星期六, 三月 31, 2012

为学

1. 学位和能力是两码事,顶多有点相关性,相关系数还不是很高。

2. 学位和学识也是两码事,即使读到头,不继续学习的话,马上知识就陈旧了。所谓逆水行舟,不进则退。其实这个比喻是有欠缺的,一般会认为水流速度是常数,但是请设想一下水流的速度是指数函数呢?

3. 读研的过程中更重要的是和老板、同学以及老板的同学们多多交流,保持近朱者赤的状态。一旦开始工作,周围就没有那么强的研究气氛了,只有少数人能够坚持学习,绝大多数人会每天8小时干自己不喜欢的工作,8小时看电视+通勤+吃饭,8小时睡觉,然后每年年底感叹一下时间过得真快啊。

4. 个人认为:

本科时还是通识教育,各种基础课都要上,比如临床都会哀叹学高数有什么用啊,但其实我国生物医学进步速度跟大一的时候不学Python有严重的关系。当年居然被教考古一般的Fortran,幸好我都翘掉了去学C和汇编。

硕士阶段是战术训练,老板告诉学生要做的题目,学生来想怎么做,完成迅速掌握并且优化实验技能的训练,老板在关键点上进行一些指导。

博士阶段是战略训练,学生要自己考虑去做什么,选什么样的题目,评估收益、风险、可行性,对实验室资源的利用。

博士后没做过,这个阶段应该已经是独立的研究者了,要开始着手自己找基金。学习运营一个独立的实验室了。

以现在以及不久将来的资源,即使不在学校内,也是能够接受这些教育的,顺便推荐MITx,我要补一补电子学的课,大学的时候没有焊个板子,没有做个锤子实在是人生遗憾。

5. 如果有可能,我还建议多在几个地方转转,不同的老板有不同的风格,有比较的话可以知道到底好在哪里,以及为什么,企业的研发也要去看看,可惜研发基本都不在中国。

6. 实验室其实就是一个企业,导师之所以被称为老板,其实因为他就是老板。读研的过程就是学习怎么样从一个学生到员工再成长到老板的过程。从运营实验室的角度来说,老板并没有义务一定要教你多少东西,够毕业就可以了。特别是当老板是大牛的时候,更是如此,你可能指望一个大型企业的CEO手把手教实习生么?导师拿出1分力气教也是教,拿出10分力气教也是教,但效果是完全不同。老板有多个学生的时候,怎么抢着学,就是学生的本事了。

7. 对临床研究生。手术训练时,带手术是有极大风险的,不给机会是默认值,要靠学生证明自己能力足够好风险够小的时候才给出的机会。要想缝个皮,先去把手套缝够了再说。当年外科实习的时候,手术中主刀台上提问都包含两问:1.我要问什么,2.你要答什么。

8. 学习的各阶段都会反复出现这样的循环:大一不知道自己不知道,大二知道自己不知道,大三不知道自己知道,大四知道自己知道。其实到了研一,又开始不知道自己不知道的状态。学生时代,总是不断有来自老师、考试、答辩的压力使人一级一级进步,但是工作之后,当这些来自外部的压力停止以后,很容易就停止在了不知道自己不知道的状态。

参考:
[果壳问答:我认为上研究生不是很必要,尤其是科学学位的。除了临床医学生。各位硕士的想法是什么呢??](http://www.guokr.com/question/118014/)

劝学

学习是个持续过程。

逆水行舟不进则退。逆水行舟不进则退还是不确切的,因为通常水流速度是常数。但是考虑人类的知识进展的速度,却可能是指数函数。(参考《奇点临近》)也就是说,逆水行舟,水的速度是指数变化,这事想起来非常可怕。也许你现在每周需要看两篇文献能够保持在前沿的位置,18个月以后,是每周四篇,3年以后是每周8篇。。。20年以后,我们就必须用Matrix的upload功能来学习了。当然现在事情还没有那么夸张,不同领域的倍增时间并不相同。

我觉得自学,或者说自己对自己的继续教育是需要持续进行的。

大家都应该有过自学的经验。高中时候开始要上课睡觉,本科时候开始要翘课。总有没听老师讲到的部分,这些零碎的部分是需要自学补充上的。过了本科以后,到研究生阶段,可能一半以上的知识是来自于自学的。如果是程序编写什么的,基本上就是90%的自学吧。

翘课、上课睡觉之后补充的自学,和系统性的自学一门学科是不同的。前者没什么难度,后者有许多陷阱。以我个人的经验简述一些自学技巧。

自学最重要的技巧就是要慢。
不能一页一页的翻书看过去,否则看到后面像滑冰,越翻越快,却得到一堆模糊的概念,这种时候最容易被误导。学编程建议是手敲书上的每一个例子,理工科建议是每一个公式或者例题推导一遍,也可以选择本领域的专业软件来学。

自学之中另一个重要技巧就是要认错。
大概这个是区别民科与非民科的关键吧。科班教育一直有强大压力迫使你发现错误,自学的时候,正确答案不一定进入你的视野,甚至于不使劲找,并不知道。但是一旦当有人提出异议或者发现自己的错误,就要非常谨慎的分析,整合信息。这个过程不是法庭上或者辩论赛中的“辩护”过程,而是获得新的信息以后,重新建模的过程。在学习过程中,会有各种创意,而且尤其是在学新东西的时候,创造力恰是爆发的时候,此时不宜着急去钻进自己的创意之中,而应该赶紧记录下来,然后清空大脑,继续学新的,否则钻进自己的想法不容易出来。过一段时间,几周或者几个月再看之前的创意,会发现有些是可笑的,有些是书的下一章,有些有人证明不对,有些就是没人想过的。此时再挑出其中的一些拿出来研究。
学而不思则罔,思而不学则殆。殆的危害远远大于罔。钻进自己的思路里出不来,会走火入魔的。

自学的第三个技巧就是要找。
找,一个是找资源,一个是找人。
现在有各种公开课,找资源已经方便多了。找自学的材料,就是要找各种专业领域内经过验证的教材。而且从一开始就要找对专业教材。否则“习惯成自然,再改就很难”。比如一开始要看曼昆的《宏观经济学》,但是一开始如果你看的是《货币战争》,那就没救了。

找合适的人交流学习也是非常重要的,不同大学之间的区别其实主要是在人,老师和同学,盖了多少房子倒是其次。拜网络所赐,现在也可以在网上找到许多可以学习的伙伴。从微博、twitter还有果壳,以及各种问答网站,论坛,MITx。。。都可以找到相关领域的同学、老师,随手at一下,就可以开展讨论。
顺便说,自己的网络形象要注意树立,多发有营养的东西,这样与人搭讪才有人理。周末北京有无数的讲座、沙龙,比如去万有青年烩听听好玩的东西,还可以和做这些东西的人交流。

