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| 12430 | 为什么盯着“哈哈哈哈”看太久 就不认识字了?(组图)好奇心实验室 和评 13小时8分钟前 豆瓣上有个小组，叫“哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈”。https://web.popo8.com/202005/24/6/27a77ed783.jpg顾名思义，这是个以引发人“哈哈哈哈哈哈哈”反应为主要内容的小组，加入的秘诀是“哈哈哈哈哈哈哈哈”，回复的主题是“哈哈哈哈哈哈哈哈哈”。https://web.popo8.com/202005/24/7/f5f93731f8.jpg如果你到这个小组逛逛，那么你很快就会发现这么一件事——都快不认识“哈”字了。https://web.popo8.com/202005/24/10/2e3488789a.jpg“哈哈哈哈哈哈”，这字盯久了感觉像“恰”，又像“口人一口”的奇怪组合，它看起来如此陌生，不像汉字。一个汉字盯久了，就感觉不认识了。这是为什么呢？语义饱和不仅仅是汉语，以任何一种语言为母语的人都有过“一个单词盯久了就不认识了”的感觉。而且，一种再熟悉不过的东西，看久了之后突然变得陌生的现象，还发生在熟悉的图画、熟悉的地点，甚至熟悉的面孔上。https://web.popo8.com/202005/24/11/e6d5ca9a04.jpg盯着日常起居中最熟悉的那个人的脸，半分钟后你会突然感到陌生。这不是因为他有事瞒着你，或者你俩是塑料感情，或者他被外星人掉包了，而是你的大脑“语义饱和”了（……当然也有可能是他有事瞒着你）。这种现象被称作“Jamais vu”，是法语词汇，意思是旧事如新（它还有个反义词，叫Déjà vu，意思是新事如旧，“这个妹妹我曾见过的”，更罗曼蒂克）。这么个浪漫感性的形容难逃科学的“魔爪”，在20世纪60年代，科学家针对Jamais vu展开了研究，然后提出了“语义饱和”的解释。总的来说是这样：人类的神经系统非常爱学习，渴望新刺激。如果在短时间内，接收到大量重复单一的刺激，就会引起神经活动的抑制。在《名侦探柯南》第707集“毒和恨的设计”中，凶手就利用了“语义饱和”的原理杀人。https://web.popo8.com/202005/24/2/2cc9bad9a7.jpg值得注意的是，引起暂时性语义饱和的字，通常都是“哈”这种常用字，那种本来你就不太认识的字，反倒不会出现“突然就不认识了”的情况。https://web.popo8.com/202005/24/4/de6d49cc94.jpg道理很简单：不熟悉的汉字会给大脑带来持续性的刺激，自然不会引起神经疲惫。目前，针对语义饱和的研究还在继续，研究的焦点在于人是在看字释义的哪一细分阶段疲了的。所以就语义饱和产生的原因，现在有几个假说：语义加工假说、前语义（知觉）加工阶段假说、知觉表征——语义联接假说。这些都不提，“语义饱和”理论对于我们生活学习其实有个重要的启示，那就是，类似“罚抄100遍”这种惩罚，类似“每个单词抄20遍”这种作业，是完全没有意义的！https://web.popo8.com/202005/24/8/d12fddf70a.jpg抖音同款罚抄笔，买一支送一支。钻研这项业务的商家应该是当年的罚抄专业户，他到今天仍“的地得”不分。一个字看久了，都会因为实在太熟悉而不认识。那么一个词抄写100遍，神经得疲成啥样了，怎么还会考虑将其记下来呢？人的大脑在看到一个字的形态，然后快速搜索出其字义与发音时，只用了几十分之一秒。而人为地盯着它看十几秒的功夫，这个“自动搜索”的工作，其实已经在脑部被重复了几百次。至于花费几个小时的时间，来重复抄写一件东西，大脑为了避免睡着，以继续抄，只能选择忽略眼前的重复刺激，而另谋他就，也就是溜号。比如耳机中的音乐，比如胡思乱想，比如下顿饭吃啥。总而言之，由于语义饱和的原理，重复单调的抄写作业，非但不能起到想象中的作用，反而使人更加厌学，更加注意力不集中了。完形崩溃再教大家一个词，叫“完形崩溃”。我们经常能够在网上接触到类似下面这种图片。