帕克走了,但帕克号依然向着太阳前进

  从人类生存及技术应用的角度来说,对太阳风性质的探究和对日冕物质抛射的预测,是人类进行空间活动的必然需求,也是人类理解生命起源,寻找地外生命的重要基础。

  美国著名太阳物理学家尤金·帕克于近日逝世,享年94岁。

  帕克是最早提出并通过数学计算证明“太阳风”存在的天文学家,对太阳物理学研究起到了奠基性作用。

  2018年8月,以帕克命名的太阳探测器发射升空,当时91岁的帕克亲临发射现场观看了此次发射,而这也使得帕克号太阳探测器成为美国国家航空航天局(NASA)历史上第一个以在世科学家命名的探测器。

  如今,帕克走了,但帕克号依然向着太阳前进。

  太阳风理论颠覆人们对太阳大气认知

  能够“冠名”太阳探测器,帕克对太阳领域的研究,究竟有着怎样的贡献?上世纪中叶,权威学者查普曼提出的静态太阳大气理论成为当时的主流观点。该理论认为,太阳大气一方面受到太阳超高温度下形成的向外膨胀力的作用,另一方面又受到太阳自身引力的作用,两种力实现平衡,形成了太阳大气的静止状态。

  但也有科学家提出了不同看法,1956年德国科学家路德维希·比尔曼通过观察彗星“尾巴”的朝向指出,彗星的一条“尾巴”之所以总是背向太阳,是由于彗星的挥发物受到了太阳上吹来的风的影响,被吹向了与太阳相反的方向,从而形成了彗尾。

  这一学说在当时并未受到广泛认可,美国芝加哥大学教授约翰·辛普森便认为该学说与权威理论相悖,于是他将验证这一假说的任务交给了他的学生——尤金·帕克。

  当时还是研究生的帕克便以查普曼的静态太阳大气理论为基础,进行数学推导。但最终得出的结果却令他大为震惊。计算结果显示,如果以静态太阳大气为条件,则在距离太阳无穷远的地方,依然存在着巨大的太阳大气压强。这个明显矛盾的结果让帕克意识到,查普曼的理论并不正确。再加之此前比尔曼提出的假说,帕克认为,太阳大气不是静止的,而是一直处于活跃状态,并持续向外抛出粒子。通过计算,帕克指出太阳大气粒子在脱离太阳引力后会不断加速,其在地球附近的速度可达到每秒数百公里,帕克将其命名为太阳风。

  中国科学院国家天文台怀柔太阳观测基地主任邓元勇介绍,帕克的太阳风理论刚发表时便颠覆了人们对静态太阳大气的认知,遭到了当时科学界的普遍质疑。但是在1962年,“水手2号”探测器在前往金星的过程中,对太阳进行了连续100多天的观测,持续观测到了速度高达400—700公里/秒的带电粒子流,全面证实了太阳风的存在。人们终于认可了帕克此前提出的太阳风理论,而帕克也当之无愧成为了太阳风研究的奠基人。

  不仅如此,邓元勇表示,帕克还在太阳磁重联、太阳发电机理论等方面,做出了开创性的工作。尤其是他与天文学家斯威特共同提出了斯威特—帕克磁重联模型,首次给出了磁重联定量的数学描述,为此后建立更为严格的磁重联理论奠定了基础。而在太阳发电机理论方面,帕克提出的科里奥利力与对流区湍流耦合理论,打破了此前托马斯·考林提出的发电机过程不能最终产生轴对称的磁场,即发电机产生的磁场必须是三维的反发电机理论模型,推动了太阳发电机理论发展;并且他还将太阳发电机理论延伸、拓展到了星系磁场,推动了星系发电机理论的发展。

  研究太阳是开展空间活动的必然需求

  帕克是太阳风之父,而帕克号也承担着研究太阳风,尤其是太阳风暴的任务。如果说正常状态下的太阳风还称得上是“微风和煦”,那么能量大得多的太阳风暴则可以算是“狂风暴雨”了。在今年2月初,由太阳风暴引发的地磁暴,便有可能是SpaceX公司的40颗“星链”卫星未能升至预定轨道而宣告报废原因之一。

  太阳的“脾气”阴晴不定、难以捉摸,但也并非完全不可预测。邓元勇表示,太阳高能粒子到达地球至少需要数小时,等离子云到达地球则至少需要两三天,所以目前人类已经可以对太阳风暴进行一定的预报。但他也指出,仅靠目前的地面装置还无法对太阳风进行更为深入的研究,“实际观测的太阳风速度要远大于理论值,它是如何被加速的?太阳风中粒子温度存在各向异性,又是如何形成的?这些重要的问题我们目前都还没有定论。”

  而相较于地面设施,帕克号太阳探测器最独特的优势,便是它能够前所未有地接近太阳。“它距离太阳最近时仅约9个太阳半径,相较于地面观测缩短了96%的距离。”中国科学院国家天文台怀柔太阳观测基地副研究员宋永亮表示,凭借这一无与伦比的优势,帕克号可以探测到初始太阳风的性质,研究太阳局地日冕磁场和粒子运动的耦合,这是地面及地球轨道探测器所不可比拟的。

