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  • 科普中国
  • 躲！救！防！地震的科学救援与防护，一起转发了解 创新巴彦淖尔遇到地震时冷静应对，科学自救！据中国地震台网正式测定，8月6日2时33分在山东德州市平原县发生5.5级地震，震源深度10公里；3时2分发生3.0级地震，震源深度9千米。山东全省普遍有震感，北京、河北等多地震感明显。地震时破坏性地震从人感觉振动到建筑物破坏，一般只有10秒左右。在这短短的时间内，人们千万不要惊慌，而应根据所处环境，及时采取正确的应急避险行动，迅速作出保障安全的抉择。躲：地震来临时的第一反应如何在地震中科学的应对与躲避，是提高生存率、降低伤残率的有效之举，正确认知地震中“往哪躲”显得尤为重要。地震灾害巧躲避口诀：巧躲室内三角避震间户外平面避难间人体屈曲避伤间躲避灾害记心间勿躲床下衣柜窗边间电梯车内楼旁间桥下树杆山脚间绝不躲避在此间01居家室内“三不躲”别往床下“躲”：当建筑物的天花板因强烈地震发生倒塌时，掉落的天花板会将桌床等家具压毁，人如果躲在其中，后果将不堪设想。而且床底下“能躲不能逃”。别进衣柜“躲”：大衣柜重心太高容易倾斜，人一旦进入柜子里视野也会受阻，四肢受到束缚，容易造成呼吸困难，不仅会错过逃生时机，还不利于被救。别靠窗边“躲”：现在的建筑楼房一般都是框架式结构，地震时，楼房常常是框架在，墙没了，如果人们躲在窗户下，很容易被甩出去。高层楼面向马路的那面墙很不稳定，高层楼的窗户更要远离。02社区室外“三不躲”别乘电梯“躲” ：地震后紧接着会停电，一旦断电，就卡在电梯里面出不来了。而且电梯间容易崩塌垮掉，导致电梯快速坠落。亦不利于呼救及救援。别乘电梯“躲” ：地震后紧接着会停电，一旦断电，就卡在电梯里面出不来了。而且电梯间容易崩塌垮掉，导致电梯快速坠落。亦不利于呼救及救援。别入车里“躲” ：发生大地震时，如果你在驾车，汽车会像轮胎泄了气似的，无法把握方向盘，难以驾驶而引发交通事故。地震中，建筑物等倒塌将压扁车辆，使车内的人丧失逃生机会。同时，地震时灾情复杂，可能引发汽车燃油着火。别在楼旁“躲” ：地震瞬间，房屋结构发生破裂、毁损和扭曲，面临余震、救援时扰动以及毗邻建筑物二次倒塌，会对生命构成威胁。地震时应尽量快速躲开建筑物，特别要远离有玻璃幕墙的高大建筑。03户外出行“三不躲”别钻桥下“躲”：切记一定不要进入桥梁、隧道、堤坝，尤其不要停留在过街天桥、立交桥的上面和下方，这些地方很容易在地震中发生塌陷。别依电杆“躲”：地震躲避逃生时，千万要避开危险物、高耸物或悬挂物，如电线杆、变压器、广告牌、街灯、物料堆放处、路灯、自动售货机等，除直接倒塌伤人外，还可能出现触电伤亡事件的发生。地震可导致电线零落，易引发火灾。别近山峭“躲” ：震区若在山区，可能发生大面积滑坡、崩塌、滚石、泥石流等。切记这些次生灾害可当即发生，也可能过后发生，像山脚、陡崖和陡峭的山坡等便于集水、集物的地形切勿停留。躲避在室内三角避震空间，比如内墙墙根、墙角、卫生间等开间小的地方。躲往户外平面避震空间，比如应急避难场所、公园、操场等空旷开阔的地方。利用人体屈曲避震空间，比如采用蹲下蜷曲、靠固定物、面部朝下、手护头颈、口眼微闭、用鼻呼吸的体位形成的自救空间。救：地震时的自救与互救极其重要首先，评估环境与自身状况评估自己的身体状况，对于逃离危险也很重要。我遭遇了什么？我受伤了吗？评估自己是否受伤，伤情的轻重等。如是否出血、是否骨折等。如果发生了出血，特别是喷射状的动脉出血，必须迅速进行止血自救。一般应迅速采取指压止血，或用弹性较好的带子捆压住出血口的上方进行止血。其次，被掩埋时正确脱险 科学自救如果地震时被掩埋在废墟中，自救最重要的是镇静、除险、求救。设法保护自己，及时排除险情保存生命，坚定生存信念，等待救援。当手臂或其他部位能动时，应逐步清除压物，尽量挣脱出来。不能脱险时，应在嘴和胸的部位，逃出一定空间，保证呼吸。期间要想方设法向外界传递求救信息，要尽可能利用手边的简易工具，间歇性地敲打附近坚硬器物，发出求救信号，耐心等待救援。如果被埋在废墟下的时间比较长，救援人员未到，或者没有听到呼唤信号，就要想办法维持自己的生命，水和食物一定要节约使用，尽量寻找食品和饮用水，必要时自己的尿液也能起到解渴作用。防：了解地震知识 建立应急预案地震是地球运动的必然结果。在地震之前居民最好了解一些地震的基本知识，建立家庭地震应急预案。①在地震高发区，居民可储备饼干、矿泉水等基本的应急食品。②了解居家附近可能的危险源分布情况，一旦发生地震，便于回避。③积极参加单位或社区组织的地震应急演练训练，掌握自救互救基本技能。在已发布地震预报地区的居民须做好家庭防震准备，制定一个家庭防震计划，检查并及时消除家里不利防震的隐患。检查和加固住房，对不利于抗震的房屋要加固，不宜加固的危房人员要撤离。笨重的房屋装饰物等应拆掉。合理放置家具、物品固定好高大家具，防止倾倒砸人，牢固的家具下面要腾空，以备震时藏身；家具物品摆放做到“重在下，轻在上”，墙上的悬挂物要取下来，防止掉下来伤人。清理好杂物，让门口、楼道畅通；阳台护墙要清理，拿掉花盆、杂物。脱险后脱离险境后，应撤离到政府组织指定的公园、绿地、场馆等应急避难场所，听从政府的安排，有序领取救灾物资。自身条件具备的单位和个人，应积极协助政府救灾。天灾无情 人有情科学、有序救灾我们一起加油！来源：微信公众号“健康中国”（ID：jkzg-nhfpc） 作者： 2023/08/10 10:35
  • 当心！暑假，也是孩子视力“大滑坡”危险期 内蒙古教育发布暑假是孩子近视防控的关键期，不健康的用眼习惯，很容易导致视力“大滑坡”。暑期防控近视，这些问题，特别值得家长关注↓↓↓来源：首都教育 作者： 2023/08/10 10:34
