看到韦布望远镜公布的第一批彩色照片,想起2022年普利策奖的释义性报道奖,就颁给了Quata杂志的Natalie Wolchover写的韦布望远镜。
那篇科学报道值得一读——
「要想回望宇宙的诞生,看见第一群恒星的星光,你必须先磨出一面和房屋一般大的镜子。它的表面必须光滑到如此的地步——如果镜子被放大到一整个大陆那么大,它的上面不会有超出脚踝高度的山峰或低谷。只有这么大这么平的镜子,才能收集并聚焦来自天空中最遥远星系的微弱光线……
即使有了这么特殊的镜子,依然远远不够。
没有人曾见过星系形成之时的样子,原因是几十亿年来,那些古老的星光穿越了不断膨胀的宇宙空间后,已经被大大拉长了。那些最遥远的恒星发出的紫外线和可见光到达这里时,波长被延伸了大约20倍,成了红外线。但红外线同样是原子振动时发出的光——我们称之为“热”。同样的红外线从我们的身体、大气和脚下的地面辐射出来。这些本地的热源,彻底淹没了远古恒星弱小的光芒。因此,要观测到那些远古恒星,望远镜的大镜子必须非常冷。它必须被发射到太空。
问题又来了。没有火箭能装下一面有房子那么大的镜子。于是,镜子必须被折叠起来。
为了被折叠,镜子首先必须被分割成由多个镜片组成的蜂窝阵列。
为了共同聚焦产生清晰的图像,镜片们在太空中展开后,必须排列到近乎完美的地步,这就需要精度极高的电机。这些电机能轻轻推动镜片,移动的距离可以精确到仅仅是病毒宽度的一半,以保证所有镜片安装到位。」
「Ball 航空航天公司提供的制动器能以10纳米的精度推动镜面,这个宽度仅为头发的万分之一。这些电机的工作原理是“弯曲”,即“将大的运动转化为小的运动”。」
「整个韦布望远镜的重量,只有一个大型地面望远镜重量的2%左右。」
「镜子由铍制成,这种材料轻、结实、坚硬,呈粉末状,有毒,是一种令人头疼的东西,但也是唯一可行的东西。铍粉在俄亥俄州被压成块,然后在阿拉巴马州被切割。镜片上再覆一层黄金,因为黄金能极好地反射红外线。最后,加利福尼亚一家专门为这个项目而建造的工厂为镜面抛光。」
但这样依然还不够。
「即使被发射到外太空,地球、月球和太阳仍然会向望远镜辐射出太多的热量,使它无法感知宇宙中最遥远结构的微弱闪烁。
除非,望远镜指向一个特定的点——第二拉格朗日点。在那个点,月球、地球和太阳都位于同一个方向,架设起一个网球场大小的巨幅遮阳罩,望远镜就可以同时挡住这三个天体。通过这样的方式,望远镜终于可以进入极度深寒的状态(-223℃),从而探测到宇宙黎明的微弱热量。
遮阳罩既是红外望远镜的唯一希望,也是它的致命弱点。
展开时又要足够大,重量又不能超出火箭的承重,遮阳罩只能由薄织物组成。工程师们心知,薄织物是“不确定的”,它的运动不可能被完全控制或预测。如果遮阳罩在展开时被钩破,整个望远镜就会变成一坨太空垃圾。」
「遮阳罩的材料,研究小组选了Kapton,这是一种光滑的银色塑料,看起来很像薯片袋的内层,厚度只有人类头发的直径。Kapton的撕裂风险不低,因此需要很多层作为冗余ーー研究小组决定安装五层。一个由吊臂、电缆和细绳所组成的系统,将把这五层遮阳罩都充分展开,分离并系紧。」
首席工程师迈克尔•门泽尔(Michael Menzel)形容这件事有多难,「如果是刚性的东西,比如一扇门,你安上一条铰链,就可以预测它的运动方式。小菜一碟。但现在给你的是一条软的毯子。在床上推一条毯子,然后试着预测它会变成什么形状?太可怕了。同样的事情也发生在绳子上——每一根拉紧遮阳罩的绳子,可以有一百万种不同的运动方式。更糟的是,在零重力状态下,这些东西可以跑到你不希望它去的地方。」
