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第4章 天体网:黑暗而美丽的宇宙天网(1)

(一) “君临天下”的太阳

大海航行靠舵手,万物生长靠太阳。太阳像是整个太阳系国度的君主,它拥有至高无上的力量和众生钦慕的地位,它主宰了整个太阳系星体的生态环境。没有太阳,地球将失去光和热,也就不会有生命的存在。太阳以其自身强大的力量影响着整个太阳系网络上的星体,让其他星体有规律地绕着太阳旋转。太阳的这一性质好比供应链中的核心企业,为供应链上的其他企业提供资金、技术、系统等资源,在帮助其他企业稳定发展的同时也凝聚了一批企业,最终形成具有强大竞争力的供应链网络。太阳又是一个超级的实验室,其拥有许多地球难以实现的条件,太阳的诸多未解之谜也等待科学家们不断的探索。

1.地球光热的源泉

太阳这位无私的君主,无时无刻都在燃烧着自己为整个网络上的星体带来光和热,它是地球的光热源泉,是生命的主宰者。太阳辐射直接为地球提供了光热资源,为生物的生长发育和人类生产生活提供了能源。据粗略估计,太阳每分钟向地球输送的热能大约250亿亿卡,相当于燃烧4亿吨烟煤所产生的能量。地球在一年中从太阳获得的能量,相当于人类现有各种能源在同期内所提供能量的上万倍。从网络理论来讲,一般核心节点拥有的资源和能力要远远大于从节点,因此整个网络中大部分流动的资源和能源都由主节点提供。太阳系网络结构就符合这一种网络特点,相对于地球而言,太阳的资源仿佛是取之不尽的,这是因为地球的资源量和太阳提供的能源相比数量级相差太大。太阳维持着人类和动植物的生存发展,如果有一天太阳停止向地球提供能量,那么地表温度接近零摄氏度,地球上的所有行动都将会停止,也就不会有生命的存在;但如果太阳投射到地球上的能量增加2—3倍,水全部被蒸发,地球上的生命也就无法生存。由此可以联想到,在企业网络中,如果要激活整个网络,应该注重节点企业的资源平衡,核心企业不能提供过多的资源滋长节点企业的惰性,也不能提供过少的资源让节点企业处于困境,网络平衡才能网络共生。

除了提供光和热,太阳能的转化为人类生活提供了极大的便利。太阳能热水器把太阳光能转化为热能,将水加热以满足人们生活生产中的热水使用,目前太阳能热水器的使用已经十分普遍。太阳能汽车也是未来解决汽车燃料紧缺的重要手段,太阳能汽车将能够有效降低全球环境污染,创造洁净的生活环境。此外,太阳能发电应用也十分的广泛。可见,太阳作为整个太阳系的核心,为地球生态环境和人类生活发展创造了良好的环境,而地球也利用太阳辐射将太阳能转化为各种能源应用到人类生活中。

2.伴“君”如伴虎

太阳这位“君主”并不是一直都这样平静地为网络中的其他星体提供福利,有时候它也会怒发冲冠,给网络中的星体带来诸多的负面影响。太阳活动主要是指光球层的太阳黑子、色球层的耀斑和日珥以及日冕层的太阳风的变化,分别会对地球的气候、电离层和地球磁场产生影响。太阳活动会给地球带来一系列的灾难,例如太阳在太阳黑子活动高峰阶段产生的剧烈爆发而形成的太阳风暴,伴随着大量高速带电粒子流,会严重地影响地球的环境,破坏臭氧层,同时也会干扰无线通信,对人类的生命安全产生威胁。

太阳活动对气场、无限通信和电力系统等都会造成严重的破坏。2003年10月下旬,太阳表面发生了激烈的能量爆发,全世界的无线电通信被迫中断、美国航空航天局的半数卫星出现故障、瑞典境内5万人被停止了电力供应、全球航空业损失数百万美元。10月30日上午,卫星通信遭受强烈干扰,中国北方许多地区的卫星电视信号中断长达2—4个小时。又如1970年11月5日长途台曾因此中断2小时,这被称为“电离层突然骚扰”。1981年10月12日太阳发生超强的磁暴,导致地球上大多数短波无线通讯中断了两个多小时。这些都与太阳活动密切相关。太阳活动还会对航天活动产生影响。大耀斑出现时射出的高能量质子,对航天活动有极大的破坏性。2000年7月14日,日本的“宇宙学和天体物理高新卫星”(ASCA)在太阳风暴中失去能源,几个月后坠入了大气层。在几个小时内,太阳风暴就能使人造卫星的寿命缩短大约两年。因为带电粒子会侵蚀卫星的太阳能电池板,同时它还会在电路中引发错误的指令,或者造成放电等卫星故障。参见林泉:《太阳风暴对地球影响有多大》,《百科知识》,2010(16)。

