光都无法逃逸黑洞,为什么同样以光速传播的引力(或引力波)可以从黑洞内部穿越到事件视界外面?

引力场并没有从黑洞内部逃逸到外部,在外部的引力场是在视界出现之前就建立好的。下面进行一些定性的分析来解释这一点。


考虑一个最简单的例子:一个球对称的不带电无角动量的大质量恒星塌缩成黑洞的过程。假设在塌缩的过程中仍然具有球对称性,并且塌缩得比较慢。(做这么多假设的原因是,这个恒星几乎可以肯定是要塌缩成史瓦西黑洞。要求它塌缩的比较慢,是希望能用static的史瓦西解来近似真正的解。由于塌缩过程是含时的,所以即使是真空部分的解也肯定不是史瓦西解。如果塌缩够慢的话,真空部分的解,至少在足够远的地方,应该可以看成是史瓦西解加上一些含时扰动。)


设球状物质的半径为 R_M ,史瓦西半径为 R_S 。史瓦西解如下

ds^2=-(1-\frac{R_S}{r})dt^2+(1-\frac{R_S}{r})^{-1}dr^2+r^2(d\theta^2+\sin^2\theta d\phi^2)


R_M 以外,没有物质分布,需要解真空场方程,得到的就是类似史瓦西解的形式。在 R_M 以内,有物质分布,所以需要把能量动量张量加进去。


在塌缩刚开始的时候, R_M>R_S 时,真空部分定性来看出现对应于史瓦西解的 r>R_S 部分,从而不出现视界面,而内部由于使用的不是真空场方程,也不会出现视界面(直观地想,没见过哪个恒星内部出现视界面吧)。


当恒星继续塌缩, R_M\approx R_S 时(物质的半径应该还是要比史瓦西半径略大,但是我不会打那个"大于约等于"的符号),这时在那一团球状物质的表面产生视界面,外面的观测者再也看不到内部。但是,这时的恒星外部定性来看已经是史瓦西解和一些含时的扰动了。这时,物质继续向内塌缩,视界也向内收缩到史瓦西半径的位置。原先在外面的扰动经历足够长的时间就可以传到无穷远处,外面就变成了史瓦西解。


至于内部,它是继续向内塌缩,还是有什么新的机制撑住它,让它就是一个半径为 R_S 的球,那就不知道了。不过视界以外已经建立起了史瓦西解,这是我们能观测到的。


如果视界之内的物质继续塌缩,那么里面的引力扰动由于光锥向内,是无法从视界后面逃逸出来的,也影响不到外面,从而外面依然是史瓦西度规。


这就是一开始说的"外部的史瓦西度规是在恒星塌缩成黑洞之前就建立好的"。


题主最后好像在纠结"扔一块石头进去,石头越过视界之前,度规明显不是史瓦西度规,是石头和黑洞共同影响产生的度规,而石头越过视界,撞到奇点之后,就变成了史瓦西度规,于是可以得出还在视界面内的石头对外界产生了影响"这种问题?


这个佯谬的解答非常滑稽:扔出去的石头在远处的静止远观测者看来根本不能在有限的时间内越过视界。


考虑史瓦西解

ds^2=-(1-\frac{R_S}{r})dt^2+(1-\frac{R_S}{r})^{-1}dr^2+r^2(d\theta^2+\sin^2\theta d\phi^2)

固定角度坐标为常数,于是只需考虑径向坐标和时间坐标即可。这时的类光曲线由方程

ds^2=0

给出,具体形式就是

\frac{dt}{dr}=\pm(1-R_S/r)^{-1}

可以看出,离视界面越近,光锥越"尖锐"或者说越"窄"。这说明,单位时间内物体在径向上运动的幅度越来越小,即越靠近视界面,物体越趋于静止。当物体到达视界面上的时候,这个斜率是无穷——物体就待在视界面上了。于是在远处的观测者看来,物体在有限时间内始终不能越过视界面。(更详细的讲解可以参考Carroll的Spacetime and Geometry第5章,其中还指出这个只是参考系选择的问题,选择随物体一起运动的参考系就会发现,物体是可以毫无困难地越过视界面的。)既然我们观测不到物体越过视界面,那么上面的矛盾当然也就不存在了。


下面是一点comments:

(1) 引力、引力波和引力子描述的都是引力相互作用,"存在引力"指的是"度规 g_{\mu\nu} 不是平直时空的度规","引力场"则指 g_{\mu\nu} 。引力场的强弱由 h_{\mu\nu}=g_{\mu\nu}-\eta_{\mu\nu} (后者是平直时空的度规)来刻画。当 h_{\mu\nu} 是一个小量时,我们称引力场非常弱,这时可以把场方程用 h_{\mu\nu} 展开。在领头阶,场方程变成了线性PDE。关于 h_{\mu\nu} 的方程在真空中的解会出现波动解的形式,我们称 h_{\mu\nu} 的这个解为引力波(将 h_{\mu\nu} 看成是平直时空背景上传播的场)。"引力子"就是对 h_{\mu\nu} 这个场做量子化后得到的粒子。


(2) 题主不能把经典水平上的引力相互作用看成是交换引力子,因为经典解是没有办法做量子化的。这是因为量子水平上,物体之间交换的引力子是虚引力子(virtual graviton),是不在质壳上的(off shell),不满足经典场方程。可是两个物体之间经典水平上的引力场就满足经典场方程,它是在壳的(on shell),所以它不能想象成引力子。


(3) 其他答案提到,也许霍金辐射能传递一部分黑洞内部的信息。这个目前只是一种猜测,而且霍金辐射非常弱,你不能指望霍金辐射把黑洞内部的信息全表示出来。霍金辐射有多弱呢?黑洞单位时间内通过霍金辐射损失的质量反比于黑洞质量的平方。(可以参考Mukhanov的Introduction to Quantum Effects in Gravity第9章。)这不足以对经典的引力场方程和麦克斯韦方程的解产生明显影响。所以你不能指望它来帮助黑洞内部的物质对外界产生影响。(与一开始的讨论的结果类似,如果黑洞带电,那视界外面的电磁场也是塌缩的时候就建立好的。)



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作者:鸟雀呼晴

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既然有大型粒子加速器,小型的有什么用?
质量正好介于黑洞和中子星之间的天体是怎样的?

