地球科学中的正反问题
地球科学概论(部分答案)
地球科学概论课件绪论一、名词解释地球系统：地球由固体地圈（地核、地幔、岩石圈）、流体地圈（大气圈、水圈）和土壤圈、生物圈（含人类圈）组成一个开放的复杂的巨系统，称为地球系统。
地球表层：指的是和人最直接有关系的那部分地球环境（即岩石圈、水圈、大气圈、生物圈相互交替、渗透的部分）。
二、论述题1）地球科学研究的重要意义？⑴地球是人类在宇宙中赖以生存和发展的唯一家园⑵人口、资源、环境是人类21世纪面临的三大基本问题（资源严重短缺固体矿产，能源，水资源，环境污染严重大气污染水污染）生物多样性是人类生存的基础⑶人们从改造地球表层正反两方面的收益与教训中逐渐认识到，人类社会的发展最终要受到地球表层的遏制。
人类无限制的发展，只能带来灾难，人类只有与地球表层环境相协调，才能持续发展。
人类要向生物学习，顺应地球表层自然演变规律，与地球表层协同进化。
⑷21世纪的建设者和领导者为了实现可持续发展，需要以地球系统科学的新地球观从整体上来认识地球并关注当前资源、环境热点问题。
因此，我们必须将地球系统作为一个整体进行研究，为政府实现人类人口、资源、环境与经济社会的协调发展的宏观决策中（发展规划与法规建设）提供科学理论基础。
2）地球科学的特点？全球性20世纪60年代板块构造学说的出现，首先在固体地球研究中建立了全球观概念。
全球监测与国际合作调查研究的时间尺度的极大差异性调查研究的空间尺度的极大差异性现实主义类比研究方法第1章宇宙中的行星地球一、名词解释太阳系：太阳系位于银河系中心约27000光年，距银河系边缘23000光年。
约2亿年环绕银心一周太阳系以海王星的轨道为界。
包括：1颗恒星，8颗行星，66颗卫星，一些小行星，彗星，星际物质等。
彗星：彗星也是围绕太阳旋转的天体。
不过它们质量很小，是一种云雾状小天体，围绕太阳旋转的轨道是十分扁长的椭圆。
距离太阳近的时候，从彗核蒸发出大量物质抛洒在远离太阳的方向，形成光带，称为彗尾。
在太阳系中，现已发现1600多颗彗星。
看看科学的4大难题解释
看看科学的4大难题解释科学界的4大难题，已困扰人类上百年，谁能揭开便能夺得诺贝尔奖王丽江说美食大鱼号原创 2019-4-26小时前这四个问题被公认为人类历史的四大难题，第一个问题是人类对生命起源的思考，生命是从何起源的，之后又是如何演化的呢？由于人类历史只有五百万年左右，人类文明只有一万年左右，要对十几亿年前的事情进行探索是非常困难的。
这个问题分为两个来回答，1、假如宇宙有高等生物(人类)，在有条件下人类来到地球上。
因为太空中有有机物，是炭、水和无机物在宇宙电磁场或者是电磁力的作用合成有机物，细胞等等。
2、是在地球诞生的生命，地球上如果没有水，是不会有生命的。
当非常干枯的地球(要有大量炭)遇到一个水球时，形成一个由水和无机物组成新的地球诞生了，在太阳、地球、宇宙的变化电磁场或者是电磁力作用下生成最低级的有机物。
在电磁力的引力作用下，由小分子慢慢变成了大分子，原子之间、分子不但有引力，而且还有斥力，斥力使分子变小，分子结构中的各个基本粒子都是处在基本平衡位置。
粒子也好，原子也罢都是电磁粒子的集合，或者说是电磁体，在变化的电磁力（引力、斥力）作用下，分子大小不断的变化，形成简单的生物，又由简单的生物变化成为复杂的生物，由低等生物慢慢变化成为高等生物。
原子是一个电磁场，原子是一个带电的粒子，用激光加热原子，原子之间还有电流，德国汉堡大学物理系科学家仅用热量就探测到了表面原子的磁性态，扫描隧道显微镜的尖端被激光束加热，产生用于读取磁性原子信息的电压。
若原子不带电，那么加热原子会有电压吗？那么也就没有生命了，也就没有人类了，这个变化的过程是相当慢长的，变化速度也是相当、相当慢慢的。
宇宙、地球都是一个变化的电磁场，任何物体任何两点都有变化的电参数，故生物有变异功能。
任何一种原子都有半衰期，半衰期就是变化，原子都会变化，那么物质的变化就不要说了，生物也不例外。
大家可能看到过，一根管道通上液体氮气或者液体氧气，会看到白色的物质慢慢长长和长大，你可能会说，那是水分冷却的结果，都是道理都是一样，只是看到的明显不明显。
对科学中反实在论的理解与看法
对科学中反实在论的理解与看法近几年，一些科学家发现反物质，也称为超反物质，它被称为“世界上最遥远的同类物”，虽说还未被人类直接所利用，但它是人类梦寐以求的东西。
如果把地球上的反物质全部收集起来，那么，宇宙中所有的物质加在一起也比不上这颗星球上的反物质多。
我想，这就是“反物质”吧！正所谓“虚无缥缈”，这就是反物质存在的表现吧！我认为：物理、化学中的反实在论应该是：“没有物质存在，只有物质间的相互转换。
”在初中时，我曾看到过这样一篇文章《虚空——科学之谜》，文章讲述了美国科学家在宇宙线中发现一种自身能量极低的射线——“电子”，这种射线的威力和我们平时见到的“ X 光线”相当。
一位名叫鲁宾·汉森的科学家认为：这种射线是“一个独立的粒子流”，但这个粒子流似乎是“由一群分散的微粒组成的”。
他得出的结论是：这种粒子“不会湮灭，因此也就不会出现”，它将永恒地处于“生成、湮灭或转换”之中，它也将永恒地“冷却”。
然而，大多数科学家认为：这些电子的行为像极了真空状态下发射出来的“伽马射线”和“宇宙射线”。
可又有谁能用现代科学理论解释这种粒子呢？假如这种粒子在天空中传播的速度越来越快，而且永远保持下去的话，那么它就会很快与宇宙的其他部分融合在一起；另一方面，它却是以每秒几十万公里的速度沿着银河系高速前进。
