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分享 慣性思維--續3
smallland 2016-1-29 16:44
自從人類意識到自己的出生與父系的關系,就開始在意自己的血統。某個王朝,為了保持血統純粹,不惜近親繁殖。他們以此為榮,不管世代每況愈下,畢竟是值得驕傲的,因為,血統是純的嘛。 在古典英文小說中,也常?吹窖y這個字眼。一個自認為有血統的青春少女,寧愿嫁給一個債務纏身不務正業的盲流,就因為看上了他的純正血統。 其實,人類的血統--我在前面講過--不存在純不純的問題,不同的人種雜交過,某些人種的基因中,大概有5%的尼安德特人血統。有些人覺得,這很丟人,是科學垃圾,不能信。這些人,自然是很保守的,不愿接受除了童年被灌輸之外的東西。--前面我也講過,人的思想是否開放,或多或少與智商有關系。 所謂的某姥爺出事后,您身邊或許就有人斷言,這家伙的出身肯定是地富反壞右(我見過這樣的人)。你看,他的出身就有問題,難怪膽敢對★★大不敬。 類似的文革思維,不敢說大有人在,看看氣急敗壞的評論,可見一斑。幸運的是,我們渡過了這樣的年代,經過大饑荒和大革命的浩劫,殘存的一點渣滓已不足為慮。 這個文明的世界上還在講血統的,除了互相仇殺的少數民族,除了還分三六九等的古老印度,莫過三胖領導的奇葩國度--雖然他的爺爺不過是打游擊出身。他認為,他家的血統是最高貴的,就只這個理由就足以證明其合法性。
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熱度 1 smallland 2016-1-28 10:12
歷史上的我們,曾經輝煌。當我們絲綢錦緞,外邦還有光屁股的。四方來朝,即使賠了老本,皇帝也感到光榮--只要稱臣,誰稀罕你那點土特產。 后來,現代文明不可阻擋,似乎就有點自卑。所以,蔑視現代文明,就成了增強自信的興奮劑。所以,在某些人看來,一旦怒罵別人崇洋媚外,自己就立即站在了道德的制高點,崇洋者就像當時的漢奸,就是走狗,人人得而誅之。 類似的樣本,北韓當屬。三胖手拿蘋果,開著獨特的網絡,還邀請美帝的籃球明星happy(據說還有別的交易),而他的國民卻依然在用鐵拳狠砸美帝。 遠一點,我們還在高喊打倒蘇修美帝時,我們的敬愛的已經在和美帝喝茅臺吃烤鴨了。那時,某些地方還只能弟兄倆或更多共享一條褲子,而第一夫人的一條絲巾熨壞了,還請全國頂級手工針織專家連夜補好。在狂熱的*粉看來,似乎很不值得:就一條絲巾。 紅旗紅歌紅短信漫天,孩子卻送在英美,與腐敗有關,也與我們的精神有關。您身邊或許就有這樣的,美國沒有個好東西,卻希望孩子留在美國。 這樣說,未免片面。確實有些人,就像朝鮮的士兵,真的認為美國人生活在水深火熱,應用鐵拳砸碎。無知滋生自信,一點不奇怪。更多的,則是像某些道學家,一腦子男盜女娼,一嘴巴三從四德;实巯矚g,人民敬仰。 與假道學相比,日本人更誠實。他們很早就崇洋,直到現在。雖然我們瞧不起,但人家畢竟讓國家強大過--盡管后來咎由自取,讓經濟騰飛過--盡管肥皂泡破了。
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熱度 2 smallland 2016-1-13 09:30
接著上篇得某個細節。 平頭百姓,娛樂圈內,等等,愿意喜歡誰,愿意崇拜誰,只要不違法,無可指責。 某姥爺,作為普通公民,在私密場合的那點事,不算什么;歷史人物,誰都可以評,依法治國的年代,雖說方言不雅,亂扣帽子也不應該。當然,如果他還有黨內職務或頭銜,那處分他也不會覺得冤。 相反的另類,跪拜或贊美的,根據慣性思維,就比較安全。比如傻根--看圖說話。 然而,這樣的心態,作為政治人物,就應該批評一下了。作為娛樂圈的一分子,祝毛爺爺生日快樂,逗樂也行。但是,你傻根的另一個身份是參政議政的,在依法治國、在經濟當先的時代,你的思想就與時代格格不入了。這樣的心思不禁讓人懷疑,如果階級斗爭論點再掀起,你是否還會踴躍支持?
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分享 慣性思維--一違法建筑的倒掉
熱度 1 smallland 2016-1-12 10:02
新聞鏈接:河南36米高毛澤東像被拆現場 http://news.ifeng.com/a/20160110/47010198_0.shtml#p=4 青藏高原的一種小老鼠,根田鼠,目光短淺,在雜草叢生的地上行走,自然是很困難的。它自己有辦法,常年在某些固定的地方活動,開辟出一條條條錯綜復雜的小道,在這小道上,就可以風馳電掣(相對于其體型)。如此,它就不用眼睛看,也不用鼻子聞,在哪里該拐彎,哪里有洞口,已形成固定記憶(不是像背課文一樣的記憶)。俗話說的,就是習慣?窟@個習慣,基本能保證鬼子來襲時順利逃生。如果你在半路上隨便放一個擋板,它就會砰的一聲直接撞上。如果你放一個捕鼠籠,它會直接鉆進去。 純粹是引子。另一類習慣,思維慣性,比如古代,有個皇帝的小馬甲,披在身上,就很牛。誰敢動?不管我披著它做什么勾當,看誰敢擋我。動了小馬甲,就是欺君! 從封建王朝,到文革,直到今天,少數人還有這樣的心思。本文開頭的新聞,塑像作者可能就會這么想,我是熱愛毛主席,塑像建成了,既成事實,看誰敢來拆。 他想錯了,這不是封建王朝,也不是文革。破壞、侵占了農田,破壞農業生產,小馬甲也保護不了什么。 同樣,你再心里喊萬歲,那是你的自由。但如果你公開亂喊,擾民或擾亂視聽,喊什么也不行。
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分享 區域水循環系統:存量與慣性
熱度 1 王中宇 2014-12-26 11:57
區域水循環系統:存量與慣性 說明:我不是氣象學者,也不是水文學者。只是因為關心中國的水資源問題,希望搞清當今爭論不休的各種主張,才去讀文獻,找答案,由此寫下了這篇作文。它其實是我的學習筆記,F公諸于世,與同好切磋。文中有50幅圖,在博客中上傳太費時、費力。所以將完整的文件放在網盤上,地 址是:http://pan.baidu.com/s/1bnxX15l。想看圖者請自行下載。在博客里就不上傳圖了 目錄 區域水循環:動態系統的視野 ... 1 大氣中的水存量 ... 2 地表上的水存量 ... 5 地下水存量 ... 9 “潛水蒸發” ... 14 地下水與植被 ... 20 生態慣性:“干盆地”與“濕盆地” ... 23 社會慣性:海河流域 ... 30 塔里木:存量變化的后果 ... 39 思考 ... 44 區域水循環:動態系統的視野 一個地區的水循環無疑是個動態系統。 分析動態系統首先要明確的一對概念是“存量”與“流量”。對水循環而言,存量的量綱是體積(或質量),而流量的量綱是體積(質量)/時間,即流量決定了存量隨時間的變化。 然而筆者見到的區域 水平衡分析中,只涉及流量,不涉及存量。其隱含的假設是:存量不變,而諸流量自行平衡。這顯然不符合事實。在短期分析中,存量變化不大,可用這樣的隱含假設。但從長期視角看,存量的變化最終將導致一個地區生態面貌的變化,不可不察。 考慮到存量的存在,分析一個地域的水循環,其邏輯框架如圖1。 它包含三個存量:空中水資源存量(水汽)、地表水資源存量(水體 \ 土壤 \ 植被含水 ) 、地下水資源存量(地下水)(圖中用矩型框表達)。這三個存量被若干流量(圖中用箭頭表達)聯系,并與域外相連。 圖 1 :區域水循環的邏輯框圖 從這個視角觀察,一個地域的三個存量如果減少了,意味著干旱化,反之則濕潤化。 氣象學里通常用 mm/ 年作單位計量降水量和蒸發量。其含義是:每年降水量或蒸發量(化作液態水),平鋪在地面上的厚度。為便于比較,本文用 mm 為單位計量存量,即該項存量化作液態水鋪在地面的厚度。 大氣中的水存量 講到大氣中的水存量,人們很容易想到云,因為降水現象與云的關系如此明顯。然而 計算與分析卻表明:即使含水豐富的積雨云,它持有的水分也少于3mm。事實上云中的水分循環很快,從成云到致雨(雪)不足2小時。與年均數百甚至上千mm的降水量相比,微乎其微。全球的云中含水量約為900×10 8 t,與大氣中氣體狀態的水汽比,不足其1%,在計算大氣總含水量時可以忽略它。( 見 張學文《云的含水量及其水循環》水科學進展,2002,13(1):83-86 ) 氣象學中的“可降水量”為 大氣柱里的總含水量(指氣體中的水汽),亦即大氣中的水存量。單位是把它們換算為液態水后的厚度,用毫米計量。 “可降水量”在區域面積上積分,即為空中水資源總量。 為研究地面水汽壓力與大氣可降水量的關系,張學文搜集了我國114個探空氣象站的308對不同站點、不同季節的數據,繪出圖2。這308個樣本中,大氣可降水量的最高值也沒超過60mm。 圖2:地面水汽壓力與可降水量的關系 ( 張學文《可降水量與地面水汽壓力 的關系》 氣象 2004,30(2) ) 張學文在《云的含水量及其水循環》( 水科學進展 第13卷第1期 2002年1月 )中指出:大氣中的云含有的水分總量是990億噸,平均鋪在地球上折合水深僅0.2mm,而大氣中氣體狀態的水量是129000億噸。由此計算,相當于地面上26mm深的水。 近十余年來,利用美國氣象環境預報中心(NCEP)和美國國家大氣研究中心(NCAR)聯合制作的再分析資料,對 大氣可降水量 進行了廣泛的研究;久辶 大氣可降水量 的空間分布(見圖3)。 圖 3 :多年年平均大氣可降水量空間分布 ( 單位: mm) ( 劉丹、邱新法、史嵐、施國萍 《基于 NCEP 資料的我國大氣可降水量的計算及其時空分布》南京信息工程大學報:自然科學版, 2013 , 5(2) : 113.11 ) 從空間分布上看, 大氣可降水量的年均值最高不超過 40mm ,最低可低于 2mm 。 如果將 大氣可降水量一次性轉化為降水,全國平均水平只能支持一次大雨( 12 小時內降水量 15.0 ~ 29.9mm 或 24 小時內降水量 25.0 ~ 49.9mm 的降雨過程。 ),空氣最潮濕的地區也難于支持一次暴雨( 12 小時內降水量 30.0 ~ 69.9mm 或 24 小時內降水量 50.0 ~ 99.9mm 的降雨過程。 )。而中國的年降水量分布見圖 4 。 圖 4 :全國年均降水量分布 與圖 3 對比,年降水量是大氣可降水量的數十倍?梢娍諝庵械乃Y源存量是很小的。 地表上的水存量 地表水存量的主要形態是冰川。全國冰川總儲量約 51300 億立方米,約 60% 分布在西藏, 34% 分布在新疆,( 見《中國自然資源叢書 • 水資源卷》 )將這些存量平攤到 960 萬平方公里的陸地上,水深 534.38mm 。 地表水存量主要靠降水獲得。氣象學里也用徑流深表示各地獲得的水量。徑流深 R 。指計算時段內某一過水斷面上的徑流總量平鋪在斷面以上流域面積上所得到的水層深度。 它的常用單位為毫米 (mm) 。若時段為Δ t(s) ,平均流量為 Q(m3/s) ,流域面積為 A(km2 ) ,則徑流深 R(mm) 由下式計算 : R=Q Δ t/(1000A) 。 可見年徑流量就是各地在一年內降水的累計深度。 圖 5 :全國年徑流深 事實上徑流量相當大的部分順河川流走或滲入地下,還有一部分被土壤吸收,轉為為土壤持水量,其分布如圖 6 。 圖 6 :全國土壤田間持水量分布 ( 單位: mm) ( 陳曉燕,葉建春,陸桂華,秦福興 《全國土壤田間持水量分布探討》 水利水電技術 2004,35(9) ) 將土壤持水量圖與徑流深圖對比,可見大體上兩者正相關,但亦有明顯的差異。如華南喀斯特地區,徑流深值雖高,但土壤持水量并不高,顯然是降水迅速下滲所致。東北林區徑流深值雖不高,但土壤持水量高,應是森林和低溫的作用所致。 由圖 6 可見,在全國范圍內,土壤持水量在 60—365mm 之間,全國土壤平均持水量約在 200mm 左右。將近大氣水存量的十倍。 湖泊儲水量是地表水存量的形態之一。全國面積在 1 平方公里以上的天然湖泊有 2600 多個。湖泊總水面面積約 7.4 萬平方公里,總蓄水量約 7330 億立方米(其中約 70% 為咸水)。( 見《中國自然資源叢書 • 水資源卷》 )將這些存量平攤到 960 萬平方公里的陸地上,水深 76.35mm 。 