自学的第四个技巧就是实践。
这也是最难的一部分。可以从几个不同的层级进行。
a. 维基百科 /百度百科 /科普写作:记忆学习内容最牢固的方法是教给别人,如果能有机会毁人不倦最好。如果没有这种机会,不妨把学会的东西用自己的理解转述放到wiki上,如果有错误,很快就有人会帮你指出。写科普也是很好的复习方法。比如我在这总结自学技巧,其实是给自己看的。
b. 软件模拟:现在的软件越来越强大了。学习一个专业领域内的软件,可以使学习事半功倍,而且实践起来也很容易。比如数学软件Mathematica(或者wolframalpha.com),
MatLab;光学软件Zemax,Oslo;机械类的SolidWorks。。。这些行业标准级的软件,连帮助文件也是上等的教科书。电子学的话,最近在用https://www.circuitlab.com

c. 开源项目:对于编程学习来说,能做一个开源项目,应该是非常好的学习方式。唉,目前我还没有这个能力。
d. 购买与交换:金钱是用来交换的,除了购买生活必需品、奢侈品以外,还可以用来交换时间、空间、能力、技巧以及知识。以前我们接受的教育往往是“钱不是万能的”,我建议换个角度考虑“如何让金钱『万能』起来”。有些实践是可以外包出去的。你不一定需要果壳DIY里各位达人的那么高超的焊接技巧,去电脑维修的地方请个人帮你焊接也是一样的。甚至直接在淘宝上定制货品,比如我曾经做了一个红外的干扰器,可以干扰一些相机的拍摄,概念产品就是从淘宝上订购的一个激光舞台灯,要求对方把激光模组更换了一下。
e. 参加研究项目:有机会的话,要参加一些研究项目。没机会的话,多创造机会吧。也可以从参加一些公益活动开始。

x. 医学的实践机会非常难得,特别是手术操作,很多地方到了主治甚至副高,重要的手术也还没开始训练。传说有前辈可以仅靠看别人的手术录像就把phaco手术学会,现在的医疗环境应该已经不允许了,可以先用动物模型演练,眼科专业的请移步丁香园,搜索我写的《phaco训练手册》。
y. SCI文章。虽然大家会嘲笑SCI是Stupid Chinese Index,但同行评议才是科学的检验方法,越是痛苦,越是困难,才越说明它有效。
z. 市场检验。这才是学习的终极实践。你发明了69式永动机?别告诉别人,别跟人脸红脖子粗的理论。自己开始做吧,先把自家的电钱省了,然后是亲友家,再到小区……看看那些IT界诸神,也许下一个神话时代已经悄悄开始了。

与其每天晚上追电视剧,不如每天晚上追公开课。
又看到一句:“以大多数人的努力程度之低,根本轮不到去拼天赋”,留作自勉

参考:
[果壳问答:自然科学和社会科学中,有哪些学问是可以自学的,而哪些必须有科班经历?为什么会这样?](http://www.guokr.com/question/132920/)

星期四, 三月 22, 2012

What I learn from Lab 2B of 6.002x

https://6002x.mitx.mit.edu/discussion/question/26482/what-i-learn-from-lab-2b

start from mass

At first, I designed  a very complex resistor network. I think with solving resistor's values, maybe there were some broken link or short link. The resistor=infinity means broken link, and resistor=0 means short link.

So, basically, I want the answer emerged by math.

My first design

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If you solve the Lab 2B, you will find my design is not complex enough to cover the all link, and not simple enough to solve the equations.


follow the sample

Then, I followed the sample "Lab 2A: Superposition Experiment". I tried to modify from sample. In the sample, source 2 is a current source. you can not just replace it with a voltage source. Because, when you calculate the contribution of source 1, there will be a short. So transfer a current source into a voltage source is the key to solve the problem.

Once I solve the source replacement, I solve the Lab 2B.
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learn to separate

I am curiosity how other people solve. So I browse the discussion. I found [this](https://6002x.mitx.mit.edu/discussion/question/26116/lab-2b-stuperposition) @BopazTheGreat gave a very interesting design
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In his design sinusoid voltage is oscillating correctly, but the magnitude of square wave is too small. To correct the value, it's just math.

@BopazTheGreat show me another pathway to separate the circuit into two different parts. I would rather to change his circuit into another form:

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With this form, I think I can have a more beautiful solve. I simplify his circuit.

From 2 to N

What if I want to mix more input source? So I extended the problem

Voutput= a1 V1+a2 V2 +a3 V3 .... aN VN

the circuit @BopazTheGreat can be extended. After simplify.

I solve the N input sources in [https://6002x.mitx.mit.edu/discussion/question/26456/from-2-to-n](https://6002x.mitx.mit.edu/discussion/question/26456/from-2-to-n)

星期一, 三月 12, 2012

简介:高度近视定期查眼底

应@perillaleaf 要求,简介下高度近视定期查眼底:
1.定义:高度近视为>=600度。
2.原因:视网膜脱离的高危因素。 
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3.方法:药物散大瞳孔,使用眼底镜检查周边视网膜是否有裂孔、变性区。
4.异常处理:如发现周边视网膜裂孔或变性区域,以激光在周边进行光凝。
5.定期:每年
6.需要及时复查的条件:眼球运动时出现闪光感;存在相对固定的视物遮挡或黑影,遮挡可能逐渐扩大;眼外伤。
7.视网膜脱离的治疗:手术,可以『外路』=巩膜外环扎,或者『内路』=玻璃体切除+气体或硅油填充术。气体一般1个月左右吸收,硅油3个月再次手术取出,之前要趴着。
8.影响预后的因素:时间ASAP,>3个月差;范围,如果脱离到黄斑中心凹,也就是视线中央,差。
9.术后:=眼科的骨折,需3-6个月恢复。部分病人有近视度数加深(外路手术),视物变形(累及黄斑)。
10.再脱:可能性=k*病情/(医术*病人人品^2)
11.有高度近视的人,应该主动每年去医院体检,主动告知医生有高度近视,并要求散瞳查眼底,散瞳4-5小时后自行恢复,勿自己开车或骑车去,若非车祸则散瞳对身体无害。
12.做过Lasik/ICL等手术的并没有解除视网膜的风险,术后仍然需要定期查眼底!
13.查高度近视眼底需要用间接检眼镜,即戴头灯,手持lens观察,此灯巨亮。病人一定会被晃得头晕眼花泪流满面。 
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图片来源:眼科时讯。(图片中那块蓝色的透镜,至少1k起)
14.参考阅读:
警惕中高度近视引起的视网膜病变http://blog.sina.com.cn/s/blog_53921fc10100swmb.html

星期二, 三月 06, 2012

悬赏问答的实验报告

3月1日我在果壳问答贴出了一个悬赏计算题,赏金50元人民币求计算一个光源在双凸镜上的反射像。http://www.guokr.com/question/104246/

题目过长,不在此引述。这个计算题的目的实际上是在计算第3和第四Purkinje-Sanson像的位置。所谓浦肯野像,是外界的光源通过人眼的角膜晶状体以后形成的反射
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浦肯野像有四个,PS1是角膜前表面的反射像,一般也叫做角膜反光。PS2是角膜后表面的反射像,PS3是晶状体前表面的反射像,PS4是晶状体后表面的反射像。其中PS1-3都是正立的虚像,PS4是一个倒立的实像。

PS1和PS2,也就是角膜前后表面的反光,离得非常近,有时候就被当作是一个了。角膜反光的位置经常被用作参考视线的方向。比如要判断一个人是否有斜视,一个简单的方法是用手电去照射被试者,双眼的角膜反光点都应该在相对应的位置,如果一直眼睛偏向内或者偏向外,会发现角膜反光点相对于黑眼珠的位置错位了。