动物饲养人与管理人之间的责任如何分配?

  • 问题

《侵权责任法》第78条规定:"饲养的动物造成他人损害的,动物饲养人或者管理人应当承担侵权责任,但能够证明损害是因被侵权人故意或者重大过失造成的,可以不承担或者减轻责任。"

该如何理解本条规定的"动物饲养人或管理人应当承担侵权责任"呢?如果饲养人与管理人发生分立,责任又该如何承担呢?

  • 分析

首先,饲养人或管理人对于饲养动物承担责任的正当性基础在于权利与义务相一致的原则。饲养动物,自己享受因此带来的利益,同时,应当承担给他人造成损害时的风险。

其次,我国立法没有使用比较法上常用的所有人或占有人之概念,而是使用了饲养人或管理人。通常理解,饲养人对应的是所有人,管理人对应的占有人。如果当两者发生分离时,责任由管理人承担更为合理。因为,当饲养人不是直接管理人时,就失去了对于饲养动物的直接保有与控制,没有防止侵权发生的可能,故此种情况下,应由管理人承担赔偿责任。曾有学者提出,为更好的保护受害人,应认定饲养人和管理人承担连带责任,但不为民法通说所采纳。在没有法定情形下,若可随意认定连带责任,将缩减社会一般人的行为自由。



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作者:上律指南针

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《恐惧社会》与中产焦虑

关于中产焦虑的讨论似乎不知不觉间成为许多公众号偏爱的话题。这一话题一方面的确真实地反映了当代中国社会某些群体的精神状态,但另一方面,因为情绪本身与消费行为潜在的驱动关系,对焦虑感的强调本身也可能是商家"贩卖焦虑"的一部分。但其实,焦虑不是中产才有的,而中产焦虑也不是中国才有的。最近读的这本德国社会学家Heinz Bude的《society of fear》,似乎也对我们在中国语境中讨论这一议题有所启发。

Bude讨论的是恐惧,但在他看来,恐惧是一种面对不确定性的无助感。虽然在本书的讨论中,Bude将恐惧视为理解当代西方社会的一个重要切入点。但是他也认为焦虑本身也是构成时代恐惧的一个重要情感底色。甚至当我读完书中对不同阶层恐惧体验的具体描述时,似乎感觉那说的就是我们平时谈论的焦虑感。

在Bude看来,恐惧是现代社会的一个主要特征,这种情绪是没有社会边界的,从底层到中产到上层,从成人到儿童,恐惧影响着每个人。当然,因为不同阶层各自所遭遇的不确定性不同,其具体所体验到的恐惧感也有差别。但是总体而言,时代的变化,特别是全球化的进程,产业结构的变迁,以及主要西方国家福利体系的变革,将所有个体置入到巨大的时代洪流之中:个体原先适应的生活节奏正走向没落,过去的经验不再适用,没人告诉你以后会怎么样的情况下,大家似乎真的有理由感到恐惧。

Bude论述的是以德国为代表的西方社会,社会结构的固化是当下西方年轻人恐惧的一个主要背景。在西方青年看来,完成阶层流动不是不可能,实在是太难了。这种对未来的不确定性给年轻人带来一种感觉:人生有太多犯错的可能了,任何一次错误都可以堵死阶层流动的机会。按照Bude的原话:"你可能上了不好的小学,不好的中学,甚至不好的大学,选错了专业,不该出国的时候出了国,结交了错误的朋友,甚至选错了结婚对象,或者选错了居住地点。所有选择的过程都意味着你人生的重要转折点,你最好选对了,选错了就只能被抛弃。选择的过程永无止境,...,个人的命运越来越成为所做的那些成功或者失败选择的结果。"这一来自西方语境的描述似乎在中国人听起来相比也有点扎心: 择校问题愁死万千父母,"三百六十行行行转码农",相亲对象有没有本地户口和车房,逃离北上广遭遇回不去的家乡。这些触动中国青年的话题,不也透露出一种一旦选错或嫁错这辈子都搭里面的恐惧么。当然,选择决定命运似乎是世界的常态。但是在今天,这种常态在本书看来其实发生了变化:"社会整合形式从许诺成功变成了威胁你要被淘汰。我们不是被因为一个正面的激励而奋发图强,而是被在消极后果的威胁中拼命挣扎。"