地表水存量的另一種形態是植被的冠層和枯落物截留持有的水分。石培禮等發現,長江上游天然森林中植被的冠層一次性截留水量在 1.43—0.53mm 之間;枯落物持水量在 8.87—1.24mm 之間。( 石培禮、吳波、程根偉、羅輯《長江上游地區主要森林植被類型蓄水能力的初步研究》自然資源學報 第 19 卷第 3 期 2004 年 5 月 )由此估計,兩項合計,長江上游天然森林中截留的水分約為 6mm 。 據國家林業局 2014 年 2 月 25 日公布的第八次全國森林資源清查成果,中國森林覆蓋率為 21.63% 。在非林地,這兩項應遠小于林地,由此估計全國平均植被的冠層和枯落物截留持有水分約為 3mm 。 地表水存量的另一個形態是植被本身的含水量。筆者同樣未能找到相關的全國數據。只找到一些零散的信息,如: 位于甘肅省東部的黃土高原腹地的平涼試驗站,其玉米地的植被含水量在 5-11kg/m 2 之間。( 劉蓉、文軍、張堂堂、劉遠永、李振朝 《利用 MERIS 和 AATSR 資料估算黃土高原塬區植被含水量時空變化》)遙感技術與應用 第 22 卷第 3 期 2007 年 6 月 )折合成積水深度在 5-11mm 之間。 青藏高原植被含水量由西北向東南呈帶狀遞增的趨勢,大部分地區植被含水量集中在 1 000 kg / hm 2 以下。 圖 7 : 2005 年 7 月青藏高原植被含水量均值圖 ( 陳思宇、于惠、馮琦勝、梁天剛 《 2002--2010 年青藏高原植被含水量微波遙感動態監測》 草業學報 第 22 卷第 5 期 2013 年 10 月 ) 圖 8 : 2002--2010 年 5--10 月植被含水量頻度分布圖 ( 來源同圖 7 ) 折合成積水深度,多數地區不到 0.0001mm 。在最高的 7000kg/hm 2 處,也僅有 0.0007mm 。 鄱陽湖自然保護區 2001--2010 年生物量密度多年平均值總體處于 0--1402 g / m 2 之間。( 葉春、,趙曉松、吳桂平、王曉龍、劉元波《鄱陽湖自然保護區植被生物量時空變化及水位影響》湖泊科學 2013 , 25(5) : 707-714 ) 生物量( biomass ),是生態學術語,指某一時刻單位面積內實存生活的有機物質( 干重 )總量。有研究表明,植物含水量為生物量的 130% 左右,高的可達 289.3% ,低的有 87.2% 。( 潘佩芬《生態水信息指標參數植被含水量遙感反演模型研究-以岷江上游毛爾蓋地區為例》成都理工大學 碩士學位論文 201105 )按含水量中間值 130% 估算,鄱陽湖自然保護區植被含水量,折合成積水深度約為 0.91mm 。 據 90 年代初期測算,雞公山平均森林生物量為 70.3t / hm 2 ;( 李海濤、楊柳春、嚴茂超、董孝斌、胡聃、張照喜、杜化堂《雞公山自然保護區森林生物量動態模擬及其宏觀價值評估》 資源科學 27 卷第 4 期 2005 年 7 月 )按含水量中間值 130% 估算,其含水量為 203.38 t / hm 2 。折合積水深度 9.14mm 。 由此估計植被含水量全國平均約 5mm 。 綜上,估計全國地表水存量約為 820mm : 表 1 :全國地表水存量估算 類型 水存量(mm) 冰川儲水 534.38 土壤持水 200.00 湖泊儲水 76.35 植被含水 5.00 植被及枯落物持水 3.00 合計 818.73 全國多年年平均降雨量為 629.6mm ,地表水存量為其 1.3 倍。 地下水存量 地下水存量的情況遠比空中水存量和地表水存量復雜,從查到的論文看,人們對它的認識仍相當有限。圖 9 為百度百科提供的地下水結構示意圖。 圖 9 :地下水的結構示意圖 包氣帶:是指位于地球表面以下、潛水面以上的地質介質。其間持有的水稱為包氣帶水。 潛水( Underground water ):一般稱的地下水是指潛水。潛水埋藏在地表以下第一穩定隔水層之上,是具有自由表面的重力水。潛水的自由表面稱潛水面,潛水面的絕對標高稱為潛水位,潛水面距地面的距離稱為潛水埋藏深度,即地下水埋深。 潛水一般埋藏較淺,分布較廣,便于開采,廣泛地用作供水水源。但由于含水層之上無穩定隔水層存在,所以容易受到污染。潛水主要由大氣降水補給。降雨歷時長,強度不大;地形平緩;地表植被良好有利于潛水補給。當河、湖水位高于潛水面時,河、湖水補給兩岸潛水。反之,潛水補給河湖水。如黃河下游為地上懸河,所以河水單向補給潛水,而中游地區四面為山,則潛水補給河水。 承壓水:充滿兩個隔水層之間的含水層中的地下水。承壓水由于頂部有隔水層,它的補給區小于分布區,動態變化不大,不容易受污染。它承受靜水壓力。在適宜的地形條件下,當鉆孔打到含水層時,水便噴出地表,形成自噴水流,故又稱自流水。 形成承壓水的埋藏條件是上下均有隔水層,中間是透水層,其次是水必須充滿整個透水層。承壓水的形成與地質構造有密切關系,只要有適合的地質構造,無論是松散沉積物,還是基巖,都可形成承壓水。最適宜于承壓水形成的地質構造是向斜構造和單斜構造。 上示圖 9 是一個簡單化的示意圖。實際的地下結構很復雜、地域差異顯著。圖 10 是潮白河沖積扇水文地質剖面圖,它主要顯示潛水層內部的結構。 圖 10 :潮白河沖積扇水文地質剖面圖 ( 翟遠征、王金生、周俊《北京市潮白河沖洪積扇 地下水流動和更新模式的水化學和同位素標記》 應用基礎與工程科學學報 第 21 卷 1 期 2013 年 2 月 ) 由此,地下水存量由包氣帶含水、潛水和承壓水三部分構成。筆者未能找到對這三部分存量在全國分布的研究結果。 由地下水超采量,可從側面觀察地下水存量的規模。所謂“超采”指采取的地下水量超過了當年的地下水資源量。而地下水資源量是降水形成的地下水流量,亦可視為“地下徑流量”。發生“超采”,意味著地下水存量下降,累計的超采量是地下水存量的累計消耗,實際的地下水存量顯然大于它。 歷年《海河流域水資源公報》顯示, 1998 年以來,地下水使用量遠大于可用的“地下水資源”,二者之差即為超采量(見圖 11 )。 圖 11 : 1998 年以來海河流域地下水超采量 (單位: mm ) ( 據歷年《海河流域水資源公報》數據計算 ) 自 1998 年到 2010 年累計的超采量達到峰值,為 2,011.48 mm ,同期流域水資源總量年均值為 884.16mm ,累計的超采量峰值達到其 2.275 倍?梢,該地下水存量應大于年均水資源總量的 2.275 倍。 筆者幸運地在一篇論文中找到該流域內的一個旁證,翟遠征等在《北京市平原區地下水更新能力變化的動態均衡證據》中提供了北京地下水的總儲量。 表 2 :北京地下水總儲量計算結果 原注:開采層主要指自地下水面至地下約 150m 之間 的含水層;開采層以下指開采層以下至第四系基底; 整個含水層指垂向上自地下水面至第四系基底。 ( 翟遠征、王金生、郇環、滕彥國《北京市平原區 地下水更新能力變化的動態均衡證據》吉林大學 學報 ( 地球科學版 ) 第 42 卷第 1 期 2012 年 01 月 ) 將其換算為地表水深: 表 3 :北京地下水總儲量(單位: mm ) 區縣 儲量 mm 開采層 開采層以下 整個含水層 東城 9,291 2,205 11,496 西城 9,304 2,184 11,487 崇文 9,277 2,169 11,446 宣武 9,316 2,211 11,526 朝陽 9,311 2,195 11,511 海淀 9,315 2,196 11,511 豐臺 8,454 2,197 10,651 石景山 9,311 2,197 11,508 房山 5,457 - 5,457 大興 7,494 5,289 12,783 通州 9,688 12,857 22,545 順義 9,970 7,062 17,032 平谷 14,429 30,166 44,594 密云 9,969 7,062 17,031 懷榮 9,970 7,063 17,033 昌平 7,562 3,955 11,518 門頭溝 8,398 - 8,398 全區 8,873 6,865 15,737 北京年均降水量為 626mm ,可見北京的地下水存量為年均降水量的 14.17 倍,承壓水存量為年均降水量的 10.97 倍,兩者合計為年均降水量的 25.14 倍。 另,徐則民等指出:成都地下水主要為孔隙潛水,埋深 3-5m ;含 水層厚度 8-27m 。( 徐則民、張倬元、劉漢超、劉俊賢、李廷強、鮑志言《成都地鐵環境工程地質評價》中國地質災害與防治學報 2002,13(2) )其均值為 17.5m ,與上述北京的地下水存量差不多。成都年均降水量為 882mm ,可見成都的地下水存量也比年均降水量高出一個數量級。 在沒有找到全國數據的情況下,這兩個案例提示我們,地下水存量比年均降水量高出一個數量級。由此看到,水循環系統中的水存量由上到下的分布,各相差一個數量級。其中,地表水存量與年均降水量在同一個量級。 圖 12 :水存量的規模比較 這告訴我們,大陸水循環系統中的水存量主要集中在地下水。 “潛水蒸發” 圖 1 顯示了這三個存量相互影響的邏輯關系。其中,降水是水循環中影響區域氣候最明顯的環節。而蒸發則是本地水存量影響空中水存量最明顯的環節。國家氣象中心發布了全國年蒸發量分布圖(圖 13 )。 圖 13 :全國年蒸發量分布 圖 13 中蒸發量最大的地區在內蒙西北、新疆東部;最低的地區在長江中游的重慶、四川、貴州。前者比后者高五倍。這與人們的經驗相悖,前者極為干旱,地表幾乎無水可供蒸發,而后者極為濕潤。事實上氣象中心的圖上,表示的是蒸發皿的蒸發量,即當地氣象條件下的最大蒸發能力,而不是實際蒸發量。這種表述上的不確切,只能讓非氣象專業的人們陷入疑惑。 在于偉東的《海河流域水平衡與水資源可持續開發利用分析與建議》中的“流域水量平衡表”中,發現海河流域 1988—2006 年的逐年蒸發量。將其與《海河流域水資源公報》提供的降水量數據繪在同一幅圖中,可見蒸發量與降水量同步變化,且相差無幾。在極旱的年份,蒸發量甚至稍大于降水量。 圖 14 :海河流域年蒸發量與年降水量 ( 數據來源:歷年《海河流域水資源公報》、 于偉東《海河流域水平衡與水資源 可持續開發利用分析與建議》 ) 這暗示我們,蒸發量有可能與降水量同步變化,且數量相當。 已有研究表明,鄂爾多斯盆地地下水循環以垂向交換為主。大氣降水補給量約為 61.5 億 m 3 / a ,占總補給量的 87.5 %,蒸發量為 41.87 億 m 3 / a 。( 數據來自何淵《鄂爾多斯盆地沙漠高原區湖泊和潛水面蒸發能力研究》長安大學 碩士學位論文 2006 年 6 月 )由此算出,蒸發量占地下水總補給量的 59.57% ,占大氣降水補給量的 68.08% ?梢娫诙鯛柖嗨古璧,蒸發是盆地地下水資源的最大消耗項。 但這些是個例,而筆者未能找到實際蒸發量的分布圖。我們不得不另尋視角,根據分散的研究成果觀察蒸發現象。 注意到地表水存量的大頭為冰川,它集中蒸發于西藏、新疆的高山區。湖泊儲水只在不到 1% 的國土面積( 7.4 萬平方公里)上蒸發,而植被含水量和植被及枯落物持水量甚小。對廣大國土而言,平均約 200mm 的 土壤持水是主要的蒸發源。而 地表蒸發還受到地下水存量的強烈影響。 回顧圖9,地表以下埋藏在飽水帶中第一個具有自由水面的重力水被稱為“潛水”(亦即淺層地下水)。潛水在土壤吸力的作用下,通過毛細管對土壤補給水量,再通過土壤蒸發和植物蒸騰進入大氣?梢,地表水存量和地下水存量在一個統一的過程中蒸發。學界稱此為“潛水蒸發”。測定潛水蒸量發比用蒸發皿測定水面蒸發量困難,需用到專門的實驗裝置(見圖15). 圖15:潛水蒸發實驗裝置圖 ( 劉鐵剛、遲道才、于文穎、王冬梅、 陳勝利《遼寧地區潛水蒸發規律研究》 沈陽農業大學學報 2005-02,36(1):79-79 ) 何淵研究鄂爾多斯盆地非凍期( 3-10 月)表土蒸發量。發現風積沙、風化砂巖、淤泥質砂和壤土各自的累計蒸發量如圖 16 圖 16 :鄂爾多斯盆地不同地層蒸發量與埋深的關系 ( 數據來自何淵《鄂爾多斯盆地沙漠高原區湖泊和 潛水面蒸發能力研究》長安大學 碩士學位論文 2006 年 6 月 ) 數據顯示,埋深1.5m以下,蒸發量降到埋深0.1m時的0.4%以下。 