它又是怎样穿透厚厚的大气层、跨过宇宙，甚至走完那漫长的旅途的呢？1.提出反实在论这种观点的人是经过了长期的实践验证的。
提出这种观点的科学家，首先要从科学的角度去观察一些生活中的现象，提出反常的现象，从中找出反常的理论。
当我们注意到自然界某一现象与已知的事实不符时，应进一步去寻找这些反常的原因，从中找出规律性的东西。
2.物质是可以用某种科学理论去定义的。
这个理论必须是正确的，在任何情况下都能说明一些问题。
例如，正电子、电子是实在的；自由基是实在的； X射线、伽马射线等属于电磁波谱的一部分，它们是实在的；正反物质、负反物质、光子等同属于物质范畴，它们也是实在的。
地球物理反演的原理与方法
地球物理反演的原理与方法地球物理反演是一种通过地球物理观测数据来推断地下介质性质和结构的方法，它在地球科学研究、资源勘探和环境监测等领域具有重要的应用价值。
本文将介绍地球物理反演的原理和常用的反演方法。
一、地球物理反演的原理地球物理反演的原理基于地球物理学中的物理规律和数学原理，通过分析和处理地球物理观测数据来推断地下介质属性。
主要涉及的物理量包括地震波传播速度、电磁波传播速度、重力场和磁场等。
1. 地震波原理：地震波是在地震或人工激发下，传播到地下并在介质中传播的波动现象。
地震波的传播速度与地下介质的密度、速度、衰减等有关，通过地震波的观测数据可以反演地下介质的速度结构。
2. 电磁波原理：电磁波是由变化的电场和磁场相互作用产生的波动现象。
地下介质的电磁性质会对电磁波的传播速度和衰减造成影响。
通过电磁波在地下的传播特性，可以反演地下介质的电阻率、磁导率等物理属性。
3. 重力场原理：重力场是由地球引力场和地壳、岩石体积密度变化所引起的。
重力场的测量数据可以反演地下介质的密度分布和构造特征。
4. 磁场原理：地球磁场的强度和方向受到地下岩石体磁性和磁化程度的影响。
通过采集和处理地磁场观测数据，可以反演地下介质的磁性特征。
二、地球物理反演的方法地球物理反演的方法主要包括正问题和反问题。
正问题是在已知地下介质模型的情况下，计算预测地球物理观测数据。
反问题则是根据地球物理观测数据，反推出地下介质模型及其属性。
1. 正问题方法正问题方法是在已知地下介质模型的情况下，通过物理规律和数学计算，推导出对应的地球物理观测数据。
常用的正问题方法有有限差分法、有限元法和射线追迹法等。
这些方法可以模拟地震波、电磁波、重力场和磁场等在地下介质中的传播过程。
2. 反问题方法反问题方法是通过分析和处理地球物理观测数据，推断地下介质的属性。
反问题的核心是求解最优化问题，即通过最小化目标函数来获得最佳的地下介质模型。
常用的反问题方法包括反演算法和数据处理技术。
地球方向的判定原则
地球方向的判定原则
地球方向的判定原则是指在地球上判断方向的基本原则。
这个原则是以地球自转和地球的磁场为基础的。
我们知道地球自转的方向是从西向东。
因此，当我们朝向太阳时，我们的左手指向北极，右手指向南极。
这就是最基本的判定方向的方法。
地球的磁场也是一个判定方向的重要参考。
我们可以使用指南针来判断方向，因为指南针指向的是地磁北极。
只要我们知道地磁北极的位置，就可以通过指南针来确定方向。
我们还可以通过天文现象来判断方向。
例如，在北半球，极星位于天空中心的正上方，因此只要找到极星，就可以确定北方的位置。
还有一种判定方向的方法是使用地标。
例如，我们可以根据建筑物、山脉、河流等地标来确定方向。
这种方法虽然不太精确，但在缺乏其他方法时也是一种可行的选择。
总的来说，地球方向的判定原则是基于地球自转和地球磁场的，通过多种方法可以确定方向。
无论是在户外探险还是生活中，了解这些方法都可以帮助我们更好地确定方向。
教科版(2023版)科学二年上册1.3太阳的位置和方向 教学设计
教科版（2023版）科学二年上册1.3太阳的位置和方向教学设计(二上《我们的地球家园》单元教学设计) 3.太阳的位置和方向【教材简析】本节课我们将引导学生关注地球家园的邻居——太阳。
太阳给我们的地球家园带来光和热，其运动是有规律的，我们可以利用太阳的运动规律来辨认方向。
本课内容主要分四部分。
第一部分聚焦，用“我们能根据太阳的位置辨别方向吗？”这个问题出发，让学生了解到本课的研究重点是“如何利用太阳的位置来辨别方向”。
在第二部分探索环节中，教师要引导学生观察太阳的东升西落，并根据太阳的东升西落现象指导学生到操场上利用太阳辨别方向。
因为观察太阳的东升西落需要的时间周期比较长，从早晨到傍晚，所以需要教师灵活机动地组织学生开展观察。
在组织观察活动前，教师要引导学生明白观察目的，要带着问题去观察：一是在清早、中午和傍晚，面对太阳，我们的前、后、左、右各是什么方向；二是在清早、中午和傍晚，我们的冷热感觉是怎样的。
教师要提醒学生注意不要用眼睛直接观察太阳，以免灼伤眼睛。
通过研讨环节，引导学生梳理小结实践活动中利用太阳辨别方向的方法，并进一步让学生将一天中太阳的不同位置与人类生活联系起来。
最后的拓展环节，通过举例说明太阳对动植物和我们生活的影响，帮助学生建立太阳的发光发热情况与动植物以及人类活动之间的联系。
【学情分析】二年级的学生对于太阳东升西落的现象是比较熟悉的，但是让学生利用太阳在天空中的位置来辨别方向，有一定难度，特别是让学生置于空旷的场地（操场）中，把东南西北方向和前后左右位置混在一起就更难了。
