根据超弦理论,宇宙是几维的?

栏目:资讯发布:2023-09-27浏览:10收藏

根据超弦理论,宇宙是几维的?,第1张

说宇宙本质是11维空间的说法来自于90年代重新兴起的弦理论又称超弦理论

弦理论出现在1968年但却是由一个极为偶然的线索开始的:它本来根本和引力宇宙毫无关系那一年CERN的意大利物理学家维尼基亚诺(Gabriel Veneziano)随手翻阅一本数学书在上面找到了一个叫做[欧拉β函数"的东西维尼基亚诺顺手把它运用到所谓[雷吉轨迹"(Regge trajectory)的问题上面作了一些计算结果惊讶地发现这个欧拉早于1771年就出于纯数学原因而研究过的函数它竟然能够很好地描述核子中许多强相对作用力的效应!

维尼基亚诺没有预见到后来发生的变故他也并不知道他打开的是怎样一扇大门事实上他很有可能无意中做了一件使我们超越了时代的事情威顿(Edward Witten)后来常常说超弦本来是属于21世纪的科学我们得以在20世纪就发明并研究它其实是历史上非常幸运的偶然

维尼基亚诺模型不久后被3个人几乎同时注意到他们是芝加哥大学的南部阳一郎耶希华大学(Yeshiva Univ)的萨斯金(Leonard Susskind)和玻尔研究所的尼尔森(Holger Nielsen)三人分别证明了这个模型在描述粒子的时候它等效于描述一根一维的[弦"!这可是非常稀奇的结果在量子场论中任何基本粒子向来被看成一个没有长度也没有宽度的小点怎么会变成了一根弦呢

虽然这个结果出人意料但加州理工的施瓦茨(John Schwarz)仍然与当时正在那里访问的法国物理学家谢尔克(Joel Scherk)合作研究了这个理论的一些性质他们把这种弦当作束缚夸克的纽带也就是说夸克是绑在弦的两端的这使得它们永远也不能单独从核中被分割出来这听上去不错但是他们计算到最后发现了一些古怪的东西比如说理论要求一个自旋为2的零质量粒子但这个粒子却在核子家谱中找不到位置(你可以想象一下如果某位化学家找到了一种无法安插进周期表里的元素他将会如何抓狂)还有理论还预言了一种比光速还要快的粒子也即所谓的[快子"(tachyon)大家可能会首先想到这违反相对论但严格地说在相对论中快子可以存在只要它的速度永远不降到光速以下!真正的麻烦在于如果这种快子被引入量子场论那么真空就不再是场的最低能量态了也就是说连真空也会变得不稳定它必将衰变成别的东西!这显然是胡说八道

更令人无法理解的是如果弦论想要自圆其说它就必须要求我们的时空是26维的!平常的时空我们都容易理解:它有3维空间外加1维时间那多出来的22维又是干什么的这种引入多维空间的理论以前也曾经出现过玻尔在哥本哈根的助手克莱恩(Oskar Klein)也许会想起他曾经把[第五维"的思想引入薛定谔方程克莱恩从量子的角度出发而在他之前爱因斯坦的忠实追随者德国数学家卡鲁扎(Theodor Kaluza)从相对论的角度也作出了同样的尝试后来人们把这种理论统称为卡鲁扎-克莱恩理论(Kaluza-Klein Theory或KK理论)但这些理论最终都胎死腹中的确很难想象如何才能让大众相信我们其实生活在一个超过4维的空间中呢

最后量子色动力学(QCD)的兴起使得弦论失去了最后一点吸引力正如我们在前面所述QCD成功地攻占了强相互作用力并占山为王得到了大多数物理学家的认同在这样的内外交困中最初的弦论很快就众叛亲离被冷落到了角落中去

在弦论最惨淡的日子里只有施瓦茨和谢尔克两个人坚持不懈地沿着这条道路前进1971年施瓦茨和雷蒙(Pierre Ramond)等人合作把原来需要26维的弦论简化为只需要10维这里面初步引入了所谓[超对称"的思想每个玻色子都对应于一个相应的费米子(玻色子是自旋为整数的粒子如光子而费米子的自旋则为半整数如电子粗略地说费米子是构成[物质"的粒子而玻色子则是承载[作用力"的粒子)与超对称的联盟使得弦论获得了前所未有的力量使它可以同时处理费米子更重要的是这使得理论中的一些难题(如快子)消失了它在引力方面的光明前景也逐渐显现出来可惜的是在弦论刚看到一线曙光的时候谢尔克出师未捷身先死他患有严重的糖尿病于1980年不幸去世施瓦茨不得不转向伦敦玛丽皇后学院的迈克尔·格林(Michael Green)两人最终完成了超对称和弦论的结合他们惊讶地发现这个理论一下子犹如脱胎换骨完成了一次强大的升级现在老的[弦论"已经死去了新生的是威力无比的[超弦"理论这个[超"的新头衔是[超对称"册封给它的无上荣耀

当把他们的模型用于引力的时候施瓦茨和格林狂喜得能听见自己的心跳声老的弦论所预言的那个自旋2质量0的粒子虽然在强子中找不到位置但它却符合相对论!事实上它就是传说中的[引力子"!在与超对称同盟后新生的超弦活生生地吞并了另一支很有前途的军队即所谓的[超引力理论"现在谢天谢地在计算引力的时候无穷大不再出现了!计算结果有限而且有意义!引力的国防军整天警惕地防卫粒子的进攻但当我们不再把粒子当作一个点而是看成一条弦的时候我们就得以瞒天过海暗渡陈仓绕过那条苦心布置的无穷大防线从而第一次深入到引力王国的纵深地带超弦的本意是处理强作用力但现在它的注意力完全转向了引力:天哪要是能征服引力别的还在话下吗

关于引力的计算完成于1982年前后到了1984年施瓦茨和格林打了一场关键的胜仗使得超弦惊动整个物理界:他们解决了所谓的[反常"问题本来在超弦中有无穷多种的对称性可供选择但施瓦茨和格林经过仔细检查后发现只有在极其有限的对称形态中理论才得以消除这些反常而得以自洽这样就使得我们能够认真地考察那几种特定的超弦理论而不必同时对付无穷多的可能性更妙的是筛选下来的那些群正好可以包容现有的规范场理论还有粒子的标准模型!伟大的胜利!

[第一次超弦革命"由此爆发了前不久还对超弦不屑一顾极其冷落的物理界忽然像着了魔似的倾注出罕见的热情和关注成百上千的人们争先恐后前仆后继地投身于这一领域以致于后来格劳斯(David Gross)说:[在我的经历中还从未见过对一个理论有过如此的狂热"短短3年内超弦完成了一次极为漂亮的帝国反击战将当年遭受的压抑之愤一吐为快在这期间像爱德华·威顿还有以格劳斯为首的[普林斯顿超弦四重奏"小组都作出了极其重要的贡献不过我们没法详细描述了网上关于超弦的资料繁多如果有兴趣的读者可以参考这个详细的资料索引:

arxivorg/abs/hep-th/0311044

第一次革命过后我们得到了这样一个图像:任何粒子其实都不是传统意义上的点而是开放或者闭合(头尾相接而成环)的弦当它们以不同的方式振动时就分别对应于自然界中的不同粒子(电子光子--包括引力子!)我们仍然生活在一个10维的空间里但是有6个维度是紧紧蜷缩起来的所以我们平时觉察不到它想象一根水管如果你从很远的地方看它它细得就像一条线只有1维的结构但当真把它放大来看你会发现它是有横截面的!这第2个维度被卷曲了起来以致于粗看之下分辨不出在超弦的图像里我们的世界也是如此有6个维度出于某种原因收缩得非常紧以致粗看上去宇宙仅仅是4维的(3维空间加1维时间)但如果把时空放大到所谓[普朗克空间"的尺度上(大约10^-33厘米)这时候我们会发现原本当作是时空中一个[点"的东西其实竟然是一个6维的[小球"!这6个卷曲的维度不停地扰动从而造成了全部的量子不确定性!