PS3和PS4,在白内障手术之中经常被用来判定人工晶体的位置是否居中。

这个题目中是打算解析计算一下PS3和PS4的位置,也就是晶状体前后表面的反射像位置。很遗憾一直没有人给出解答。只好自己动手算了一下。PS3很容易计算,解两个方程组即可。PS4需要先计算出经过晶状体前表面的折射以后形成的『虚物』的位置,然后再以『虚物』对于后表面的凹面镜成像算一下。难度大约是在中学物理的区级竞赛水平。方法在http://www.guokr.com/question/104246/已经给出了基本的思路。手绘插图如下,不小心把凹面镜的焦点画在了物体下面,不失一般性,没关系的。
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总的来说悬赏问答的实验是失败的,这个想法并没有得到认可。虽然在twitter上和微博上都有人动手计算了一下,但并没有在规定的时间内在规定的位置贴出答案,所以最终流标。

悬赏问答的想法来自于费诺文奇的科幻小说《彩虹尽头》http://book.douban.com/subject/3601195/ 这几乎是一部未来15-20年的科技发展路线图。我们只需要照着书中的情节一一实现就可以了。

《彩虹尽头》之中有一个重要的思想是一个人不一定需要掌握所有的知识,而在于找到合适的人来解决合适的问题。利用网络,我们可以建立个人化的曼哈顿工程。一个复杂的工程可以被分解分散交给世界各地的专家来解决,也许是人类也许是AI。但是在商业应用中仍然有很多细节问题需要解决。如同曼哈顿工程一样,复杂工程被分解以后是不应该被逆向追踪到的,并且不能回溯出工程的目的,否则商业秘密就暴露了。比如有一个悬赏科研网站,叫做InnoCentive http://www.innocentive.com/ 虽然火爆过一阵,而且现在仍然存活,但已经默默无闻了,可能是中间的一些细节把握的不好。

目前来看,互联网上的问答网站有可能成为这样的一个系统工具。比如quora、知乎和果壳问答,也许悬赏问答是这些网站的盈利方向吧,谁知道呢?

星期六, 二月 25, 2012

itunes无法注销帐号的解决方案

我遇到了和[这个帖子](http://bbs.weiphone.com/read-htm-tid-3992546.html)一样的问题:

* 系统:WINDOWS XP
* 症状:
1. 无法注销账号,否则itunes立刻失去响应,强制关闭后无法再次打开。
2. 正常关闭itunes后再次打开程序同样失去响应,强制关闭后无法再次打开,必须重启系统或者注销。

我还没有楼主那么有魄力,他居然重装系统都没解决,我拆掉iTunes两次没解决已经就烦躁不堪了。

目前我的解决方案是首先拆掉iTunes,用CCleaner清理一下,然后到:

* c:\Documents and Settings\用户名\Application Data\Apple
Computer\Preferences
把看似与itunes有关的删了,keychain也删了。大概至少有com.apple.iTunes.plist,keychain.plist
这两个应该是记录和itunes用户相关的信息。
* 之前,我也已经把C:\Documents and Settings\用户名\Application Data\Apple
Computer\iTunes文件夹给删除了。

在此之后,我再重新安装了iTunes 10.5.3.3,进入以后已经完全没有用户信息了。跟新的一样。暂时还没有再次出现没有响应的问题。

供同样遇到此问题的人们参考。

星期六, 二月 18, 2012

美国大使馆招聘外籍人员笔试题解答(9题答案全)

实属无聊,解答一下网传的[美国大使馆招聘外籍职员笔试题](http://ww3.sinaimg.cn/large/019c1048jw1dq6h3z2x4sj.jpg)

* 历史:描述罗马教廷从起源到现在的历史,主要集中在其对欧洲、亚洲、美洲和非洲的社会、政治、经济和哲学方面的冲击上。
* 医药:你有一个剃须刀片、一片纱布和一瓶苏格兰威士忌。怎样切除你自己的阑尾。
* 演讲:2500名疯狂的游击战士正在对这间房间发起攻击。让他们冷静下来。你可以使用除拉丁语和希腊语意外的任何一种古代语言。
* 音乐:写一段钢琴协奏曲,你将在作为地下找到钢琴,请演奏出来。
* 心理:基于你对其作品的认知,评估一下各位的心理稳定性、适应能力和压抑程度,包括:拉美西斯二世、纳西昂的格利高里、奥卡姆的威廉和汉谟拉比。引用他们各自的作品原文来支持你的
论点。
* 社会学:预判随着世界末日到来,所伴生的社会学问题。建构一个实验,来测试你的理论。
* 工程学:一部来福枪的零部件已经摆在你的桌子上,旁边还有一份用斯瓦西里语写的装配指南。10分钟后,一只饥饿的孟加拉虎就将冲进来。你可以采取你认为合适的一切行动,但要解释你的决定。
* 政治学:请开始并结束第三次世界大战。证明你立场的正义性。
* 物理:解释事物的本质,解释数学的发展对科学研究的冲击。

答案:

* 用半瓶苏格兰威士忌去酒馆请人喝酒,结拜亡命打手甲。与亡命打手甲一起抢劫银行,获得巨款。用剩下半瓶酒灌醉打手甲,用剃须刀片将其杀掉,用纱布清理指纹痕迹。拿钱去医院排队挂号看病做手术。
* 做阑尾剩下的钱,购买黄金,铸成金币,装入透明塑料袋,在2500名游击战士进攻时,抛出一枚金币,并且摇晃钱袋,以金币碰撞声这种跨时代、跨地域的语言发表演讲。获得游记战士2500名。
* 带领2500名疯狂的游击战士四处烧杀抢掠,获得大量金银。但劫掠中自身并不露面,只约定暗号,游击战士劫掠后收到暗号立即撤退。同时宣布世界末日即将到来,人类自身的黑暗面将导致互相劫掠的事情发生,信我者,散其财,保平安。获得大量财富,建立教廷。
* 自封教皇,培养骑士团,必修斯瓦西里语。某日终于见到桌上出现来复枪零件摆满桌子,另有装配指南。从容指挥骑士团灭掉孟加拉虎。大批量仿造来复枪。
* 利用来复枪的优势,横扫古代各个大陆,掘出拉美西斯二世、汉谟拉比相关文物碑文,铲除之,伪造成末世预言,篡改纳西昂的格利高里的『圣化』概念,加于自己的教廷,以奥卡姆剃刀为理论依据铲除其他宗教。
* 利用教廷的扩张,建立政教合一的大帝国,某日在教皇厅顿悟事物的本质,写下42。从铁王座地下找到钢琴,和一个苏格兰威士忌空酒瓶。奋力砸烂钢琴,扬长而去。帝国崩溃,世界大战爆发。

由于问题其实很无厘头,比如医药,起码还应该给出针和线吧,比如工程,斯瓦西里语中对来福枪零部件是如何描述的呢,比如物理,并不是解释事物本质的学问,所以按照问题的思路亦可以给出这样或者那样的答案。写答案的时候急促,没有仔细考虑时间关系,所以有矛盾的地方。

