计划始于1996年。其作为国家"九五"大科学工程的开工报告于2000年10月获国家发改委正式批准。主机和分系统的研制安装工作于2005年底基本完成,2006年初完成首次工程调试[1]。该装置至今投资约3亿人民币,现计划于2006年8月15日第一次点火试验[2]。 2006年9月28日星期四中国在合肥进行人造太阳实验，首次成功放电。这是全球首个投入运行的全超导非圆截面核聚变实验装置。

设计特点:
    * 全超导磁体
    * 主动冷却结构
    * 非圆形截面

原理:
"人造太阳"的运行原理是在这台装置的真空室内加入少量氢的同位素氘或氚，通过类似变压器的原理使其产生等离子体，然后提高其密度、温度使其发生聚变反应，反应过程中会产生巨大的能量。在未来的核聚变电站中，反应产生的能量可以通过能量输出转换装置供人类使用。据了解，1升海水提取的氘，在完全的聚变反应中释放的能量，相当于燃烧300升汽油释放的热能。

连接:

1、wiki EAST
2、官方网页
3、官方网页英文介绍
4、设计简介
5、 China to build world's first "artificial sun" experimental device

6、EAST全超导托卡马克完成首次工程调试
7、人民日报：中国"人造太阳"八月放电实验

8、HT-7超导托卡马克装置

9、中科院基础等离子体物理重点实验室建立

10、几乎完美的能源人造太阳

11、走近"人造太阳" 1升海水可转300升汽油热能

蝴蝶效应

2006-09-21T23:36:00.001-07:00

有部电影叫《蝴蝶效应》，讲述生命的不可思议。

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什么是蝴蝶效应

非线性，俗称"蝴蝶效应"。

　　什么是蝴蝶效应？先从美国麻省理工学院气象学家洛伦兹（Lorenz）的发现谈起。为了预报天气，他用计算机求解仿真地球大气的13个方程式。为了更细致地考察结果，他把一个中间解取出，提高精度再送回。而当他喝了杯咖啡以后回来再看时竟大吃一惊：本来很小的差异，结果却偏离了十万八千里！计算机没有毛病，于是，洛伦兹（Lorenz）认定，他发现了新的现象："对初始值的极端不稳定性"，即："混沌 "，又称"蝴蝶效应"，亚洲蝴蝶拍拍翅膀，将使美洲几个月后出现比狂风还厉害的龙卷风！

　　这个发现非同小可，以致科学家都不理解，几家科学杂志也都拒登他的文章，认为"违背常理"：相近的初值代入确定的方程，结果也应相近才对，怎幺能大大远离呢！

　　线性，指量与量之间按比例、成直线的关系，在空间和时间上代表规则和光滑的运动；而非线性则指不按比例、不成直线的关系，代表不规则的运动和突变。如问：两个眼睛的视敏度是一个眼睛的几倍？很容易想到的是两倍，可实际是 6－10倍！这就是非线性：1＋1不等于2。

　　激光的生成就是非线性的！当外加电压较小时，激光器犹如普通电灯，光向四面八方散射；而当外加电压达到某一定值时，会突然出现一种全新现象：受激原子好象听到"向右看齐"的命令，发射出相位和方向都一致的单色光，就是激光。

　　非线性的特点是：横断各个专业，渗透各个领域，几乎可以说是："无处不在时时有。"

　　如：天体运动存在混沌；电、光与声波的振荡，会突陷混沌；地磁场在400万年间，方向突变16次，也是由于混沌。甚至人类自己，原来都是非线性的：与传统的想法相反，健康人的脑电图和心脏跳动并不是规则的，而是混沌的，混沌正是生命力的表现，混沌系统对外界的刺激反应，比非混沌系统快。

由此可见，非线性就在我们身边，躲也躲不掉了。

1979年12月，洛伦兹（Lorenz）在华盛顿的美国科学促进会的一次讲演中提出：一只蝴蝶在巴西扇动翅膀，有可能会在美国的德克萨斯引起一场龙卷风。他的演讲和结论给人们留下了极其深刻的印象。从此以后，所谓"蝴蝶效应"之说就不胫而走，名声远扬了。

　　　"蝴蝶效应"之所以令人着迷、令人激动、发人深省，不但在于其大胆的想象力和迷人的美学色彩，更在于其深刻的科学内涵和内在的哲学魅力。

　　　混沌理论认为在混沌系统中，初始条件的十分微小的变化经过不断放大，对其未来状态会造成极其巨大的差别。我们可以用在西方流传的一首民谣对此作形象的说明。这首民谣说：

　　　丢失一个钉子，坏了一只蹄铁；
　　　坏了一只蹄铁，折了一匹战马；
　　　折了一匹战马，伤了一位骑士；
　　　伤了一位骑士，输了一场战斗；
　　　输了一场战斗，亡了一个帝国。