因此，在到操场上开展实践活动之前，教师需要对学生关于太阳在一天中变换的位置及其所对应的方向做具体形象的指导，帮助学生先建立起利用太阳辨别方向的基本方法，也可以借助一定的学习工具——“十字”方向盘等，再开展利用太阳辨别方向的实践活动。
【教学目标】科学观念：能利用太阳辨别方向；知道太阳能够发光发热，解太阳的光和热对植物的生长、动物和人类的生存有着重要影响。
叶片正面和背面的气孔一样多
叶片正面和背面的气孔一样多
树叶气孔是树叶和外界固氮交换液（CO₂）的重要通道，其在树叶片正反面一
样多的植物种类中普遍存在。
今天我们就来聊聊树叶片正反面气孔一样多的四大特点以及其中的科学原理。
一、气孔分布
首先，树叶片正反面的气孔一样多是有科学原理的：在树叶片正面气孔释放了CO₂，使树叶获得地球大气中含有氧气的养分；而在背面，气孔释放水分，帮助树叶调节水分平衡，保持正常的新陈代谢活动。
因此，为了使树叶得到地球大气中的养分和调节水分，植物叶片正反面的气孔数据是一样的，以便保持生物新陈代谢的平衡。
二、正反面气孔性质的不同
尽管树叶片正反面的气孔一样多，但它们的性质并不相同：正面的气孔更多的从树叶进行CO₂的吸收，而背面的气孔则更多的进行水分的排放。
另外，树叶片正面的
气孔较大，更容易进行气体交换；而背面的气孔较小，它们能防止水分太多的流失。
三、气孔保护性
正反面气孔一样多还具有一个保护性：正面的气孔可以防止过多的水分进入树叶，从而防止树叶受潮，背面的气孔也具有同样的作用，可以防止树叶失水过多，从而保护树叶。
四、适应性
植物的叶片正反面气孔一样多，还具有一定的适应性：在阳光充足的地方，叶片背面的气孔数量比正面的要多，这样可以减少叶片失水过多、叶片受潮的可能；而在阳光不足的地方，叶片背面的气孔数量比正面的要少，这样可以增加叶片吸收足够多的CO₂。
综上所述，树叶片正反面气孔一样多是有其必要性和科学原理的，它们可以帮
助树叶得到地球大气中的养分；另外，它们也可以防止树叶失水或受潮，保护树叶正常的新陈代谢、生长和发育；此外，树叶的正反面气孔一样多也具有一定的适应性，可以使它们更好地适应外界环境。
冀人版五年级科学下册《地表缓慢变化 16 人类改变地表》教案_6
《人类改变地表》教学设计【教学内容】冀教版五年级下册第16课《人类改变地表》【科学教育理论指导】《探究式科学教育教学指导》一书中指出：科学课程，应围绕主要科学概念来组织教学，这样不仅可以让学生从身边的事物出发，逐步建构概念，亲历概念形成的过程，而且有助于他们学会探究的方法，培养探究的能力，促进科学思维发展。
【教材分析】这一单元主题是“地球和地表变化”，让学生认识地球表面是不断变化的，了解各种自然力量和人类活动对地表改变所产生的影响。
从而使学生认识到人类与自然绝不是简单的征服与被征服的关系，人与自然应该和谐相处。
本课是在前面四课基础上，综合认识地表的变化。
活动是按照“变化的地表—人类的影响——合理化建议”思路安排的。
【学情分析】由于农村学生掌握的科学知识较少，资料搜集不便，所以我在课下搜集了大量的音视频资料，做成课件，课上与学生共同分享。
【教学目标】科学探究目标：1、能通过观察和调查发现人类的哪些活动起到了改变地表的作用。
2、能将人类各种改造地表的活动进行分类3、能设计一个清晰的方式整理辩论或研究的结果。
4、能按照“对保护地表是否有利”的标准对人类影响地表的活动进行分类。
情感态度价值观：5、能从正反两方面看待人类改造地球的活动。
6、能客观公正地评价与自己持不同看法的同学的观点。
7、敢于发表自己的观点，不怕被别人否定。
科学知识：能有根据地举例说明人类那些改造地表的活动是对人类有利的，哪些是不利的。
【教学重点】指导学生通过收集和整理资料、召开辩论会等方式来探究“人类活动队地表的影响”的问题。
【教学难点】指导学生通过收集和整理资料、召开辩论会等方式来探究“人类活动队地表的影响”的问题。
【教学方法】为了能让学生很好地完成本课目标，课上我主要通过以下方法来完成本课教学。
（一）是以活动为主线，组织学生进行探究学习、合作学习。
本课教学力求体现科学学科的开放性、活动性特征，以学生的主体活动为中心，构建探究、合作的课堂，让学生在读读、看看、议议中积极开展探究活动。
地球科学中的正反问题
一、什么是正演问题和反演问题在地球科学中，有两大问题是离不开的，正演问题和反演问题。
由物理定律根据给定物理模型的参数计算出数据的问题是正演问题。
而由观测数据通过适当的方法计算物理模型参数来重建物理模型的问题是反演问题。
由卫星云图预报天气、由遥感影像估计粮食产量都是正演问题。
从思路上而言，正演问题比较简单。
如果给定物理模型的系数，由物理定律能够计算出与观测数据相比对的理论数据。
在模型比较精确的情况下，正演一般能够获得比较好的效果。
当然，反演问题也在多个领域有应用，这里可以给出很多实例，比如太阳的内部结构探测、储油层厚度的估计、莫霍面深度的推断、核幔边界形态的分析等等。
由于我们不单对模型系数不清楚，甚至有时对物理模型本身都不甚清楚，所以我们可以断言反演比正演问题将面临更多更大的困难。
根据百度百科，正演问题（direct problem）定义：在地球物理磁法勘探的理论研究中，根据磁性体的形状、产状和磁性数据，通过理论计算、模拟计算或模型实验等方法，得到磁异常的理论数值或理论曲线，统称为正演问题。
