地震是怎么回事-建材号

编译 | 冯维维

Nature , Volume 602 Issue 7897, 17 February 2022

《自然》 2022年2月17日第602卷7897期

物理学 Physics

Thermal imaging of dust hiding the black hole in NGC 1068

活动星系核的统一模型得到确认

作者：Violeta Gámez Rosas, Jacob W. Isbell, Gerard Zins, etc.

链接：

https://www.nature.com/articles/s41586-021-04311-7

摘要

荷兰莱顿大学的Violeta Gamez Rosas和合作者对临近星系中心黑洞周围浓密遮挡的尘埃进行了观察，确认了活动星系核的统一模型。作者通过对这个星系的高分辨率图像分析得到了这一结论，这些图像提供了研究活动星系核的新机遇。

活动星系核是一些星系中心的高能区域，人们认为它由超大质量黑洞驱动。这些核发出的光产生的光谱特征，与光发出的区域有关；不同光谱可用于将活动星系核区分成两类：Ⅰ型和Ⅱ型天体。但统一模型认为，这种区分会产生，是因为观测视线可能有时被围绕和涌入中央黑洞的尘埃环遮挡了。

作者观察支持了统一模型。他们获得了原型星系NGC 1068的高分辨率图像，统一理论最初即由此建立。他们使用一个称为MATISSE的仪器，结合了四台欧洲南方天文台的望远镜的光，以获得活动星系核的最佳视图。对这些图像和射电图的分析揭示了环状尘埃云的存在，并帮助确定了其特性，大多与统一模型预测相符。作者还定位了黑洞在尘埃环之下的位置，同样符合模型。

Abstract

In the widely accepted ‘unified model’ solution of the classification puzzle of active galactic nuclei, the orientation of a dusty accretion torus around the central black hole dominates their appearance. In ‘type-1’ systems, the bright nucleus is visible at the centre of a face-on torus. In ‘type-2’ systems the thick, nearly edge-on torus hides the central engine. Later studies suggested evolutionary effects and added dusty clumps and polar winds but left the basic picture intact. However, recent high-resolution images of the archetypal type-2 galaxy NGC 1068, suggested a more radical revision. The images displayed a ring-like emission feature that was proposed to be hot dust surrounding the black hole at the radius where the radiation from the central engine evaporates the dust. That ring is too thin and too far tilted from edge-on to hide the central engine, and ad hoc foreground extinction is needed to explain the type-2 classification. These images quickly generated reinterpretations of the dichotomy between types 1 and 2. Here we present new multi-band mid-infrared images of NGC 1068 that detail the dust temperature distribution and reaffirm the original model. Combined with radio data (J.F.G. and C.M.V.I., manuscript in preparation), our maps locate the central engine that is below the previously reported ring and obscured by a thick, nearly edge-on disk, as predicted by the unified model. We also identify emission from polar flows and absorbing dust that is mineralogically distinct from that towards the Milky Way centre.

Nuclear spin-wave quantum register for a solid-state qubit

固态量子位的核自旋波量子寄存器

作者：Andrei Ruskuc, Chun-Ju Wu, Jake Rochman, Joonhee Choi &Andrei Faraon

链接：

https://www.nature.com/articles/s41586-021-04293-6

摘要

围绕单个光可寻址量子位的固态核自旋是量子网络、计算和模拟的重要资源。虽然具有稀疏核自旋槽的宿主通常被用于减缓量子位退相干，但在核自旋丰富的宿主上开发相干量子系统，可为量子信息应用探索更广泛的材料。这些致密核自旋系综的集体模式为量子存储提供了自然基础，但用它们作为单自旋量子位元的资源迄今仍难以捉摸。

作者通过使用一个高相干、光学寻址的 171Yb3+ 量子比特掺杂到一个核自旋丰富的原钒酸钇晶体中，开发了一个鲁棒的量子控制协议来操纵邻近的 51V5+ 晶格离子的多级核自旋态。通过动态设计的自旋交换相互作用，他们极化这个核自旋系综，产生集体自旋激发，然后使用其实现一个量子存储器。作者表示，该方法为利用高密度核自旋浴的复杂结构提供了一个框架，为利用单个稀土离子量子位构建大规模量子网络铺平了道路。

Abstract

Solid-state nuclear spins surrounding inpidual, optically addressable qubits are a crucial resource for quantum networks, computation and simulation. Although hosts with sparse nuclear spin baths are typically chosen to mitigate qubit decoherence, developing coherent quantum systems in nuclear-spin-rich hosts enables exploration of a much broader range of materials for quantum information applications. The collective modes of these dense nuclear spin ensembles provide a natural basis for quantum storagehowever, using them as a resource for single-spin qubits has thus far remained elusive. Here, by using a highly coherent, optically addressed 171Yb3+ qubit doped into a nuclear-spin-rich yttrium orthovanadate crystal, we develop a robust quantum control protocol to manipulate the multi-level nuclear spin states of neighbouring 51V5+ lattice ions. Via a dynamically engineered spin-exchange interaction, we polarize this nuclear spin ensemble, generate collective spin excitations, and subsequently use them to implement a quantum memory. Our approach provides a framework for utilizing the complex structure of dense nuclear spin baths, paving the way towards building large-scale quantum networks using single rare-earth ion qubits.

Magnetic control of tokamak plasmas through deep reinforcement learning

基于深度强化学习的托卡马克等离子体磁控制

作者：Jonas Degrave, Federico Felici, Martin Riedmiller, etc.

链接：

https://www.nature.com/articles/s41586-021-04301-9

摘要

磁约束核聚变，特别是托卡马克结构核聚变是一种有前景的可持续能源。一个核心挑战是塑造和维持托卡马克容器内的高温等离子体。这需要使用磁致动器线圈进行高维、高频、闭环控制，更复杂的是等离子体结构的不同要求。

作者介绍了一个此前尚未描述的托卡马克磁控制器设计的架构，它可以自主学习命令全套控制线圈。该体系结构满足在高层指定的控制目标，同时满足物理和操作约束。这种方法在问题规范方面具有前所未有的灵活性和通用性，并显著减少了生产新等离子体配置的设计工作。

Abstract

Nuclear fusion using magnetic confinement, in particular in the tokamak configuration, is a promising path towards sustainable energy. A core challenge is to shape and maintain a high-temperature plasma within the tokamak vessel. This requires high-dimensional, high-frequency, closed-loop control using magnetic actuator coils, further complicated by the perse requirements across a wide range of plasma configurations. In this work, we introduce a previously undescribed architecture for tokamak magnetic controller design that autonomously learns to command the full set of control coils. This architecture meets control objectives specified at a high level, at the same time satisfying physical and operational constraints. This approach has unprecedented flexibility and generality in problem specification and yields a notable reduction in design effort to produce new plasma configurations.

Resolving the gravitational redshift across a millimetre-scale atomic sample

解析毫米尺度原子样本的引力红移

作者：Tobias Bothwell, Colin J. Kennedy, Alexander Aeppli, Dhruv Kedar, John M. Robinson, Eric Oelker, Alexander Staron &Jun Ye

链接：

https://www.nature.com/articles/s41586-021-04349-7

摘要

爱因斯坦的广义相对论指出，时钟在不同的引力势下，相对于实验室坐标的速度是不同的——这一效应被称为引力红移。作为空间和时间的基本探测器，原子钟长期以来被用于在30厘米到数千公里的距离尺度上检验这一预测。

一旦时钟对弯曲时空中振荡的量子物体的有限波函数变得敏感，将使广义相对论和量子力学的结合研究成为可能。

作者在一个毫米尺度的超冷锶样品中测量了与引力红移一致的线性频率梯度。通过将分数频率测量的不确定度提高10倍以上，达到7.6 1 0 21 ，研究结果得以实现。这预示着一种新的时钟操作方式，需要对引力扰动进行样品内校正。

Abstract

Einstein’s theory of general relativity states that clocks at different gravitational potentials tick at different rates relative to lab coordinates—an effect known as the gravitational redshift. As fundamental probes of space and time, atomic clocks have long served to test this prediction at distance scales from 30 centimetres to thousands of kilometres. Ultimately, clocks will enable the study of the union of general relativity and quantum mechanics once they become sensitive to the finite wavefunction of quantum objects oscillating in curved space-time. Towards this regime, we measure a linear frequency gradient consistent with the gravitational redshift within a single millimetre-scale sample of ultracold strontium. Our result is enabled by improving the fractional frequency measurement uncertainty by more than a factor of 10, now reaching 7.6 1 0 21 . This heralds a new regime of clock operation necessitating intra-sample corrections for gravitational perturbations.