張永明等研究了塔里木盆地裸地的潛水蒸發現象,發現: 表4: 塔門鎮潛水蒸發強度與水面蒸發強度 ( 張永明、胡順軍、翟祿新、沈冰 《塔里木盆地裸地潛水蒸發計算模型》 農業工程學報 第 25 卷第 1 期 2009 年 1 月 ) 稱某埋深的潛水蒸發量與水面蒸發量之比稱為潛水蒸發系數。由上表 計算各月不同埋深的潛水蒸發系數,發現均為埋深的冪函數,且各月相差很。 圖:17:不同深度潛水蒸發強度與地表水面蒸發強度的比值 計算不同深度各月的均值,用冪函數擬合出其趨勢線如下: 圖18:不同深度潛水蒸發強度與地表 水面蒸發強度的比值的趨勢外推 計算表明:埋深超過5m,潛水蒸發強度不到地表水面蒸發強度的3%,埋深超過10m,潛水蒸發強度不到地表面水面蒸發強度的1.5%?梢,埋深超過10m,潛水蒸發就可忽略不計了。 當地表有植被時,植株生存需水分的蒸騰,從而會加大潛水的蒸發量。 王振龍等研究比較淮北平原農地有無作物時的的潛水蒸發量。發現農地上有作物將明顯增加潛水蒸發量,但埋深 5m 以下,蒸發量均微乎其微。 圖 19 :潮土與砂礓黑土年平均潛水蒸發量的變化 ( 王振龍、劉淼、李瑞《淮北平原有無作物生長 條件下潛水蒸發規律試驗》農業工程學報 第 25 卷第 6 期 2009 年 6 月 ) 胡順軍等定義植被系數 K 為在相同的土壤和氣候條件下,相同時期內植株生長條件下的潛水蒸發量與裸地的潛水蒸發量之比。在塔里木河三大源流——阿克蘇河、葉爾羌河、和田河交匯處附近的沖積平原新型綠洲區內,測算出檉柳的植被系數 K : 圖 20 :檉柳的植被系數 K ( 胡順軍、田長彥、宋郁東、陳小兵、 李岳坦《裸地與檉柳生長條件下潛水 蒸發計算模型》科學通報 2006,51(z1) ) 可見在阿克蘇地區有檉柳覆蓋,潛水蒸發量高于裸地。在地表蒸發量高 3 倍;埋深增大,植被系數下降;而埋深大于 5m 以后,與裸地相同。 張穎等研究遼河口濕地蘆葦的潛水蒸發。發現:在不同地下水埋深條件下,栽植蘆葦的樣地的潛水蒸發量比裸地的大。栽植蘆葦的樣地日潛水蒸發量差值可達 9.0 mm 。潛水蒸發量隨地下水埋深的增大而減小,栽植蘆葦的樣地的潛水蒸發遞減速度大于裸地。在試驗設定的地下水埋深 5 — 60 cm 范圍內。種植蘆葦的樣地的潛水累積蒸發量是裸地的 3.0 — 3.5 倍。栽植蘆葦的樣地的潛水蒸發過程與水面蒸發過程一致性較好。大氣蒸發能力增大到一定程度。栽植蘆葦的樣地和裸地的潛水蒸發強度增加的幅度均呈減小的趨勢。 將同一時間段內同一種土壤的潛水蒸發量和水面蒸發量之比稱為潛水蒸發系數,他們的實驗結果見圖 21 。 圖 21 :遼河口濕地的潛水蒸發系數 ( 張穎、鄭西來、伍成成、張玉榮 《遼河口蘆葦濕地區潛水蒸發試驗》 浙江農林大學學報, 2011 , 28(4) : 569 — 575 ) 綜上,找到的局部研究成果表明: 1 、潛水蒸發量隨地下水埋深增加而呈冪函數衰減,當地下水埋深超于 5m 時,地下水蒸發量與水面蒸發量相比很小,可忽略不計。 2 、地表植被生長對水的蒸騰,加大了潛水蒸發量。在埋深為 0m 時,可增大至裸地的 3 倍。隨著埋深增加,這個倍數快速衰減,當埋深超過 5m 時,與裸地無異。 我們看到,埋深大于 5m ,潛水蒸發微乎其微。那埋深與地表植被有何關系? 地下水與植被 在降水極少的地區,土壤水存量主要依賴地下水,因而其植被分布與地下水賦存狀態高度相關。 王希義等在塔里木河中游荒漠的研究發現: 圖 22 :塔里木河中游植被蓋度與地下水埋深關系 ( 王希義、徐海量、凌紅波、白元《塔里木河中游 荒漠河岸林物種多樣性對地下水埋深變化的響應》 西北植物學報, 2013 , 33(10) : 2071 — 2076 ) 圖 23 :塔里木河中游地區物種多樣性隨地下水梯度的變化 ( 來源同圖 22 ) 研究表明,在塔里木河中游地區,最適宜植物生長的地下水位為 2 ~ 4m ,能夠保證植物正常生長的合理地下水埋深區間為 2 ~ 6 m 。當地下水埋深降到 10m 以下時,地表植被覆蓋度與物種多樣性均極低。這時地下水存量對地表植被作用微乎其微。 田凱等研究鄂爾多斯地植被覆蓋度,發現: 圖 24 :地下水位埋深與條件植被覆蓋率的關系 ( 田凱、李小青、康相武、霍艾迪《基于 MODIS 數據 研究黃河中上游區域地下水對地表植被影響的方法》 高技術通訊 2009 年 第 19 卷第 11 期 ) 在鄂爾多斯地區,適宜植被生長的最佳地下水位埋深為 1.2m ,適宜于植被生長的地下水位埋深范圍為 0.8-4.5m ;當地下水位埋深超過 7.0m 以后,地下水位埋深的變化對植被長勢的影響逐漸減弱,當地下水位的埋深超過 10m 時,可以近似認為地下水位埋深的變化對植被長勢沒有影響。 金曉媚等研究銀川盆地植被發育與地下的水關系,發現:地下水埋深 3m 左右,植被覆蓋率最高。埋深從 3m 降到到 8m ,植被覆蓋率從接近 80% 快速下降到 10% ,此后植被覆蓋率與地下水位的關系不明顯(見圖 25 )。 圖 25 :銀川盆地植被發育與地下水位埋深關系 ( 金曉媚、萬力、薛忠歧、于秋生、于艷青 《基于遙感方法的銀川盆地植被發育與地下水 關系研究》干旱區資源與環境 第 22 卷 第 1 期 2008 年 1 月 ) 這些研究個案提示:地下水埋深1-4m之間,最適宜地表植被生長。而地下水位降到8m以上后,地表植被極為稀疏,地下水對地表植被分布的影響可以忽略。 由此,對區域生態系統而言,地下水埋深是關鍵因素之一。埋深超過8m,除非人工抽取,否則地下水對生態系統無意義。 生態慣性:“干盆地”與“濕盆地” 力學中質量意味著慣性,兩者屬同一量綱。在區域水循環系統中,水存量的量綱同樣是質量,這啟示我們從慣性的視角觀察水存量的作用,看水存量的賦存狀態在多大程度上影響著一個地區的氣候、生態環境與社會系統。 張學文注意到: “ 如果把年平均降水日數超過100天的盆地稱為濕盆地,那么我國的四川盆地、青海湖盆地以及非洲著名的剛果盆地就屬于濕盆地。反之,年平均降水日數不足30天的盆地就是干盆地。吐魯番盆地、柴達木盆地、塔里木盆地則都在其列。準噶爾盆地比較淺,但是冬季大氣水分的重心也低,于是準噶爾盆地的冬季屬于濕盆地。 ” 而且,盆地氣候具有“非干即濕”的兩極分化特點,即“ 盆地一旦空中水稀缺,它會長時間維持干旱狀態,反之,如果盆地內空中水盈余,空中水可以在盆地內自行“水分循環”,從而使降水偏多。這類似于電腦中廣泛應用的數字電路的雙穩態特征(不是高電位,就是低電位)。 ”( 《“盆地氣象”能否成為新學科?》 中國氣象報社 2012 年 10 月 07 日 ) 例如塔里木盆地就是一個典型的“干盆地”,而四川盆地則是典型的“濕盆地”。為什么會形成這種“雙穩態”特征?張學文指出: “ 90% 的空氣集中在16千米以下的大氣中,大氣中90%的水分集中于近地面5千米的空氣層內。如果一個盆地與包圍它的山體的高度差達到5千米,那么盆地周圍山體對盆地內空中水的活動有明顯影響,其降水、云系的特征受盆地地形制約。 ”( 同上 ) “ 由于高山的阻隔,盆地內的水分不易散失,反而可以在盆地內的空氣中形成自己的小循環 ”( 張學文《改造盆地氣候存在一把特殊的鑰匙? -- 初議干盆地與濕盆地概念》 2011-5-22 科學網 http://bbs.sciencenet.cn/thread-369374-1-1.html ) 顯然,盆地中大氣較高的封閉度,使大氣中水汽存量的慣性彰顯了出來。降水的物理機制是:空氣中的水蒸氣達到飽和,從而析出水分。在濕度較高的地區,氣溫稍微下降或外來水汽稍微補充都可能使空氣中的水蒸氣達到飽和,導致降水。反之則只能依賴外來的飽和水汽。 四川盆地年均相對濕度在 80% 以上,居全國之冠。如此高的平均相對濕度,只要溫度稍降,就會達到飽和,從而產生降水。古人早已注意到四川盆地的夜雨。在成都是“ 隨風潛入夜,潤物細無 聲”( 杜甫•春夜喜雨 ),在重慶是“ 巴山夜雨漲秋池 ”( 李商隱•夜雨寄北 )。成都在盆西平原上,“ 潤物細無聲 ”活脫脫地描繪出空氣中的水蒸氣析出水分的情景;重慶在盆東山區,降水主要是濕潤氣流遇到山脈等高地阻擋,被迫抬升而氣溫降低,到夜間這降溫更明顯,于是形成地形雨,其雨量大到足以“ 漲秋池 ”的地步。 而塔里木盆地年均相對濕度在40%左右,沒有充沛的外來水汽,很難到達飽和。塔里木盆的外來水汽集中在6、7、8三個月(見圖26)。所以降水也集中在這三個月。 圖 26 : 1948—2009 年塔里木盆地空中水汽 水平方向凈輸入年內變化( 吳永萍等 《 1948-2009 年塔里木盆地空中水汽輸送 時空分布特征》 冰川凍土 第 32 卷 第 6 期 2012 年 12 月 ) 楊青等利用(1976--2009年)和田、庫車、若羌、喀什、和(1999--2009年) 民豐探空站觀測資料,計算出塔里木盆地5個站的月平均水汽含量,(見表5)。 表5:塔里木盆地5站月平均水汽含量 單位:mm。 月份 喀什 庫車 和田 若羌 民豐 1 5.5 5.1 4.8 5.1 4.6 2 5.7 5.4 4.9 4.9 4.3 3 7.5 6.7 5.9 5.6 4.7 4 9.6 8.6 7.9 7.2 7.1 5 13.2 12.3 12.2 10.6 10.2 6 16.7 17.7 17.3 16.3 15.8 7 20.4 21.4 21.5 21.2 23.9 8 20.9 20.5 21.1 18.7 21.6 9 16.1 15 14.6 13.3 14.5 10 11.1 10.3 8.6 8.8 8 11 8 7.4 6.14 6.7 5.7 12 6.4 6.2 5.3 5.9 5.4 平均 11.76 11.38 10.85 10.36 10.48 最大 20.9 21.4 21.5 21.2 23.9 最小 5.5 5.1 4.8 4.9 4.3 差異度 1.31 1.43 1.54 1.57 1.87 ( 見楊青等《塔里木盆地水汽含量的計算與特征 分析》地理學報 第65卷第7期 2010年7月 ) 表中的差異度為(最大值-最小值)/均值。 數據顯示:水汽含量越高的站,月度間差異度越小。這趨勢表現在圖 27 中。 圖27:水汽含量差異度與平均水汽含量的關系 按春夏秋冬排列月份,水汽含量演化如圖28。 圖28:月平均水汽含量 由《新疆氣象手冊》3章1.2節( 見新疆興農網信息中心http://www.xjxnw.gov.cn/zx/qxfw/qxzs/xjqxsc/03/433915.shtml )查到塔里木盆地中三個氣象站的降水量季節分布數據(見表6)。 表6:四季降水占全年降水量的百分比(1951-1980) 單位:% 喀什 和田 若羌 春 36 31 17 夏 32 42 62 秋 14 12 6 冬 17 15 14 最大 36 42 62 最小 14 12 6 均值 24.83 25.67 27.83 差異度 0.89 1.17 2.01 表中的差異度公式同上表。 三站降水量份額的平均值見圖 29 。 圖 29 :降水量季分布 可見降水量分布與圖 28 顯示的水汽含量大體一致。 三站各自的降水量分額見圖 30 : 圖30:三站降水量季分布 喀什在盆西的盆沿上,年均相對濕度較高,超過50%,其降雨量在年內分布相對平均,若羌在東南部最干燥的地區,年均相對濕度不到40%,降水高度集中于夏季。數據顯示:喀什的降水量年內分布最均勻,若羌則最集中。 由此看到,空中水存量的慣性作用:水存量大,降水量分布較均勻,反之,降水高度集中于外來水汽豐裕的夏季。 因而干濕盆地的差異本質上是空氣相對濕度的差異,亦即大氣中水存量的差異。在全國年平均相對濕度圖(圖 31 )上,可清晰地看到這一點。 圖 31 :全國年平均相對濕度 另一個實例是川西盆壁與太行山的對比,兩者都擋住了東來的水汽?諝獗黄扰郎,在川西導致大量的降水,以致雅安被稱為“雨城”、“天漏”。而在太行山降水量遠小于川西。一個重要的原因是,太行山前區域大氣的相對濕度遠小于四川盆地,因而靠空氣爬升降溫達到飽和濕度更難。 《中國自然資源叢書 • 水資源卷》在提供水汽資料時,將全國大陸分為濕潤區和半濕潤、半干旱、干旱區兩個部分,分別給出了其水汽的輸入、輸出量。緊接著,提供降水量資料時,將全國大陸分為:十分濕潤帶( 1600mm 以上)、濕潤帶( 1600-800mm )、半濕潤帶( 800-400mm )、半干旱帶( 400-200mm )、干旱帶( 200mm 以下)五個帶。