https://web.popo8.com/202005/24/10/3b5deb91b2.jpghttps://web.popo8.com/202005/24/10/ab1aa3ad85.jpg眼前的黑不是黑，你说的白是什么白？明明空白区域什么都没有，但观者仍然能够脑补出一只斑点狗，一个白色的三角形，以及一只熊猫。格式塔心理学认为“人们总是采用直接而统一的方式把事物感知为统一的整体，而不是感知为一群个别的感觉。”简言之就是，人在观察事物的时候，往往会先关注整体，然后才是局部与细节。下面这张图，盯久了你会发现，它其实是3个吃豆人。白色三角形在你发现吃豆人的那一瞬间，消失了。https://web.popo8.com/202005/24/7/1ed8c10de8.jpghttps://web.popo8.com/202005/24/10/42a2ac4878.jpg格式塔或者Gestalt，在德语中是“整体”的意思。格式塔心理学的创始人是韦特海默，该学派强调经验和行为的整体性，认为整体大于部分之和。https://web.popo8.com/202005/24/5/82f7131421.jpg格式塔的整体理论能通过我们小时候认字的过程验证。上小学学习认字的时候，我们往往先认识字的整体，能够辨别出它的字义，以及发音。然后我们才会逐渐观察到字的内部结构，以及一些形近字之间相互区别的小细节。https://web.popo8.com/202005/24/13/53643038d7.jpg盯久了一个字，它的整体开始消失，它的细节甚至无关紧要的细节逐渐放大。就像一张油画，远看是美丽的田园风景，走近了不过是一堆堆毫无意义的色块。https://web.popo8.com/202005/24/0/6a4eb8d5bf.jpg盯久了，感觉这个哈字有点不怀好意，笑里藏刀。“完形崩溃”的过程，和我们认字的规律是一致的，从整体到偏旁部件，再到笔画与形近字。大概像下图这样。https://web.popo8.com/202005/24/5/a998322cdc.jpg逐渐崩溃台湾大学心理学教授郑兆明用“字形饱和”“字形分解”来形容汉字中的“完形崩溃”。通常来讲，一个字笔画越多盯久了越容易崩溃，也许因为细节更容易牵扯整体的注意；合体字比独体字容易崩溃，或许因为一个字的次要矛盾容易牵扯人们对主要矛盾的注意力。总结一下：盯久了神经疲惫，产生语义饱和，以及人们关注整体的天性开始被迫观察细节，造成完形崩溃——这就是一个字盯久了就感觉不认识的原因。解决的方法就是把视线移开。https://web.popo8.com/202005/24/10/2e3488789a.jpghttps://web.popo8.com/202005/24/10/2e3488789a.jpghttps://web.popo8.com/202005/24/10/2e3488789a.jpg资料参考：https://en.wikipedia.org/wiki/Semantic_satiation前期相关精彩新闻:香港暴徒当街围殴律师,梁振英悬赏30万缉凶(图/视)加拿大法院下周裁决孟晚舟案 中方:确保顺利回国(图)特朗普真憋坏了,这次麻烦大了!美国人忍不了了?(图)破釜沉舟!华为“去美国化”的成功几率有多大?(组图)港警至少拘捕180名暴徒,港府:立法迫切!港股要悬(图)港区代表呼吁设国安法庭,法官不得有外国居留权(图)美女小姐姐亲测一加8 Pro透视:常穿衣服试了一遍(图)阅读量排第一的公众号被封了,扒一扒它有多邪?(组图)美国破167万!解除部分旅行禁令,这些人可以赴美(图)中美矛盾空前激化 北京如何抵制和平演变40年?(图)央视向乱港势力喊话:都跳出来了?就知道你们怕了(图)外媒:香港数万市民再上街游行 反对中国国安法(组图)海外华人快被逼疯了!民航官微被骂到关闭评论(组图)她被称亚洲女生最想要的身材 吉娜腰+蜜桃臀(组图)22岁男生阴茎破裂 手术接回去了 都是女友害的(组图)惊!华人带娃遛弯遇郊狼 宠物狗后院被叼走惨死(组图)美国神药临床试验数据发布 美媒看后都在说这句话!马保国:比赛时我突然功力全失 医生:可能有瘤(组图)还原最后时刻 翼装飞行女生自救 其实都成功了 然而国家包机接回的小留学生 现在又要出国 寒了谁的心? | 0 | M********t