这次革命使得超弦声名大振隐然成为众望所归的万能理论候选人当然也有少数物理学家仍然对此抱有怀疑态度比如格拉肖费因曼霍金对此也不怎么热情大家或许还记得我们在前面描述过在阿斯派克特实验后BBC的布朗和纽卡斯尔大学的戴维斯对几位量子论的专家做了专门访谈现在当超弦热在物理界方兴未艾之际这两位仁兄也没有闲着他们再次出马邀请了9位在弦论和量子场论方面最杰出的专家到BBC做了访谈节目这些记录后来同样被集合在一起于1988年以<超弦:万能理论>为名由剑桥出版社出版阅读这些记录可以发现专家们虽然吵得不像量子论那样厉害但其中的分歧仍是明显的费因曼甚至以一种饱经沧桑的态度说他年轻时注意到许多老人迂腐地抵制新思想(比如爱因斯坦抵制量子论)但当他自己也成为一个老人时他竟然也身不由己地做起同样的事情因为一些新思想确实古怪--比如弦论就是!

人们自然而然地问为什么有6个维度是蜷缩起来的这6个维度有何不同之处为什么不是5个或者8个维度蜷缩这种蜷缩的拓扑性质是怎样的有没有办法证明它因为弦的尺度是如此之小(普朗克空间)所以人们缺乏必要的技术手段用实验去直接认识它而且弦论的计算是如此繁难不用说解方程就连方程本身我们都无法确定而只有采用近似法!更糟糕的是当第一次革命过去后人们虽然大浪淘沙筛除掉了大量的可能的对称却仍有5种超弦理论被保留了下来每一种理论都采用10维时空也都能自圆其说这5种理论究竟哪一种才是正确的人们一鼓作气冲到这里却发现自己被困住了弦论的热潮很快消退许多人又回到自己的本职领域中去第一次革命尘埃落定

一直要到90年代中期超弦才再次从沉睡中苏醒过来完成一次绝地反攻这次唤醒它的是爱德华·威顿在1995年南加州大学召开的超弦年会上威顿让所有的人都吃惊不小他证明了不同耦合常数的弦论在本质上其实是相同的!我们只能用微扰法处理弱耦合的理论也就是说耦合常数很小在这样的情况下5种弦论看起来相当不同但是假如我们逐渐放大耦合常数它们应当是一个大理论的5个不同的变种!特别是当耦合常数被放大时出现了一个新的维度--第11维!这就像一张纸只有2维但你把许多纸叠在一起就出现了一个新的维度--高度!

换句话说存在着一个更为基本的理论现有的5种超弦理论都是它在不同情况的极限它们是互相包容的!这就像那个著名的寓言--盲人摸象有人摸到鼻子有人摸到耳朵有人摸到尾巴虽然这些人的感觉非常不同但他们摸到的却是同一头象--只不过每个人都摸到了一部分而已!格林(Brian Greene)在1999年的<优雅的宇宙>中举了一个相当搞笑的例子我们把它发挥一下:想象一个热带雨林中的土著喜欢水却从未见过冰与此相反一个爱斯基摩人喜欢冰但因为他生活的地方太寒冷从未见过液态的水的样子(无疑现实中的爱斯基摩人见过水但我们可以进一步想象他生活在土星的光环上那就不错了)两人某天在沙漠中见面为各自的爱好吵得不可开交但奇妙的事情发生了:在沙漠炎热的白天爱斯基摩人的冰融化成了水!而在寒冷的夜晚水又重新冻结成了冰!两人终于意识到原来他们喜欢的其实是同一样东西只不过在不同的条件下形态不同罢了

这样一来5种超弦就都被包容在一个统一的图像中物理学家们终于可以松一口气这个统一的理论被称为[M理论"就像没人知道为啥007**中的那个博士发明家叫做[Q"(扮演他的老演员于1999年车祸去世了在此纪念一下)也没人知道这个[M"确切代表什么意思或许发明者的本意是指[母亲"(Mother)说明它是5种超弦的母理论但也有人认为是[神秘"(Mystery)或者[矩阵"(Matrix)或者[膜"(Membrane)有些中国人喜欢称其为[摸论"意指[盲人摸象"!

在M理论中时空变成了11维由此可以衍生出所有5种10维的超弦论来事实上由于多了一维我们另有一个超引力的变种因此一共是6个衍生品!这时候我们再考察时空的基本结构会发现它并非只能是1维的弦而同样可能是0维的点2维的膜或者3维的泡泡或者4维的--我想不出4维的名头实际上这个基本结构可能是任意维数的--从0维一直到9维都有可能!M理论的古怪比起超弦还要有过之而无不及

不管超弦还是M理论它们都刚刚起步还有更长的路要走虽然异常复杂但是超弦/M理论仍然取得了一定的成功甚至它得以解释黑洞熵的问题--1996年施特罗明格(Strominger)和瓦法(Vafa)的论文为此开辟了道路在那之前不久的一次讲演中霍金还挖苦说:[弦理论迄今为止的表现相当悲惨:它甚至不能描述太阳结构更不用说黑洞了"不过他最终还是改变了看法而加入弦论的潮流中来M理论是[第二次超弦革命"的一部分如今这次革命的硝烟也已经散尽超弦又进入一个蛰伏期PBS后来在格林的书的基础上做了有关超弦的电视节目在公众中引起了相当的热潮或许不久就会有第三次第四次超弦革命从而最终完成物理学的统一我们谁也无法预见

值得注意的是自弦论以来我们开始注意到似乎量子论的结构才是更为基本的以往人们喜欢先用经典手段确定理论的大框架然后在细节上做量子论的修正这可以称为[自大而小"的方法但在弦论里必须首先引进量子论然后才导出大尺度上的时空结构!人们开始认识到也许[自小而大"才是根本的解释宇宙的方法如今大多数弦论家都认为量子论在其中扮演了关键的角色量子结构不用被改正而广义相对论的路子却很可能是错误的虽然它的几何结构极为美妙但只能委屈它退到推论的地位--而不是基本的基础假设!许多人相信只有更进一步地依赖量子的力量超弦才会有一个比较光明的未来我们的量子虽然是那样的古怪但神赋予它无与伦比的力量将整个宇宙都控制在它的光辉之下

  地理信息系统GIS专业的10个发展方向:

  职业生涯规划中的路径选择,首先要知道自己在哪儿,要去哪儿——这是给自己的所在地和目的地定位。所在地的定位没什么问题,能考上大学的人,差不多都对自己的知识和技能、素质和能力、性格和品格有一定的认识,只是精度不同而已。目的地的定位却是个大问题,大多数人只能笼统地说出找工作、做学问或创业,再想看清晰一点却是难于上青天。窃以为这是很多人迷茫的一个重要的方面。

  想当初,从小喜爱地图的我怀着一腔热情报考GIS专业,却也弄不清自己到底想做什么,使得两年的大好时光白白浪费(尽管用传统的衡量“好学生”的标准我可谓是相当成功),加上考研,一共是三年青春向东流,现在每每想来,总是痛心不已。值此毕业之际,我将自己的思想整理了一下,希望能为迷茫的朋友做个导航。

