空间逃逸，而重元素在太阳风中则应被首先摔尽。栗子网
www.lizi.tw星际宇宙飞船已经发现，太阳风中氢与氦的比率正好与太阳一样。从而对太阳风起源于流体动力流的假说提供了令人信服的证据。
在所引用的这些有关太阳风物理学的例子中，我们发现，宇宙飞行实验对有争议的假说做出严格的判断提供有力的手段。我们只要回顾一下以往的事实，就会发现，有些天文学家象比尔曼和帕克等是正确的，因为他们有正确的理由。但是，还有其他一些同样智能高强的人，他们不肯轻易相信这些天文学家的观点，假如不是进行了具有说服力的宇宙飞行实验，他们或许会继续持怀疑态度。值得引起注意的不是那些现在证明已错了的各种假说，而是那种资料数据十分不足的假说，无论谁都很难利用这些资料推导出正确的答案来从直观便知，物理学和常识都是不能只凭推理行事的。
在阿波罗探索月球的计划实施之前，月球表面最上层的月面性质，可以利用月球的自转周期和月食的过程通过可见光、红外线及无线电的观测测定，由月面反射的阳光的偏振强度也已测出。根据这些观察，康奈尔大学的托马斯戈尔德thosgold制备了一种黑色粉末，在试验室中这种粉末非常有效地重现了所观察到的月面性质。这种“戈尔德粉尘”，甚至不用花很贵的价钱就可以从埃德蒙科学公司购买到，凭肉眼观察，“阿波罗”宇航员带回的月球粉尘与戈尔德粉尘几乎看不出有什么差别。在粒度分布和电学与热学性质方面，它们都很相似。然而，它们的化学成分却有很大不同。戈尔德粉尘主要是波特兰水泥、木炭末和头发屑。而月球粉尘则几乎不含有这些外来成分。但是在“阿波罗”月球探索之前，戈尔德通过观察所测定的月球性质，主要不是依据月面的化学成份。他那时之所以能够非常出色地推断出月球表面的部分性质，还应归功于他1969年以前对月球所进行的观测。
在苏联“金星号”探测器首次到达金星就地观察金星大气层以及随后金星号探测器在其表面着陆之前，我们就已经根据对所获得的无线电和雷达资料的研究推断出金星具有很高的表面温度和表面压力。同样，我们也正确地推断出火星上存在的地势高度差可达二十公里之多，尽管我们曾错误地认为那些暗区是该行星的高地。2
或许，在这种天文学推论被宇宙飞船观测所验证的实例中，最有趣的要算木星磁层范围的确定了。1955年肯尼思富兰克林kenhfranklin和伯纳德伯克bcardburke在美国首都华盛顿附近试验一架射电望远镜，打算用来绘制频率为22赫兹的银河系无线电发射图。他们注意到在他们的记录中，周期性地出现一种有规则的干扰，最初，他们以为这是起源于某种常见的无线电噪音例如，象附近某拖拉机的不完善的发火装置系统产生的无线电噪音。但是，他们很快发现这种干扰的发生时间，与无线电信号经过木星头顶的时间完全相符。他们终于发现木星是一种强有力的十米波长无线电发射源。
随即又发现木星也是分米波长的明显来源。但是，这种波谱非常奇特。在波长为几厘米时，发现其温度很低，约为140度k左右该温度相当于按红外线波长所发现的木星的温度。但是，当其波长从分米到一米时，其亮度温度随波长的增加而迅速增加，接近100，000度k。这一温度对热的散发来说则太高了一切物体之所以能产生无线电发射，只不过是因为它们的温度在绝对零度之上。
其后，国家射电天文台的弗兰克德雷克frankdrake于1959年提出，这种光谱意味着木星是一种同步加速发射的来源即带电粒子按其运动方向，以接近光速的运行速度发射的一种辐射源。台湾小说网
www.192.tw在地球上，同步加速器是在核物理学中使电子和质子的运动速度加速增长的一种非常便捷的装置，正是在同步加速器中，对这种发射首先进行了一般性研究。同步加速器发射是被极化的，而发自木星的波长为分米的辐射光也是被极化的，这一事实给德雷克的假说增加了一条有利的依据。德雷克推测，水星是被一条巨大的相对论性的带电粒子带所环绕，就象当时刚被发现的环绕地球的范艾伦辐射带一样。如果事实确是如此的话，分米波长的发射范围就应该比木星的可见体积大得多。但是普通的射电望远镜却没有足够的角度分辨率来辨认木星磁层范围内所存在的任何空间细节。然而无线电干涉仪则能够达到如此精密的分辨率。1960年春，也就是德雷克作出上述推测后不久，v雷德哈克里斯南radhakrishnan和他在加利福尼亚理工学院的同事们使用了一台由两付天线组成的干涉仪，天线直径为九十英尺，均安装在铁轨上，两者相距约为三分之一英里。他们发现木星周围的分米波长发射范围，比通常只靠射电望远镜所见到的木星星球要大得多，进而证实了德雷克的假设。