反演问题（inversed problem）在磁法勘探理论研究和解释磁测成果时，根据磁异常特征，确定磁性体的形状、产状及其磁性等，称为“反演问题”。
这个概念给的范围太狭隘，就简单的地磁勘探而已，所以仅作为参考。
二、哪个先提出来现在有一个逻辑问题，是先有正演问题还是先有反演问题？似乎直观上先有前者，然而我认为，对大多数问题，尤其是系统复杂的问题，应当是先有后者。
科学研究的先驱们没有今天的人有这么好的条件，不可能通过课堂学习系统地掌握成体系的知识，也没有条件去图书馆查阅资料，更不用说利用检索工具搜集信息了，他们掌握的资料和信息是极其的贫乏的。
当先驱们涉足新的研究领域时，是没有经验可循的，也没有什么物理模型可以利用。
他们看到的是规律或者说模型所呈现出来的现象，他们的任务是找出规律、建立模型，这个任务本身就是反演问题。
地球磁场南北颠倒之谜
地球磁场南北颠倒之谜地球强大的磁场是保护人类免于遭受外太空各种致命辐射的生死屏障。
然而日前，英美科学家发现，在过去的200年内，地球的磁场正在急剧地衰弱，科学家们预言，照这种速度发展下去，在未来的1000年内，地球磁场可能会完全消失，从而导致地球南北两极大翻转，地球生灵将面临前所未有的宇宙射线大灾难！地球磁极每隔25万年翻转一次地球磁场消失、磁极逆转的后果可说是灾难性的。
强大的太阳辐射将烘烤外大气层，导致地球气候的巨变。
“在过去的几千万年中，地球的磁场消失过很多次——地球磁场消失是地球南北两极将要互相翻转的信号。
”英国地质学家亚兰·托马斯教授讲道，“从前地球磁极大约每隔25万年翻转一次，自上一次磁极翻转以来，地球磁极已有100万年没有翻转了，下次地球磁极翻转，也许用不了等多长时间。
”近百年来，地球磁场开始变弱据报道，100年来，科学家们一直关注着地球磁场强度的变化，通过数据对比，科学家们惊讶地发现地球磁场强度正在急剧地变弱。
针对地球磁场强度变弱的原因，科学家们有不同的看法：一部分人认为这是地球磁极即将出现翻转的信号，另一部分人则认为这只是暂时的衰弱，几百年后地球磁场将会重新转强。
地球两极处磁场几近消失然而不久前，巴黎地理学会的科学家高斯尔·胡洛特通过观测发现，在靠近地球两极的地方，地球磁场差不多已经完全消失，这是地球南北两极不久后将要出现大翻转的再清楚不过的信号。
胡洛特称，在过去的20多年中，他一直通过人造卫星数据测量和研究地球的磁场变化。
通过研究他发现，使地球产生磁场的地心熔铁在地球两极处形成了两个巨大的漩涡。
这些旋转着的漩涡增生和扩散后产生的新磁场，将逐渐削弱和抵消原来的主磁场。
这是地球极性产生翻转的第一步。
胡洛特称，一位美国科学家上周发表的一份科学报告支持了他的理论，这位美国科学家用电脑模拟程序研究得出的结果，同样证明了地球两极磁场消失是地球磁极将出现大翻转的危险前奏。
教科版六年级上册科学第二单元第1课《我们地球的模型》课后同步练习(附答案)
教科版六年级上册科学第二单元第1课《我们地球的模型》课后同步练习班级：姓名：亲爱的同学们：练习开始了，希望你认真审题，细致做题，运用所学知识解决本练习。
祝你学习进步！一、填空题1．在地貌地球仪上，我们观察到了、、、四大海洋，还观察到了亚洲、欧洲非洲、北美洲、南美洲、大洋洲、南极洲七大陆地。
2．地球自转时围绕着一条假想的轴，人们称之为。
3．地球上有大洲，大洋等，在地球仪上用不同的、表示，使人们能更好地了解地球。
4．穿过地球南北极的轴叫做。
5．在地球仪上，经线指示方向，纬线指示方向。
二、判断题6．地球以地轴为界分为南北两个半球。
（）7．终年积雪的山峰在地形图上用白色表示。
( )8．我们用橡皮泥制作地球结构模型前，可以先查相关的资料作依据。
（）9．地球极地半径是6378千米，赤道周长约为4万千米。
（）10．如果把地球比作鸡蛋，那么蛋清相当于地核。
（）三、单选题11．制作模型时，可根据实际需求将实物缩小或放大，也可等比例大小制作。
我们常见的地球仪(如右图)就是一个地球的模型。
该模型属于 ( )。
A．放大实物的模型B．缩小实物的模型C．等比例模型12．在模拟地球自转和公转的探究活动中，探究小组在制作模型时发现设计图存在一些问题，下列研究步骤正确的是（）A．发现问题——小组讨论——完善设计图——制作模型B．发现问题——自行修改——完善设计图——制作模型C．发现问题——无需修改——直接制作——出现问题13．下列关于地球仪的描述，错误的是（）。
A地轴穿过地心，与地球表面相交于两点，这两点分别是南极点和北极点A．地球仪的形状与地球的形状不完全相同B．人们仿照地球的形状，按一定的比例缩小制作了地球的模型C．转动地球仪，它绕一根轴转动，地球里面也有一根这样的轴14．如图所示，在模拟地球公转的实验中，蜡烛模拟的是____。
A．地球B．太阳C．月亮15．下列关于地球模型的说法，正确的是 ( )。
A．从地球结构模型中可以看出，从外到内的结构分别是地核、地幔和地壳B．从海陆分布模型中可以看出，海洋的面积比陆地大C．从地球自转模型中可以看出，地球自转方向是自西向东16．通过观察地球仪、地图，可以看出地球表面大部分是( )。
普通物探_第2-2节_磁法勘探的正反问题
计算磁位的面积分公式
• 当磁性体为均匀磁化时，M为常量，其散度为零， 即内部磁荷体密度为零，只在其表面有磁荷分布。