星期四, 二月 09, 2012

收纳学导论:2.可收纳集合与不可收纳集合

2.可收纳集合与不可收纳集合。

从收纳行为与逆熵场的关系,易推测被收纳东西的诸多属性中,与熵相关的属性也是和收纳有关系的。以此来规制可收纳集合与不可收纳集合。

由于熵与物体的自由度有强联系。因此也可以根据被收纳物体的自由度来判定。

* 对于大型的不可移动的家具,显然在观察时间内和精度内,其自由能是不发生变化的,dS=0,比如床、书架、桌子之类,或者墙上悬挂的照片、装饰品等。因此讨论它们是没有意义的。
* 对于非上述物体,要考虑收纳前后物体自由能的变化,abs(dS)越大,说明收纳行为越具有意义。因此通过收纳前后dS作为区分可收纳集合与不可收纳集合的标准。收纳前后物体的dS>阈值时,认为其属于可收纳集合,反之属于不可收纳集合。

需要注意的是:

* 考虑单一物体的dS是有问题的,物体往往和周围物体要发生交互。典型的例子如充电线和数据线。这些线材本身的自由度极大,散乱放置与捆扎好时完全不同,易知是属于可收纳集合。不仅如此,线材在同时出现在有限空间的时候,更倾向于互相缠绕,最终形成盘根错节的终极缠绕平衡态,熵达到最大值。因此在收纳的时候,一方面需要恢复线材本身的捆扎状态,另一方面还要阻断线材之间的交互特性。
* 另一条忘了。

收纳学导论:1.关于逆熵场的学问

目录:
1.关于逆熵场的学问
2.可收纳集合与不可收纳集合
3.购买熵还是负熵
4.能变形的家具都是耍流氓
5.结构化收纳
6.结构化的粒度
7.扩展边界
8.不再收纳

1. 关于逆熵场的学问
正如发明吸尘器的绝不是扫地扫得好的人,研究收纳学的,家里也不见得就是清洁干净的。但在一次次的收纳中,从实践总结出规律再上升到理论,收纳学就逐渐显现出来了。本课程就是关于收纳学的简略概述。

借用热力学的定律,封闭孤立的系统中,熵总是不减的。对于一个房间来说,只要有人类活动,特别是有宅男活动的时候,房间内的熵是容易增加的。往往需要老妈或者老婆暴怒以后,在其协助或胁迫下,风卷残云般将屋子里收拾一遍将熵降至最低。但这种收拾屋子往往是破坏性的,房间整洁以后的后果是东西找不到,浑身无数别扭。房间在短时间内又会迅速恢复到混乱的宿命中。

对于房间内有一个宅男来说,S=a*ln(kt+b)+S0,其中k为折腾系数,如果是DIY宅系,k的数值可以相当大,收纳是能够显著性的降低常数a,将a/.->a/c 因此将收纳的强度c称为逆熵系数。

收纳行为,相当于在房间内施加了一个逆熵场,能够减缓甚至阻止时间的行进。

太空毯的材料改造

Pet

太空毯,或者叫做救生毯,是NASA在1960s为太空项目开发的薄膜。以前参观华盛顿的航空博物馆时,我在纪念品商店里发现了这种东西,折叠好的太空毯只有巴掌大,展开以后是一个2M×1.5M左右大小的薄膜,非常轻,闪着金属光泽。

这种薄膜的特殊之处在于能够强力反射热辐射,wiki上说能够达到97%的反射率,印象中包装上介绍是80%以上。所以是用来隔热的,由于轻便,可以方便的用在救灾急救上。wiki中更提到塔利班用这种东西来阻挡热信号,用来隐藏自己,这里有对NATO 大兵的采访

美国卖的5$,数年以后在淘宝上用救生毯的名字搜索到,只要5元人民币。于是又买了一张,常规放在急救包中。

太空毯的材质是有金属涂层的PET薄膜,聚对苯二甲酸乙二醇酯 化学式为-OCH2-CH2OCOC6H4CO- 英文名: polyethylene terephthalate,还可以用在各种塑料包装上,比如薯片的包装袋之类。这种材料有个问题,就是太脆,所以在晃动的时候会发出嘈杂的响声,哗哗的,我想是在振动的时候,局部的PET膜突然形变振动发声。这个问题其实严重限制了太空毯的使用,我无法把它用在衣服、鞋或者当毯子来用,因为太吵了,晚上睡眠受影响,白天如果穿出去哗哗的引人注目。

所以,解决问题的关键在于使PET材料变得柔软些。

方案:保鲜膜+双面胶

保鲜膜的成分是PE也就是聚乙烯,这是足够柔软的东西。用双面胶将保鲜膜和太空毯两者贴在一起,形成PE/PET的双层膜,这样两者的脆性平均了一些,并且厚度增加了,最终的结果是振动时的噪音显著性降低。在小块的测试中,已经和普通布料振动时的噪音相当了。

问题:现在的问题是粘接的操作比较复杂,不能完全将PET膜抻平,在粘贴的时候容易出现很多的折痕,于是有折痕的地方硬度更高一些,整个复合材料显得僵硬,如果直接接触皮肤的话应该会不舒服。还有个问题就是双面胶的用量很大,一卷双面胶也就粘了1.5M*0.3M的样子就没了。如果能够在太空毯生产的时候直接将PET膜和PE膜聚合在一起或者用液体的粘接剂粘合在一起就好了。

应用:这种材料做衣服或者斗篷最好了,其实以前出差旅游的时候有个严重的需要,起飞和降落地点的温差会非常大,寒冷的时候一般只是从家到机场,为此把羽绒服带上就要带一路,很麻烦。用金属涂层PET/PE膜做成外套的内衬,应该是很轻便的。

星期四, 一月 19, 2012

办公室建立图书馆的可行性研究

Introduction

房价和房租这么高,我家里收拾东西的原则是

  • 如果:这个东西占地面积*房租(或房价)>>该物体的价格
  • 那么:就要考虑是否把该物体扔掉

但是,书籍还是有些舍不得。因此,就把自己闲置不看的书放进办公室或者附近的公共场所(相熟的咖啡馆?),共享给他人。不过,毕竟是自己买来的书,有些不舍,而且万一需要查阅什么东西,还是希望能够找回来用的。

材料与方法

首批共享的书籍列表:

由于距离不远,将这一组书放在了某大公司。(没有书架的公司不是好公司)

我在每一本书的空白处写下了自己的email,请借阅者在把书拿回家和归还的时候都给我发个email,这样查询email就可以知道自己书的去向,如果需要查阅什么资料,只需要按email给借阅者发个信即可。为了避免大量email的干扰,可以用gmail的filter,比如留下email地址是:abc+book@gmail.com这样的地址会发给abc@gmail.com,并且加上book的tag,再用filter直接给存档就好了。如果有自己的独立域名,也可以用google app,绑定email到gmail服务上,我现在就是用这种方法,但比较复杂,此处略。

结果

这组书籍已经被某大公司接受,《这就是搜索引擎 : 核心技术详解》当天就被借出,并收到借阅email。顺便说,这本书是作者亲赠的哦,写得还不错,对于我这种技术外行都可以看懂。

