時間:2022-05-05 15:14:00
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇科學家,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
費曼奮力思索了3天,認為自己懂了。當他再次面對魔術師的時候,他傻掉了。
2009年的夏天,我參加了一次歷時8個星期的北極遠征。在此期間,我們的船航行在加拿大北部的埃爾斯米爾島和格陵蘭之間的海峽里。一個周末的晚上,我安排了一場魔術演出,觀眾是船上來自13個國家的20多位各司其職的船員和乘員。由于登船之前我并無此計劃,所以沒有攜帶任何魔術道具,我只能利用船上已有的物品進行表演。我到處搜尋了一番,還不錯,最后用45分鐘時間表演了15個魔術。
觀眾中有3名來北極研究冰川變化的科學家,他們對于其中的一個魔術效果表現出極大的興趣,要求我反復演示。這個效果許多中國的觀眾都在央視的春節聯歡晚會上見過,即橡皮筋穿越。兩個套在一起的橡皮筋,只是被魔術師吹了一口氣,便神奇地分開了。表演時,我向科學家們“解釋”說:“日常生活經驗告訴我們,固體是無法穿過固體的。但是,根據量子力學,固體實際上是有可能穿過固體的,只是概率非常非常低。所以,一旦這種情況發生,我們可以把它稱為‘奇跡’。”
這樣的解釋只能讓科學家們對這個魔術效果更加好60他們清楚地知道,我顯然不可能用什么量子力學的原理使橡皮筋分開,但是這個效果又是如此明確,他們于是陷入了深深的迷惑之中。
科學家的本職工作就是查明現象背后的原理,從這個意義上講,似乎沒有任何人能比他們更加適合去探明魔術的秘密。但是,科學家卻有一個阿喀琉斯之踵。
美國物理學家理查德·費曼是1965年諾貝爾物理獎得主,曾被人譽為20世紀“最聰明的科學家”。有一次,他遇到了計算機科學家丹尼·西里斯(Danny Hillis),西里斯既是計算機公司“思考機器”的聯合創始人,也是一名業余魔術師。西里斯給費曼表演了一個紙牌魔術。費曼作為一個酷愛尋根究底和炫耀智慧的科學家,回家思索了兩三天,然后告訴西里斯他知道那個效果是如何做到的了。結果,西里斯又給費曼表演了一遍同樣的效果,但很顯然并不是用費曼所說的方法做到的。這一下,費曼可傻掉了。
我最初是在一本書上看到這個故事的,后來我在洛杉磯見到了該書的作者、美國巴羅神經學研究所的科學家史蒂芬·馬可尼(StephenMacknik)和蘇珊娜·馬丁內斯一康德(Susana Martinez—Conde)。我問馬可尼,西里斯當年給費曼表演的是哪個紙牌魔術?馬可尼回答說,他并不確切知道是哪個魔術,但是有許多常見的魔術都可以讓那個故事成立。我完全同意這一點,至少在我初次讀到這個故事的時候,腦海中就立馬反射出了兩個可能的魔術流程。
其實,事情的關鍵在于,科學家習慣性地認為,同樣的現象一定是由某一特定的原因造成的,像嚴謹的科學實驗—樣,如果有一步不對,就會滿盤皆輸。魔術師展示了一個效果,費曼會奮力給出一個假說,來解釋他看到的現象。然而,當魔術師“重復”同一現象時,他只是制造了“重復”的假象。一定有什么細節或流程是與之前一次表演不同的;也就是說,魔術師其實是用不同的方法制造了“雷同”的效果。
這也就是為什么有些情況下魔術師會把同一個效果重復一遍甚至兩遍。“沒有看清楚嗎?我再來一次,這次我慢慢來!”觀眾在第一次看時還會在腦中形成一個猜測,然而,再看一次時,他的假說當即就被新的觀察給否定了。隨即,他的第二個猜測又隨著第三遍表演而變得不成立。至此,事情也就完全成了一個謎。
于是,世界變得安靜了,人類似乎理智了。為了共同的未來,不同膚色、不同語言的人都集聚到了地球上唯一剩的一塊綠地上——一百年前這里是北冰洋的中心,商討對策。之后,我作為代表被派往鄰居星球與那里的科學家尋找人類的生存之法。于是有了下面的對話。
“您好!我來自地球,我叫……我們地球目前已經……”
“您好!很高興你們來了。但問題已經相當嚴重了……”
“我們知道了……”
“植樹造林在一百多年前就應該提上議事日程,保護淡水也是那時在科學界已經成為共識,可政治家們卻為了選票不聞不問……”
“嗯。”
“人來自自然,要依靠自然,要與自然和諧相處,才能長久生存。”
……
這些話如此熟悉,喚醒了我兒時的記憶。道理如此簡單,卻從未引起我輩重視。我等捧腹自唉、老淚縱橫!