顯然,前兩個帶對應于濕潤區,后三個帶對應于半濕潤、半干旱、干旱區。 根據國家氣象信息中心的年降水量分布圖(圖 32 ),可估算出這兩個區的平均降水量。 圖 32 :全國年降水量分布圖 由此計算出的數據見下表: 表 6 :水汽收支與降水量比較 水汽單位:mm/年 全大陸 濕潤區 半濕潤、半干旱、干旱區 水汽輸入總量 1,917.40 4,442.60 1,572.40 水汽輸出總量 1,667.30 3,735.60 1,491.80 水汽凈輸入量 250.1 707 80.6 平均降水量 800 1,400.00 316.67 水汽凈輸入量/水汽輸入總量 13.04% 15.91% 5.13% 平均降水量/水汽輸入總量 41.72% 31.51% 20.14% 在濕潤區,降水量占水汽輸入總量的 30.51% ,而在 半濕潤、半干旱、干旱區,僅為20.14%。 水汽的凈流入量是由外來水汽對區域水存量的凈增補量,在濕潤區占到水汽輸入總量的 15.91% ,而在 半濕潤、半干旱、干旱區,僅為5.13%。 可見,在干燥的地區,域外輸入的水汽更容易成為匆匆過客,更難形成降水,以補充本地的水存量。于是我們看到空中水存量導致的慣性:濕者恒濕,干者恒干。 問題在于,空中水存量只是區域水存量的極小部分,它的分布態勢與地表水存量和地下水存量密切相關。 圖6顯示,成都的土壤持水量遠高于塔里木盆地。而且 成都地下水 埋深 3-5m ;含水層厚度 8-27m 。( 徐則民、張倬元、劉漢超、劉俊賢、李廷強、鮑志言《成都地鐵環境工程地質評價》中國地質災害與防治學報 2002,13(2) )而 塔克拉瑪干沙漠淺層地下水“ 埋深小于 100m !保 錢鞠、龍訓建、杜虎林、俎瑞平、高前兆《塔克拉瑪干沙漠區地下水空間信息統計特征與變異性分析》南水北調與水利科技 第5卷第5期 2007年10月 ) 蒸發維持著盆地的空中水汽存量,而蒸發的水源來自地面與地下水存量。塔克拉瑪干的空中水存量基本得不到地表與地下水的支撐,降水全靠外來飽和水汽。正是兩地在地面與地下水存量方面的明顯差異,導致了其空中水汽存量的明顯差異。由此,我們看到,是地面與地下水存量的差異,導致了兩個盆地在氣候與生態方面質的差異。 這提示我們盆地的水存量決定了盆地的氣候與生態面貌。在一個干旱的盆地,若能大規模增大其地面、地下水存量,使地下水埋深不深于5m,有可能根本改變其氣候與生態面貌。這就是水存量的氣候慣性。 社會慣性:海河流域 今天的海河流域,“ 有河皆干,有水皆污 ”。是個水資源嚴重缺乏的地區。然而從歷史上看,這里卻長期是東亞大陸人口密集的區域。 遼、宋都實行五京制度,海河流域是遼( 907 ~ 1125 年)的南京道。到了金朝( 1115 - 1234 年),這里成為首都(中都)。 元于 1272 年定都今北京,稱大都,此后明、清均定都于此。且首都所在地均領有一個幅員廣闊的行政轄區:元的中書省、明的北直隸、清的直隸省。這個地區成為全國性政權的首都長達 639 年。 在 1935 年 地理學界的老前輩胡煥庸繪制的第一張中國等值線人口密度圖中,海河流域仍是人口密集的大區域。這樣的大格局一直保持到今天。 圖 圖 33 :胡煥庸線 人口高度聚集于此,說明這個地區的氣候 - 生態環境適宜人類社會生存;如此長期地聚集于此,說明其氣候 - 生態環境具有相當大的慣性。 在海河平原上,以海、河、潭、泉、洼、泊、湖、淀、澤、沽、橋為名的地點數不勝數。事實上,直到上個世紀 60 年代以前,這里人憂慮的多是水患。從 1368 年到 1948 年的 580 年間,海河流域發生過 387 次嚴重水災,天津市被淹泡過 70 多次。 《禹貢》時代,今寧晉泊與大陸澤地區是一片廣泛的南北相聯的統一湖泊,稱為“大陸澤”。對于寧晉泊的成因,前人主要有兩種看法: 其一:明代由于滹沱河南徙,今寧晉東南一帶排水不暢,使原屬大陸澤北部的下游地區另名寧晉泊。( 王會昌《河北平原的古代湖泊》 .地理集刊 ( 第 18 號 ) 。 1987 ,第 18 號: 79 — 83 . ) 其二:北宋黃河北泛,大陸澤被其來沙所淤,湖底抬高,湖水順著今滏陽河向下游泄入今寧晉東南潴匯成寧晉泊。( 鄒逸麟《黃淮海平原歷史地理》 .合肥:安徽教育出版社, 1993 . ) 石超藝對明代及明代以前的史料進行了海量搜索,在其博士論文《明以來海河南系水環境變遷研究》中,提出了新的見解: 明代,在今南起任縣北,北至寧晉南的廣大低洼地帶一直是一個南北統一的大湖群,人們主要稱其為大陸澤。直到明末清初,統一的大陸澤才開始分解成南、北兩個部分。分解后的南泊因更加接近先前湖泊的主體位置,湖泊范圍輪廓分明,面積比北泊更廣,因此南泊承襲了大陸澤的名稱,而北泊則另稱為寧晉泊。但是康、雍以后,南泊大陸澤范圍迅速縮小,而北泊寧晉泊迅速擴大,到乾隆初年北泊已三倍于南泊。但在道光以后,南、北泊同時迅速縮小,到了光緒年間,南泊已完全消涸,北泊也已所剩無幾。 1939 年,寧晉泊在洪水季節縱橫僅余 14km ,在枯水季節已不顯泊形。 20 世紀五六十年代,寧晉泊完全干涸。 圖 34 :大陸澤與寧晉泊的演化過程 ( 石超藝《明以來海河南系水環境 變遷研究》復旦大學歷史地理研究中心 博士學位論文 2005 年 4 月 18 日 ) 可見,歷史上海河流域地表水存量豐富。河、潭、泉、洼、泊、湖、淀、澤、沽密布,使地下補給水源充沛,這又導致地下水存量巨大。正是這巨大的地表、地下水存量,有效地濾平降水量的波動,保障了其上社會系統的長期生存。 盡管從明末清初開始,統一的大陸澤就開始收縮、分解,這一干旱化過程持續到 20 世紀五六十年代,大陸澤、寧晉泊均消亡。這個持續了三百年以上的歷史過程中,海河流域的社會系統卻沒有因干旱而瓦解。究其原因,巨大的地表、地下水存量功不可沒。 1965 年以后,干旱化更為嚴重,空中外來水汽顯著減少。海河流域降水集中在夏季,而 1965 年起,夏季水汽輸送通量明顯降低。 a: 緯向 b: 經向 圖 35 :河流域夏季水汽輸送通量的變化 ( 單位: kg(m · s)) ( 引自張利平等 《海河流域大氣水資源變 化與輸送特征研究》水利學報 2008 年 2 月第 39 卷第 2 期 ) 這導致大氣的干燥化。 圖 36 :海河流域夏季平均整層大氣可降水量異常的變化 ( 引自張利平等 《海河流域大氣水資源變化與輸送 特征研究》水利學報 2008 年 2 月第 39 卷第 2 期 ) 氣候變化導致海河流域降水減少: 圖 37 :河北省 1961 年以來的降雨量距平百分率 ( 見 高霞、李強《 1961--2005 年河北省降水氣 候特征及雨水資源的開發利用》氣象與環境學 報第 24 卷第 4 期 2008 年 8 月) 這使得地表水存量急劇下降,大量河、潭、泉、洼、泊、湖、淀、澤、沽僅剩地名。 滹沱河本是一條洶涌奔騰的大河。 2007 年在衛星地圖上看到的,是這幅景像: 圖38:107國道跨越滹沱河(2007年) 滹沱河只剩干河灘了。今年再看它是這樣: 圖39:107國道跨越滹沱河(2014年) 衛星照相的技術有明顯的進步,圖像更清晰,色彩更逼真。最令人欣慰的是河中又有流水了。然而,拉開視角,卻看到另一幅景象: 圖40:被截留的滹沱河(2014年) 圖39僅為圖40中紅框所標區域。所見的河水,不過是人為截留的一段死水。 當地表河、湖、泊、洼、澤大量存在時,引水灌溉可有效抵御降水量的不足。它們的消失使社會系統面臨缺水威脅。所受威脅最大的是農業。 1966 年河北農村就開始打井,不久就流行深機井。 2011 年 8 月 19 日,中國新聞網以《河北 86 萬余眼機井超采地下水致水位嚴重下降》為題,報道了機井的泛濫:“ 在干旱的華北,農用機井、深層地熱水機井,紛紛伸向地層深處,‘像篩子一樣’,是一些地質工作者對腳下地層常用的比喻。 ” 2007 年筆者在艾辛莊水利樞紐管理所的 圍墻上,看到這樣的廣告:“ 打甜水井150米至450米 ”。這個深度的水才可以飲用,可見地下水存量污染、消耗到什么程度。 而這里是平原上最低洼,最濕潤之處。 圖 41 :艾辛莊水利樞紐管理所的 圍墻上的打井廣告 ( 攝影:王中宇 ) 農業占多年工程供水的比重達75.85%。民以食為天,一旦農業崩潰,這個地區的社會系統無法維持。換而言之,這幾十年來,這個地區的社會系統是靠抽取地下水存量維持的。地下水存量顯示出對水循環系統穩定性的巨大意義。 圖42:農業占供水總量的比重 ( 數據來源:歷年《海河流域水資源公報》 ) 1998 年以來,累計超采的地下水量高達 本地年均水資源總量的 2.275 倍。這超采量全賴地下水存量支撐。是地下水存量給了我們數十年的回旋余地,使我們可以重新認識大自然中水資源的特性,可以尋找新的出路。設若沒有這些地下水存量,這個地區的社會系統恐怕早就瓦解了。 前已述及,地下水位埋深超過8m,對蒸發和地表植被就沒什么意義了。海河流域的地下水位,在過去數十年間,迅速下降,已經遠低于10m(見圖43)。這意味著,河流域的地下水存量已經嚴重損耗,難以為繼了。 圖 43 :北京市大興區歷年平均地下水埋深變化 ( 劉超群、李黔湘、段云嶺《減少 ET 的節水灌溉 技術研究》 2009 - 2008 年 GEF 海河流域水資源 與水環境綜合管理項目國際研討會 會議論文 ) “人杰地靈”描述的是一個地區的生態 - 社會系統良好!叭私堋苯⒃凇暗仂`”的基礎上,而穩定可靠的水資源,是決定一個地方靈氣的關鍵因素之一。海河流域的歷史提示我們,人類社會需生存于一塊巨大的“海綿”之上,它將老天爺變動不居的降水轉化為穩定得多的供水源。決定一個地方靈氣的,正是這“海綿”的持水能力。歷史證明,渤海流域是一塊優質的“海綿”,但過去三百多年來,這“海綿”被慢慢擠干,尤其是過去幾十年間,這塊“海綿”幾近被榨干。這提示我們,如何保持“海綿”的濕潤和持水能力,對社會系統的生存而言,是個戰略性的問題。 塔里木:存量變化的后果 歷史上,塔里木盆地的綠洲曾經深入沙漠腹地。 2002 年樊自立等繪出了他們發現的整個塔里木盆里的古綠洲(見圖 44 )?梢姽啪G洲曾深入塔克拉瑪干沙漠腹地。 圖 44 :塔里木盆地古綠洲及其變遷 ( 樊自立等《塔里木盆地利用與生態平衡及土地沙漠化》 中國歷史地理論叢 第 17 卷第 3 輯 2002 年 9 月 ) 2008 年熊黑鋼等依據野外實地考察和考古資料,繪制了塔里木盆地南緣河流與其流域內的古綠洲分布情況(見圖 45 ): 1 、樓蘭 2 、米蘭 3 、若羌 4 、漢且末古城 5 、瓦石峽古城 6 、唐且末古城 7 、阿克可西卡 8 、提英木古城 9 、達烏孜勒克 10 、尼雅北遺址 11 、尼雅遺址 12 、尼壤遺址 13 、大麻扎 14 、新遺址 15 、喀拉墩古城 16 、馬堅勒克 17 、尤木拉克庫術 18 、丹丹烏里克 19 、烏曾塔提 20 、卡拉沁遺址 21 、哈得里克 22 、特特爾格拉木 23 、黑哈斯遺址 24 、吳六雜提 25 、達瑪溝遺址 26 新聚落遺址 27 、麻扎塔格 28 、巴勒馬斯遺址 29 斯日合勒克古城 30 、阿克斯比爾 31 、約特干遺址 32 、什斯比爾 33 、奈加拉哈奈 34 、玉吉米力克 35 、阿塞胡加 36 、布特勒克 37 、牙阿其烏依力克 38 、額其買力克古城 39 、克孜勒塔木 圖 45 :塔里木盆地南緣主要古綠洲分布圖 ( 熊黑鋼等《干旱區地理》第 31 卷第 1 期 2008 年 1 月 ) 克里雅河曾深入塔克拉瑪干沙漠腹地,并孕育了新遺址、喀拉墩古城、馬堅勒克等古綠洲。和田河曾貫穿塔克拉瑪干沙漠,并在沙漠腹地孕育了新聚落遺址、麻扎塔格兩個古綠洲。尼雅河則在沙漠深處孕育了尼雅北遺址、尼雅遺址、尼壤遺址等古綠洲。 塔里木盆地的東側是著名的羅布泊。古羅布泊誕生于第三紀末、第四紀初,距今已有 1800 萬年。 羅布泊西北緣某地層剖面沉積物孢粉記錄揭示,在 6.91 × 10 5 ~ 4.35 × 10 5 年期間植被類型為疏林草原,沉積氣候較溫和濕潤,同時期羅布泊中部 K1 孔揭示的植被類型為荒漠草原。學者據此推斷: “ 若近百萬年來,該地區地形地貌無較大變化,可以推測羅布泊西北緣北部山前坡地和傾斜平原在早期(中更新世)可能為森林及疏林草原,使得位于該地段地層剖面中,就近沉積的植被多為木本。