九游娱乐-澳大利亚球员创造历史记录，连续进球四次

　　本月15日，马来西亚交通部发表声明表示，今年6月份在坦桑尼亚海岸发现的九游娱乐飞机残骸确认是属于MH370航班，这个残骸是客机的外侧襟翼残片，襟翼是指现代机翼边缘部分的一种翼面可动装置，用于在飞行中增加升力。根据澳大利亚联合新闻社（AAP）报导，专家在研究这块襟翼残片时赫然发现，襟翼并未张开，调查小组负责人Peter Foley表示，襟翼并未像控制着陆时那样停在正确位置，而是被停放在机翼中间。

　　如此将排除机长迫降的可能性，也间接证实当时卫星的观测，Foley说，卫星数据分析结果显示，MH370航班坠落的速度非常快，并在不断增加，“坠落速度再加上襟翼的位置，几乎可以确定排除人为控制的紧急迫降或者滑行”。专家称这架波音777客机坠海前经历澳大利亚球员创造历史记录，连续进球四次了可怕的“死亡之坠”（Death Dive），即以每分中高达20000英尺（约合6096米）的速度从35000英尺（10668米）的高空直坠入海，证明机长可能有意坠机。

　　自马航370航班客机失踪以来，澳大利亚一直主导在南印度洋的海底搜索行动。今年7月22日，马来西亚、澳大利亚和中国三方部长会议发布联合公报说，如果在当前划定的12万平方公里搜索区域内未找到马航370航班客机并缺乏新的可靠证据，搜寻行动将中止。目前，海底搜寻行动仍在南印度洋海域进行。

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　　用数学算法确定残骸位置

　　在历史上的多次飞机船只等交通工具出现失联情况的突发事件中，数据的收集、分析以及信息的及时发布都在搜寻中起到过关键的作用。比如在2009年，法国航空447号班机失去联络和踪迹。当时，有不少基于数据分析的文献为失事飞机的搜寻提供了援助。

　　据统计，自1948年至今，全球共有80架航班彻底失踪，就这些飞机最后一次与地面联系的位置来看，它们中近六成消失在海上。毫无异议，这些飞机应该是失事了，只是在茫茫大海中找到残骸的难度太大。不过，在面对这种困境时，搜救人员可采用统计学上一个叫 “贝叶斯”的方法来缩减搜索范围。

　　18世纪40年代，苏格兰著名哲学家休谟提出一个观点，认为人们使用归纳法寻求自然现象之间的因果联系只是人们养成的习惯，并不意味着这里面必定有着因果关系。举个例子，当有人连续100天看到公鸡一叫，太阳就升起来，就以为太阳是公鸡唤起的澳大利亚球员创造历史记录，连续进球四次；并以归纳法推而论之，公鸡第101天鸣叫，太阳也必定会第101次升起。

　　殊不知，公鸡叫和太阳升起之间并没有因果关系。比如在阴雨天，任凭公鸡怎么叫，太阳都不会露脸。休谟认为，我们迄今的所有认识都是建立在归纳法基础上的，而“以归纳法来认 识世界并不科学”。他的观点当时在社会上引发很大的争议， 也引起了一位 业余数学家托马斯·贝叶斯的研究兴趣。

贝叶斯决定使用数学来验证“以归纳法来认识世界是否科学”。

　　他设想了一个思想实验：假想有一张台球桌，以及一颗白球和许多红球。这些球投在桌面，不会弹跳，也无法掉下桌去，只能在桌面有限地滚动。球和球之间也不会相撞。一颗球停在桌面任何位置的概率是均等的。

　　设 想一名助手帮着投 球，在实验中，贝叶斯本人则蒙上眼睛，不能看桌面上的情形。助手先将白球投掷到桌面，接下去投出一颗颗红球，每投一次，就报 出红球相对白球的位置，贝叶斯 根据听到的情况进行猜测 。比如，当助手报出“红球在白球左 侧”，贝叶斯会猜测“白球在桌面右侧”。随后助手继续扔红球并报告两球相对位置，贝叶斯继续猜测白球的位置——如果第二个红球落在白球右侧，贝叶斯则会猜测“白球在桌面右侧，但不会处于右侧边缘”。