化学 Chemistry

Hydrogen trapping and embrittlement in high-strength Al alloys

高强度铝合金的脆化

作者：Huan Zhao, Poulami Chakraborty, Dirk Ponge, Tilmann Hickel, Binhan Sun, Chun-Hung Wu, Baptiste Gault &Dierk Raabe

链接：

https://www.nature.com/articles/s41586-021-04343-z

摘要

交通运输业对温室气体排放的限制越来越严格，这促使人们重新审视汽车材料。高强度铝合金常用于飞机，有助于减轻汽车的重量，但容易受到环境退化的影响。氢“脆化”常被认为是主要原因；但其失效的确切机制尚不清楚。因为对合金内部H的原子尺度分析仍然是一个挑战，这阻碍了采用合金设计策略来提高材料的耐久性。

作者对高强度7xxx铝合金中第二相颗粒和晶界处的H进行了近原子尺度的分析。他们利用这些观察结果来指导原子从头计算，结果表明合金元素与H的共偏析有利于晶界脱聚，H强分块进入第二相粒子，将溶质H从基体中去除，从而防止H脆断。该见解进一步推进了对铝合金中H辅助脆化机理的理解，强调了H陷阱在减少开裂和指导新合金设计方面的作用。

Abstract

Ever more stringent regulations on greenhouse gas emissions from transportation motivate efforts to revisit materials used for vehicles. High-strength aluminium alloys often used in aircrafts could help reduce the weight of automobiles, but are susceptible to environmental degradation. Hydrogen ‘embrittlement’ is often indicated as the main culprithowever, the exact mechanisms underpinning failure are not precisely known: atomic-scale analysis of H inside an alloy remains a challenge, and this prevents deploying alloy design strategies to enhance the durability of the materials. Here we performed near-atomic-scale analysis of H trapped in second-phase particles and at grain boundaries in a high-strength 7xxx Al alloy. We used these observations to guide atomistic ab initio calculations, which show that the co-segregation of alloying elements and H favours grain boundary decohesion, and the strong partitioning of H into the second-phase particles removes solute H from the matrix, hence preventing H embrittlement. Our insights further advance the mechanistic understanding of H-assisted embrittlement in Al alloys, emphasizing the role of H traps in minimizing cracking and guiding new alloy design.

气候 Climate

Warming weakens the night-time barrier to global fire

气候变暖削弱夜间抵御全球火灾的屏障

作者：Jennifer K. Balch, John T. Abatzoglou, Maxwell B. Joseph, Michael J. Koontz, Adam L. Mahood, Joseph McGlinchy, Megan E. Cattau &A. Park Williams

链接：

https://www.nature.com/articles/s41586-021-04325-1

摘要

因为夜间温度和水汽压差（VPD）较低，这一时间为减缓或扑灭火灾提供了一个关键窗口。然而，火灾危险通常是根据白天的情况来评估的，所以要抓住促进火灾蔓延的因素，而非阻止火灾的因素。尽管白天天气条件的变化会加剧火灾，但人们对夜间天气条件的潜在变化及其与火灾减少相关的作用还知之甚少。

作者展示了夜间火灾强度的增加，与更热、更干燥的夜晚有关。基于全球卫星对日间和夜间火灾探测的观测以及相应的每小时气候数据，他们确定了与陆地覆盖相关的VPD阈值，低于这个阈值的火灾探测非常罕见。从1979年到2020年，全球每日最低VPD增加了25%。在可燃土地上，每年夜间可燃时间增加了110个小时，这使得可燃性永不停止的夜晚增加了5个小时。在这段时间内，近五分之一的可燃土地上，易燃的夜晚至少增加了一周。根据卫星记录，从全球来看，2003年至2020年，夜间火灾的强度增加了7.2%。这些结果进一步表明，近年来扑灭野火的队伍在夜间缺乏救援。作者预计，人为气候变化导致的夜间持续变暖将导致更强烈、更持久和更大的火灾。

Abstract

Night-time provides a critical window for slowing or extinguishing fires owing to the lower temperature and the lower vapour pressure deficit (VPD). However, fire danger is most often assessed based on daytime conditions, capturing what promotes fire spread rather than what impedes fire. Although it is well appreciated that changing daytime weather conditions are exacerbating fire, potential changes in night-time conditions—and their associated role as fire reducers—are less understood. Here we show that night-time fire intensity has increased, which is linked to hotter and drier nights. Our findings are based on global satellite observations of daytime and night-time fire detections and corresponding hourly climate data, from which we determine landcover-specific thresholds of VPD (VPDt), below which fire detections are very rare (less than 95 per cent modelled chance). Globally, daily minimum VPD increased by 25 per cent from 1979 to 2020. Across burnable lands, the annual number of flammable night-time hours—when VPD exceeds VPDt—increased by 110 hours, allowing five additional nights when flammability never ceases. Across nearly one-fifth of burnable lands, flammable nights increased by at least one week across this period. Globally, night fires have become 7.2 per cent more intense from 2003 to 2020, measured via a satellite record. These results reinforce the lack of night-time relief that wildfire suppression teams have experienced in recent years. We expect that continued night-time warming owing to anthropogenic climate change will promote more intense, longer-lasting and larger fires.

简单的说IE工程师就是从事工业工程的人。那么什么是工业工程，请看下文：

一、工业工程是什么？

什么是工业工程？这儿有幅连环漫画，图中有两只背对背被绑在一块儿的小狗，它俩的前方各有一根骨头，两只狗都急着向前去啃骨头，却因背道而驰的拉力，寸步难移，谁也吃不着骨头。几番挣扎，两只狗终于想出了一个妙法；两只狗先一齐转向一方，把一边的骨头咬住，然后再转向另一方啃另一边的骨头，这样一来，两只狗各有骨头可啃了。漫画的下方写着：“There is always a better way”。

这幅漫画虽然不能完全代表工业工程，但是那一行文字却是工业工程师的座右铭——它意谓着「永远有个更好的方法！」在工作当中，不断寻求更容易、更有效率、更经济而且能令心情更愉快的工作方法，就是工业工程的精神所在。

当然，工业工程绝非三言两语可以说得清楚。现在且听我娓娓道来「工业工程是怎么回事？」

任何一种学问的起源必然有其推动的力量，工业工程亦不例外，它的推动力就是人类不屈于现状的意愿和求尽善尽美的成就需欲（achievement demand）。

人类不屈于现状的意愿，使他想要把事情做得更好。在不断改善工作的过程中，人类终于了解到用科学方法来改善，可以把事情做得更好。原来，改善的过程也不一定要接受什么特殊训练，每个人天生就可以运用自己的经验与本能来达到改善的目的。等到泰勒把科学的方法带到管理的领域后，这种管理的科学，加上科技的知识才慢慢演变成日后的工业工程。

（一）工业工程的基本观念

工业工程（Industrial Engineering，简称I.E.）是一门新兴的工程科学。早在1881年左右，泰勒（Frederick W. Taylor）就已具有工业工程的观念，但实际上工业工程这门学问却在1920年代才开始，到二次大战后才略具雏型。在国外，泰勒首先提倡「时学研究」，而纪尔布雷斯夫妇（F.B &Gilbreths）则为「工学研究」的创始人。（编注：有关时学工学的起源，可看另页「工业工程的两个小故事」一文。）直到1930年代他们的研究才受到大众的重视，而正式成为工时学（motion and time study），如今工时学可说是工业工程的领域中最基本的一部分，也是传统工业工程的基本观念。

当初，工时学的定义是指对于完成一项工作的操作方法、材料、工具与设备，及其所需的时间，加以研究。而其目的在1.寻求最经济有效的工作方法；2.进一步确认并规定因此所选定的工作方法、材料标准、工具规格及设备要求的理想标准；3.研究并制定工人完工所需的标准时间；4.训练并切实实行新方法。