考虑到这种恐惧的时代特征,本书把过去时代的恐惧拿出来做了比较。Bude认为美国大萧条期间人们也生活在不确定感之中。但那个时代,罗斯福有意识地去疏解了这种社会恐惧。罗斯福的名言"我们唯一值得恐惧的是恐惧本身",就是直面了不确定带来的负面社会情绪。在国家层面解决直面社会中的不稳定感是政治家可以打的一张民意牌。在本书看来,二十世纪后半页西方福利国家体系的发展就是这一政治策略的直接呈现。用国家财政进行社会支持,创办福利体系,消除人民对于疾病、失业、养老、贫穷等问题的恐惧,让个体毫无后顾之忧的实现个人愿望。用福利体系来增加群众的安全感,自然可以克服社会恐惧。Bude认为,先不论这些政策的目的最终能不能真的克服贫困问题,解决社会排斥,但其起码给国民一种情感慰藉:他们没有被抛弃,更不需要完全靠那绵薄的个人之力去对抗时代的不确定性。但是,我们也知道福利国家的原则有很多弊病,比如对增加财政负担,考虑到国情差别之大,强推某种福利体系也会变成开空头支票。所以讨论福利国家也要看时代背景,根据Bude的分析,福利国家的政策在20世纪的背景下,是与西方社会的现代性转型相关的。这种现代化之路呈现了一种社会期待:个人通过奋斗可以在社会中立足,命运不是被出身所决定。对大多数人来说,这种机会感对于大多数人可能更为重要。但今天的社会成员可能没有这么多的期待了,大家不但更相信阶级再生产这一套说法,也不再指望国家可以颁布某种政策来支持被抛弃的个体。福利国家理念不再流行,而兴起的新自由主义强调个体要通过自我提高来实现幸福,在西方图书市场self-help类书籍的畅销其实就映照了中国当下鸡汤类、成功学乃至知识付费产品的热卖。国家既然不是救世主,个体一不留神就要被时代抛弃,只能通过市场手段给自己打打鸡血充充电,不然似乎人生就没有希望了。

但是这种无望的人生真的能靠自我提高逆转么?换句话说,对不确定性的恐惧是靠个体能够克服的么?答案显然是否定的,按照本书的论述,产业结构调整、全球化等宏观变化在个体生命中制造出不同的不稳定情景。Bude在书中谈论了不同社会群体所遭遇的恐慌情绪,因为中产焦虑是我们熟知的热点,我们这里着重谈一下中产阶级所遭遇的"地位恐慌"(the status panic of the middle class)。在Bude看来,恐惧这种情绪,常常折磨着那些'有所输'的人。光脚的不怕穿鞋的,有了社会地位和资本,才担心会失去。中产的地位恐慌就是一种因为有所失去才担心失去的状态。其实恐惧这种心理很有意思,可以说的是人类的原始情绪之一,儿童在成长的过程中也会对未知有所恐惧,但是这种恐惧会包含一种对未知的探索。儿童恐惧更接近于无产者的恐惧,因为没有什么是他们所拥有的,他们真的是在某种绝境中摸索。但是中产的地位恐慌不一样,中产的恐惧本身其实会有一种莫名的自责感。而这种自责感其实并不一定有具体的对象。所以很多人认为中产的焦虑本身是一种矫情的体现。但在Bude看来,这背后的真相其实更糟糕:这是一种没有具体目标的恐惧感。是一种基于焦虑的可为性(anxious possibility of being able)产生的恐惧感,所以这种恐惧是一种对自我的恐惧。在我理解来看,中产或许有这个心态,如果我去买了那个课,我可能就会提高,如果我咬咬牙早买了那个房,可能今天就在北上广深扎了根;如果我多挣点钱让家里小孩上了那个私校,可能以后孩子就不会被甩下来。在中产恐惧中,这种个人能力似乎可为,但实际可能没有为的矛盾,就是所谓的"焦虑的可为性"。这种焦虑感其实就是把"选择决定命运"的逻辑情绪化了。

这种看似纠结的体验核心在于作为中产成员的个体,看上去能够通过个体的某种能动性(付费学知识、开天眼买房子、节衣缩食择好校)逆转未来,却恰恰忽略个体能力在很多情况下其实是不可为的。Bude谈到了中产恐惧的结构性特征,基于德国的经验,首先谈就是中产这个概念的问题。其实中产阶层是一个很泛化的概念,当下的中产世界成为恐惧世界的一个原因就是这一阶层与传统的阶级不一样(工人、农民、贵族等)。在阶级斗争的年代,个体的命运其实和大多数处于相同阶级成员的差不多。你是个地主,说打倒地主就都打倒了。作为工厂工人,大家一起也就都罢工了。作为农民,无论是被剥削还是翻身做主人都是阶层命运。换句话说,个体其实是不会因为学习了付费知识就逆转自己的阶级命运的。但二战后兴起的中产阶层似乎是变成了西方社会一个文明化舒适区,大量不属于工农地主阶层的白领、服务业人群、技术人员、工程师、公务员、知识劳动者被装进了这样一个范畴。中产一转眼成为西方社会的"大多数"。但这个大多数并不意味大家都过着相同的生活,新技术带来新的职业都可以归入这一层级。一方面,我们乐观的认为中间阶层不断壮大,社会充满活力,越发稳定,但另一方面,这种壮大本身其实就意味着这一阶层本身是有不可逆转的分化趋势。

这种结构上的分化一方面来自自于产业的更替,传统工业衰落,网络经济兴起。过去构成中产的实体经济的白领或者中底层管理者目前需要承受整个行业没落所带来的危机。但另一方面,新兴行业的从业者可能会得益于行业红利,觉得自身的社会地位也随之水涨船高。

