讀者回應“超越科學的極限”

讀者來信,選自2012年9月刊的《大眾科學》

範圍問題

單主題期刊“超越科學的極限”的標題讓我撓頭。在我看來,這期期刊充斥著對科學範圍內的專題的描述。科學確實有其侷限性,但我不明白為什麼《大眾科學》會將無可爭議的科學努力描繪成超越了這些侷限。

扎卡里·米勒
弗利特伍德,賓夕法尼亞州.


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非的平方根

在“超越量子視界”中,戴維·德意志和阿圖爾·埃克特描述了 π/2 脈衝——一種頻率相同但持續時間或幅度為 π 脈衝一半的光脈衝,π 脈衝會將原子的電子狀態從 0 變為 1,反之亦然——如何在計算中用於查詢非門的平方根(一種邏輯閘,其中輸入 0 或 1 會產生相反的數字)。作者指出,如果您“從狀態 0 的電子開始,傳送一個 π/2 脈衝,然後傳送第二個 π/2 脈衝”,則電子將處於狀態 1。然而,除非疊加態保留了它來自何處的“記憶”,否則這怎麼可能?第二個 π/2 脈衝是否同樣有可能將疊加態撞擊到任何一個清晰的狀態?

羅伯特·弗裡菲爾德
長灘,加利福尼亞州.

埃克特回覆:非門的平方根的兩次連續應用將 0 轉換為 1,或將 1 轉換為 0,但在這兩種情況下,0 和 1 的中間疊加不相同。雖然這兩個疊加都包含相同比例的 0 和 1,但它們在兩者之間的相對相位上有所不同。因此,疊加態確實保留了它來自何處的“記憶”。如果只有一種等權重的狀態疊加表示 0 和 1,那麼非門的平方根將是不可能的.

數學與現實

約翰·帕夫勒斯的“無限機器”指出,“宇宙本身也受制於 P 與 NP 所施加的計算限制”,即難題的解決方案是否可以快速驗證也可以快速解決的問題。

這是一個常見的誤解。現實世界中的任何事物(無論那是什麼)都不會以任何方式受到我們的數學、物理定律或我們發明的任何其他事物的約束。數學僅僅是為描述宇宙而創造的有用工具。當我們發現一些我們無法用數學計算或描述的東西時,這可能是我們發現了宇宙的限制或約束;也可能是我們發現了數學的限制或約束。

泰德·格林塔爾
伯克利高地,新澤西州.

抽象智慧

蒂姆·福爾傑的“我們能變得更聰明嗎?”提到研究人員將弗林效應——自 20 世紀初以來智商分數一直在穩步上升的事實——歸因於世界可能變得越來越具象而非實際。然而,這不一定使我們更聰明。如果智商測試問“火和鹿有什麼相似之處?”,現代人可能會回答說這兩個詞都有四個字母或一個音節。然而,大多數狩獵採集者會知道使用火來管理鹿棲息地的概念。即使在不久的過去,街上的人們也知道如何製作肥皂或給馬釘馬掌。

由於現代人透過圖形使用者介面與計算機互動,並且從小玩電子遊戲長大,因此我們自然會快速響應簡單的幾何形狀。但是,處於陌生環境中的現代人無法以同樣的方式響應三維形狀。

“聰明”是一個相對的術語。我們的祖先會驚歎於我們是多麼愚蠢,我們甚至不會剝兔子皮或操作印刷機。

湯姆·惠特利
西雅圖

我質疑使用韋克斯勒兒童智力量表 (WISC) 的抽象推理部分作為智力上升的證據。福爾傑指出了這些所謂的“與文化無關的智力組成部分”似乎受到文化改變的悖論,但他沒有提到測試本身已經改變了文化。在使用測試後,他們的概念無處不在,例如在謎題書和流行雜誌中。難怪每一屆新的兒童都知道更多正確的答案。

理查德·S·布萊克
東法爾茅斯,馬薩諸塞州.

壽命的限制

凱瑟琳·哈蒙的“我們都將活到 100 歲”報道了為進一步提高人類壽命而提出的不同策略,使其超越了似乎正在逼近的極限。

然而,S·傑伊·奧爾尚斯基及其同事在 2005 年發表在《新英格蘭醫學雜誌》上的一篇論文中認為,由於肥胖、糖尿病、高血壓和伴隨的合併症的增加,美國本世紀可能會面臨預期壽命下降的局面。考慮到這些因素,富裕國家和欠發達國家的分離可能代表更具資訊量的預測。

哈蒙還寫道,衛生條件的進步可能會繼續延長我們的預期壽命。然而,如果衛生假說是真的,那麼在超過一定閾值之上,衛生條件的提高可能會透過增加自身免疫性疾病的發生率而產生相反的效果。

托馬斯·博姆
維也納醫科大學

更大的災難

戴維德·卡斯特爾維奇的“未來一百萬年的問題”探討了環境問題,例如地震學家索恩·萊伊對未來大地震普遍性的看法,但有關該主題的幾個真正的大問題被忽視了。例如,最大的地震可能會推倒洛杉磯的每一棟建築物,但黃石國家公園火山爆發產生的大氣汙染將危及地球上的每個人。超級火山爆發多久發生一次?上次發生在大約 75,000 年前,但舊石器時代的科學家從未發表他們的觀察結果。

傑拉爾德·戴維森
紅木旅館,蒙大拿州.

澄清

查爾斯·H·格林的“[2012 年 12 月]我們的不滿之冬”提到了國家氣候資料中心預測美國東部 2010-2011 年冬季溫和;該預測最初來自國家海洋和大氣管理局的氣候預測中心。文章還描述了拉尼娜現象帶來更溫暖、溫和的冬季,而厄爾尼諾現象帶來更寒冷、嚴酷的冬季;拉尼娜現象應描述為帶來更乾燥、溫和的冬季,而厄爾尼諾現象應描述為帶來更潮溼的冬季。

此外,文章指出,到 2012 年 3 月初,東太平洋地區形成了一個強大且持續的大氣高壓系統;應該說該地區已經存在的高壓系統得到了加強。文章還指出,在某些情況下,厄爾尼諾現象和拉尼娜現象會引導急流的軌跡;它們不會引導急流,而是與可能影響急流路徑的氣候條件有關。

大眾科學雜誌 第 308 卷 第 1 期本文最初以“讀者來信”為標題發表於大眾科學雜誌 第 308 卷 第 1 期 (),第 4 頁
doi:10.1038/scientificamerican0113-6
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