探月有什么用.doc

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1、探月有什么用？本文来源于科学松鼠会　2013年12月24日17:30对于大多数科学家们来说，是社会的支持让他们得以站在人类认知领域的最前沿，因此他们有责任也有义务向公众解释自己研究的意义和价值探月史上、也是历史上最著名的照片之一：“地球升起”，阿波罗8号乘组于1968年12月24日摄于月球轨道　　随着“嫦娥三号”成功着陆，这么一个问题又被人们热议：“探月有什么用？”　　作为一名拿这个领域当饭碗的科研工作者，我一直觉得这是个极好的“开题报告”式的问题，无论是开一篇博士论文的题还是开一场公众报告的题。对于大多数科学家们来说，是社会的支持让他们得

2、以站在人类认知领域的最前沿，因此他们有责任也有义务向公众解释自己研究的意义和价值。我记得第一次和导师见面，他反复提到一句话：“对科学家来说，没有问题是幼稚问题。”我觉得，这一观点，无论是对自己专业内的问题，还是对“旁观者”提出的问题，都是适用的。“探月有什么用？”“登陆火星有什么用？”“观察遥远的星系有什么用？”科学家们向公众展示自己的结果，公众当然完全有权提出这样的问题，而且要求一个可以被他们所理解的答案。　　尝试回答这类问题的好文章不少。NASA科学副总监施图灵格曾特别撰文《为什么要探索宇宙》；国际天文联合会的网站也有一篇文章，《天文学

3、为什么重要》，这两篇文章都从方法论上尝试对这一问题进行回答。但有一些挑剔的网友并不买帐，认为罗列“人类精神”和“长线布局”的好处，对至少一部分个体来说，看不见摸不着，难以衡量产出效果。我能理解他们——在科研圈里有一句话：“人们不看你说什么，只看你做什么。”于是我想，这一次，不妨用已经实实在在地落在你我手中的技术，来回答“有什么用”系列问题吧。　　我先从我们离不开的电脑和手机说起。大家一定知道，从你我的电脑，到手机，到数字化微波炉，到我们身边稍微复杂一点的任何电子产品，有一样东西无数不在，它叫“集成电路”（严格来说，我们现在使用的应该叫微电路

4、，是由集成电路发展而来的）。集成电路是1958年发明的，但能让它得以迅速普及并进一步改良的，却离不开60年代的一个重大航天工程：阿波罗计划。50年代的计算机均是庞然大物，但宇航员们需要计算机来协助控制飞船。由于飞船载荷的严格限制，机载计算机必须小巧可靠，因此德州仪器公司开发了更轻巧的集成电路供NASA使用。阿波罗飞船上搭载的阿波罗引导计算机(ApolloGuidanceComputer,AGC)是第一批采用集成电路的计算机。集成电路的价格在1962年到1968年间下降了25倍，很大程度上就是因为阿波罗计划的大量需求。　　说完集成电路，再说说

5、大家离不开的另一样东西：无线网络。无线局域网（WLAN，粗略来说Wi-Fi和它是一回事）的标准是1997年发布的，但其核心技术之一却是由天文学家在1977年提出的。由于电磁波性质的限制，射电望远镜的清晰度要比光学望远镜的差得多。比如，对于同等口径的望远镜，射电望远镜的解析能力要比光学望远镜差百万倍这个量级。尽管射电天文学家们不断制造更大的望远镜，但毕竟口径的提升是受到工程能力和环境的限制的，因此他们不得不寻找其他方法。1977年，以荷兰天文学家哈梅克(J.Hamaker)为首的小组发明了一种方法，可以利用干涉技术优化射电数据。后来，工程师们

6、发现，这一技术可以大大提高无线网络的可靠性和加快传输速度。如今我们所用的无线局域网的标准（IEEE802.11），其一部分核心专利就是这一原本用于射电天文学的技术。　　这年头，数码相机和可拍照手机已经变得十分常见，它们的影像传感器大多使用CCD。CCD即感光耦合元件(Charge-coupledDevice)，发明于1969年。首先用上CCD的，除了军方以外，还有天文学家，因为CCD的量子效率（即将光子转换为信号的效率）远胜于传统底片，加上CCD可以实时读出图像而无需经过繁琐的化学处理过程，天文学家们在70年代末期就开始将许多望远镜上的照相

7、底片替换为灵敏度更高的CCD。在80年代，来自天文学家的需求一定程度上刺激了工程师们不断设计和制造更大、更灵敏也更稳定的CCD芯片。到了90年代中后期，装备CCD的家用数码相机开始变得流行，如今使用传统底片的相机已经几乎从市场上绝迹。从某种角度来说，天文学家们“不经意间”协助促成了家用数码相机的普及。　　在CCD刚刚发明的年代，除了天文学家们还在用现在看起来老掉牙的照相底片外，还有另外一件事情看起来也很“老掉牙”：坐飞机几乎和坐公交一样简单，无需证件，无需安检（只有0.5%的人需要搜查），买票直接上飞机。但在70年代初，随着劫机和恐怖活动的

8、愈加频繁，登机手续开始逐渐变得严格。1972年12月，美国联邦航空管理局要求各航空公司在一个月内实现对乘客行李的全面搜查。这时，派上用场的是刚刚应用不久的X射线光电成像技术，这可