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| 12439 | 人以光速飞到宇宙 1天后返回 他家人还在地球上吗?量子科学论 和评 6小时59分钟前 在狭义相对论中的钟慢效应看起很简单，其实不然！我们常说一个物体运动速度越快，它所经历的时间流逝速度相对于静止的物体越慢，这句话没有毛病。https://web.popo8.com/202005/24/6/904180ac76.jpg但是你怎样通过狭义相对论的钟慢效应来产生真实的时间变慢效果。也就是说，你想使得自己通过运动变得比其他物体更加年轻，却是一个非常复杂，且充满误解的一个问题。这个问题其实就是狭义相对论中所讨论过的双生子问题。https://web.popo8.com/202005/24/4/12d0ba6d40.jpg要了解这个问题，我们首先要知道什么是惯性系和非惯性系，这两个概念在狭义相对论中非常重要，是理解双生子问题的关键。https://web.popo8.com/202005/24/15/fa2893aabd.jpg惯性其实就是牛顿第一定律的表述，一个孤立的质点在没有受到外力的情况下，也就是合力为零的情况下，这个质点会保持匀速直线运动或者静止。以这样一个运动状态的物体作为参考系，那么这个参考系就是惯性参考系。相反当一个物体受到的合力不为零，也就是存在一个加速度的话，那么这个物体就是在做非惯性运动，它也是一个非惯性的参考系。https://web.popo8.com/202005/24/14/fe9f89dd79.jpg那么双生子问题说的是啥？当爱因斯坦发表了自己的狭义相对论以后，提出了很多违反人类直觉的物理学结论，其实最让人难以理解的就是钟慢效应。因为在此之前人类一直认为时间的流逝速度对于任何事物，不管它处在怎样的运动状态都是一样，这就是牛顿的绝对时空观。但是钟慢效应告诉我们处在运动状态下的事物的时间流逝速度会发生变化。为什么会产生这样的效果呢？其实时间变慢很好理解，很多的科普文章视频都有讲解，我这里就简单提下，看下图就明白了。https://n1.itc.cn/img8/wb/sohulife/2020/05/24/159031553134884552.GIF光速不变原理是狭义相对论的基本假设，在20世纪也得到了迈克尔逊-莫雷实验的证实，这一毋庸置疑。正是因为光速相对于任何事物的运动状态都保持一个定值，这就为我们带来了钟慢效应。上图其实就是一个光子钟，光子上下运动一个来回，我们记为1秒，我们外部的观察者看一个静止的光种的时候，光子在上下正常运动，时间也不会发生变化。但是当我们外部的观察者看一个处在运动状态下的光子钟的时候，由于光速不满足日常生活中的叠加原理（也就是光速不管怎样都不变），就产生了一个奇怪的现象。光子走过了更长的路径，这说明它比静止的光钟，时间过的更慢。很简单吧，这就是运动状态下时间变慢的原因。https://n1.itc.cn/img8/wb/sohulife/2020/05/24/159031553102712978.GIF但是这里有个经常容易出现的误解就是，有人会认为处在运动状态下的光钟，或者人感受到的时间真的变慢了。如果我们以光速运动就会让时间流逝的异常缓慢，甚至是停止，是不是就能长生不老了？其实并不是这样的，时间变慢效应是相对于外部观察者来说的，是外部观察者看到的效应，而不是自己亲身体会到的效应。这就是为何叫相对论的原因了。因为和光钟处在同一坐标系下的观察者，他会看到光钟是静止的，光钟的时间在正常流逝。因此，假如你能以光速旅行，不管速度有多快，你的一秒就是你感受到的一秒，你并不能感受到自己的时间变慢。也就是说，你能活一百岁，依然只能活100岁。https://web.popo8.com/202005/24/5/59f448ba66.jpg那么你可能会问，钟慢效应并不能真实的改变运动状态下事物所经历的真实时间，那这个钟慢效应有什么意思呢？钟慢效应其实改变的是你和静止的观察者所处的时空框架，在不同的时空框架下时间的流逝速度是不一样的。也就是说，你的一秒不再是静止观察者的一秒，你的钟走了一秒，外部的静止观察者可能就走了三秒、甚至是四秒。