  方向1:开发工程师

  毕业后要找工作的朋友,得考虑下有哪些工作和自己喜欢什么工作。由于目前GIS就业市场的形势是供大于求、僧多粥少,因此更多的还是考虑市场需求比较好。在众多GIS单位中,其主营业务大多是工程开发或软件研发和销售。从事数据处理的单位比例也达18%”,“单位对人才需求最多的是资深开发人员,其次是程序员和项目经理。由此也可看出,如果想从事GIS行业,较强的编程能力才是‘通行证’”。打开各大论坛的求职招聘版,也可

  以看到几乎每个单位都招开发人员。这里找了很典型的一则招聘启事:

  职位:GIS开发工程师

  要求:熟练掌握C#/C++使用;熟练掌握ArcGIS Engine 90以上版本的使用;有C#/C++结合Engine项目经验者优先;

  这则启事简单明了,一共三点要求:语言、组件、经验。客观地说,对应聘者的要求还是很低的,我想一个普通的高中毕业生认真地自学一年应该能够胜任。然而,按部就班的“优秀”本科毕业生却未必能满足这些要求。第一,学校基本上只教VB和C这两门基础的教学语言,目标是过二级、三级,然而考级对编程的要求与工作中对编程的要求完全是两码事,不是一个方向。第二,曾经风靡的两种GIS组件MapX和MO正在退出社会舞台,然而在课堂上仍然是主打。第三,有开发经验的学生太少了,很多学校完全不教二次开发,即使教,对学生的要求也不高,实现简单的浏览、查询就行了,这根本算不上项目经验。因此,想从事开发工作的朋友们,必须在校园里开展自助学习。个人认为,认认真真地参加一次ESRI或超图办的开发组比赛,就可以达到普通公司的要求了。下面再看一则要求比较高的:

  1、计算机或GIS专业本科及以上学历;

  2、熟练掌握C/C++语言、Java、JSP、C#等语言,熟悉VC++、JBuilder编程环境;

  3、熟悉设计模式、UML,能用Rose等建模工具构建系统模型;

  4、熟练掌握Supermap、Arcgis等主流GIS平台及二次开发技术,有GIS软件平台底层开发背景,熟悉GIS常用算法, 对Web Gis系统的技术架构、性能、安全等有较深刻的理解;

  5、熟悉SQLServer、Oracle数据库开发。

  6、有良好的团队精神,有良好的交流与沟通能力,具有跨平台软件开发或嵌入式软件开发经验者优先;

  这份工作网友们有说工资少于5000没人干的,也有说这种高人没有10K是供不起的。但其实认真自学四年,满足这些要求是绰绰有余的。用一年自学计算机基础、语言(除了VB或C,C#、C++、Java、VBNET四者应当有一)、网络开发,用一学期学习商业GIS桌面软件和组件开发(建议参加比赛),用一学期学大型数据库和分布式系统,用一学期学软件工程、系统分析与架构,用一年学习开源GIS软件并练习底层开发(比二次开发技术含量高,钻研能力强的人可以走这条路。需学习算法与数据结构、计算机图形学、数字图像处理。很多学校开了这些课,但一是跟GIS结合不紧,二是实践不够以至于理论不能掌握。),用一学期了解跨平台、嵌入式、虚拟现实等前沿技术。

  肯定有人会指责,这样的规划一是过于偏重IT而轻视地学和数学,二是太理想化没人能学出来,三是要学校还有什么用。正常来说,应该有少数人会冷嘲热讽或破口大骂的。下面我“未雨绸缪”,提前一一作答。第一,上文只是对想从事开发工作的人说的,对开发人员来说,计算机技术是最重要的。对这部分GISer,只要能把G的基本知识和发散思维引入IS,就非常好了,术业有专攻嘛。至于其它的路,下文还有探讨。第二,世上无难事,为之,则难者亦易矣,不为,则易者亦难矣,对于毅力匮乏、眼高手低、光说不练的人而言,这的确太理想化了。另外,上文所列的内容只是指引方向,并不是要求全部掌握,而且学校毕竟不是工作,不用每样都学很深。第三,对于想走这一方向的人来说,除了学位证书那一纸遮羞布,学校确实用处不大。从课程设置和教学内容来看,大多数学校似乎都是想培养科研人才的——当然培养方式还有待改进。不只是GIS专业,很多学科都存在理论脱离实践、教学脱离实际、校园脱离社会的问题,何必盲从呢?成绩可以光耀门楣,可以赚取奖金,就是不能给你带来一份好的工作——你看拿家GIS公司的招聘要求里写了“成绩优异者优先录取”?当然,在大家能力都不行的情况下,成绩好的便成了矮个里的将军。

  小结一下,这条路是通向开发工程师的,发展得好可以成为项目经理吧。这里需要补充的是,开发并不仅仅是指编程,需求分析和软件架构也是开发的重要组成部分,这些工作不做好,编程的时候就会比较乱,而且系统的健壮性也不容易好。不愿意编程的人,比如说女生,可以考虑往这方向走,不过最好对GIS编程也有一定接触。

  方向2:三维工程师

  其实也应该属于开发,只是觉得很多初学者对三维比较感兴趣,因此单列出来。还是先看一则招聘启事吧:

  职位描述: 在高级开发工程师/系统工程师指导下进行地学三维相关模块的设计与开发工作;

  职位要求:

  1计算机、地理信息系统、应用数学或者相关专业本科以上学历;

  2掌握VC开发技巧,熟悉c/c++编程,对OpenGL或者D3D技术有一定了解,;

  3英文水平良好,阅读英文技术资料没有障碍;

  4较强的逻辑分析能力, 学习能力, 创新能力和团队协作能力;

  5有三维仿真、游戏引擎开发经验者优先

  这应该出乎很多初学者的意料:搞三维也得会编程的!没错,三维开发可以简单地分为两块:建模和编程。用GIS软件建立的地面模型和用3DMAX等软件建立的地物模型是静止的,要对他们进行动态控制需要编程。举个小例子,桥梁每时每刻都因受到风和汽车的力而发生形变,要想了解形变的情况,可以在桥梁上装上若干GPS即时的获取位置信息,同时用软件建立桥梁模型,通过编程使得GPS数据和桥梁模型关联起来并加以夸张,这样每当GPS数据发生了改变,模型上的桥梁也就发生相应的可观察的形变。

  要想从事这种工作,在计算机方面要自学3DMAX或MAYA,在编程上要深入学习用C++进行OpenGL技术开发,在GIS上要注重学习DEM和虚拟现实的内容。这些课堂上基本都是很少涉及的,必须自学。

  方向3:数据工程师

  数据是GIS的血液,一个项目很大一部分资金都是注入到数据的采集、生产和维护中的,因此这也是一个比较大的方向。还是先看一则招聘启事:

  职位要求:

  1相关专业本科毕业,应届也可

  2有良好的专业知识,熟悉ARCGIS软件操作

  3有地图数字化方面工作经验,有数据库相关操作经验

  4对GIS工作抱有热情,有良好的团队合作精神

  岗位描述:GIS数据的生产和维护

  我的感觉,这是一个很辛苦的、技术含量最低的GIS工作。前些时候去江苏省基础地理信息中心参观,看到数据处理的地方就像一个工厂车间,很宽敞,一排排的电脑,大家就带着立体镜根据测量图纸在ArcGIS中的遥感影像立体像对上矢量化,录入到空间数据库中。矢量化是我们的拿手好戏,这里就不赘述了。这种工作,一般中专生培训培训也能做。

  再有就是遥感和航测数据处理,学过遥感和摄影测量课程,会用ERDAS或ENVI或ER MAPPER,以及VirtuoZO就行。

  当然,随着GPS导航的兴起,导航数据和电子地图成为了一个热点。这一方面我没有接触过,因此不能提出看法。可以搜索一下做导航的一些公司的招聘启事。

  方向4:销售/市场/企划

  越来越讲究工作经验的要求。我了解的不多。

  方向5:软件测试/技术支持

  小公司能专门设置这样的职位么?

