Monthly Archives: April 2011

我喜欢的两种动物

我特别喜欢龟和大象这两种动物。龟的种类太多了。我喜欢的龟长相应该跟中国草龟要类似。不喜欢巴西龟。大象只有非洲象和亚洲象两种。两种样子都差不多。

我是自从一个人住的时候开始养龟的。最先买了一只,跑了。后来又买了三只,一只大的,两只小的。带回来补校之后,其中一只小的摔到楼下死了。所以现在我就只有一大一小两只龟。我最喜欢大的那只龟。我照了它的照片。

龟不叫,不掉毛,忘记喂也不会死,洗澡就用牙刷来刷,很容易。我的龟不放在水里是不会拉屎的。我给我的龟天天洗澡,睡觉的时候就跟龟一起睡。乌龟除了吃和逃跑就是睡。如最你放它走,它最终就是找到一个暗的地方停下,不一会儿你发现它睡觉了。这种情况是百分之百的。

Rocking behavior

Rocking behavior

我还喜欢大象,但是我没办法养大象。据说大象其实是很臭的。在动物园里的大象经常没事就左右晃动鼻子。这是野生大象从来没有的行为。动物园里的大象经常这么做是因为它们感到很无聊。

研究表明大象知道镜子里面的那一头是它自己。研究者在大象脸上画上一道图案。然后在圈子里放了一面镜子。发现大象去照镜子之后经常摸自己脸上那道图案。它没有去摸镜子,说明它知道那只是面镜子。

台湾曾经有一只叫“林旺”的大象。从Wikipedia.org那里看到它的经历如下:

  • 1943年(民國32年),原本為日軍拖大砲的亞洲象林旺被國軍俘虜,時年26歲。
  • 1945年(民國34年),林旺跟著國軍部隊,作為軍用馱獸,征戰滇緬地區。
  • 1946年(民國35年),林旺被送到廣州,加入孫立人將軍的部隊。
  • 1947年(民國36年),孫立人將軍派人將林旺與另一頭母象,經海路運送到高雄鳳山的陸軍訓練部。
  • 1951年(民國40年),與林旺同時到鳳山的母象因病死亡。
  • 1954年(民國43年),時任台北市長的吳三連先生牽紅線,讓圓山動物園的唯一母象「馬蘭」與林旺送作堆,馬蘭年僅三歲,這段老少配結婚纏綿半世紀。
  • 1967年(民國56年),管理員在林旺的糞便中發現血絲,由於情況嚴重,經過診斷發現是直腸腫瘤,決定為林旺動手術,不過當時醫療技術很落後,動物園管理員只好把林旺上腳銬、五花大綁,再把手術工具直接插入林旺的患部電療及上藥,所幸後來檢查直腸瘤是良性,但是林旺經此以後,心性大變,對管理員及獸醫的態度不友善。
  • 1977年(民國66年),林旺出現幾次狂暴期,由於擔心傷及管理員,動物園第一次為林旺的腳打上鐵環,讓牠不會狂奔,後來在欄舍另一側開闢展示場,才把腳銬取下。
  • 1983年(民國72年),10月,動物園為年過花甲的林旺舉行第一次慶生會,林旺時年66歲,從此每年都有慶生會,持續20年直至去世。
  • 1986年(民國75年),動物園遷移,幾十名工作人員用特製的大型改裝貨櫃,花費了一天的時間,才讓林旺與馬蘭搬入木柵新家─白宮。
  • 1991年及1993年(民國80年及82年),林旺進入狂暴期,數度將馬蘭踢落壕溝內。
  • 1997年(民國86年),林旺狂暴期高潮,憤怒地追逐馬蘭,並用尖牙及腳對馬蘭施暴,馬蘭在情急之下,跨越一公尺高的矮牆逃命。
  • 2002年(民國91年),11月,馬蘭因為淋巴癌病逝,林旺失去老伴,一直很孤單,常常對著欄舍發呆。
  • 2003年(民國92年),2月25日,凌晨2時30分,林旺因休克去世,享年86歲,是目前文獻記載全世界活的最長壽的亞洲象。

数据采集和处理

开学以来这段时间一直在操心ARES流变仪模拟信号的数据采集问题,碰了些壁。现在还没完全实现,先记点笔记,等完全实验了,我就要把整个过程整理出来,放在英语个人主页上。

目的

从ARES仪器背板取模拟信息的目的是进行更加自由的实验数据处理。具体地说,ARES随机软件TA Orchestrator 7.2.1软件包的主程序Orchestrator内置的动态测试方式都不能显示每个数据的原始波形情况,数据点的采集时间和采集区间也不能自由设定。如果使用Arbitrary Waveform Test,每个区间(zone)的数据点数是有限的,对于振荡频率较高的实验就无法获得完整波形。以上限制是我考虑自己采集ARES模拟信号的主要原因,但是建立了采集平台之后能做的事就不仅限于此了。