關鍵詞:Peirce;科學家;邏輯學家;科學;指號學;化學概念
CharlesSandersPeirce(1839-1914),其一生曾作為“一個美國人的悲劇”〔1〕,現在已經越來越多地被認為是他那個時代、也是美國至今產生的最有創造性、最具多才多藝的偉大思想家。他廣博的研究涉及非常不同的知識領域:天文學、物理學、度量衡學、測地學、數學、邏輯學、哲學、科學理論和科學史、指號學、語言學、經濟計量學和實驗心理學等等。而且這里的許多領域,Peirce在不同程度上被視為倡導者、先驅甚至是“鼻祖”。Russell早就做出評價:“毫無疑問,他是十九世紀末葉最有創見的偉人之一,當然是美國前所未有的最偉大的思想家。”〔2〕而當代在世哲學家H.Putnam稱他為“所有美國哲學家中高聳的巨人”〔3〕。
雖然Peirce的思想具有極為廣闊的視野,但當今學者所公認、Peirce本人也承認的他的兩個主要研究領域卻是科學和邏輯學。科學和邏輯學是Peirce畢生付出精力最多的兩個領域,也是他在大學畢業后決定他一生將做什么時曾猶豫不決的兩種選擇。但在其學術興趣上它們是他的孿生子,二者在理論聯系上常常是融為一體,成為Peirce最傾心關注的焦點。而且,作為科學家和邏輯學家的經驗是Peirce整個哲學系統構建的基礎與出發點,是貫穿他一生思想發展變化的重要影響因素。實際上,科學和邏輯學的共同追求正是Peirce為自己所界定的生活目標。把握他的這一顯著特征,我們可考察作為科學家的Peirce與作為邏輯學家的Peirce之間的某些聯系。
1科學家職業、邏輯學家志向
從實際從事職業來看,Peirce是位科學家,包括化學家、大地測量員、物理學家、天文學家、工程師、發明家、實驗心理學家等等;同時這也是他謀生的門路,是他最早獲得學術名聲的領域。
成為一名科學家,Peirce具有非常優越的條件;同時這也是他的親戚朋友尤其是父親所期望的。Peirce出生于具有良好科學氛圍的家庭,特別是其父親BenjaminPeirce是哈佛大學天文學和數學Perkins教授,也是當時美國最有影響的數學家。Peirce從小由其父親教授數學、物理學和天文學等學科;其聰穎智慧深得父親欣賞。而Peirce本人也深受父親影響,尤其是在父親1880年去世之后,他極想遵照父親遺愿而繼承父親的事業,從此專注于科學研究。
在Peirce十幾歲時,他已經在家中建立了私人化學實驗室,并寫出了《化學史》;其叔叔去世后,他又繼承了他叔叔的化學和醫學圖書館。1859年從哈佛大學畢業后,他父親安排他在美國海岸測量局(后來改名為海岸和地質測量局)野地考察隊作為臨時助手學習鍛煉了一年;而同時他私下跟隨哈佛動物學家LouisAgassiz學習分類學方法。1862年進入哈佛的Lawrence科學研究所,并于1863年畢業獲得化學理學士。其間于1861年他再次進入海岸測量局,但這次是作為長期助手;1884年10月至1885年2月主管度量衡辦公室;1867年父親成為海岸地質測量局的第三任主管,Peirce于同年7月1日由助手(Aide)提為副手(Assistant),職位僅次于主管;他的這一職位上一直持續到1891年12月31日,時間達24年半之久。從1872年11月開始,他又負責鐘擺實驗;在1873—1886年間他在歐洲、美國以及其他地方的站點進行鐘擺實驗。晚年(1896年直到1902年)主要為圣勞倫斯能量公司做顧問化學工程師。
同時,Peirce在1867年被安排在氣象臺從事觀測工作,并于1869年被任命為副手。他曾是一次日環食和兩次日全食現象的觀測者,還負責使用氣象臺新獲得的天體光度計。1871年其父親獲得國會授權進行橫跨大陸的地質測量,Peirce由此又成了職業的大地測量員和度量衡學家。
Peirce生前雖只出版過一本科學方面的書(《光測研究》(1878)),為《theNation》雜志撰寫的短評、書評現多收集在由Ketner和Cook編輯出版的《ContributionstotheNation》中;但他在海岸地測局和哈佛氣象臺的諸多貢獻已經為他(也為這兩機構)在很年輕時就贏得了國際(特別是在歐洲)聲譽(Peirce1870年、1875年、1877年、1880年和1883年先后五次接受測量局任務到歐洲考察,同歐洲的許多科學家建立了聯系,并極力主張擴大科學界的國際聯系)。Peirce于1867年成為美國文理學院的常駐會員,1877被選為國家科學院的成員,1880年被選為倫敦數學學會成員,1881年被選進入美國科學進步協會。而且值得一提的是,現在Peirce已被認為是采用光波長來測定米制長的先驅。
然而,盡管他原本可以很好地專職于科學職業,并有廣闊的前景;并且事實上,他也是由化學進入了各種各樣的科學部門,并投入了極大的興趣和精力,成為美國當時杰出的科學家。但與邏輯學相比,它們只是他生命的第二焦點。
從理想志向來看,Peirce視邏輯學為其天職。早年在父親指導下學習《純粹理性批判》時就認為康德的失敗主要在于其“平庸的邏輯”,要超越康德體系,必須發展一種嶄新的邏輯。他聲稱在12歲時已經除了邏輯別無其他追求;甚至在生活潦倒、疾病纏身的困境中他依然堅持這一工作。他建有自己的私人邏輯史圖書館,他是近代以來少有的精通古代和中世紀邏輯的一位邏輯學家。他自己說,他是自中世紀以來唯一全身心貢獻于邏輯學的人,并聲稱他是終生的邏輯推理學習者。1906年他在美國《WHO’SWHO》中把自己命名為一名邏輯學家,這在當時是絕無僅有的現象。晚年在Milford的Arisbe,他形容自己為田園邏輯學家、邏輯學隱士。與具有美好前程的科學職業相比,Peirce之所以熱中于當時不可能成為謀生手段的邏輯學,更多的是出于對自己既定學術目標的追求:要發展一種有前途的邏輯。他對于邏輯的執著和熱情,使得他在邏輯學上的貢獻并不亞于科學。
年僅二十幾歲時,Peirce就開始在哈佛和Lowell學院作關于邏輯學的演講;從1879年直到1884年,在保持海岸地質測量局職位的同時,他作為JohnsHopkins大學(美國歷史上第一所研究生學院)的兼職邏輯學講師(這是他一生唯一一次獲得的大學職位),并在這期間出版了他第二本書(也是最后一本)《邏輯研究》(1883年,Pei
rce主編)。這本書在當時的美國乃至整個歐洲都有較大影響。在1901年,他為Baldwin的《哲學心理學辭典》撰寫了大部分的邏輯學詞條。
雖然Peirce只有短暫的學院生活來傳播他的邏輯理論,但在他那個時代,Peirce已經是一位國際性人物。在五次訪問歐洲期間,雖然他是作為科學家去考察,但不僅碰到了許多著名科學家,也會見了當時知名的數學家與邏輯學家,包括DeMorgan、McColl、Jevons、Clifford、Spencer等,還與Cantor、Kempe、Jourdain、Victoria夫人等保持著通信關系。1877年英國數學家和哲學家W.K.Clifford評價“CharlesPeirce...是最偉大的在世邏輯學家,是自Aristotle以來已經為這一學科增加實質內容的第二個人,那另一個是GeorgeBoole,《思維規律》的作者。”〔4〕