讨论

  1. 可以制作更精美的借阅卡或者借阅章,将email信息印制在书上,或者有打印机的话,可以打印二维码,贴在书上。
  2. 在书籍量不大的时候,email的数据管理方法不是太复杂,而且无需其他投入和维护。
  3. 对于借书者,没有能够查询书籍去向的方法,只能借阅书架上有的书籍。所以没有查询、预约的功能。因此好像不太适合公共图书馆,比较适合一些闲书。
  4. 书架上缺乏索引机制,要找某本书,只能遍历一遍。书多了是个灾难。建议按照某种顺序来排列。考虑到维护的人力成本,不失一般性,建议以ISBN的序列号来排序。
  5. 某大公司DIY事业部,是否可能做出RFID的书籍呼叫系统呢?需要找哪本书的时候,用找书机呼叫一下,该书就自己答应一声。卡片状的RFID就很合适。

星期三, 一月 04, 2012

如何制造一个『实名』

本文是http://code.google.com/p/md5-password-creator/ 的原理说明,利用http://code.google.com/p/md5-password-creator/downloads/list 中列出的程序,每个人都可能制作出自己的『实名』,通过网站的实名验证。继续匿名的使用网络。

『实名制』是邪恶的。『实名制』将可能会产生自我审查,你在发言之前,要考虑到是否有人可能会威胁你自身,或者威胁你的社会关系,于是你的发言就要有所顾忌。在实行实名制之前,你的网络身份仍然可能是暴露的,但是只有少数人通过技术手段才可以获得,但是实行实名制之后,自我审查的压力会大得多。这个大陆旁边正好有两个栗子,一个是西朝鲜,一个是北台湾。

代码本身就是一种力量。在代码的世界里,代码说了算。下面,我会解释如何产生一个『实名』的代码,将代码的力量赋予你。

要产生一个『实名』,要满足两个条件,一个是不重样,一个是不走样。所谓不重样,是指每一个网站可以产生不同的身份,不同的人,可以产生不同的身份。所谓不走样,是指同样的条件产生同样的身份。基于MD5密码生成器的原理,我们也可以用HASH的方法来产生新的不重样不走样的身份。

MD5密码生成器的基本概念是利用HASH函数,子密码=MD5(主密码+网站名),于是对于同一个主密码,只要改变网站名就可以产生无数不重样,不走样的子密码。『实名』生成部分,就是以每一个网站的子密码为种子生成的。

*  生成身份种子:

1. 首先生成子密码=MD5(主密码+网站名+时间代)
2. 将以16进制的子密码转换成10进制的数
3. 为了避免从生成的身份推导出子密码,所以稍微加了一步MD5和撒盐的可能:
var ID_decimal=hex2dec(md5(str_md5+md5("")));
这里的 ID_decimal就是生成的身份种子,这是一个32位的10进制正整数,是由主密码,网站名和时间代唯一决定的。从这个身份种子出发通过同样规则产生的信息也是不重样不走样的。

*  生成姓名:

中国人的姓名包含几个部分:第一个字是姓,考虑到算法的复杂性增加,暂时不加入复姓了,第二个字是辈分,第三个字的偏旁是表示兄弟姊妹的关系,最后半个字是自己的。产生姓名的基本 策略是从可选的字列表中挑选一个字,挑选的方法为了和身份种子产生关系,所以我使用了求余的计算。

var surName=surNameList.substr((ID_decimal.substr(0,10)) % (surNameList.length),1);

这句是说,把身份种子的前10位数字取出来,除以入选的姓氏数量,取得余数,然后从姓氏字列表中挑出余数所代表的那个字。这样的算法保证了一定可以从姓氏列表中挑出一个数字,不会出现选了百家姓中的30个姓,结果算出余数=31。

姓氏的列表是百家姓的前65位,基本可以涵盖大多数人的姓氏了。

名字的中间字和第三个字的算法类似, 如果你想让生成的名字都带有某个偏旁,就可以把同一个偏旁的字放在列表之中,如果自己一时想不出那么多,除了元素周期表,还可以从 http://www.douban.com/note/186053601/ 这里面查查。我暂时比较偏爱斜玉旁的汉字,都是代表了某种玉石,透着非普通青年的范儿。

var middleName=myNameList.substr((ID_decimal.substr(10,15))%(myNameList.length),1);
var myName=myNameList.substr((ID_decimal.substr(10,10))%(myNameList.length),1);

注意从32位身份种子之中挑出来做被除数的数字,每次的起止位置应该不一样,否则姓、名之间的相关性就太高了。能够产生的名字总数就少了。

*  生成性别:

性别的生成不过是从『男女』这个长度=2的列表中挑字而已。

var gender=genderList.substr(ID_decimal.substr(20,10)%(2),1);

*  生成注册名/email ID:

在我刚刚提出用MD5计算密码的时候,果壳网上有位先知非常逆向思维的提出应该将用户名也加密,生成各自不相同的用户名。这实在是一个对抗社会工程学的好方法,使各个网站的身份数据完全隔离开来。

生成注册名的时候我比较懒惰,直接截取了一部分子密码的尾部,有一定潜在的危险。
var mailID=str_base64.toLowerCase().substr(20,8);

*  生成ID号码:

这才是整个程序与身份相关的重点。理论上身份证号和姓名是一一对应的,并且可以到公安部的数据库中可以查到。但毫无疑问,政府是贪婪的,查询一次这样的数据需要人民币5元,也存在有背景的企业能够分一杯羹,到一个叫做『国政通』的企业去查询,一次查询的费用降低到2元。

认证一个身份2元是个什么概念呢?新浪在报告中声称注册用户有2亿,也就是说其中全部通过身份认证下来需要4亿人民币,即使国政通给新浪批发价,打一折,也是4千万之巨。这个行动可以很清楚的从新浪的财报中看出来,如果没有这笔支出,新浪一定没有去国政通认证,同理其他互联网上市公司也不可能去做的。那么国政通甚至公安部是否有可能免费给网站做身份验证呢?这不是降低GDP么,用脚趾头想想也不可能。而且如果免费了,或者超低价认证身份了,马上就有新公司可以打着认证到旗号,把整个数据库给剥出来。

是否有可能由国家财政拨款补贴呢?显然有可能,拿纳税人的钱治纳税人。那补贴可不是仅仅给新浪一家4亿,而是新浪、搜狐、网易、腾讯每家4亿。那样的话,我也去开个小破论坛,生成一堆实名认证要求,去申请补贴。记得有本书叫做《民主的细节》,看来《专制的细节》应该是本更厚的书。

那么现在互联网企业是如何进行『实名』认证的呢?他们其实只做了一步,就是检查身份证号码是否是一个合法的身份证号而已。也就是用身份证校验算法去验证最后一位和前17位之间的关系。

身份证号码的规定在中华人民共和国国家标准GB 11643-1999《公民身份号码》之中进行了详细的规定。在维基百科上也有详细的解释:http://zh.wikipedia.org/wiki/中华人民共和国公民身份号码

下面引自维基百科:

18位数字组合的方式是:

1
1
0
1
0
2
Y
Y
Y
Y
M
M
D
D
8
8
8
X
地址码
出生日期码
顺序码
校验码
  • 地址码指的是公民常住户口所在县(市、旗、区)的行政区划代码,如110102是北京市西城区。
  • 出生日期码表示公民出生的公历年(4位)、月(2位)、日(2位)。
  • 顺序码是给同地址码同出生日期码的人编定的顺序号,其中奇数分配给男性,偶数分配给女性。
  • 最后一位是校验码,这里采用的是ISO 7064:1983,MOD 11-2校验码系统。校验码为一位数,但如果最后采用校验码系统计算的校验码是“10”,碍于身份证号码为18位的规定,则以“X”代替校验码“10”。

校验码计算方法

  • 1. 将身份证号码从右至左标记为,a1即为校验码;
  • 2. 计算权重系数;
i
18
17
16
15
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
Wi
7
9
10
5
8
4
2
1
6
3
7
9

星期二, 十二月 27, 2011

白帽公告网站的构想

= 白帽公告网站的构想

随着网络安全问题的进一步曝光,我认为应该引发一次[谢东危机](http://en.wikipedia.org/wiki/Seldon_Crisis)改善国内网站的技术以及习惯甚至盈利方式和商业道德。引发谢东危机的关键...