　　做这个猜测的道理是显然的：如果白球处于桌的右侧边缘，那么白球和右侧桌 沿之间的空间已经很小，再塞进 一个球的概率是很小的。

　　这样，相比第一次，贝叶斯对白球位置的猜测更准确了。而台球桌面积有限，随着投出的红球数量增加，白球位置的范围越这样，相比第一次，贝叶斯对白球位置的猜测更准确了。而台球桌面积有限，随着投出的红球数量增加，白球位置的范围越来越窄，尽管贝叶斯无法得出白球的具体位置，但由于获得大量新信息，他对于白球位置的判断越来越精准，最后锁定白球最有可能在桌面上的范围。比如，在一个极端的情况下，如果所有红球都落在了白球的左侧，那么他就可以推断，白球位于桌面右侧边缘。

　　贝叶斯想通过这个思想实验证明，随着获得越来越多的新信息，我们对事实最初的猜测会逐渐得到修正和完善，越来越接近真相——所以休谟的观点不正确，通过归纳是可以认识世界真相的。

　　贝叶斯的结论可以用一个公式来表达：

　　初始猜想+最新的客观数据=一个新的改进了的猜想。

　　然后，当又有新数据出现时，我们把上轮“改进了的猜想”当作“初始猜想”，迭代到公式中，形成一个更新的猜想，如此周而复始。这个方法现在被称为“贝叶斯方法”。

　　当我们在搜救过程中逐渐收集到更多更准确的数据，科学地结合现有数据、科学知识、以及主观经验无疑可为找寻失联客机带来一线曙光。在统计学领域，贝斯方法（Bayesian Methods）提供了一个可以将观测数据、科学知识以及各种经验结合在一起的应用框架。

　　贝叶斯对数学的最大贡献就是解决了如何计算逆概率问题。而这个逆概率，正是关切搜寻失事飞机的一个重要的数学问题。那么，什么是逆概率？正概率问题是知道了原因，推测发生某个结果的概率。而逆概率问题则反过来，知道了结果，要倒推原因。

　　再举一例。小红是一名爱美的女孩，夏天晴朗的天气都要打伞。现在正概率问题是：“下雨天小红打伞的概率有多大？”毫无疑问，这个概率几乎是100%。而逆概率问题则是：“如果看到小红打伞，那么这一天下雨的概率有多大？”显然，这一天是雨天的概率不可能是10 0%，因为那一天也有可能是夏天里某个晴朗的日子。

　　由此可见，正概率跟逆概率不是一回事。不过，两者是有联系的，这个联系就是贝叶斯公式。

　　在现实世界，不确定因素很多，而人类的观察能力是有局限性的，不可能把所有有用的信息都搜集到（就好比猜黑白球的例子中，只允许从袋子中摸3次球），这时就需要大胆猜测。而猜测同样具有不确定性，很可能有多种猜测都能满足目前的观测，但我们可以利用贝叶斯方法不断更新猜测，以求接近真相。与猜黑白球的游戏类似，飞机失事也是一个典型的逆概率问题。

　　贝叶斯搜索理论利用贝叶斯统计理论搜索失踪物，曾被多次用于搜救失踪的船只和飞机。一般的流程如下：

提出所有关于失踪事件的假设。

针对每一假设，构造失踪对象位置的空间分布概率。

针对每一位置，假设已知对象位于此处，计算能找到失踪对象的概率分布。在海洋中，这一般取决于水深：在浅水处找到失踪物的机会比在深水处大。

结合上述两个概率分布，构造整体的搜索成功的概率分布。

构造搜索路径：始于高概率区，经过居中概率区，最后搜索低概率区。

在搜索过程中，持续更新上述概率分布。例如，如果在某处未能找到失踪物，那么失踪对象位置分布于此的概率要被降低。这一更新过程需要用到贝叶斯定理。

　　贝叶斯搜索不仅可以综合多个信息来源，而且可以自动估计搜索成功的概率。即使在搜索前，我们可以估计“5天内找到失踪物的概率是65%。在搜索十天后，这个概率会升高到90%。15天后，升高到97%”。如此，在分配搜索资源前可以评估可行性。