ARES模拟输出信号特征

关于这方面信息我之前已经贴过了,由于方便所以不妨再贴(豆丁网有些图片转换不正常):

数据采集设备

从上面的ppt里也看到,我选择了NI USB-9215A。安装了附送的LabView SignalExpress软件之后,可以很方便的看到信号和调整采样率(上面的ppt有例子)。

实时数据处理

数据处理这一步分两个方面,一数学方面,用什么公式从原始数据提取频率、振幅、相位等信号;另一方面就是软件实现。

关于数学方面,有两个方法,一个是离散Fourier变换,另一个是互相关(cross correlation)。这两种方法在以下ppt里面有所介绍:

其中,关于Windows Correlation技术,我还要认真看一下,思考能不能也用类似的技术从非线性数据里获取高次谐波。

然后,关于软件方面。起初我只是从LabView SignalExpress里,把时间序列数据存到txt文件里。然后在OriginPro里打开,去头去尾,FFT,作图,用取值软件取出峰值和峰位,然后记录下来,每花这一番功夫其实只获得一个数据。实际应用的时候肯定不能这样搞,而是要利用计算机的处理速度,实时地给出最终的流变数据。目前有几种可能的途径。首先,LabView SignalExpress可能支持某种实时的频域分析,甚至支持自定义函数。如果这个有戏的话,应该是最优先采用的方法。这方面让许国智师弟回去看help去了。

其次就是使用TA Orchestrator软件包附带的RheoCorr软件。这个软件是属于Fast Data Sampling Option的一部分,在安装TA Orchestrator要勾上此项才会有。TA的Fast Data Sampling Option是ARES的一个附件。它包括一个NI DAQPad-6020E,以及使用TA Orchestrator软件包中相关附件的一个License Key。其中DAQPad-6020E从流变仪获取模拟信号,转换后可由RheoCorr软件读取并自动进行处理。RheoCorr跟Orchestrator有个接口。因此使用Orchestrator控制流变仪的同时就可以调用RheoCorr从而调用DAQPad-6020E。因此整个workflow也很integrated,听起来是个很不错的选择。

理论上说,使用其他NI公司的DAQ产品,也可以配合RheoCorr。我就寻思着现在购买的NI USB-9215A是不是也可以这么用。先问TA公司的客户要了一个License Key(友情免费)。但是发现,RheoCorr软件不支持新的DAQmx软件包的动态链接库,由于这是RheoCorr软件设计时固有的特点,没办法,只能迁就RheoCorr软件,卸载掉DAQmx,改装Traditional NI-DAQ。这东西原来还不支持64-bit Windows,于是把Windows也卸载了,改装一个32-bit版本的。到最后,最致命的问题出现了,我的NI 9215A产品太新了,不支持Traditional NI-DAQ!所以,想让NI USB-9215A跟RheoCorr软件“亲密接触”的可能性基本上不存在了。

不过,RheoCorr软件也并没有什么特别的技术。既然迁就不了它,那就自己写一个得了。

所以第三个方式就是使用Matlab来处理数据。这就需要Matlab和数据采集卡的驱动程序之间有一个数据接口。MATLAB自带的Data Acquicition Toolbox就支持NI DAQmx。可是我在我机子上的MATLAB上找了半天就是找不到Data Acquisition Toolbox,上google折腾了半天,才搞清楚原来Data Acquisition Toolbox不支持64-bit Windows,因此64-bit的MATLAB是不含这个toolbox的。Easy,把我原有的MATLAB卸了,重装了个32-bit版本的,就见到了这个toolbox了。关于Data Acquisition Toolbox的应用,最简单地范例就是以电脑自带的声卡作为硬件,拿mic录声音。但是要拿外接的NI USB-9215A作为硬件,可能就不那么顺利了。这个要等回实验室之后插上数据卡来试。这里有一个针对NI DAQmx范例文件。

除了MATLAB自带的Data Acquisition Toolbox之外,NI自己也做了一个DAQmx Tools。到底哪个好,也要通过常试比较一下。

最终,利用这些Toolbox,我还要自己写一个完整的程序,以形成一个比较整合的自动化的流变测试实验流程。真是任重而道远啊。

从所谓“正确的物理图象”谈起(到哪儿结束?谈来干嘛?)