而在今天,Peirce學者不斷發掘出的Peirce的邏輯尤其是現代邏輯貢獻更是值得重視。一般認為,他早期主要是作為一名布爾主義者(Boolean)從事代數邏輯方面的研究,而晚年他的貢獻主要集中于圖表邏輯方面,主要包括存在圖表系統和價分析法。1870年Peirce的“描述一種關系邏輯記法,源于對Boole邏輯演算的擴充”是現代邏輯史上最重要的著作之一,因為它第一次試圖把Boole邏輯代數擴充到關系邏輯,并在歷史上第一次引入(比Frege的Begriffschrift早兩年)多元關系邏輯的句法。在1883年之前他已經發展了量化邏輯的完全的句法,與直到1910年才出現的標準的Russell-Whitehed句法僅僅在特殊符號上有點不同。
在對于數理邏輯貢獻的廣泛性和獨創性方面,Peirce幾乎是無與倫比。與邏輯主義學派的Frege相比,Peirce的特殊貢獻不在定理證明方面上,而更多的是在新穎的邏輯句法系統和基本邏輯概念的精制化發展上。他創造了十多個包括二維句法系統在內的不同邏輯句法系統。把實質條件句算子(在他那里的形式為“—<”)引入了邏輯學,比Shaffer早40年發展了Shaffer豎并僅僅基于這一算子發展了一完全的邏輯系統。還獨立地系統采用了真值表方法和歸謬賦值法,過早地意識到Skolem前束范式的技術。在JohnsHopkins大學教書期間,Peirce開始研究四色圖猜想并發展了邏輯和拓撲學特別是拓撲圖論之間的廣泛聯系。
我們看到,Peirce不僅是有著突出貢獻的科學家,同時也是著名的邏輯學家。然而在二者關系上,首要的一點是:他承認自己熱愛科學,但坦言對于科學的研究只是為了他的邏輯;因為邏輯的研究需要從各種特殊科學(還有數學)的實際推理方法中概括出一般的邏輯推理方法,而決不是僅僅從邏輯書籍或講課中背誦、記憶和解題;多樣化的科學研究正是為了邏輯之全面概括,由它們獲得的材料形成了邏輯學的基礎和工具。實際上,這種前后的“從屬關系”最突出地表現在他晚年常常是以作為科學家的收入來維持從事邏輯學研究的時間。
2邏輯學作為科學
雖然上文表明邏輯學家Peirce與科學家Peirce之間有近乎目的與手段間的主從關系,但事實上并非如此簡單,它們還有更為深刻的一層關系,那就是:邏輯學也是科學。很顯然,這是Peirce長期的實驗室經歷已經使得他以科學的方法處理所有問題(他有時的確稱自己為“實驗室哲學家”)包括邏輯學了。
我們首先看,科學在Peirce那里意味著什么?Peirce看到大多數人包括科學界之外的人都習慣于把科學視為特殊種類的(主要是指系統化的)知識,而他更愿意像古希臘人那樣把科學作為認知的方法,但他強調這種方法一定要是科學探究(inquiry)的方法。知識開始于懷疑,為了尋求確定的信念我們必須要解決(settle)懷疑,一般解決懷疑的方法主要有情感方法(求助于自己的感覺傾向)、信忠團體的方法(選擇那些最適合其社會團體的那一信念)和尊重的方法(求助于自己對于某特別個人或機構的尊重之感情)等;但這些方法本質上都是自我中心的非客觀的方法,它們往往只通過懷疑者自己的行為、意愿來選擇信念,缺乏足夠的證據。而真正客觀的方法只有科學探究的方法,在這種方法指引之下,探究者從經驗出發基于科學共同體(community)的合作去尋求真理(TRUTH)或實在(Reality),這也正是科學活動;最終的真理性認識可能并不是由某一實際的探究者所發現,但只要是遵循這種方法、運用先前的結果,最后都必定會一致達到真理的。這正是Peirce在《通俗科學月刊》上發表的兩篇經典性論文《信念的確定》和《如何使我們的觀念清楚明白》中所闡述的實用主義(與后來James版本的實用主義有很大不同)方法相一致的,事實上如Peirce所指出的,實用主義不是什么世界觀,本質上是一種方法,一種科學探究的方法。而與此同時,我們看到,Peirce把邏輯學視為設計研究方法的藝術,是方法之方法,它告訴我們如何進行才能形成一個實驗計劃;邏輯就是對于解決懷疑的客觀方法的研究,是對于達到真理之方式的研究,其目的就是要幫助我們成為“科學人”。現代科學之優于古代之處也正在于一個好的邏輯,健全的邏輯理論在實踐上能縮短我們獲知真理的等待時間,使得預定結果加速到來。
但是我們發現,他在思想更為成熟的階段是把邏輯學的科學屬性放置于指號學(Semiotics或更多的是Semieotics)的語境中來考察的,雖然這種處理與以上把邏輯學視為科學方法之研究存在著根本上的一致性。
Peirce不止一次指出,在最廣泛的意義上的邏輯學就是指號學或關于指號的理論,僅僅是指號學的另一個名字。〔5〕它包括三個部門:批判邏輯學(CriticalLogic),或狹義上的邏輯學,是指號指稱其對象的一般條件的理論,也即我們一般所謂邏輯學;理論語法(SpeculativeGrammar),是指號具有有意義特征的一般條件的學說;理論修辭(SpeculativeRhetoric),又叫方法論(methodeutic),是指號指稱其解釋項的一般條件的學說。〔6〕這種劃分可能受中世紀大學三學科:語法、辯證法(或邏輯學)和修辭的課程設置的影響,指號學在某種程度上可視為對于中世紀后期所理解的邏輯的現代化版本。而我們在此需要強調的是,Peirce把指號學視為經驗科學、觀察科學。推理就是對于指號的操作,觀察在其中發揮著重要作用;指號學同其它經驗科學的不同在于它們實驗操作對象不一樣,在于其它科學的目的僅僅是發現“實際上是什么”而邏輯科學要探明“必定是什么”。但既然是經驗科學,根據經驗學習的科學人進行邏輯推理所得到的結論就是可錯的即準必然的(事實上,任何邏輯必然都只是相對于特定
推理前提而產生必然的特定結論)。
更進一步,Peirce把狹義上的邏輯學(logicexact)分成假設邏輯(abductivelogic)、演繹邏輯和歸納邏輯三部分。顯然這比傳統邏輯上演繹(必然的)、歸納(可能的)二分的做法多出了內容。Peirce得出這樣的結論是對于Aristotle三段論基本格研究的結果,他認為Barbara集中表現了演繹推理的本質,而作為特殊的演繹三段論Baroco(把Barbara中結論的否定作前提、小前提的否定作結論)和Bocardo(把Barbara中的結論的否定作前提、大前提的否定作結論),如果把它們的結論考慮為或然性的,則分別相應于假設推理(abductivereasoning)和歸納推理。但更重要的是,Peirce在此顯示出了邏輯學與科學的最合理的緊密聯系。在他看來,演繹邏輯也即數學的邏輯,而假設邏輯和歸納邏輯主要就是科學的邏輯。在演繹邏輯已經得到普遍承認的情況下,他終生的愿望就是要把歸納和假設(Abduction)同演繹一起堅固地和永久地確立在邏輯概念之中。在科學探究過程中,假設、演繹和歸納先后組成了三個不同階段的科學方法,它們的共同作用使得科學探究能自我修正。