「大约在2004年,2位NASA工程师来到门泽尔的办公室,说他们有办法。其中一人拿起门泽尔桌上的一张纸,把它折成Z字形。遮阳罩可以折叠成许多这样的Z字形,也就是“手风琴式折叠”。门泽尔觉得这个办法行得通 。
下一个问题是,如何保持遮阳罩处于手风琴折叠状态,直到做好准备时再展开。另一位工程师安迪找到了解决办法:107根固定针,可以像猫的爪子一样缩回。
固定针又带来了另一个棘手的问题:针会造成针孔。如果在展开后,所有五层Kapton上的针孔恰好排成一条直线,就会让阳光通过,加热望远镜的光学器件。
门泽尔说:“这是个之前根本想不到的小细节,直到你开始做了才发现,天啊,五个针孔有可能排成一列,这事听起来不大,但把安迪搞到借酒浇愁。谢天谢地,他后来想通了。”安迪勤勤恳恳测试了许久,终于找出了一种方案,使得五层大小各异的Kapton遮阳罩不论怎么展开,上面的针孔都不会排成直线。」
……
一个又一个小难题,不断出现。结果是,韦布望远镜比原计划迟了14年,预算超了20倍。
在发射之前,所有参与这项工作的人依然提心吊胆。
因为韦布望远镜是一锤子买卖。
当年哈勃望远镜在低地球轨道上,离我们也就559千米,望远镜“近视”了,宇航员直接拎一把扳手就飞上天去修了。
但是韦布望远镜离我们150万千米。出了任何问题,科学家和工程师们只能抱头痛哭,别无他法。
这个项目的首席科学家,诺奖得主、天体物理学家约翰·马瑟( John Mather)说,「我们已经尽力去发现所有的错误,进行测试和演习,此刻,我们将把价值数十亿美元的望远镜放在一堆爆炸物上。」
在成功发射之后,望远镜还要再用一个月,才能抵达第二拉格朗日点。在此途中,它还要花数百个步骤去把自己的镜子一点点展开,遮阳罩一点点展开,直到巨大的镀金镜子“花朵”,盛放在一片更为巨大的遮阳罩“银叶”上。
坎坷之路,终抵群星。
此刻,韦布望远镜静静漂浮在黑暗寒冷的太空中,它背后是太阳、月亮、和所有人类生活的暗淡蓝点。它未来带回的信息,将推进甚至颠覆人类对宇宙的理解。
以上,就是那张彩色照片背后的一小部分故事。
The Webb Space Telescope Will Rewrite Cosmic History. If It Works. (2021). www.quantamagazine.org/why-nasas-james-webb-space-telescope-matters-so-much-20211203
@linshizhi 就是一种反认知情结,“有些事你不知道更好”“难得糊涂” “过去了的事就不要追究了” 用不去思考去显示自己在思考,装一种门槛很低的逼
今天又听到一波荒谬,都不知道从哪里开始吐槽。
某一年有个学生的毕业论文被教育部抽查没通过,然后学院的老师就被全体连坐,没拿到那年的奖金。经历了这一波,学院为了“提高毕业论文质量”,把交论文的deadline往前提了几个月,美其名曰多留一些时间修改(几个月对于写论文来说是很大一块时间好嘛!)于是今年毕业的学生都在焦头烂额觉得写不完了。而写不完就要延毕,延毕就会影响导师的考核、奖金和来年的招生名额。因此导师会拼命Push学生把论文写完。
更要命的是,现在是秋招季,学院这么操作,就让学生在论文里疲于奔命,压根没时间精力去找工作。就算顺利在deadline之前交了论文,秋招季也基本过去了,学院这么操作是逼着学生毕业即失业吗...
这还是顺利通过了开题的学生。一些学生都读到了最后一年,现在开题还被卡着,还在准备材料再试一次开题。我就很纳闷,为什么现在还在开题。朋友说,哎,导师们在用答辩的标准要求开题,各种刁钻和拷问,为了保证开了的题一定能做出结果发出paper来......