  方向6:项目管理/文档编写

  文字功底扎实,专业知识全面,洞悉行业。

  方向7:提供解决方案或辅助决策服务

  不开发系统,只是用桌面软件进行空间分析,为客户提供解决方案或辅助决策的服务。比如说,某超市要选址,需要特地做个系统么?没必要,在ArcMap中用VBA写程序,得出最优解,写份报告就行了。

  我导师这边就是把GIS作为区域规划的辅助工具,在ArcGIS中进行空间分析,为国土部门提供辅助决策服务。不过有这样的公司吗?

  方向8:转到应用行业

  在高校中走方向7的人,有很大一部分就转到了相关应用领域工作,把GIS作为处理该领域的一种工具,而不再做一个纯的GISer。比如说搞土地应用的进了国土局,搞林业应用的进了林业局,搞水利应用的进了水利局……毕竟,如果把GIS作为一种技术,那她只有在广阔的应用领域中才能充分展现自己的魅力,需要有学GIS的人专注于把这门技术深入地应用到某一个领域中。

  我导师曾说过:当GIS被融入IT主流时,是幸运也是不幸。对那些无法在 IT的浪潮中辗转腾挪、上下翻飞、搏激弄潮的朋友们而言,不关注技术本身,转而投身到应用中,或许是一个明智的选择。对那些无法在IT的浪潮中辗转腾挪、上下翻飞、搏激弄潮的朋友们而言,不关注技术本身,转而投身到应用中,或许是一个明智的选择。对那些无法在IT的浪潮中辗转腾挪、上下翻飞、搏激弄潮的朋友们而言,不关注技术本身,转而投身到应用中,或许是一个明智的选择。

  不错,大城市的这个局那个局很少招本科生了(有关系的不算),那么小地方呢?或是其它领域呢?为什么不能到GIS还没有涉足到的区域去开疆拓土呢?与其他人相比,你具有非专业优势。胡乱打个比方,同样做村长,你至少比学行政管理、只会纸上谈兵的毕业生多了一个高科技手段,手握盗版软件的你可以用GIS来科学地管理村子。至于怎么应用,我一时半会吹不出来,但人类80% 的信息都和空间位置有关,肯定有你能挖掘出来的东西,当你带着GIS的思维去工作,只要是有心人,肯定能在工作中发现用的到GIS的地方,只有想不到的,没有做不到的。用了之后,只要有效果(或者吹出效果),不就成了建设新农村和创新型国家的典型?

  方向9:升学

  越来越多的人考研究生,据《GIS开发者》第七期的《要不要考研?考什么样的研?》一文,绝大部分是为了逃避就业压力。可是研究生毕业也要工作呀,无非也就是上面那几条路。大家知道现在的研究生教育也不咋的,有些人是“做”几篇没意义的论文毕业了事,与当年本科毕业的同学相比,多了一层遮羞布,却少了三年工作经验。精明的企业老板是不会看重学历的,因此研究生的就业情况也不容乐观。有人这样说保研:用浪费三年时间的代价换来继续浪费三年时间的资格。当然优秀的研究生还是比本科生多一些机会,尤其是事业单位对学历还是比较看重的吧。

  读研,第一年上课,第二年“自由活动”,第三年(或最后半年)做毕业论文。除了毕业论文,在读研期间还需要在期刊上发表一些论文,各个学校对论文数量和质量的要求是不一样的。剩下的时间主要是做导师的项目和自己充电。项目通常分为“纵向项目”和“横向项目”两种。纵向项目,俗称“国家给钱的”,是由政府长期设立的各类研究基金支持的项目,主攻前沿课题;而横向项目,俗称“社会给钱的”,是企业或者其他单位就某些课题委托的项目。因此这里实际上又有两条路可选:想走科研道路的,选择以纵向项目为主的导师;不想走科研道路的,选择以横向项目为主的导师。

  那么GIS科研主要做什么呢?个人认为还可以分成四条路:基础理论、实现技术、深度应用和新应用。基础理论是整个学科的核心与灵魂,这里多列举几个研究方向:空间数据库的准确性研究;空间关系语言研究;空间数据的多种表达方式研究;地理信息的使用和价值研究;海量空间数据库的结构体系研究;地图制图的规范化研究;地理信息数据共享的研究;GIS中时空关系的研究;GIS和空间分析研究;法律、信息政策和空间数据库关系研究;地理信息系统的互操作研究;地理世界的规范化模式研究。再举几个实现技术的科研方向:空间决策支持系统;空间信息的可视化研究;遥感和 GIS的集成研究;GIS的用户接口研究;通过协作形成空间决策系统的研究。再举几个深度应用的科研方向:GIS在全球变化中的作用研究;在社会背景中,如何在 GIS中表达人、空间与环境的研究。至于新应用,则是让GIS技术渗透到生产生活各个方面的,比如上面提到的村长GIS,还有在《GIS初学者》第一期中《访南京师范大学学生胡雷地》一文中提到的家谱GIS。

  搞基础理论估计是最底层的,也是最难的,当然只有走这条路你才有可能成为院士、科学家、行业的核心引领者和推动者。想走这条路的人,在本科期间重在打基础,尤其要有深厚的数学功底,不仅是高等数学、线性代数、概率统计,还有必要自学离散数学、数值分析、拓扑学等科目。在计算机上需要对C++、算法与数据结构、数据库原理、计算机图形学、数字图像处理有一定理解,并能熟练使用 Matlab、IDL等科研常用软件。在GIS上,在有一定实践能力的基础上,更加注重对基础理论的理解,多读一些GIS书籍。到硕士研究生阶段,根据学校及导师情况大致选择自己的方向,进一步打基础。这样,在博士期间有望有所创新和突破。

  搞实现技术比基础理论少一些抽象,而对计算机的要求可能更高一些,数学仍然很重要。我在书店看到过有常用算法与实现代码的书,觉得比较适合本科生钻研。

  GIS只有在应用中才能体现其生命力,而深度应用最能体现GIS的强大。想走这条路的人可以在大学期间选中一两个应用方向,如物流、矿产等,多看一些GIS在该领域的应用论文。在研究生阶段,也就只专注于一个领域的应用。

  我个人则希望能够在将来成为拓展GIS应用领域的人,这需要对各种技术有所认识,但不用深入钻研,更重要的是会用GIS的思想来思考问题。

  我用活跃的思维和火热的热情来引导学习,或许比较适合这个方向。又想起闾国年教授的话:“做学者,不做学生”。

  方向10:彻底转行

  实在对GIS没兴趣,不如彻底转行。要舍得放弃。但请不要辱骂GIS。

  GIS本科毕业如何防止结束GIS职业生涯

  前言:无意中看到这篇文章,觉得受益匪浅,同时对GIS学弟学妹们也是一个指引。

  当今结束GIS职业(数据矢量化,采集除外)对于中国很多GIS专业本科毕业生来说绝对不是什么危言耸听。甚至是在国内一些GIS专业比较强院校都有类似现象,更何况其他林林总总的一般院校。当大学毕业后告别与自己4年来付出感情和心血的专业的职业是多么痛心的事情(至少我认为)。所以如何避免自己在本科毕业就告别GIS职业生涯是每一个GIS本科生必须思考的问题。

  现在一方面很多公司都找不到合适的GIS开发人员尤其是ArcGIS开发人员(这是非常普遍的现象),另一方面学生毕业之后找不到工作。

  为什么会出现这个现象?