  宋永亮认为,从人类生存及技术应用的角度来说,对太阳风性质的探究和对日冕物质抛射的预测,是人类进行空间活动的必然需求,也是人类理解生命起源,寻找地外生命的重要基础。而帕克号太阳探测器也将在太阳磁场、等离子体、高能粒子、太阳风性质等方面展开深入研究,帮助科学家加深对太阳活动的认知。

  太阳探测进入“触摸式”时代

  2021年12月,NASA发布消息称,帕克号太阳探测器已于2021年4月成功穿过太阳外层大气,并对其进行了粒子和磁场采样,这也是人类探测器首次成功进入太阳大气。

  科学家普遍认为,在太阳大气最外层存在着一个阿尔芬临界面,它标示着太阳大气的终结和太阳风的开始。根据此前的研究估计,该临界面距离太阳表面在10到20个太阳半径之间。穿过这个临界面,便意味着真正进入了太阳大气。

  在此次穿越中,帕克号太阳探测器采取了循序渐进的策略,其首先围绕着太阳“转圈圈”,逐步接近太阳大气外层;随后,找准时机以每小时69.2万公里的超高速度飞行至距离太阳表面18.8个太阳半径处;在这里,帕克号检测到了特定的磁场和粒子条件,这意味着帕克号正式进入了太阳大气;随后帕克号又似穿针引线般,反复进出太阳大气,在这一过程中,帕克号发现阿尔芬临界面不是光滑的球形,它的表面有着起伏的峰谷,而将这些峰谷与太阳表面活动联系起来进行研究,可以帮助科学家了解太阳活动是如何影响太阳大气和太阳风的。

  在此次帕克号进入太阳大气之前,距离太阳最近的人造探测器是“太阳神2号”,其在1976年时曾抵达过距离太阳4273万公里处。而帕克号之所以能够和太阳来个前所未有的“亲密接触”,主要得益于其“夹心饼干”结构的隔热罩。该隔热罩被安装在探测器面向太阳的一侧,由厚度约为12厘米的碳复合材料制成,具体结构为两块碳纤维面板之间夹着一层厚约11.4厘米的碳复合泡沫材料。凭借着这块“夹心饼干”的保护,隔热罩面向太阳的一侧温度高达约1371摄氏度,而隔热罩的另一侧则仅为29摄氏度。

  按照计划,帕克号接下来将在2024年12月,逼近至距离太阳表面约616万公里处,有望再次打破它自己保持的人造探测器靠近太阳的极限距离。

  用邓元勇的话说,帕克号太阳探测器正将人类对太阳的研究真正推入到“触摸式”时代。

  来源:科技日报

#书评# 【包特:点评近期出版的三本经济学著作】

《微观经济学》

《微观经济学》 ,阿西莫格鲁、莱布森和李斯特 著,中信出版社 2021年出版。

由于经济学在中国的“显学”地位,很多中国读者,即便不是经济学专业出身,对于萨缪尔森和曼昆的《经济学原理》和《微观经济学》教材也不陌生。相比之下,这本由三位当代经济学“掌门人”,麻省理工学院校级杰出教授达龙·阿西莫格鲁、哈佛大学经济系主任大卫·莱布森和芝加哥大学经济系主任约翰·李斯特合写的新一代经济学“旗舰”教材,目前的知名度和影响力好像还没有达到它的两位前辈的水平。其原因之一,据说是它的英文原版定价过高,导致美国很多学校学生不想花这么多钱买(看来定价问题和供求关系真是无处不在啊)。但好在它的中文翻译版和其它同类著作相比完全没有更贵,希望这能帮助它在中国获得更大的市场。

从写作特色上来说,这套教材的突出优点是更加强调“理论联系实际”,以及系统性提升学生的科学和批判性思维。具体来说就是,相比曼昆将经济学的基本原理凝练成一句话:“在资源约束下的配置最优化。”,本书将经济学的基本原理定义为三个,即:一、个体总是试图达到最优化;二、经济系统倾向于达到均衡;三、基于数据分析的实证方法,经济学家通过数据检验理论,发现经济规律中的因果关系。

换句话说,相比曼昆追求理论体系自身的简洁、优美和逻辑上的前后一致。阿西莫格鲁等人更在意的是告诉学生产生这些理论的现实是怎么样的,理论对现实的解释力和概括力的局限在哪里,以及如何抱着理性而不是盲从的态度看待理论。

同时,由于以上写作特色,和作者自身的观点,这套新版的经济学教材从立场倾向上来说也可能看起来比曼昆在西方语境下更加“左”一点。由于曼昆教材大体是以“个体优化”统领所有内容,所以学生学完容易产生一种感觉,就是凡是来自市场的都是好的,凡是政府干预都是不好的。而本书的讨论则更加平衡和开放得多:比如,作者既会通过一项自然实验结果指出,网约车高峰加价可能是促进市场出清(Market clearing)、让尽可能多的人的出行需求被满足的“看不见的手”在起作用;也会在后面通过另一项实证研究结果说明,垃圾税可以有效降低外部性,在执行地区每年减少每个家庭大约一吨垃圾的排放量。