　　2009年的失联法航客机447的搜寻过程中，以贝叶斯统计方法为基础，经过三次失败的搜寻，终于在第四次找到了飞机。在正常的情况下，地面控制台每5分钟就会收到飞机发回的信息，其中包括飞机的位置、高度、航速和航向等。信号消失前飞机最后所在的位置乘以5分钟时间，就能确定出一个以飞机最后所在的位置为中心，以当时航速条件下5分钟能走的距离为半径的一个圆，这就是飞机落水的最大海域范围。也就是说，如果是由飞机故障问题或飞行员操作失误所造成的飞机失事，这架飞机一定在这个圆的范围内，而这个圆的半径大约为40海里（约1.7万平方公里）。

　　可是要在这个圆内找到飞机也不是一件容易的事。通常的做法是用声呐仪在附近进行高密度地寻找。在大多数情况下，飞机应当离飞机最后所在的位置不远的位置。但由于法航客机最后所在的位置范围内的海区有4000米之深，且处于复杂海脊带，所以用高密度寻找方法未能找到。当人们在海面上发现了有遇难者的遗体后，反演至飞机失事时的位置，见下图：

　　通过反演以及对当地水流的研究，专家确定出四个可能的地点：第一地点就在飞机最后所在位置附近，第二地点是在东北海域内，第三个地点在飞机航线后方（那里曾经发现过油迹），第四个地点在航线右后方的最大圆之外。最后经过依次搜寻，终于在第一个地点的海底找到了飞机残体。

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　　光谱技术助力残骸分析

　　在确定了残骸可能出现的位置之后，接下来的工作就是开展残骸搜寻打捞工作。黑匣子虽然能够给出最详实的飞行数据，但其搜索打捞工作难度极大，并且数据的保存、复原、解析等一系列工序极其繁复，往往耗时数年。在一些空难中，飞机的机体残骸也十分重要，因其体积大、目标明显而易于搜索，并且可能提供更加直接的分析凭据。

　　工作人员在鉴定马航MH370飞机残骸

　　回收机体残骸的主要目的就是交由飞机制造商进行鉴定处理，以凭借残骸推断失事前飞机的状态，如：整机坠毁还是空中解体、部件故障还是外力破坏、是否发生爆炸等等。这些深入的分析不能仅凭照片进行，必须回收残骸原件，进行金相分析和力学分析。

　　定量金相

　　定量金相技术是指在金相观测中对金相组织进行几何学定量测定的技术，也称立体金相。为研究金属材料的金相组织和性能的定量关系，常需将检验面上二维空间的组织参数，依立体几何和体视学原理换算成三维空间参数进行分析。1938年美国材料试验协会制定ASTM-E八级晶粒度标准，定量金相技术就开始应用于金属材料的检验和研究。60年代，由于可自动测量的定量金相显微镜的制成和体视学的应用，金相定量测定的技术得到进一步发展和推广。应用定量金相技术来测定第二相体积分数、第二相尺寸、质点间距、对有方向性组织的取向程度、比相界面、近邻率、连续性等。有比较法和测量法两类。

　　金相分析

　　金相分析是金属材料试验研究的重要手段之一，采用定量金相学原理，由二维金相试样磨面或薄膜的金相显微组织的测量和计算来确定合金组织的三维空间形貌，从而建立合金成分、组织和性能间的定量关系。将图像处理系统应用于金相分析，具有精度高、速度快等优点，可以大大提高工作效率。

　　在坦桑尼亚海岸发现的飞机残骸确认属于MH370航班.（澳大利亚媒体）

　　机翼材质中的金属元素也是解开飞机失事之谜的重要技术之一。最新研制的分析金属材料成分的方法有电感耦合等离子体质谱法、激光诱导等离子体光谱法、电感耦合等离子原子发射光谱法等。

　　激光诱导击穿光谱（LIBS）是一种激光烧蚀光谱分析技术，激光聚焦在测试位点，当激光脉冲的能量密度大于击穿阈值时，即可产生等离子体。基于这种特殊的等离子体剥蚀技术，通常在原子发射光谱技术中分别独立的取样、原子化、激发三个步骤均可由脉冲激光激发源一次实现。等离子体能量衰退过程中产生连续的轫致辐射以及内部元素的离子发射线，通过光纤光谱仪采集光谱发射信号，分析谱图中元素对应的特征峰强度即可以用于样品的定性以及定量分析。