对于网络安全,有些服务商是主动犯傻,他们根本就不知道应该如何防御;有些服务商是被动犯傻,他们可能不得不采取某些明显不安全的手段以应对另一种压力。对于被动犯傻的服务商,我表示同情,在中国大陆这片土地上,生活已经是hard模式,何况还要养活那么多员工。但是同情并不意味着赞成和姑息。

中国大陆的网络服务商首先是商人,其次才是说中文的商人,再其次才是在中国大陆说中文的商人。商人就应该首先受到商业规律的控制,要规范商人的行为,使之不作恶,或者不协助作恶,还是要使用商业的武器和力量。

白帽公告网站就是一个这样的商业力量,这个网站将要定期或者不定期的公示各个网站与网络安全相关的行为,并且以简单明确的方式来表达,

* 这是给每个用户的一份知情报告书,你在选择使用网站的时候,应该知道有哪些安全风险。在同等服务质量的前提下,显然会促使用户去前往更安全的网站。
* 这也是给每个投资商的一份风险评估报告,当你要投资某一个互联网企业的时候,你要清楚是否有可能在某一天突然出现一次来自网络安全的重击,使自己的投资灰飞烟灭。
* 这还是给上市公司的第三方评估。一个无法保护用户密码和隐私的网站,是否能够真正保护投资人的利益呢。

白帽公告网站会选择一些与网络安全相关的外部行为进行评估,先找出一些指标,指明:

* 安全的充分条件:一旦出现,必然网站使安全的。这个看起来并不存在。
* 安全的必要条件:必要条件是说网站需要具有这些条件,否则就是不安全的。必要条件会有很多:密码应该单向hash,登陆过程中要保证密码不会被破译等等
* 不安全的充分条件:其实条目与安全的必要条件是一样的,本来就是逆否命题。换种表达方式可能测量和理解起来更方便,比如明文存储密码,明文发送密码。
* 不安全的必要条件:这个跟安全的充分条件一样是逆否命题。好像也是不存在的。
* 提示可能安全的条件:充分/必要这样的要求太严格了,项目不多,提示的作用也有限,毕竟绝对的牛逼和绝对的傻逼还是少数。但是一定的提示作用还是有的,而且列出这些条件,可以使互联网企业有个明确的努力方向和目标。比如:https,单向运算加密密码和用户信息等等
* 提示可能不安全的条件:同上,列出这些条件也是为了督促企业,避免去做这些容易导致危险的操作。

设想中的白帽公告网站,应该包含:

* 常见网站的列表,宁肯做成像hao123那样的页面。这个公告网站的读者都不是做技术的。
* 同类网站的比较,就是要形成竞争的压力,让普通人能够货比三家。
* 面向投资人的安全风险报告,可以有免费的,也可以有收费的。这种收费报告,可能是盈利的主要来源。
* 安全认证的徽章,要进行安全认证可能要深入到网络企业的内部,不一定能够取得这样的权限吧

星期日, 十二月 25, 2011

开源密码管理生成器



生活中随处要用到密码:ATM机上取钱,微博登陆,邮箱登陆……在这个信息时代,其实真正能代表你的恐怕只有你的密码了。安全性最低的方法,就是用统一的一个密码来登陆所有这些,算是一了百了,只要记住一个密码就足够了,但是只要有一个密码被人破解,你所有的身份、金钱也就可能随之给了别人。我们需要不同的密码,用在不同的地方,甚至某些网站要求定期修改密码,于是我们就要记住越来越多的密码。
对于年纪大些的人,可能会用一个密码记录簿来记录这些密码。威胁也是存在的,如果密码记录簿丢失了,那么所有的密码也就丢失了,或者需要用某个密码的时候,恰好记录簿没有带在身边,也就无法回忆起那个密码。
比物理的密码记录簿更优秀的方法,是设计一个主密码,然后利用某些规则生成许多子密码应用在不同的网站上,比如主密码是“一枝红杏出墙来”,那么在微博上子密码可能就是“一枝红杏出微博”,新浪上子密码可能是“一枝红杏出网易”,Gtalk上子密码则变成了“一枝红杏出QQ”之类的。这种方法也有几个问题:
1. 如果从主密码到子密码的规则太简单,那么一个子密码被破解,有可能逆向推出主密码,然后所有密码也随之被破解。
2. 如果从主密码到子密码的规则太复杂,则又出现了新的记忆难度
3. 对于银行卡和ATM机之类只支持数字密码的,需要另一组生成规则
比生成子密码更好的方式,是密码管理软件或者网站。用一个主密码进入密码管理软件,所有的子密码是由软件随机生成的,其中任何一个子密码被破解,也不影响其他子密码,也不会被逆向破解出主密码。但密码管理软件的弊端和纸质的密码簿由相似之处,就是一旦接触不到软件或网站,自己也很难想起密码来。
理想的密码管理方式是:
1. 开源的。密码管理软件如果是闭源的,风险就很大。谁知道会不会有哪个无良程序员在软件中设置后门,将你所有的密码都记录并且传递到某个地方去。
2. 跨平台。你可能有一台PC,一台Macbook笔记本,一只Android手机,还有一个kindle电子书。这些设备都需要能够产生/调用你的子密码
3. 在线/离线方式共存。在线的网站通常是等价于跨平台,比如lastpass就是一个不错的在线记录密码的网站,虽然它并不满足开源的要求。但是网站总有一个是否能够接触到的问题,比如你站在一台位于地下商业街的ATM机面前,连个手机信号都没有,任凭lastpass如何在云端,你也无法接触到了。
4. 子密码不可逆向推出主密码。子密码之间无法互相推知。这一点成熟的密码管理软件都可以做到。
5. 同时可以管理字符和数字型的密码
综上,我想出了一种密码管理生成的方式,如下。
子密码=MD5(主密码+应用名+版本号)
例如,主密码是“12345”,应用在微博上,第0号版本。子密码=MD5(12345+weibo+0),那么使用16进制的MD5数值作为字符型的密码,而使用整数型的,作为数值型密码:
 integer form | 125005476443167096316531531755775625670
 hexadecimal form | 5e0b 2dd4 df66 07a9 af36 7b41 6c48 89c6
不过实际中用不了这么长的密码,可以只使用前8位"5e0b2dd4"作为密码。
密码是应该定期更换的,比如3个月更换一次。于是下一次更换时,用MD5(12345+weibo+1),密码变成了:
 integer form | 48819798530286427763212232259863620227
 hexadecimal form | 24ba 59e7 6185 ba3e d70b 865f 94f8 aa83
如果是用在银行卡上,比如工商银行,那么生成的是MD5(12345+icbc+0),密码是:
 integer form | 140350455243536382853078667013757626879
 hexadecimal form | 6996 83b2 bedc b85b 4d38 a837 7584 69ff
考虑到ATM机只认6位数字,密码是140350
MD5,Message-Digest Algorithm 5(信息-摘要算法 5),是广泛使用的散列算法之一,能够将数据运算为另一固定长度值。
MD5对输入序列非常敏感,有一点点的差异,就可以产生出完全不同的MD5值,比如上述的MD5(12345+weibo+0)、MD5(12345+weibo+1)、MD5(12345+icbc+0),所产生的数值就完全不同。所以你的子密码看起来根本没有什么相关性,从MD5值逆向推导出MD5函数的输入值是非常困难的。这个难度和破解现在银行使用的计算机系统的难度相当。因此即使你不慎丢失了一枚子密码,其他的子密码仍然是安全的。
MD5的算法是公开的,有很多软件可以计算。你可以下载一个计算md5的工具来作为自己的密码管理生成器。因为MD5的用途实在太多,因此在windows/
Mac OS/ iOS/ Symbian/ Android/ WebOS下一定都会有大把的计算软件可供使用。
如果不相信别人的软件,你也可以自己来写,比如在Mac、linux上,可以直接在终端中输入
md5 -s "12345+weibo+0"
就可以得出5e0b 2dd4 df66 07a9 af36 7b41 6c48 89c6的答案。在python上也就是一行代码:
import md5; md5.md5("12345+weibo+0").hexdigest()
如果懒得动手,也有云端版的MD5计算器。到https://wolframalpha.com/ 上输入md5
12345+weibo+0,就可以计算出数值了,同时返回整数型和16进制型的。更厉害的,在手机上,用任意浏览器访问https://m.wolframalpha.com
也有同样的效果。不过注意,wolframalpha的搜索字符串是直接作为明文提交到网站上的,如果在网络路途中,有什么人监听的话,可能会丢失你的主密码哦,一旦主密码失窃,你所有的密码也就都丢了。所以最好还是通过本地运算比较好。