太阳在太阳系中可谓是能量的主导者,它偶尔打打喷嚏就让离它1.5亿万千米的地球也“感冒”了。在太阳系网络中,太阳向地球提供了源源不断的光和热,赋予地球拥有生命这一特权。但同时太阳也会对地球产生负面影响,或许“天下没有免费的午餐”吧。核心节点向从节点提供援助的同时也会给从节点造成一定的压力,这在复杂的社会网络中体现得十分明显。

3.超级“实验室”

太阳像是个超级实验室,上面有许多地球上难以实现的实验条件。地球上气候变化与黑子数目变化周期密切相关,可是其具体的作用机制还远远没有搞清楚。世界许多地区的降水量年际变化也与黑子活动周期有一定的相关性。为了研究太阳和地球之间诸多复杂的作用和现象,从而形成了“日地学”这一边缘学科。这个神秘的超级实验室会给地球关于外太空的研究带来诸多具有重要参考价值的研究思路和线索,化学元素氦就是从日全食时的太阳光谱中首先发现然后才在地球上找到的,爱丁顿的日全食的观测资料验证了爱因斯坦的广义相对论,推动物理学进入了新的发展阶段。

这位神秘的君主在整个太阳系网络以其变化莫测的活动方式彰显其深厚的领导功底,地球和其他星体一样渴望了解和揣测太阳的意图,以便于更好地为自身谋发展。网络中核心节点能力过于强大会引起从节点的好奇心和恐慌,从节点试图以各种方式去理解主节点的资源配置方式、合作设计模式、战略合作要求等,从而更好地跟主节点互动,达到共赢的局面。

(二)“小家族”演绎网络地带

宇宙中的天体并不是孤立存在的,而是相互吸引,相互绕转形成了一个个天体系统,各个天体系统之间又存在一定的关联,最终形成庞大的网络,遍布整个宇宙。在太阳系中,有许多这样的天体系统,最简单的天体系统可以由一颗行星和一颗或多颗卫星组成,这样的天体系统仿佛是一个个小家族,在太阳系中占有一席之地。

1.地球的守护天使

人类自古就对月球充满了无限的好奇,中国古代有一个关于月亮的美丽传说,在月亮上有一座广寒宫,里面住着一位古代美女嫦娥和一只玉兔。月球是地球的忠实伴侣,是离地球最近的星体,它时时刻刻都围绕在地球的身旁,宛如一位娴静而安详的少女,把温和的笑容留给人们。月球一直以来都被公认为地球的卫星,但近些年天文学家发现月球并没有绕地球旋转,而是伴着地球对转,月球作为地球的伴星,两者在太阳引力作用下,沿着共同的轨道——地月轨道围绕着太阳运转,只不过这个中心轨道距离地球较近而已。

不管怎样,从整个太阳系网络来看,地球和月亮这对伴侣组成了一个局部小网络。在这个小网络中,由于地球的质量和直径较大,地月轨道偏地球较近,可以认为地球是这个小网络中的主节点,月球是拥有较多资源的从节点。由于月球在这个网络中占有重要的地位,因此地球在许多方面可以利用月亮的资源和条件,提升自身创造新资源的能力。中国绕月探测工程月球应用科学首席科学家欧阳自远指出,月球是研究天文学、地球科学、遥感科学、生命科学与材料科学的理想场所。月球探测有助于人类对月球、地球和太阳系起源及演化的研究。

在整个太阳系网络中,月球只是一个微小的局部节点,但在地月系中,月球的重要性则不言而喻。地球绕太阳运转的那个面称之为黄道面,地球自转的轴线与黄道面并不垂直,而是成66.5度的夹角,且夹角基本恒定。因夹角基本恒定,地球上才有了所谓的春夏秋冬四个季节。在天文现象中,由于月球、地球和太阳三者相对位置的改变,从地球上观看月亮便有盈亏或圆缺的变化。正如“水满则溢”一样,“月盈则亏”反映了一种量变到质变的过程。网络中的形态总是在动态变化的,任何状态都不会是永恒不变的。

