制作超能力测试灯：可观测中扔的“骰子

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　　阿尔伯特·爱因斯坦曾经在文章中写道:不会在中扔骰子。针对爱因斯坦的文章,据说尼尔斯·波尔(或是恩里克·费米)回答说:“不要告诉我们用他的骰子做什么事情。”
　　下面介绍一个状态灯,可以用4个多色随机点亮的灯来表示这些骰子的结果。这是真正随机产生的——不是确定的数,不是用计算机或其他基于逻辑系统的设备产生的假冒随机数,而是真正的、不可重复的随机数。这些随机数是用穿透的本底射线触发的。
　　我设计的这个灯是用来测试ESP(超能力)的,这个设计也有一些其他有趣的应用。这个装置的核心是一个用来检测电离辐射的微型盖革计数器。电离辐射有三个来源:太阳和恒星发出的射线;地球上的泥土、空气或水中的放射性物质发出的射线和生物体中的放射性同位素(比如:钾-40、碳-14或铅-210)发出的射线。
　　为了产生随机数字,我们用了一个单片机从1到4循环计数,一旦盖革计数管检测到射线粒子,计数循环被打破,就点亮上一个数字对应的4个LED中的一个。这个小立方体被点亮后,计数又重新开始,直到检测到下一个射线粒子。这个算法就像是一个快速旋转的狂欢节轮盘随机停下来并读出指针处的,接着继续旋转。
　　从测试结果看,在普通中,一个新的小立方体每分钟会点亮1~2次。如果同一个小立方体被连续点亮2次,它就会暂时闪烁。为了把随机数记录下来或用作他用,随机数也能通过串口以TTL电平(0V表示低电平,5V表示高电平)发送到个人计算机。
　　电简介
　　电由6~9V的变压器或是9V电池供电。电图见/21/diyscience_esp。电的逻辑部分中,稳压器输出5V直流电压给芯片和LED灯供电。电的另外一部分是射线探测器,需要把低压升到直流400V给盖革计数管供电。4049反相器作为方波发生器,产生的方波驱动IRF830功率场效应管,从而把升压变压器初级绕组中的电流反复开和关,把变压器的交流输出接到一个由2个高压二极管和2个高压电容组成的倍压器上,倍压器把电压倍压为直流400V,然后将其加到盖革计数管的阳极上。
　　盖革计数管的阳极通过330kO电阻接地,一个5.1V的稳压管并联在电阻的两端,用来把盖革计数管的输出脉冲钳位在5.1V。盖革计数管的输出连到2N3904的基极,经放大后通过2个反相门整形,整形后的信号并不会极性,这个整形后的信号送到单片机的中断引脚使计数循环中断。
　　我做的测试灯是通过插在墙上的变压器供电的,你也可以用9V电池做一个便携式的。或是做一个既可以从墙上取电又可以用电池供电的,详见电图注释。
　　材料
　　我的公司(Images SI,imagesco.com/esp.html)提供包含所有器件的套件,同时也单卖盖革计数管、PCB、盒子、升压变压器以及下载好程序的单片机。
　　微型盖革计数管。
　　PIC16F84 单片机,20MHz。
　　电板套件中包含做好的PCB。你也可以用2片2英寸×6英寸的面包板和绝缘飞线来实现这个电。
　　塑料盒套件中包含一个筒式塑料盒子,用来安装电板。
　　微型升压变压器。
　　16MHz晶体振荡器。
　　4049反相器。
　　芯片插座:16芯和18芯。用来插PIC单片机和反相器单刀单掷开关(开/关)。
　　电容器:22pF(2个),0.0047F,100~330F(2个)。
　　高压电容器,1kV,0.01F(4个)。
　　二极管:1N914,1N4007(3个),1N5281B 200V稳压管(2个),5.1V稳压管。
　　整流桥,1A。
　　LED灯:红色、绿色、蓝色和各一支。
　　电阻,1/4W:330O(4支),1kO,4.3kO,5.6kO,10kO,15kO,330kO,3.3kO。
　　三极管:2N3904(5支),IRF830 功率场效应管。
　　7805稳压器。
　　1/4英寸厚的铜箔带,大约2英寸长。
　　1/8英寸2芯插头,用来做数据输出用。
　　6~9V直流电源和2.5mm电源插头,或9V电池和电池扣。
　　工具
　　透明硅胶
　　电烙铁和焊锡丝
　　老虎钳
　　小锯子