• 此时，磁性体外部的磁位可以通过其面磁荷积分来 计算，即面积分法，公式为：
1 Um 4 Mn S r ds
对于由几个平面围城的磁性体，每个面上的面磁荷 密度是常量，因此计算相对简单方便。
M n cos(r , y) 0 ds 2 s r 4
M n ( y ) s r 3 ds
M n cos(r , z ) 0 ds s r 2 4
M n (z ) s r 3 ds
• 当形体和磁化强度给定后，可以根据上述面积分计 算磁性体的磁场。
（华东）
• 代入前式，得到：
1 Um 4 M 1 v divQ ( r )dv 4 1 v divQ M r dv
（华东）
计算磁位的面积分公式
• 根据矢量积分中的高斯公式：
M 1 v divQ ( r )dv s M n r ds
• 其中n为磁性体表面的外法线方向，因此：
• 计算磁性体磁位的积分公式可写成以下形式：
cos(r , x) cos(r , y ) cos(r , z ) U m M x dv M y dv M z dv 2 2 2 v v v r r r
（华东）
磁异常计式
Ta gradUm • 根据磁场与磁位的关系： • 磁异常的三分量计算式分别为：
P(x,y,0) O Ta za l y z x h l
m a
J
双点磁极模型
（华东）
双点磁极的磁场
• 在北半球，正异常在磁性体南侧，异常幅值大，只 在有限范围内分布；负异常在磁性体北侧，幅度小， 分布范围要大得多。
“正反对比”类议论文经典素材
“正反对比”类议论文经典素材【1】一分为二看问题【正例】1、幼苗的成长，少不了时雨的灌溉，少不了除草灭虫。
王阳明说：“时雨春风，沾被卉水，莫不萌发越发，自然日长月化。
”“时雨”乃“及时雨”。
若“久旱不雨”，则苗必枯萎，然而如果是“狂风暴雨”，禾苗也必然被淹。
2、战国时，秦国面对联合起来的六国，励精图治，起用商鞍变法，时时警惕，不敢有丝毫松懈情绪，最后把六国逐一消灭。
所以说，敌对力量存在对自己有威胁，但也对自己有激励作用。
一旦没有了对抗力量，秦国自以为高枕无忧了，却被陈胜领导的农民起义军推翻了。
3、春秋时，吴王夫差替父报仇，一举把越国打败，吴王夫差洋洋自得，放虎归山，留下越王勾践，让他成为吴王的人质，没想到越王勾践尝胆卧薪，刻苦自励以图复国，二十年后，越国又击败吴国，夫差请求勾践仁义待他，勾践却不予理睬，把夫差杀了。
4、韩愈在《原道》中说：“坐井而观天，曰天小者，非天小也。
”这就是说坐井观天，若说天的一部分有井口大是对的;若说天只有井口大就错了。
5、“管宁割席”的故事传颂至今，人们一直把管宁作为不慕荣华，不贪金钱的典型加以宣传。
但管宁不能一分为二地看待自己的朋友，只采取绝交的态度，也实在过于片面了。
6、牵牛花是缠绕茎草本花，靠攀附在篱笆支架上成长。
有人贬斥它的软骨头，没有人格，靠依附，可悲。
有人赞美它，能利用他物发展自己，开花结果，成就一番事业，可喜。
7、小草与庄稼争肥料，争地盘，影响庄稼生长，农民把它斩草除根。
但它生命力极强，高山、石隙、洼地，都苗壮成长。
人们常用“疾风知劲草”“野火烧不尽，春风吹又生”来赞颂它。
【引言】1、尺有所短，寸有所长;物有所不足，智有所不明。
——屈原2、圣人千虑，必有一失;愚人千虑，必有一得。
——《晏子春秋》3、动兮静所伏，静兮动所倚。
—―白居易4、水至清则无鱼，人至察则无徒。
5、既然太阳也有黑点，"人世间的事情"就更不可能没有缺陷。
——（俄）车尔尼雪夫斯基【反例】l 、早在五十年代，著名教授马寅初先生就提出了控制人口的建议，但被否定了。
用地球翻转的新观点解读科学难题之十四
用地球翻转的新观点解读科学难题之十四用地球翻转的新观点解读科学难题之十四—请接受曾经有过“太阳从西边升起”的历史真实现象摘要看惯了太阳“东升西落”的全人类，谁都不会相信“太阳从西边出来”的现象，是地球历史上曾经出现过的事实。
所以古籍中记录的“太阳从现在下落的地方升起的”资料，被后来的学者给贴上了“神话和荒诞无稽”的封条，即掩盖了学者们自己的无知，又加重了对珍贵历史资料的尘封。
笔者运用地球翻转的观点，正确解读了古籍中记录的是自然界的实际现象，并合理地给出了出现“太阳从西边出来”现象的运动机制和答案。
关键词太阳从西边出来地球翻转哥德堡反向地图定向如果一件事情根本就不可能发生，那么平常我们最喜欢说的就是：除非太阳从西边出来。
说明太阳从西边出来的现象，是极其荒诞的妄说。
同时也说明太阳东升西落的常规现象，真的是十分深入人心的。
学者们尊称为“历史学之父”的早期希腊历史学家希罗多德，对于自己的著作《历史》一书的说明是：“任何人都可以相信这些埃及人的故事，如果他是容易轻信的人的话。
至于我本人，在这部书中保持那个总的原则，就是把各国的传说按照我听到的样子原封不动地记录下来。
”“我的职责是记录人们讲的一切，但我绝无义务相信它们，这适用于整个这部书。
”在希罗多德的《历史》上卷第二册第142小节记录说：“(142)埃及人和他们的祭司所告诉我的事情就是这些了。
他们跟我说，从第一个国王到最后的那个海帕伊司托斯的祭司，中间总计是三百四十一世，而在这一段时间里，他们也就有相同数目的国王和祭司长。
三百世是一万年，三世等于一百年。
不把三百世计算在内，剩下的四十一世则是一千三百四十年。
这样算来，全部时间就是一万一千三百四十年；他们说，在这全部时期当中，他们没有一个国王是人形的神，而在这段时期之前或之后的其他埃及国王当中，也没有这样的事情。