最后,介绍下我们(我,@chenxiaoqino @Hjin_me)制作的一个MD5密码生成器:http://code.google.com/p/md5-password-creator/
第一个输入框中填写您的主密码。
第二个输入框中填写您需要的应用名或者网站名称
点击MD5!以后就可以算出您的MD5密码了。如果只需要其中的一部分,就是『切出前』选择一个位数,点击>即可。
界面简陋,功能实用,希望您能喜欢。

用普通语言讲解下密码安全



试着用普通语言注释一下@caoz的这篇关于安全的文章goo.gl/3krVV 有不对的请各位推友及时指出。这篇文章讲的不是一个普通用户应该怎样保护自己的密码,而是针对服务商讲解应该怎样保护用户的密码。但是作为一个普通用户,了解其中的知识很有帮助。
我们平时会登陆许多网站,比如开心、人人、微博之类。这些网站如何知道我是他们的用户,并且输入的用户名和密码正确呢?他们需要有一个记录簿来记录我的用户名和密码之间的关系。有些很差的服务商会直接记录我的用户名和密码的原文

以密码的原文记录我的密码是非常不负责任的行为。一旦泄露给公司内或者公司外的人,他们就可能对我不利。@caoz提供一个简单的方法来推测,如果找回密码时给出的是您密码的原文,那么这个网站是非常不靠谱的

服务商会把所有用户的用户名和密码保存在一个数据库中保护起来,但是放在网络上这个数据库就有可能被偷走,就是爆库。“国内有点影响力的网站,2/3都被爆过库”,所以看来被偷走是迟早的事情。如果密码是以原文形式保存在数据库中就危险了

于是服务商一般不会以原文的形式保存用户名和密码。而是用所谓的HASH运算的方法将密码转换成另一串代码保存起来,这种运算方法是单向运算,就是从密码生成hash代码非常快捷,但是要从hash代码逆运算求解密码则非常困难。

hash运算goo.gl/xoYt有许多种方法其中比较有名的有MD5,sha等等。虽然hash是单向运算,但是如果记录了足够多的正向运算的因果关系,并且把这些对应关系存储起来,就是碰撞库

比如密码是“a”,hash值是“丑牛”,虽然从“丑牛”推不出a来,但是如果有碰撞库恰好记录了丑牛=a,那么只要在数据库里查询一下就可以知道原始的密码了。这就是碰撞库的意义。@caoz举了个栗子cmd5.com 推荐看一下其中的破解范围

对于服务商而言碰撞库就非常可怕了,通过碰撞库,黑客可以获得整个用户数据库中相当多的人的密码。从cmd5.com中的破解范围所述,8位以下的密码都是不安全的。很多人会想,反正我在人人、开心上也没什么秘密,丢就丢了呗。

其实不然,作为人类,我们记不住那么多密码,想想你是否在多个网站用同样的用户名和密码呢?甚至有多少人的开心网密码和支付宝密码就是同一个呢?如果是,请面壁。黑客们还有一个叫做社会工程学库的工具,简称社工库,专门记录以前被爆库的数据

有经验的黑客会从社工库里面取出数据,去知名网站上测试。这个过程是用计算机高速进行的。你丢掉了一把钥匙,然后就出现了一个机器人在每个高档/知名小区的门锁上插着试,每秒钟成千上万个门的测试。如果你跟现金打交道的帐户也是相同密码怎么办?

对goo.gl/3krVV此文的注释讲完。对于服务商我们其实无法控制,他们被爆库我们也帮不上忙,只是在我们的信息被窃取之后能够将损失和危险降到最低。我对于普通用户的建议:1.设定足够长度的密码。2.每个网站使用不同的密码。3.定期修改密码

我现在使用的密码管理方法是通过goo.gl/6mwE2以主密码配合网站名的方式对每一个网站生成不同的子密码,并且定期更换,这样即使一个密码丢失被破解,其他的服务仍然可以保持良好。