接着，他们又用这台分辨率较高的无线电干涉仪测出，木星两侧有两只对称的发射无线电波的“耳朵”，其形状很象地球的范艾伦辐射带。这一观测图象逐渐引伸出一个结论，即来自太阳风的许多电子和质子，被行星的磁偶极场俘获并加速，使他们不得不成螺旋形分别沿着行星的磁力线，从一磁极跃向另一磁极。从而表明水星周围的无线电发射范围与它的磁层范围是一致的。磁场越强，磁场边界就向行星外伸展得越远。此外，根据同步加速器发射原理，所观察到的与此相称的无线电频谱可以确定木星的磁场强度。可是在二十世纪六十年代末和七十年代初，对木星磁场强度还无法作出很精确的测定，而多数只能根据射电天文学来估算，其数值在5－30高斯之间，大约相当于地球赤道表面磁场的10－60倍。
雷德哈克里斯南和他的同事们还发现，来自木星的分米波的偏振，随着该行星的运转而有规律地变化，木星的这种辐射带对于视线来说好象是颤动的。他们提出这种现象是由于木星的自转轴和磁轴之间有一个9度的倾斜角而导致的这和地球地理上的北极与地磁北极之间的位置偏移没有多大区别。而后，科罗拉多大学的詹姆斯沃里克jaswark和其他天体物理学家们在研究分米和十米波长的发射时，提出木星的磁轴与其自转轴不过是稍许偏离了一点，这与地球上两轴相交于地球中心的情况大不相同。詹姆斯沃里克等还作出了这样的结论：即木星的南磁极是在北半球；也就是说如果我们站立在木星球面上，那么我们手中的指北针所指示的北方恰好是木星南极的方向。简直想象不出会有比这个结论更离奇古怪的了。地球磁场在其历史上已颠来倒去地变换过多次方向了，目前，只是从定义上规定地球的北磁极在它的北半球内。根据分米波长和十米波长发射的强度，天文学家还可以计算出在木星的磁层范围内，其电子和质子的能量和通量值。
这是一系列内容极为丰富的结论，虽说它们显然都是属于推理性质的。但是所有这些精心构思的理论体系都是建立在1973年10月3日“先锋10号”宇宙飞船飞经木星的磁层这一关键性实验的基础上的。栗子网
www.lizi.tw飞船上装有磁强计，当飞船经过木星碰层的各种不同位置时，装载的磁强计也就测量了各个不同位置磁场的强度和方向；飞船上还装有各种带电粒子探测器，测量所俘获的电子和质子的能量与通量。令人不胜感慨的是，每一项射电天文学推理，实际上都大致被先锋10号及其后继者先锋11号宇宙飞船所证实。木星的赤道表面磁场约为6高斯，大于两极的磁场。木星磁轴与自转轴的倾斜角约为10度。磁轴可以说是明显偏离木星的中心，偏距约为木星半径的四分之一。从木星向外远离其三个半径的空间位置上，其磁场与偶极磁场相近似；然而在这一空间位置与木星之间的空间磁场情况则比原来所估计的要复杂得多。
先锋10号沿着它的轨道飞过木星磁层时所捕获到的带电粒子通量比所预料的要大得多但是，并没有大到阻碍飞船运行的程度。先锋10号和先锋11号之所以能顺利通过木星的磁层而安然无恙，主要不是因为先锋号飞行前，天文学家所推断出来的磁层理论如何如何精确，而是由于运气好和良好的火箭技术装备。
总的来说.有关木星分米发射的同步加速器理论已经得到确证。所有那些射电天文学家们顿时领悟到他们过去所做结论的深刻内容以及实际意义。我们现在可以比以往更有把握地相信根据同步加速器物理学所作出的推论，并将其应用到其他更遥远、更难以接近的宇宙天体上去，比如用到脉冲星、类星体或超新星的残骸上去。事实上，这些推论现在可以重新加以修正，从而提高其精确性。理论射电天文学已经第一次被纳入了至关重要的实验轨道它已带有飞行色彩经受了第一次严峻的考验。在先锋10号和先锋11号的许多重大发现中，我认为其最伟大的成就是：它确认了我们对宇宙物理学一个重要分支的理解。
