探月有什么用？汽车电子论文开题报告

发布时间：2014-03-24

　　跟着“嫦娥三号”成功着陆，这么一个问题又被人们热议：“探月有什么用？”

　　作为一名拿这个范畴当饭碗的科研工作者，我不断感觉这是个极好的“开题演讲”式的问题，无论是开一篇博士论文的题仍是开一场演讲的题。对于大大都科学家们来说，是社会的支撑让他们得以站在人类认知范畴的最前沿，因而他们有义务也有权利向注释本人研究的意义和价值。我记得第一次和导师碰头，他频频提到一句话：“对科学家来说，没有问题是老练问题。”我感觉，这一概念，无论是对本人专业内的问题，仍是对“傍观者”提出的问题，都是合用的。“探月有什么用？”“登岸火星有什么用？”“察看遥远的星系有什么用？”科学家们向展现本人的成果，当然完全有权提出如许的问题，并且要求一个能够被他们所理解的谜底。

　　测验考试回覆这类问题的好文章不少。NASA科学副总监施图灵格曾出格撰文《为什么要摸索》；国际天文结合会的网站也有一篇文章，《天文学为什么主要》，这两篇文章都从方上测验考试对这一问题进行回覆。但有一些挑剔的网友并不买帐，认为枚举“人类”和“长线结构”的益处，对至多一部门个别来说，看不见摸不着，难以权衡产出结果。我能理解他们——在科研圈里有一句话：“人们不看你说什么，只看你做什么。”于是我想，这一次，不妨用曾经实其实在地落在你我手中的手艺，来回覆“有什么用”系列问题吧。

　　我先从我们离不开的电脑和手机说起。大师必然晓得，从你我的电脑，到手机，到数字化微波炉，到我们身边稍微复杂一点的任何电子产物，有一样工具无数不在，它叫“集成电”（严酷来说，我们此刻利用的该当叫微电，是由集成电成长而来的）。集成电是1958年发现的，但能让它得以敏捷普及并进一步改良的，却离不开60年代的一个严重航天工程：阿波罗打算。50年代的计较机均是庞然大物，但宇航员们需要计较机来协助节制飞船。因为飞船载荷的严酷，机载计较机必需玲珑靠得住，因而仪器公司开辟了更轻盈的集成电供NASA利用。阿波罗飞船上搭载的阿波罗指导计较机(Apollo Guidance Computer, AGC)是第一批采用集成电的计较机。集成电的价钱在1962年到1968年间下降了25倍，很大程度上就是由于阿波罗打算的大量需求。

　　说完集成电，再说说大师离不开的另一样工具：无线收集。无线局域网（WLAN，粗略来说Wi-Fi和它是一回事）的尺度是1997年发布的，但其焦点手艺之一倒是由天文学家在1977年提出的。因为电磁波性质的，射电千里镜的清晰度要比光学千里镜的差得多。好比，对于划一口径的千里镜，射电千里镜的解析能力要比光学千里镜差百万倍这个量级。虽然射电天文学家们不竭制造更大的千里镜，但终究口径的提拔是遭到工程能力和的的，因而他们不得不寻找其他方式。1977年，以荷兰天文学家哈梅克(J. Hamaker)为首的小组发现了一种方式，能够操纵手艺优化射电数据。后来，工程师们发觉，这一手艺能够大大提高无线收集的靠得住性和加速传输速度。现在我们所用的无线局域网的尺度（IEEE 802.11），其一部门焦点专利就是这一本来用于射电天文学的手艺。

　　这岁首，数码相机和可摄影手机曾经变得十分常见，它们的影像传感器大多利用CCD。CCD即感光耦合元件(Charge-coupled Device)，发现于1969年。起首用上CCD的，除了军方以外，还有天文学家，由于CCD的量子效率（即将光子转换为信号的效率）远胜于保守底片，加上CCD能够及时读出图像而无需颠末繁琐的化学处置过程，天文学家们在70年代末期就起头将很多千里镜上的底片替代为活络度更高的CCD。在80年代，来自天文学家的需求必然程度上刺激了工程师们不竭设想和制造更大、更活络也更不变的CCD芯片。到了90年代中后期，配备CCD的家用数码相机起头变得风行，现在利用保守底片的相机曾经几乎从市场上绝迹。从某种角度来说，天文学家们“不经意间”协助促成了家用数码相机的普及。

