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1、截 产疑勺产泛叼产牡勺厂泛勺厂 芝叼产岌叼户习寻户 勺产哭叼户芝勺户之大 。、 、。、 熊 、 焦熬焦 、勇 神秘的工程 用无线电波控制大气电离层 孙文德编译 在美 国阿拉斯加荒 芜 的原 始森林 中 , 大批无线 电 技术人员正忙于一项 神 秘 的工 程 被称 为 “ 高频 有 源北极研究工程 ”。 如果从森林边缘的口子 进入 , 沿 着弯 曲的汽车道跑上近 百公里 , 就突然会碰到 一 条带刺 的铁 丝网挡住去路里面耸立着几十个无线 电发射天线的塔架 。 这些装段是年月刚完工 的 , 目前正处在 紧张 的调试阶段 。 天线系列是这项神秘 工程的可见部分 , 它的目标是通过无线 电波束的照射
2、 , 使高层大气中的一定区域 , 转 变成一个巨大 的 “ 虚镜 ” 和 “ 虚天线 ” , 从而为达到一些新奇的军 目的服 务 。 这个 “ 虚镜 ”和“ 虚天线 ”指的是什 么其实是虚中 有实 。 从形式来看 , 人们在天空中当然找不到镜和线 , 所以叫做 “ 虚 ” 可是 , 这某 一大气区城经过无线 电波 束 照射后却起到 了对无线 电波的反射 、 聚 焦和发射的作 用 , 就此而言 , 它跟真实的镜面和 天线另 无两 样 。 这项 由美国国防部资助 的工程 , 其目标是把通常 的无线电通 讯和测量技术 , 应 用于 一 英里高空 的 电离层 。 该工程负责人海克切说 , 它将用于探
3、测巡航 导弹和与潜艇通信 。 在整 个工程完 成后 , 它将包括 一 系列的 传感器和分析 系统 , 其核心天线区域将是 一 个更大工 程的组成部分 , 最终将建成 的是 电离层研究设施 ,言将 捆有 。根天线 这 是现有天线的倍 和 更 大的发 射功率 。 电离层研究设施能对 电离层的 电 、 离子进行 激励和加热 , 从而暂时性地改变 。英里直径范 围的土 层大气状 态 。 据美国大众 科学 杂志获得 的一份 内部资料 称 , 该工程的总日标是 “ 控制大气电离层 , 以达到军 指 挥和大幅度 改进 、 控制通 讯 系统 的 目的 。 ”将 来 的 电离 层 研 究 设施 和现 在的都在追
4、求一种卜分 离 奇 的军 手段诸如对几千公里外 的地 下核设施进 行 摄像 、 定位 , 甚至改变敌方局部区域的天气状况 , 具体 项 目有 入地 层析极彩 。 在北极 的高空中 , 由于太阳风 太阳喷发出的一种带电粒子流 跟地球磁场 的相互作 用而形成一 片弯曲的 、 带电粒子流层 。 当高能无线电射 束向这一层面辐照时 , 无线电能将被弥散 , 而扩大到更 大的区域 , 从 而 形成了长 达 数 千公 里 , 发射极低频 无线 电波的 “ 虚天线 ” 。 这种波的一个特点 是 , 能深入地下几百公里 , 它射入地下而跟地下物质接 触后被反射回来 , 其回波的情况 如频率 、 幅度等跟地 下
5、物质结构和地下水 的分布有关 。 等在天空中的飞船 或卫星将 收集这些回波 并及时 传送 到 电脑处理中心 , 从而得悉 目标区地下的物质分 布 , 诸如地 下核设施的 结构轮廓和精确位段 。 一实现与水下潜艇的通讯 。 利用上述可作 为跟 任何海域的水 下潜艇通讯的手段 。 这种的频 率极低 , 仅赫兹 , 而适合于 如此极 低频率 的发射天 线 , 其 长度却需超过英里 , 故在陆地上很难办到 。 而今利用这种 “ 虚天线 ”, 终于 实现 了这一 长期追求的 水下长距离通 讯的目标 。 通 讯还有一大好处 , 它 的电信号具有高度的保密性 。 一地球盾 。 电离层中的带电粒子 , 由于受