  • 防汛抗旱科普小知识！ 创新巴彦淖尔 人类社会面临着各种各样自然灾害的威胁平时多学一些防灾、减灾知识很有必要哦今天我们一起来学习下吧防汛抗旱知识01防汛抗旱工作的责任和义务防汛抗旱工作是一项全社会全民性的工作，任何单位和个人都有参加防汛抗旱的责任的义务。不得有麻痹思想，要高度重视、广泛宣传、增加紧迫感和危机感。02洪水等级的划分洪水是对特大的径流而言，这种特大径流往往因河槽不能容纳而泛滥成灾。根据洪水形成的水源和发生时间，一般可将洪水分为冲击融雪洪水和暴雨洪水两类。☂ 一般洪水:重现期小于10年。☂ 较大洪水:重现期为10-20年。☂ 大洪水:重现期为20-50年。☂ 特大洪水:重现期超过50年。估计重现期的水文要素项目包括洪峰水位(流量)或时段最大洪量等，可以依据河流(河段)的水文特性来选择。03旱灾指干旱对农业生产、城乡经济、居民生活和生态环境造成的损害。主要表现为因旱造成的饮水困难、因旱造成的作物受旱。04抗旱指组织社会力量，采取工程措施和非工程措施，合理开发、调配、节约和保护水源。预防和减少因水资源短缺对城乡居民生活、生产和社会经济发展产生的不利影响的各种活动。防汛抗旱小贴士防   汛汛情发生前：1、在城区外居住的居民要避免在低洼地带、山体滑坡威胁区域建房，避免将房屋建在受河道出槽洪水顶冲的地方；2、城镇居民、商场、学校、厂矿企业等要熟悉周围环境，自备必要的防水， 排水设施，如帆布、编织袋、沙石、木板、抽水泵等；3、注意收听当地气象防汛部门的预报。4、商场、学校、广场等人群密集区要及时做好人员疏导转移等工作。汛情发生后：1、发现重大征兆或已经发生灾害时，尽快将消息传递出去，引起政府重视，争取控制灾害发展和救援。2、在紧急情况下，头脑冷静，行动快速，果断放弃。暴雨洪水突发性强，陡涨陡落，持续时间短。当发现河道涨水，要迅速撤离，不可麻痹迟疑。汛期河道涨洪时，千万不要强行过河，要耐心等河水退了以后过河，或长距离绕行过河。3、在发生暴雨洪水时，行人避雨要远离高压线路、电器设备等危险区域，雷雨时要关闭手机。学校要视情况临时放假或统一留校避洪，安排好临时食宿，并通知家人，避免家长在接应寻找孩子的路上发生意外。4、及时对溺水者进行人工呼吸等紧急救护等。抗   旱1、兴修水利，发展农田灌溉事业；2、改进耕作制度，改变作物构成，选育耐旱品种，充分利用有限的降雨；3、植树造林，改善区域气候，减少蒸发，降低干旱的危害；4、研究应用现代技术和节水措施，例如人工降雨，喷滴灌、地膜覆盖，以及暂时利用质量较差的水源，包括劣质地下水、海水等。来源：易县发布 作者： 2023/08/02 10:22
  • 重庆万州洪涝已致15人遇难，4人失踪！请注意防范！ 据重庆市万州区应急管理局消息，2023年7月3日至4日，万州区遭受暴雨袭击，截至7月5日7时，当地新一轮强降雨已造成15人死亡、4人失踪，13万余人受灾。7月3日以来，重庆市大部地区出现阵雨或雷雨，强降雨主要集中在长江沿线地区，巴南区、潼南区、合川区等17个区县的136个雨量站达大暴雨。其中万州区长滩镇出现特大暴雨，降雨量突破历史极值。7月3日至4日，重庆市万州区多地遭受暴雨袭击，引发洪涝和地质灾害。3日，国家防总针对重庆等省份启动防汛四级应急响应。4日下午，国家减灾委、应急管理部启动国家Ⅳ级救灾应急响应。截至7月5日10时，降雨导致万州区五桥、长岭、白羊等36个镇乡街道受灾，受灾人口37226人，紧急避险转移11578人，紧急转移安置779人。农作物受灾面积1949.96公顷，成灾面积1112.17公顷，绝收面积568.82公顷。倒塌房屋50户138间，损坏房屋112户221间。全区直接经济损失22784.474万元。图片来源：新浪微博@重庆发布5日凌晨，国家防总派出由应急管理部副部长、水利部副部长王道席带队的工作组赴重庆万州指导防汛抢险救灾工作。汛期强降雨等天气多发，易导致山体滑坡、泥石流等地质灾害，给人民生命财产安全带来极大威胁。那么，我们该如何防汛自救呢？看图了解↓↓另据中央气象台网站消息，4日至5日，辽宁、吉林、黑龙江中南部、内蒙古东北部等地有大到暴雨、局地大暴雨。6日至8日，江淮、江汉东部、江南北部、四川盆地东部及贵州、云南北部等地有中到大雨，部分地区有暴雨，局地有大暴雨。请注意防范！ 作者： 2023/07/06 09:16
  • 为什么保守秘密那么难? “这件事我只和你说过，千万不要和别人说！” 相信大家在生活中曾经不止一次的听过或者对别人说过这句话。但是，似乎不管这个话题的发起方是你还是其他人，最终总会有第三者了解到这个原本应该被烂在心里的秘密。难道我们都是生活中“大嘴巴”？究竟有哪些因素在潜移默化的影响着我们做一名合格的“保密者”？我们该如何守口如瓶呢？相信看完这篇文章，你一定会从中得到启发。保守秘密为什么有时比“登天”还难？生活中经常会遇到一件奇怪的事情，那就是当一条信息被定义为秘密，并需要你保证不要把它说出去的时候，我们就会突然间产生出一种强迫的、焦虑的冲动，迫不及待的想要与另外一个人分享。很多人会将这种想法或者相应的泄密行为与人的品德性格画上等号，从而产生相应的定型影响。当然，不可否认这二者之间确实有一些相应的关联，例如，低自尊或对社交需求极度渴望依赖的人往往更容易将知道的八卦、了解的秘密传播给他人，从而换取相应的尊重或归属感。但大多数情况下我们之所以很难守住秘密的原因，其实是因为自身缓解压力的需求。每个人在生活中平均要随时保守大约13个秘密，其中至少有5个秘密是我们从未告诉过其他人的。想要在同一时间保守住这么多秘密，我们不仅要随时为此付出极大的努力并且还要着承受过度的压力。虽然我们并不会明确意识到这种压力的存在，但它们会以各种生理和心理上的反应所呈现出来，随着时间的推移，逐渐侵蚀损害我们的心身健康。哥伦比亚商学院与伦理副教授迈克尔·斯莱皮恩博士在《人格与社会心理学杂志》中发表的研究报告上提出，在对关于秘密背后的心理学因素进行了数百项和上万人的调查研究后发现，当人们保守秘密时，他们会遭受身体和精神上的伤害。一个人保守的秘密越多他们的健康水平就越差，从生活中所能获得的乐趣越少，人际关系也会更加的脆弱。一些研究也证明，保守秘密会显著增加压力荷尔蒙，影响血压，抑制睡眠，导致心理健康和物质使用障碍，甚至增加慢性疼痛。针对以上的发现，迈克尔·斯莱皮恩博士和墨尔本心理科学学院的Katie Greenaway博士又展开了三项独立的研究。其中涉及600多名参与者，他们之间保守了10055个秘密，平均每人有16.8个。 其中包括了像是堕胎、对工作不满、创伤、盗窃、性取向、财务状况，并根据秘密的重要性、属性、对自我与他人名誉的损伤程度、被发现泄密几率等等，总共分为至少38种类别。在第一项研究中，参与者被问及他们与泄密对象的亲密度如何，不得不隐瞒的次数。第二项研究着眼于参与者的社交网络和其在对知己保密时所产生的负罪感与负担感的评估。第三项研究则是针对走神的现象，例如，参与者发现自己因为平时反复思考有关保密内容或抑制泄密冲动所导致的思维游离，心不在焉等现象出现的频率。研究发现，参与者在保密的过程中会不由自主地思考秘密的内容，内容的隐私性越强，所要承担的心理负担就越大。但当无意或有意的将这些秘密以各种形式泄露出去以后，参与者走神出现的频率、压抑所导致的负罪感、自责感就会显著下降。