Peirce把假設放在首位,作為科學探究程序的第一步,目的在于發現和形成假說。假設是為解釋違反規律(或習慣)的意外事實而產生假說的過程,它能產生新信息,Peirce把它視為所有科學研究甚至是所有普通人的活動的中心。但這種假設并沒有提供安全可靠的結論,假說必須要經過檢驗。于是,還需要演繹來解釋(explicate)和演示(demonstrate)假說即得出預言;再后由歸納回歸到經驗,旨在通過觀察被演繹出的結果是否成立來證實或否證那些假說,即決定假說的可信賴度。在這連續的三種推理形式中,假設是從意外事實(surprisingfacts)推到對事實的可能性解釋,演繹是從假說前提推到相應結論,歸納則是從實例到一般化概括。經過這樣的科學探究,我們在科學共同體中將能不斷接近真理。
3邏輯學中的化學概念移植
為更具體地論述Peirce的科學研究與邏輯學研究之間的緊密聯系,我們在此可談到Peirce對科學中的許多概念向邏輯學研究的成功應用,這突出表現在化學上。因為化學是Peirce的大學專業,也是他進入整個經驗科學的入口。
邏輯學作為一門特殊的學科領域,事實上從近代以來,就從數學(包括代數和幾何)理論那里找到了非常有力的發展動力和理論技術。我們在此談到的化學概念應用作為整個自然科學概念推廣中的一例其實也是Peirce為發展邏輯學而提出的。
首先,Peirce晚年極為傾心的存在圖表邏輯構想正是基于化學圖表原理(可能還有拓撲學方法的啟發)。存在圖表是Peirce在其指號學背景下對Euler圖和Venn圖的重大發展,具有極強的表現力。其在自然、直觀、易操作上要遠勝于代數方法(包括標準的Peano-Russell記法),因為我們心靈的思想過程被同構地展現在推理者面前,對于圖表的操作代替了在化學(和物理)實驗中對于實物的操作。化學家把這樣的實驗描述為向自然(Nature)的質疑,而現在邏輯學家對于圖表的實驗就是向所關涉邏輯關系之本性(Nature)的置疑。〔7〕
第二個例子,現代邏輯(可能從《數學原理》開始)中的一對基本概念:命題和命題函項(或有時稱為閉語句和開語句)原本就是來自化學中的“飽和”(Saturation或Gesättigkeit)和“未飽和”概念。Peirce用黑點或短線來代替語句中的“指示代詞”(即邏輯中的自變元),得到形如“——大于——”、“A大于——”這樣的形式,它們分別被稱為關系述位(relativerhema)(區別于像系詞一樣的關系詞項)和非關系述位,也即他那里的謂詞(謂詞是幾元的取決于我們到底如何選擇去分析命題)。他指出,述位不是命題,并坦言“述位在某種程度上與帶有未飽和鍵(unsaturatedbonds)的化學原子或化學基極為相似。”〔8〕然而不無意外,我們發現同時期歐洲大陸的Frege也正在獨立地從化學概念得到邏輯研究的靈感。他把諸如“……的父親”的函項記號稱為“未飽和的”或“不完全的”表達式,以與專有名詞相區別。〔9〕
另外一個例子是Peirce提出的價分析(ValencyAnalysis)法。正如名字所顯示出的,它同化學中的化合價概念密切相關,Peirce所使用的詞語Valency直接源于化學中的術語Valence即化合價。價分析是Peirce在圖表化邏輯思想指引下于存在圖表(ExistentialGraphs)之外創設的另一種二維表現法。其中,顯然他是把思想中概念的組合與“化學離子”的組合相比擬,如他采用類似“——”這樣的結構表示帶有“開放端(looseend)”(即黑點后面的橫線)的實體,即謂詞;這就是化學中離子結構的簡單變形。由于它們的開放端導致的“不穩定”(正像離子本身不穩定一樣),開放端之間就可能連接起來形成共同“鍵”(bond)。如“——”同“——”可形成“——”樣式的新結構〔10〕。正是利用這樣的離子組鍵技術,Peirce成功證明了其著名的化歸論題,即對于三元以上關系都可化歸到三元和三元以下的關系,但一元、二元和三元關系卻不能化歸。這一論題是他哲學思想體系中所堅持的三分法原則的邏輯證明。
綜觀Peirce的科學家經歷和邏輯學家志向,Peirce把邏輯學視為對于各種科學推理方法的概括,同時又把邏輯學理論指導、應用于科學研究過程。二者緊密相連,互為作用。而更為突出的,他的邏輯貢獻大都可追溯到其多樣化的科學研究,他的邏輯獨創往往也是其科學研究經驗的啟發性建議。筆者以為,研究Peirce的這些方面,我們至少可得出以下啟示:邏輯學應從數學和科學推理實踐中概括推理的一般本質;邏輯學家應盡可能學習、掌握科學(傳統邏輯就因為沒有這樣做而失敗,科學家非邏輯學家或邏輯學家非科學家都不能勝任于對科學推理的分析工作),因為拓寬自己的科學研究領域必將能加強邏輯學家對于邏輯科學的貢獻能力;同時科學家要想更為一般地把握住推理方法也應了解邏輯學,但是前者在當前學術界值得特別注意。當前處于被冷落地位的邏輯學要想擺脫這種局面,必須加快發展自己;而經驗科學(不再僅僅是數學)必能使得邏輯學發展獲得新的生命力,這已經是被現代邏輯的發展史(特別是初創時期)所證實的。
參考文獻:
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Peirce:TheScientistandLogician
我總是提問題,經常提一些科學問題,如一切是怎么出現的?“萬有引力”會消失嗎?霍金是怎樣成為物理學家的?等許許多多的問題。就在一個月明夜靜的晚上,我又睡不著覺了,于是提問題。突然,我想出了一個問題,就是周少輝是科學家嗎?說到這里,我得說說自己了,我是一個天生就愛好科學的人。不但愛,還在學習。從2013年開始,我就自學科學,一直到現在,已經堅持了四年。在這期間,我既學習也研究。在地理上,我研究大陸的形成。事實上,大陸的形成問題德國科學家魏格納早在一百多年前就研究過了。不但研究了,還提出了著名的“大陸漂移說”,這已經是成功解決了的問題。你再研究,豈不是多此一舉嗎?如果你這樣說。我會說:我重新研究大陸的形成并不是多此一舉。而是,地理上的需要。因為,我發現大陸不一定是漂移的,有可能是創造的。為此,我提出了新的學說,即“大陸創造說”,這個學說是否正確,現在還不知道。但我認為我的學說有正確的可能,萬一是正確的,“大陸創造說”和“大陸漂移說”猶如“日心說”和“地心說”。或許,我就是地理上的哥白尼。在歷史上,我研究過“燭影斧聲”等歷史問題。在考古上,我研究武則天的無字碑,并得出了研究結論。雖說我研究了很多問題。但我還是不知道自己是不是科學家。
我知道科學家不是那么容易當的,僅憑我這幾年的學習和研究,就說我是科學家,恐怕沒有人相信,我自己也不太信。其實,我知道世界上許多著名科學家,如牛頓、愛因斯坦、居里夫人等,他們才是科學家。我不是,我只不過是民間科學愛好者。
雖然,我不是科學家。但我的夢想是成為科學家。為了這個遠大的夢想,我會一直努力下去。至于能否成功。我只能說:聽天由命了!