　　在CCD方才发现的年代，除了天文学家们还在用此刻看起来老掉牙的底片外，还有别的一件工作看起来也很“老掉牙”：坐飞机几乎和坐公交一样简单，无需证件，无需安检（只要0.5%的人需要），买票间接上飞机。但在70年代初，跟着劫机和可骇勾当的愈加屡次，登机手续起头逐步变得严酷。1972年12月，美国联邦航空办理局要求各航空公司在一个月内实现对乘客行李的全面。这时，派上用场的是方才使用不久的X射线光电成像手艺，这能够让工作人员及时“透视”乘客的行李，而这一手艺最后次要是为了美国第一颗X射线天文卫星——1970年发射的“乌呼鲁”——研发的。更后来，搜索和毒品的气相色谱质谱仪也被普遍配备在大、中型民航机场。第一台现实利用的气相色谱质谱仪是1968年制造的，但这类仪器能在现在变得如斯便携、高效和靠得住，离不开70年代“海盗”系列项目标强力鞭策——两艘“海盗”号飞船是人类第一批成功软着陆火星概况并开展探测的无人飞船，工程师们制造出了轻盈的气相色谱质谱仪安装在飞船着陆器上，以便科学家们能更深切地研究火星概况的，确定其能否具备生命存活的前提。

　　以上，我只是列举了几个和通俗人关系最亲近的例子。现实上，雷同的例子其实不堪列举，我还能够继续简单地往下说——好比，天文学家们测定恒星温度的手艺，被用来研制非接触式体温丈量仪，并在“”期间大派用场；用于研制“海盗”号着陆器下降伞的材料，经改良后用于制造机能更好、寿命更长的汽车轮胎；配备在载人飞船前往舱上的隔热材料，被用来改善防火门的机能；用于空间站的某种薄膜，被用于制造防划痕的太阳眼镜，而另一种用于过滤宇航员糊口用水的过滤器，则被普遍用于过滤家庭用水；用于分派哈勃太空千里镜观测时间的软件，经改良后用于病院的病历办理；用于在海量天文数据中主动检测星系的算法，此刻被用来协助进行某些医学查抄。至于在其他专业范畴——特别是医学范畴——进一步施展的手艺，则更是多得数不完：太空毯、核磁共振手艺、飞机除冰、污染物检测及防控、建筑物探伤、探矿、净室、生物制药、生物及医学影像处置及加强，肿瘤探测和医治……

　　前人栽树，后人乘凉。撇开那些的哲学命题不谈，某种意义上来说，若是不是这些前辈们摸索中获得的“副产物”，我们大概还要等上几十年或者更长时间才能用上ThinkPad Carbon和iPhone呢。当然大概有人会说，那我们若是当初定向研究集成电和无线加强手艺，那纷歧样也会获得笔记本电脑和手机么。然而，科学发觉从来就不尽然是“种瓜得瓜”的过程，更经常的是“种瓜得豆”。无数的汗青故事告诉我们：科学大发觉往往不是定向研究能做出来的。对的摸索更是要求史无前例的高精度和高靠得住性，需要很多范畴、以至分歧国家的科学家和工程师通力协作才能完成。但科学和赌钱有点像：风险越大，收成越多。不入虎穴，焉得虎子。《阿甘正传》里有句很典范的台词：“糊口就像一盒巧克力，你永久不晓得你会拿到哪一颗。”恰是这种“漫无方针”但却“寻根究底”的猎奇心，让我们在50万年内从点燃第一堆篝火到此刻人人能揣着智妙手机四处。我们感激前辈们废寝忘食的摸索；而我们的子孙也终将感激我们。从这个角度来看，大刘那句话——“航天是生命天性，不需要问有什么用”——是不是就变得能够理解了呢？