在東風和北北東風對羅布泊東側平原或荒漠草原植被孢粉的運移作用下,同時期該區東側八一泉、東部阿其克谷地、中部K1和西部P-1剖面的草原和荒漠植被孢粉含量隨著距離的增加而減少。 ”( 袁革新等《羅布泊地區第四紀環境演化若干新認識》 現代應用物理 第 4 卷第 3 期 2013 年 9 月 ) 對羅布泊距今 8000 年以來的變化,將各方信息放到時間軸上,如圖 46 : 圖 46 :羅布泊地區的氣候演化 (時間軸為 BP (距今)) 可見這里的氣候變化以千年為尺度。近代以來羅布泊的消亡,相關信息見圖 47 : 圖 47 :乾隆四十七年以來羅布泊水面演化 除了羅布泊,在熊黑剛提供的圖 45 中,可看到古代塔里木盆地東北還有一個長條狀的湖泊,西部有還兩個長條狀的湖泊,而今已了無蹤影。 這提示我們,在近萬年的時間尺度上,塔里木盆地總體上比現在潮濕,自唐以后,塔里木盆地經歷了一個逐漸干旱化的進程,而清中期后,干旱化加速。這提示我們,從長時間尺度看,塔里木盆地水存量持續減少。雖然其速率不高,但千百年的積累,導致了整個盆地的干旱化。 這提示我們思考,塔里木盆地的水存量是怎么丟失的? 塔里木盆地是內流河流域,不存在地面河水外流的可能性。至于從地下外流的可能性,倒有一個存在了 2000 多年的公案。 西漢的張騫出使西域,發現塔里木河等河流無論怎樣源源不斷地將水注入羅布泊中,湖水既不顯增加也不顯減少,于是認為湖水潛流地下,進入青海積存,而成為黃河的源流。司馬遷的《史記·大宛列傳》以張騫的探險報告為依據稱: “ 于闐之西,水皆西流注西海。其東水東流注鹽澤,鹽澤潛行地下,其南則河源出焉。 ”這里所說鹽澤即古代羅布泊,“河”在古代特指黃河。這段文字明確指出了古代塔里木河入注古代羅布泊后伏流地下,到青海后重源復出。 班固在《漢書 • 西域傳》中稱: “ 其河有兩源,一出蔥嶺山、一出于闐。于闐在南山下,其河北流,與蔥嶺河合,東注蒲昌海。蒲昌!}澤者也,去玉門、陽關三百余里,廣袤三百里。其水亭居,冬夏不增減,皆以為潛行地下,南出于積石,為中國河云。 ”這是黃河重源說的兩條經典依據之一,也是最早的記載。此“中國河”即指黃河。從此,張騫的這個黃河伏流重源說就風行一時。 到北魏酈道元撰《水經注》,清代徐松著《西域水道記》均沿襲《史記》、《漢書》之說。 到清代康熙和乾隆時,探清了真正的河源,F在我們知道,黃河源在龍羊峽水庫以上,位于青藏高原東北部,涉及青海、四川、甘肅 3 省的 6 個州、 18 個縣,總面積約 13.2 萬平方公里,其海拔高度在 3800 米以上。而羅布泊的海拔僅 780 米,其地下水不可能流向黃河源區。即使漢書所說的積石山,位于甘肅省西南部的積石山縣,該縣處于黃土高原與青藏高原交接地帶,海拔 1735 — 4309 米,也遠高于羅布泊。 塔里木盆地地勢低洼,四周是天山、昆侖山、青藏高原,地下水不可能外流。 排除了地面、底下外流的可能性,剩下的唯一的可能就是空中水汽凈外溢。 然而吳永萍等的研究發現: 1948-2009 年塔里木盆空中水汽的水平輸送是凈流入(見圖 48 )。 圖 48 :塔里木盆地對流層水汽水平方向凈輸入 ( 吳永萍等《 1948-2009 年塔里木盆地空中水汽輸送時空 分布特征》 冰川凍土 第 32 卷第 6 期 2012 年 12 月 ) 三千年來,塔里木盆地干旱化的總趨勢無可否認。但邏輯上水資源凈外流的可能性都不存在,這就成了一個悖論。 仔細觀察塔里木盆地及其周邊的衛星地圖。注意盆地內的河流都來自四周高山融雪。而高山融雪一部分來自盆內的水汽存量。如果高山融雪都進入內流河,則水資源不可能經地面外流。但積雪最多的是西南部山區,其融雪既可能向內流入盆地,也可能外流,進入印度、巴基斯坦。融雪主要靠陽光,這里從南向北的陽光首先融化向外的西南坡,于是不能排除水資源經高山融雪而流出的可能性。 圖 49 :塔里木盆地與其周邊的衛星地圖 另外,盆地東南部是青藏高原,而青藏高原的地形是西北高東南低。于是盆地水汽在青藏高原形成的降水,大多數不可能流回盆內。郭曉明將這一現象稱為 “ 虹吸現象 ”。認為正是這一現象使西北地區自身的水循環斷裂,導致這里日漸干燥,從而破壞了這里生態系統的穩定性,使其步入了衰敗的進程。( 見 郭曉明《青藏高原的虹吸效應對歐亞大陸水循環的影響及逆轉措施》南水北調與水利科技第5卷第1期2007年2月 ) 郭曉明注意到: 在過去幾十年中,羅布泊消失了,塔里木河水流量下降了近15%,在羅布泊消失后沒有多久,青藏高原的北部就開始了荒漠化(見圖50)。郭曉明認為:高原北部幾乎沒有人類活動,可見這部分高原荒漠化不是人類活動的結果,而是因為虹吸效應吸干了中國北方的水分,現在開始侵蝕高原自身的水分了。 圖50:青藏高原的植被分布格局 ( 取自莫申國等《青藏高原的主要環境效應》 地理科學進展第23卷第2期2004年3月 ) 由于青藏高原目前仍以每年3.2-12.7mm的速度上升,“虹吸現象”只可能加強,不可能減弱。 郭曉明沒有給出塔里木盆地水存量流失的速率。各有關塔里木盆地水循環平衡的分析,均隱含假設各流量相互平衡,亦即假設存量不變。這告訴我們,水存量的流失速率甚低,很可能低于流量測定的誤差范圍。但即使如此之低的流失速率,持之以恒,也能顯著改變如此大范圍的氣象與生態面貌 --- 這正應了那句老話:滴水穿石。 思考 綜上,我們看到,在水循環系統中,存量是不可或缺的分析對象。 從對氣候的影響上看,空中水存量直接影響著降水量?諝庀鄬穸仍礁,外來水汽和降溫越易于達到水汽飽和,形成降水;反之外來水汽越難使本地水汽飽和,越容易成為匆匆過客。而空中水存量靠地面與地下水存量的蒸發維持。 從規模的角度看,空中水存量最低,地面水存量高出一個量級,而地下水存量又高出一個量級。對地下水存量而言,埋深是一個重要的因素。蒸發能力隨埋深呈冪函數衰減,支撐地面植被的能力也呈冪函數衰減。當埋深深于 8m 后,兩者均衰減到微不足道的地步。 正是地面水存量與埋深不到 5m 的地下水存量規模,決定了一個區域的氣候慣性。存量高的地方,氣候濕潤,植被茂盛;反之氣候干燥、植被稀疏。這表現出水存量的氣候生態慣性。 埋深深于 8m 的地下水存量,可通過人工抽提,供社會所用,這使社會系統有可能渡過極為干旱的歲月。這就是水存量的社會慣性。然而,它有其限度,一旦地下水疏干,社會就回天無力了。 由于地面、地下水存量的巨大規模,它可濾平外來水汽波動帶來的降水量波動。在短期的水循環平衡中,也往往假設存量不發生變化。但現實中存量是在變化的,雖然其速率往往很低。若長期單向變化,終將導致區域氣候與生態環境的質變。 由此,需深入研究水存量在區域水循環中的作用。在水資源管理中需有管理水存量的準則與措施。以下幾項值尤其得關注: 1 、長期、連續監測地表、地下水存量的變化;要及早發現導致區域水環境惡化的前期征兆,及時應變。 2 、對地下水存量需設定幾個警戒線,如地下水埋深 5m 、 8m 、 10m 等等,一旦低于警戒線,需采取相應的措施。 3 、從水土資源匹配的視角看,干旱地區不能寄望于開采地下水。而應從水資源過剩的區域向干旱地區調水,調水的意義不僅在于應付日常之需,而應關注于使其過低的水存量達到某個合理的規模。 4 、由此,在論證向干旱地區調水問題時,有兩個層次: 其一,從長時間尺度看,該地區水存量流失的速率,它決定了阻止該地區進一步干旱化所需的調水速率。 其二,要恢復該地區的生態系統,需其地下水埋深不深于 5m 。為此應評估總計需調入多少水。 這兩個層次的問題,是落實調水計劃的基礎。只有確切地回答了這兩個問題,才能定量確定調水規模與安排時間,并預計其成效。在此基礎上,才能對調水計劃進行技術與經濟可行性評估,才能比較可信地權衡其代價與收益。
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熱度 4 gordonliu 2014-8-21 08:29
“ 質量依賴于速度 ” 的觀點是對相對論的誤解和亂用!愛因斯坦從 1907 開始,就反對這種提法,F在也只有頂尖的物理學家能正確使用和理解質能關系。大量的一般學者都使用和宣傳 “ 質量依賴于速度 ” 的錯誤提法,以至于這種錯誤提法在普通論文,教科書和科普書籍中泛濫,誤人子弟! 正確的理解是:質量不依賴于速度,質量是一個不變量!質能關系是 “ 靜止能量等于質量乘光速的平方 ” 。 “ 能量等于運動質量乘光速的平方 ” 的提法是錯誤的。 很多人花了大量的精力和物力想檢驗 “ 質速關系 ” ,從而來判斷相對論的正確性,這是徒勞的!因為正確理解的狹義相對論是沒有 “ 質量依賴于速度 ” 這一提法的。詳細內容請參閱 Lev B. Okun 和 Gary Oas 的文章。
個人分類: 物理評論|2705 次閱讀|8 個評論
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熱度 1 fanxiaoyingz 2014-4-25 16:08
人的慣性 我們發現了大量的人的慣性的實例。例如,一個孝順的兒子把父母從農村接到大城市的豪宅來居住,吃喝穿戴用度等都不需要老人操心,但是老人就是不習慣,偷偷地跑回農村;再例如,你到農村冬季特別寒冷,但是人們就是不生火,但是人們還很健康,相反他們到有暖氣屋子里面出來立即會感冒生;又例如北方的人到南方去每天吃大米飯,結果總是覺得沒有吃飽沒有吃好;陜西關中人一天不吃面條好像一天都沒有吃飯;而南方人到了北方沒有米飯吃不飽。這些事例是生活慣性的實例。 我們發現人的慣性不僅有生活慣性,還有思維慣性、動作慣性和意念慣性。人的慣性有有利于本人和社會的良好的一面,也有有損于人和社會的一面。 人們的某個地方長期的生活,逐漸形成了與該地區氣候、土壤、水質、環境、人文、食品相互適應的習慣,就是生活習慣或者稱之為生活慣性或者人文習慣。生活慣性有利于人形成強大的地域生活能力,獲得強大的免疫力、適應力和生活能力。例如過去的人做飯都是燒木頭,用的的土灶,那個時候許多地方沒有風箱,是自然抽風灶,目前陜北一帶這種灶還很普遍,但是這種灶的缺點非常明顯,就是關鍵時候需要旺火,但是半天火不旺,你下面條吧,放到鍋里面半天,面條都泡成糊糊了,還沒有煮熟,或者蒸鍋的饅頭半天沒有氣,成了硬饃饃。但是就是這種不科學,很浪費燃料,沒有鼓風機或者風箱的生活方式陜北人生活得很自在,很得意,他們不愿意改變這種生活方式,因為他們已經形成了使用這種抽風灶的生活慣性。離開了它他們反而無所適從。但是這種慣性很顯然是需要改革的。第一:人的生活慣性對于本人而言是產生了感情的:長期使用某種方式生活的人,那樣的生活方式給他的是安全感、熟悉感、親切感。第二,在慣性作用下,本人的工作效率會很高,他基本不需要太多的思考,而是按照以往的習慣程式進行工作。第三,多年形成的生活慣性一旦放棄會產生心理負擔,甚至疾病。首先產生的是空虛感、茫然感,而這些感覺會導致他們重新思考人生的意義和目的,有些人想不通就會輕生。最近調查發現農村老人自殺率上升,城市老人得抑郁癥的人增多,都與現代社會過于迅猛地改變了人的生活習慣有很大關系。第四,疾病的形成和免疫能力的高下都與生活習慣有密切相關關系。例如,習慣城市暖氣的人到農村去一般都會感冒,而城市人到農村去一般都會得腸胃病拉肚子。而農村人一般到城市后常常失眠、煩躁、心理抑郁,常常感覺空氣惡臭、噪聲嚴重、水源骯臟,空間狹小逼人,免疫力下降。 我個人認為,生活慣性是人文地理的一個表現形式,政府和社會應該尊重人們的生活習慣,各個地區五花八門的生活習慣構成了人類文化的一部分,所以政府不應該強制拆除村落,強制實現城鎮化。農村人吃完飯下地勞動、養幾只雞,喂幾個豬,早起尋草,下午耙地已經形成一種生活的必需品,為什么非要強制改變呢?相反,城市人由于生活過于優越,一切都可以從市場購得,所以閑余時間反而無事可做,越來越空虛,越來越沒有自己存在的價值和必要性,所以許多城市人精神抑郁。這種生活由于長期不動手不動腳,不運動,所以許多人的感覺退化,行動遲緩,未老先衰,大腦萎縮。 生活的慣性一旦形成,人們就能夠對這種慣性產生感情、形成自我意識,產生個人價值,形成生活動力,所以一旦形成了生活慣性,人們一般不愿意再改變:一不愿意遷移,也不愿意改革,形成社會進步的保守勢力?v觀我國的改革開放,正是由于以極其快速的步伐改變著我們的生活,推倒了生活慣性,否定了人文文化和鄉村文化,所以整個社會都陷入了缺乏自信,失去自我,文化缺失的境地,所以外國文化和意識乘虛而入,造成我國人民的文化衰落。 