（二）工业工程的定义

美国工业工程师学会（AIIE）对工业工程的定义是：「工业工程是对人员、物料及设备等，从事整个系统之设计改进及运用的一门科学。它利用数学、自然科学与社会科学的专门知识及技巧，并利用工程分析与设计的原理和方法，来规划、预测，并评估由此及其有关系统中所获得的效果。」

从上述的定义，读者或许可获知一个大概。概括而言，所有人类及非人类参与的活动，只要有动作出现的，都可应用工业工程的原理原则，以及工业工程的一套系统化的技术，经由最佳途径达到目的。譬如工业工程中的动作连贯性分析（operation sequence），由于人类的任何一种动作都有连贯性，因此把各动作经仔细分析，分成一个个微细单元，删掉不必要的动作，合并可连接的动作，以达到工作简化、动作经济、省时省工之目的。

（三）工程学与管理科学的桥梁

换句话说，工业工程就是衔接工程学与管理科学之间的一门新兴科学。有人称工业工程＝（机械工程＋电机工程＋化学工程＋土木工程＋…）×管理。

实际上，最简单的解释就是：工业工程是用工程师的手法去解决与工程和管理有关的问题。在工厂里，一个纯粹研究制造的人和一个精于管理的人常无法沟通，此时就有赖工业工程师作桥梁了。

（四）与其它工程学有何不同？

那么，工业工程学与机械、电机、化学、土木等工程学有何不同呢？传统的工程学，以「设计更经济的系统」为目的。如：机械工程设计高效率之「经济的机器系统」，电机工程设计「经济的电路系统」，它们设计的对象仅以机器、设备为着眼点。而工业工程除了考虑机器设备之设计外，还包含了人的因素（human factor），而以结合「人、材料、设备等之综合系统」为对象。

（五）与其它管理科学的区别何在？

读者或许又要问道：工业工程与企业管理（business management），行政管理（administration management）同样都与管理有关，彼此之间又有何不同呢？工业工程与企业管理之区别，乃在于工业工程是透过工程途径（engineering approach），应用科学上及工程上之方法与技术，考虑人员、机器、设备、制程、方法、时间等因素来解决管理上遭遇的问题，而企业管理、行政管理，便无法采取工程途径去解决管理上的问题。

[编辑本段]二、我国引进工业工程的情形

（一）军方与工业界

我国工业工程技术的引进要追溯到民国三十五年，当时贵州大定航空发动机制造厂，开始建立零件制造及装配之标准工时制度，利用马表测时，对于生产计划与管制裨益甚大。民国三十九年兵工署在其所属兵工厂推行工时制度，颇具成效。民国四十二年，军方把工作研究理论引介，后由于中国生产力中心、金属工业发展中心等机构相继成立，并公开介绍推广，国内渐渐应用工业工程于各工厂。兵工厂、裕隆汽车、大同公司、台铝、松山烟厂等，先后推行，惟均局限于狭义的工作简化及传统之工时学范围，及至外资工厂纷纷成立之后，由美资外商大力推行，才慢慢将国内工业工程的领域扩大，目前国内略具规模的企业，皆有工业工程部（课或组）等单位之设立。对促进经济繁荣及国家生产力之提高，贡献颇大。

（二）学校教育方面

至于学校教育方面，一直到工业界有迫切需要时，才在学校里设立工业工程系。民国52年东海大学及台北工专同时成立工业工程系科，中原理工学院于民国53年成立工业工程学系，而后中正、逢甲、清大、新埔等校亦相继成立。也有些学校用的不是工业工程的系名，但实质上其教学内容与工业工程极为相近，如技术学院的工业管理技术学系，及中央大学的生产工程学系，均是。第一批正式接受专业教育的工业工程师，于民国五十六年进入工业界服务。

一位工业工程师的养成训练，其内容包括很广，大致可分为四部分说明：

(1)科技与数理基础：包括物理、化学、数学、统计、电子计算器程序设计等。

(2)一般工程训练：包括工程力学、图学、制造工程、工程材料、电工原理、化工概论等。

(3)工业工程专业训练：包括动作与时间研究、工厂布置、工程经济、作业研究、生产管制、品质管制等。

(4)管理科学训练：包括工业组织与管理、会计与成本分析、工业心理学、行为科学等。

[编辑本段]三、工业工程师扮演的角色

既然工业工程科系培养的学生具备上述的知识，那么一个工业工程师在工厂中扮演个什么角色呢？要了解这一问题，首先让我们来看看工厂中所存在的几个普遍问题：

(1)工厂中，每位专业工程师专司其职，谁来沟通不同的专业工程师呢？

(2)工厂里，老板关心一件事（赚钱与产量），员工关心另件事（薪水与劳力的付出），那么谁来作老板和员工的桥梁？

(3)工厂里，人人关心赶货及品质，是否有人关心今天比昨天做得更好，明天比今天做得又更好？如果有，那么这种改善的工作谁来做？

(4)人人关心机器、物料、……，谁来关心最重要的「人」？如何使这些人做得更舒服、做得更多、赚得更多，而且受到尊重？

(5)大家关心产量，谁关心总成本？

(6)各个小单位往往都有本位主义，由谁来考虑整个工厂的最适点（optimization）？

解决这些问题的最适当人选就是工业工程师。

更详细地说，工业工程师在工厂里做的事有：工作方法的设计和改善、操作标准时间及物料标准用量的设订、制程、夹具与工具的设计、成本的计算与分析、生产计划与管制、产能计划与分析、物料管理、品质分析与管制、工厂布置、工业安全作业、工作评价与奖工制度的设立、事务流程的改善、系统或制度的设计等等。

（一）工业界的医生？

有人说企管顾问是企业界的医生，则工业工程师亦如工业界的医生一样，他可帮忙工厂界定问题，协调整个工厂的运转，就如一位全科医生，负责诊治病人何处有病，然后再由某部的专家来检验、治疗。工业工程师也是如此，他点出工厂毛病的所在，然后协调各部门的专家去解决。

事实上，目前的工业型态是团队工作（team work），要解决任何问题，决非一人一手能包办的，工业工程师扮演的角色往往是团队领导人（team leader），需具有较强的组合（combination）、协调（coordination）及沟通（communication）的能力，广博的知识，即能用适当的语言（right language）与人沟通。在这种倾向之下，工业工程师需同时具有工程和管理方面的知识与训练，因此在工厂中能使别人容易乐意合作，一同去解决问题。

（二）效率专家？管理当局的眼线？

工业工程师着实扮演了一个复杂的角色，有些人批评他们是：

「工业工程师是使人们做得快一点，赚得少一点！」

「工业工程师是效率专家，也是管理当局的眼线！」

「工业工程师专门到处找错，喜欢跟别人过不去。」

（三）多样性的角色？

有人认为工业工程师是操作者的安全褓姆，使他们免受刀具伤害及过分工作量之压迫；由于他接受的训练包括管理和工程知识，因此他是工厂的计画者和协调者；也由于他受过统计、机率和可靠度的训练，因此他可成为品质管制人员；他常想「这是最好的方法吗？」，因此他是较佳途径的寻求者；由上种种来看，工业工程师转换职业的能力强，生存力强；而且他的晋升能力也高，较易擢升至高级管理阶层。

五个角度看IE

关于IE“工业工程师”的5种说法：

第一种说法：“工业工程师是什么样的人”不是什么理论问题，而是一个实践问题。IE学科产生、应用和发展已有近百年实践历史，由于侧重面和时代的不同，国内外有关工业工程师的说法很多，归纳起来大致有5种，即：“工业工程师是这样的人，他们是最佳工作系统的设计者；是决策者和各级管理者的助手；是管理与技术、经理与工程师们、部门与部门、企业与外部环境之间的接口、沟通者和协调人；同时，他们也是区别于管理和其他技术人员而有自己独立和具体业务的专业工程师；而且他们还是敢于和善于提出新见解、新思路，并能够及时接受、倡导、推进暂时一般人尚难接受或还未意识到的、没有一定部门或岗位负责的新技术、新工艺、新材料、新方法、新思想、新策略的高参、革新者或“不管部长”。上述说法从不同角度反映了工业工程师的工作性质、内容和作用，其核心或最基本的是第1种说法，即工业工程师是最佳工作系统的设计者。换言之，工业工程师所从事的工作就是一种以某一系统为对象的优化设计/再设计工作，从而使输入系统的人力与其他各种资源得到最充分有效的利用，杜绝/减少各种浪费，实现系统的最大/佳的输出。