  因为GIS开发都是以项目开发为主,以产品研发相对较少,从成本和时间来看公司都不愿意从新培养一个新手2-3个月之后才能上手开发,他们都非常想要那些有工作经验的开发人员,直接来公司参与到项目开发中来。但是一般有工作经验的都相对稳定,待遇也不错,为了个人发展(到一个新公司还得适应新环境从新开始)他们也都不愿意随便跳槽。这样就造成了需求的不平衡。

  我个人认为搞GIS二次开发非常适合本科生毕业搞,研究生也可以但是我感觉没有本科生优势大。我身边就有这个案例:在本科时代同一级的两个学生都毕业于同一院校,本科生工作三年,在公司有项目驱动,开发技术实力大增,经过了3年的积累成为一个公司的项目经理,在这三年平均每年挣4万,三年之后工资在一个二线城市到5000+,并且已买房结婚,而此时另外一个研究生这个时候刚毕业,到这个本科生的公司做开发收入2000,这就是一个二线城市GIS开发的现状。在这三年中研究生失去的是12万+3年工作经验(技术强成为项目经理)+生活经验(买房结婚)。所以我认为搞GIS开发尤其是ArcGIS二次开发还是不要上研究生好。

  没有工作经验GIS本科生如何得到认可?找到收入相对比较高的GIS二次开发,尤其是ArcGIS二次开发的工作?我的答案是以项目驱动的方式充实本科时代GIS二次开发生活,增加自己的“工作经验”。接下来我以“片面”的方式介绍一些自己的经验。

  1首先必须熟悉一门高级开发语言,说白了就是c#或者Java。

  有些人总爱说会一门开发语言有编程思想就Ok了,用来安慰自己不愿学习新开发语言技术的懒惰心理。但是公司都是以盈利为目的的,他们都采用高效开发方式,尤其是GIS开发圈里NET平台是应用最广的,并且每个公司都有自己的DLL库,不可能让你自己随便使用个语言自由发挥的。不要认为会定义一个变量写个循环就说我掌握了XX语言,真正掌握一门语言的特性,必须多实践,多敲代码。到高一级的就是学习设计模式提高自己的Design能力。

  2实习课上好好用心学习ArcGISDesktop,熟悉ArcGIS的数据模型掌握ArcGISDesktop的使用。

  很多人是不熟悉ArcGISDesktop就开始从网上Down代码修改代码开始了自己的开发之旅,包括我,我大学时代是MapInfo的粉丝,一直没学过 ArcGIS。这是非常不科学的,因为ArcGISDesktop就是从AO开发起来的,你只有掌握了ArcGISDesktop的使用,才能很容易理解 AO接口提供的功能。实际上ArcGIS二次开发说白了就是在ArcGISDesktop所提供的功能和业务相结合进行的创新性开发。所以熟悉 ArcGISDesktop以及ArcGIS数据模型非常重要。

  3其次必须会ArcEngine开发,如果学习力强可以再掌握ArcGIS Server开发。

  现在B/S模式的开发很受学者欢迎,很多人也很想直接学习ArcGIS Server,开始研究ArcGIS Server提供的模板,我还是建议从engine开始,为什么呢?一个GIS系统不仅仅是放d大,缩小,查询,定位,说句不好听的这些功能是个人培训几天都会,你面试说我是实现的功能是查询,定位之类的,面试官会直接Pass你,所以要做到深度SerVer还是调用AO底层的接口进行和业务开发,所以我感觉要深入学AO通过Engine是最好的方式,因为网上资源以及相关书关于Engien的太多太多。总之在这我再说一句AO接口你熟悉的程度决定了你 Server开发能力的深度。

  4会使用Oracle数据库,能够自己创建管理空间数据库。

  只要学数据库这门课程SQL Server都是实习必需的,SQL Server简单易学很人性化,但是Oracle性能非常强大,是世界上市场占有量最大的数据库产品,在中国同样只要是企业级的GIS开发应用都采用 Oracle,如果你在简历上添加一条会Oracle,能够自己创建管理空间数据库,那么能给你在面试官心目中把你提高一个档次,作为GIS开发人员没有必要把自己和一个DBA来对比,自己只需会Oracle常用的操作即可。

  5必须毕业之前有1-2个项目经验。

  2008ESRI全国大学生软件开发大赛刚刚落幕,我也有幸看了入围总决赛的作品,非常不错,很多本科生学生很有创新精神比我们那个时代强多了,有种没有在本科时代参加ESRI大赛的遗憾感(我参加西安市大学生软件设计大赛)。不管作品是他们自己的Ideas还是有项目支撑能做到这种程度非常不易。很多人团队4-5个人做了10几个月,这样的本科时代生活是多么的充实。这样的大赛真正实现了学校,学生以及ESRI公司三赢的局面。学校得到了声誉,学生得到了项目经验和技术的锻炼,ESRI公司也推广了自己。所以建议本科生一定要多参加这样的大赛。

  另外一个就是自己多联系学校的相关老师,让他们给你提供些思路,实际上GIS开发到一定程度,技术已经没什么难度了,关键是和行业知识结合,解决行业问题的思路和技术路线。

  当找工作时,带着笔记本向面试人员演示自己的项目或者Demo详细讲解自己实现的思路,让面试官对你赞赏是多么的美。

  6良好的表达能力。

  找工作和卖商品一样,就是把自己的推销出去,能把自己的优势推销出去,卖出去,除了简历上几个字之外,最重要的是要培养自己有自己良好表达能力,让面试官对你“一见钟情”!非要你不可。

  如果有以上素质了,那么就是机会了,中国社会最大特点是不缺人,不缺人才,对于刚刚踏出校门的学生最大的恩赐是给予自己机会(牛人除外),刚开始不管给你多少只要能给你搞GIS二次开发的机会最重要,只要你能踏进这个圈里混,那么就有机会取得不错的收入。不要看眼前一个月多几百元,一年才几千不重要,关键是给予自己机会的工作能和自己的兴趣结合起来,这才最重要。

  最后给大家点学GIS开发一个系统的建议:

  1熟悉ArcGIS的数据模型(这是核心)

  2一个GIS系统的C/S架构无非有以下几点:

  1)数据加载

  2)地图操作

  3)查询统计

  4)地图裁剪打印输出

  5)地图图形编辑

  6)地图数据更新

  7)就是GIS和具体用户需求的业务结合开发具体功能

  8)系统维护

  一个B/S的系统只能比C/S的功能少不可能多,所以最重要的就是熟悉ArcGIS的数据模型,当你理解了数据模型,其他的就是你的高级

  语言的开发水平的高低以及你对业务的理解能力和创新能力能力,这两个因素能决定你GIS开发能走多远!

  http://wwwzdorcn/news/html/rencai/205864html

1、方法一:直接降级用86版先全部录入姓名,然后再用133以上版本修改内容,不受人员个数限制。新、旧版本可以安装在同一个目录,本方法速度快,很方便;

2、方法二:用家谱合并功能(用133版),分别录入,每录入29个家庭成员后,就拼到总库去,这个方法也不受总人数限制,但麻烦一些。具体操作软件说明文档里有,自己看吧。

"节点"一概念被应用于许多领域。节点,通常来说,是指局部的膨胀(像一个个绳结一样),亦或是一个交汇点。 电力学中,节点是塔的若干部件的汇合点。机械工程学中,节点是在一对相啮合的齿轮上,其两节圆的切点。

在网络拓扑学中,节点是网络任何支路的终端或网络中两个或更多支路的互连公共点。生化工程中,代谢网络分流处的代谢产物称为节点。在程序语言中,节点是XML文件中有效而完整的结构的最小单元。在作图软件MAYA中,节点是最小的单位。每个节点都是一个属性组。节点可以输入,输出,保存属性。

建议你看一下曹天元的《量子物理学史话》,以下是节选的一段,希望对你有益!