当然，关于木星的磁层和无线电发射有许多东西我们还一无所知。十米波长发射的详细情况，仍然是一些深不可测的谜。木星上十米波长的发射源为什么会集中在大概不到一百公里的范围内这些十米波长的发射源究竟是什么十米波长发射区围绕着木星运转，其运转时间为什么竟如此精确精确度超过七位有效数字但是，这种精确性为何又不同于木星云中可见形象的自转周期为什么十米波长的脉冲具有一种非常精密的万分之一秒结构为什么十米波长的无线电波的发射源是成柬状定向发射的也就是说，不是同等地向所有方向发射为什么十米波长发射源是间歇性发射即，并非每时每刻都发射
所有这些有关木星的十米波长无线电发射的神秘性质，不禁使人联想起脉冲星的性质。典型的脉冲星磁场比木星磁场大一万亿倍；它们的自转速度比木星快十万倍；它们的年龄只是木星年龄的千分之一；而它们的体积则比木星体积大一千多倍。木星磁层边缘的移动速度还不到脉冲星光锥速度的千分之一。然而，木星可能是一种衰落的脉冲星，是快速旋转的中子星中的一种原始的很不起眼的模型，而中子星则是星球演化的最终产物。我们对有关脉冲星发射的作用过程和磁层几何图形的一些疑难问题的重要见解或许可以根据宇宙飞船对木星上的十米发射作近距离观察得出如美国国家航空和宇航局的旅行者号和伽利略号发射正是要作这一观察的。
实验天体物理学正在迅猛地向前发展.在今后几十年内，我们将看到行星际站直接进行的实验性调查：太阳光照的空隙受太阳风支配的区域和受星际等离子体支配的区域之间的境域估计它所处的位置高地球不会超过100天文单位93亿英里。可是，假如那儿不过只是一个局部的太阳系类星体和背后黑洞的话大家明白，我们就好比是些幼稚无知的婴儿，无论如何也想象不出这样的结论然而我们或许可以利用宇宙飞船就地测量，以核对这个现代天文物理学所推测出来的较大天体。
如果我们凭过去的经验来进行判断，那么将来实验性宇宙飞船天体物理学的每次探险，都将发现。1天体物理学家们的主导学说是完全正确的；2对各流派学说，人们开始往往众说纷纭，各执一词，直到获得宇宙飞船飞行结果时，人们的认识才统一到正确的学说上来；3宇宙飞行器所获得的成果将揭示出一连串更加动人心弦的全新事物和基本问题。
1陨星是唯一的例外见第十五章。作者注
2我在宇宙联结的第十二、第十六和第十七章中已经讨论了这类成功的推论以及后来宇宙飞船实验对这些推论的验证。作者注
第二十章为机器人辩护
因为你的形状是这样引起我的怀疑，我要对你说话；
威廉莎士比亚 哈姆雷特，第一幕，第四场
“机器人”这个词，是从斯拉夫语“劳动者”一词的词根派生出来的，它是由捷克作家卡雷尔卡佩克karelcapek最先引用的。然而，这个词并不是用来表示人类劳动者的，而是用来表示一种机器。机器人，尤其是太空机器人，经常在报刊上受到无端的贬责。我们常在报刊上读到这样一些描述，阿波罗11号登月着陆的最终调整，必须由宇航员来进行，否则的话，第一次载人的登月飞行就会以惨重的失败而告终；机器人在火星表面挑选要带给地球地质学家的样品时，决不会表现得象宇航员那样精明强干；这些机器人也决不会象人那样能灵巧自如地修理太空实验室的太阳遮光罩，以保证太空实验室的持续飞行。
然而，所有这些带有成见的机器人与人的对比写照，毕竟是由人自作聪明地勾画出来的。我不禁怀疑，在这些判断中是否已不知不觉地渗入了一些自我炫耀的因素，渗入了某种人类沙文主义的精神。就好比在白人中有时能发现种族主义以及在男人中也能偶尔看到对妇女的性别歧视那样，我怀疑我们是否也能在这些不公正的描绘中，瞥见某种相类似的人类精神在悄然作祟这是到目前为止还叫不出名的一种病患。它和“人类中心说”一词的含义还不尽相同。“人道主义”一词已经被我们人类赋予了其他一些诸如仁慈、行善之类的含义。鉴于这种病态般的人类精神与性别歧视和种族主义极为相似，我想将其命名为“人种主义”即一种认为任何生物都不如人类那样完美、能干、可靠的偏见。