第2种说法是从工业工程师所处地位、作用的角度，说明他们是各级领导的助手、参谋和智囊，协助管理者发现问题，作出正确的生产和经营决策，为管理提供科学依据。可见IE专业并不直接培养决策层——厂长、经理等管理者，而是培养工程师，一种特殊的工程师。但反过来说，管理者却必须具备IE知识，特别是IE意识。否则，他们也不可能按照工业工程的要求，合理地、科学地组织生产经营活动，把企业搞好。同时另一方面，正如美国IIE学会所说：工业工程师却常常发展为高级经理，因为他们比其他专业工程师具有更多的经营技巧和训练，其结果是，今日许多大公司的高层领导人都具有工业工程的背景。

第3种说法说出了工业工程师有别于其他专业工程师的“接口工程师”的特点，是领导层和其他部门或专业工程师所不能替代的。他们始终从全局和整体出发，为各级管理者提供方便，为各部门参谋和咨询，并对各部门(如设计、制造和供应)之间的业务进行协调与综合。

第4种说法则着重说明不能把工业工程师的工作都理解为系统的总体规划和设计或仅仅充当助手和接口的角色，他们也有明确的专业分工和相对独立的工作职能，很具体，很实在，即他们可以是专业从事或侧重某一方面工作的专业人员，如质量控制/管理工程师、方法研究工程师、时间研究工程师、工业安全工程师等等。

第5种说法则更加体现了IE的创新特征。没人想到要干的，或别人干不了的，正是工业工程师的用武之地。如灵捷制造(AgileMfg)就是美国的工业工程专家们，为重振美国的制造业而提出的新战略；而我国较快接受并积极传播这一新思想的也正是中国的工业工程专家〔2〕。

工业发展史，特别是制造业成功和失败的经验告诉我们，工业企业需要工业工程师，而且，随着IE应用的扩展，人们进一步认识到国家的发展和社会的进步同样需要工业工程师。正如美国IIE学会所说：“工业工程不是只限于某种特定工业的技能，所有希望其资本消耗能够获得最佳生产和质量的组织，都要聘用工业工程师。”1998年8月中国机电日报也载文说：“工业工程师是致力于为各类企业、各级政府部门甚至商场、银行、医院等服务行业设计出高效的最优运作系统的技术人才。”

显然，除了IE专业，一般别的专业培养不出这样的人。正是由于80年代初我国在引进推广现代管理时，忽视了工业工程的开发和应用，我国的IE专业迟迟未能开设，才形成今天工业工程人才严重匮乏的局面。某些企业处理引进、消化和创新关系不当，屡屡上“洋当”；有的工厂设计不讲IE，物流不合理，拆了重建；大多数企业没有IE基本功，既难以迎接挑战，也抓不住机遇；还有的为了自动化而自动化，实际是灾难；特别是长期不重视科技创新、产品开发，或一哄而上，赔本转吆喝等等，因而造成巨大浪费、环境污染和严重亏损，形成素质性、结构性矛盾，长期解决不了，这些问题是同我们缺乏工业工程师密切相关的，这不能不说是一个历史性的教训。当然，国家的经济体制和运行机制是根本所在，但又不能把所有问题、困难、困惑……，都归结为体制、机制问题，似乎什么问题都是“一包就灵”，股份制能解决一切问题，别的都是无关紧要的、可有可无的。根本就不是那么一回事!如果非要归结的话，应该归结为素质问题——劳动者的素质、领导者的素质、企业的素质、民族的素质、全民的素质和国家的素质，包括世界上已应用百年之久的IE这一基本功。

IE，尤其是基础IE，是工业企业的必修课，是不可逾越的，这一课早晚得补上。当然补课并不等于重复历史，要寻求合适的切入点，并且不同情况不同处理，不搞一刀切、一个固定模式，实事求是，提高效率，缩短时间；重复历史实际上是抵制进步，也是不切实际的，因为今天的情况不同于当时；况且，亦步亦趋是永远赶不上人家的，只能永远落后。

[编辑本段]四、推广工业工程观念的阻力

一般来说，工业工程的观念与作法在工厂里推广起来，并不是一帆风顺毫无阻力的，这可分三点来说：

(1)在一些闭塞的家族式企业中，企业主的观念不够开放，不愿公办厂各方面的问题，也不愿提供周全的资料，没有资料工业工程师就无从下手解决问题。

(2)人类守旧的观念，拒绝改变，因此工业工程师即无从施展所长。

(3)一件新事物要经过学习的过程，人们才能驾轻就熟地应用，而学习的起步总是比较困难且成效不显著，因此人们即使费力些，也宁可继续使用习惯了的旧方法、旧东西。

这种种的阻力多少削弱了工业工程观念的推广，这也是为什么我国企业界未能与已开发国家的企业并驾齐驱的原因之一。虽然工业工程观念早在民国四十二年左右就被介绍到台湾了，迄今，知道工业工程是什么的人并不多的原因也多少受了这些阻力的影响。

如引言中提及，时势潮流使得企业型态变大了，传统的用本能管理的方法势必遭到淘汰，虽说每个人都有管理的本能，但是管理的好或坏、管理人数的多或寡、管理幅度的宽或窄，都会受个人能力的限制，因此如何能用有系统的方法把大规模的工作作得更好、更快，就必须用科学方法来管理，也就必须借重工业工程了。

当然，工业工程师的能力决非万能的，但只要是学有专精的工业工程知识，则其失误的可能性较小，因为工业工程的做法不是凭直觉，而是依数据来做决定的。同理，如有了工业工程，做错误决策的机会也可减少很多。

[编辑本段]五、工业工程师解决问题的途径

工业工程是经由下列两种途径来解决问题：

（一）问题的解决与决策（problem solving &decision making）

(1)确定问题：先了解问题性质及症结所在。

(2)分析问题：从找资料、记录现况、了解限制条件、探讨问题，以深入问题。

(3)寻求可能解决问题的方案。

(4)评估诸项方案，决定最佳决策。

(5)采取行动。

(6)考核行动结果，再提更佳解决途径。

（二）系统与方法工程（system &method engineering）

从资料收集、组织、分析以及如何安排等数理计算及专门技术的方法来解决难题。

[编辑本段]六、工业工程的未来

从上面种种的说明，工业工程师只能在工厂中工作吗？实际上，在已开发国家中，工业工程早已应用于工厂以外的地方了。像医院、农场、餐厅、旅社、邮局、银行、交通事业、建设业、军事机构以及各政府部门，都有用到工业工程之处。

国内，一些医院也已聘用学工业工程的人员，负责设备配置、人员运用、药品存量管制、数据流等工作（像马偕医院即属此例）。这种应用可说是工业工程的延伸。目前工业工程的领域已不限于工业界，为此，工业工程的名称已不能涵盖它的范围了。

在国内，工业工程虽有军方事业和国民事业率先实施，但是真正使它开花的，还是那些外资工厂。由于他们令人艳羡的成效，也说服了许多国资工厂开始注意这个新的玩意儿，多年来工业工程师的求才广告增多了，这正是工业工程开始在我国普遍被接受的一个明确证明。

最近几年来，由于能源缺乏、原料上涨、工人短缺，国际市场竞争日趋剧烈，公害问题普遍受到注意，工业工程师在国内必然将成时代的宠儿，殆无疑问。

在另外一方面，电子计算器的发展，工业工程这个学门也正在迅速的扩张它的领域，在国外，系统工程（System Engineering）、作业研究（Operaions Research）已经成为工业工程的延伸。利用它们来解决那些存在于企业经营的大而复杂的问题。这个趋势无疑的将是我国的工业工程发展的方向。