在统一广义相对论和量子论的漫漫征途中,物理学家一开始采用的是较为温和的办法。他们试图采用老的战术,也就是在征讨强、弱作用力和电磁力时用过的那些行之有效的手段,把它同样用在引力的身上。在相对论里,引力被描述为由于时空弯曲而造成的几何效应,而正如我们所看到的,量子场论把基本的力看成是交换粒子的作用,比如电磁力是交换光子,强相互作用力是交换胶子……等等。那么,引力莫非也是交换某种粒子的结果?在还没见到这个粒子之前,人们已经为它取好了名字,就叫"引力子"(graviton)。根据预测,它应该是一种自旋为2,没有质量的玻色子。

  可是,要是把所谓引力子和光子等一视同仁地处理,人们马上就发现他们注定要遭到失败。在量子场论内部,无论我们如何耍弄小聪明,也没法叫引力子乖乖地听话:计算结果必定导致无穷的发散项,无穷大!我们还记得,在量子场论创建的早期,物理学家是怎样地被这个无穷大的幽灵所折磨的,而现在情况甚至更糟:就算运用重正化方法,我们也没法把它从理论中赶跑。在这场战争中我们初战告负,现在一切温和的统一之路都被切断,量子论和广义相对论互相怒目而视,作了最后的割席决裂,我们终于认识到,它们是互不相容的,没法叫它们正常地结合在一起!物理学的前途顿时又笼罩在一片阴影之中,相对论的支持者固然不忿气,拥护量子论的人们也有些踌躇不前:要是横下心强攻的话,结局说不定比当年的爱因斯坦更惨,但要是战略退却,物理学岂不是从此陷入分裂而不可自拔?

  新希望出现在1968年,但却是由一个极为偶然的线索开始的:它本来根本和引力毫无关系。那一年,CERN的意大利物理学家维尼基亚诺(Gabriel Veneziano)随手翻阅一本数学书,在上面找到了一个叫做"欧拉β函数"的东西。维尼基亚诺顺手把它运用到所谓"雷吉轨迹"(Regge trajectory)的问题上面,作了一些计算,结果惊讶地发现,这个欧拉早于1771年就出于纯数学原因而研究过的函数,它竟然能够很好地描述核子中许多强相对作用力的效应!

  维尼基亚诺没有预见到后来发生的变故,他也并不知道他打开的是怎样一扇大门,事实上,他很有可能无意中做了一件使我们超越了时代的事情。威顿(Edward Witten)后来常常说,超弦本来是属于21世纪的科学,我们得以在20世纪就发明并研究它,其实是历史上非常幸运的偶然。

  维尼基亚诺模型不久后被3个人几乎同时注意到,他们是芝加哥大学的南部阳一郎,耶希华大学(Yeshiva Univ)的萨斯金(Leonard Susskind)和玻尔研究所的尼尔森(Holger Nielsen)。三人分别证明了,这个模型在描述粒子的时候,它等效于描述一根一维的"弦"!这可是非常稀奇的结果,在量子场论中,任何基本粒子向来被看成一个没有长度也没有宽度的小点,怎么会变成了一根弦呢?

  虽然这个结果出人意料,但加州理工的施瓦茨(John Schwarz)仍然与当时正在那里访问的法国物理学家谢尔克(Joel Scherk)合作,研究了这个理论的一些性质。他们把这种弦当作束缚夸克的纽带,也就是说,夸克是绑在弦的两端的,这使得它们永远也不能单独从核中被分割出来。这听上去不错,但是他们计算到最后发现了一些古怪的东西。比如说,理论要求一个自旋为2的零质量粒子,但这个粒子却在核子家谱中找不到位置(你可以想象一下,如果某位化学家找到了一种无法安插进周期表里的元素,他将会如何抓狂?)。还有,理论还预言了一种比光速还要快的粒子,也即所谓的"快子"(tachyon)。大家可能会首先想到这违反相对论,但严格地说,在相对论中快子可以存在,只要它的速度永远不降到光速以下!真正的麻烦在于,如果这种快子被引入量子场论,那么真空就不再是场的最低能量态了,也就是说,连真空也会变得不稳定,它必将衰变成别的东西!这显然是胡说八道。

  更令人无法理解的是,如果弦论想要自圆其说,它就必须要求我们的时空是26维的!平常的时空我们都容易理解:它有3维空间,外加1维时间,那多出来的22维又是干什么的?这种引入多维空间的理论以前也曾经出现过,如果大家还记得在我们的史话中曾经小小地出过一次场的,玻尔在哥本哈根的助手克莱恩(Oskar Klein),也许会想起他曾经把"第五维"的思想引入薛定谔方程。克莱恩从量子的角度出发,而在他之前,爱因斯坦的忠实追随者,德国数学家卡鲁扎(Theodor Kaluza)从相对论的角度也作出了同样的尝试。后来人们把这种理论统称为卡鲁扎-克莱恩理论(Kaluza-Klein Theory,或KK理论)。但这些理论最终都胎死腹中。的确很难想象,如何才能让大众相信,我们其实生活在一个超过4维的空间中呢?

  最后,量子色动力学(QCD)的兴起使得弦论失去了最后一点吸引力。正如我们在前面所述,QCD成功地攻占了强相互作用力,并占山为王,得到了大多数物理学家的认同。在这样的内外交困中,最初的弦论很快就众叛亲离,被冷落到了角落中去。

  在弦论最惨淡的日子里,只有施瓦茨和谢尔克两个人坚持不懈地沿着这条道路前进。1971年,施瓦茨和雷蒙(Pierre Ramond)等人合作,把原来需要26维的弦论简化为只需要10维。这里面初步引入了所谓"超对称"的思想,每个玻色子都对应于一个相应的费米子(玻色子是自旋为整数的粒子,如光子。而费米子的自旋则为半整数,如电子。粗略地说,费米子是构成"物质"的粒子,而玻色子则是承载"作用力"的粒子)。与超对称的联盟使得弦论获得了前所未有的力量,使它可以同时处理费米子,更重要的是,这使得理论中的一些难题(如快子)消失了,它在引力方面的光明前景也逐渐显现出来。可惜的是,在弦论刚看到一线曙光的时候,谢尔克出师未捷身先死,他患有严重的糖尿病,于1980年不幸去世。施瓦茨不得不转向伦敦玛丽皇后学院的迈克尔·格林(Michael Green),两人最终完成了超对称和弦论的结合。他们惊讶地发现,这个理论一下子犹如脱胎换骨,完成了一次强大的升级。现在,老的"弦论"已经死去了,新生的是威力无比的"超弦"理论,这个"超"的新头衔,是"超对称"册封给它的无上荣耀。

  当把他们的模型用于引力的时候,施瓦茨和格林狂喜得能听见自己的心跳声。老的弦论所预言的那个自旋2质量0的粒子虽然在强子中找不到位置,但它却符合相对论!事实上,它就是传说中的"引力子"!在与超对称同盟后,新生的超弦活生生地吞并了另一支很有前途的军队,即所谓的"超引力理论"。现在,谢天谢地,在计算引力的时候,无穷大不再出现了!计算结果有限而且有意义!引力的国防军整天警惕地防卫粒子的进攻,但当我们不再把粒子当作一个点,而是看成一条弦的时候,我们就得以瞒天过海,暗渡陈仓,绕过那条苦心布置的无穷大防线,从而第一次深入到引力王国的纵深地带。超弦的本意是处理强作用力,但现在它的注意力完全转向了引力:天哪,要是能征服引力,别的还在话下吗?