思維慣性也有正否兩面作用。 人們長期接受某種教育,結果思維形成定式,思考問題的時候總是自覺不自覺地把以前現成的知識、經驗和定論拿來使用,當作真理,結果是有百害而無一益,這種思維就是在慣性的引導下的大腦運動。思維慣性對于創新是一大障礙,對于逐本求源是一大障礙,對于揭示事物的本質是一大危害。思維慣性的形成與學習的內容有關,學習的時候想當然地把某種觀念作為知識接受,而不加思考,那么最后會作為思維題材而加以應用,思維慣性的形成還與教育的方法有關,一般的教育基本上都教授邏輯方法、推理和演繹,但是很少教育辯證思維和權衡思維,所以方法也有缺點;思維慣性的形成還與大腦思維區域的激活狀態有關,有些人的某些區域沒有被激活或者激活后已經進入疲勞狀態,這種情況下思維也不會有良好結論。我們許許多多的知識分子雖然擁有很多知識,但是就象“趙括”一樣,紙上談兵、虛妄亂言、經不住時間考驗的言論非常多,被人們譏笑為“百無一用是書生”。包括目前的博客,許多人思維不縝密,胡言亂語的多。還有一個現象就是專家們對于本專業的問題研究深入,往往結論正確,提出的問題也能夠切中要害,但是在本專業以外卻是胡說八道,邏輯錯誤,事實欠缺,非常片面,成為典型的書呆子。還有一個問題就是許許多多的專家講理論很在行,講實踐很外行。最為典型的例子是股市和戰爭。中國十大元帥中賀龍沒有什么學歷,也沒有進過軍事學校;彭德懷只念過兩年私塾,也只在軍事學校進行過短訓;陳毅、羅榮桓、聶榮臻學歷高但是沒有進過軍事學校(聶榮臻短訓過幾個月),他們雖然沒有在軍事學校學習過,但是他們卻指揮了千軍萬馬,百戰百勝,而國民黨黃埔系學生領導的軍隊在他們面前屢戰屢敗。尤其要提醒的是偉大領袖毛澤東,沒有進過一天軍事學校,只當過半年兵,卻是軍事上獨一無二的統帥,導演了一系列軍事戰役,完全把軍事藝術化了。在軍事上恰恰是學習者的思維慣性導致他們打不贏。股市也一樣,股市上真正的贏家往往不是理論專家。究其原因就是思維慣性導致思維缺乏動態性、隨機性和創新性。還有在實業中,往往許多專家搞不好實業,但是那些一心一意有恒心的社會人士卻能夠成功。 思維慣性形成思維定式,而思維定式既有好處也有壞處。在思維定式下,專家能夠取得更多的研究成果;但是某個思維定勢往往僅僅適合于某個領域,不是放之四海而皆準的,所以在另外的場合往往產生很大的負面影響。以德國顧問李德為例,李德的軍事知識是在蘇聯那種寒冷、人口稀少,大多數人居住在城市的環境下取得的,適合與城市保衛戰,而不適合于山大溝深物產豐富的農村,所以他在中國的第五次反圍剿中就不能成功。但是李德的戰爭思想在當代需要保護城市的條件下未必不適用。專家的學問越多,學歷越高,定勢思維越是嚴重,其缺點也就越明顯,所以作為專家不可以妄言,不可以越位,不可以脫離實際。 動作慣性也很常見,例如過去的女人一生中必要的勞動就是縫衣織布做鞋做衣服,做飯推磨,提供給自己丈夫和孩子們吃飯穿衣。而男人們則要喂牛耕田、挑水打糧、堆土蓋房,或者舞槍弄棒,他們從小就訓練動手能力,運動協調能力,結果是非常習慣于特定勞動,F代社會的熟練工人就在技術學校專門訓練動作慣性。學習開汽車開火車都是在訓練動作慣性,運動員超負荷訓練也是在訓練動作慣性。有了動作慣性,動作的速度和協調性和力度都會加大,很有好處。但是動作慣性也有不好處,俗話說“淹死的都是會水的”,由于動作慣性常常造成下意識動作,而這種動作不恰當的時候就會造成危害。 意念慣性在社會中普遍存在,危害很大。所謂的人生觀、世界觀、社會觀到底是什么?本質上就是意念慣性,一個社會的觀念、風俗、倫理道德是形成意念慣性的社會基礎。實際上在特定的社會中,人的人生觀、世界觀、社會觀的選擇余地很少,基本上是社會承認什么選擇什么,社會氛圍、家庭氛圍和政府氛圍決定了一個人的意念慣性,絕大多數不可能超越這個界限,這個東西影響人的一生。而這些東西很少被人否定和打破,一般來說只有少數年輕人會對其產生想法和否定情緒,但是大多數人會被這些意念俘獲。所以,階級觀念、階級感情、風俗習慣、社會道德基本上是一生不變的基礎,反過來也是指導個人行為的動力。比如說,我們從五四時期就反對封建思想觀念,將近一百年了,封建思想觀念取出了嗎?其實在國民當中還大量存在,以各種形式存在。例如有人生病,有好些人不去醫院就醫,而是求神拜佛,燒紙點臘,例如有人迷信風水,不去科學生育而是在墳墓里找富貴。觀念慣性的嚴重缺點是當問題的本質超出了觀念底線的時候,本人不愿意去思考,不愿意去解決,而是不加思考地給予否定。以鄧小平為例,在鄧小平身上遺留了很深的封建地主的觀念,盡管他以革命家自居但是在八十年代初期得到了非常明顯地表現。他打倒了“三種人”,“三種人”即追隨林彪、江青反革命集團造反起家的人,幫派思想嚴重的人,打砸搶分子。其中大多數是在建設中表現突出的群眾領袖,包括陳永貴、吳桂賢等。他打倒了這些人表明他始終不是站在人民群眾的立場上,不是站在無產階級的立場上的革命的,他的意念慣性一直停留在地主和資本家那里,他解決問題的根本立場不是站在勞動人民那里,所以改革開放以后資本家笑了,勞動人民哭了。最近幾年,那些當年被打倒的人的后代帶著他們的家族理念重新粉墨登場,全面否定社會主義建設,為蔣介石汪精衛等人招魂,大肆污蔑新中國的各項事業,也是剝削階級的意念慣性在作祟。世界上正真能夠超然于自己階級地位和階級感情的人很少,大多數的轉化是勞動窮人替剝削者富人講話,喪失階級立場,只有極少數人能夠做到徹底否定,百分之九十九的人會延續原來的社會倫理和階級理念。意念革命不徹底的名單有:鄧小平、郭沫若、汪精衛、羅章龍等?v觀歷代革命不徹底的原因,究其根本原因就是理論上的不徹底,而理論上的不徹底根本上是意念慣性阻止理論家深透思維,意念慣性阻止人們脫離原來的社會倫理和階級立場,阻止他們脫離原來的生活習慣和生活水準。宗旨問題是決定政府成敗,社會穩定的大問題,在這些問題上,意念慣性的危害最大,一個政治家如果不是站在絕大多數人的利益和立場上去考慮問題,而是保留其個人狹隘的理念慣性,那么必然導致治理失敗,社會不穩,人心浮動。 人的慣性有很多種,正是因為有了這些慣性,社會上人員的流動才是有限的,人們在自己的家鄉才會安居樂業,而社會也會逐漸進入保守階段。但是有些人尤其是年輕人的慣性很少,他們往往對社會不公、技術創新、新鮮事物很敏感,所以青年總是革命力量,但是由于這些東西的是非正確有待于實踐證明,所以青年人也是很容易誤入歧途的。 沒有慣性人就無法生活,但是人的慣性也是一種惰性,那些有理想的人應該努力地去克服。這也是人性的弱點之一吧!
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分享 慣性是頭倔驢
physicsman 2014-3-22 11:43
物體具有保持自己運動狀態不變的性質,我們把這一性質叫做慣性。慣性的大小只跟物體的質量有關系,是物體的固有屬性。 為了說明固有屬性是個啥玩意兒,我們講一個月亮驢子的故事吧。月亮在繞著地球轉動,像一頭驢子在繞著磨盤轉動,所以我們叫他月亮驢子。顯然,做圓周運動的月亮驢子,其運動方向在不斷的變化,也就是說其運動狀態在不斷的變化。能改變物體運動狀態的一定是力。地球對月亮驢子的引力像牽著驢子的韁繩一樣改變著月亮驢子的運動狀態。 雖然月亮驢子不得不服從于韁繩的意志,但是這不是月亮驢子的本性。即使是這個時候,月亮驢子的本性也是不變的,他有做勻速直線運動的欲望?梢,慣性就是倔驢的“倔脾氣”,跟外力沒有關系。一旦韁繩沒有了,所有的力都撤銷,或者抵消,月亮驢子必將顯露出其本身固有的屬性,做勻速直線運動或者靜止,這就是牛頓第一定律。
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分享 “黃燈六分!”,我也該說說了。。。
熱度 17 boxcar 2013-1-5 10:54
最近,史上最嚴的《新交規》搞得大家很郁悶,那個“黃燈六分”的歸責紛紛在網絡上“吐槽”。俺沒有駕照,而且自從 1996 年丟失了自己曾經擁有的唯一一輛自行車以后,目前是連自行車都基本不會“開”了的步行者,因此對記 6 分沒有任何概念。然而在這幾天滿耳朵灌滿了、滿眼睛充滿了“黃燈”和“ 6 分”的情況下,再不說兩句也實在不符合俺的性格。而且,不用動用“喆學”方法來說說,是無論如何對不住俺的一貫風格的。 “黃燈六分”為啥如此犯“眾怒”(其實這次俺這種步行者是“被代表”的“眾”)?理由很簡單,把“黃”字拆了我就能說明白!包S”字分成上下三截兒,上和下的兩部分若合在一起,就是“共”,中間夾楔硬塞進去一個“由”字,便成了“黃”。也就是說,黃字是在“共”中加“由”!包S燈六分”芥末大的事兒!居然沒有給出一個廣大人民群眾能夠 共 同接受的理 由 ,而是似乎在事前沒有做很充分的調研和討論的情況下很生硬地塞給大家一個新規定,馬上就出臺并立即執行,不把車主駕駛員們氣得紛紛吐 cao 才怪!一個黃燈六分,可能用不了幾個黃燈,某些司機的駕駛證和就會變成“死機”和“死寂”,“等”到那時候,習慣汽車出行的人,只怕也得像俺們步行者一樣,只有“遛彎”和坐“冷板凳”的“份兒”了。 現如今“黃燈”一閃,無疑會讓許許多多司機們開始 心 慌 ,搞不好甚至被黃燈 晃 得神情 恍 惚,如果一腳沒 蹬 住剎車,心里面肯定會咯 噔 一下,過線被記分只能干 瞪 眼的。不過,話說回來了,與其過后才干 瞪 眼,可不如事前就 瞪 大了眼睛先看準了燈的顏色。 另外,凡事都別太著急,別總抱著一種“走別人的路,讓別人無路可走”的理念在馬路上爭強好勝,慢一些和“ 等 一等”,不好么? “黃燈六分”能惹起這么大的爭議,從科學技術生理心理的角度說是個“慣性”問題,汽車不是一下子能煞得住是因為有慣性,人的駕駛習性一時半會兒改不過來也是一種“慣性”,然而從社會管理的角度看,有個讓很多當事人覺得非常不靠譜的《規定》也能實行,恐怕還有個“官性”的問題。
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分享 猴王的慣性
熱度 1 smallland 2012-11-16 17:24
一只猴子通過自己的努力和實力(戰斗力)當上了猴王,一般來講,這時應該是它最厲害,最年富力強的時候。 年輕的猴子當猴王,除非它是繼承父業-- 然而,猴子界可能沒有像DPRK金家那樣的傳統,所以年輕的猴子也當不上猴王 。 那么,是不是當它能力開始下降時,就一定會立即被推翻? 估計不會,總會有一定量的時間慣性。這個慣性的長短,決定于猴群其他虎視眈眈的雄性的心理。 猴子們會想, 猴王之所以是猴王,不是大家民主選舉產生的,肯定是戰斗的結果,我可能沒參加過戰斗,但我知道他必然很厲害。 所以,我還是不要冒非死即傷的風險挑戰他。這就是慣性。當然,這個慣性時間不會很長,如果猴王明顯表現出老態龍鐘 ,或者經常露出能力上的破綻,我為什么還要等到他自然死亡?那樣,我的黃金時間也錯過了。 人類社會,這個慣性可能無限延長了,許多原始部落,也是老人當 政 。所謂德高望重,猴王的“德”不一定高,但“望”是一定的 --威望、威信、 威懾力 等等,就是前面說的慣性 。 許多年老的族長、酋長,經常霸占若干優秀的雌性,而這些雌性經常也不是被逼迫 ,這說明,這個慣性是被普遍承認的 。 一些著名的暴君能在顫顫巍巍流著口水的狀態下繼續施暴,靠的就是這個。 比較特別的情況是, 當然只有在人類社會,慣性一直在延續到猴王死后,只要其繼承者打著亡者的旗號,就能順理成章地發號令,從封建社會的先帝遺囑到現代版的你辦事我放心,都是這個慣性的體現。
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分享 121107慣性
shixiaoxin10 2012-11-7 18:32
物理學說事物的運動有慣性,生活中不也是這樣嗎? 股市,讓人蕩氣回腸,垂頭喪氣的地方,也有慣性,只是講成交量,一般的股票成交量在增加和下跌的時候都有慣性,直到一個拐點的到來。把握此點對成交量對認識會上升,對股票的走勢就多了幾分理解。 寫博客、微博也有慣性,君不見,微博的興起,很多人便閑不下來了,時時處處刻刻都在忙著織圍脖呢。 生活中的行為也有慣性,懶惰、逃避、積極、進取都有慣性,習慣就是慣性使然,優秀的習慣是走向成功的基礎。 記心得也是好習慣。想起以前自己拿個小本子記錄,一個朋友也這樣了,看來人應該不斷的學習呀。