除了工业本身的兴衰对中产成员的影响,自由职业者也成为西方社会中产分化的一个特殊群体。他们一般教育背景都不错,但是想找一个符合自己职业兴趣的全职工作并不是很容易。所以靠兼职来谋求生计和兴趣的平衡,比如大学兼职讲师,自由艺术家,翻译等。得益于西方福利政策和最低时薪保证,这群人的收入虽然不高,但绝对算不上底层,他们恐惧的是自己的价值被低估,或者说价值得不到呈现。这群人的焦虑感展现了西方社会一个特点,那就是大部分学位和证书其实没有办法保证你获得一个稳定的工作。即便出生在西方传统中产阶级,也接受了大学甚至研究生的教育,还是会有阶层下滑的风险,而且越来越多的"受过教育的失败者"正在出现。中国高校在2000年后的扩招似乎埋下了"educational losers"大批出现的苗头。

当然,正如有人批评的是,有向上流动自然就有向下流动,没人保证中产阶级子女永远是中产啊,这种恐惧不是矫情还是什么?但在本书看来,这一恐惧其实是源于方向感的迷失。而这种方向感本应该是存在于社区归属和自我奋斗之间的链接点上获得的的。而这种链接在当下的中产世界是断裂的。断裂的原因还是因为中产阶级本身的分化性太强,不具备其他阶层的凝聚力。Bude举了一个例子。如果列车司机想要让自己的工资水平和飞机驾驶员一样,而不是和列车的售票员调度员看齐。这种跨行业的比较使得中产没有工人群体的阶级认同和群体动员能力。按理说,列车司机,列车售票员,调度员共处于同一套公司规章及企业文化,存在联合的可能。但是列车司机要求涨工资,列车公司在不割让资本家的利益和不增加总体营收的情况下,涨了司机的工资就要削减其他岗位的待遇。中产本身的分化性也决定了最终其利益诉求也是分化和矛盾的。(这个在我国一线城市户籍入学的问题上就有极大的体现,资源就这么多,内部争去吧)。这种分化就注定了这一群体不会以联合的形式来共同为地位恐慌寻找出路,而是不得不作为一个一个分散的个体各自焦虑。没有任何原则可以用来指引这一阶层如何平衡彼此的矛盾和利益,联合起来解决问题。所以说,中产阶层在本质上注定了要在孤立的状态下应对不确定的未来。

对于西方中产来说,他们可能唯一的共同点就是都经历着一种地位正在被威胁的感受。一般来说,中产阶层不太会认为中产阶层的整体体量是在缩小的。但事实在于,全球化带来的产业转移在创造第三世界国家中产群体的同时,也带走了一二世界的中产就业机会。所以全世界的中产数目也许没少,但西方人所在国家中产的体量可能是在逐步减少,这种情况在劳务和技术外包流行的当代经济文化中日益常见。按照Bude的话,如今个体暴露在一个开放的经济体系中,传统的行业经验要在世界范围中经历竞争和考验。德国的工程师还因为享有某种世界性的威望,压力不算太大。但其他行业呢?试想中国和印度的软件人才对西方原有技术团队会造成多大的压力。这正如东南亚的低人力成本也对我国的制造业有威胁一样。理论上来讲,中国理应目前应该是处于一个中产壮大的时期,早几年繁荣的出口贸易和加工业在解决工人就业的同时自然也会增加一定数量的中产(实体经济如今的萧条是否造成一部分中产的跌落呢?),而互联网经济更是制造出大量的中产乃至财富新贵。在一个本该处于中产发展期的中国社会,目前感受到的中产焦虑,很大程度是也是因为被房价的飙升催化的。房价在某种程度上,直接加速了中国中产的内部分化,早上车也许催生了向上的阶层流动,晚上车也许马上掉出了中产,房价增长的迅速是这个时代中国中产面对的最根本的不确定性。这可能能够回答为什么很多码农虽处行业风口但依旧焦虑漫漫,因为行业本身的红利被学区房直接拿走了,更不用说处于没落行业的中产群体了。值得庆幸的是,中国中产作为一个整体目前应该还没有如西方老牌工业国家那样,遭受全球化带来的中产萎缩。但随着人力成本的的提高,资本的逃离本身带来的冲击,是否会加剧未来中产的恐慌呢?

Bude也谈到了中产父母对子女教育的重视,是的,西方中产也忧虑这个问题。在本书看来,这种对子女教育的关注是与中产的职业特征紧密相关的。因为中产群体对未来的恐惧,最终是关于我能获得什么并传递给下一代的问题。不同于掌握生产资料和权力资本的上层,大多数中产是依靠其所掌握的知识和技能达到了目前的社会地位。专业知识、管理经验、工业技能这些东西不但是无形的,更有可能因为技术更新而失去价值。我们今天的中产阶层所持有的各种经验、技术、算法、数据、视野、建议等符号性商品,在今天可能很值钱,但过几年可能都会过时。没有人知道过上几十年,这些自己掌握的东西多少价值,知识和信息不是土地和黄金,这本身就构成了一种对未来的不确定性。为了克服这种不确定性,中产总得给下一代留点不会过时的东西,考虑到自己的知识技能没法变现成为传给下一代的巨额遗产,大家只能投资孩子的教育了。所以中产子女教育的焦虑本身也是地位恐慌的一种反应。说到这个总得给下一代留点什么的问题,知识变现赶不上货币贬值,可能留套房子还是最保险的。教育资源又和学区房户籍挂在一起,中国中产的焦虑又在房价飙升的时代被升级了。


