读者回应 2019 年 2 月刊

《大众科学》2019 年 2 月刊的编辑来信

大众科学 2019 年 2 月刊

虚拟治疗

感谢您撰写了关于虚拟现实前景的文章《虚拟现实的承诺》[健康科学],克劳迪娅·沃利斯出色地介绍了这项技术在医学领域的应用。我想将“医学教育”作为虚拟现实的另一个潜在工具加入其中。我和我的同事在《临床解剖学》三月刊上发表了一些关于使用沉浸式虚拟现实向医学生教授心脏解剖学的研究。我们发现,与非虚拟现实学生相比,他们的测验成绩不仅高出 24%,而且还表示他们“玩得很开心”!“有趣”不应成为医学教育中的一个贬义词。

希勒尔·S·马雷斯基 多伦多大学


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沃利斯对一项关于使用虚拟现实治疗创伤后应激障碍的随机对照试验的完成感到兴奋。问题在于,您无法真正进行虚拟现实单盲试验,并让试验对象不知道他们接受的是治疗还是安慰剂,因此无法过滤掉已知情况的偏差。声称虚拟现实“将有助于使精神保健更便宜、更容易获得”有可能过分夸大了一种无法得到可靠验证的干预措施的效用。

道格拉斯·伯杰 东京

地球科学几何学

理查德·B·艾利的文章《南极洲正在崩溃吗?》声称,南极洲西部思韦茨冰川的完全崩塌可能导致海平面上升 11 英尺。我很困惑,因为我无法算出这个算术。

让我们把艾利的图 3.5 米称为 H。为了简单起见,我们也假设一公里是地球从极点到赤道距离的 1/10,000,就像最初定义的那样。因此,地球的周长为 40,000 公里,半径约为 6,400 公里,表面积约为 5.1 亿平方公里。但海洋仅占地球表面的约 70%,约为 3.6 亿平方公里。(当我有机会时,我在谷歌上搜索了一下,确认了我的数字。)

从地图上看,冰川似乎近似于一个直角三角形,每条边长约 600 公里。因此,其面积约为 18 万平方公里。我认为只有海平面以上的部分才重要。文章说冰川最高可达海平面以上一英里(1.6 公里),但显然并非处处都那么高,例如海岸线,因此我们猜测平均高度为 1.5 公里。因此,我对海平面以上冰川体积的粗略估计为 27 万立方公里。忽略海平面上升导致海岸线缩减所需的额外水量,这最多只够使海平面上升约 0.7 米。

我并不期望我的计算结果完全准确,但结果似乎相差五倍。我做错了什么吗?

丹·格雷弗 通过电子邮件

艾利回复:格雷弗的数学运算相当出色。但南极洲西部现在的冰是由其他方向流入罗斯冰架和菲尔希纳-隆内冰架以及思韦茨冰川的冰川排水的,所谓的大陆分水岭沿着南极冰盖的最高部分分隔了不同的排水系统。如果思韦茨冰川消融到分水岭并停在那里,它将留下高达一英里的悬崖,这将是不稳定的。我们的物理理解和模型都表明,南极洲西部任何主要排水系统的冰川消融都会利用现在流向其他排水系统的冰,导致所有这些排水系统的海洋盆地冰川消融。通常认为总共会使全球海平面上升 3.3 米,即 11 英尺,且不确定性不大

行星均等

M·达比·戴尔、苏珊娜·E·斯雷卡尔和斯蒂芬·R·凯恩的文章《近邻系外行星》指出,金星没有磁场,但却拥有密度和深度都极大的大气层。另一方面,火星几乎没有大气层。我对后者稀薄大气层最熟悉的解释是,由于火星失去了强大的磁场,来自太阳的太阳风剥夺了它先前厚得多的的大气层。

我认为金星离太阳更近,应该经历更大的太阳风效应。这两颗行星是在同一时间形成的,因此大气层差异似乎有悖常理。我遗漏了什么?

克里斯·斯科尔菲尔德 通过电子邮件

作者回复:回答这个问题的关键是金星在当前时期几乎没有磁场。我们绝不能陷入认为这种情况在过去四十亿年中一直持续存在的陷阱。假设金星的成分和核心大小与地球相似,那么金星磁场随时间变化的模型表明,直到大约十亿年前,金星很可能拥有与地球相当的磁场。至关重要的是,当太阳更年轻、更活跃时,这将保护金星大气层。此外,金星的大气层比地球的大气层厚得多,平均分子量也更高,这使其通常更不容易发生大气逃逸

但磁场究竟如何屏蔽大气层显然比以前认为的更复杂。例如,最近的测量表明,地球、火星和金星目前正在以相似的速度失去氧气!考虑到质量、磁场和与太阳的距离是大气损失的主要因素这一观点,正如斯科尔菲尔德指出的那样,这是一个非常令人费解的结果.

面部识别能力

在《面部价值》一文中,多丽丝·Y·曹描述了一种技术,她和她的同事能够通过使用 50 个坐标或维度来描述形状和外观,从而预测大脑皮层中某些专门用于面部识别的区域的神经元将如何对给定的面孔做出反应。

文章中缺少的一个有趣的细节是,从最小神经元细胞反应到最大神经元细胞反应的斜坡上,有多少个可辨别的步阶。举例说明:如果对于每个坐标只能区分零值和最大值,那么对于一个 50 维空间,将存在大约 1015 种不同的面部状态。这似乎可能超过了一个人可以识别的个体数量,并引发了一个问题,即为什么视觉感官的进化会产生这种看似过度的能力。

特里·戈德曼 洛斯阿拉莫斯国家实验室

曹回复:将面部神经元的噪声特征与面部辨别行为联系起来是一个有趣的想法。我不确定神经元可区分的状态数量与我们感知它们的能力之间存在差异:正如整形外科行业的存在所表明的那样,我们可以区分面部结构中非常细微的差异

大脑进化出基于这些形状和外观轴来表示面孔的原因是一个深刻且尚未解决的问题。一种观点是,大脑的根本任务是构建一个有效率的世界模型——而不是完成诸如区分你认识的人的面孔等临时目标——而提取形状和外观参数是在面部建模领域实现这一目标的最佳方式。我们确实知道的是,通过 50 个数字描述形状和外观,我们可以重新创建一张面孔.

勘误

理查德·B·艾利的《南极洲正在崩溃吗?》一文应提及美国国家科学基金会与英国自然环境研究委员会,而非英国南极调查局,共同发起了一项研究思韦茨冰川的工作。

大众科学杂志 第 320 卷 第 6 期这篇文章最初以“读者来信”为标题发表于 大众科学杂志 第 320 卷 第 6 期 (),第 6 页
doi:10.1038/scientificamerican0619-6
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