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分享 100步笑了50步
熱度 1 uvard 2012-4-26 20:32
100步笑了50步 今天一大早,我擠公交車,車上站的人多,好不容易擠到車中間,抓住一個鐵桿,站穩了。環視四周,還好!周圍的人貌似都很安全。準備瞇著眼睛小憩一會兒。 車啟動了,我還是被慣性掀了一下!幸好有的抓,心想靠著這個鐵桿,豈不是更穩當一些。所以干脆直接背靠著鐵桿,繼續補覺。 下一站到了,又有很多人擠上車,其中一個大概五十多歲的老外,他擠到我對面的車邊,很規矩的站著。我看了他一眼,他貌似也看了我一眼,那表情,我沒看出來,不予理會,我繼續。 一陣飯香入鼻,我睜開眼睛,一個四十多歲的大哥,看起來像剛進城的農民,他正在吃包子。那個老外也正用眼睛看著包子,也許在想,是什么味道?呵呵! 過了幾站,包子吃完了,農民大哥手里拿著裝包子的方便袋,環視了一周,像在找什么,過了幾分鐘,他又環視了一周,他把袋子扔在了地上,剛好飄到了老外的腳上,老外睜大了眼睛看著袋子,沒動,那表情,我還是沒看懂。過來一會兒,他用腳把袋子踢到了一邊了,我笑了,悄悄地笑了。 “前方轉彎,請乘客坐穩扶好”,車上的廣播在提醒著,我很聽話的靠了靠,站穩了兩腳。車開始轉彎了,周圍站著的人都被慣性了,我站的很穩,沒事。 可是我發現好像有很多雙眼睛看著我,突然意識到了,哇,剛才還在笑別人呢,自己靠的這個鐵桿,可不是給我一個人的啊,那是用來讓人扶好的。 呵呵,以后記住了。 真要每日3省,方能知道自己錯與對。
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熱度 3 等離子體科學 2011-9-21 12:07
在物理學會秋季會議上講了這門課的設想,得到共鳴,很高興——想到一起去了!有出版社來約稿——大概至少要先講一遍才敢拿出去,F在貼的也還是一個骨架,講的過程中還要改。 1.3 “慣性”與 時間尺度 那么,對一個具體問題,怎樣來找特征時空尺度呢?我們先從時間尺度分析開始。 在平面上放一些塑料球、再放幾個同樣大小的鋼球,隨機地晃動(或者用風從各個方向吹)——塑料球到處亂跑,而鋼球基本不動。踢一個足球,可以飛很遠;踢一個同樣大小的鐵球,卻幾乎不動——同樣的力作用在不同的物體上,質量小的很快就可以改變運動狀態,質量大的卻很慢——所以質量與“快慢”是直接相關的!也就是說,一個物體(或者物理系統)運動的特征時間尺度是其所包含物質多少(也就是說,其物質多少的量度——質量)所決定的。定量的描述,就是牛頓的第二運動定律: F=ma 。這里 F 是作用力( force ), m 是所研究物體(或系統)的質量( mass ), a 是其在 F 作用下得到的加速度( acceleration )。 宇宙中可觀測到的物質,主要是等離子體。等離子體是由電子和質量比電子大上千倍的離子組成的。所以研究等離子體物理問題的時候,我們常?吹,電子的物理性質已經“面目全非”,離子還基本上是“依然故我”。而在離子的“慢”時間尺度上,電子幾乎是瞬間響應——亦步亦趨! 這就像一個人參加一個上百人的旅游團——盡管你可能完全是個陌生人,而人家是同一個單位的——只要跟住導游,就沒有問題。另外那些人哪怕是一個令行禁止、久經訓練的特種兵連隊,對任何一個變化的“整體”響應時間一定比你個人的響應時間長得多。但是如果你是導游,你就要記住不管你怎么慢,這個團體響應你的“命令”的時間一定更慢!而且人越多越慢——你帶一個家庭(幾個人)走,時間一定比帶一個幾十人的團要快。如果你帶一個幾百人的團,即使再有 10 個導游幫助你,“整體”響應時間一定要比每個人帶幾十人的響應時間長得多!话銇碚f,這個特征時間與人數的平方根成正比。 我們經常說“國情”:中國是一個十幾億人口的大國。這句話其實是非?茖W的。也就是說,中國這個國家的“慣性”比其它國家要大得多。因此,討論有關中國的社會性問題,時間尺度就要比“一般的”國家的社會問題的時間尺度要長得多——要有耐心! 老子有所謂“治大國,若烹小鮮”一說!俄n非子 · 解老》篇曰:“事大眾而數搖之,則少成功;藏大器而數徙之,則多敗傷;烹小鮮而數撓之,則賊其澤;治大國而數變法,則民苦之。是以有道之君貴靜,不重變法。故曰:‘治大國者若烹小鮮!闭f的就是這個道理。如果政策像“天上的月亮”,甚至法律也是說變就變,百姓就無所適從。一個人可以每年有一個“ New Year Solution ”,而且被認為是積極進取的標準;而一個國家則 200 年用同一個憲法,只是加上幾個“修正案”而已,卻被屢屢稱道。 所以,我們要根據實際來發現體系的特征時間尺度,根據這個特征時間尺度來做近期的、中期的、長遠的規劃。 1.4 “測度”與空間的“點、線、面” “空間”尺度的測量以“測度”為基礎。這里的“空間”可以是任意的參數空間。 在真實空間里,一個區域(開或閉)的“測度”在一維空間就是其長度、在二維空間就是其面積、在三維空間就是其體積。所以空間的“幾何點”的測度是零——即使是無窮多個幾何點的集合,其測度也還是零。比如 0 和 1 之間所有的有理數的集合。同理,一條“幾何線”的二維測度是零;而一張“幾何面”的三維測度也是零。所以說,“非零”測度要求一個“鄰域”!在物理學中,這個“鄰域”可能對應著“磁力線”的粗細、“磁面”的厚。ǖ入x子體物理的磁流體理論)或者“坐標軸”的粗細(“十維時空”的理論)。 在“參數空間”里,也不會有真正的“幾何點”。從測量的角度來說,任何測得的參數值都是在一定的誤差范圍( error bar )內。在這一點上,我們把測量和“過程”聯系起來了。這是我們研究問題要特別注意的:沒有“絕對準確”的測量結果——或者說:“點”有大小、“線”有粗細、“面”有厚薄——“細節”,是我們 不需要 “看到”的!如果要看“細節”,我們就進入另外一個領域,在這個新的領域里,又會有新的不需要“看到”的、可以忽略不計的“細節”。
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分享 驅眾和求異的力場解釋
yanghualei 2010-9-18 16:53
持續的某一項大眾的行為會生成文化,進而提升為道德或者制度準則,用以規避異群行為并給其造成黏滯;個體行為趨眾的的引力是由于已形成的行為制度造成的少數異己行為的巨大體制外成本所致,這種力定義為慣性力即來自于自己群內所經歷的路徑形成的席艾力。 如果一行為要逃逸席艾瑪力所形成的慣性力場約束,必須現有一個與自身更合適的群召喚它并給予其一定的趨變力,迫使其個體行為的趨變力超越原來群內制度場的慣性力,個體行為才能逃逸出原群內力場的束縛。
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分享 講座(7-1)預測等于趨勢外推加實測
TUGJAYZHAB 2010-8-28 01:24
超球面模型講座第七講 向量乘法與預測 1. 多維演替系統狀態推測與修正 下面,我們開始探討多維演替系統的未來狀態的預測問題。 一般來說 ,人 們無法準確預報未來將要發生什么。世界上沒有人能真正準確預報。但“凡事預則立,不預則廢”,我們還是要嘗試,盡可能貼近地預測多維演替系統未來的狀態,才能使我們有所預備。比如一個國家,一個地區的經濟,即使有的時候很不貼譜,也還總是要有預算,決算的。一個家庭的收入支出還是要有計劃的。 雖然,我們無法知道還沒有發生的事情,但我們至少可以“推測”如果 什么也不發生的話,多維演替系統未來是一種什么狀態 。也就是說,我們至少可以根據“現在狀態(E)”和“發展趨勢(T)”推測未來的一種最基本的狀態(P)。有了這基本的狀態 , 再加上 發生前我們無法預報 , 但發生后可以測知(D) 的事件的影響,我們也許可以對系統狀態有個比較準確的把握。 如果用 Y 表示“系統狀態” ,用E 表示系統狀態的“期望” , P 表示“推測(趨勢外推,投射,Projection)” ,D 表示“實測”(觀察)數據 , 則 : E =P+D 系統狀態的期望E是我們根據已知數據對未來的投射P ,再 校正以實測數據D。 這里“投射”的意思是“趨勢外推”,是 “ 推測”,是根據歷史數據對系統動態的分析,用公式表示是系統的“期望”乘“趨勢”: P k =E k-1 *T k-1 而“趨勢”是系統的“現狀”和“過去”的比, T k-1 =E' k-1 /E' k-2 (見 http://www.sciencenet.cn/m/user_content.aspx?id=354901 ,公式5-1,T=Y' k /Y' k-1 ) 無論“期望”,“趨勢”,或“推測”都是由實測數據D派生出來的。換句話說,所有參數的本源都是實測數據。 如何使用已知的信息來推測未來 . 可以有多種方法 . 我們尋找 / 選擇最好的方法 : 要有充分的數學根據 , 要充分使用已有的全部數據 D(i,j,k) 且要比較簡單易行。 回到第七講 http://www.sciencetimes.com.cn/m/user_content.aspx?id=357498
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分享 mirror - 解答王老師的“刁”問
liwei999 2010-7-13 09:51
解答王老師的刁問 (2028 bytes) Posted by: mirror Date: July 12, 2010 07:08PM 在陳老師《我對狹義相對論中慣性質量、能量兩物理量的看法》( )的通訊欄里,王老師有這樣的提問 引用: 我有這樣的一個問題想請教陳老先生。有一個封閉的空心球,里面有一對正負電子對,而且每時每刻正電子的位置始終是負電子的位置相對于球心的中心反演(這樣可以保證球心始終是整個系統的質心),正負電子和球內壁的碰撞始終是彈性碰撞。如果某個時刻,正負電子湮滅,變成兩個光子,那么光子就一直在球內并不斷被反射,F在我們要問,在正負電子湮滅前后,這個球(包括正負電子或兩光子)總的慣性質量和引力質量會改變嗎?如果改變,原則上可以通過什么辦法測量出來? 依鏡某的判斷,陳老先生回答不了這個刁問。因為這個提問或許是王老師真心求教,也許是王老師成心刁難,不論是哪個,都是針對著陳老師的這段話來的。 引用: 陳老師說 在狹義相對論中,能量守恒而質量不守恒! 既然能量守恒,一個體系的能量總量就沒有變化,當然也就沒有質量變成能量了 。慣性質量不守恒,就表示一個體系的慣性質量總量要發生變化,對基本粒子的研究表明,質量的變化發生在基本粒子的裂變或聚變之時。 基本粒子在裂變或聚變之時,為何慣性質量不守恒呢?這可能跟基本粒子的穩定性有關。 鏡某對陳老先生的《質量沒有變成能量!》系列有批判,陳老先生也要求鏡某給個說法。其實說法早就給出來了,不過是個能否理解的問題罷了。陳老先生系列中的閃亮點就是: 物體質量不隨速度發生變化 。這個說法是對市井里物體質量隨速度發生變化說法的一個批判。但是其它的說法就都不著調了。 回到這個刁題上來,這個題目是問 在正負電子湮滅前后,這個球(包括正負電子或兩光子)總的慣性質量和引力質量會改變嗎?如果改變,原則上可以通過什么辦法測量出來? 很明顯,湮滅后系統里兩個電子的質量沒了、光子沒有質量,因此系統的質量變輕了。此問很好回答。 可以通過什么辦法測量出來? 是刁問的核心,也是驗證質量與能量轉換實驗的核心。陳老先生因為不承認質量變成能量的說法,自然也就不會知道這樣的實驗。鏡某雖然也是民科,但湊巧了,知道這個實驗如何做。 也不多說了,給出兩個關鍵詞,其余的由王老師自己去完成吧。當然陳老師也能做出來更好。一個是二次多普勒效應,一個是穆森保爾效應。 就是論事兒,就事兒論是,就事兒論事兒。 http://www.starlakeporch.net/bbs/read.php?1,64655,64655#msg-64655
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分享 對慣性質量和引力質量等價的質疑
