遊蕩的恆星
菲爾·普萊特的文章“我們的太陽誕生於遙遠的恆星家族”[宇宙] 提供了關於我們新生的太陽可能如何形成的翔實資訊,他對太陽擁有遙遠而廣泛的“兄弟姐妹”的人性化類比也很奇特。但是,要使用這個類比,年輕的恆星不會像脫韁的青少年一樣自發地遊蕩。文章如果能討論一下這些同胞恆星是如何在我們的星系中如此廣泛地分散開來的,將會很有幫助。
查爾斯·韋斯特,弗吉尼亞州塞勒姆
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普萊特回覆:恆星團是由其中所有恆星的綜合引力維繫的。隨著時間的推移,當恆星四處移動併發生引力相互作用時,質量較大的恆星會落向中心,而質量較小的恆星則會向外移動。當它們向外移動得更遠時,這些質量較小的恆星受星團的束縛就較弱。然後,星系的整體引力可以將它們拉出來。此外,星團中的恆星密集地聚集在一起。因此,恆星之間經常發生引力相互作用,像我們的太陽這樣的質量較小的恆星在近距離遭遇後會被甩出去。
路面規劃
特里·亞當斯-富勒的“危險的不適”討論了城市地區由“熱島”效應引起的極端變暖。在我居住的鋪砌街道上,曾經有一個相對反光的表面,直到有人決定整個社群都需要重新鋪焦油。現在它全是黑色而且很熱。問題是如何讓政策制定者優先考慮使城市涼爽的策略。
深色屋頂加劇了問題。我用淺色、高反射率的瓦片重新鋪了房頂,空調的使用量大大減少。
彼得·A·勞倫斯,加利福尼亞州聖何塞
糟糕的腦同步
我饒有興趣地閱讀了莉迪亞·丹沃思關於人類互動時腦電波如何同步的文章“同步的心靈”。這篇文章側重於這種腦同步的積極影響,但我想知道它是否也會在諸如群體思維和暴民行為之類的事情中發揮作用。如果每個人的大腦都以相同的方式工作,這是否會限制群體認為可能的選項?
福雷斯特·史蒂文斯,愛達荷州普林斯頓
丹沃思回覆:這封信提出了一個有趣的問題,研究人員正開始著手解決。2021 年發表在《美國國家科學院院刊》上的一項研究發現,當參與者觀看黨派辯論時,共同的政治意識形態導致神經同步性增加。但是,這種效應受到了容忍不確定性的意願的調節。在另一項關於《神經影像》雜誌上感知到的內部群體和外部群體的研究中,在同一群體成員(在本例中,是以色列人或巴勒斯坦人之間)中,比跨群體之間觀察到更多的同步性。
歡迎入侵者
瑞安·F·曼德爾鮑姆的“鸚鵡入侵”對於舊金山來說再及時不過了。這座城市剛剛選出我們當地的“野生”鸚鵡作為其官方動物,這隻鳥以微弱優勢戰勝了海獅。文章將這些鳥類描述為“創新者、問題解決者、社交者和倖存者”,這也很貼切地描述了舊金山人。
布賴恩·維特,舊金山
眼睛上的點
諾拉·布拉德福德的“看到數字”[進展] 包含一個展示兩組點的插圖。標題提出的問題是“哪個有 50 個點,哪個有 51 個?”你讓我們猜測答案或自己數數這些小點。大眾科學的讀者,就像昆蟲一樣,遠比以前認為的更具有認知複雜性,並且可以感受到挫敗感和痛苦。今後,請對我們給予更多考慮。
J·C·史密斯,弗吉尼亞州克羅澤
聚變的可能性
感謝菲利普·鮑爾關於核聚變能未來的精彩且不誇大的文章“星際能量”[六月]。仍然存在一個問題:工程師如何將熱量從託卡馬克裝置(最流行的聚變反應堆設計)中排出?傳統的發電廠透過在高壓下將水泵送透過熱交換器來實現這一點,熱交換器將其變成蒸汽,從而驅動渦輪機。發電過程中這個關鍵步驟——發電——在文章中沒有提及。
鮑爾指出,ITER 將是第一個展示發電廠規模的連續能量輸出的聚變反應堆。當其火焰的排氣溫度為 1.5 億開爾文時,它將如何煮沸足夠的水來驅動 200 兆瓦的渦輪機?
彼得·B·威爾遜,亞利桑那州鳳凰城
鮑爾描述了正在進行的聚變反應堆專案,這些專案總體上規模龐大且成本高昂,例如法國的 ITER,它有一個 23,000 公噸的研究反應堆,可能耗資 超過 200 億美元。
洛克希德·馬丁公司的臭鼬工廠部門正在開發緊湊型聚變反應堆,其體積足夠小,可以為噴氣式飛機和其他飛機、輪船和小型城市供電。龐大的聚變專案經常因意外的延誤和失控的成本超支而被放棄。緊湊型聚變模型可能更便宜且開發速度更快,因為此類測試反應堆可以在幾個月內建成。較小的聚變方法可能更有可能在長期內取得成功,並比龐大的專案更快地產生可行的裝置。
史蒂文·布倫納,密蘇里州大學城
鮑爾回覆:關於威爾遜的問題:對於託卡馬克裝置,熱交換最有可能透過水冷卻來完成。這就是 ITER 的計劃。誠然,將數百萬開爾文的等離子體中的熱量抽出,以將水加熱到可能幾百度攝氏度,這是一個巨大的挑戰。但是,這個工程問題的原理已經弄清楚了。對於 EUROfusion 的 DEMOnstration Power Plant (DEMO) 原型,目前的計劃似乎是使用鉛鋰合金包圍聚變室作為中間熱交換包層。鋰還將吸收聚變釋放的中子並轉化為氚燃料——它是一種所謂的增殖包層。
為了回答布倫納:我不認為較大與較小反應堆的開發通常被視為非此即彼。正如我在文章中所說,ITER 並非旨在作為商業反應堆,甚至不是商業反應堆的原型;它的開發是為了解決工程挑戰。DEMO 和英國的 Spherical Tokamak for Energy Production (STEP) 等較小的反應堆將充當實際工廠規模裝置的原型。一些私人公司正在開發的更小的反應堆也可能變得可行:其中一些公司已經討論了大約 100 兆瓦的裝置,體積小巧,足以用於集裝箱船。
勘誤表
在馬農·比肖夫的“世界上最無聊的數字”[六月] 中,“判斷差距”框中的圖表描繪了 y 軸中不正確的數字。更正後的插圖可以在 www.scientificamerican.com/article/the-most-boring-number-in-the-world-is 上看到
道格拉斯·福克斯的“平流層賭博”[十月] 應該將對“個別國家……開始單方面注入氣溶膠的情景的思考”描述為與凱瑟琳·裡克發表的評論分開。