意思就是你的时间和他的时间不在等价了。这样就会带来真实的时间差。https://web.popo8.com/202005/24/4/8a05573b63.jpg这是否就意味着，我只要运动就能产生这样的真实效果，其实并不是的。这就是双生子问题的来源。你看，假如在地球上有一个和你同时出生的双胞胎B。在你出生时，你就开始坐宇宙飞船离开地球以非常快的速度进行一段时间的星际旅行，然后返回地球，根据以上的观点进行分析，那么你会认为自己经历了高速运动，自己应该更加年轻。但是处在地球上的双胞胎B会认为你并没有运动，而是自己朝相反的方向运动了，他应该比你年轻。这就是双生子佯谬。https://web.popo8.com/202005/24/10/305b87f7fa.jpg那么到底是你认为的正确还是双胞胎B认为的正确呢？其实你是正确的，你比地球上的双胞胎B更加年轻，因为狭义相对论效应的等价只能发生在两个惯性系的身上，也就是说钟慢效应会真实的发生在非惯性系的身上。由于你在离开地球时，要经历一个加速运动，在返回地球时要经历一个减速到反方向的加速过程，因此在这个运动过程中，你有一段时间是一个非惯性系，而地球上的双胞胎B一直都处在惯性系下，因此你所经历的时间流逝速度会真实的慢于地球上的双胞胎B。https://web.popo8.com/202005/24/14/86c8785ca0.jpg彻底了解了以上的问题，我们再来看看今天的问题，如果有人以光速飞到宇宙中，1天后返回，他的家人还在地球上吗？返回这两个字非常重要，如果这个人（运动者A）只是以光速匀速飞出去了，并没有回来，那么我们就认为他和地球上的家人都处在惯性系下，狭义相对论的效应就是等价的，谁也不会比谁变得更老。而在返回的过程中，运动者A就是一个非惯性系，因此他在这段时间内就会相对于地球上处在惯性系的家人真实的发生钟慢效应。我们知道运动速度越快，钟慢效应就越明显，以光速运动的话，在地球上的家人看来，飞船上的运动者A时间就基本上停止的。看下图https://web.popo8.com/202005/24/13/c8f3ddf588.jpg上图左，当达到0.9倍的光速时，时间会膨胀到大约2倍，从0.9倍光速到1倍光速，时间膨胀效应就会急剧的增加，当达到1倍光速时，就会达到无限大，在外部观察者看来你的时间就会变得没有意义，甚至停止。但是你自己却能感受到正常的时间流逝。所以假如你以非惯性运动的状态以光速运动，例如，以光速绕地球做圆周运动，这就是一个典型的非惯性运动。这时你在飞船上哪怕过上一秒，对于地球上的人类说，都是无比漫长的时间。从公式上看，你的一秒等于地球上无限长的时间。https://web.popo8.com/202005/24/4/2129f0dcea.jpg所以当你真的能够达到光速旅行的话，通过让自己绕地球、太阳系、或者银河系运动，总的来说只要让自己保持在非惯性系的运动，你就能做到相对于宇宙真正的“永生”。因为这时你的1秒已经相当于其他事物无限长的时间，你能活100年，那岂不是相对于其他事物，不死不灭了。你有没有发现，当你真正达到光速、并做非惯性运动时，就会出现一个奇怪的现象，只要满足以上的条件，哪怕你在飞船上经历1飞秒的时间，都等于宇宙中其他事物无限长的时间。以光速运动这个问题讨论起来好像已经没有意义了，其实本身就没有意义。所以，当你达到光速，你不仅见不到你的家人，回来时地球估计已经都没有了。https://web.popo8.com/202005/24/2/25f2752528.jpg这里我还需在强调一件事，当你达到光速你自己并非体验不到时间流逝，你依然会在100年内死去，你也并不能达到宇宙中任何的位置，你以光速旅行100年，也只能达到100光年处。你在宇宙中以光速旅行时，也会经历漫长的时间煎熬。唯一不同的是，你煎熬了100年，地球上的人可能就煎熬了无限长的时间。前期相关精彩新闻:以光速的20%飞行有多危险?与灰尘相撞即是灾难(图)为什么没东西能超过光速?超光速旅行仍遥不可及(图)港警至少拘捕180名暴徒,港府:立法迫切!港股要悬(图)港区代表呼吁设国安法庭,法官不得有外国居留权(图)美女小姐姐亲测一加8 Pro透视:常穿衣服试了一遍(图)阅读量排第一的公众号被封了,扒一扒它有多邪?