　　为了提高LIBS技术的准确可靠性与经济实用性，目前的研究热点主要集中在增强光谱信号强度，降低连续谱强度，降低基体效应，提高信背比，降低相对标准偏差与检出限以及提高元素定量分析的精确性等方面?随着激光技术和光谱探测技术的迅猛发展，LIBS技术也有了蓬勃的发展，相继出现了纳秒激光诱导击穿光谱（nanosecond-LIBS，ns-LIBS）、飞秒激光诱导击穿光谱（femtosecond-LIBS，fs-LIBS）、飞秒激光成丝诱导击穿光谱（femtosecond filament-LIBS，filament-LIBS）、偏振分辨激光诱导击穿光谱（polarization resolved LIBS，PRLIBS）、双脉冲激光诱导击穿光谱（dual pulse LIBS，DP-LIBS）等诸多技术?

　　自从1960年第一台红宝石激光器的发明为原子光谱分析注入新鲜血液之后，类似于火花源的激光光束聚焦击穿现象即见诸文献报道。1962年 Jarrell-Ash的Brech发表第一篇关于用激光产生等离子体进行分析的文章，标志着激光烧蚀分析技术的诞生。1964年，得益于激光器Q开关脉冲技术，使得激光烧蚀无需通过辅助电极放电，直接通过激光产生等离子体进行分析，这也是今天LIBS的雏形。至20世纪80年代，美国Los Alamos实验室利用激光等离子体的光谱信息实现了对于物质元素信息的测量，从而将该技术正式命名为LIBS (Laser Induced Breakdown Spectroscopy)。本世纪分析领域的一大新闻就是美国NASA采用LIBS技术作为火星车表面矿物分析手段——ChemCam，并出色地完成了科考任务。因而，LIBS技术的应用也相应地成为了一大研究热门。与其他常用元素分析的方法相比，其主要优点有:

　　（1） 利用激光特有的性能，可实现远程、实时、在线元素检测。

　　（2） 仪器体积相对较小，适用于现场分析、可在恶劣条件下进行测定。

　　（3） 可用于各种形态的固体、液体甚至气体分析，而且无需繁琐的样品前处理过程，分析简便、快速。

　　（4） 可测定难溶解的高硬度材料，对样品尺寸要求不严格，且对样品的破坏性小，实现微损甚至近于无损检测，样品消耗量极低(约0.1μg-0.1mg)。

　　（5） 分析时间短，从激光脉冲发射到信号收集的整个过程仅仅需要毫秒级别的时间。

　　（6） 可进行多元素同时检测。

　　远距离辐射光接收技术及光纤传感技术的迅速发展使得激光技术对高温、恶劣环境下的非接触分析得以实现，对环境的较好适应性使其成为优秀的原位监测手段，赋予其优异的实用性。凭借着以上优势，LIBS技术在光谱分析领域的舞台上崭露头角。在过去的三十多年中，国际研究者对LIBS的理论基础进行了大量的研究工作。主要集中于高速相机拍摄LIBS等离子体形貌、不同物质时间分辨谱图、LIBS等离子体温度及电子数密度的估算、激光与物质相互作用机理的研究等。

　　2015年1月29日，马来西亚民航局宣布，马航MH370航班失事，并推定机上所有239名乘客和机组人员已遇难。MH370航班上载有227名乘客（其中中国大陆153人，中国台湾1人），机组人员12名。据外媒报道，按照造就制定好的计划，MH370客机再次起航，到达南印度洋上空后实施技术坠毁，而美国舆论媒体让所有人认为飞机是因为燃油耗尽后坠毁，并将责任归咎于飞机驾驶员。239条鲜活的生命就这样陨落，这个事件的真相虽然很难挖掘，但是为了告慰这239条生命，马航MH370失联真相必将有一天会浮出水面，给所有人一个交代澳大利亚球员创造历史记录，连续进球四次！

　　参考文献

邵妍，张艳波，高勋，杜闯，林景全，《激光诱导击穿光谱技术的研究与应用新进展》

薛广鹏，《浅析金属材料的分析方法》

吴治华，《用数学方法寻找飞机残骸》

　　编辑·整理·校对丨丑灿

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