2.梦幻光环下的土卫家族

土星是太阳系里最美丽的行星,独特的光环犹如一顶“草帽”,这顶“草帽”是由直径几厘米到数米的碎冰块组成,它们高速围绕土星旋转,在太阳光的照耀下五光十色。土星拥有62颗已确定轨道的天然卫星,相比地月系而言,这个庞大的家族的网络结构要复杂得多。由于卫星数目较多,家族里会发生许多奇特的天体互动景象。如2009年2月24日,美国哈勃太空望远镜拍到一张罕见的“四星凌土”照片,土星的4颗卫星整齐地排成一线在“母星”前方穿过。4颗卫星从左至右分别是白色多冰的土卫二、土卫四、大型橙色的土卫六、土卫一。这种罕见的卫星凌土现象只有土星环面几乎与地球侧向相对时才会出现。此外,大家族中土卫十三、十四就分别在土卫三前后各60度处,构成了两个正三角形;而土卫十和土卫十一是一对共轨卫星,它们体积相当,轨道直径相差只有几公里。这些奇特的网络布局结构和变化特征是造成土星光环结构复杂的一个重要原因。

在这个复杂的“土卫网络”中,每个个体都有自己的形态、结构和运行周期。例如最大的土卫六仅次于木卫三,是最早发现有大气的卫星,其质量占绕土星物质总质量的96.6%,因此可以说土卫六是土卫系统中至关重要的成员;土卫一是土星形状规则的卫星中最小且最靠近土星的一个,土卫一的自转和公转同步,所以它总是以同一半球朝向土星;土卫八则长着一张“阴阳”脸;而土卫十八和土卫十五则呈一个中央隆起的盘状,像是外星飞碟一样。美国的卡西尼号探测器于2004年从几十亿千米以外的太空将土星和其卫星的写真集传回地球,可以清晰地看到土卫家族的盛况,有一张照片拍摄到一对体重悬殊的卫星,在巨大的土卫五的下方有一颗很小的土卫十一,两颗卫星之间的实际距离为40万千米。迷人独特的光环陪伴着土卫大家族,在太阳系网络中显现梦幻一般的胜景。

3. 太阳系的第一大家庭

用肉眼观察,木星是天空中第四亮的星体,也是整个太阳系最大的行星。迄今为止,木星拥有63颗已确认的天然卫星,是太阳系内拥有最大卫星系统的行星,可以说木星及其家族成员构成了一个庞大的“集团”,是太阳系的第二霸主。

正如土星家族一样,木星家族的成员也个性张扬。例如被布满裂缝的冰层所覆盖的木卫二,宛如水晶宫中的公主,披上了洁白的冬装。木卫二的密度表明,它具有厚达100千米的水冰层,其中部分可能为液态。木星家族中的木卫三是太阳系中已知的唯一一颗拥有磁圈的卫星,近些年科学家发现在木星极区看到的非常壮观的极光,极大可能是在木卫三的磁气圈产生的引力影响下形成的。除了家族内部的成员相互影响、互动和变化之外,家族也会对外界产生一定的影响。2009年9月17日国外媒体报道,在柏林附近的波茨坦举行的欧洲行星科学大会(EPSC)上公开的相关数据显示,1949年至1961年间,木星通过引力作用捕获了一颗临时卫星,它捕获的那颗彗星名为147P/KushidaMuramatsu,或许“聪明”的木星家族需要在太阳系中继续扩大势力吧。

在这个复杂的家族中,每个成员都有各自的情怀,即使相似构造和特点的个体也会抒发不同程度的心情。从大小上讲,卫星不得不向行星“卑躬屈膝”。但在个性方面,卫星却往往比它们平淡的“父母”更胜一筹。在网络中,最个性化的设计、个性化的思想往往来自于那些不起眼的小节点,这些节点为整个网络补充了血液和新的思想方法。不管是庞大的土卫家族还是木星家族,个性化的卫星为整个网络系统创造了无限的价值,这正如如今在互联网中提到的“草根智慧”一样。

(三)天体网络互动玄妙景象

天体网络中的星体相互运动和作用会产生许多奇妙的现象,这也说明了天体网络中的星体并不是孤立存在的。

1.星体相互运动

五百年春秋日轮变幻,三亿人共观日月同辉。2009年7月22日,中国境内的长江流域发生了五百年难得一遇的日全食奇观。此次日全食从日食初亏到复圆长达两个多小时,日全食的持续时间最长可达6分钟左右。中国的11个省、市、自治区的部分地区能观赏到日全食,其他地区均能看到日偏食天象。此次日食是1814年至2309年的近五百年间中国境内可观测到的持续时间最长的一次日全食。

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