(组图)美国破167万!解除部分旅行禁令,这些人可以赴美(图)中美矛盾空前激化 北京如何抵制和平演变40年?(图)央视向乱港势力喊话:都跳出来了?就知道你们怕了(图)外媒:香港数万市民再上街游行 反对中国国安法(组图)海外华人快被逼疯了!民航官微被骂到关闭评论(组图)她被称亚洲女生最想要的身材 吉娜腰+蜜桃臀(组图)22岁男生阴茎破裂 手术接回去了 都是女友害的(组图)惊!华人带娃遛弯遇郊狼 宠物狗后院被叼走惨死(组图)美国神药临床试验数据发布 美媒看后都在说这句话!马保国:比赛时我突然功力全失 医生:可能有瘤(组图)还原最后时刻 翼装飞行女生自救 其实都成功了 然而国家包机接回的小留学生 现在又要出国 寒了谁的心?这国家取消对中国免签 当地人直言:不欢迎中国人(图)真童话!天津姑娘爱上落魄小子 男子真身是伯爵(组图)她一怒瘦了半个自己 终于在毕业晚会惊艳众人(组图)陆媒:美国出必杀 华为可能会输 但中国一定赢!(组图) | 0 | M********t
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| 12440 | 成为太空传奇的哈勃望远镜,曾经竟被当做笑话?(组图)硅谷洞察 睿文 2小时33分钟前 望远镜是人类最伟大的发明之一，自伽利略时代以来，人们制造了数不清的望远镜，但迄今为止还没有一台望远镜能像哈勃望远镜一样改变我们的思维，因为它展示的不只是遥远宇宙美丽的照片，而是重新定义我们对于整个宇宙的认知。今年（2020 年）是哈勃望远镜升空投入使用的三十周年。作为第一个进入地球轨道的精密光学天文观测设备，自 1990 年 4 月 24 日升空以来，哈勃对天文学的每一个领域都做出了重大贡献。BBC 的纪录片《哈勃三十年：揭示宇宙奇观》中讲到：「所有与哈勃望远镜合作过的人，都会产生一种非常感性且浪漫的情感联系。它往往会让人们对宇宙的认知彻底为之改变。」可以说，哈勃重新定义了宇宙，并且以一种超出科学理解的发自肺腑和情感的层次与我们普通大众对话。https://web.popo8.com/202005/24/16/760cced5bc.jpg▲ 哈勃拍摄的「蝴蝶星云」，图片来自网络可是你知道吗？这个被称为「人类历史上最成功的科学实验」曾经差点被 NASA 和美国政府，甚至在它升空之后还成为美国深夜脱口秀喜剧节目的「常客」，常常被脱口秀演员进行调侃。那么，如此不受待见的「哈勃」是如何成为人类探索太空过程中不可或缺的角色呢？本期的《科技拾遗》小探就带大家来回顾「哈勃」的前世今生。哈勃的起源1889 年，一个名叫埃德温·鲍威尔·哈勃（Edwin Powell Hubble）的小男孩出生于美国密苏里州一个普通的保险从业员的家庭。哈勃从小成绩优异，先是从芝加哥大学取得数学、天文学的学士学位，随后拿到被称为「本科生诺贝」的罗德奖学金，成功进入英国牛津大学，并成为牛津历史上首批罗德学者，遵从父亲意愿主修法律，但依然钟情于天文学，选读了许多天文相关的课程。在牛津大学毕业后，哈勃回到了芝加哥大学，正式钻研天文学。三年后，28 岁的哈勃拿到了天文学博士学位，同一年，威尔逊天文台的创始人乔治·海尔也邀请他前去工作。他欣然接受，因为威尔逊天文台有着当时最先进的反射望远镜。而这台望远镜也正式开启了哈勃成为「星系天文学之父」的道路。在哈勃的研究生涯中对天文学的贡献不计其数，其中最重要的贡献有两个：其一是发现了当时被认为是一些银河系内的星云的物体实际上是银河系外的星系，打破了宇宙完全由银河系组成的「岛宇宙」的观念，对天文学的发展具有十分重大的意义；其二是提出了著名的「哈勃定律」，即星系的退行速度与距我们的距离成正比，对我们认识宇宙的演化做出了重要的贡献。https://web.popo8.com/202005/24/4/f6b8a91233.jpg▲ 美国曾为这位伟大的天文学家发表几年邮票，图片来自网络就在埃德温·鲍威尔·哈勃去世 36 年之际，NASA 将其设计的空间望远镜命名为「哈勃」，以纪念这位伟大的天文学家。虽然名叫「哈勃」，可是除了纪念意义之外，两者之间并没有什么实质性的联系。我们都知道今年是哈勃望远镜升空的 30 周年，这台人类历史上「最伟大的太空仪器」的最初构想要追溯到 1946 年。