  关于引力的计算完成于1982年前后,到了1984年,施瓦茨和格林打了一场关键的胜仗,使得超弦惊动整个物理界:他们解决了所谓的"反常"问题。本来在超弦中有无穷多种的对称性可供选择,但施瓦茨和格林经过仔细检查后发现,只有在极其有限的对称形态中,理论才得以消除这些反常而得以自洽。这样就使得我们能够认真地考察那几种特定的超弦理论,而不必同时对付无穷多的可能性。更妙的是,筛选下来的那些群正好可以包容现有的规范场理论,还有粒子的标准模型!伟大的胜利!

  "第一次超弦革命"由此爆发了,前不久还对超弦不屑一顾,极其冷落的物理界忽然像着了魔似的,倾注出罕见的热情和关注。成百上千的人们争先恐后,前仆后继地投身于这一领域,以致于后来格劳斯(David Gross)说:"在我的经历中,还从未见过对一个理论有过如此的狂热。"短短3年内,超弦完成了一次极为漂亮的帝国反击战,将当年遭受的压抑之愤一吐为快。在这期间,像爱德华·威顿,还有以格劳斯为首的"普林斯顿超弦四重奏"小组都作出了极其重要的贡献,不过我们没法详细描述了。网上关于超弦的资料繁多,如果有兴趣的读者可以参考这个详细的资料索引:

  http://arxivorg/abs/hep-th/0311044

  第一次革命过后,我们得到了这样一个图像:任何粒子其实都不是传统意义上的点,而是开放或者闭合(头尾相接而成环)的弦。当它们以不同的方式振动时,就分别对应于自然界中的不同粒子(电子、光子……包括引力子!)。我们仍然生活在一个10维的空间里,但是有6个维度是紧紧蜷缩起来的,所以我们平时觉察不到它。想象一根水管,如果你从很远的地方看它,它细得就像一条线,只有1维的结构。但当真把它放大来看,你会发现它是有横截面的!这第2个维度被卷曲了起来,以致于粗看之下分辨不出。在超弦的图像里,我们的世界也是如此,有6个维度出于某种原因收缩得非常紧,以致粗看上去宇宙仅仅是4维的(3维空间加1维时间)。但如果把时空放大到所谓"普朗克空间"的尺度上(大约10^-33厘米),这时候我们会发现,原本当作是时空中一个"点"的东西,其实竟然是一个6维的"小球"!这6个卷曲的维度不停地扰动,从而造成了全部的量子不确定性!

  这次革命使得超弦声名大振,隐然成为众望所归的万能理论候选人。当然,也有少数物理学家仍然对此抱有怀疑态度,比如格拉肖,费因曼。霍金对此也不怎么热情。大家或许还记得我们在前面描述过,在阿斯派克特实验后,BBC的布朗和纽卡斯尔大学的戴维斯对几位量子论的专家做了专门访谈。现在,当超弦热在物理界方兴未艾之际,这两位仁兄也没有闲着,他们再次出马,邀请了9位在弦论和量子场论方面最杰出的专家到BBC做了访谈节目。这些记录后来同样被集合在一起,于1988年以《超弦:万能理论?》为名,由剑桥出版社出版。阅读这些记录可以发现,专家们虽然吵得不像量子论那样厉害,但其中的分歧仍是明显的。费因曼甚至以一种饱经沧桑的态度说,他年轻时注意到许多老人迂腐地抵制新思想(比如爱因斯坦抵制量子论),但当他自己也成为一个老人时,他竟然也身不由己地做起同样的事情,因为一些新思想确实古怪--比如弦论就是!

  人们自然而然地问,为什么有6个维度是蜷缩起来的?这6个维度有何不同之处?为什么不是5个或者8个维度蜷缩?这种蜷缩的拓扑性质是怎样的?有没有办法证明它?因为弦的尺度是如此之小(普朗克空间),所以人们缺乏必要的技术手段用实验去直接认识它,而且弦论的计算是如此繁难,不用说解方程,就连方程本身我们都无法确定,而只有采用近似法!更糟糕的是,当第一次革命过去后,人们虽然大浪淘沙,筛除掉了大量的可能的对称,却仍有5种超弦理论被保留了下来,每一种理论都采用10维时空,也都能自圆其说。这5种理论究竟哪一种才是正确的?人们一鼓作气冲到这里,却发现自己被困住了。弦论的热潮很快消退,许多人又回到自己的本职领域中去,第一次革命尘埃落定。

  一直要到90年代中期,超弦才再次从沉睡中苏醒过来,完成一次绝地反攻。这次唤醒它的是爱德华·威顿。在1995年南加州大学召开的超弦年会上,威顿让所有的人都吃惊不小,他证明了,不同耦合常数的弦论在本质上其实是相同的!我们只能用微扰法处理弱耦合的理论,也就是说,耦合常数很小,在这样的情况下5种弦论看起来相当不同。但是,假如我们逐渐放大耦合常数,它们应当是一个大理论的5个不同的变种!特别是,当耦合常数被放大时,出现了一个新的维度--第11维!这就像一张纸只有2维,但你把许多纸叠在一起,就出现了一个新的维度--高度!

  换句话说,存在着一个更为基本的理论,现有的5种超弦理论都是它在不同情况的极限,它们是互相包容的!这就像那个著名的寓言--盲人摸象。有人摸到鼻子,有人摸到耳朵,有人摸到尾巴,虽然这些人的感觉非常不同,但他们摸到的却是同一头象--只不过每个人都摸到了一部分而已!格林(Brian Greene)在1999年的《优雅的宇宙》中举了一个相当搞笑的例子,我们把它发挥一下:想象一个热带雨林中的土著喜欢水,却从未见过冰,与此相反,一个爱斯基摩人喜欢冰,但因为他生活的地方太寒冷,从未见过液态的水的样子(无疑现实中的爱斯基摩人见过水,但我们可以进一步想象他生活在土星的光环上,那就不错了),两人某天在沙漠中见面,为各自的爱好吵得不可开交。但奇妙的事情发生了:在沙漠炎热的白天,爱斯基摩人的冰融化成了水!而在寒冷的夜晚,水又重新冻结成了冰!两人终于意识到,原来他们喜欢的其实是同一样东西,只不过在不同的条件下形态不同罢了。

  这样一来,5种超弦就都被包容在一个统一的图像中,物理学家们终于可以松一口气。这个统一的理论被称为"M理论"。就像没人知道为啥007**中的那个博士发明家叫做"Q"(扮演他的老演员于1999年车祸去世了,在此纪念一下),也没人知道这个"M"确切代表什么意思,或许发明者的本意是指"母亲"(Mother),说明它是5种超弦的母理论,但也有人认为是"神秘"(Mystery),或者"矩阵"(Matrix),或者"膜"(Membrane)。有些中国人喜欢称其为"摸论",意指"盲人摸象"!

