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有哪些知识让你惊叹自己竟然活在那么高大上的世界里?

 埃达 2015-02-24




文 / wheeler


重元素都是大恒星才能造的。。。比铁重的得用超新星。。。铅块很便宜但是那都是超新星啊。。。

有机物的元素是大恒星核反应的经典反应通路。碳氮氧循环。

植物里最大量的蛋白质是一五二磷酸核酮糖梭化,加氧酶。这个酶极其古老。

眼镜的加亮增透膜用了光的干涉特性。事实上涉及了光子的波函数性。。。加一层膜反而增加了透过率。这是以经典方式难以理解的。

GPS用了广义相对论。。。

生物体的构造和燃料是同样的东西。。这是一个用纯木头盖的烧木头的炉子。。

纤维素是糖的聚合物。。古代中国的绝大多数建筑理论上经过加工都可以吃。。

长弓,藤甲。。同样是理论上经过加工可以吃。古罗马弩炮(这货可以把26公斤的石弹打出300米远)也一样可以吃。

有一种塑料叫PLA。是3D打印机的常用材料。由玉米淀粉加工而成。

人的神经传导速度是极慢的。人眼的捕捉速度也很慢,可是人可以打乒乓球,在这个运动里,眼睛看不见球,看见了肢体也来不及做动作。但是人类的大脑通过读取对方动作计算出了球的位置。预先在球飞行之前放出了信号。然后以一个极其精确的角度拦截了球。这对于计算机来说都是很难的事情。

人脑的运算能力超过大型计算场。接近(不能确定)全世界所有计算场计算能力的总和。

人类的胚胎发育过程中,有一个步骤是细胞们解除粘性,转换为变形虫形态。然后根据化学信号分布爬到某个目的地,排布好,回复粘性,继续发育。(发展为内胚层和中胚层的细胞穿越原条的过程)

细菌产生抗药性的方式是转基因,而且有着诡异的协议专门传递抗药性基因。非常类似现代的开源软件方式。快速的话,一些细菌可以在15天内产生抗药性。

伟哥可以提高认知能力。

毛衣的静电的电压上千伏。

大气晴空电场的强度接近每米100伏。

水会自发的产生核聚变,只是速度并不快。可以在家自制一个产生核聚变的装置。用来产生中子射线。(比如Fusor)

人所积累的电荷会产生比较高的电压,但是电量不大(相对于人而言)。但是对于芯片,就是极具毁坏性的击穿电流。所以芯片的每个引脚都要加保护措施。用来放静电,所耗费的面积还不小。

内存不能无限大的一个原因是因为宇宙射线,宇宙射线每时每刻都在穿过地面,而一个粒子可以造成电离出上百万个电子电荷。所以内存的每一位的电荷都要大于这个数。这就要求每一位都需要一定的电容,也就是需要面积。

泡沫坍缩的时候会产生超高温,以及强烈的爆炸和震荡波。这种爆炸有助于把污物震落。这是每天洗衣时都会发生的事。

电路分析,受力分析,传热分析,频谱分析里面常用的一个东西叫快速傅里叶变换,它还有个用途是做乘法。加密之类的运算常用。

显卡的运算能力可以达到CPU的1000倍。只是对GPU的编程比较难,一般人玩不转。显卡的主要用途包括游戏,比特币,人工智能以及组成大规模计算场。每一个相关领域的研究者都应该感谢那些游戏玩家,正是他们的坚持不懈的消费才可以让学者们以如此低廉的价格买到如此牛掰的装备。

光驱里面有个激光器。拿出来可以做个激光雕刻机。

我们看到的物体的颜色其实并不是我们看到的。物体的颜色不仅与物体的颜色有关,也与环境光相关,不同的环境光下物体的实际颜色是截然不同的。(比如说有个影子什么的环境光就变了)。可是人脑依然可以抽取颜色的真实信息,一方面是人脑具有自动白平衡的功能,另一方面是因为人脑对熟悉物体自动脑补了颜色。

二维图像的三维重建是非常困难的。可是每个人都能把看到的图像转化为三维信息,这是因为人脑记住了所有常用物体的大小从而自动脑补出来的。所以对于陌生物体,人类实际上既不知道它的真实大小,也不知道它的远近。(最典型的就是在毫无参照物的雪地里的空间失调感,在飞机上看没有陆地的大海也不知道大海的距离。)

脑补的现象极其常见,绝大多数被人类所忽略。可是脑补是可以被干扰的。比如说用一块写满了'BLUE'的绿色墙体。一些人看了之后就会自动把它记忆成蓝的。。。。

毛豆和黄豆是一种东西

卷心菜,紫甘蓝,菜花,西兰花,苤蓝,羽衣甘蓝,芥蓝。都是一个物种。

小学计算机玩的LOGO语言是LISP的一个变种。它实际上是一种函数式语言。

Javascripts也是一种函数式语言。它有个绰号。叫做“披着C语言外衣的LISP”。

氢氰酸是一种剧毒物质。氰酸物大多都有剧毒,元首就是用氰化物自杀的。可是在生命的早期。它极有可能是一种维生素。对于生命极其重要的腺嘌呤(ATP, RNA,DNA 还有cAMP之类的都有它)的化学式就是H5C5N5。有学者认为认为早期的腺嘌呤是由5分子氢氰酸直接聚合而成的。

中枢神经系统的可塑性是极其可怕的。

外周神经和中枢神经分别发育,然后再连接在一起。中枢神经系统随后识别具体哪根神经纤维是干嘛的。所以断手断脚之类的事情之后神经接上了一段时间之后会回复功能(有点类似于一捆电缆断了之后只是把电缆连上但是里面的线都是瞎连的。

