读者回应“自组织量子宇宙”——以及更多...

致编辑的信:关于免耕农业、时空三角形和跳舞的动物

合理的除草剂?
在“免耕:静悄悄的革命”一文中,David R. Huggins 和 John P. Reganold 认为免耕农业是比耕犁农业更可持续的替代方案,并描述了除草剂的使用如何使种植者能够在商业规模上有效地实践免耕。 我简直不敢相信,除了除草剂生产商之外,还有人会认真地提出,用致命的化学物质淹没地球是对农业问题的任何解决方案。 它们对人类和其他动物的影响是已知的,它们对土壤和地下水的影响可能是灾难性的(即使环境保护署对此给予保证)。 在不损害地球的情况下生产足够的食物来养活世界人口是一个难题; 这肯定不是答案。

Louise Tremblay Cole
加利福尼亚州,加尔特

作者回复:正如我们所说,依赖除草剂是目前实践中免耕的一个弱点。 然而,我们认为,免耕是向更可持续农业演进的积极一步。 此外,我们支持并积极参与将免耕纳入限制甚至消除合成农药使用的策略的研究工作,例如有机生产。


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耕作使肥沃的表土暴露在水和风的破坏下,导致土壤侵蚀率高于世界许多地方的土壤更新率。 可悲的是,这种做法危及全球粮食安全和环境质量。 过去文明的衰落“写在土地上”,因为土壤侵蚀夺走了它们生产食物的能力。 免耕农业保护了宝贵的表土,使侵蚀率与土壤形成率保持一致。 但免耕目前以使用除草剂为代价。

我们和 Cole 一样对除草剂持怀疑态度——并非所有关于它们的影响都是已知的——并支持以科学为基础的努力,以评估此类化学品以及其他农业工具和实践在可持续农业指导原则下的短期和长期影响。 我们也和 Cole 一样关心在保护环境的同时养活世界人口。 我们相信,我们不仅需要适当的新兴技术和传统的保护性耕作实践,还需要良好的政府政策、明智的商业模式和社会智慧来实现这一目标。

通用单位?
在“自组织量子宇宙”一文中,Jan Ambjørn、Jerzy Jurkiewicz 和 Renate Loll 描述了他们在寻求调和量子理论与爱因斯坦的广义相对论时,如何开发了一种新的量子引力方法,称为因果动力学三角剖分。 在这种方法中,在最小的尺度上,时空只有两个维度(近似为一系列三角形),但在较大的尺度上,它平滑地转变为三个维度,然后是四个维度(近似为构建弯曲形状的三角形)。

这个事实是否意味着量子力学只适用于经历小于四个维度的粒子,而相对论只适用于四维宇宙?
如果是这样,那么似乎就没有必要寻找一个可以将物理学的这两个支柱结合起来的数学框架。

Howard Wolowitz
通过电子邮件

Ambjørn、Jurkiewicz 和 Loll 指出,“空间随着时间的推移保持其整体形式; 它不会分裂成不连续的部分。” 那么,宇宙的膨胀是如何用他们描述的几何时空结构来解释的呢? 也许新的碎片不断在两者之间产生并推开其他的?

Fuat Bahadir
内布拉斯加州,奥马哈

作者回复:关于第一个问题,所有已知的基本粒子——那些能量范围允许我们在粒子加速器中直接观察到的粒子——都按照量子力学和四维空间的规则运行,因此这里没有矛盾。 在因果动力学三角剖分理论中观察到的光谱维度的变化现象发生在更短的尺度上,并且至关重要的是需要广义相对论和量子理论以统一的方式输入。 这种不寻常的行为将影响粒子(物质)以及这些尺度上时空本身的动力学行为。

关于第二个问题,当我们谈到空间的“整体形式”时,我们指的是它作为一个整体“连接在一起”的方式(数学家称之为拓扑)。 这种方法仍然留有空间增长或收缩、弯曲、变形或在某些地方产生凸起的自由,这实际上将取决于微观碎片如何组合在一起、出现和消失。 重要的是,三维空间不能分裂成几块或发展出额外的把手来改变其整体连通性。

节拍与野兽
我不同意 Steven Brown 和 Lawrence M. Parsons 在“舞蹈的神经科学”中的断言,即人类是唯一可以跳舞或展示节奏的物种。 其他物种也完全有能力展示节奏。 例如,表演盛装舞步的马匹会伴随着音乐。 鹦鹉和其他鸟类也会随着音乐移动。 (在 Google 上简单搜索“动物跳舞”也会返回许多动物展示有节奏运动的视频。) 尽管可以争辩说这些动物展示的是学习行为,但它们必须具有有节奏运动的倾向。

Dennis Carrasquillo
通过电子邮件

作者回复:我们关于人类独特节奏能力的观点不是关于同步本身,而是关于与等时(稳定)节拍同步的能力,这在群体舞蹈和音乐中很典型。 我们不知道有任何证据表明非人类动物自然地展示与等时节拍协调的群体运动。 然而,自从我们完成文章以来,两组同事(由圣地亚哥神经科学研究所的 Aniruddh D. Patel 和哈佛大学的 Marc D. Hauser 领导)报告了研究,表明鹦鹉、凤头鹦鹉和金刚鹦鹉可以与有限范围的音乐节拍同步移动。

因此,个体与等时节拍同步的能力可能不限于人类。 然而,鸟类中的这种能力是潜在的,因为在野外它们不会产生等时声音,因此没有机会与节拍同步。 该领域的研究正在迅速发展,因此我们都需要继续关注。

注意:本文最初以“信件”为标题印刷。

大众科学 杂志 第299卷 第5期本文最初以“免耕农业 时空三角形 跳舞的动物”为标题发表于大众科学 杂志 第299卷 第5期 (), 第 12 页
doi:10.1038/scientificamerican112008-1iKgu2fDcVDxQuZOtvHxZz
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