参与者普遍表示泄密以后会有一种无法形容的舒畅体验，而他们生理的各项指标也会逐渐恢复到最初的健康状态。研究人员在论文中提到“当个体感受到保密所带来的负担时，就会下意识的寻找可信之人，通过泄密将压力传递分担出去，同时利用其促进与他人的关系，增加亲密感，从而中和掉泄密时内心中的歉意与罪恶感。所以，泄密的过程很多时候其实是我们在减轻自己内心压力的一种具有选择性的手段。这些复杂的保密分类系统、加上维持其运转时所要消耗的精神力，以及所带来的健康方面的影响和泄密后我们所能获得的心身上的舒畅感，都成为了在保守秘密时比“登天”还难原因之一。该如何做到守口如瓶呢？同一时间保守过多的秘密对一个人健康水平是非常不利的，所以我们会经常性的不自觉说漏嘴或者主动通过泄密的方式缓解压力。但是，这样也很容易导致我们在社会交往中成为“众矢之的”被贴上“大嘴巴”的标签。那对于这种两难境地我们又应该怎么办呢？一、写下并销毁。把藏在你内心中的关于他人或自己的秘密写下来，然后彻底销毁。当清晰的看到写满秘密的纸张被销毁时，你的潜意识也会受到相对应的暗示，降低心理的焦虑、内疚和愧疚感，从而更快的恢复到正常且稳定的情绪平衡水平。二、向宠物敞开心扉。如果你家里有养宠物的话，它们就是你最好的泄密对象。你可以放心的将积攒在内心深处的秘密向他们倾诉。通过语言的直接表达可以最大程度模仿真实的与社交对话场景。所达到的解压效果往往也要比单纯写下来高效许多。只不过，你最好在泄密后给你的“宠物听众”一些奖励。否则，下一次也许它们就不会那么有耐心了。三、了解秘密的重要程度与时限。在你知道秘密内容的前提下，上述的两个方式是十分奏效的。但是，最好的方式还是从信息传播的根源下手。如果有人说要告诉你一个秘密的时候，你可以先询问获得更多的信息，例如，保密是永久性的还是暂时性的。研究表明，当人们知道保密是有时限时，会大幅提高守住秘密的成功率与动力。另外，通过询问还可以找出这是一个“小”秘密还是一个“大”秘密。这会让你了解保守秘密意义，泄密的后果，从而判断你到底想不想继续听下去。四、阻止对方告诉你秘密。没有什么方式要比压根就不知道，更加可以帮助你守口如瓶的了。如果你清楚自己真的不擅长保守秘密，可以主动的向对方坦白自己的问题。这样不仅可以让他人对你的诚实感到欣赏和尊重，也可以从根源上化解压力的产生与泄密后可能导致的一系列社交关系问题。 作者： 2023/07/03 09:53
  • 复兴号列车首次在青藏铁路成功开行，聊聊高铁和动车组背后的趣事 据新华社报道，复兴号动车组于7月1日正式在青藏铁路西格段（西宁-格尔木）运行。复兴号动车组投入运行后，青藏铁路西格段的列车运行速度将从原来的时速120公里提速至时速160公里，长达829.251千米的旅途将缩短至5.2小时以内，最短为4.8小时，较现状最快列车的6.8小时缩短了近2小时，可以说，这是青藏铁路建设和运营史上的里程碑事件。（6月23日7时，青藏铁路西格段复兴号动车组开始试运行。图片来源：新华社）实际上，这并不是世界屋脊上首次开行“复兴号”，早在2021年6月25日，拉萨到林芝段电气化铁路开通，复兴号动车组便已驶入青藏高原。随后，为满足日益增长的需求，提升运能并提高乘客体验，青藏铁路的西宁到格尔木段也展开了全面提速改造工程，于是便有了我们文章开头提到的事件。（一）跑在青藏铁路上的“复兴号”，和我们平常坐的有啥不一样？青藏铁路上要跑复兴号动车组，背后的准备工作可不少，这涉及到整个西宁到格尔木段的线路提速改造。主要工程内容包括盐渍土路基、沙害路基和冻害路基改造；铁路轨道、桥梁升级和加固；信号系统升级改造；增加动车维修基地；铁路电气化升级改造；旅客服务信息系统更新换代；车站到发线延长以及站房改造等。而首次在青藏铁路亮相的复兴号动车组也和平常我们乘坐的高铁列车不同。这是专门为青藏铁路量身定做的最高运营速度为160km/h的动力集中式动车组，9节车厢，是我们俗称的动车组“绿巨人”的升级换代产品。（6月23日开始在青藏铁路西格段试运行的复兴号动车组。图片来源：央视新闻截图）青藏铁路复兴号动车组电气系统采用了高原适应性技术，电气绝缘性能得到提升，整车各电压等级设备按照相关标准进行选型和布置，以适应高原环境，并提高系统的可靠性。客车车厢电气元器件的散热性能得到优化，通过合理的器件排布和布线，增加通风口面积，提高元器件的散热效果。此外，动车组还进行了防雷保护和接地措施等电气防雷设计，以确保列车的安全运行。众所周知，青藏高原海拔高，空气稀薄，所以紫外线格外强，为了提升防紫外线性能，复兴号动车组采用了多种技术措施。司机室车窗采用钢化安全防碎和PVB夹层玻璃，能有效阻挡99%的紫外线。客车车厢的车窗采用高防紫外线性能的卷帘帘布。同时，车窗胶皮等橡胶件采用具有耐紫外线特性的材料，经过耐老化性能试验，以提高防紫外线能力。对于拖车转向架，通过增加空气弹簧防护罩，有效阻挡高原紫外线的直射。在环保性能方面，复兴号动车组也做出了改进。为避免污水排放对高原环境的影响，动车组配备了污物污水收集装置，对卫生间、洗面间、茶炉室和餐吧区的污水进行集中收集和定点排放，实现高原地区的零排放。为提升旅客的乘坐舒适性，复兴号动车组进行了多项技术改进。采用分布式和弥散式供氧系统，能够将客车车厢氧浓度提高到适应高原环境的水平。通过采用多层隔声结构、隔热材料和隔音垫等措施，客车的噪声也得到有效控制。空调送风系统和车门密封等部分也经过优化，降低了噪声水平。同时，空调和采暖系统也进行了性能提升，以适应高原环境下的制冷和加热需求。此外，整列车压力波保护一体化设计能够提供舒适的乘车环境。为适应高原低气压环境，动车组进行了客车气密性设计，采取了焊缝密封、管路填缝和车门密封等密封措施，以提高车内的舒适性。说完了青藏铁路西格段的这次提速升级换代，接下来我们聊聊高铁和动车组背后的一些趣知识。（二）俗话说火车跑得快全靠车头带，高铁列车“复兴号”也是靠车头拉动的吗？实际上，“火车跑得快全靠车头带”针对的是普速铁路“机车+车辆”的运行模式。这种模式一般通过机车车头提供动力，通过牵引装置将力传递到车辆上，以推动列车行驶。这种“机车+车辆”的牵引模式是临时组合，一旦到达目的地完成运营任务，机车和车辆就要分开，分别进入机务段和车辆段进行检修和存放。高铁列车中的“复兴号”是中国研发的高速动车组列车，也被称为“中国标准动车组”。与传统火车不同，高铁列车是由多个车厢单元组成的整列列车，原则上一列动车组是不可分割的。车厢单元分为动车和拖车，动车指的是可以提供牵引动力的车厢，拖车指的是没有牵引动力的车厢。