工业工程的两个小故事

在工业工程的领域当中，「动作与时间研究」（motion and time study）占有很重要的地位。1881年，被后人尊崇为「工业工程之父」的泰勒氏（Frederick W. Taylor）首创「时间研究」（或称「时学」）（Time study），后数年纪尔布雷斯氏（Frank B. Gilbrtth）复倡「动作研究」或称「工学」）（motion study）。后因此二学关系密切，无法分割，遂合并称为「动作与时间研究」（或称工时学）。这儿叙述两个故事，来追溯「动作时间研究」的起源。

1898年，泰勒氏工作于伯斯利恒（Bethlehem）钢铁厂，当时该厂雇有铲手工人400～600名，每日于一长约2哩，宽约1/4哩之广场上，铲动各种不同之物料。这些铲手，不用工场所准备的铲子，很多人自己从家中带来铲子，铲煤时，每铲重仅3.5磅，而铲矿砂时每铲竟重达38磅。此种自备铲子的情形与每铲重量之差额，颇引起泰氏之好奇。他想：「铲子的形状、大小和铲物工作量有没有关系？」「究以何种铲重为最经济最有效？」「什么样子的铲子，工人拿了既舒服又铲得多，铲得快？」这些问题实应加以研讨。泰氏乃选优良铲手两名，分在场内不同地点作试验工作，同时用马表（Stop watch）记录其时间，并分别用大小不同的铲子去铲比重不同之物料，并分别记录所用铲子之大小及式样和每铲重量，经多次试验后，发现每铲重量约为21.5磅时，可得最经济，最有效之结果，也就是工作者每日每人可铲最多物料。铲重物时用小铲，铲轻物时用大铲，但每铲重量均约为21.5磅左右。泰氏得此结果后，于是设计各种尺寸大小不同的铲具，训练工人，并拟定奖工办法，凡工人能完成规定之工作时，可得日薪60％之奖金，否则派员授以正确工作方法，务使其亦可得同样奖金。经此改善后，原需400～600名工人才能完成之工作，采用新方法后，140名工人即可完成。因之每吨所需铲费减少达50％，而工人工资则增加60％，除去因研究所需各项开支外，每年尚可节省78,000美元。如此不但使工厂的生产量大增，也使铲手工作效率提高，待遇增加，工作情绪也愉快多了。

1885年，纪尔布雷斯氏年17，受雇于一营造商，发现工人造屋砌砖时，所用的工作方法及工作之快与慢，互不相同。究以何种方法为最经济及最有效，实应加以研讨。纪氏于是分析工人砌砖之动作。发现工人每砌一砖，率先以左手俯身拾取，同时翻动砖块，选择其最佳一面，俾于堆砌时，放置外向。此动作完毕后，右手开始铲起泥灰，敷于堆砌处，左手置放砖块后，右手复以铲泥灰工具敲击数下，以固定之。此一周期性动作，经纪氏细心研讨，并拍制成影片，详加分析，知工人俯身拾砖，易增疲劳，左手取砖时，右手闲散，亦非有效方法，再敲砖动作，亦属多余。于是经多次试验，得一砌砖新法。其法于砖块运至工作场时，先令价廉工人，加以挑选，置于一木框内，每框盛砖90块，其最好之一面或一端，置于一定之方向，此木框悬挂于工人左方身边，俾左手取砖时，右手同时取泥灰，同时改善泥灰之浓度，使砖置放其上时，无须敲击，即可到达定位，经此改善后，工人之工作量大增，其砌每一砖之动作由18次减至5次，工人经训练后，老法每小时原只能砌120块，用新法则可砌350块，工作效率增加近200％。经过纪氏的动作分析，确定了最好的砌砖方法。由此发展成日后的动作研究（motion study）。

上述二例，显示工时学首创者泰、纪二氏遇事分析研究探究真理之态度，此种精神亦即日后工业工程学之凭借。

埃及金字塔之谜

埃及金字塔之谜是人类史上最大的谜。

它的神奇远远超过了人类的想象。在埃及共计大约110座大小金字塔中，最著名的就是吉萨高地的三大金字塔（The Great Pyramid、Pyramid of Khafre、Pyramid of Menkare），其中胡夫金字塔（奇阿普斯）又是埃及最大的金字塔。这座金字塔占地13.1英亩，由至少重2.5吨的近260万块巨石建造，共重625多万吨。是何人建造了如此宏伟的工程，一直众说纷纭。至今，主要有如下四种解释：

猜测一：百万奴隶血汗的结晶

猜测二：混凝土浇灌的结果

猜测三：失落文明的遗产

猜测四：地外文明的杰作

但是，以上理论没有一种完美到可以从真正意义上将金字塔解释清楚。（是否就意味着先前的金字塔研究者在思维的大方向上存在着误区？）

2000年前“西方史学之父”希罗多德（Herodotus）曾记载，建造胡夫金字塔的石头是从“阿拉伯山”（可能是西奈半岛）开采来的。在建造胡夫金字塔时，胡夫强迫所有的埃及人为他做工，他们被分成10万人的大群来工作，每一大群人要劳动3个月。古埃及奴隶是借助畜力和滚木，把巨石运到建筑地点的，他们又将场地四周天然的沙土堆成斜面，把巨石沿着斜面拉上金字塔。就这样，堆一层坡，砌一层石，逐渐加高金字塔。建造胡夫金字塔花了整整20年的时间。但是，近年来考古人员在金字塔附近发现了工匠居住的村落，那儿住过几千名工匠，食宿条件有充分保证。并且，还在金字塔所埋葬死者的随葬品中发现了大量测量、计算和加工石器的工具，这表明这些死者就是金字塔的建造者，而他们不可能是奴隶，因为奴隶死后不会被安葬。此外，考古学家还在墓穴中发现了原始的金属手术器械和一些死者在骨折后得到医治的痕迹，说明这些死者得到了很好的医疗待遇，而奴隶是不可能得到这种待遇的。此外，考古人员还在生活区内发现了劳工们的集体宿舍等生活设施的遗迹。通过对这些遗迹测算，只有大约25000名劳工参与建造金字塔，这就意味着希罗多德有关金字塔由百万名工匠建造的论断是不准确的。

然而，疑问仍旧存在：金字塔的建造是一系列复杂而繁重的工程，根据估计，胡夫金字塔用了260万块石块。假设近万名砌石工人每天能将十块重达十吨的巨石推送上去，也须费时近700年，但事实上，一座金字塔约需二十年即可建成。到底在没任何起重工具的年代，工人如何快速地将石块搬运、砌迭。金字塔的外壁石块都精确地紧贴着，像利用激光切割的一样，甚至连一张名片也插不进去；即使以现代最先进的土木技术也很难以完成。建造金字塔的石块，是以木制的滚轴运送，可是尼罗河流域生长最多的只是棕榈树，而它既是埃及人不可缺少的食物，也是炎热沙漠中唯一的遮阳材料；古埃及人决不可能大片砍伐，而且棕榈树的材质比较柔软难以充当滚木。如果滚轴的确是木制！那么，埃及人很可能利用舰队由外输入木材，然而考古学家至今尚未找到运输木材的船只遗骸。古代埃及人如何把石块雕刻及砌成陵墓，陵墓内部的通道和陵室的布局宛如迷宫，石壁光滑，古代埃及人是用什么方法设计并挖掘雕刻它呢?要知道4500年前，那时候人类尚未掌握铁器。据测算大金字塔是由260万块每块重约10吨的石块堆砌成的。塔身的石块之间，没有使用任何粘合物，历经至少4500年的风吹雨打，其缝隙迄今仍相当紧密，一把锐利的刀也难以插入。如此精湛的工艺，出自4500年前古埃及的工匠或奴隶之手，的确令人难以相信。同样，如果真是这样的话金字塔作为法老(Pharaoh)的陵墓自然实在难以置信，暂且不说这260万块巨石如何采掘，要完成此建筑所需时间长达近700年。如此简单的数字，相信法老都可以算出。他们又为何要建造这个自己无法享用的陵墓呢?