最后我们来总结以下,根据西方的经验来看,对不确定性的恐慌是当下社会每个阶层都要面对的问题。中产焦虑可以理解为对地位丧失的恐惧,而这种恐惧是这一群体的自身诸多特征导致的。阶层内部的分化、行业衰落、全球化冲击、阶层工作特征决定了这一群体要在一个缺乏指导的状态下以个体的身份去面对宏观结构带来的不确定性。所以说,中产的焦虑似乎是必然的,而且可能是全世界性的。在中国语境下,中国中产幸运的一点是似乎还没有因全球化冲击而遭遇阶层缩水(但这一天似乎并不遥远,或者在有些行业已经到来),但悲剧的一点是房价问题真的可能放大了许多问题。所以对于中产个体来说,其实不要把自己逼的那么紧,你看,一来,全世界的中产都这么苦逼;二来,有些结构性的问题也不是自己真的能扛过去的。中产焦虑在这个意义上不能算是矫情,但相比于底层也绝不是绝境。所以纵然对中产的未来持宏观的悲观态度,在微观的个体生活中还是要释然,佛系奋斗。


在本书的最后,Bude提出了恐惧政治的概念。他认为政治的目的就是解决那些影响每个人却又超出个体能力的共通问题。社会成员的不同负面体验可能会被压缩成某种集体无助感,政府敢不敢正面这种恐惧的情感氛围呢?德国有经济学家都做过针对情感性政治领导力的分类。煽动家强化人们的恐惧,然后扔出一个替罪羊,让这个替罪羊所人们的所有不幸负责。普通官员通过画大饼,忽略社会不稳定因素和威胁性问题来麻痹大家的恐惧感。而真正的政治家能够指出恐惧的真正根源并且引导众人直面恐惧。相信各位都能找到对号入座的人,我们就不举例子了。虽然对政治家的呼唤有些理想主义,但是也许整的只有依靠某些超越个体的力量才能解决结构性带来的恐惧问题。



来源:知乎 www.zhihu.com
作者:Rui Hou

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为什么相同色温的光源会有不同光谱?

光谱在色彩空间内,可以表现为不同光谱各个波段,对应颜色的矢量合。

如图,红色箭头是这一段光谱最终的颜色,光谱上每个nm光线对应一个颜色,合颜色就是红色箭头了。

(我把它简化成了二维示意图,实际上色彩空间是三维的)


很显然,一个指向的颜色,可以由无数种光谱合成,就像合力一样。

所以解答题主问题:色温也是一种颜色,所以它可以对应无数的光谱。




其二关于显色性,题主说的色温的切向,是指色调,而并非显色性。

当我们确定色温后,将它作为白色,围绕它形成一个色域。显色性就可以理解成光源的"色域"。想象光源能照耀出的所有颜色围成一个区域,确定中心点色温后,它的色域形状还需要确认,显色性就是对它的一个评估,为了方便起见,所以只用一个平均值来评估。


因为题主提到了绿到粉红的变化,所以先插一句,辨析下"色温"和"相关色温":

色温代表白点的颜色,是沿着普朗克轨迹走的,2000k,3000k,10000k什么的,都对应CIE XYZ色域中的一根线条。

既然只是一根线,就不能表达色温的所有漂移,为此还要加上一个方向,就是下图的色调方向。这是一个相对坐标系,色调方向垂直所在的色温切线。这个垂直方向上的"色温"叫什么呢?

有个概念叫相关色温(correlated color temperature),就是让把某个色调不同的白点也能跟色温对应起来。你问的"色温",严格上来说就是"相关色温"。


回到显色性,色温确定一个中心点后,光源就能形成一个"色域",但这个"色域"不跟显示器色域同,只代表它对某个颜色的敏感性。

比如,光源光谱若是全的,那么它围成的色域应该这个样子,对任意光线都100%敏感(实际上应该从0点出发,因为色域是三维的)

这代表反射物体在每个波长上都能100%地被响应——若你的反射物只针对某个波段反射,它就能显示跟纯波段光线一样颜色。


若光源缺乏某个波段,会导致对应波段的响应非常小,比如下图的光谱,虽然色温还是一致的(色矢的位置没变),但是短波和长波段都是缺乏的。

那么这样的光照射到同一个纯色谱上,会变得非常黯淡,色域就缩了。比如哪怕你的反射体完全反射490nm的光线,在同一个光源内,它最多也是下图左侧箭头的颜色。

总结出来的效果就是,显色性低的光源对饱和颜色的显示很暗淡。而即使是不饱和光线(也就是下图这样能对其他光谱也响应)

也因为主导波段的缺失,导致色相偏移和衰弱(想象下色矢被去掉最长的那些),但表现远远胜于把波段孤注一掷在特定位置上的饱和色。



为了测量显色性,也就是上面舌形图上圈出来的那个响应谱,我们只要在边界上选几个有代表性的色点围绕它,然后用光线照射并计算结果即可。

当然,在实际测量显色性时,用的是从色域中采样的几个点组成的色板,并非一定要非常纯的色点,因为我们测的不是光谱,而是以阳光为基准的相对比较。


接下来我做个很小的试验,分别看看路灯和色卡的"色域", 我不知道显色性采样用的是什么色板,我就用我的Spyderchecker 24色色卡吧,反正原理一样。也正好看看哪种灯光适合养鱼(毕竟我是鱼学家)。


我首先拿色卡分别在路灯和闪光灯下拍摄,并校准色温之后(色域中心一致),手动用曲线把黑白灰块对准一致,然后对颜色进行Lab值的绘图(这个色卡就是大坑,居然不支持ICC校色!!!!只支持调节LR或者ACR中的HSL!!绝对不要买!!要买就买爱丽色经典色卡甚至宁可杂牌色卡!!)