包括两端司机室在内的车厢单元链接在一起，形成一列动车组，一般采用8辆和16辆编组。因此，高铁列车不仅依靠车头的动力，还可以通过中间的动车协同工作来提供牵引动力（动力分散模式）。当然，国外有些高速动车组也采用仅靠车头提供动力的模式（动力集中模式）。那么，动力集中式和动力分散式高铁列车各有哪些优缺点呢？1、动力集中式（Centralized Power）特点：动力集中式动车组的动力系统主要集中在列车的一部分车厢（通常是两端车厢）中，被称为动力车。这些动力车提供牵引力和驱动力，而非动力车则没有独立的动力装置。优点：设备布局相对简单，维护和操作相对容易，能够提供更大的乘客容量。缺点：动力集中在特定车厢，增加了单点故障的风险。动力车厢的重量较大，车轮磨损和能耗较高。加速和制动过程中的牵引力分配不均匀。2、动力分散式（Distributed Power）特点：动力分散式动车组将动力系统分布在列车的多个车厢中，这些车厢都配备有独立的动力装置。车厢之间通过电气或机械连接协同工作。优点：动力分散模式提高了列车的牵引力和加速性能。单个车厢故障不会对整个列车的运行产生严重影响。加速和制动过程中的牵引力分配更均匀。缺点：车内动力装置较多，车辆布局相对复杂，维护和操作较为繁琐。需要更多的能源供应和动力控制系统。动力集中式一般适用于中短途客运，具有较大的乘客容量和相对简化的车辆设计。而动力分散式适用于长途高速运输，具有更好的加速性能和运行稳定性，但需要更复杂的车辆配置和维护。（三）我们平常所说的“高铁”和“动车”，究竟有什么区别？高铁和动车是两个相互关联但又有所不同的概念，很多读者经常将其混淆。高铁（High-Speed Rail）通常指的是具有较高设计速度（通常大于250公里/小时）和严格的技术标准的铁路系统，包括专用的高速铁路线路、高性能动车组、高标准的车辆和轨道技术等。动车（Electric Multiple Units）是“动车组”的简称，是指动力集中或分散式的动车组。动车组可以在不同的铁路系统中运行，其运行速度可以根据具体的设计和使用条件而有所不同。一些动车组可以运行速度很高，但也有一些动车组被用于普通铁路上，因此其运行速度通常也较低。在我国，很多人把G字头的列车称为高铁，实际上它和D字头的列车一样都是动车组。将高铁用作动车的代名词，这是不规范的称呼，需要读者加以区分。（四）高铁线路多为新建，那么普通铁路可以升级为高铁吗？原则上而言，普通铁路可以升级改造成高铁线路，但改造过程是一项复杂而具有挑战性的任务，需要从线路标准到轨道质量、信号系统等多方面的升级，这不但需要巨额资金，另外付出的代价很大，通过经济技术比较，性价比并不一定高，所以时速200-350k/h的高铁一般都是新建线路。当然，如果普速铁路仅仅升级改造开行速度不太高的动车组，那另当别论，比如青藏铁路西宁至格尔木段改造就是现实可行的案例。那么，普速铁路升级改造成高铁主要包括哪些工程呢？1、提高线路标准高铁需要满足更高的技术标准，包括更严格轨道几何形状、更灵活的线路坡度、更大的曲线半径、更宽的铁路隧道、更坚固的桥梁、更可靠的信号和列车控制系统等。因此，需要对现有的普通铁路进行线路升级改造，以满足高铁的要求，这会涉及地质勘察、土建工程和线路优化等工作。2、提高轨道质量高铁列车运行需要更高质量的轨道系统，包括轨道平整度、轨道垂直度和轨道几何保持等方面。普通铁路上的轨道若想满足高铁列车的要求，可能会涉及到更换轨道材料、提升轨道维护水平和轨道检测技术等，想想就是一个大工程。3、信号与通信系统升级高铁列车需要更高级别的信号与通信系统，以保证列车的运行安全和效率。普通铁路上的信号系统需要进行升级和改造，包括采用先进的列车控制系统、信号设备和通信网络等。4、电气化改造高铁列车通常采用更高级别的电力牵引系统，因此，普通铁路需要进行电气化改造，以提供适应高铁运行的电力供应系统和设备。这可能涉及电气化设备的安装、供电线路的改造等。5、车辆更新与技术升级普通铁路升级成高铁线路还需要配备高速动车组列车，这意味着需要引入新的列车车辆，具备高速性能和适应高铁线路要求的技术特点。（五）为什么大部分高铁不在晚上运行？（图库版权图片，不授权转载，请联系原作者）大部分高铁不在晚上运行的原因是多方面的，主要包括以下几点：1、安全考虑夜间能见度较差，特别是在没有良好照明的地区，高速行驶的列车可能面临较高的安全风险。白天运行可以提供更好的能见度，减少事故的发生概率。2、维护和检修晚上通常是铁路维护和检修工作的主要时间段。在夜间停运高铁列车，铁路运营部门有更多的时间进行线路检查、设备维护和修复工作，确保列车在白天运行时的安全和可靠性。3、减少噪音和环境影响高铁列车的高速行驶可能会产生噪音和振动，对周围居民和环境造成干扰。夜间停运高铁列车可以减少对居民的噪音干扰，保障他们的休息和生活质量。4、人员安排和调度高铁列车的运行需要配备大量的工作人员，包括列车驾驶员、乘务员、维修人员等。夜间运行可能需要额外的人员调度和安排，增加了运营成本和管理难度。5、负荷平衡白天通常是乘客出行需求集中的时间段，高铁列车在白天运行可以更好地满足乘客的出行需求。而晚上的乘客需求较低，夜间运行高铁列车可能会导致列车负荷不均衡和经济效益不高。需要注意的是，并非所有高铁线路都完全不在晚上运行。一些高铁线路可能会在夜间的特定时间段运营有限的列车班次，以满足部分夜间的乘客需求。这通常发生在特定的客流高峰期或特殊的情况下，如假期交通高峰。 作者： 2023/07/03 09:52
  • 假如全中国是个楼盘，会有哪些户型？ 作者： 2023/06/30 09:32