因此，另一种解释就更具有合理性了。2000年法国化学家戴维杜维斯提出了惊人的见解；他认为建造金字塔的石料不是天然的，而是由人工将破碎的石灰石掺和一种矿物质粘结剂浇铸而成的。此理论的依据之一是他在一石料中发现了一英寸长的人发。之二是他发现石料中夹有矿物质和气泡。就采石场的岩石取样化验对比得知：天然石块是不会含有这两种物质的。金字塔是古埃及人利用木模逐层浇灌造石得来的。然而，问题并没有这么简单。戴维杜维斯的人造石说只不过解决了金字塔的石块搬运与垒砌问题，至于金字塔的真实建筑目的，所隐含中的大量的不可思议的神秘现象以及超高度文明迹象对于尚处于奴隶制发展阶段的古埃及王国来说的确显得难以至信。

大金字塔作为人类史上最伟大最古老的建筑物之一，由其建筑技术上的高超、定位技术的精确，一直以来使世人惊叹不已：在平均边长9063英寸的底座上，金字塔四边互相的误差率还不到1％；现代建筑的一大难题“正直角技术”甚至被古建筑大师们游刃有余应用于金字塔的转角建构上，达到令人惊呀的“2秒之微”的误差；金字塔虽不是建造在正北纬30度在线，却也在非常接近的29度58分51秒，所存在的细微的误差是有意加上去的。（假设原始设计者希望以肉眼，而非心眼，从大金字塔的底边看到太空的极点的话，将大气中光线的曲折方式也计算在内后，大金字塔所在的位置一定要在29度58分22秒，而非30 度的位置不可。58分22秒与实际位置所在的58分51秒之间的差距还不到1分的一半。）

美国加州大学派出科研人员前去考察。进入塔内之后，他们发现所携带的各种电子仪器几乎都失灵了。还有人试图通过X光透视大金字塔的内部构造，却发现根本无法得到影像。难道说大金字塔的设计者已经懂得了X光的透视原理，拥有防X光透视的技术与意识？

在胡夫金字塔中，内部结构极为复杂和神奇，并饰以雕刻、绘画等。由于墓室和甬道里十分黑暗，这些精致的艺术作品需要光亮才可能进行，应是在利用火炬照明或者是在油灯下才能完成。当时如果真的是使用火炬或油灯，就必然留下一些“用火”的痕这。可是，现代科学家对墓室和甬道里积存了5000多年之久的灰尘进行了全面仔细的科学化验和分析，结果证明：灰尘里没有任何黑烟和烟油的微粒，没有发现一丝一毫使用过火炬或油灯的痕迹。由此可见，艺术家在胡夫金字塔地下墓室和甬道里雕刻、绘制壁画时，根本不是使用火炬或油灯来照明，而很可能是利用某种特殊的蓄电池或者其它能够发光亮的电气装置。距今5000多年前的古埃及人难道已掌握有类似于现代电灯的技术么？

20世纪40年代，法国人布菲尔发现在金字塔形的构造物内，产生着一种无形的、特殊的能量，称之为“金字塔能”。这种无形的、特殊能量，能使塔内的动物尸体变成了木乃伊，食物不易腐烂，刀片保持锋利，鲜花能常开不谢，等等。

天狼星是一颗不寻常的星星，它具有双重星球系统的身分：天狼星A便是我们看到的部分。另外还有天狼星B，围绕在天狼星A的周围，但因体积小，无法以肉眼看到，一直到1862年，美国天文学家艾尔文•克拉克(Alvin Clark)用当时最大、最新的天体望远镜，才发现了它的存在。这是西方人第一次看到天狼星B。然而，金字塔经文中的作者却早已具备了天狼星为双重星球系统的知识。他们又是如何知道的?

……

随着考古发掘工作的逐步深入，有越来越多的证据表明就连传统上对于吉萨古建筑群在建筑时间的判定上都非常值得怀疑。

首先，狮身人面像（Sphinx）很有可能并非是在卡夫拉统治期间修建的。之所以传统上的考古观点都认为它是由卡夫拉修建的，主要是因为公元前1400年法老图特摩斯四世在其脚爪之间放置的一块石雕上仅存的一行文字涉及到了“卡夫”这两个字，后人推测“卡夫”指的就是法老卡夫拉。另一方面，当初位于其附近的河岸神殿在出土时发现里面就有一座雕像将卡夫拉本人描绘成一个狮身人面像的神灵。可是，到了1905年，有关狮身人面像与卡夫拉之间的直接关系就显得站不住脚了。考古发现在古文献记载中古埃及所有统治者的姓名无一例外都有一个现在称为“徽印”的长方形外框。但是，美国芝加哥大学的考古学教授J•H•布瑞斯蒂的德注意到，在“卡夫”这两个字外部没有古埃及用来圈住统治者名字的长方形或椭圆的图形，因此“卡夫”可能并非指一个法老的名字。而“卡夫”这两个字在古埃及文字中仅仅是“升起”的意思。1992年纽约法医学专家弗兰克•多明哥对埃及法老卡夫拉雕像的头部及狮身人面像的“人面”作了深入细致的研究，结果证明两者差别之大不可能是同一人，即“人面”不是卡夫拉。因此，先前考古学家对于它面部进行的主观诠释显然是错误的。另外，1992年8月来自波士顿大学地质学修奇博士（Robert M Sehoch）根据狮身人面像所受腐蚀的特点与程度同样也得出了一个惊人而又严谨的结论：狮身人面像至少在埃及历史上最后一次雨季的早期，也就是公元前7000至公元前5000年就已建成。狮身人面像的侵蚀边缘比较圆钝，呈蜿蜒弯曲向下的波浪状，有的侵蚀痕迹很深，最深达2米。另外上部侵蚀的比较厉害，下部侵蚀程度没这么高。这是典型的雨水侵蚀痕迹。而狮身人面像暴露在空气中的时间最多不会超过1000多年，其余时间被掩埋在沙石之中。如果真是建于埃及卡夫拉王朝而又被风沙侵蚀的话，那么同时代的其它石灰岩建筑，也应该受到同样程度的侵蚀，然而古王朝时代的建筑中没有一个有狮身人面像受侵蚀的程度严重。而从公元前3000年以来，吉萨高原上一直没有足够造成狮身人面像侵蚀的雨水，所以只能解释这些痕迹是很久远以前、吉萨高原上雨水多、温度高时的时代残留下来的。修奇博士的论点，在当年美国地质学会年度大会上，获得了3000名同行的一致支持。而事实上，它是由几乎一整块重达2000多吨的巨石所造，据埃及考古学家分析认为其在修建技术方面甚至要比其它已确定年代晚几千年的建筑都要高超的多。在埃及古王国建朝之前古埃及人难道有相应的社会组织来动员足够的人力从事此类大规模建筑工程吗？

并且，在1998年的世界金字塔研究大会上，世界金字塔研究学者们普遍接受了一个新的推断。胡夫金字塔大石块间的纱浆经过C-14的检测，证明有5000年以上的历史，远远超过胡夫国王的第四王朝，完全可以断定，后人所说的胡夫金字塔在胡夫执政之前就已存在。（只是不知为何法老胡夫偏偏要将其作为自己的圣地？）

从种种迹象表明：传统上对于埃及金字塔的认识与真实情况存在着相当大的差距。古埃及人能够独立完成此奇迹的建造的可能性是非常小的。所以，就有人把金字塔与神秘学联系起来，认为金字塔是地球前一次高度文明社会灭亡后的遗产，或者是诸如大西洲之类已经毁灭的人类文物的遗留物。亚特兰蒂斯(Atlantis)曾被古希腊哲学家柏拉图在《迪迈斯》（Timaeus）和《格利迪亚斯》(Critions)中记载过。大西国军队曾经征服过埃及。也就是说是大西国人将金字塔文明带到了埃及。还有某些生物考古学家甚至认为，地球的周期性气候变化会导致高级智能生物的周期起源和进化，生生死死，周而复始，最后一次大灭绝发生在6500万年之前。史前文明不幸毁灭于一场核大战或是太阳系运转到宇宙空间某个特定位置时地球上周期性出现的不适应人类生存的气候。亿万年的沧海桑田几乎抹去了一切文明痕迹，仅留下极少遗物，成了现代人类的不解之谜。