因此他们告诉我说，在这一段时期里，太阳逆、反常规地升起了四次；两次它是在它现在下落的地方升起的，两次是在它现在上升的地方下落的。
揭秘地球奥秘：南北两极将颠倒交换？
揭秘地球奥秘：南北两极将颠倒交换？地球是我们生活的家园，我们每天都生活在上面，但是对于地球却了解的太少，科学家列出了一些一般人都不知道的地球秘密，快来看看吧：1、南北极易位这个地球改变的事件可能恰好在我们有生之年发生。
火山岩表明最近一次发生在780000年前。
这就是说我们可能赶上下一次循环。
除了时机恰好，地球附近的磁场活动也表明易位即将发生。
地球附近的磁场保护我们免受极端辐射。
地球磁场正在飞速改变，在某些地区减弱，在另外一些地区增强，超乎我们的预测。
磁场受到地球外地核活动的影响。
南北极磁场位置交换是一个自然循环过程外地核活动越少，就会导致相应地区磁场的减弱，而外地核活跃也会导致相应地区磁场增强。
近期的一些特殊活动也表明南北极易位过程已经开始。
2、地球非常小我们都知道地球比太阳小，但是这种对比是令人吃惊的。
109个地球才有太阳表面这么大。
地球非常小然而，尽管这个数字很大，相比较于大约130万个地球才能填满整个太阳，109就不算什么。
（这里只考虑体积，并不考虑形状，因为将一个小球放到一个大球里会留出一大块空间。
）即使仍然维持球的形状，也需要将近960000个地球。
除了体积庞大，太阳是地球质量的333000倍，占了整个太阳系质量的99、8%。
太阳仍然不接近最大的星球。
红色的猎户座超巨星参宿四（Betelgeuse）大约比太阳大500多倍。
再将其和地球比较，我们突然就显得微乎其微。
其实，我们的地球就是宇宙中的一点点。
3、终极盘古大陆（PangeaUltima）将出现我们几乎无法精确知道板块怎么移动，但是我们可以通过观测现在发生的现象预测未来。
基于这些信息，科学家预测加利福尼亚州会和阿拉斯加州碰撞合并。
地中海地区大部分实际上是非洲板块的一部分，非洲板块已经缓慢向北移动上百万年。
非洲会碰撞欧洲，形成巨大的山脉。
看看阿尔卑斯山的规模就能理解板块碰撞的潜在影响。
地理学家估计，地球上超级大陆是周期出现的，每5-7亿年出现一次。
总结两反知识点
总结两反知识点地球形状是一个椭球体，而不是平面，这意味着地球的曲率会随着距离的增加而变化。
这一事实是由古希腊数学家埃拉托斯特尼斯在公元前3世纪就已经发现的。
然而，一些人仍然相信地球是平的，这可能是由于他们对地球形状的理解存在误解，或者是受到了一些被错误传播的信息的影响。
在古希腊时期，埃拉托斯特尼斯根据太阳照射到不同地方的角度以及影子的长度来计算地球的曲率。
他的观察和实验结果表明地球是一个椭球体，而不是平的。
这一发现对地理学、天文学和导航都有着重要的意义。
然而，即使在现代科学已经证实地球是椭球体的情况下，一些人仍然宣称地球是平的。
这种观点多半是基于个人的信仰或者是被一些传播错误的信息所影响。
然而，科学家和研究人员已经通过地理测量、卫星观测以及其他科学手段，证实了地球的形状。
反知识点2：人类活动没有对环境产生严重影响人类的活动对环境产生了严重的影响，这一点已经被现代科学所证实。
人类的工业生产、城市化进程、大规模的森林砍伐等活动，都对地球的环境产生了不可逆转的影响。
首先，人类活动导致了大规模的空气和水污染。
工业生产过程中排放的有毒气体和废水，对空气和水质产生了负面影响。
这些污染物不仅危害了人类的健康，也对地球的生态系统造成了破坏。
另外，人类的活动也导致了土地的过度开发和资源的过度消耗。
大规模的城市化进程和土地开发导致了许多动植物的栖息地被破坏，许多物种因此面临灭绝的危险。
此外，过度开采自然资源也导致了环境的不可逆转的破坏，例如水资源的过度消耗、土壤的贫瘠化等问题。
综上所述，人类的活动对地球的环境产生了不可忽视的影响，这一点已经得到了现代科学的证实。
因此，我们有责任通过减少碳排放、促进可持续发展、保护生态环境等方式，来减轻对环境的负面影响，保护地球的生态系统。
正反粒序结构条件下滑坡堰塞坝破坏模式研究
正反粒序结构条件下滑坡堰塞坝破坏模式研究
吴茂林;罗刚;高延超;陈西南;翟新乐
【期刊名称】《水文地质工程地质》
【年(卷),期】2022(49)6
【摘要】滑坡堰塞坝是大型滑坡堆积体堵塞河道形成的土石坝。
正、反粒序结构作为大型远程滑坡所特有的2种具有显著差异的地质结构特征,2种情况下坝体的破坏模式差异及稳定性影响因素亟需试验研究。
文章通过室内水槽物理模型实验,对比不同粒径、不同结构的滑坡堰塞坝坝体的破坏过程差异,探究了正、反粒序结构条件下堰塞坝的稳定性差异、破坏模式及影响因素。
研究结果表明:(1)堰塞坝破坏模式的变化取决于浸润线在下游坡面的出露位置,相比上游水位有一定的延迟性;(2)正、反粒序堰塞坝的破坏模式取决于坡体渗流与下游坡面临界起动坡降的关系;(3)细砂层的位置分布,不同埋深细砂层的起动临界坡降差异和细砂与中粗砂的孔隙率差异是造成正、反粒序坝体破坏差异的主要原因。
该研究成果可为大型滑坡堰塞坝的防灾减灾提供理论指导。
【总页数】9页(P124-132)
【作者】吴茂林;罗刚;高延超;陈西南;翟新乐
【作者单位】西南交通大学地球科学与环境工程学院;中国地质调查局机构成都地质调查中心
【正文语种】中文
【中图分类】P642.22