　　　马蹄铁上一个钉子是否会丢失，本是初始条件的十分微小的变化，但其"长期"效应却是一个帝国存与亡的根本差别。这就是军事和政治领域中的所谓"蝴蝶效应"。

　　　有点不可思议，但是确实能够造成这样的恶果。一个明智的领导人一定要防微杜渐，看似一些极微小的事情却有可能造成集体内部的分崩离析，那时岂不是悔之晚矣？

　　　横过深谷的吊桥，常从一根细线拴个小石头开始。

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连接：http://travel.eastday.com/community/note_view.jsp?NCID=29&NID=2018

亨利・庞加莱

2006-09-21T23:20:00.001-07:00

庞加莱和庞加莱猜想

法国著名数学家亨利－庞加莱（Henri Poincaré）（1854－1912）

　　亨利・庞加莱１８５４年生于法国南锡，１９１２年在法国首都巴黎逝世。他的家族不乏伟人，法国前总统雷蒙・庞加莱就是他的堂弟。亨利・庞加莱是一位博学家，在数学、数学物理、天体力学和哲学方面都有很深的造诣。他是第一个发现混沌确定系统的人，并为现代混沌理论打下了基础，甚至在相对论研究上，他第一篇论文的发表也比爱因斯坦的论文早了一个多月。

　　１９０４年，亨利・庞加莱提出了这样一个猜想：在一个封闭的三维空间，假如每条封闭的曲线都能收缩成一点，这个空间一定是一个圆球。庞加莱的仅仅两行字，成为数学界１００多年未能证明的难题。２０００年，美国克雷数学研究所将庞加莱猜想列为七大"千年数学难题"之一，并以百万美元悬赏求解。其实，当年庞加莱提出这一猜想时就早已预言这不是一道易解的题，"这道题能把我们拖得很远"。

　　２００２年，俄罗斯数学奇才佩雷尔曼一改在权威杂志上发表论文的惯例，出其不意地在因特网上公布了他对庞加莱猜想的证明。随后，在他的理论基础上，美国、俄罗斯、法国和中国等国家的数学家又进一步对庞加莱猜想给予了完整的证明，并发表了大量的文章。在第２５届国际数学家大会上(在马德里召开)，为破解庞加莱猜想立下汗马功劳的俄罗斯人佩雷尔曼拒绝接受为他颁发的菲尔茨奖，这无形中又给庞加莱猜想增加了神秘色彩。

　　庞加莱被称为人类最后一位全才。

教育孩子的方法

2006-09-21T23:01:00.001-07:00

教育孩子时多说完整话

有报道说了个教育孩子的问题，这个问题一般人经常会犯，就是和你的孩子多说完整的话。

你对孩子说话的方式会影响他/她学习思维和说话的方式，而孩子开始的学习就是模仿，模仿的就是他们所听到的话。父母们该什么做，就是跟孩子说话时不能偷懒，要说完整的话，比如，"饿吗？"要说成"凯仁你饿吗？"。不要以为长句子孩子听不懂，孩子的听觉能力和理解能力很强，只是他们还不能完整的表达，不过越早有意识地这样训练自己的孩子对孩子智力的发展越有益。

想培养出优秀的孩子，做父母的可不能偷懒啊。
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连接：http://health.jschina.com.cn/jschina/health/family/baby/userobject1ai1354133.html

混沌保密通信

2006-09-12T18:57:00.001-07:00

利用混沌进行秘密通信大致分为三大类：第一类是直接利用混沌进行秘密通信；第二类是利用同步的混沌进行秘密通信；第三类是混沌数字编码的异步通信。第二类是国际上研究的一大热点，正在发展为高新技术的一个新领域。
    混沌通信具有许多优点：(1)保秘性强，因为具有宽带特性，特别是利用时空混沌增强抗破译、抗干扰(鲁棒性)能力；(2)具有高容量的动态存储能力；(3)具有低功率和低观察性；(4)设备成本低等。
    现在已经提出了同步混沌通信三大保密技术：混沌遮掩、混沌调制和混沌开关技术。
    这是一个在21世纪大有发展前景的极富挑战性的高新科技领域。

连接：http://www.wanfangdata.com.cn/qikan/periodical.Articles/zrzz/zrzz2001/0102/010209.htm