有个例子是切除了大脑的一个半球。结果活得挺好

还有个例子是天生没小脑。也活得挺好

有个哥们自幼失明,可是这个哥们比较猛,他用回声定位来“看”这个世界。于是也活得挺好。

催产素是一种广泛存在的物质,在男女的大脑里都存在,而且浓度差不多。催产素与许多行为极其相关,爱情,友情,关心子女,照顾他人,宗教信仰,学习记忆等等等等。

如果想要直观的理解上面这条。幻想一下“爱”或者“关心他人”或者“虔诚的皈依”时候的心情,一种特殊的,渴望对他人好,像感动一样的感情堵在胸口,开心又难受。然后有一种令人踏实的安全感。这就是催产素分泌时的感觉了。(相信大家都对这种感觉并不陌生)。

很多实验都表明,催产素对学习和记忆有促进作用。

阿尔伯特爱因斯坦的宗教观是一种类似不可知论和自然神论的混合,他崇拜自然规律。他曾经说过

”那样来解读我的宗教观当然是谎言,一个系统地重复着的谎言。我不相信人格化的上帝,我从未否认这一点,而且都表达得很清楚。如果在我的内心有什么能被称之为宗教的话,那就是对我们的科学所能够揭示的、这个世界结构“。

虔诚的崇拜自然规律的一个好处是。当他/她看到 麦克斯韦方程组,大氧化事件,电子传递链,浸入式光刻,深度贝叶斯网络,RNA世界,标准模型 和 拉氏量 之类的东西的时候会感激涕零,催产素疯狂分泌。内心充满了皈依般的强烈情感。于是就瞬间全都理解并且都记住了。从而不太努力就成为了学霸。

我并不是在说我自己。

水会引起折射,这是由于水下的光速和在空气中的不一样。光子入水之后频率是不会变得,变得是波长,(频率乘以波长等于波速)。这些都是初中物理的知识。

伴随着芯片工艺的飞速发展,人们对制程的要求越来越高(越小的MOS管速度越快,功耗越低,同时集成度可以做得越大)。这就要求光刻时的波长越来越短。。可是哪怕是紫光的波长都有400nm,制程最高能达到200nm.(由于衍射,不能小于半波长)。而波长越短的光,越难以被介质折射。折射紫外线需要特殊的材料,到X射线的程度基本上就没什么东西能折射它了。而且波长越短,频率越高,光子的能量也越高。也越容易与物质发生吸收之类反应。这在当年造成了不小的危机。耗费巨资的实验都失败了。人们怀疑。摩尔定律还能不能继续下去。

后来有个哥们说,扔水下刻,波长不就短了吗。。。。。。。。。。

这就是沉浸式光刻技术,通过选用大折射率的液体。波长可以变得很短。于是芯片工艺以超摩尔定律的方式加速发展到了今天。

去年9月,英特尔推出了14nm制程的芯片。

IPhone4的那根捅sim卡槽的针是用金属玻璃制成的。。强度奇高无比。

先来个小把戏。

把一个小球下面放一个大球,然后松手。。。落到地上之后小球会以极快的速度冲上房顶。

这是个初中物理小把戏。如果落地时速度是v,大球反弹时也是v, 小球反弹后就成了3v,换算成势能就是原来的9倍。

如果是三个球大中小。。。。。那就是7v,势能是49倍。场面会很帅。

有个倭黑猩猩叫kanzi,这货会用一种人工语言和人交流(猩猩很难发出人类的声音,所以是借助计算机交流的)。

他还会用火,也会做饭(对于这点我觉得很多男生和女生应该感到羞愧)。

想不出算法的时候可以试试多来几个随机数。

确定性算法,随机性算法和量子随机算法的能力是不同的。

比如说从网络按顺序下载俩视频然后对比是否相同,确定性算法必须把第一个视频存下来然后才能比较。

可是随机性算法呢?它可以利用某种随机方式抽取第一个视频的特征,然后再抽取第二个。有一些特征之后就可以以趋近于0的错误率来比较了。(想到MD5的同学加5分)。

在这个问题里,确定性算法的空间复杂度下限是O(n), 而随机算法则是O(1).

还有一个例子是想要看俩N维矩阵A和B,看看它们乘起来是不是等于C。确定性算法很难想到比真的乘一下更快的。

随机性算法呢?它可以产生一个N维随机向量x作为'探针',看看(x*A)*B 是不是等于 x*C.不是的话肯定就不一样了,是的话也不见得一样,可是多试几次都一样那就真的一样了。

由于向量和矩阵的乘法时间复杂度是O(n^2)的,所以整体复杂度也是O(n^2)的。低于乘起来的复杂度,仅仅和输入复杂度一样。

随机性算法还有一个特点就是它总是重复的做很多次不靠谱的事情来形成一个靠谱的结果。本质是并行的。很适合高并行化的运算架构。。。

那么哪些运算架构是高度并行化的呢?。。看到上面说的显卡和人脑了吗?

为了以“简单”的方式来表示复杂的事物,人类发明了“形式文法”这种东西。

大家常用的正则表达式,还有编译方面的巴科斯范式。以及各种各样的计算语言啊。HTML表示啊,JSON方法啊。等等等等,都可以说是形式文法的衍生物。

可是人类并不是唯一用这种方式产生复杂事物的生物。植物产生形态也采用了类似的方式(其实远不仅仅是植物)。于是人类利用形式文法的方式做了个东西叫做L-系统,它可以产生相当逼真的植物(很多游戏和电影里产生树啊草啊神马的就是用得这种方法)。

(本文系作者授权发布)

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