  在M理论中,时空变成了11维,由此可以衍生出所有5种10维的超弦论来。事实上,由于多了一维,我们另有一个超引力的变种,因此一共是6个衍生品!这时候我们再考察时空的基本结构,会发现它并非只能是1维的弦,而同样可能是0维的点,2维的膜,或者3维的泡泡,或者4维的……我想不出4维的名头。实际上,这个基本结构可能是任意维数的--从0维一直到9维都有可能!M理论的古怪,比起超弦还要有过之而无不及。

  不管超弦还是M理论,它们都刚刚起步,还有更长的路要走。虽然异常复杂,但是超弦/M理论仍然取得了一定的成功,甚至它得以解释黑洞熵的问题--1996年,施特罗明格(Strominger)和瓦法(Vafa)的论文为此开辟了道路。在那之前不久的一次讲演中,霍金还挖苦说:"弦理论迄今为止的表现相当悲惨:它甚至不能描述太阳结构,更不用说黑洞了。"不过他最终还是改变了看法而加入弦论的潮流中来。M理论是"第二次超弦革命"的一部分,如今这次革命的硝烟也已经散尽,超弦又进入一个蛰伏期。PBS后来在格林的书的基础上做了有关超弦的电视节目,在公众中引起了相当的热潮。或许不久就会有第三次第四次超弦革命,从而最终完成物理学的统一,我们谁也无法预见。

  值得注意的是,自弦论以来,我们开始注意到,似乎量子论的结构才是更为基本的。以往人们喜欢先用经典手段确定理论的大框架,然后在细节上做量子论的修正,这可以称为"自大而小"的方法。但在弦论里,必须首先引进量子论,然后才导出大尺度上的时空结构!人们开始认识到,也许"自小而大"才是根本的解释宇宙的方法。如今大多数弦论家都认为,量子论在其中扮演了关键的角色,量子结构不用被改正。而广义相对论的路子却很可能是错误的,虽然它的几何结构极为美妙,但只能委屈它退到推论的地位--而不是基本的基础假设!许多人相信,只有更进一步地依赖量子的力量,超弦才会有一个比较光明的未来。我们的量子虽然是那样的古怪,但神赋予它无与伦比的力量,将整个宇宙都控制在它的光辉之下。

GIS就业方向

方向1:开发工程师

毕业后要找工作的朋友,得考虑下有哪些工作和自己喜欢什么工作。由于目前GIS就业市场的形势是供大于求、僧多粥少,因此更多的还是考虑市场需求比较好。

据《GIS开发者》第六期的《中国GIS人才生存状况调查报告》一文,“在众多GIS单位中,其主营业务大多是工程开发或软件研发和销售。从事数据处理的单位比例也达18%”,“单位对人才需求最多的是资深开发人员,其次是程序员和项目经理。由此也可看出,如果想从事GIS行业,较强的编程能力才是‘通行证’”。打开各大论坛的求职招聘版,也可以看到几乎每个单位都招开发人员。这里找了很典型的一则招聘启事:

职位:GIS开发工程师

要求:熟练掌握C#/C++使用;熟练掌握ArcGIS Engine 90以上版本的使用;有C#/C++结合Engine项目经验者优先;

这则启事简单明了,一共三点要求:语言、组件、经验。客观地说,对应聘者的要求还是很低的,我想一个普通的高中毕业生认真地自学一年应该能够胜任。然而,按部就班的“优秀”本科毕业生却未必能满足这些要求。第一,学校基本上只教VB和C这两门基础的教学语言,目标是过二级、三级,然而考级对编程的要求与工作中对编程的要求完全是两码事,不是一个方向。第二,曾经风靡的两种GIS组件MapX和MO正在退出社会舞台,然而在课堂上仍然是主打。第三,有开发经验的学生太少了,很多学校完全不教二次开发,即使教,对学生的要求也不高,实现简单的浏览、查询就行了,这根本算不上项目经验。因此,想从事开发工作的朋友们,必须在校园里开展自助学习。个人认为,认认真真地参加一次ESRI或超图办的开发组比赛,就可以达到普通公司的要求了。下面再看一则要求比较高的:

1、计算机或GIS专业本科及以上学历;

2、熟练掌握C/C++语言、Java、JSP、C#等语言,熟悉VC++、JBuilder编程环境;

3、熟悉设计模式、UML,能用Rose等建模工具构建系统模型;

4、熟练掌握Supermap、Arcgis等主流GIS平台及二次开发技术,有GIS软件平台底层开发背景,熟悉GIS常用算法, 对Web Gis系统的技术架构、性能、安全等有较深刻的理解;

5、熟悉SQLServer、Oracle数据库开发。

6、有良好的团队精神,有良好的交流与沟通能力,具有跨平台软件开发或嵌入式软件开发经验者优先;

这份工作网友们有说工资少于5000没人干的,也有说这种高人没有10K是供不起的。但其实认真自学四年,满足这些要求是绰绰有余的。用一年自学计算机基础、语言(除了VB或C,C#、C++、Java、VBNET四者应当有一)、网络开发,用一学期学习商业GIS桌面软件和组件开发(建议参加比赛),用一学期学大型数据库和分布式系统,用一学期学软件工程、系统分析与架构,用一年学习开源GIS软件并练习底层开发(比二次开发技术含量高,钻研能力强的人可以走这条路。需学习算法与数据结构、计算机图形学、数字图像处理。很多学校开了这些课,但一是跟GIS结合不紧,二是实践不够以至于理论不能掌握。),用一学期了解跨平台、嵌入式、虚拟现实等前沿技术。

肯定有人会指责,这样的规划一是过于偏重IT而轻视地学和数学,二是太理想化没人能学出来,三是要学校还有什么用。正常来说,应该有少数人会冷嘲热讽或破口大骂的。下面我“未雨绸缪”,提前一一作答。第一,上文只是对想从事开发工作的人说的,对开发人员来说,计算机技术是最重要的。对这部分GISer,只要能把G的基本知识和发散思维引入IS,就非常好了,术业有专攻嘛。至于其它的路,下文还有探讨。第二,世上无难事,为之,则难者亦易矣,不为,则易者亦难矣,对于毅力匮乏、眼高手低、光说不练的人而言,这的确太理想化了。另外,上文所列的内容只是指引方向,并不是要求全部掌握,而且学校毕竟不是工作,不用每样都学很深。第三,对于想走这一方向的人来说,除了学位证书那一纸遮羞布,学校确实用处不大。从课程设置和教学内容来看,大多数学校似乎都是想培养科研人才的——当然培养方式还有待改进。不只是GIS专业,很多学科都存在理论脱离实践、教学脱离实际、校园脱离社会的问题,何必盲从呢?成绩可以光耀门楣,可以赚取奖金,就是不能给你带来一份好的工作——你看拿家GIS公司的招聘要求里写了“成绩优异者优先录取”?当然,在大家能力都不行的情况下,成绩好的便成了矮个里的将军。

小结一下,这条路是通向开发工程师的,发展得好可以成为项目经理吧。这里需要补充的是,开发并不仅仅是指编程,需求分析和软件架构也是开发的重要组成部分,这些工作不做好,编程的时候就会比较乱,而且系统的健壮性也不容易好。不愿意编程的人,比如说女生,可以考虑往这方向走,不过最好对GIS编程也有一定接触。

方向2:三维工程师

其实也应该属于开发,只是觉得很多初学者对三维比较感兴趣,因此单列出来。还是先看一则招聘启事吧:

职位描述: 在高级开发工程师/系统工程师指导下进行地学三维相关模块的设计与开发工作;

职位要求:

1计算机、地理信息系统、应用数学或者相关专业本科以上学历;

2掌握VC开发技巧,熟悉c/c++编程,对OpenGL或者D3D技术有一定了解,;

3英文水平良好,阅读英文技术资料没有障碍;

4较强的逻辑分析能力, 学习能力, 创新能力和团队协作能力;

5有三维仿真、游戏引擎开发经验者

根据超弦理论,宇宙是几维的?

说宇宙本质是11维空间的说法来自于90年代重新兴起的弦理论又称超弦理论弦理论出现在1968年但却是由一个极为偶然的线索开始的:它本来根本和...
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