人總有生老病死,科學家也不例外。在很多時候,科學家們總是還沒探索出科學奧秘,就被死神無情地帶走了。
因此,我想克隆科學家,提取他們細胞中的基因,采用先進的克隆技術來克隆。我克隆出的科學家都是一個個3歲的小孩子,他們跟原來的科學家一樣聰明,外貌相同,腦子里已經裝有原先探索科學的數據與資料了。
我首先要克隆英國最著名的物理學家、數學家和天文學家、被人們稱為近代科學之父的--牛頓。他死于1727年,離現在有281年了,他一生對科學事業所做的貢獻遍及科學各領域。但牛頓已經過世,沒有來得及完成他正在研究的神學論。所以,我--2028年的女科學家特地去威斯敏斯特教堂(牛頓的埋葬地點)提取牛頓的基因,提取完畢后,我立即奔赴科學研究所克隆牛頓2號。......終于,過了十二小時,我克隆出了牛頓2號,只見他長得很小,畢竟嘛,克隆的牛頓才3歲,但他的大腦與牛頓一樣聰明敏捷。牛頓2號一從克隆機里走出來后,便坐車向自己的研究所使去。
過了幾年,牛頓2號已經8歲了,并成功研究出了神學論,不僅為人類造福,而且也向科學道路邁開了更大的步伐。我還克隆出了愛因斯坦、比爾蓋茨等名科學家,讓他們共同為人類作出更大的貢獻。
從克隆科學家到為人類造福的事中,我感受到了:紀念科學家,不如克隆科學家來繼承勇于開拓的精神!
自古至今,科學家的手為我們付出了多少?
瓦特的手發明了蒸汽機,諾貝爾的手發明了炸藥,愛迪生的手發明了電燈,伊恩·維爾莫特研究出了克隆羊多利,詹姆士·活森與法蘭西斯·克里克的手發現了DNA結構……
科學家的手發明了各種東西,發現了人類進步的階梯,造福了人類。
人類有一個個未解之謎等待科學家解開。
科學家的手是神圣的手,為人類發明創造、發現、探索。
科學家的手為我們創造了許多,我們還小,現在只能用手來寫字、讀書、學習,將來有一天我們也會用自己的手建造起高樓大廈,制造出通向太陽的電梯,由此走向成功,貢獻出自己的一份力。
雙榆樹中心小學五年級:金睿祺
審核教師:季義紅
贛州文清實驗小學二(3)班 韓雨燦
星期日,我們在教室里做了一個關于“看未來科學家的照片”的活動。
首先,老師出示了一個黑色的神秘袋子,讓我們猜猜是什么?有的人說是文具,有的人說是生活用品,還有人說是食品……可是大家都沒有猜對。直到后來陳子豪說“是照片”時,老師豎起了大拇指,并獎勵了他一個小禮物。這時,老師在黑板上寫下一行“未來科學家的照片”的大字時,我們更加疑惑了。未來科學家是什么樣子呢?是穿著白衣服?還是戴著白帽子?或者是穿著黑皮鞋?我覺得他應該是戴著眼鏡的,因為科學家是有知識的人肯定看書多,所以會有近視眼。
同學們開始輪流看“未來科學家的照片”。同學們一個個都很好奇,期盼著早點看到科學家的形象。第一個走上講臺的是一位男生,只見他看完后捂住嘴巴不敢笑出聲來,微笑著走回座位。第二個就輪到我了,我好奇地走上講臺,想看看未來的科學家到底長什么樣子?我朝袋子里一看,里面只有一面鏡子?我大吃一驚,迷惑地望著老師。老師微笑著對我說“你再仔細看看,鏡子里面的她就是未來的科學家啊!”我又朝鏡子里看了看,發現鏡子里自己的影子,我才恍然明白,原來未來的科學家竟然是我自己啊!