6、到强无 线 电波束的照射而加速 运动速 度 , 形成 了一个包 围 地球 的高速 粒子壳层 地球盾 。 任何火箭 、 导弹头 , 一 旦进入此壳层即 行爆炸或者可使壳层 发 出一种类 似 核爆炸时产生的电磁辐射 , 它不直接摧毁飞行物 , 但能 破坏飞行物上的电 子器件从而使 其导航 系统 变成瞎 子 , 找不到它的预定目标地球盾也能识别核弹头和假 目标 , 因为 当这些物体通过 电磁辐射区域时 , 分析被它 们反射回来的电磁信号 , 就 能了解 这些物 体 的元素组 成 , 从而判另出真段核弹 。 测 定 隐形飞机 。 利用对 电离层 加 热 、 使之形成 “ 虚镜 ”, 并用雷达发出的甚低
7、频波束对其 扫描 , 使这 “ 虚镜 ”变成 一个巨大的甚低频天幕 。 隐形 飞 机若进入此幕 , 就会在幕上 出现具空洞 , 据此 , 不仅 能确知隐形飞机的来临 , 并能测出它的精确位段 。 一改变局部区域的气象条件 。 下转第 页 科檬申旧人 户芝叼声洲户习扩户粼之产之创才产牡叼户签勺产岑之厂哭勺产牡叼 畴 一 导弋电 目、 、卜、 、甘、比、目、吩、 、吩、阶、目、价、 一滋 匕、 、匕入、匕 、 、匕、 、 图案 向我们揭示出 , 构造 复 杂 生命组织 的结 构 的规律 可能是简单 的 、 可笑的 ” 突变理论 法 国著 名数学 家于年在结 构稳定性 与形 态 发生学 一书中提 出
8、并 系统地 阐述 了突变理 论 的思想 , 引起 了国际学 术 界的广泛注意 。 英国著名数学 家将这 一 新 理 论 定 名 为 “ 突变 论 ” 。 和前苏联数学家阿诺尔德将突 变理 论广泛应于用于生物学 、 社 会学 、 医学和胚胎发育 等方面 取得了很 多成果 , 现已形成 了以他们三人为代 表 的突变论三 大学派 。 与以往微 积 分解 释 光 滑而连 续 变 化 的现 象 不同 , 突变理 论描述 了白然界中大幼存在 的不连续 的突然变 化的现象 。 生命科学是人类 面临的最复 杂的科学领域 , 除 了连续 的渐变过 程 外 大斌存在的是 不连续 的 、 突变 的过程 。 可以说
9、, 突变是生物 界的一 个基本 的特性 。 突 变理 论以拓 扑学 为基础 , 研究梯 度 系统的平衡状态 一 临界点 的性态 , 描述 山逐渐变 化的 力量或运 功而 导致 发生变化的现象 , 弥补微分方程描述方法 的 不足 。 突变理 论 更主要 的是关于形 态结构 的科学 。 生物 结 构中的 许多成 分 , 如 、 细 胞 、 组织的交替 、 器官 的转 变 , 都是非连续 的量 。 它 们从 一种状态 向另一种状 态的转 变 , 必 然是 突变的 。 相 对于生物 系统 中多个吸引 子关系的分析 。 因而它 在生物个体的胚胎 发育 、 各组织 层次的形态建成以及发展变化和衰老等方面将