对了,如果对密码学更有兴趣的,推荐欧姆社的《漫画密码》,看着漫画就明白了。

“米饭实验”该怎么做――给马昊同学的一封公开信



“米饭实验”该怎么做——给马昊同学的一封公开信

金色葡萄 发表于
2011-12-01 20:15:29
小学四年级的学生马昊所做的“米饭实验”,经媒体报道后引起了热议。这个“米饭实验”虽然缘于著名的伪科学图书《水知道答案》,但其本身并非不能操作。果壳网友金色葡萄就针对此事,与马昊同学进行一番探讨,据此我们可以了解,一个规范的科学实验,应该怎么做。
马昊同学:
你好。
在 《南方都市报》 上看到你的“三碗米饭”实验,感到很有趣。想不到在小学四年级的你已经开始做一个科学实验,当你听到一个观点时能够亲自动手进行验证,并且通过报纸将实验结果公布出来,这已经完成了一个科学研究的几个基本环节。
  • 首先是提出假设。我们在生活中会遇到许多问题,根据经验也会自己总结出一些规律,在科学研究中要把观察到的现象总结成一定的规律,然后提出一个可以被证明正确,或者可以被证明错误的假设。这一步你做得很好:将“人类行为对事物的影响”这么大的题目精简成了一个简单的假设:“人类带有情感的语言是否可以影响米饭的腐败过程?”这个假设是可以被实验证明或证伪的。
  • 第二步是设计实验。你的实验设计是对米饭进行赞美或者咒骂,来观察米饭的腐败过程与程度。这也是一个不错的设计。它的优点在于,实验简单易行,对一个四年级的小学生来说,你是有能力实施这个实验的。另一个优点是,这个实验的结果比较容易定性观测。从你的实验结果上来看,米饭在约一个月的实验之后出现了明显不同的三个结局:白色,变黄,又黑又臭。这三个现象清晰可见,避免了许多复杂的测量。
  • 第三步你实施了实验,并且认真做了观察。我不知道你是否有实验记录,对于科学实验,是需要有一个专用的记录本来记录实验现象的。
  • 第四步,你通过《南方都市报》公布了你的实验结果,使大家可以看到你的实验方法和实验结果,并接受同行的评议。很多报纸都引用了你的这次实验,由此看来,你已经基本完成了一个科学研究的基本流程。
但是,其中有一些环节你做得还不够好,下面我就谈一谈我的看法,供你参考,希望对你有所启发。

“米饭实验” 的实验条件控制

在科学研究中,我们要很小心地去控制可能影响结果的因素。比如,在投铅球比赛的时候,铅球的颜色并不会影响你的成绩,而铅球的重量、投铅球时的风向和风速是会影响你的成绩的。还有一个常常被忽视但作用却不可小瞧的影响因素:裁判和记录员。如果裁判很严厉,那么你可能为了避免犯规而离投球线更远。
为了要弄清楚可能影响结果的各个影响因素之间的相互联系,我们在研究的时候会尽可能地使各个影响因素都处于严格的控制之下。要检验其中某一个因素对结果的影响,就需要保持其他因素不变。如果某个影响因素实在难以控制,就需要以随机化的方式经过多次实验,使这个影响因素的作用变得不明显。
影响因素分析
对于米饭的腐败过程,通过查阅文献、结合常识和本次实验的假设,可能的影响因素包括:
①人类对米饭的态度,②米饭的数量,③米饭上细菌的种类,④米饭上细菌的数量,⑤米饭的生熟程度,⑥保存环境的温度,⑦保存环境的湿度,⑧稻米的品种,⑨存放米饭的容器;甚至米饭在容器里的堆放方式也有可能对结果产生影响。
各个影响因素的控制
其中一些是比较容易控制的,比如米饭的数量和米饭的生熟程度。你需要使用秤或者天平称量同样多的米,加入同样多的水,使用同样型号的电饭锅进行烹调;在其后发表的科研文献之中,电饭锅的型号也是要写入到论文之中的。保存环境也可以用电冰箱来控制。
另一些控制起来则相对困难,比如米饭上的细菌种类和数量,就是很难控制的影响因素,也可能是关键因素。从你发布的实验过程照片来看,你是直接对着米饭说话的——人在说话的时候会有大量的飞沫产生,飞沫之中会带有一定数量的细菌。这些细菌会直接喷洒在实验对象(米饭)的表面。这样就很难认定造成实验结果的原因到底是飞沫数量还是含有情感的语言了。
对于实验中细菌的控制其实是一门学问,称为“无菌术”(Aseptic technique)。以前外科医生做手术是不刷手、不戴手套和口罩的,手术过程中他们会把细菌也喷洒到病人的伤口上,引发伤口感染化脓。直到 1864 年,一位匈牙利的医生塞麦尔维斯(Semmelweis)提出做手术之前要用消毒液洗手,才开始逐步解决。
关于米饭上细菌种类的控制,可以采用如下办法。米饭蒸熟以后,要放进同样蒸煮过的容器中,并且密封好,使外界的细菌不会进入到米饭之内。但这样可能会使米饭长期保存也不变质或者变质非常缓慢。要加快变质过程,你可以在接种箱内接种同样的霉菌到米饭的表面上,然后用一定的材料(如保鲜膜)把米饭密封好。这中间的操作过程有很严格的要求,你需要生物老师的协助。
http://img1.guokr.com/gkimage/f1/dx/5i/f1dx5i.png
科学家使用接种箱进行接种实验(图片来源:siue.edu)
对于实验要研究的因素——人类含有情感的语言,也需要有所控制。我们姑且认为在中国的米饭可以被中文语音所影响好了。在以后的实验中,我很期待看到其他语种的测试结果。你也许需要对米饭施加同样强度的赞美和咒骂,我个人建议,使用最简单的“你真好”和“你真坏”即可。

排除人为因素的干扰

在科学研究中,为了防止自己和其他人有意或无意影响实验结果,还应当使用“双盲”的方法。实验中,应该让观察者或者实验者不知道实验的分组细节。在你的这个米饭实验中,你不能同时担任实验者(对着米饭说话)和观察者(记录米饭的变化情况),因为作为实验者,你是知道自己所表达的情感的,而观察者不能知道哪一碗米饭受到了怎样的处置。要做到这一点,你需要得到哥哥和父母的帮助。
你在塑料瓶上画的“小花”、“猪头”和“空白”需要用胶布遮起来。然后请你的父母在塑料瓶的另一处分别标记上 A、B、C,表面也用胶布遮挡起来,对应顺序只有你父母知道,不能告诉你或者你哥哥。实验时,你打开自己的胶布,根据图画标记说赞美或者咒骂的话,之后再把胶布重新贴好。观察时,由哥哥打开他的胶布,记录下 A、B、C 三个瓶子里面米饭的腐败程度。遮挡胶布是为了形成 “双盲”,使实验者和观察者彼此分开,互不了解分组的细节。实验结束时才能取下胶布,查看结果。

实验的分组

在设计科学实验的时候,一般会有几组实验对象,分为实验组和对照组(对照组细分的话,还可以有阳性对照、阴性对照、空白对照等)。在实验中,你已经将实验对象——米饭,分成“赞美组”、“咒骂组”和“不理睬”三组。“赞美组”和“咒骂组”看起来是实验组,而“不理睬”组,我想你是想作为对照组。对于语言“情感”影响,我认为还应当加入一组是无情感语言组。你可以选择一些没有明显情感的语句对这一组施加影响,比如对着它数数。

重复实验验证结果

最后,你不仅需要自己做这个实验,还需要让其他同学按同样的方式来做这个实验。通过多次重复实验来消除一些不易控制的因素的影响,比如你的语音强弱。

综上所述,马昊同学,你已经具备了一定的科学研究的意愿和能力,但在很多实验设计的相关问题上还需要更多的学习和训练,希望你能保持这一份对事物的好奇心,增长自己的知识和技能。本文只是选择了一些科研中常见的问题与你讨论,在实际的研究中,你还会遇到许多的问题,比如如何分析数据、评分标准的设定等等。你应当查阅前人的文献,向相关领域的专家进行咨询。

致礼
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本文发布于果壳网:http://www.guokr.com/article/76404/ 
文字由果壳网的美女编辑帮助修改,使我本来生硬的语言变得如此温柔。文中的双盲实验方法与果壳网诸位编辑讨论后产生。要设计出个双盲还真不是件容易的事情。