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在浩渺無際的宇宙中,究竟有多少顆星星?這是迄今為止,沒有任何一位科學家能夠準確回答的問題。不過,科學家通過不懈努力,還是取得了很大的進展,甚至得出了相對準確的答案。
答案一:7×10 22
這是澳大利亞國立大學天文學和天體物理學研究院的西蒙?德賴弗教授及其小組,在2003年國際天文學聯合會會議上公布的計算結果。這個數字是什么概念呢?打一個通俗的比方:把地球上所有的海灘和沙漠里的沙粒加起來,也沒有這么多。
德賴弗教授等是怎樣計算出這一結果的呢?他們使用世界上最先進的射電望遠鏡,首先計算出離地球較近的一片空間里有多少個星系。然后,通過測量星系的亮度,估計出每個星系里有多少顆星星。接下來,再根據這個數字來推斷在可見的宇宙空間里有多少顆星星。這是他們根據全球最大的星系調查計劃——“2度視場紅移巡天計劃”——所進行的一項研究工作。這項工作受到國際天文學界的高度評價,認為“7×1022”這個結果,是當時對宇宙空間有多少顆星星這個問題得出的最精確的答案,因為改進后的射電望遠鏡能使他們更精確地計算出宇宙中有多少個星系;同時,日益完善的現代宇宙學測量方法,也使他們對宇宙幾何學有了進一步的了解,并能將這一理論運用于宇宙探測的實踐中。
答案二:1×10 22
接下來的一種對宇宙各星系恒星數量的估計結果是1000億的1000億倍,即1×1022。這是不少天文學家的普遍看法。其中最具代表性的是美國康奈爾大學天文學家卡爾?薩根的研究結論。薩根曾撰寫過一本名為《千億的千億》的暢銷書。他在書中指出,宇宙空間共有1000億個星系,每個星系擁有1000億顆恒星,那么恒星總數就是1000億的1000億倍。
在估計恒星總數時,薩根的假設是,所有星系中矮星(這是宇宙中最常見的恒星)的比例都與螺旋形的銀河系一樣。他說,“我們對宇宙的很多了解,大都基于我們在自身所處的銀河系內部所做的、然后推廣到其他星系的觀測和結論。”
答案三:3×10 23
薩根教授的上述結論公布不久,即招來美國耶魯大學天文學家彼得?范多庫姆和哈佛大學天體物理學家查理?康羅伊等人的質疑。他們認為,宇宙中大約有三分之一的星系是橢圓形的,并非如薩根所說是螺旋形的,而且這些星系的構成方式也與銀河系不同。他們利用位于夏威夷的凱克望遠鏡(見右下圖),觀測了8個橢圓形的遙遠星系,計算出每個星系中的紅矮星比人們原先預計的要多10倍到20倍。范多庫姆說:“我們觀測研究的結果是,宇宙中恒星的數量應當是3×1023;換個說法,即3萬億乘以1000億。我們之所以要修改薩根提供的數字,是因為一些星系——在所有星系中占三分之一的橢圓形星系——中有多達1萬億到10萬億顆恒星,而不是區區的1000億顆。”
這是一個難以想象的巨大數字,即使對習慣于與光年和萬億打交道的天文學家來說也是如此。一個有趣的巧合是:據科學家查閱資料得知,平均而言,人體內有大約50萬億個細胞,如果以此數乘以地球人口60億的話,剛好是3×1023——宇宙中恒星的數量正好相當于地球上人體細胞的總和。
業界反響
范多庫姆和康羅伊的研究成果最近在《自然》雜志發表后,立即在國際天文學界引起巨大反響。美國加州理工學院天文學家理查德?埃利斯評論說:“二人的論文挑戰了‘一個較有秩序的宇宙’這一假設,支持了‘宇宙比我們想象的更為復雜’這種觀點,他們的研究工作雖然可能使一些人感到不快,但應當說是有道理的。他們的研究確實打破了這一領域的平靜,就像鴿群中闖來了一只貓。”
更多的天文學者則在肯定兩位專家研究成果的同時指出,3×1023這個數字,并不能被認為就是整個宇宙中星星的終極數量,而是在現代科技手段能力所及的范圍內,計算出的相對準確的結果。真正的數字可能會比這個大得多。
高爾基曾說過:“假使一個人不在金錢里埋葬自己,而能用理性支配金錢,這對于他是榮耀,對于別人也是益處。”這話不無道理。當今世界雖然拜金主義之風吹得許多人昏頭漲腦,但仍不乏能用理性支配金錢的人,科學家中此類人最多,諾貝爾就是個典型。
眾所周知,瑞典著名化學家諾貝爾,把畢生的心血和精力都獻給了科學事業,冒著生命危險,發明了雷管和炸藥。他也因此獲得了巨大的財富,成為歐洲的百萬富翁。但他平生竭力反對戰爭,主張和平。到了晚年,他不顧親戚的反對,立下遺囑,將絕大部分遺產變為資金(約合一千萬美元),將每年的利息分為五份,分別獎給在化學、物理、生理或醫學、文學及和平事業方面為人類作出重大貢獻的人。
諾貝爾獎從一九零一年發起,至今已有九十多年。我們無法全面評價它在推動科學進步及維護世界和平方面的巨大意義,但有人說,人類社會由“原子時代”跨入“太空時代”,諾貝爾獎有它不可抹殺的一份功勞。我想,這個評價絕不過分,毫不夸張!諾貝爾認為,把大量的財富留給親戚,只會滋長他們的懶惰情緒,而把財富獻給科學事業才是神圣的!他理性的、明智的選擇,當然和他終生“不崇拜財富”分不開。
無獨有偶。愛因斯坦終生生活簡樸,厭惡虛榮。他精通相對論和其他科學知識,但不懂金錢的價值。第二次世界大戰前,他受德國法西斯迫害,遷往美國。新澤西州的普林斯頓高級研究院請他去任教,校方請他說出希望的待遇,而愛因斯坦卻滿腔熱情地只想盡快開展研究工作,他說給他年薪三千美元,夠吃飯就行了。這個數字低得令校方感到吃驚,校方二話沒說,就付給他年薪一萬六千美元。類似這樣不愛錢、不會花錢的“傻事”還有。
愛因斯坦的精神生活太豐富了,頭腦中要考慮的科學問題太多了,他不屑也無暇把精力傾注在衣食住行上!他認為追求享受是豬的理想,“對一個人來說,所期望的不是別的,而僅僅是他能全力以赴地獻身于一種美好的事業。”他是這樣說的,也是這樣做的。他是言行一致的楷模。
一九三五年十一月二十三日,愛因斯坦在居里夫人的葬禮上,發表了激動人心的演講。這篇悼詞,既是對居里夫人的衷心贊頌,也是他崇高思想境界的自白。他認為居里夫人“在道德品質方面,也許比單純的才智成就方面還要大”。這里的道德品質,主要是指居里夫人獻身科學,不慕榮利的精神。因為居里夫人若申請發明專利(她發現和提煉出鐳、釙等化學元素),就可以發大財。但她認為,她的研究成果,是全人類的成果,不屬于她個人。她說:“鐳不應該使任何人發財。鐳是化學元素,應該屬于大家。”她的理性選擇,贏得了世人的交口稱贊,使她躋身于偉大的科學家的行列!
