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大学生破解的国际难题

来源:用户上传      作者: 李和君

  空间对接微历史
  11月3日凌晨1时40分许,神舟八号和天宫一号对接段从对接机构接触开始,随后完成捕获、缓冲、拉近和锁紧四个过程,最终实现两航天器刚性连接,形成组合体。中国成为第三个独立完全掌握空间自动交会对接技术的国家。
  有一种说法认为,“空间站”这个概念至少可以追溯到1897年。当时的德国科幻作家拉塞维茨认为空间站是太空旅行的关键。德国“火箭之父”奥伯特则在1923年所著的《飞向星际空间的火箭》一书中,十分具体地使用了“空间站”这个词。空间站注定无法孤立地生存,空间对接技术也就应运而生了。
  第一次有人空间交会
  1965年12月15日,美国“双子星座”6号和7号飞船在航天员参与下,实现了世界上第一次有人空间交会。这两艘飞船在不同轨道上并列飞行,两艘飞船的间距保持在1.83至3.05米之间,距离地球达312公里。 神舟八号和天空一号对接
  第一次两个航天器之间的交会对接
  1966年3月16日,美国航天员阿姆斯特朗和斯科特乘坐“双子星座”8号飞船,手动操作交会过程,与无人“阿金纳”目标飞行器对接,实现了两个航天器之间的首次交会对接。对接后,飞船猛烈滚动旋转,阿姆斯特朗不得不将飞船与“阿金纳”分开。但飞船仍在滚动,改用手动控制,才使飞船稳定下来。后查明是因人为扳错开关造成姿控系统故障。为确保安全,飞船紧急返回。
  第一次自动交会对接
  1967年10月30日,前苏联发射“宇宙”188号无人飞船。飞行49圈时与“宇宙”186号飞船在太空实现自动对接。对接飞行了3.5小时,船上电视摄像机拍摄了对接过程图像。两艘飞船还于10月31日、11月2日各自分离出一个密封回收舱返回地面。
  第一次两艘载人飞船空间对接
  1969年1月16日,载有航天员沙塔洛夫的“联盟”4号飞船与载有航天员沃雷诺夫、叶利谢耶夫和赫鲁诺夫的“联盟”5号对接成功,第一次实现两艘载人飞船在太空对接,共对接了4小时35分钟。对接后,“联盟”5号的2名航天员经过1小时的舱外活动,转移到“联盟”4号上。
  第一次航天飞机与空间站交会对接
  1995年6月29日,美国航天飞机“亚特兰蒂斯”号顺利地与太空运行的俄罗斯“和平”号空间站对接成功。由于俄罗斯在其“联盟”号飞船与空间站方面已积累了70多次交会对接的实践经验,美国“亚特兰蒂斯”号航天飞机使用了俄罗斯研制的对接机构。
  
  人类第一次微笑
  我们的祖先灵长类动物在密林中,每当感觉到远处来了某个物体时,一定是首先把它当作敌人摆好迎战架势,然后在对手来到眼前的一瞬间,露出獠牙,出击猛扑过去;但发现那并不是敌人时,立刻终止猛扑的动作,不过没有时间把獠牙隐藏起来,因为一直这样有些不好,为了让对方明白自己并没有敌意,于是摆出笑脸,这才是微笑的由来!
  也就是说微笑这个表情是在威胁对方,“现在我们是伙伴,但是万一你要对我如何我可饶不了你”。
  其实自然的笑是非常困难的一件事,人在碰到想笑的情况时,由大脑的额叶和心脏的相关部分发出指令,绝妙地控制面部大约50块肌肉,做出自然的微笑;但是相反,当有意识的想要微笑的时候,运动中枢就会向你发出“你给我笑”这样的命令,逼迫你并控制面部肌肉,因为是被逼着做出的笑容,所以总是有些生硬。所以呢,要想发出自然可爱的微笑,方法只有一个,就是别逼着自己笑!
  
  大学生破解的国际难题
  近来,中南大学大三学生刘嘉忆解决了国际数学难题:反推数学中的拉姆齐二染色定理的证明论强度的研究。他到底解决了什么样的难题呢?
  在组合数学上,拉姆齐(Ramsey)定理是要解决以下的问题:要找这样一个最小的数n,使得n个人中必定有k个人相识或l个人互不相识。
  它的通俗版就是常说的友谊定理:在一群不少于三人的人中,若任何两人都刚好只有一个共同认识的人,这群人中总有一人是所有人都认识的。
  从图论的角度来说,一幅图,若每个顶点都跟另一个顶点刚好只有一个共同相邻的顶点,这幅图中总有一个顶点和其他顶点都相邻。
  
  今天是个好天气?
  空气污染指数(Air Pollution Index, API)是为了方便公众对污染情况有个直观的认识,根据污染物的浓度计算出来的。一般而言,监控部门会监测数种污染物分别计算指数,并选取其中指数最大者为最终的空气污染指数。可见,选取哪些污染物纳入监测,对最后的空气污染指数值至关重要。在我国,监控的污染物包括如下几种:可吸入颗粒物(直径小于10微米的颗粒物,PM10)、臭氧、二氧化氮、二氧化硫等。
  我国目前监测的可吸入颗粒物是PM10,指气动直径小于10微米的颗粒物;细颗粒物(PM2.5)指气动直径小于2.5微米的颗粒物,又称气溶胶或可入肺颗粒物。对于大城市而言,细颗粒物产生的主要来源是日常发电、工业生产、汽车尾气排放等过程中经过燃烧而排放的残留物,大多含有重金属等有毒物质,而且不易被人体排出,尚未纳入我国监测体系。
  为什么会失误
  在很多重大比赛上,我们都会为这样的场景而唏嘘不已:一名颇有天赋的运动员或团队,在本可有很大胜算的重大赛事中却发挥失常。在心理学上,人们称这种关键时刻“掉链子”的行为为运动员的“阻塞现象”。这个名称的本意是“窒息”或“哽咽”,也是一个颇为形象的比喻:人的运动能力在胜利在望时也会像激动的人一样因为“哽咽”,而无法自然地发挥出来了。
  阻塞现象的存在多半和运动员的水平无关,而是心理上出现了障碍。心理学家仔细对产生阻塞现象的因素进行了分析,将在关键时刻胜利和失败的个例进行了比较。最终他们找到了罪魁祸首,那就是:想得太多。事情通常是这样的:当人们开始为自己的表现而紧张时,他们会变得更加在意自己的行为。他们会小心翼翼不犯错误,但这可能给他们带来致命的影响:篮球运动员可能会因为太注重自己的行为而忘记了球的位置。在这一刻,以往流畅的动作消失了,取而代之的是运动员的不知所措。
  
  生日悖论
  按概率学计算,如果一个房间里有23个或23个以上的人,那么至少有两个人的生日相同的概率要大于50%。这就意味着在一个典型的标准小学班级(30人)中,存在两人生日相同的可能性更高。对于60或者更多的人,这种概率要大于99%。这个数字,恐怕高出了绝大多数人的意料。我们没有算错,是我们的直觉错了,该问题被称为生日悖论。因为当我们看到“有人生日相同”时,下意识地用“与我生日相同”去推测。
  理解生日悖论的关键在于领会相同生日的搭配可以是相当多的。如23个人可以产生23 × 22/2 = 253种不同的搭配,而这每一种搭配都有成功相等的可能。从这样的角度看,在253种搭配中产生一对成功的配对也并不是那样的不可思议。
  换一个角度,如果你进入了一个有着22个人的房间,房间里的人中会和你有相同生日的概率便不是50:50了,而是变得非常低。原因是这时候只能产生22种不同的搭配。


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