可是,这个逻辑完全就是本末倒置的啊,研究归根结底是trial and error,在试错的过程中,一定会有失败,会有走不通的路,都太正常了。大学、研究所说白了就是拿着社会给的钱和资源帮大家试错、在试错过程中挑出更优解。可当做学术的人花这么大精力去避免错误,摘保险的、好摘的果子,就已经与研究的本意背道而驰。
朋友的这一波叙述,让我觉得像是外卖平台算法和新冠清零逻辑的合体。身在象牙塔里的人,和被算法困住的骑手没有本质性区别,都受困于一层一层人为设置的关卡之中,每个人都叫苦不迭,无法撼动系统的荒谬,最后只能接受它,甚至出于求生欲把自己形塑成系统想要的模样。设计系统的人也像层层加码的地方政府、居委会,上面要求“提高论文质量”,他们就无所不用其极地设计各种关卡,来保证上面的意思得到了彻底贯彻。隔离七天又七天,和人为提前论文deadline,其实是一种逻辑,对上做出努力贯彻的样子,其实把责任撇得干干净净,至于他们管的人的死活,他们根本不care。
用中世纪的思维去管21世纪这片土地最聪明的头脑,让有限的精力在无限的人为障碍中磨耗,那就不能怪新“自主创新”“科技强国”都浮于口号。
Tim Visée / send · GitLab
https://gitlab.com/timvisee/send
Firefox Send 的 fork。 #网路淘金
因为某些原因,Github 是唯一还没有被全面封锁的大型境外网站,所以有不少项目在 Github 设立了免翻墙镜像,非常适合友友们在墙内传播。
1. 不明白博客文字版免翻墙镜像:https://github.com/bumingbaipod/podcast
里面音频链接的地址也还没有被墙。
2. 免翻墙看外媒项目:https://github.com/dutymachine/news
新闻源不多,但是有纽约时报、BBC和中国数字时代等,了解外网大事也基本够用了。有大新闻也可以用链接分享给别人(更不容易炸号),不需要用中文摩斯密码了(划掉)。
友友们,有传播就有希望!
老虚和押井守聊天 心有戚戚焉
先发言的是押井守,他认为:“最近15年来,这个国家已经失去了名为幻想的‘故事’,现在谁都不会创作故事了,也都不觉得有必要创作故事。这种情况不光只是在动画行业发生的。”对此,老虚回应说:“这15年来,大家与其说是在刻画‘故事’,不如说将重心放到角色身上了。”
不过在说到故事性的问题时,自然很难避免提到《魔法少女小圆☆魔力》。对此押井守点评说:“最近的动画让人找不到故事性,这不是说没有剧情,而是说那种有始有终的故事没有了。但是小圆当中拥有着‘故事’。这可是很好地刻画了起承转合啊。”铃木也在一旁补充说 随后,老虚还提到了初音未来:“我觉得创作者其实也想跟角色告别了。最近让我有这种感觉的是初音未来。初音完全没有故事性,只展现了角色。但目前她引发了一轮热潮,这让我从职业角度感觉到了恐惧。搞不好,今后我们都是不被需要的了?从我个人而言,我觉得大家正在拒绝让角色开心、让角色被虐待、让角色死去的行为。因为这样一来,大家都会觉得可怕的。大家都沉浸在享受喜爱角色的快乐当中,这就如同做着美梦的人一样。大家都觉得:反正就当成看一场文化祭不就好了吗?可我对于这种事情感到恐惧啊。”
现在想起来,福山讲“历史的终结”,其实还是对的。所谓“终结”,不是说必然向好,而是你不向好也行,但是你的挣扎和抗拒,顶多是吓人一跳,除了表现出自己的认知失调症,什么也不能改变。以三岛由纪夫的文采,在1970年想像1936年那样搞一个二二六兵变,自卫队的军官都像看傻逼一样看他,他也就只能去切腹了——主要是臊的。以普京的权势加上苏联的余威,在2022年以17世纪的剧本进行对外扩张,也就是局部地区的鸡飞狗跳,连波兰人都能马照跑舞照跳天天看热门。这就好比是在国际机场里穿一身大白,别人看着难受你自己也憋得难受。但是你说人家真会受多大影响,也未必。人家甚至根本就不想去理解你,或者是预测你什么时候脱下这身大白。因为说真的,你已经在世界之外了。你不是终结者,你就是那个终结本身。