一位名叫莱曼·斯皮策（Lyman Spitzer）的天体物理学家撰写了一篇名为《在地球之外的天文观测优势》论文，论文中明确指出了提出把望远镜放入太空以消除地球大气层遮蔽效应的建议，以及这么做对于人类探索地球以外的空间的诸多好处。这样的想法无疑是非常超前的，要知道，那个时候人类并没有开启人造卫星时代，甚至连 NASA 都还没有建立。https://web.popo8.com/202005/24/6/45a63e8eb5.jpg▲ 莱曼·斯皮策，图片来自网络1962 年，美国国家科学院在一份报告中推荐将空间望远镜作为未来太空计划的一部分，随后，1965 年，美国建立了一个旨在建造空间望远镜的科学委员会，莱曼·斯皮策被任命为主任委员。1968 年 NASA 才正式确定了建造 3 米反射望远镜的计划。命运多舛的哈勃望远镜尽管计划已经确立，要在当时制造出一台空间望远镜谈何容易。1969 年，随着阿波罗 11 登月计划的成功，NASA 的太空经费开始缩减，哈勃望远镜的项目也面临「胎死腹中」的危险，据知情者描述，时任美国总统的福特和美国众议院就差点下令砍掉大型空间望远镜项目。https://web.popo8.com/202005/24/5/36a94411c7.jpg▲ 登月计划的成功，让哈勃项目面临危机，图片来自网络幸好当时美国的天文学家经过多方游走宣传，最终发起了全国性的请愿以求保住这台当时还没有被命名为哈勃的大型空间望远镜。美国国家科学院出版的报告中也强调了空间望远镜的重要性，NASA 甚至邀请了欧洲航天局（ESA）加入研发并承担 15% 的研制经费，并将原定的 3 米口径缩减到了 2.4 米。经过一系列的操作，国会终于在 1977 年通过了 2 亿美元的预算。尽管这笔预算比原定的预算少了将近一半，好在人类历史上首个大型空间望远镜项目也算正式启动了。尽管获得了「难于登天」的国会的批准，可接近一半预算的缩水让哈勃的设计和制造依然面临着不小的挑战。由于预算被严重缩水，整个研发小组不得不一边向国会伸手要钱一边研发，这导致整个望远镜的主镜制造工作直到 1981 年底才全部完成，而光学组件直到 1984 年才完成。在 1986 年哈勃望远镜全部完工时，整体的预算是当时国会批准的五倍之多，整整十亿美元。预算的大幅增长和研发周期的延长，让本就不受国会待见的哈勃项目在美国国内备受质疑，甚至连当初为其请愿的美国民众都对这个项目失去了信心。在一片质疑声中，哈勃的各个部分于 1985 年组装完成，NASA 将发射时间定在了 1986 年 10 月。可是，就在距离原定发射时间的九个月的时候，上天给全世界的人们开了一个极其沉痛的玩笑。https://web.popo8.com/202005/24/3/5dfa2e76af.jpg▲ 挑战者号航天飞机解体瞬间，图片来自网络1986 年 1 月 28 日，美国挑战者号航天飞机在升空 73 秒后发生解体爆炸，7 名宇航员全部遇难。这场航天灾难让美国的航天事业受到了沉重的打击，所有航天飞行计划不得不强制取消。遥遥无期的哈勃项目又一次陷入了泥潭。事后，美国航天事故委员会对挑战者号事故进行了 5 个月细致的调查，而 NASA 也对航天飞机进行了 400 处以上的修改，终于经过 4 年漫长的等待，1990 年 4 月 24 日，搭载着哈勃望远镜的「发现号」航天飞机成功升空，将哈勃望远镜送入了距地表 600 公里的轨道。https://web.popo8.com/202005/24/8/5864f1dd12.jpg▲ 哈勃望远镜离开航天飞机瞬间，图片来自 NASA 官网从立项到发射，历史 20 多年，耗资 25 亿美元，哈勃望远镜终于要开始行使它的使命，而全世界都在等待着它传回的第一张照片。价值 20 亿的近视眼和史无前例的「眼科大夫」1990 年 5 月 20 日，哈勃望远镜向地面传回的第一张照片成像质量远远没有达到设计要求。通过对哈勃望远镜进行不断调焦，依然得不到清晰的图像，说明光学系统存在严重的问题。奋斗了这么多年，人们惊讶地发现哈勃望远镜竟然是个近视眼。这意味着 25 亿美元的投入，换来的只是一堆「破铜烂铁」。