【儀器網(wǎng) 時(shí)事聚焦】火星,距離太陽第四近的行星,在很長一段時(shí)間被認(rèn)為是有可能開發(fā)成第二顆適宜人們居住的行星的星球,而在許多科幻作品中,甚至將火星移民視為人類太空移民的第一步,可見在火星上建立人類文明在大眾中具有很高的認(rèn)可度。
那么,你是否想過,加入人類真的可以遠(yuǎn)渡火星,那么建設(shè)火星文明至少需要多少人參與呢?近日,一篇來自法國學(xué)者的論文對這個(gè)問題作出了解答——在火星建設(shè)一個(gè)能自我維持的文明,可能至少需要110人。
或許很多人會(huì)覺得離譜,畢竟從目前人類的
航空發(fā)展來看,我們還沒在火星留下腳印,甚至對于火星的了解還停留在火星車傳輸回的數(shù)據(jù)中,很難理解為什么可以得到一個(gè)如此詳實(shí)的數(shù)據(jù)。但是,如果你了解了數(shù)學(xué)模型和科學(xué)模擬對于科研的重要性,就會(huì)發(fā)現(xiàn),這個(gè)110人的數(shù)據(jù),并非無稽之談。
事實(shí)上,提出該數(shù)據(jù)的薩洛蒂是在充分考慮“自我維持的人類文明”需要的客觀條件后,才編寫出這篇論文的。而其中,薩洛蒂針對植物的生長、水的循環(huán)利用、生態(tài)鏈的建立都做了細(xì)致的說明,并且還提到了天然過濾材料等內(nèi)容,包括用現(xiàn)有科學(xué)技術(shù),模擬火星環(huán)境條件下如何建設(shè)起生態(tài)??陀^的來說,是同時(shí)考慮了自然因素和人為介入兩方面要素的。
那么這項(xiàng)假設(shè)有什么實(shí)際意義嗎?至少從目前來看,它能夠?yàn)槿祟愇磥淼幕鹦翘綔y之路提供一定的方向性意見,對于相關(guān)技術(shù),例如水循環(huán)等,也有一定的促進(jìn)作用。而如果將眼光放得更長遠(yuǎn),便不難發(fā)現(xiàn),用數(shù)學(xué)模型建立假設(shè)來解決實(shí)際問題,其實(shí)本身也是一種常見的科學(xué)研究模式。
首先,我們要知道數(shù)學(xué)本身也是一種科學(xué),并且作為一門學(xué)問,數(shù)學(xué)對于提升原始創(chuàng)新能力有重要意義,隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步,科學(xué)研究對于數(shù)學(xué)的依賴是愈漸強(qiáng)烈的。而數(shù)學(xué)模型是一種運(yùn)用數(shù)學(xué)邏輯方法與數(shù)學(xué)語言構(gòu)建的科學(xué)或工程模型。使用數(shù)學(xué)模型,大多時(shí)候能讓問題更加直觀,或者可以通過更為直接的方式,將解決問題的方法通過模型的幫助模擬出來。
而更重要的一點(diǎn)是,數(shù)學(xué)模型對于科研來說,是能夠起到輔助作用的??茖W(xué)儀器可以為科研提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù),可以幫助實(shí)驗(yàn)往更實(shí)事求是的方向靠攏,但是,如果既定方向超過了實(shí)驗(yàn)所能模擬或者觸及到的極限,那么這種時(shí)候往往就需要數(shù)學(xué)模型的介入,來輔助實(shí)驗(yàn)完成數(shù)據(jù)的收集與結(jié)論的產(chǎn)生。這也是為什么數(shù)學(xué)模型能夠細(xì)分出生物學(xué)數(shù)學(xué)模型、醫(yī)學(xué)數(shù)學(xué)模型、氣象學(xué)數(shù)學(xué)模型、經(jīng)濟(jì)學(xué)數(shù)學(xué)模型、天文學(xué)數(shù)學(xué)模型……這些很多時(shí)候是研究方向決定的。
當(dāng)然,數(shù)學(xué)模型得出的結(jié)論大多時(shí)候是暫時(shí)性的,是受限于目前技術(shù)水平的,或許隨著技術(shù)的革新或者新的發(fā)現(xiàn),結(jié)論也會(huì)發(fā)生質(zhì)的改變,關(guān)鍵在于,如何運(yùn)用好數(shù)學(xué)模型與科學(xué)模擬解答實(shí)際環(huán)境下設(shè)想出的問題,為后續(xù)研究推進(jìn)提供方向和思路,或者給當(dāng)前研究提出一個(gè)階段性的成果。
(本文參考資料來源:參考消息)
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