  • 从数学角度聊聊，为什么沉迷赌博的人最终总会倾家荡产？ 前段时间的热播剧《狂飙》中，有一个桥段：大佬高启强送给手下唐小龙一个赌场，并且告诉他：这些都是时下最受欢迎的机器，赔率可以自己随心设定，20%、30%甚至更高都可以。唐小龙靠这些赌博机器在短时间内获利无数。有人赚的盆满钵满，自然也就有人倾家荡产。今天，我们就从数学的角度来聊聊，赌场庄家如何从赌客手中不断赚钱。你明白了这个道理，就会明白为什么沉迷赌博的人最终总会倾家荡产。图片来源：图虫创意大数定律决定了庄家总比普通玩家占优势赌场的游戏是由赌场庄家设计的，在设计每一个赌局时，一定会在概率上让庄家比普通玩家更占一点优势。我们以轮盘赌为例（见图12-1）。轮盘赌的玩法十分简单：一个转盘被分为38格，由玩家猜测射入转盘的小球停在哪个格子，猜对了赌场通常以35∶1的比率赔钱给玩家。也就是说，你押1元，如果押对了，那么你不仅拿回这1元，而且庄家还会再给你35元；如果押错了，你就损失了你押的1元。因为有38个格子，所以玩家猜中小球落在哪个格子里的概率是1/38。概率是一个数学概念，为了详细说明“1/38”的概率到底是什么意思，我们假设一个玩家玩了非常多次游戏，然后对他的猜测结果是否正确进行统计。因为玩家每次要么猜“对”，要么猜“错”，所以我们直接把玩家每次的“对错”进行排列，那么最后可能是这样的：错对错错错错对错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错对错对错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错对错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错错……这些结果可能也只是一部分，如果玩家玩的次数足够多（例如1万次），统计这1万次中“对”的次数占所有次数的比例，会发现它非常接近1/38。也就是10000×1/38≈263（次）。这就是“1/38”这一概率的实际含义。注意，上面的方法实际上统计了猜“对”的频率。也就是说，在次数足够多的情况下，“出现某一个结果的频率”等于“该结果的概率”。在统计学中一个名为“大数定律”的词解释了这一现象。大数定律是统计学的基石，它是指只要一件事情发生的次数足够多，它出现某一个结果的频率就会等于其概率。我们注意到，大数定律的成立需要满足“发生的次数足够多”这一条件。只有发生的次数足够多，统计出来的频率才会等于概率，并且发生的次数越多，统计出来的频率越接近概率。我们看一下玩家在玩的次数足够多的情况下的收益情况。假设他每次押1元，押了1万次，那么根据概率，他猜对的次数应该非常接近263次。由于每猜中一次会得到36元，所以他猜一万次的收益大致为263×36 = 9468（元）。但是，因为他一共投入了1万元，所以算下来他亏了大约500 元。注意，500元虽然不多，但却是稳定的亏损。因为只要玩的次数够多，猜对的频率就会非常接近1/38。这个概率下，每玩一局下注1元，只有1/38 的概率可以拿回36 元，因此平均每局要亏：这就是“久赌必输”的数学原理。我们可以看出，在设计游戏时，庄家总会让自己的获胜概率比玩家高一点。这个优势通常很小，为5%~10%。但是不要小瞧这一点点概率优势。庄家在有这一点概率优势的前提下，让投注的次数变多。这样根据大数定律，庄家就可以稳定地赚钱了。能否抓到娃娃，不靠技术，靠运气不仅赌场会利用大数定律稳定地赚钱，这种思想也已经迅速被不同行业的商家所利用，我们以夹娃娃机为例。我上大学时也玩过夹娃娃机，和当前有三根爪的娃娃机不同，我那时候的夹娃娃机只有两根爪。但是好处是，只要那两根爪把娃娃抓住了，通常就可以把娃娃夹出来。因此，战绩如何很大程度取决于玩夹娃娃机的人的技术。有经验的人能够找准位置下爪，经常可以夹起一大堆。我记得有一天晚上，我在某商场玩了一小时，夹了一袋子娃娃。但是最近几年，夹娃娃机升级了。首先爪子从两根变为三根。但是这并不是关键，最关键的是夹娃娃机的爪子的松紧规律变得可以设定了！例如，商家可以把爪子这一次夹紧的概率设成1/10，这意味着平均每夹10次，爪子有9次会在升起来时松掉。如果你玩过夹娃娃机就知道，如果这次爪子是松的，那么你几乎不可能把娃娃夹出来。这个对概率的设定是革命性的。这意味着商家摆脱了“玩家的技术”这个桎梏，直接在概率的层面来和玩家玩这个游戏。如果设定玩一局需要 2 元，每个娃娃的价格是 10 元，商家把爪子夹紧的概率设成 1/10，那么玩家玩一局的平均损失就是 1 元。这同样根据大数定律，玩家玩得次数越多，实际情况就越符合这个平均损失。我们可以看出，夹娃娃机的商家同样利用了“概率优势”与“大数定律”。只要参与的人数够多，他们就可以一直处于不败之地。掌握大数定律，做自己的“庄家”从赌场、娃娃机的例子中，我们能得到什么对日常工作和生活有益的启示呢？第一，要努力提高你的基础概率。这一点非常明确。基础概率作为核心，是达成目标的关键因素。第二，如果你做成某件事的基础概率较大，那么重复的次数就是你最好的朋友，你需要尽量多次重复。例如，你做自媒体，并且想写出1篇爆款文章。我们都知道很多情况下爆款文章可遇不可求，即使你的文章质量很高，也不能保证它会成为爆款。如果你的水平达到了平均100篇文章中能够有1篇爆款文章，概率已经很高了，那么此时你应该多写。只要你水平达标，大数定律会帮你的。第三，如果你的基础概率比你的竞争对手低，那么你应该进行如下思考。先看看能不能提高基础概率，如果不能（例如你是赌场的玩家），对你来说，最佳方案是不参与赌博，跳到另外一个从概率上来说对你有利的局里。可见，掌握数学思维对我们日常生活中趋利避害也有着非常重要的意义。文章由科普中国-星空计划（创作培育）出品，转载请注明来源。作者：北京航空航天大学副教授、博士生导师 刘雪峰审核：华中师范大学数学与统计学学院 副教授 邓清泉 作者： 2023/06/30 09:31
  • 54岁入行，97岁诺奖， “足够好”“足够老”的传奇人生 2023年6月26日，美国物理学家、化学家、锂离子电池发明者之一John Goodenough去世，还有一个月，他将年满101周岁。2019年他获得诺贝尔化学奖，成为当时最年长的获奖者，因其姓氏，世界认识了这样一位“足够好”老爷子。他最著名的工作自然是锂离子电池方面，而这是他54岁时才踏入的领域，数十年身体力行，年近百岁还身处科研一线。他也是一位重要的固体物理学家，在金属氧化物、磁学、高温超导等领域作出杰出贡献。谨以此文纪念Goodenough教授，此生已good enough。撰文 | 刘辛味我们中有些人就像是乌龟；走得慢，一路挣扎，可能到了30岁还搞不明白。但这些乌龟必须继续爬下去。——John B. Goodenough每天早晨8点前，得克萨斯大学奥斯汀分校机械工程系的一间办公室会迎来一位白发苍苍，精神矍铄的老人，他就是John B. Goodenough。这位科克雷尔百年讲席教授97岁——刚刚刷新了诺奖最年长获奖者的记录，他与惠廷厄姆（M. Stanley Whittingham）、吉野彰（Akira Yoshino）因“发展了锂离子电池”关键技术共同分享了2019诺贝尔化学奖。如今，我们正在享受他们的成果——从手机、笔记本电脑到电动汽车，乃至清洁能源的存储，这种功能强大、可充电的电池被已经广泛运用于各个领域。诺贝尔奖官方评价，“他们创造了一个可充电的世界”。