https://web.popo8.com/202005/24/4/d06459caa9.jpg▲ 哈勃传回的第一张照片（右）和智利拉斯坎帕纳斯天文台望远镜拍摄的同一片空域，图片来自 NASA 官网一夜之间，哈勃成为了全美的笑话。甚至在美国当地的深夜喜剧节目 CARSON 中有脱口秀演员说道：「我现在甚至希望苏联把它击落，因为这样它至少能探测苏联的太空武装力量。」这句笑话在现在看起来荒谬至极，但当时确实收获了节目观众的满堂喝彩和笑声。当全世界都在尽情嘲笑它时，NASA 却一直没有放弃它，NASA 联合多个航天中心和美国国会中支持哈勃的议员，一起通过了修复哈勃的航天计划。由于在研制过程中对于哈勃望远镜的质量管理出现了失误，从而错失了地面解决问题的机会，这几乎让 NASA 完全失去了美国民众的信任，此次维修任务的意义不仅关乎 NASA 自身，同时也关乎后续人类探索太空的财政拨款。若任务失败，人类探索太空的进程说不定要再晚个二十年。1993 年 12 月，「奋进号」航天飞机升空，对哈勃望远镜进行了仪器和设备的更换。其中最重要的操作有两个：1. 更换新的广域和行星相机，在相机内部对球面像差进行校正；2. 光轴补偿校正光学组件取代了高速光度计，在外部对其他现有仪器的球面像差进行校正。这两个操作为哈勃望远镜戴上了「眼镜」，解决了「近视」问题。https://web.popo8.com/202005/24/13/2912e5871c.jpg▲ 两名宇航员为哈勃「治疗近视」，图片来自 NASA 官网在失重环境中对精密的设备进行维修是一件史无前例的挑战，宇航员穿着笨重的舱外航天服本就是行动不便，加上哈勃望远镜上的仪器高度精密且脆弱，如果操作不慎就很有可能损坏仪器而导致几亿美元的投入又有可能打了水漂。并且，哈勃望远镜围绕地球公转只需要 90 分钟，也就是说每 90 分钟就会经历一次白天和黑夜的交替，光照条件和温度都会产生剧烈的变化，而没有大气层保护的宇航员只能靠着舱外服来扛过这样艰难的环境变化。这样的维修任务无论是对于宇航员还是哈勃，都是极其巨大的考验，为了应对挑战，担任此次维修任务的宇航员还特地在约翰逊太空中心 2 万立方米的水池中进行了 1：1 地仿真模拟训练。https://web.popo8.com/202005/24/15/ea2cc7d3cd.jpg▲ 宇航员进行仿真模拟实验，图片来自 NASA 官网1994 年 1 月 13 日，NASA 召开记者会宣布此次维修任务已经成功修正了哈勃望远镜上此前存在的成像问题，而后续传回的图像可以达到预期的清晰度。这次记者招待会看作是 NASA 自我救赎的发布会也不为过，这次任务的成功和哈勃的正常运行不仅让 NASA 重获新生，同时也树立了一个历史性的里程碑——哈勃望远镜即将把人类对宇宙的认知带入崭新的时代。https://web.popo8.com/202005/24/0/a4526c486d.jpg▲ 哈勃望远镜修复前后图像对比，图片来自网络之后哈勃还经历了多次保养和维修，而每一次维修都让哈勃拥有了新的能力，使其一直作为「地球之窗」，帮助人类探索宇宙的奥秘。重新认识哈勃经历了坎坷的前半生，哈勃终于可以带领人们探索太空。开头我们说到，哈勃被成为「人类历史上最成功的科学实验」，或许有人对此抱有疑惑。但当你看到哈勃对于人类探索太空贡献的数据和成果后，你就不会那么认为了。https://web.popo8.com/202005/24/12/76d4249407.jpg▲哈勃拍摄的著名创世之柱，图片来自网络自 1990 年升空以来，哈勃望远镜总共完成了超过 150 万次科学观测，帮助天文学家发表了超过 15000 篇科学论文，这些论文被其他领域的论文引用超过 70 万次，其每年产生 10TB 数据，目前总存储数据超过 150TB，是史上最具有生产力的科学仪器。除了这些极具震撼力的数据，哈勃还发现了其他预期之外的内容。NASA 的天体物理学家；哈勃望远镜首席科学家（1979-1998）埃德·韦勒曾在采访时说到：「哈勃望远镜观测到了一些我们当初预期之外的内容。毫不夸张的说，它改变了我们对宇宙的观点。」1. 超大质量黑洞遍及星系1990 年哈勃望远镜发射之前，天文学家们只在双星系统中证实了黑洞的存在。当哈勃望远镜的成像光谱仪（STIS）在 1997 年投入运转时，天文学家迅速将其对准了距离地球最近的超迷你星系——M87 星云的核心。