很显然,路灯的光谱是缺乏了一大块的……而且一些颜色缺乏区分度,靠在了一起。

但是在光谱没缺的部分,比如黄色,和蓝色,区别没其他颜色那么大。某些色相不一定正。

下图是我从网上找的一个灯的实际效果:

最后,总结一下:

相同的色温会有不同的光谱,是因为不同的光谱能投射出同样的色温,(同色异谱)


显色性不是色调的变化,是整个光线对不同波段的响应组成的"色域",用标准颜色可以测得这个域的大小。


这对我们的用途之一:

屏幕上同一种颜色,在实际中是无数原色(色矢)组成的,而相机则是三原色。因此相同的颜色,并不能保证在其他光源下相同。所以光源颜色相同,却不能保证电脑上就能简单地通过混合模拟出来。


用途之二,是指导我们在前期平衡显色性——高显色性除了提升整体光源之外,还可以通过削弱光线中的特定波段来达成。比如抗光害滤镜,不是简单地蓝色滤镜,而是抑制了部分波段的通过,这样子只要曝光时间够长,就能跟均匀的光谱等效。(@耐司,打钱)

用途之三,是通过光源色谱指导后期颜色调节。比如一般的LED白光缺少黄色波段(哪怕是黄光LED),那么后期可以有意识地强化这部分的颜色。但是色相就比较复杂了,要涉及到白平衡。

我有个设想是通过解马赛克直接找到这个通道的强度,然后强行提升拉伸色域,再转回到sRGB



(实际上,哪怕你是等能光谱(全频段强度都为100%),只要其中有一段波长的强度非常突兀,那么你的显色性都会下降。因为传感器实质是对整个波段的强度进行了积分,而现在总强度却严重与这个波段相关——这个波段增长100%,总强度增长50%,显然会受其主导。三原色都这样,那么整体就互相相关。)


上面应该够回答了,下面进入激动人心的展示才华时刻。


根据三刺激的计算式,在考虑一段光谱对应的颜色时,要先考虑它跟反射/投射谱的内积,再考虑和色匹配函数的相乘。但研究式子可以发现,可以先把光谱换成等能光谱,再把人眼感光细胞等效成对新的波段敏感。


(原理:SPD(λ)和x(λ),y(λ),z(λ)可以先合成新的函数,等效为一个新的感光细胞。而原本的位置上用一个全波段光谱SPD(λ)=1来代替)


很显然,显色性越差,新的感光谱重合度就越高,表现在色彩空间中就是拉不开区分度,体积变小。

(具体说来说,正常的情况下动一个通道,其他通道毫无变化,才能最大程度地表示颜色。而现在一个通道动,另外一个也跟着动,形成x=0.5y这种关系。此时,它的颜色空间越接近一个平面,乃至一条线(沿着某个颜色变动)运动,它让人眼三个通道的色锥细胞接近耦合。)

若灯光是一段等能光谱,则色彩空间是这样:(各波段响应恒定为100%对应的色域,因为M和L细胞的重复度高,所以色彩空间并非是个方体,而是三角体)

而模仿路灯,(就是钠灯,纯黄的路灯,光谱集中在600nm左右,照下来的结果,相当于将人眼的敏感谱变得这样,包络线此刻代表是最纯的色板所能表达的颜色)

而对应的色域就很窄了,是个平面。


参考资料就是章佳杰色彩空间三大篇加上我自己的了。



致歉:

前几天我也答应了一个题主想回答一个色温的问题来着的,结果那题死活找不到了,希望他能看到吧。。。


参考:

STUYDY OF COLOR QUALITY SCALE FOR LIGHTING SOURCE
色温、白平衡与色彩恒常性
为你更新色彩观: 直观理解光线被人眼或探测器感受和探测的过程。以及响应的变换,是《色彩空间基础》的过渡 (这个参考好长)
LED光源的显色性及评价方法


来源:知乎 www.zhihu.com
作者:荆慢慢2.0

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延伸阅读:
关灯后,灯光到哪里去了?
现在的光学在生物医学方面的最前沿的研究与应用有哪些?

深圳梅沙小镇——轻轻拉开海时代的序幕

2016年9月22日,深圳特发集团举办的《深圳市小梅沙片区概念性总体规划方案国际竞赛》已通过专家评审,并顺利落下帷幕。深圳市城市规划设计研究院有限公司与澳大利亚Hassell设计咨询公司组成的联合体经过两轮投标最终从46家国内外知名设计机构中脱颖而出,获得专家组评审第一名。


规划以"拥抱海洋,梅沙小镇"为主题,在小梅沙实现未来深圳人的滨海生活梦想。我们从深圳人的视角出发,采用综合规划的工作模式,规划统筹,多专业配合,从生态、人文、功能、建筑、环境、交通等方面塑造一个独具特色的梅沙小镇。


一、拥抱海洋,梅沙小镇

每个深圳人对海都有很深的情结,每到节假日,许多深圳市民就从西向东跨越数十公里来到东部滨海休闲度假。随着深圳国际化的步伐加快,都市人对更高品质和多样化的滨海体验需求不断的增加。


小梅沙处在西部都市区与东部生态旅游休闲区的衔接处,它不同于深圳西部高楼林立的喧闹城市,也不同于东部大鹏半岛的郊野生态。我们心中的小梅沙应当是一个山海融合,师法自然的滨海小镇,西部的城市活力与东部优美的自然环境在这里碰撞交融,人们既能够体验"小而精致"的滨海小镇街区活力,也能够尽享"灵动自由"的山海自然景色。我们希望未来的小梅沙能够承载深圳人的滨海梦想,让市民能够真正拥抱海的自然,拥抱海的文化,拥抱海的生活!