实际上，Goodenough是在年过半百之后才开始研究锂电池，以97岁高龄获得诺奖，可以说是“足够老”了，但依然奋战在科研一线——正是因为他觉得还不够好。他的传奇人生仍在继续。“阅读障碍”的少年进入耶鲁1922年夏天，Goodenough出生于德国耶拿。他的父亲Erwin Goodenough当时正在牛津大学攻读博士学位，他相信德国医生剖腹产的技艺更高超，到临产时，用牛车载着自己妻子来到了耶拿。第二年，Erwin Goodenough获得了学位，回到美国，进入耶鲁大学任教。小Goodenough的记忆便从康涅狄格州纽黑文市的郊外开始。左：John Goodenough与哥哥Ward；中：1930年左右的Goodenough；右：Goodenough和妹妹Hester（右）。图源：nobelprize.orgGoodenough从小就很喜欢大自然，捉虫刨坑不在话下，但童年并不畅快，与他最亲密的玩伴是一只名叫Mack的狗。Goodenough也很喜欢学习，可是早先读书对他来说比较困难——据称他有未确诊的阅读障碍症，因此他说自己那时候是个“差生”。为了能追随年长自己三岁的哥哥进入格罗顿中学（美国最顶尖的私立中学），他自学阅读和写作应付入学考试，最终真的顺利入学，还获得了奖学金。这让他感叹，“到现在我都觉得这是个迷！”Goodenough认为，中学时代严格的教育让自己受益匪浅，并最终考入耶鲁大学。但相比于学习，他更爱运动，因为这样能让他保持良好的身材以及人际关系。美国的精英往往有着优秀的原生家庭，Goodenough也不例外，他父亲后来成为了美国著名的宗教研究学者，他的哥哥成为了著名的人类学家，让Goodenough这一稀少的姓氏永远记录在了历史中。但是他们的家庭生活并不和谐，Goodenough甚至用“灾难”来形容他的父母婚姻关系。受限于宗教信仰，Goodenough的父母在他进入大学前才离婚，父亲很快娶了自己的研究助手。进入大学后，Goodenough才感觉从这段糟糕的关系中解脱出来。1940年，父亲给了他35美元，并说，“去吧，孩子，上大学。”35元勉强可以算为学费的零头，Goodenough却坚定的表示自己也不会再花家里一分钱。在老校长的安排下，Goodenough利用业余时间给家庭富裕的学生补课，Goodenough回忆说，“为了21顿饭，我每周工作21小时。”再加上奖学金，还有朋友们的帮助，Goodenough过上了一段不错的日子。进入大学后，Goodenough并没有一个明确的学习目标。或许是受了文科家庭的影响，他也先学习了文科类课程，但Goodenough承认自己阅读不行，“我不喜欢读书，看不懂。”因此不想将来研究历史，也不想学习法律，那时他觉得自己可以上医学院，但对精神病学不感兴趣，而对数学的兴趣与日俱增。一位慧眼识珠的数学教授Egbert Miles看到了Goodenough的天赋，便鼓励他学数学。在耶鲁，他还加入了神秘的精英组织“骷髅会”，这是耶鲁大学历史悠久的秘密社团组织，这里诞生过多位美国总统（一些阴谋论者甚至认为他们把控着美国权力社会）。这让Goodenough的传奇人生又添了一丝神秘。耶鲁“骷髅会”，这里被称为“坟墓”。图源：IndependentGoodenough和骷髅会成员合影（下图后排右一）。图源：nobelprize.org不想当物理学家的气象学者不是好士兵1941年冬天，Goodenough大二时，珍珠港事件爆发。他的很多同学都准备入伍，Goodenough也不例外。Egbert Miles教授知道Goodenough的天赋，告诉他，“不要像所有人一样为海军陆战队服务。他们需要有一些有数学知识的人来进行气象研究。”Goodenough并没有被通知立即入伍，而是要完成学位。但那时候他只完成了数学系的一门课程。仅用两年半的时间，Goodenough从耶鲁数学系毕业并获得了学位，然后被征召入伍派到陆军气象部门，驻扎在葡萄牙沿海的一个小岛上。由于那个年代还未发现“喷射气流”，飞机总是延误。军事部门希望Goodenough这些气象研究者不仅能预测天气，还能计算飞机航班时间，以及最佳的出行计划。可能最值得一提的是，他为当时载着盟军最高统帅艾森豪威尔的航班提供了正确的预计达到时间。当然，也因为没考虑风向，飞机在到达终点前就没油了。战争结束后，尽管陆军总部来信想让Goodenough留在部队继续当气象学家，但他还是选择了继续读书——他想要学习物理。在他读过数学家、哲学家怀特海（A.N. Whitehead）的著作《科学与现代世界》之后便意识到，科学对世界的发展影响愈来愈强，他在自传中写道，“如果有机会，我应该去学物理”。军旅生涯时的Goodenough。来源：news.uchicago.edu1946年，当一张派遣优秀军官前往芝加哥大学学习研究的电报发来后，Goodenough来到了芝加哥大学物理系。这个机会来自他那位数学教授的推荐，他希望让有学术前途的人能继续读研，而这也真正改变了Goodenough的一生。来到芝加哥大学，Goodenough仍一字不落的记得当时登记员对他说的话，“我不懂你们这些老兵。你们难道不知道，凡是在物理学上做出过重大成就的，已经在你们这个年龄做过了。你想现在开始吗？”讲出这段略带嘲讽的话的人是辛普森（John A. Simpson），那时他也才30岁，从曼哈顿计划回来没几年，可能他不知道自己在未来能成为著名的实验物理学家。而Goodenough才24岁，他承认，“理论物理的突破大多来自年轻人”，但后来他明白，物理需要实验，而这一方面所需的物理直觉和突破需要厚积薄发。那个年代进入芝加哥物理系的门槛极高。为了确保研究生能了解真正的学问，被誉为物理学史上最后一位理论和实验全才的费米（Enrico Fermi）负责资格考试——每天8小时，考4天。Goodenough考了两次，第一次让他获得了硕士学位，而第二次通过才能获准继续攻读博士，这也让他打下了牢靠的基础。到了选择专业方向时，Goodenough发现费米秘密捣鼓的世界首座核反应堆并不适合自己，他希望学习固体物理，研究材料的性质，便找到了另一位天才物理学家齐纳（Clarence Zener，后来因发明齐纳二极管而闻名）。齐纳决定Goodenough做自己的学生，并告诉了他两个问题：“你的第一个问题是找到问题，第二个问题是解决这个问题。”Goodenough做到了这两点，他研究了六方密堆积金属晶体布里渊区边界与费米面的相互作用如何改变其结构。（在动量空间中，金属的费米面位置取决于导带中电子密度，而布里渊区则由电子运动所处周期势的平移对称性确定。）