【相关文献】
1.堰塞湖溃坝堆积物的粒度特征分析:以岷江上游叠溪古滑坡堰塞湖为例
2.震后泥石流沟内滑坡堰塞坝的侵蚀特征分析—以银洞子堰塞坝为例
3.震后泥石流沟内滑坡堰塞坝的侵蚀特征分析--以银洞子堰塞坝为例
4.地震滑坡堵江机理及堰塞坝溃坝模式分析
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
一、什么是正演问题和反演问题在地球科学中，有两大问题是离不开的，正演问题和反演问题。
由物理定律根据给定物理模型的参数计算出数据的问题是正演问题。
而由观测数据通过适当的方法计算物理模型参数来重建物理模型的问题是反演问题。
由卫星云图预报天气、由遥感影像估计粮食产量都是正演问题。
从思路上而言，正演问题比较简单。
如果给定物理模型的系数，由物理定律能够计算出与观测数据相比对的理论数据。
在模型比较精确的情况下，正演一般能够获得比较好的效果。
当然，反演问题也在多个领域有应用，这里可以给出很多实例，比如太阳的内部结构探测、储油层厚度的估计、莫霍面深度的推断、核幔边界形态的分析等等。
由于我们不单对模型系数不清楚，甚至有时对物理模型本身都不甚清楚，所以我们可以断言反演比正演问题将面临更多更大的困难。
根据百度百科，正演问题（direct problem）定义：在地球物理磁法勘探的理论研究中，根据磁性体的形状、产状和磁性数据，通过理论计算、模拟计算或模型实验等方法，得到磁异常的理论数值或理论曲线，统称为正演问题。
反演问题（inversed problem）在磁法勘探理论研究和解释磁测成果时，根据磁异常特征，确定磁性体的形状、产状及其磁性等，称为“反演问题”。
这个概念给的范围太狭隘，就简单的地磁勘探而已，所以仅作为参考。
二、哪个先提出来现在有一个逻辑问题，是先有正演问题还是先有反演问题？似乎直观上先有前者，然而我认为，对大多数问题，尤其是系统复杂的问题，应当是先有后者。
科学研究的先驱们没有今天的人有这么好的条件，不可能通过课堂学习系统地掌握成体系的知识，也没有条件去图书馆查阅资料，更不用说利用检索工具搜集信息了，他们掌握的资料和信息是极其的贫乏的。
当先驱们涉足新的研究领域时，是没有经验可循的，也没有什么物理模型可以利用。
他们看到的是规律或者说模型所呈现出来的现象，他们的任务是找出规律、建立模型，这个任务本身就是反演问题。
以地球内部结构探测为例，在目前条件下，人类还无法通过钻探进入地球内部来直接研究，据有关资料，人类目前在地球上钻的洞也不过10公里，还不到地球半径6400多公里的零头。
但我们仍可以通过很多手段获得关于地球的信息，地球重力场、地球磁场，发生地震时可以探测到地震波，火山喷发出来的岩浆，板块运动，还有地球的章动、岁差和极移效应等，就是通过对这些现象的观察和观测，利用反演的方法，我们获得了对地球内部结构的认识。
针对不同的性质，比如地球内部质量分布、地球的化学元素成分、地球内部的温度分布、地球内部物质，得到了一系列地球内部结构的模型。
研究地球内部的初试阶段，我们并没有这些模型的概念，而是出于研究的需要，为了解释现象而建立了种种模型。
地球科学大多数领域的大多数问题都不那么直观，所以应当是反演问题先被提出来。
三、反演问题的困难根据自然辩证法/科学技术哲学认识，很容易就会有人提出一个怀疑，我们得出的规律是客观真理么？我们物理模型就真实地反映了地球内部真实的情况了么？不得不悲观地说一点，地球科学，特别是固体地球物理学，目前还有很多很多的问题没有解决，对地球内部的认识还远远不够充分，就连理论体系本身也还不够完善。
比如普拉特-海福德地球均衡模型和艾利-海伊斯卡宁地壳均衡模型，提出已近百年，至今这些理论还停留在“假说”阶段。
而自一百多年前魏格纳提出大陆漂移学说以来，我们就不断地改进问题模型，探求问题的根源，今天所取得成绩，还依旧不能让我们满意。
而另非常实用的一个问题，地震预报，也没有取得有意义的进展，2008年汶川大地震社会对地球物理学家的责难充分证明了这一点。
这个问题的悲观估计并不能否定地球科学研究的前景和意义，纵观科学技术史，当今成熟的科学当年未成雏形的时候，也曾遭遇过悲观的估计乃至无情的否定。
在坚信努力总会有进步的，科学研究总会接近于客观真理的前提下，我们应当努力开展这方面的研究。
也正是困难重重，前途不明，我们才敢于积极的探索，才有可能取得更大的进步。
事实上情况并不乐果，我2008年秋天听过国家地震局陈鑫连研究员的报告，他说地震领域并不活跃，进展一直缓慢，人才也出现了青黄不接的断层现象。
2008年春夏之交的国难让国人沉痛不已，但反过来看，却给地震界带来了新的发展机。
在这个时候，我们更应当思考困难存在于哪些方面，原因是什么，怎么克服这些困难。
就反演问题而言，根据有关资料，存在以下困难。
第一点是反演问题本身的复杂性。
问题的维度、观测的误差与间接性、数据离散与模型连续的矛盾，都是问题复杂的原因。
在理想情况下，运用反演理论可以唯一地求出物理模型的参数，来确定模型。
例如地震学中的Herglotz-wiechert反演理论，运用理想的走时数据，假定底层速度是一维的，并随深度单调增加，可以唯一地反演出地层的速度结构。
在这个简单的反演问题中，有两条假设，一是数据必须准确，二是速度是一维并且是单调增加的。
在实际上，数据是很难上述符合要求的。
就是这个简单的问题，条件尚且不易其要求，更不要说一般的情况了。