像諾貝爾、愛因斯坦、居里夫人這樣不愛錢的科學家還有很多,名字可以列出一長串。他們能用理性支配金錢,這對于他們當然是榮耀,對于科學事業的發展也有益處,所以,這是科學的驕傲,也是科學的勝利,更是文明的勝利!
每個人都有夢想,只是有不同而已,我的夢想是當一名科學家,像愛迪生那樣去發明對人類有用的東西。
至于我為什么會有這個夢想,因為我感覺現代科技還是不夠方便,所以想再發明些對人類有好處的東西,發明的方向我已經想好了,就是住宅類和出行類的,使人更方便些。
理想是一杯裝滿水的杯子,現實是那個杯子,而其中所作的努力就是往其中加的水,如果這杯水加滿了,就代表你成功完成了你的理想。而且,理想要靠你自己來實現才會快樂,就像西班牙的弗朗西斯科?皮薩羅說的那樣:如果你想走到高處,就要使用自己的兩條腿!不要讓別人把你抬到高處;不要坐在別人的背上和頭上。
下面,就是我的幻想。
這天,我坐上我自己發明的出行工具,這是一種可以以每小時30000000光年的速度航行的飛船,乃是最新產品,我開動飛船,來到了人類發現的第402124的科技平行宇宙,這是最發達的一個宇宙,今天是一個重要的日子,因為今天要測試一個我新發明出來的一個劃時代的出行產品——瞬移機,這個機器可以瞬移到任何位置,這是人類發明史上的的一個里程碑,我到了試驗基地,許多人向我致以最崇高的敬禮,測驗開始了,勇敢的實驗者們坐上了裝備,只聽叮一聲,他們出現在了目標地點,測驗成功了!我的眼淚像激流一樣噴來出來,我太激動了!我夜以繼日的工作得到了回報!
為了當好一個科學家,我看了許多科教片和關于科學的書,我已經基本定制好了我的瞬移機的原理,先將人分解成原子,然后在另一個地方組成。
我的夢想是當一名科學家,這是無法改變的!
六年級:胡哲涵
搜狐網報道:科學家已經掌握了一種比較簡單的方法,可以實現血型間的相互轉換。這一技術的突破意味著像O型血這樣的“萬能”血型將不會再出現緊缺的現象。一個國際性的研究小組在《自然科學技術》雜志上撰文表示,他們已經掌握了如何將A型、B型或AB型血轉換成O型血的技術。這些研究者還在文章中表示:“這種方法的臨床使用可以使得血液供給得到改善,增強病人在輸血醫療中的安全性。”科學家還將在正式投入醫療使用之前,將這種通過轉換技術得來的O型血進行一系列的病人試驗。
盲目采用中草藥美容
可致中毒
《衛生與生活報》報道:近來,很多新奇、誘人的美容法很是流行,女士們紛紛效仿。與此同時,許多醫院的皮膚科里因試用這些方法而致面部嚴重過敏者也多了起來。接診過此類患者的醫生表示,這些所謂的新奇美容法,如巧克力美容、清晨花葉上的露水美容、酵母美容、阿司匹林美容、自配中藥美容等極易引發過敏反應。另有相關人士透露,這些新奇的美容法多是時尚杜撰的。
試管嬰兒智力發育較遲緩
《衛生與生活報》報道:“單卵漿內注射”的“試管嬰兒”技術,是近年來醫治少精、弱精男子不育癥的新突破。通過這種技術出生的孩子,雖然在身高、面貌上未發現明顯的缺陷,部分染色體出現問題的幾率,比正常受孕出生的嬰兒要大得多。澳大利亞就曾對1歲以內的這種“試管嬰兒”做過調查,發現近20%的孩子,智力和綜合運動評分相對較低。專家提示,不管是男性還是女性,如果不是無法回避的原因,最好都在最佳的生育年齡段內完成生育計劃,因為只有通過的“自然選擇”,才可能有“高質量”的下一代,這也是對家庭、社會應當承擔的義務和責任。
美FDA稱所有處方類安眠藥
都可能導致夢游駕車
《信息時報》報道:美國食品和藥物管理局(FDA)從去年開始不斷接獲報告,指有13種須醫生處方的安眠藥,可致嚴重不良反應,甚至夢游駕車并將車撞毀。FDA日前宣布,所有處方類的安眠藥都有可能導致服用者出現“夢駕”,即人會在無意識的狀態下駕車上路。由于“夢駕”的后果非常嚴重,所以應該引起人們的高度重視。FDA的神經學方面負責人拉塞爾?卡茨博士建議,失眠患者在服用任意一種安眠藥的同時,絕不要喝酒或者是服用鎮靜類藥物,也不要超劑量服用安眠藥。
堅持戒煙能使動脈恢復彈性
光明網報道:美國心臟學會日前發表的研究報告指出,吸煙者在戒煙10年后,其動脈彈性會恢復到吸煙前的健康狀況。該研究負責人愛爾蘭都柏林學院的佐特伊說,香煙有害物質會導致動脈硬化,引發各種疾病,長期吸煙或被動吸煙,是導致肺癌、中風、心血管病等疾病的主要原因。他們對554名高血壓患者的長期調查顯示,在吸煙、曾吸煙及從不吸煙的3組人動脈硬化對比中,戒煙未滿1年的動脈硬化程度明顯比從不吸煙者嚴重,戒煙10年的動脈硬化有所改善,但要恢復到從未吸煙的健康狀態,則要戒煙10年以上,癮君子越早戒煙效果越好。
英研究發現婦女分娩后
多受病癥困擾
新浪網報道:英國研究人員報告稱,許多婦女在分娩一年后仍然被小便失禁、疼痛等病癥所困擾。總之,婦女產后健康問題十分普遍。在受訪的婦女中,高達87%的人表示她們被某種病癥所困擾,而這些病癥尤其在那些分娩過程中醫務人員曾經用鑷子進行過輔助生產的婦女中更為普遍。盡管許多婦女面臨很多產后健康問題,但是羞于啟齒向醫生求助,因此伯明翰大學的阿曼達?威廉姆斯博士及其同事表示,醫生、護士及助產人員應該在病人分娩前及時向婦女介紹這些知識。研究人員呼吁對各種分娩方式的后遺癥進行長期觀察研究,并要求不到萬不得已的情況下不用鑷子進行輔助生產。