然而，事实上此论断是根本经不住严谨的科学分析论证的。

从埃及金字塔所表现出来的众多超高度文明迹象表明：其建造设计者所拥有的科技文明程度甚至远高于当今人类文明。但是，我们根据人类史学研究可以得出这样一个结论：任何一个独立发展的文明，其发展程度与其社会制度、人口数量、文明所影响的区域面积、资源以及能源的利用状况等诸多因素存在着密切的关系。如果地球上曾经存在过超越当今人类文明的史前文明，那么此类文明势必会在全球范围发挥出相当大的影响力，在世界各地都应该留下由此类文明所创造的城市遗迹、大量已开发过的矿产遗迹、由高度文明所产生的垃圾、以及人类骸骨化石……可是，地质学家和古生物学家在无论任何一个地质层中都没有找到相关充足的证据。更何况，此类论断也违背了达尔文的生物演化理论，地球上所有物种的演化均是由低等到高等循序渐进缓慢发展的，并且唯有现代人类才具备发展出高度文明的生理条件。此外，根据史料记载所谓的亚特兰提斯帝国就其发展状况只不过是处于奴隶制的鼎盛时期罢了，一个由君主奴隶制作为统治方式的古代文明怎么可能发展出甚至超越现代文明的科学技术呢？仅凭一次岛屿沉没或是一次大规模火山爆发怎么可能就能够轻易将拥有超越现代文明的远古文明彻底毁灭呢？

由于建造金字塔之说尚有许多难以解释之处，所以，随着飞碟观察和研究活动越来越广泛，以瑞士人埃里奇•冯•丹尼肯（ErichvonDaniken）为代表的一些人把神秘的金字塔同变幻莫测的飞碟上的外星人联系起来。他们认为，在几千年前，人类不可能有建造金字塔这样的能力，只有外星人才有。有人认为金字塔是外星人作为飞碟导航的地标，是外星人到地球上来的一个降落地点，是停留站；是外星人的发电站；是人类历史上第一座秘密庙宇，一个仓库储藏着开大辟地以来直到世界末日的历史上的重要文献；是天文台，用以观察苍穹，了解星辰的运行，占补未来；是多功能的计量器可用于测绘大量土地，可计算时间，确定一年月有365.2422天……

但是，即便是“外星说”，同样也存在着种种疑问无法做出合理性解释。

研究外星人的学者一直相信，远古的高度文明，是由外星人传来的。类似传言，在阿特兰提斯与玛雅文明等，都不绝于耳。古埃及人是否曾经接触过外星人，以古埃及这个重历史与教育的民族而言，如果真的接触过外星文明，断无可能在相关数据中找不到任何记载。随着埃及考古学家经过多年挖掘考证工作之后，越来越多的证据表明，古埃及人确确实实参与了金字塔的建造。在吉萨高原发掘出大规模的金字塔建造劳工的生活区遗迹，同时也发掘出相当数量的建造工具。如果是地外人造金字塔为何还要古人参与其中？

那么，除此之外还可能会有哪一类超高度文明具有对此奇迹的创造施之以影响的可能性呢？以我们现有的知识领域来找寻，唯一真正值得考虑的就只有未来文明。要想证明未来文明与埃及金字塔有关，首先需要论证的就是“时间倒流”(Time-going-backwards)是否可以成为可能。

有大量的事实证据可以证明的确存在“时间倒流”现象。近代考古学家在史前地质层中发现了大量的人造工具及人类遗迹，并测定了它们的年代，这些考古发现的年代测定结果表明，这些来自于远古世界的神秘物体其历史要比我们原先想象的要古远得多。

1817年，考古学家HenryR.Schoolcraft和ThomasH.Benton在美国密西西比河西岸附近的一块石灰岩石板上，发现了两个类似人类（Phenanthropus Mirabilis）的脚印，长约10.5英寸，脚趾较分散，脚掌平展，与长期习惯于不穿鞋走路的脚印相近。脚步强健有力，脚印自然，各种迹象均表明：其压痕是在岩石很软时踩上去的。据鉴定，这块石灰岩石板有2亿7000万年的历史。一位美国业余地质学家在美国内华达州的Fisher峡谷内，发现了一块带鞋印的化石。这个化石是由于鞋跟离开地面时所带起的泥土造成的，鞋印的保存出奇的好，并且这块化石的年代可以追溯到2.25亿年前的三叠纪石灰石。化石被发现的时间是1927年，不过当近期的科学家以显微摄影重现这个遗迹时，才发现鞋跟的皮革由双线缝合而成，两线相距1/3寸平行延伸，而这样的制鞋技术在1927年是没有的。加州奥克兰考古博物馆荣誉馆长Samuel Hubbard针对这个化石下了这样的结论：“地球上今天的人类尚不能缝制那样的鞋。面对这样的证据，即在类人猿尚未开化的亿万年前，地球上已存在具有高度智慧的人……”而中国一位著名的化石专家海涛在新疆的红山也发现了奇特的类似人类鞋印的化石，距今约二亿七千万年。鞋印的印迹全长26厘米，前宽后窄，并有双重缝印。鞋印左侧较右侧清晰，印迹凹陷内呈中间浅两端深，形态酷似人类左脚鞋印。1938年美国肯塔基州柏里学院地质系主任柏洛兹博士宣布，他在石炭纪砂岩中发现10个与人类完全相同的脚印。显微照片和红外线照片证明，这些脚印是人足压力自然造成，而非人工雕刻。据估计，有人足痕迹的这些岩石约有二点五亿年历史。更早一些时候，有人在美国圣路易市密西西比河西岸一块岩石上，曾发现过一对人类脚印。据地质学家判断，这块岩石约有二点七亿年历史。三叶虫是5.4至2.5亿年前的生物，早已绝迹。最为奇特的是业余化石爱好者麦斯特（William J.Meister,）于1968年6月在犹他州羚羊泉（AntelopeSprings）的寒武纪沉积岩中发现了几块三叶虫化石。就在一只三叶虫的化石上面竟然发现一只成人的穿着便鞋踩上去的的脚印和一个小孩的脚印，长约10.25英寸，宽约0.5英寸，嵌在岩层中。经犹他（Utah）大学著名的化学家MelvinA.Cook鉴定这的确是人的脚印。他叙述说，“当我用地质锤轻轻敲开一块石片时，石片“像书本一样打开，我吃惊地发现，一片上面有一个人的脚印，中央处踩着三叶虫，另一片上也显出几乎完整无缺的脚印形状。更令人奇怪的是，那几个人穿着便鞋!”之后，1968年7月，地质学名家伯狄克博士亲往羚羊泉考察，又发现了一个小孩的脚印。1968年8月，盐湖城公立学校的一位教育工作者华特，又在含有三叶虫化石的同一块岩石中发现了两个穿鞋子的人类足迹。1972年,在美国内华达州菲夏峡谷的三迭纪(1.9-1.6亿年前)石灰岩层中,发现了鞋印,且是双重缝印的皮底鞋印。1983年，土库曼斯坦共和国科学院的阿莫尼亚佐夫教授也在距今1.5亿年的岩石中发现了似人类的脚印化石。所有这些发现，经有关学者鉴定，均认为令人无法怀疑，是对传统地质学的严重挑战。犹他州大学地球科学博物馆馆长马迪生，在记者招待会上说，那时候“地球上没有人类，也没有可以造成近似人类脚印的猴子、熊或大懒兽，那么，在连脊椎动物也未演化出来之前，有什么似人的动物会在这个星球上行走呢?”三叶虫是细小的海洋无脊椎动物，与虾蟹同类。在地球上存在时间从6亿年前开始，至2.8亿年前灭绝。而人类出现的历史与之相比，很短，至于穿上象样的鞋子不过三千多年。这一切，又该作何解释?