在大多数情况，问题是多维的，空间三维，有时候会加上时间第四维，导致模型的不确定性和反演问题的法方程的维数呈指数增加。
实际数据必有误差，观测数据的误差经过推导的传播可能会放大而干扰模型，有时候严重的误差会完全遮盖住模型本身。
实际的数据是离散的，不可能连续，这就导致了模型方程的维度是无穷的，而利用插值或者外推的拟合方法获得的连续观测样本就会带来误差，除了观测点之外的拟合数据只能在一定的程度上反映事实，反映事实的程度依赖于方法和其他离散点的观测精度。
第二点是大多数反演问题的非线性。
地球科学乃至地球物理上，大多数问题都是非线性问题。
在处理非线性问题的时候，我们往往用泰勒公式对问题在某处进行展开，舍去高阶项而把问题近似成局部的线性问题。
另外有一种解决办法是模型空间的全局搜索。
这两种办法都不能很好地解决非线性反演问题。
第三点是部分反演问题的病态性。
反演问题的有病态(ill-position)现象, 即存在性、唯一性和稳定性不好，会涉及反演问题的不适定性。
在工程技术中，反演问题可以通过数学物理方法来建立模型，问题的适定性分析就转化为方程的适定性分析。
在某些极端情况下，有些反演问题建立分方程并不适定。
比如有些方程没有平凡解，这是方程本身不能反映模型的问题。
有些方程解不唯一，可能是多个无限集合，需要结合模型的实际意义取舍。
有些方程的稳定性差，表现为观测数据的微小扰动就会对模型造成破坏性的影响。
有时候也涉及方程的收敛性，这个因素在非线性问题情况下尤其突出。
其实反演问题的困难远不止这些，上面提及的只是推断，推断占了反演问题的大部分，我们需要很大的勇气和创造力去推断模型，之后还要在千千万万个模型中选择最优的。
而模型建立之后，还需要对之进行有效的评估，评估本身是个正演问题，并不困难，可评估的结果大多数时候不会让人满意，这才是反演问题的难处。
这里讨论的主要是反演问题的困难，假如我们克服了种种困难，获得了理想的反演模型，并且评估认为我们的模型是有效的、适定的，此时就能说我们已经掌握了绝对真理么？还不能，科学理论的真理相对性提醒我们还不能不能懈怠。
四、反演问题的进展应该说这里是对反演问题求解方法的总结。
首先是最小二乘准则与最小范数估计理论。
反演的推导过程中涉及解多元方程组，为了保证模型有足够的强度，我们总是采集尽可能多的数据样本，不可避免地，我们的数据含有随机误差和偶然误差，由一般数理方程的理论可以知道，同样的方程个数借出同样的解的个数，那么解才是唯一的。
在样本数多余待求量的情况下，会出现矛盾的问题，反映在方程曲线上，是曲线交点不唯一，而问题是每个解都不应当简单地舍去，为了调和这个矛盾，德国数学家高斯提出了解决办法——最小二乘准则，这个准则给出的解协调了多余观测数据的矛盾，最佳地符合了观测数据。
当然这个准则在近五十年的有了很大的改进，如广义最小二乘理论、稳健估计理论，都为之注入了新的思想。
至于最小范数估计，源自下面提到的问题。
在某些情况下，会出现模型参数个数大于数据分量的个数，方程个数小于未知数个数，在方程没有矛盾的情况下，解是无数多个的，同样为了缓和这一矛盾，提出了最小范数估计理论。
这个理论解决了解不唯一过多情况下的问题。
在实际中，我们往往碰到二者的混合问题，这怎么可能呢？确实有可能，在地球科学里面，常有超大规模方程组，由于观测数据还有误差，同时模型也过于复杂，对不同的参数而言，就会出现两种问题都存在的局面。
这个问题不能单纯地利用上述思路来解决，问题是由Levenberg在20世纪中叶解决的，这是一个很大的进步。
采用这个方法，我们得到的模型更接近于实际。
其次很重要的是有限元法的提出。
值得一提的是有限元法最先是我国数学家冯康提出来的。
在20世纪60年代，冯康被调入中国科学院计算技术研究所，承担了一列国家重大工程的计算任务。
针对刘家峡大坝设计中的计算问题，冯康以敏锐地眼光发现了一个基础问题，他没有采用常规的思路，分析物理机制、进行数学表达、采用离散模型、设计算法，而是独创性地从物理守恒和变分原理出发，直接和恰当的离散模型联系起来。
冯康提将变分原理与差分计算格式联系起来，这种方法就是有限元法。
由于那个时代我国已经有自己研制的计算机，冯康提出的有限元法得以实现并且出色地解决了工程问题。
这里可以总结的是，技术手段，比如电子计算机，大大地改变了传统的科研方式；在面临新的问题时，要敢于突破常规思路去寻求更有效的解决方案。
有限元法在求解偏微分方程数值解上有出色的表现，也就在地球科学中，尤其是反演问题中，充当了不可或缺的角色。
还有一点，有力的工具，比如上面已经提及的电子计算机发挥了巨大的作用。
反演问题需要解大规模方程组，计算量是海量的，这些计算任务主要是超级计算机来完成的。
未来，计算机可能还会有智能，能够辅助我们进行逻辑推理和证明，2000年国家最高科学技术将获得者吴文俊的研究成果说明了这一点。
所以说，进行科学研究，要掌握好包括计算机在内的各种工具。
尽管有了很多解决矛盾和冲突的手段，但地球科学中还有反演问题没有被解决。
相反越来越多的反演问题被提出来，上世纪70年代末提出的卫星重力场反演已经在21世纪几颗重要的重力卫星如CHAMP、GRACE、GOCE等上面实现了，并且取得了有价值的成果，利用GPS掩星观测来反演大气层和电离层的新技术也开始发挥了作用。
在今后，反演不但在地球科学中，也会在其他领域中占有一席之地。