先就本文的标题进行一些议论。不知道为什么科学网有很多老师(而且尤其是那种“土鳖”)喜欢把博客文章的标题改成什么“浅谈xxxxx”或者“xxxxx浅谈”,还有“也谈xxxxx”,或者“xxxx谈”。我觉得因为这些老师是读这种标题的文章成长的,所以轮到他们自己写博客了,就会觉得这种标题很好。谦虚应该作为做人的“美德”而不是作为做人的“智慧”。事实上,在中国只要实事求事,就自然已经特别谦虚了,因为不知何故在我们所处的社会中围绕着任何一个人才的90%的评价都是言过其实。问题在于很多庸人,其实是拿谦虚做晃子来遮挡实际上的庸碌——他们张扬不起,因为一张扬就要爆露他们的不才。因此,这些人会去回避有才而张扬的人。假如无法回避(例如遇上王鸿飞老师点名),那他们的解决方案就是变本加厉地摆出那副空洞的谦让,足以维持自己在绝大部分庸人之前的脸面即可。科学网充斥着的就是这样的土鳖。

类似本文标题这种的“从xxxxx谈起”也属于此列,看上去好像很和谐,也“像”个标题,但其实并没有透露出任何观点。其实他就是没能力想出啥靠谱的观点来,但又要写点啥,所以标题先弄个这种说了等于没说的,然后文章嘛,正反面各打五十大板,最后结尾做一下和事佬。看的人皆大欢喜。科学网就经常推荐这种文章上主页。

我曾经说过有很多人没有建立“正确的物理图象”。简单地说吧,就是不时会发现有的同学对自己的实验体系的走向会甚至作出违反热力学第一定律的估计,令人感到非常的鄙视。就你脑中难道没有一个自由能的概念吗?

费曼在讲义里已经讲过:

The whole question of imagination in science is often misunderstood by people in other disciplines. … whatever we are allowed to imagine in science must be consistent with everything else we know: that the electric fields and the waves we talk about are not just some happy thoughts which we are free to make as we wish, but ideas which must be consistent with all the laws of physics we know. We can’t allow ourselves to seriously imagine things which are obviously in contradiction to the known laws of nature. And so our kind of imagination is quite a difficult game. One has to have the imagination to think of something that has never been seen before, never been heard of before. At the same time the thoughts are restricted in a strait jacket, so to speak, limited by the conditions that come from our knowledge of the way nature really is. The problem of creating something which is new, but which is consistent with everything which has been seen before, is one of extreme difficulty.

显然,想要作“正确”的想象,就得先知道“all the laws of physics we know”。换句话说,那些人之所以没能建立“正确的物理图象”无非是因为课堂物理没学好。

但是在中国这些学生很可能是很高分考上研的。很多非985非211没名没份的地级市本科院校,整个大学四年就是为了考研,鲤鱼跳龙门哪。中国人没哪个是会轻易“认命”的因此个个都不自量力。问题还不在于说这种努力是盲目的,而恰恰在于这种努力还挺有的放矢——历年试题出题形式和范围。

诚然,确实也没听说哪个地方的笔试或面试题是诸如“请在分子到超分子尺度分情况描述一种水溶性聚合物溶解于纯水中的过程”这样的试题。而且,就算我将来自己招生,我能否出这样的题,也要取决于我自身地位。我要是恰好去了一个非985非211没名没份的地级市本科院校当博导,我出这样的试题招学生我就干脆别招学生算了。

所以并不是应试教育就完全不行。高考之所以不这么出题是因为中国想要普及本科教育,反“精英教育”之道而行之。因此出题的目的是要让大部分人上,而不是让能上的人上。但研究生教育不会也被纳入“草根教育”范畴吧?既然尚属于“精英教育”,你不行就滚,没人逼你读研。

事实上现在的研究生教育既没有成为草根教育也没有成为精英教育,而是成(沦)为了“福利教育”,专门用来救济由户籍制度所带来的不公正的。因为很多人深信并且屡次在诸如《一虎一席谈》之类的节目中声泪俱下地控诉是高考的户籍限制而不是自己读书不成导致他们的孩子与有权有钱的生活无缘。一旦闻说考研不受此限,岂不当场立马转怒为喜破涕为笑?因此,研究生教育就成了对户籍制度不公的重要补偿,并加上诸如“本科毕业后男朋友深圳工作所以我考过来广州”这种五花八门的理由。

在传统的、农业的、等级制度的、金字塔形的中国社会,自古读书就不是为求知而设,而是穷人改变命运的手段。如果纯粹只有金字塔形自上而下的压迫,统治很难稳定。因此“科举”作为自下而上的的唯一途径就长期存在了下来。“读书”这件事的这一“定性”已经深入到中国人的骨髓里了。如果学术与行政脱钩,你就会很难让一个中国人理解为什么还要去读书。事实上读书无用论一向就此起彼伏,潜台词就是“有用咱才读”,啥叫“有用”?美其名曰“经世致用”,实则离不开“权钱”二字。因此就算抱着“更好地普及知识”的善良目的,你也必须让学术与行政紧紧挂钩;否则没人愿意读书,结局只会是文盲增多影响社会稳定。那人家完全可以找个借口:愚民不是我想的啊,民不爱智奈何以智要之!

回过头来再看费曼的那段话,真是感叹东西两个世界之遥远。