我们之所以说这是一种偏见，至少是因为，在所有事实被弄清之前，就如此这般地妄加评判，甚至由此引出了不符合实际的结论。这种太空中人与机器的比较。实际上是聪明人与愚笨的机器的比较。我们倒要问问，究竟建造什么样的机器曾耗费过三百亿美元左右的资金然而“阿波罗号”宇宙飞船和太空试验室就花费了这样一笔巨额资金。
每一个人体都是一台结构精巧、非常严密、自我控制的计算机能应付裕如地独自作出决定并真正控制他或她的环境。而且，正象流传着的古老笑话那样，这样精密灵巧的计算机竟也可以通过笨拙的劳动建造出来。可是在某些环境中，人的行动是受到严重限制的。没有大量的防护用品，人类就无法钻进海洋底部，登上金星表面，深入木星，甚或作长久的太空飞行。机器在太空实验室中哪怕停留数月之久，它的骨骼也不会象人类那样发生严重失钙和磷的现象，这也许是机器在太空实验室中未能取得的唯一有趣的结果这似乎意味着人类自身是没有能力在重力为零的状态下飞行六至九个月或者更长一点时间。然而，星际航行的特点是，每次航行起码要花费一年或两年的时间。因为我们非常珍视人的生命，所以我们不愿意委派我们的人类同胞去执行这样冒险的飞行任务，如果我们非要把人类送往别具异域风光的空间环境的话，那么，我们必须同时送去他们所需的食物、空气、水、舒适的生活设施和废物回收设施以及伴侣。比较起来，机器则不需要复杂的维持生命的自我调节系统和设施，不需要文化娱乐，不需要伴侣，并且，我们还没有感觉到有任何强烈的出于道德观念的精神束缚而反对把机器送去执行一去不复返的或自取灭亡的任务。
当然，就简单的飞行而言，机器实际上已独自执行过多次任务了。无人驾驶的宇宙飞行器已经拍摄出整个地球的和月亮背着地球一侧的首批照片；它们已经在月球、火星和金星上进行了首次着陆；“水手9号”和“海盗号”宇宙飞船在飞往火星的途中，还第一次对火星的运行轨道进行了全面的勘察。就是在地球上，机器人操纵生产的情况也日益普遍，一些技术性很高的生产例如化学品和药物生产厂大部或全部置于计算机控制之下。在所有这些控制活动中，机器都能在一定程度上发觉错误，纠正错误，并将所发现的问题向远距离操纵的人报警。
计算机解算术题的强大能力比常人独自运算要快几亿倍简直是传奇式的。然而，真正使人感到为难的事情到底是什么呢机器能海阔天空，富于想象地随意思考新问题吗它们能够象我们人类那样随机应变、巧妙应答吗也就是说，我提出问题1；如果答案是a的话，那我就提出问题2；但如答案是b，我提出问题3；以此类推。几十年以前，英国数学家a林auring描述过他认为能够确认机器有智慧所必不可少的条件。这个条件简单说来，就是他虽然用电传打字机和一台机器交谈，却辨别不出谈话对象并非是人。图林设计了如下一般机器与人所进行的对话：
提问人；在你的十四行诗的第一行中，是这样一句诗，即“我愿把你比作一个夏日”。是不是改为“比作春日”也行，或者更好些呢
计算机说；这恐怕不合格律吧。
提问人：“比作冬日”怎么样这回该符合格律了吧。
计算机：是的，但是谁也不愿意“比作冬日”呀。
提问人：你不是说皮克威克先生提醒你想起了圣诞节吗
计算机；是的，他以某种方式提醒了我。
提问人：然而圣诞节就是一个冬日啊，我想皮克威克先生是不会介意这种比喻的。
计算机：我觉得你的这种比喻不太严格，诗中所提到的冬日是一个典型意义上的冬日，而不是一个象圣诞节这样的特定的日子。
尽管我不敢断定将来究竟会有多少人能通过这种图林人的测验，可目前毕竟还是没有制造出这种能说善辩的装置。然而，当前所存在的困难是投放到人工智能上去的力量和资金总额还是十分有限的，全世界也不过只有大约六个人工智能的主要中心。后来，在麻省理工学院工作的特里威诺格雷德terrywinograd经过一番努力，在一项内容有限的话题儿童积木上取得了更惊人的成果。下面是人和机器的一段对话，该机器的工作程序是由威诺格雷德编制的。
问；这盒子里是什么
答：是蓝色棱锥体和蓝色盒子。
问：那么有多少木块不在盒子里
答：有四块。
问：它们中间是否至少有一
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