薄荷茶可以治療女性多毛癥
東方網報道:土耳其的科學家發現,每天飲用兩杯荷蘭薄荷茶對女性多毛癥有積極的治療作用。女性多毛癥好發于面部、胸部和腹部,主要是由于過于旺盛的雄性荷爾蒙加上良好的血液循環造成的。每日飲用薄荷茶可以控制雄性激素的分泌,達到緩解癥狀的作用。此外,荷蘭薄荷茶已被證實對感冒、鼻炎、咳嗽、消化不良及惡心嘔吐等均有療效。值得注意的是,雖然荷蘭薄荷茶作為草藥可以控制某些癥狀,但大劑量使用也會造成中毒現象。
女性久坐看電視易患高血糖
新浪網報道:澳大利亞墨爾本國際糖尿病研究院的研究人員大衛?鄧斯坦博士和他的同事們在研究中分析了久坐看電視與血糖水平之間的關系,研究人員發現,女性看電視的時間越長,她們在喝下含有葡萄糖的飲料之后兩小時的血糖水平就越高。但研究人員指出,這一現象在男性身上并不明顯。鄧斯坦表示:“我們的研究結果再次證明,久坐,尤其是看電視的時間長短與糖尿病和肥胖之間的關系十分密切,即使是未患糖尿病或身體鍛煉還算積極的女性,如果長時間坐著看電視也會導致她們的血糖升高。除了坐著看電視之外,其他一些以坐著為主的行為或是生活方式也會對女性血糖產生負面影響。”
中醫認為眼睛
是全身疲勞的發源地
《健康時報》報道: 中醫專家認為“累從眼入”,這是首次從中醫角度闡述全身疲勞癥狀的發生。提出這個說法的是針灸界泰斗程莘農院士的兩名弟子,北京同仁醫院主任醫師楊威和中國中醫科學院王宏才博士。楊威指出,視疲勞最易產生“疲勞毒素”,90%的外界信息由眼睛接收,信息爆炸增長了人的見識,卻使眼睛超負荷工作。視疲勞產生的“疲勞毒素”最終使身體產生“累”。因此,眼睛是全身疲勞的發源地。同時,視疲勞又是全身疲勞的主要表現之一。王宏才認為,當你感覺到眼睛開始疲勞時,全身疲勞甚至更大的危險正在向你的健康逼近。
缺乏安全感使人免疫力減弱
《信息時報》報道:意大利研究人員調查了61名健康女士,發現那些較難與人建立互信和親密關系的人,免疫系統的表現也比較差。實驗室化驗顯示,這些女士的免疫細胞比不上其他人那樣具殺傷力。負責研究的意大利國家醫學院的安杰羅?皮卡迪博士指出,面對嚴峻壓力時,免疫系統免不了會受到影響。但是這個影響有多大,要看個人如何回應壓力。至于常常在親密關系中感到焦慮的人,總是擔心自己會被所愛的人遺棄。這種不安從孩童時代萌芽,漸漸成為一種牢固的性格特征,影響他們應對壓力的能力,甚至波及生理反應。
警惕最易發
急性心肌梗死的魔鬼時間
《河北日報》報道:人體的生物代謝與自然界的變化息息相關,專家們通過觀察發現,一些疾病的發生有著比較明顯的時間規律,比如要防范急性心肌梗死,千萬不能忽視最易發生急性心肌梗死的“魔鬼時間”。對于冠心病患者來說,每天6時至11時是全天最危險的時段。專家們還發現,急性心肌梗死在一年之中,以冬春寒冷季節發病率最高;一周之中,以周日、周一發病率最高。
醫學觀察表明
耳朵大與長壽確有一定關系
《健康報》報道:民間一向把耳朵大作為有福和長壽的象征。現代醫學觀察表明,耳大與長壽確實有一定關系。一是耳大者腎氣健。古人認為腎開竅于耳,故耳大是腎氣健的征象,腎氣足則壽命長,所以欲想長壽健康,護腎很重要。二是壽命長者耳朵長得大。現代研究認為,人和其他哺乳動物一樣,成年后雖然全身和內臟的生長發育停止了,但耳朵卻是唯一的例外,它一輩子都在不斷長大,平均每10年長1.4~2.2毫米。雖然其增長的速度很不明顯,但確實是在增長的,這與身體的器官有一定關系。由于耳廓的長度隨著年齡的增長越來越長,因此老年人的耳朵比青年人的確實要大。
奧地利研究稱同床共枕
使男性智力水平受影響
新浪網報道:奧地利科學家研究發現,男性與伴侶同床共枕時,他們的睡眠會受到干擾,無論他們與否,第二天他們的精神狀態都不比平常,大腦反應能力下降。據刊載于最新一期《新科學》雜志上的研究稱,女性不會受這個問題的困擾,她們的境遇同男性截然相反,同床共枕會讓她們的睡眠質量更高,原因是這會讓她們更快陷入深睡眠狀態。
日本研制出
30年后的我將是世界聞名的科學家。一大早。機器管家把我“MORNINGCALL”,吃完“維生素早餐”自動報音筆提醒我:“快出發,來不及了。”你一定很奇怪,搞了半天我到底要干什么呢?悄悄告訴大家吧!我要和我的同學去宇宙旅游呢!不說了,要遲到了!
我坐上我研制多年的三用汽車出發了,這種汽車大受好評,這種車是水陸空三用車,你不用時可把它折成只有1厘米的小東西,絲毫不占用您的空間,您也不用建造車庫了,您想讓他變回來,只要大喊一聲:“大”就行了,總之這種車特別好用啊!他即可以上天也可以入地,即可以漂浮在白云上,也可以潛入百萬里深的大海中,暢通無阻。
這不,我們到了宇宙飛船基地了,一望無際,空蕩蕩一個人影都沒有。我一下楞了,人呢?突然,一個白點降落到我的眼前,原來是邁克將軍!他可是位高級軍事家,威武全能,很厲害啊!前幾年他發明的”建海”戰斗機速度驚人,每小時饒地球5圈呢!眨眼的功夫就能飛上火星。
我們在一起研究一項新的發明——長生不老機。這樣我們地球的人類就不會再懼怕死亡和疾病了。
大連市五四路小學四年級:林思宇