二、拥抱海的自然

小梅沙拥有丰富的山海生态资源和山海地形变化,构成海、湖、河、林、田、山复合生境系统,生态本底非常丰富,有48种以上蝴蝶,200多种植物。但是自然相连的山海生境由于粗放的城市建设被打破,自然赋予小梅沙的宝贵资源需要保护与恢复。


2.1山海一体的绿色网络

我们的规划从小梅沙区域的视角,将山、水、林、沙滩、海洋、建成区进行整体考虑,打造联结山海的生态通廊,保留生态敏感地块,保障规划区生态结构完整和多样。规划遵循小梅沙三面环山、一面拥海的山海格局,构建3大分层的生态格局:低山丘陵区——平缓建成区——蜿蜒滨海区,并结合建设生态海绵网络还原其应有的生态功能。北部山区以生态廊道及生态林地为主,以自然野趣的栈道为毛细脉络,构筑山海间的绿色网络,将绿色山林自然地过渡到建成区,在建筑与街道之间延伸,再逐渐与海岸、礁石进行融合。在形成全域贯通的游憩网络的同时,保护自然资源的连续性和景观生态的整体性,为生物多样性打下坚实的根基。

山海一体的绿色网络是小梅沙可持续发展的生态基底,也是创新整合发展空间,实现绿色价值的核心载体。


2.2距离亲近海洋

环拥着大海是小梅沙的最大特质,我们的设计希望人与海是一种和谐共兴的相处方式,而不是凌驾于其上。因此,我们的空间方案非常注重与山海自然融合,试图营造一座以起伏山脉为背景,以海湾沙滩为前景,仿佛自然生长出来的滨海小镇。我们为了拉近人与海的距离,利用汇水廊道作为线索,将自然与海洋引入基地内部打造"人"字形山海公园,将小梅沙带入了海洋的怀抱。从2.9KM单一的沙滩和礁石岸线,拓展到8公里丰富湖海亲水岸线。


山海公园由三部分构成:山谷溪流公园引领游人追溯大海的源头,海绵生态街道营造依山傍水的"新渔村",海岛湿地公园通过景观设计融入更多海洋元素,让人在片区各个角度亲近自然山海。


2.3拥抱海的文化

小梅沙是深圳最早的休闲度假地,曾被评为"鹏城八景"。首个国内规模最大的海洋主题公园、曾经的高端休闲服务中心小梅沙酒店、山海间的小渔村承载了大众的文化记忆,积淀了小梅沙特殊的文化价值。


我们的方案珍视和传承梅沙的文化价值,通过连续的生态水系统将基地划分为三个主题的岛屿,分别是海湾休闲岛、海洋世界半岛和梅沙文化半岛。不同分区的设计融入山海自然,体现小梅沙独特的海洋文化。


2.4自然生长的梅沙小镇

在梅沙文化岛,延续和植入渔村美食、特色民宿、艺术工坊等文化体验功能业态,保留活化小梅沙老村,新建建筑延续小梅沙村层层叠落的建筑形态,模仿山形形成逐级退台的建筑语言,与老村一同形成一个依山傍水的新渔村。


2.5精致体验的海湾休闲

在海湾休闲岛,海上街市、海上图书馆、高端酒店、沙滩娱乐、栈道休闲将有机组成一个丰富多样的活力岛,提供高端的滨海体验和精致的情景消费。建筑呈现街区式,拥有宜人的空间尺度,注重垂直向海的街道空间营造,同时建筑尽量低矮,适度退台增加立体观海界面。主体建筑尊重并重新诠释目前小梅沙酒店建筑体量和节奏,以新的方式延续历史人文的空间记忆。


2.6活力梦幻的海洋世界

在海洋世界岛,我们将延续海洋主题公园的功能,建设全新体验的海洋世界公园,包括海洋奇幻馆、海洋剧场、亲子海景酒店等,是家庭亲子娱乐和公共自然科普的新目的地。人们出站后看到的是层层叠落的海浪叠水景观,沿着水岸走到海洋世界看到蜿蜒水岸界定的一个个海岛及湖面,海岛上的建筑如同海边圆石或海上风帆形态,形成一个极富海洋特点的梦幻海世界。


三、拥抱海的生活


3.1第一时间抵达山海

深圳人在周末往往需耗费两三个小时才能到达东部滨海,规划中的8号线连接了西部喧闹城市与东部滨海自然,大大改善了小梅沙的交通区位,半小时即达的路程真正使得小梅沙成为了都市生活的一部分。我们提出"第一时间到达山海"的交通目标,希望人们一出站即可感知海洋、畅达山海。

更高效的人流集散:充分利用轨道优势,将小梅沙站站点设置在片区中心位置,即叠翠湖山海廊道与盐坝高速交汇处南侧,使人们在500米范围之内可以北到叠翠湖、南至海洋世界及沙滩,同时也保护了轨道修建不破坏小梅沙村北侧400年历史的风水林。


设置枢纽减少片区内车流:规划在轨道站点以北,对现状北侧立交闸道进行改造,建设一个8万平米的地下交通集散中心,在核心区外部解决出入车流集散,避免高峰车流进入基地内造成拥堵。更重要的是在枢纽建筑屋顶即地面层恢复原有被立交闸道破坏的生态环境,形成一个出站即享的山谷植物园。地铁站及停车枢纽共同成为满足片区对外交通的节点中心。


构建上山下海的步行廊道:让人们能够到达小梅沙后,通过上山下海的慢行系统能够第一时间畅达山海,最终形成一个具有完善服务设施的山海绿道网络。


3.2全新滨海小镇生活

什么是深圳人需要的滨海生活?什么是小镇般的自在生活?我们认为小梅沙应当是深圳人的小梅沙,不是一个单纯的旅游区,是平时闲暇时间都可以方便到达的城市滨海小镇。未来小梅沙客群更新方向应当是满足年轻客群、家庭亲子客群、精神文化追求者以及不断增长的消费需求。