wliming 2010-2-8 14:21
簡單地講,慣性是物體保持原來運動狀態的能力。我們用慣性質量來量度慣性的大小。慣性質量越大,物體越不容易被加速。另一個質量是引力質量,是一種產生引力的荷,正如電荷產生庫倫力一樣。很神奇的是,這兩種質量在精確到9個數量級以上的精度上仍然成正比(也可以說相等)。而且,光線偏折實驗表明,光這樣的場物質,也跟物體一樣,具有慣性質量和引力質量。廣義相對論就建立在這樣的一個物理基礎上。 我的一個質疑是,慣性質量和引力質量等價其實是建立在一個很粗糙的觀察上:在牛頓第二定律和萬有引力定律之下,任何一個自由下落的物體的加速度正好等于引力場強?墒,牛頓第二定律
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分享 瘋狂的大蒜和18億畝紅線
等離子體科學 2009-12-20 16:49
中國的蒜價發飆了,從去年此時的每公斤幾毛錢瘋漲到最貴的每公斤 9 元錢。同比 40 多倍的增長,只能用瘋狂兩個字來形容! 原因呢?關于甲流的炒作當然有,但是局內人說,這是市場規律:去年大蒜豐收,價格大跌,導致今年大蒜栽種面積減少三分之一。這是今年大蒜價格飆升的主因。而且如果不加以引導,這種農產品一高一低的抽瘋現象還會繼續。 谷賤傷農,不由得你不信。結果就是市場的報復。而由于農產品的市場的特征時間尺度往往以年計,一旦出現波動,只能等來年。好在是大蒜,如果是糧食呢?! 不由得想起去年此時關于 18 億畝紅線的一場論戰。這場大蒜的瘋狂給支持 18 億畝紅線的一方一個最好的例證。 當時筆者寫的博客 copy 在這里: 《被罵的茅于軾和罵人的茅于軾》 ( 2008 年) 12 月 24 日天則經濟研究所發布所謂《糧食安全和耕地保護》報告,公開反對 18 億畝紅線:認為我國糧食已經實現自給,不存在糧食安全問題; 18 億畝紅線的規定是錯誤的;等等,掀起軒然大波。 據說這是一個研究成果:在天則研究所的發布會上,一位研究員說:自 2008 年年初啟動該課題以來,北京天則經濟研究所科研人員認真規劃、努力鉆研、深入探討并廣泛交流,課題研究取得了顯著成果。而茅于軾先生顯然是這一觀點的提出者(早在 2007 年 5 月 29 日,茅于軾就曾在網上發表《我國不應再保護耕地》一文表述過同樣的思想)。 民以食為天。因為糧食安全和耕地保護直接關系到每個人的吃飯問題,引起這樣的反響是不足為奇的。而網絡作為一個發表這種意見的平臺,出現一些極端的觀點、甚至謾罵也是不足為奇的。作為當事人,作為一個研究工作者,茅于軾做一下簡單的統計就可以看到大多數人還是進行認真理性討論的,進行謾罵的人只是少數。但是茅先生卻有點坐不住,也開始罵街式的回擊:說這些人是利益驅動、足以說明反對 18 億畝紅線觸動了一些人的根本利益云云。 作為一個學術研究成果,研究者本人卻把利益扯進來,制成帽子扣到對立觀點的頭上,就已經偏離了學術的軌道。從而使罵被帶上一個新的臺階:已經有人考證出這個項目是得到 Ford 基金會的支持,帶著很令人起疑的境外利益的背景等等。 而若真討論到利益的話,不說雙方的相互攻擊是否屬實,就反對 18 億畝紅線觸動了一些人的根本利益這句話來說,確實沒有錯。就如筆者前面所說,民以食為天,糧食安全和耕地保護確實直接關系到每個人的吃飯問題這樣生死存亡的天大利益。 茅先生們最基本的觀點,無非是土地和糧食都是商品,應該讓市場自己去調節,而不應該政府干預。 這種觀點,說淺了是天真,說深了是無知。 世上的商品都是按照市場規律自由流通的嗎?當然不是!不然怎么會有走私、禁運、壁壘、和制裁?最簡單的例子,中美貿易的巨大逆差,真是由于美國人做不出足夠賣給中國人的商品嗎?當然不是。只要做過中美貿易的人都知道,中國人真想買的高技術商品,都在美國商務部的禁運名單上。 至于說到糧食,至今在很多發達國家里,也沒有真正被商品化。日本對農民種糧食的補貼和對農產品進口的壁壘,是眾所周知的、特別是令美國人很不高興的事。而在很多國家,土地的轉讓和買賣更是受到限制。在我們具體討論的中華人民共和國里,土地更是從來就沒有商品化過:其所有者是國家,而可以買賣、轉讓的只是使用 權而已,并非土地本身。 即使具有某些商品的屬性,糧食和土地也并不遵循一般的市場規律。在這個問題上,凸現出茅先生一類所謂經濟學家的無知。他們不知道,任何一種科學研究的對象,其最基本的性質,應該是慣性,也就是類似力學里質量的那個量。這個慣性決定了對象的本質,而其發展變化的規律,就是具有不同慣性 的對象對不同外界作用(在力學里用力來表征)的響應。具體的表現,就是這個對象對外界作用響應的時間尺度。慣性越大,這個時間尺度越長。對于糧食來說,很明顯,其特征時間尺度應該以年來計量,而多數商品對外界作用響應的時間尺度是很短的:比如股票的特征響應時間是以分秒計算的,而很多商品是以天、周、或者月來計算。對于土地來說,特征時間尺度更長:把耕地改作他用(比如建房),時間尺度至少兩年以上(從土地使用權出售到住戶入。;而把已經作他用的土地改回耕地,到收獲糧食,時間更長!這樣長的響應時間,與人對糧食這種商品的需求時間:幾個小時(兩次進食之間的時間),到幾天、十幾天(人不進食可以存活的時間),相比起來實在是相差太遠。等到市場可以響應(在保證耕地面積的前提下,要一年;連土地都市場化的情況下,要幾年),已經不知有多少人會因為饑餓而染病、甚至死亡! 正是因為如此短的需求時間和如此長的響應時間的巨大矛盾,使得所謂商品、市場的一般規律在這里不再適用,或者說,在十天半個月這樣小的時間尺度上適用,在幾年、幾十年這樣國家中長期規劃的大時間尺度上不適用。而 18 億畝紅線和茅先生們的《糧食安全和耕地保護》報告,說的正是這樣的大時間尺度問題! 如果茅先生們真要進行一點學術研究,就該老老實實坐下來,研究一下這些 ABC 的問題。對批評者進行利益的對罵,只能把自己的罩門亮在對方的劍下。
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分享 【水煮物理】(13) 不是定律的定律
熱度 1 penrose 2009-3-30 22:28
之十三:不是定律的定律 (《自然哲學的數學原理》封面) 1687年,牛頓的《自然哲學的數學原理》發表。牛頓捂在自家被窩20年的運動三大定律以及萬有引力定律才得以公之于眾。關于萬有引力的故事前面已經講過,本文將說說所謂的三定律之定律。 先來復習一下高中物理: 牛頓第一運動定律: 一切物體在任何情況下,在不受外力的作用時,總保持靜止或勻速直線運動狀態。 牛頓第二運動定律: 物體的加速度跟物體所受的合外力F成正比,跟物體的質量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同。 牛頓第三運動定律: 兩個物體之間的作用力和反作用力,在同一條直線上,大小相等,方向相反。 (黑板上寫道:靜止物體總有保持原來狀態的趨勢) 牛頓第一運動定律又稱為慣性定律,也即運動或靜止的物體均具有慣性,如果不受外力作用,它的運動狀態將不會改變。但實際上這條定律依賴于一個問題:即力是什么?在你不知道何謂力的情況下,你何以知道不受力的作用?實際上,牛頓第一定律是在有力的定義前提下給出的慣性的定義。慣性就是物體保持運動狀態的特性,它只和物體的質量有關,這里又有一個問題:什么是物體的質量?牛頓定律并沒有明確給出質量的定義,但我們可以看出在牛頓力學里質量是慣性的量度,即是慣性質量。這點是需要特別注意的,因為除了慣性質量外還有個引力質量,它們之間的關系問題將是牛頓力學和相對論力學的聯系。這下好了,沒有質量的定義也沒有力的定義,慣性是啥?這可出大問題了!這還能叫做定律么?插一句話,慣性這個概念其實不是牛頓的發明,伽利略老同學早就在《兩個世界的對話》中描述了慣性現象,牛頓只是借來用用。 牛頓不愧是牛頓,馬上就想出了應對的招數,這就是牛頓第二定律。這是一條描述運動物體狀態的定律,即給加速度大小給出一個定量的描述。實際上,這也不是一個定律,從某種角度來看更像是對力的定義。F=ma這個公式本身就引起人們的聯想,若寫成m=F/a則更像是對質量的定義。同樣回到了上述兩個問題:力是什么?質量是什么? (讓我想一想,15米的高空,重力加速度為9.8m/s ^2 這意味著我將以每小時60公里的速度掉入水池中。。 力是什么?在甲骨文里,力字象耒形,有柄有尖,用以翻地。用耒表示執耒耕作需要花費力氣?梢,力是使勁使出來的。費力、省力、力氣、力拔山兮氣蓋世都是力也!力就是使物體運動(靜止)的根本原因。力從哪里來?這是個深刻的問題,有興趣的讀者可以參考《物理》雜志里黃嬈譯,曹則賢校的《公式F=ma中的力從哪里來?》。鄙人學識有限,在此不做深刻討論。讀者只需知道,牛頓第二定律其實只是對力是什么做了個定義而已。 質量是什么?質量是對物質的量度?實際上,牛頓三定律里說的質量指的只是慣性的量度,即慣性質量。質量大小是人為規定的!誰告訴你一千克是多少了?難道兩個雞蛋的重力等于一牛就可以了?那達芬奇會怒火沖沖地說,雞蛋和雞蛋還不一樣哩!其實一千克就是下面這個砝碼的質量。它叫國際千克原器砝碼,就是一千克的標準。慣性質量多大,就和它相比是多大就可以。也就是說,通過測量某物體和千克原器在相同的作用力下加速度之比就可以確定該物體的質量大小。 (國際千克原器砝碼) 但是且慢!此質量不等于彼質量。別忘了還有牛頓的另一個定律萬有引力定律。那里說兩個物體之間的引力和其質量成正比,和距離的平方成反比。這兒又冒出個質量!事實上,我們一般叫其為引力質量,以區別于慣性質量。其實只要你留心一下就會發現,我們用天平或者桿秤或者彈簧秤測量得到的質量就是引力質量,但我們在分析物體運動時卻直接拿這個質量來用了。那么,慣性質量=引力質量?還是?牛頓力學中并沒有區分它們,他也沒有意識到F=ma和G=mg是兩個物理實質并不相同的公式。那是因為早在牛頓之前就有了質量的概念,而牛頓第一定律其實是關于質量的定義,牛頓第二定律在此基礎上給出了力的定義,至于牛頓第三定律其實是對力的一種約束條件規定。反正牛頓本人很清楚,只是讓后人犯糊涂了。因為之后還有一個愛因斯坦同學,老喜歡騎在牛頓的頭上欺負他,喃喃道:引力其實是時空的彎曲引起的,質量是引起時空彎曲的根本原因。顯然,這里的質量指的是引力質量,并非是慣性的量度。小愛同學很生動地給了個比喻:地球以重力吸引石頭而對其慣性質量毫無所知.地球的召喚力與引力質量有關,而石頭所回答的運動則與慣性質量有關.可見,引力和慣性是物質不同的兩種物理屬性!這下確實麻煩了,其實牛頓三定律和萬有引力定律物理實質是不同的,雖然它們都在同一本《自然哲學的數學原理》里出現了。 (牛頓 VS 愛因斯坦,還是 愛因斯坦 VS 牛頓?) 關鍵時候還得靠實驗,愛德維斯、狄克、勃萊根許和佩諾前后一系列的實驗證明:任何物體的慣性質量同它的引力質量嚴格地成正比例,只要你選取各自合適的單位(比如千克),那么兩者可以在一萬億分之一的誤差范圍內相等。這說明,引力和慣性其實是物質同一本質的不同表現。正是如此,小愛同學也偷懶,干脆說引力質量等于慣性質量,這是他的廣義相對論的基本假設之一。這下好了,兩兄弟都是一個媽,別爭了!在廣義相對論里,質量是一個重要的概念。從牛頓力學里不區分引力和慣性,到相對論力學中認為兩者等同,其實是認識上的一個飛躍,是對物質本質的深刻認識。盡管你從字面上看這有點無聊,可這就是物理學家喜歡玩的花招。 最后,我們來一睹引力質量和慣性質量的風采。引力質量大到一定程度,會把其周圍的時空嚴重彎曲,最終形成一個奇點黑洞。即使是輕如光,你也逃不出黑洞的魔掌。如下面想象圖所示。而至于慣性質量,由于現在科技發達了,對質量標準也有了新的需求。人們發現那個玻璃容器里放的國際千克原器在120年后減輕了50微克,于是有人開始著手打造新的千克原器?茖W家用硅晶體造了兩個直徑為 93.75毫米的世界上最圓的物體,它的質量是嚴格的一千克。據說,這最圓的球有希望成為千克的國際新標準,我們拭目以待。 (黑洞想象圖) 科學家造世界最圓球體 有望成千克新標準
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GMT+8, 2019-7-17 12:28

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