10、是十分 有效 的工具此 外 , 它还有可能 为生物进 化提 供新的解 释和描述 手段 。 结语 曾经 撰 文批评了分形几何 , 并特 别批 评了分 形 图象只是 “ 看 起来像 ”, 而 没 有传统数学 的 “ 定理一证明 一 定理 一证 明 ”。 其实 , 生命中有许多 卞 物 , 特别是 生物的形 态没有完 全精确的 可重 复 的 水 例 , 正 如大家都熟悉的一句话 “ 世界上没有两片完 全 相 同的叶 子 ” 生物结 构的特性很难满足经典数学 的要 求 , 是 否就意 味着它 们注定是数学不能达到 的 “ 角落 ” 呢 不然 , 自然界的语言是数学 , 它无 处不在 , 数学也不 仅仅
11、意 味着经典的形式 , 目前已经表明 , 在经典数学之 外 , 还存在着广泛的 、 十分诱人的领域 。 被世纪称 为 科学之王的物理学在数学的帮助下已经逐步揭开了 自 然界的奥秘 , 并且已经 有人乐观地认 为 “ 目前离找到终 极设计只差 一步之遥 ” 。 被誉 为科学王冠上的 明珠 的生 命科学将有何作 为其实 就整 个自然科学来说 , 不解 决 宇宙 中最复杂的生命问题 , 就 永远 也不能 说找到了 这 个世 界的构成规律 。 日前越来越 多的 实表明 , 生物 是遵循数学规律 的 连最复杂的形态结构也不例 外 , 并 且有可能是遵循着某些较 简单 的规律 , 在 令我 们眼花 缭乱的
12、 多样性中蕴藏着惊人的一致性 。 现在的几种非线性理论不约而 同地都将生命现象 看作其理论应 用极有发展前景的领域 。 非线性对生物 结构的描述 不仅是外部的 “ 形似 ” 而且 在 发 生机制 上 也 很吻合 , 预 示着利用非线性理论 可以在模拟研究的 基础土进入更深层次的机理研究 。 当前生物结构的非线性研究主要还 是数学家比较 零散的偶然发现 。 几种非线性理 论都有许 多地方涉及 生物学 特别是突变 沦 对生命结构的探索占有相当大 的篇幅 但 在生物学 中引起 的反响 却远远不 如其它学 科如物理学 那祥大 生物学家应该总结现有毛作 , 与 数学 家 、 计劝 一 机学 家联手 ,
13、在某些 方 面 进 行 系统的探 索 , 寻找规律 , 极有可能 获得突破性的惊人发现 , 从而 最终了解 “ 上帝是如何创造这 个世界的 ” 爱 因斯坦 。 上接 第页利用无线电波 加热上层大气区域 , 并使 不 同 的区域 处于不 同 的温 度之中 , 这可改变局部区域 的气象状态 , 诸如干旱或洪水 , 对风平浪挣的海洋也可 使之 突起风暴 , 从 而取 得战术优势 。 还 配有直径 为英尺的雷达散射天线 盘 、 一台激光探 测 器 、 一台强磁计和其他光学与红外装 段 。 总之 , 它的发射 、 接收 系统 , 计约 一 机和信号处理 系 统 , 使它处在高能无线电物理 研究的最前沿
14、。 八 将在 大气高 层投入大量能童 , 已引起 了 科学 界的关注和不安 。 科学家 们不无担忧地说 “ 高能 无线 电波束对卜层大气的 辐 照 , 最终 叮能 引起对环境 的无可 挽 救的破 坏 。 ” 一份 由美 空 军编写的关 于 与环境的报告说 , 向上发射的无线 电波 , 有可能提高附近人们身体内部的温度 , 激亮汽车 的前灯 , 使空运中的弹药爆炸 , 搅乱飞机的通 讯 、 导航 、 飞行控制系统等 。 自 。年 建造以来 , 已投入了 。万 美元 , 今后 。年内还将花去 亿美元 。 它今后的运 行即使完全落在和平利 用的目标仁 , 但对人类生活产 生的影响 , 到底是祸是福还难以预料 。 责任 编辑榆 文 夕 夕