人类学会制造工具不过几十万年历史，然而，人们却从几千万年甚至几亿年前形成的矿石中发现人工制造的东西（OOPARTS）。16世纪，秘鲁的西班牙总督弗朗西斯哥•德•托列多的办公室里，放着一块从里面露出18厘米长铁钉的岩石，是某采石场亲自送来请教于他的。1844年，苏格兰特卫德河附近的矿工，在地下8英尺的岩石中发现藏有一条金线。1845年，英国布鲁斯特爵士报告，苏格兰京古迪采石场在石块中发现一枚铁钉，铁钉的一端嵌在石块中。1851年，美国马萨诸塞州多契斯特镇进行爆破，从坚实的岩床中炸出了两块金属碎片。这两块碎片合拢后，竟是一个钟形器皿，高12厘米，宽17厘米，是用某种金属制成，有点像锌或锌与银的合金，表面铸刻着6朵花形图案，花蕊中镶有纯银，底部镌刻着藤蔓花环图纹，当地报刊《科学美洲》（第七卷，p.298-299）誉为“精美绝伦”。1852年，苏格兰一处煤矿中，在一大块煤炭中发现一件形状像钻头的铁器，而煤块表面无破损，也找不到任何钻孔。1852年6月5日《科学美国人（Scientific American ）》以“过去时代的遗物（A Relic of a BygoneAge）”为题报道，在马萨诸塞州Dorchester地区6亿年前的前寒武纪岩石层中发现了金属花瓶，是一种呈锌白色的合金，经测定，含有大量的银成份。1880年，地质学家J.D惠特尼对在美国加利福尼亚州太波山(TableMountain)的地下300英尺的地方挖出的各种石器工具作鉴定，发现有类似现代的杵一样的工具。据测定，发现这些工具的地层年代是在五千五百万年前。1885年，澳大利亚一处作坊的工人，在砸碎煤块时发现煤中有一个闪闪发光的金属物，是一平行六面体，两面隆起，其余四面均有深槽，形状规则，使人无法否认这是一个人造物体。1887年考古学家 FlorentinoAmeghino在阿根廷的海滨、一个叫MonteHermoso的地方，发现了350万年前的燧石、雕刻的骨头化石及古代壁炉等。1891年，伊利诺伊州摩里逊维尔镇一村妇在敲碎煤块时，发现煤里有一条铁链，两端还分别嵌在两块煤中。这两块煤原来是一个整体，只是在敲碎时才分开。1928年，美国俄克拉何马州的一个采煤矿井发生爆炸，之后在现场发现一整面用方形混凝土块砌好的墙。从这个矿井所采到的煤属石炭纪，也就是说其年龄至少也得有2.86亿年。1961年，美国加利福尼亚州奥兰恰市洛亨斯宝石礼品店3位合伙人兰尼、米克谢尔和麦西，在一个海拔4300英尺的山峰上，找到一块化石。当他们用钻石锯开化石时，锯刃被坚强的东西弄坏了，打开后才发现，化石中包着一个“晶洞”，里面有一个像汽车火花塞一类的东西。中间是一条金属圆芯，外包一个陶瓷轴环、轴环外又有一个已变成化石的木刻六边形套筒，套筒外面便是硬泥、碎石和贝壳化石碎片。据地质学家估计，这块化石在5 0万年前就已形成。而50万年前又何来汽车火花塞? 人类懂得穿上衣服的历史至今不过4600年，世界各地发现并证实了2万年前的铁钉。在美国得克萨斯州GlenRose的拉克西河（Raluxy）河床中发现有生活在白垩纪的恐龙的脚印，考古学家们吃惊地在恐龙脚印化石旁十八英寸半的地方，同时发现有12具人的脚印化石，甚至有一个人的脚印迭盖在一个三指恐龙脚印上。把化石从中间切开，发现脚印下的截面有压缩的痕迹，这是仿制品无法做到的，显然不是假冒的。另外在附近同一岩层还发现人的手指化石和一件人造铁锤，有一截手柄还紧紧留在铁锤的头上。这个铁锤的头部含有96.6％的铁，0.74％的硫和2.6％的氯。这是一种非常奇异的合金。现在都不可能造出这种氯和铁化合的金属来。一截残留的手柄已经变成煤。要想在短时间内变成煤，整个地层要有相当的压力，还要产生一定的热量才行。如果锤子是掉在石缝中的，由于压力和温度不够，就不存在使手柄煤化的过程。这说明岩层在变硬、固化的时候，锤子就在那儿了。发现人造工具的岩层和恐龙足迹所在岩层是一致的，而其它岩层都没有恐龙足印和人造工具。难道这说明人类和恐龙的确曾生活在同一时代？在南非的克莱克山坡，矿工们发现了几百个金属球，而这些球所处的地层据考证有大约28亿年的历史。环绕铁球的凹槽十分精致，制铁技术专家认为很难解释成是自然过程形成的。1966年夏，美国地质勘探学家维吉尼亚•麦金泰尔博士在墨西哥鉴定了一批在麦阿科勒克出土的铁矛。起先估计这些铁矛的历史不到两万年。但测试结果表明是25万年。1968年，考古学家Y.Druet和H.Salfati在法国的一个叫Saint-JeandeLivet的地方，在6500万年前的白垩纪地层中发现了一根金属管。1871年考古学家WilliamE.Dubois在美国伊利诺斯州（Illinois）的LawnRidge旁钻井时，在距地表114英尺深处发现了一枚类似于钱币的东西，据伊利诺斯州地质勘探局（IllinoisStateGeologicalSurvey）鉴定，其所处地层属于更新世（20~40万年前）。这些比成岩期还要早的人造金属物的清单还可以开很长很长……

1921年在非洲赞比亚，人们发现了一个古尼德人的头骨，头骨左方有一个边缘平滑的圆孔，这圆孔唯有子弹射击才能形成。而据考证，古尼德人生活在旧石器时代中期，距今约有7万年。当时的人类，才刚刚学会使用石斧! 并且还曾经发现过4万前的牛羊骸骨中赫然的子弹穿过的痕迹。在秘鲁国立大学的博物馆里陈列着一块石头。上面刻着一个人像，穿着衣服，鞋子，戴着帽子，双手举着一个望远镜正在观察天体。完全是一副现代人的作派，可据考察却是30000年以前的作品。在南非的布兰堡，有一幅名为“白妇人”的壁画。画中妇人身着短袖套衫，紧身裤，戴手套，穿吊袜，脚穿便鞋。看过此画的人都会毫不犹豫地认为这是一幅现代画。人类发明衣服才只有三四千年的历史，但这幅古代墓画据考证至少有上万年的历史。

随着前苏联的解体，一些机密档不断面世，科学家查阅到其中也有时光倒流的内容。1971年8月，前苏联飞行员亚历山大•斯诺夫驾驶米格21型飞机在做例行飞行时，无意中“闯入”了古埃及。于是，他看到了金字塔建造的场面：在一望无际的荒漠中，一座金字塔巍然矗立，而另一座金字塔刚刚奠起塔基……

来自北约的绝密报告，报告中所描述的事实，同样令人匪夷所思：1982年，一位北约飞行员在一次从北欧起飞的飞行训练中，他的视野里，竟然出现了数百只恐龙，飞机竟然来到了史前非洲大陆。一位北约飞行员在飞行途中，“误入”第二次世界大战时期的德国战场。盟军和德军战机的飞行员都看见了他，他也看见了他们，仅仅1分钟后，他又回到了现实。

1986年，一位美国飞行员驾驶SR71型高空侦察机飞越佛罗里达州中心城区时，突破“时空屏障”，来到了中世纪的欧洲上空。他在递交给军方有关部门的报告中这样说，飞机掠过树梢，可以感受到巨大的篝火发出的热浪，成堆的尸体令人触目惊心。专家们调查后指出：这位空军飞行员看到的是欧洲历史上发生著名的“黑死病”的情景。由鼠疫引发的瘟疫波及整个欧洲大陆，成千上万的人倒毙街头。

事实上，在对于“UFO”的研究中也同样存在着按以往理论所不能解释的现象。1957年的美国宾夕法尼亚州，有人看到过从飞碟里走出来的与东方地球人一模一样的人，且表情丰富。在1973年11月3日晚的哥伦比亚长途电讯工程师卡斯蒂略看到两个酷似地球人中欧洲人的飞碟人。1976年1月12日贝洛奥里藏特市一对夫妇在一架飞碟上见过外形与地球人无异的人。上世纪80年代，原苏联莫斯科航空学院的Feliks Zigel博士在整理了约2万起