在一次学术会议上，他甚至得到了布里渊（Léon Brillouin）本人的指点，“年轻人，你弄错了布里渊区”。但事实上是布里渊的物理图象错了，最终这项研究让他在1952年获得了博士学位。Goodenough与妻子Irene Wiseman。图源：nobelprize.org为计算机开发内存毕业后，Goodenough选择到麻省理工学院林肯实验室工作，主要进行固体磁性方面的研究。这间实验室是由美国空军支持下建立的，旨在建立美国第一个防空系统（后来的半自动防空系统，SAGE）。Goodenough回忆说，“这是一次奇妙的经历……他们有雷达、有通讯系统，但没有数字计算机。”实际上，当时世界首座商用计算机还在开发之中，也不具备军方所需的储存能力，Goodenough就开始和工程师们一起开发了随机存取储存器中（RAM）的关键部件，即如今的电脑内存。Goodenough所在的团队需要找到合适的磁性材料作为存储元件，解决实现方形磁滞回线的问题。当这项工作完成时，Goodenough的同事们有一半都离开了实验室而进入产业界，他们看到了这样研究的巨大潜力。而他在林肯实验室一直工作了24年，在这里研究了过渡金属氧化物，为计算器存储设备发展了各种磁性材料，真正涉及了化学和材料科学的研究。这段时间里Goodenough以一名物理学家的身份探索着物质结构的奥秘，提出了磁性相关的理论，特别在RAM研发时发展了氧化物材料协同轨道排序概念（Jahn-Teller效应），而随后得到的Goodeough-Kanamori半经验规则成为了后来固态物理和化学里研究的里程碑，为磁性材料的设计和计算机研发奠定了基础。他还深入研究了金属和硫化物原子磁矩、电子行为等课题，甚至在70年代就偶然从电子行为发现了高温超导的关键机制。他写下的专著《磁性与化学键》，被后来研究磁性金属的学生认为是“圣经”。Goodenough的经典著作《磁性与化学键》 来源：网络事实上，Goodenough也更喜欢自己在物理学上的研究，以至于连获得诺奖时，他以为自己是关于莫特跃迁的研究，“我认为这一过程的物理研究非常重要，我非常满意。”当然，他没因为这样研究无缘诺奖而失望，毕竟这只是他研究生涯早期的一小部分。54岁开始新的研究生涯60年代时，污染席卷美国，为了减少污染，汽车公司便已经开始考虑让电动汽车重回市场。事实上，汽车诞生的早期，电池发动比内燃机更早，但电池性能发展缓慢逐步被淘汰了。Goodenough受邀作为福特公司的科学家，评估一种新型钠硫电池——1969年，Goodenough首次接触电化学和电池的研究，他开始在离子导电率和能量存储方面下了功夫。最初，这项工作取得了不错的成果，但仍因为安全问题，电池不适宜在汽车上使用，被福特公司取消了项目。可项目仍带来了诸多好处——为当时的科学家提供了更丰富的知识，点燃了政府对能源科学的兴趣。尤其到了1973年第一次石油危机，美国遭受石油禁运，各大汽车公司开始生产电动汽车，政府的资金也开始投入到能源相关领域。Goodenough在自传中写道，“我们对外国石油的依赖使国家变得脆弱，与受到俄罗斯的核弹威胁一样。” Goodenough瞄准能源领域，准备大干一场。今天的林肯实验室。图源：Linkedln然而，由于林肯实验室受空军资助，能源相关研究并不是空军的责任，没了经费，Goodenough知道自己该离开了。恰好这时，牛津大学需要一位教授管理无机化学实验室，他在接受采访时说，“牛津的人很有想象力，邀请一位有物理学背景的非学术界人士成为实验室的负责人。”Goodenough只在研究生时学过两门化学课，他是最合适的人选。其实，当时Goodenough还有另一选择，就是前往伊朗德兰黑大学。这个选项完全被他的妻子否定了，因为那时伊朗正在闹革命。前往牛津的决定得到了妻子的支持，Goodenough说，“这对我来说是革命性的，因为从这时起我将正式成为一名学者，而且是成为一位化学家。”那一年，Goodenough已经54岁，他还不知道自己将会在电池领域大放光彩。锂电池的诞生就在同一年，在埃克森美孚公司的惠廷厄姆在《自然》发表了一篇使用锂阳极和二硫化钛阴极的电池的文章，电池的能量密度很高，并且他制作了可让离子穿梭的分层材料，这意味着这种电池可以充电。这篇论文让惠廷厄姆与Goodenough一起分享了诺奖。然而，锂本身就是一种极为活跃的元素，甚至与氮气都能发生反应，这就对电池的生产制造工艺提出了很高的要求。另一方面，随着充放电，锂金属表明会长出枝晶，就像小“毛刺”，接触到负极就造成了电池短路，发生自燃、爆炸甚至炸毁了实验室。出于安全考虑，埃克森美孚放弃了这个项目。Goodenough却认为这项研究大有前途，物理直觉告诉他金属氧化物比硫化物更适合制作电池的阴极，因为金属氧化物能产生更高的电势，即便他还没想到他的发现有巨大“潜能”（potential）。1980年，57岁的Goodenough领导团队发现使用钴酸锂（LiCoO2）几乎能使电力翻倍，输出4V的电压。钴酸锂是一种层状材料，锂原子位于氧原子和钴原子组成的八面体结构之间，可谓来去自如，而这一性质正是电池所需的，并且钴酸锂相对于金属锂更温和，枝晶问题也得到了改善。这样发现被诺贝尔奖官方评价为“迈向‘无线革命’决定性的一步”。钴酸锂结构，中间紫色的小球是锂原子，红色表示氧原子，钴原子在氧原子形成的结构内部。图源：wiki然而，Goodenough的发明并没有得到西方世界重视，甚至连牛津大学自己都不愿意申请专利。部分原因在于，石油危机后对替代能源的研究热度下降，再加上埃森克美孚的惨痛教训，导致Goodenough的新发现无人问津，还是他自己找另一个政府实验室勉强申请了专利。反而日本人看到了这块市场，80年代日本的电子产品走向了世界，正急缺轻型、可充电电池。Goodenough设计的锂电池阴极使用了氧化钴使电势几乎翻倍。图源：nobelprize.org日本化学家吉野彰以Goodenough的工作为基础，用锂钴氧化物作为阴极，开始研究阳极材料。他发现锂离子可以被吸引到石油焦中，这种碳基材料帮助电子和离子更快的流向阴极，而且由于阴极中本身就含有锂离子，阳极使用石油焦，可以取代纯锂，能让电池更安全。最终靠着吉野彰的成果研发了具有高容量，安全性俱佳的锂电池——“锂离子电池”真正诞生了。1991年，索尼将锂离子电池首次商业化，锂离子电池成为今天我们每个人的手机的必须配件，彻底改变了我们的生活。只不过Goodenough并没从这项价值数十亿美元的产业（当时价值）中赚到一分钱，他当时签下的专利是被特许使用的。