读者回应 2020 年 3 月刊

《大众科学》2020 年 3 月刊的读者来信

大众科学 March 2020

大众科学 2020 年 3 月刊

多元宇宙的汇合

理查德·帕内克的文章《宇宙危机》讨论了用于测量宇宙膨胀速度的两种方法得出冲突值(一种被称为哈勃张力的差异)的可能原因。令我困惑的是,文章没有提及来自我们宇宙之外作用于它的力量。难道我们不能期望存在其他像我们宇宙一样具有质量的宇宙,它们会对我们产生引力,甚至其他影响吗?我指的不是量子平行之类的东西,而是我们自身宇宙之外的其他大爆炸结果。我们生活在一个星系中,这个星系是一个宇宙星系团的一部分。为什么不能有一个宇宙星系团呢?我们怎么知道我们没有与一个正在拉扯我们宇宙,从而严重干扰我们测量的宇宙相撞呢?

大卫·法恩斯沃思
通过电子邮件


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帕内克回复:理论家们确实一直在研究平行宇宙的引力(或其他)影响,以此作为我们宇宙中看似异常现象的可能来源。事实上,多元宇宙是暴胀理论所暗示的:一个量子跃迁创造我们的宇宙几乎肯定会产生其他宇宙。但是,证伪这样一个假设将是困难的,如果不是不可能的,因此解决哈勃张力的尝试都集中在涉及我们可以测量的效应的理论和观测上。

蝴蝶数量下降

在《是什么杀死了帝王蝶?》一文中,加布里埃尔·波普金似乎忽略了一个可能导致蝴蝶数量急剧下降的因素。南方和迁徙路径沿线的杀虫剂使用是否可能对夏季数量和冬季种群之间的差异产生重大影响?

南方当地的庭院标志似乎表明,蚊虫控制和草坪维护公司正在扩大使用定期和重复喷洒杀虫剂。特别是在一位邻居让他的院子喷洒了切根虫,另一位邻居开始喷洒蚊虫控制剂后,我看到我每年夏天饲养的帝王蝶毛毛虫的死亡率大大增加。镇上其他地方的朋友也评论说有类似的经历,特别是关于八月至九月这一代的毛毛虫。

罗伯特·纽曼
北卡罗来纳州希科里

在过去的六年里,我们一直在圣地亚哥的房子周围种植马利筋植物,以努力保护这些神奇的蝴蝶。在过去的两个夏天,我们震惊地发现,被蝇(可能是Lespesia archippivora)寄生的毛毛虫和因此产生的蛹的数量似乎从大约 10% 跃升至 80%。我想知道这种增加是否可能与气候变化有关。

迈克尔·霍尔斯
圣地亚哥

追逐海浪

在《堤坝的资金》中,韦德·鲁什倡导建设基础设施以适应高达 2.8 英尺的基本海平面上升(加上浪涌等的裕度)——这是政府间气候变化专门委员会对 2100 年估计的上限。然而,该估计是科学家认为的“保守”估计,这意味着他们谨慎地不夸大上升幅度。

海平面上升几乎肯定会更高。当工程师设计喷气式飞机等事物时,他们会使用关键参数的最坏情况估计。这是确保项目成功的唯一方法。如果我们想解决建设基础设施以适应海平面上升的问题,我们需要采取工程方法,并使用上升幅度的最坏情况估计来进行设计。

埃里克·沃德
佛罗里达州西棕榈滩

升力的复杂性

当我最初看到埃德·雷吉斯 [2020 年 2 月] 的《空气动力升力的谜团》这篇文章与我投入了 35 年生命的领域有关时,我感到非常兴奋。但我重新阅读了它的标题和摘要——“没有人能完全解释飞机为什么能停留在空中”——感到有些震惊。这篇文章是要揭露我们在流体动力学理解方面存在的一些重大缺陷吗?我发现它并没有这样说。

你根本无法用高中物理充分解释空气动力升力。(我认为即使是航空航天工程专业的四年制学士学位也无法让你做到这一点。)丹尼尔·伯努利和艾萨克·牛顿定律虽然至关重要,但并不充分。该领域的任何人都不会仅使用这些方程来设计或分析机器。

这些问题很难。它们很复杂。但它们不是谜团。

克里斯·切斯纳卡斯
弗吉尼亚州斯特林

我是一名从事航空工程 38 年的工程师。我和我的同事在解释升力面周围的流动诱导压力分布方面没有遇到任何歧义。我恭敬地不同意雷吉斯的说法,即纳维-斯托克斯方程或它们的解不能为流体物理提供可解释的解释。这些方程是工程师们一个多世纪以来一直用来理解流体力学的数学语言。它们描述了控制流体流动的质量、动量和能量守恒的同步条件。例如,这些条件决定了升力面周围的速度和压力分布及其伴随的升力。总的来说,当被理解和正确应用时,纳维-斯托克斯方程为流体动力学现象提供了丰富的解释。

这些现象通常很复杂,不一定能用简单的一两句话来概括。我怀疑约翰·D·安德森,小(我有幸在他门下读研究生),在文章中归因于他的那句话“关于空气动力升力,没有简单的一句话回答”中,就是这个意思。

小约瑟夫·F·斯洛姆斯基
弗吉尼亚州费尔法克斯站

作为一名退休的航空工程师,我发现雷吉斯的文章缺乏关于空气动力学学生在早期学习机翼如何产生升力的基本知识。关键词是“环流理论”。他没有在他的解释中包含该理论,这对您的技术人员来说应该是令人尴尬的。

大卫·哈罗德·切斯特
通过电子邮件

雷吉斯回复:在回复我的文章的 67 封信件中,意见的多样性恰如其分地说明了文章的主题:即,对于空气动力升力,没有一个普遍接受的简单、非技术性的解释。几位读者提出了升力的替代解释。而且大多数信件都介绍了技术问题。我选择不在文章中讨论这些主题,这篇文章有意地将范围限制在非专业人士可以理解的论点和原则上。因此,我没有讨论诸如库塔-茹科夫斯基定理、环流理论、路德维希·普朗特边界层理论、雷诺平均纳维-斯托克斯方程、科安达效应或其他常见于高级空气动力学论述中的内容。

我也没有触及甚至像空气在静止空气中移动的机翼上作用的力是否与空气围绕静止机翼移动时作用的力相同这样的基本问题。这个看似简单的问题在空气动力学家中是一个有争议且未决的问题。安德森真的在斯洛姆斯基提到的引言中说得最好了。

大众科学杂志第 323 卷第 1 期本文最初以“读者来信”为标题发表在大众科学杂志 第 323 卷第 1 期 (), 第 6 页
doi:10.1038/scientificamerican0720-6
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