没想到发现了星系中心潜藏着一种令人震惊的黑洞类型——超大质量黑洞，它的质量从一百万个太阳质量到几十亿个太阳不等。https://web.popo8.com/202005/24/2/505bab7717.jpg▲ M87 星云，拍摄者：Martin Pugh并且，通过后续对宇宙其他星系的观察发现，几乎每个单体星云当中都存在这一个超大质量黑洞。2. 证实暗能量的存在在 1998 年，两个研究小组通过哈勃望远镜发现：Ia 型超新星，这种罕见的恒星爆炸能够释放出数量巨大的，持久的光。通过仔细测量来自这些活动的光的红移现象（光波向着可见光谱中红色的一端变化），科学家发现我们的宇宙正在膨胀，膨胀的速率则被定义为「哈勃常数」。https://web.popo8.com/202005/24/7/dfc3dee813.jpg▲ 哈勃拍摄的 la 型超新星照片，图片来自网络而根据「哈勃常数」进行倒推，科学家们断言我们的宇宙已经有 136 亿年的历史。这也是人类第一次测算出宇宙的历史年纪，而哈勃望远镜也在其中扮演了很重要的角色。3. 哈勃深场1995 年 12 月 18 日至 28 日，哈勃连续十天对大熊座的一小片天区进行了近 100 个小时的观测，拍摄了 342 张照片，经过合成后得到了著名的哈勃深场（HDF）照片。https://web.popo8.com/202005/24/1/e76534c73e.jpg▲ 著名的哈勃深场（HDF）照片，图片来自网络哈勃深场的照片揭示了前所未有的遥远星系的大量细节，创造了历史。深场中的每一个亮斑都是一个星系，每个星系中又包含了到万亿颗恒星，其中能分辨出的星系就有 3000 多个，这些遥远的星系比我们裸眼能看到最暗的天体还要暗淡 40 亿倍。从哥白尼提出日心说到埃德温·鲍威尔·哈勃发现河外星系，经历了近四百年。人类从最开始以为银河系即宇宙到现在可以观测到上万亿个河外星系仅仅过去了不到一百年时间，哈勃望远镜的出现让人类对于宇宙的观察得到了前所未有的发展，而这些绚丽的成果也不禁让我们思考自己在宇宙中的存在意义和价值。哈勃的出现，让世界各地的人感受到了宇宙的美妙；哈勃的出现，让我们知道原来人类如此渺小；哈勃的出现，让人类真正意义上的团结在了一起。原设定为 15 年服役期的哈勃，已经远远超过了它原定的服役年头，自 2009 年之后，再也没有人触碰过它，可是它依然在为我们呈现地球之外的美丽世界。最后，小探引用一句埃德温·鲍威尔·哈勃的名言来结束本期《科技拾遗》并向服役 30 年的哈勃致敬。我们不知道我们为何会生在这世上，但我们可以追寻着世界的真相。——埃德温·鲍威尔·哈勃参考资料：https://bolide.lamost.org/articles/article289.htmhttps://https://&t=1319shttps://www.ixigua.com/cinema/album/87wFvZnhs0g_87IF1FS6ynA/?logTag=jyW4YJliEzSM2jMvnCkrshttps://www.chinatimes.com/cn/fashion/20200330005261-263904?ctrack=pc_main_rtime_p08&chdtvhttps://www.nasa.gov/mission_pages/hubble/main/index.htmlhttps://en.wikipedia.org/wiki/Hubble_Space_Telescopehttps://www.space.com/15892-hubble-space-telescope.htmlhttps://www.bbc.com/news/science-environment-52106420前期相关精彩新闻:哈勃拍下7500光年外宇宙爆炸图 似慢动作烟花(图)哈勃望远镜上相机损坏 因美国政府关门推迟维修(图)哈勃望远镜最新拍摄邻近星系:恒星形成区多样性(图)港区代表呼吁设国安法庭,法官不得有外国居留权(图)美女小姐姐亲测一加8 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