旅居业一体的综合业态模式:原因是小梅沙面积较小,如海洋公园、商业零售等等单一业态都无法具有区域竞争力,因此需要综合业态及功能策划,让居住、工作、旅游可以无缝衔接。例如海洋世界为滨海街市带来人流,而滨海街市为其提供商业及餐饮服务支撑。另外还提供居住、商业、文化、旅游等多方面的公共设施配套, 是其真正成为一个"小镇"。


激发片区公共活力:小梅沙片区法定图则中商业功能占较大比例,这决定了小梅沙注重公共的属性。因此我们把地面空间开放给公众,同时在片区中放置多个公共建筑,这些设施如同小镇的益生菌,激发片区公共活力,例如海上图书馆、旅游服务中心、海上剧场、海洋科普馆等等。更多个性化的服务业态放置于二层以上,利用退台空间形成多样体验海的方式。


丰富多样的滨海小镇活动:为了实现深圳人多样海洋体验的需求,策划三大功能主题,分别是海湾休闲,远离喧嚣都市的自在生活;梅沙文化,回味悠然的渔村时光;海洋世界,探索大海的奇趣奥妙;山海公园,享受公共的山海自然。


这就是你梦想中的小梅沙!


在未来的小梅沙,人们乘坐8号线到站后,在轻轨叮叮的开门声中第一时间看到奔流向海的壮阔;在梅沙老街上体验新梅沙文化的气息、在向海的绿色屋顶上细嗅咖啡的淡淡海味,在热闹的沙滩上来一场最嗨的疯狂音乐节。人们顺着山林绿道来到小梅沙后,在叠翠湖畔寻觅万千蝴蝶的踪迹,俯瞰小梅沙小镇风光,穿行到热闹非凡的海绵街市上体验别样的海洋文化,在滨海的剧场里享受文化盛宴,在奇幻的海洋世界中认知海洋的知识。乘坐游船来到小梅沙,在海上乘船踏浪接近一个亲切的小梅沙与大海融为一体,夜幕黄昏让人感受小梅沙的温暖和惬意,到了晚上小梅沙是一座不夜城,丰富的夜间活动等着你的到来。


作者:
于光宇,深圳市城市规划设计研究院,规划工程师


(注:文章配图由作者提供)




来源:知乎 www.zhihu.com
作者:深圳规划院

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如何判定自己是过敏了,怎样避免过敏?

在儿科门诊经常遇到非常典型的案例。
这是一对六岁的双胞胎兄弟,当时还没有电子病历,兄弟俩第一次看我,妈妈拿着厚厚的两本病历交到我手上。我一边翻看病历一边问孩子们现在有什么问题?妈妈无奈并疲惫的跟我说哥哥喘弟弟鼻炎,老毛病又犯了呗。
我快速的在厚厚的病历中翻找我想要的一个检查结果,但并没有找到。我问妈妈:"孩子们过敏病史有3年了,我看做了很多化验检查,怎么我没有找到过敏原筛查结果?"妈妈回答到:"没有查过,查了又怎样?还不是一样治不好只能控制?"我跟妈妈耐心的解释了一番最终同意抽血化验过敏原。3天后结果出来了,兄弟俩对猫、狗的皮屑严重过敏,我连忙给妈妈打电话问是否有宠物?妈妈说:"有哇,既有猫又有狗。"
听到此处我即为孩子们高兴终于找到了病因,又不禁感叹:三年!如果早筛查过敏原是不是就可以免于这么多的治疗及反复发作。是不是就可以享受更好的生活质量。妈妈听到这个结果二话没说把宠物送给了好人家,兄弟两个从此半年没有再发作。半年后又来门诊,我的心一沉,莫不是……妈妈见状赶紧笑道:"您别担心,手划伤了,让您来给看一眼需不需要处理一下。俩孩子再也没有过敏症状了,非常感谢。"
之所以说是典型的案例,是因为不是所有的过敏人群都能找到过敏原,有的过敏原及时查出来确实也很难避免,比如尘螨及霉菌,又比如春季的花粉树花粉,秋季的豚草蒿草等等。但仍然有必要筛查过敏原,所谓知己知彼百战不殆。我们仍然可以找到预防的方法。
遇到不能完全避开的过敏原我们可以采用预防的一些方法,比如:
1. 季节性过敏:也称花粉症,建议根据气象局的花粉浓度报告,避免高浓度花粉的时期长期户外活动,外出佩戴口罩做好防护,汽车及室内门窗保持密闭,空气净化器具有一定作用。户外回来及时洗脸,清理鼻腔,严重花粉过敏者建议洗头洗澡换衣服。
2. 尘螨过敏:在阳光充足的天气尽量晾晒各种床品,每周清洗床单被罩,高温可以杀死尘螨。一些具有除螨功能的吸尘器也适用与清洁室内。
3. 真菌/霉菌:积极清理卫生间,如果卫生间能通风更好。平时保持卫生间门是关闭状态。避免室内积水,不建议真菌过敏人群在室内养植物等等。
4. 对宠物皮屑过敏最好不养宠物。

很多找不到过敏原的情况也不要惊慌,可以在生活中细心观察找诱因,即使不能明确诊断也可以通过药物控制保证生活质量。

来源:知乎 www.zhihu.com
作者:蓬蕊

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