当然,凡事常常有一利则必有一弊。本书详实丰富的案例和观点平衡的知识体系对于学生获得关于经济和经济学更为全面的认识当然有巨大的好处,但对教课的老师备课就提出了更高的要求——换句话说,相比曼昆“一以贯之”的简洁和好教,要全面掌握和传授这本书较为复杂的知识体系可能会让很多使用它的老师头疼。因此,对于它未来的发展,我也以积极的心态拭目以待:相信它会在以后的教学互动和版本迭代中不断走向成熟,在不久的将来成为超越经典的经典。

《寻找经济最优解》

《寻找经济最优解》 ,魏尚进 著,东方出版中心 2021年出版。

近些年,学者撰写的经济学知识科普和日常应用类书籍已经很多了。相对来说,将目光对准更为宏大的、在国家和全球范围“经世济民”相关话题的书就少多了。这一方面可能是因为出版社担心这类话题不够“大众”,另一方面则更可能是因为兼具理论前沿知识和国际国内实际政策咨询制定经验的经济学家本来就比“书斋学者”少很多。魏尚进教授的这本书应该说是聚焦国内外经济热点问题,通过前沿研究结果和专家访谈对其进行剖析的书籍的杰出代表。其中,有很多结论都是基于2015年以后的最新研究结果:

比如,很多人口口相传,津津乐道的“中等收入陷阱”可能是一个伪命题,很多达到中等收入的国家其实都持续增长,进入了高收入国家序列;又比如,很多人觉得进口和出口是反义词,要增加贸易顺差,就必须限制进口,但这本书指出,对于中国这样的大国,采取促进进口政策可能会导致出口增加,同时,在中美贸易争端中,特朗普政府2018年6次对中国商品进行加税,实际上成本也几乎全落在美国消费者头上,最终伤害本国人民的利益。

这些结论有些是魏教授自己或同事的研究结果,有的是在世界银行、国际货币基金组织和亚洲开发银行任职期间对相关政策和数据进行总结得到的成果,还有一些是通过对各个领域杰出专家进行访谈得到的专业意见。正如本书的英文题目所说,它们对于经济学专业人士和大众理解经济和全球化中的核心挑战和问题,并寻找最优的平衡点,都可以提供最新颖且可靠的角度。

《基金投资的真相:如何运用行为金融学洞察非理性决策》

《基金投资的真相:如何运用行为金融学洞察非理性决策》,托马斯·霍华德、杰森·沃斯 著,陈实、李玲芳 译,广东经济出版社 2021年出版。

这半年,出于备课的需要,我看了很多行为金融学相关的著作。在诸多相似题材作品中,这一本书成功地吸引了我的注意力。其原因是非常简单的,就是它是一本“新知”含量很高的书。这里的新,主要体现在两方面,一是它所选取的研究结果主要来自2010年以后发表的论文,而不像很多类似作品还在反复讨论三十年以前乃至更早的结果;二是由于作者的业界背景,本书节选的话题更具有业界相关性,也常常是传统学术作品忽视的盲点。其中我印象特别深刻的包括:

(一)在前言里,作者通过一项最新研究指出,基金经理其实也有最优管理规模,很多有优秀选股能力的基金经理,在管理基金超过10亿美元的时候就很难再保持优异表现了,这很像中国古代说的很多将领有最优带兵数量,像韩信一样多多益善的将军很少,大多数人反而是带兵超过十万的时候战绩最容易崩溃。

(二)作者发现,很多基金经理会“爱上”自己投资的股票,大多数基金经理持股时长和回报之间存在倒U型关系,也就是说,持股时长中等的往往带来好的回报,但一直抓着的股票往往是亏钱的。

(三)作者通过最新研究指出,在长期产生最优秀回报的基金经理在2/3的时间里其实是表现低于基准的,而产生最差回报的基金经理在2/3的时间里表现反而好于基准。这个发现没有被之前的研究重视过,但非常符合我们对于股市里有一些投资者“三年不开张,开张吃三年”的印象。

(来自:南方周末)https://t.cn/A6ir4DDT

【#拉貝日记 约翰.拉貝著】
1937 年10月2日
收到的来信有:
妻子从天津寄来的,落款日期9月24日;
奥托从埃尔兰根寄来的,落款日期9月9日;维利从宾德寄来的,落款日期9月11日。

维利的信带来了他父亲于9月11日去世的消息。噩耗使我很悲痛。他的家人们会怎样呢?但愿他的母亲有权申请养老金!这个耗让我领悟到一个道理:#在这个遭受狂轰滥炸的地方也不必太担心,#命运选中了谁,那就是谁,在这里或是在和平的德国都是如此。 https://t.cn/Rxr1RK5


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