问问大咖
2022-06-10
问题好多,都要“冲破天际”了?
把问题丢给我,我找“大咖”帮你解答。
我问:在上期《(学与玩))上,我看到石墨烯被称为“新材料之王”,好像很厉害的样子。它能用在我的电脑上,让电脑“跑”得更快吗?
大咖答:目前,我们材料舞台的“主角”还是硅。硅脱胎于最不起眼的沙砾,最终被制成大大小小的芯片,控制着手机、电脑、服务器,成为信息时代的“心脏”。每18个月,芯片上可容纳的晶体管数量增加一倍,性能也提升一倍。1997年击败国际象棋世界冠军的“深蓝”超级计算机,其计算速度只有如今普通手机的几十分之一。这就是半个多世纪以来屡试不爽的“摩尔定律”,它也代表人类使用硅的水平与日俱增。
但是,“摩尔定律”并非没有终点。毕竟,7纳米厚的晶体管,厚度只相当于几十个原子,如果厚度无限变薄,硅作为半导体的性质将完全消失。甚至有预测, “摩尔定律”的极限在2025年就将来临,这个问题迫在眉睫。
怎么办呢?我们不妨把目光投向石墨烯。讓我们想象一下:把一个海绵球扔进墨水,球的内芯会被染色;但如果把一块玻璃扔进墨水,内芯却能始终保持透明。硅就像这个海绵球,它的表面总要和氧反应形成氧化硅,所以用它做成的晶体管不能无限小。而石墨烯其实就是单层碳原子构成的石墨薄片,尽管如此之薄,却因为不会与外界反应而保持稳定。如果能用石墨烯制作晶体管,就有望将芯片密度进一步提升,电脑自然能“跑”得更快.
——张远波(复旦大学物理学系教授)(选自《答案》)
我问:最近,我在动物园爬行馆看到了眼镜蛇。我想,这个名字肯定是从它的外形来的。那么,眼镜发明之前,眼镜蛇叫什么呢?
大咖答:眼镜蛇之所以被称为眼镜蛇,是因为它们发怒时,颈部会高度膨胀,变得扁起来,并发出“呼呼”声,借此吓退敌人。这时,我们就会在眼镜蛇的颈部背后看到一个明显的眼镜形状的花纹,像蛇带了一副眼镜似的。因此,人们就管它们叫眼镜蛇了,动物学家也给它们做了一个分类,叫眼镜蛇科。
一般认为,眼镜是13世纪时由意大利人发明的。那么很显然,在这之前,眼镜蛇有其他名字,更准确地说,眼镜蛇曾有很多名字。比如,在我国民间,它们的曾用名有饭铲头、吹风蛇等。其中,饭铲头的名字跟眼镜蛇有异曲同工之妙,也是因为眼镜蛇生气的时候看起来像个饭铲。更有趣的是,眼镜王蛇的俗名叫大饭铲头、大吹风蛇。这样的命名很容易记呢。
值得一提的是,眼镜蛇科的蛇有很多种,并不是都有眼镜状花纹。很多眼镜蛇科的蛇并没有“眼镜”,比如海蛇、黑曼巴蛇也都是眼镜蛇科的毒蛇,它们就既不像眼镜,也不像饭铲。
——单少杰(中国科学院动物研究所博士后)
我问:我坐电扶梯的时候,总觉得扶手“跑”得比较快。这是我的错觉吗?如果是真的,电扶梯的扶手为什么会比扶梯快呢?
大咖答:首先,你提到的电扶梯扶手比扶梯“跑”得快,这很可能不是你的错觉。根据我国规定,电扶梯扶手的速度应该是扶梯本身的1-1.02倍。也就是说,扶手比扶梯稍微快一点是允许的,但一定不能比扶梯慢。
为什么不能稍慢呢?这就要提到一个重要的理念:故障导向安全。让我们以汽车的刹车系统做个例子。刹车故障分两种情况:一种是失效,就是达不到刹车的效果;另一种是不复位,就是系统卡死了,一直在刹车。这两种状态都是刹车故障,但是从安全性上看,卡死的刹车故障不是那么危险,充其量就是让车无法开动,而失效的情况就很危险了。在这里,故障导向安全的意思就是你希望刹车故障时会发生卡死的故障,而不要发生失效的故障。
同样的,当电扶梯的扶手和扶梯速度不一样时,扶手如果比扶梯慢,就会把扶着的人向后拉倒;而扶手速度稍快,也会把人向前拉倒。但是,人体手臂向前的活动能力比向后的活动能力强很多。也就是说,人向前倒下时,会有手臂的支撑保护,对人更安全一些。
那么,为什么两者速度不能完全一致呢?这是由于扶手是橡胶制品,会随着使用而逐渐变长,这就会造成运行速度变慢。为了防止扶手速度比扶梯慢的情况发生,可以适当地把初始速度设高2%,这样即使扶手带延长了2%,还是能保证其速度和扶梯一致。
——哈恩霖(电梯安全监管员)
树洞:有什么心里话,来告诉我吧!
我问:我有一门特别不喜欢学的功课。我心里也知道要好好学,学好了很重要,可就是没兴趣。怎么才能喜欢上自己不喜欢的学科呢?
大咖答:网上有句流行语:先问“是不是”,再问“为什么”。咱们可以稍加改动为:先问“是不是”,再问“怎么做”。你是不是真的不喜欢学这门课?还是单纯不喜欢教这门课的老师?或者只是因为基础不牢固、学起来吃力,就觉得自己在这门课上没天赋?
相信思考了“是不是”这个问题的你,会有不一样的发现。很有可能,你不喜欢的根本不是这门课本身,而只是它的外延部分。你不是对这门课没兴趣,而只是暂时没发现它有趣的点。在这个发现的过程中,我们不妨找点小窍门:
首先,告诉你一个心理学上的定理——“自证预言”。它说的是,当一个人坚信某件事要发生的时候,就会主动地寻找和发现符合期望的正面信息,而不断获得的正面信息又会给这个人强大的信心,行动也会在这样的信心之下变得更加积极,所想的一切也就会在坚实的行动中如期而来。所以,树立信心,让“自证预言”在你学习这门课的时候发挥作用吧。
此外,你还可以利用积极心理暗示。举个例子,如果你喜欢看小品,演员一出场,你的兴趣就来了。为什么?就因为事先有了一种积极心理暗示:一定会有趣。学会给自己积极心理暗示,对这门学科抱着积极的兴趣和期待,你就会有感到学习这门功课的乐趣。
有时候,你也不妨利用自己丰富的想象力。在一个安静、安全的环境中让自己彻底放松,将自己喜欢上这门课、每天开开心心学习的场景在脑海中进行清晰、细腻的预演。想象之后,脑海会留下一个记忆印痕。遇到真实情境后,记忆就会被激活,从而指引自己的思维和行动向期望的方向发展。
有了正确的心态和有效的方法,相信你会慢慢发现这门学科有趣的地方,并取得好成绩。
——马志国(应用心理学研究员,知名心理咨询师)