锂电池第二次革命引发“世界大战”Goodenough并没停止研究高效可充电电池的脚步。当时牛津大学规定，教授年满65岁要退休，Goodenough觉得还为时尚早。就像他父亲从耶鲁退休后到哈佛图书馆找了间办公室，1986年，Goodenough回到了美国，来到得克萨斯州奥斯汀分校机械工程系。这一来又开启一个长达30多年的工作。在德州，实用主义者Goodenough在寻找新的电极材料的同时，将一部分精力再次转移了基础研究上，继续从事过渡金属氧化物的电子性质的研究，并进行了了超导相关实验。他觉得这些研究将带来真正的创新。而他的学生们继续寻找新型电极材料，因为钴酸锂电池并不完美。虽然性能优良，但也存在寿命短的问题，而且钴作为一种战略元素，成本极高。为了解决这些问题，当时还在牛津的Goodenough就已经开始领团队寻找新材料。Goodenough的物理直觉再次告诉他具有尖晶石晶体结构的材料可能会更合适，因为这类结构可以让锂离子在三维空间中扩散，提高效率。结果，他的博士后不仅发明了锰基尖晶石结构的阴极，安全性更好且成本更低，而且还在继续推进的过程中偶然发现了另外一种结构，橄榄石晶体结构，用最常见的铁和磷构成磷酸铁锂（LiFePO4）。1997年，他们研发了具有商业潜力的磷酸铁锂电池，再次引发了锂电领域的风暴——真正意义上的“风暴”。磷酸铁锂的晶体结构，白色代表锂原子，红色、紫色、黄色分别代表氧原子、磷原子和铁原子。图源：Chemical Structure今天，磷酸铁锂电池广泛运用于储能设备、电动汽车和各种小型设备中。然而，Goodenough依然没有从中获利，还卷入了一场专利纠纷之中！当Goodenough发现磷酸铁锂将再次引发能源革命时，想申请专利，结果发现已经被抢先了。原来，他手下的一名日本“打工仔”将研究泄露了出去，他本来就是日本电信电话公司（NTT）的雇员，借着向Goodenough团队学习的名义来到了团队，他并没有遵从保密的协议。在专利纠纷中，最先制成新材料的人成为了关键人物，他就是当时的一名博士后帕迪（Akshaya Padhi），他却拒绝了帮助Goodenough证明。两人“狼狈为奸”把研究内容透露给了NTT公司，赚了大钱。在专利纠纷中，Goodenough只能无奈地表示自己身边被安插了间谍。由于对电池的一点改进都会牵扯到专利中，多家商业巨头都被搅了进来，让这场专利战争愈演愈烈，堪称锂电的世界大战。Goodenough沉默在浪潮中，直到德州大学奥斯汀分校与NTT公司和解。不想退休等死幸好，今天人们把发现磷酸铁锂的功劳归功于Goodenough，这项他75岁时做出的成就，彻底改变了电池世界的格局。一般人到这里，或许就该知足了，可是Goodenough觉得过去的工作还“不够好”。目前学界认为，锂离子电池发展已经接近极限，Goodenough还想寻找更好的电池。90岁时，他把目光放在了全固态电池上——使用固态电解质的电池，具有安全性能更好，能量密度更高，体积更小的优势。电池领域群雄逐鹿，这是Goodenough的选择。目前，Goodenough已经有了一些成果，即使受到一些争议，可他完全没停下来的意思。在办公室内指导学生。来源：news.uchicago.eduGoodenough知道自己并不是唯一有实力解决电池问题的人，也不确定自己能否成功，但是“我不想退休等死，我相信我们正在努力的事情非常重要。“5年前，还他说自己只有92岁，还有时间，希望解决更长远的能源问题，他说：“我们必须在不久的将来从对化石燃料的依赖过渡到对清洁能源的依赖。”“所以这就是我去世之前要做的事情，留下一个更清洁，更美好的世界。”为了达成这一远大目标，他决定在102岁时再退休。回顾自己的研究经历，Goodenough说，“科学研究通常是跨学科的，物理学、化学和工程学通常是相互涉及的，这为我提供了真正朝材料科学和工程方向发展的机会。”他认为自己是，“受过固体物理学培训的材料科学家，与化学家和陶艺家（研究电池事用到了陶瓷材料）一起合作，在物理、化学和材料工程之间架起了一座桥梁。”生活中，Goodenough是个开朗的人，“哈-哈-哈”，夸张的笑声常常回荡在办公楼的走廊里。直到2018年骨折前，他还每天开车40分钟上班，保持着每周近50小时的工作时间。除了科研，为数不多的爱好就是爬山，年轻时他与妻子怀斯曼（Ireen Wiseman）走过了走过不少地方，他们两人在芝加哥大学相识，共度一生，没有孩子，Goodenough说，“我们拥有彼此”。Goodenough和妻子Wiseman在一起。图源：bbs.creaders.net在Goodenough的办公室中，挂着一张巨大的壁毯《最后的晚餐》。令人意想不到的是，他一生从事科学，却是一名虔诚的基督徒，信仰并未阻碍他的研究，反而成为了一种内在的动力和热爱。很长时间以来，Goodenough是一名诺奖陪跑者，他却说，“我才九十多岁，还有时间”。现在，荣誉终于降临，足够好！ 作者： 2023/06/30 09:14
  • 抑郁症让你心力交瘁？换个角度，重新点亮生活！ 抑郁症是一种常见而严重的心理健康问题，它不仅仅是一阵低落的情绪，而是一种持久而沉重的心灵负担。然而，我们不必沉浸在黑暗中，因为有许多方法可以帮助我们缓解抑郁，让内心重新绽放阳光。定期锻炼：运动不仅可以促进身体健康，还能释放身心压力，释放大量的快乐激素，提升心情。调整饮食：合理的饮食结构可以改善身体状况和情绪。增加富含维生素B、Omega-3脂肪酸和叶酸的食物，如鱼类、坚果和绿叶蔬菜。与亲朋好友交流：积极的社交关系可以带来温暖和支持，减轻孤独感和抑郁情绪。多与亲朋好友交流，寻求他们的陪伴和支持。培养兴趣爱好：投身于自己喜爱的活动，如绘画、音乐、阅读等，可以转移注意力，增添生活的乐趣，让心灵得到放松。寻求专业帮助：如果抑郁症状持续严重，影响正常生活，及时寻求专业心理医生的帮助和治疗，他们会给予你专业的支持和指导。调整睡眠习惯：保持规律的睡眠时间，创造舒适的睡眠环境，有助于恢复身心平衡，提升心情。关注内心需求：倾听自己的内心，学会放慢脚步，给自己一些放松和喘息的时间。适度的自我关爱和放松，有助于缓解抑郁情绪。无论你身处何时何地，无论抑郁的阴霾如何笼罩，始终牢记，我们可以迎接阳光，缓解抑郁症。让我们一起行动起来，与抑郁症做斗争，恢复内心的平静和快乐。 作者： 2023/06/29 09:18
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