　　电钻和钻头:1/4英寸,3/8英寸
　　砂纸和铁刷子用来打磨
　　如果你没有购买下载了程序的单片机,你还需要PIC编程器和个人计算机
　　电制作
　　你可以用我提供的套件制作超能力测试灯,套件中的电板上印刷了各个元器件的安装和标号(见图A)。也可以用2块面包板按照网上提供的电图制作。两种方法都要安装2个不同的电板:一个安装LED灯、一个安装其他一切器件的主电板(见图B)、此外还需要连到LED灯的电阻和三极管的小(见图C)。在测试时可以暂时把两块电板连起来,完全完工的两块电板会挨得非常近,测试完成后可能还需要把连线剪断。
　　在连线前需要制作盖革计数管的阴极,可以用铜箔绕在盖革计数管的外面作为阴极(见图D),然后把铜箔焊到330kO的接地电阻上。下面焊接安装单片机和反相器的插座,对于可编程的单片机,用插座常必要的。
　　安装完电后,从makezine.com/21/diyscience_esp下载HEX文件并用PIC烧录器把程序烧到单片机中。把烧录好程序的单片机插到插座中,打开电源并观察:一旦通电,超能力测试灯就会开始自测程序:依次点亮4个LED灯,接着熄灭所有的LED灯,一旦检测到射线后就点亮一个LED灯。如果电工作正常,那么就可以开始做盒子了。
　　盒子制作
　　在把超能力测试灯粘好之前,需要试试电板能否插到盒子中。在套件中,小的环形片需要装到大管子中,用来撑住主电板。在大管子上对应电板电源插座和数据输出插头的做上标记,然后各钻一个3/8英寸的孔用来插电源插头和数据线。可以用插头隔着管壁插进电源插座试试孔的是否合适(见图E)。
　　用小锯子把中号的圆环锯3个60。的圆弧片,把3个圆环用做弧形隔片环绕在主电板周围(见图F),然后把显示板叠在。把两块电板的连接线焊起来,注意需要把连线剪短并弯折到合适的。
　　用1/4英寸的钻头在每一个小立方体上钻半透的孔,用来装LED灯。套件中的小立方体是透明塑料的。我是先用砂纸然后用铁刷子把立方体和圆筒下部表面打毛,看起来具有雾化效果(见图G)。
　　现在可以用胶水了,用透明硅胶把小立方体粘在显示板的LED灯上方(见图H),然后把用来支撑的小管子粘到大管子中,接着把电板粘上。将3个弧形的隔片粘到大管子的内壁后再把显示板粘上,最后把透明塑料盖粘到管子上。至此,超能力探测灯就做好了。
　　应用——射线探测和晚会游戏
　　真随机数在数据加密、统计学、概率、赌博、神经网络和混沌系统中非常有用。下面是一些超能力探测器的特殊应用。
　　情绪灯 这个制作什么时候点亮什么颜色的LED灯是不能预测的,你可以把它看作是一个社会情绪的灯,一个查看广袤的窗口。
　　放射性粒子探测器 太多的放射性粒子会导致LED灯快速的闪烁。基于这个原理,如果想要产生更多的随机数,你可以拿一个铀矿石靠近盖革计数管,这样就会使灯快速闪烁并输出更多的随机数。
　　预测测试 预计下一个点亮的灯的颜色并记下结果。例如,写下来下面60个依次点亮的LED灯的颜色,按照概率计算,在60个预测中,平均会猜对15个,但是如果猜对9~21(偏离平均值2个标准差)个数,那么这种结果不是显著的。如果猜到的数是大于21或低于9,可以认为是超常/超低的。
　　测试 选择某种颜色作为目标,用意识使劲的想你要的颜色并记录下面60个LED灯的颜色。作为预测测试,任何大于21或小于9的结果都表明起作用了。在上大家一起玩,据说一群人的比个人的能力更强。
　　心灵测试 两个人坐在不间里面,发射者观察超能力测试灯并尝试把颜色发生改变时通过发送出去。接收者努力接收颜色状况信息并记录下颜色和时间。
　　超能力的电话机 把超能力灯作为魔术性的八球设备。给每个颜色富予意义,比如:绿色回答“是”、红色代表“不是”等。问一个问题后等待下一个灯点亮。
　　全球意识信号 全球意识项目(见参考资源)分析随机数的显著偏差,他们报告说在戴安娜王妃葬礼那天出现了随机数显著偏差。超能力测试灯具有TTL输出,可以用个人计算机接收数据,通过软件可以分析随机数是否是一个全球或当地的显著事件。
　　参考资源
　　下面三个研究网站使用统计工具和随机事件来评估人类思想的超常或超低事件的可能性:
　　 超低可能性事件:智力科学院(IONS)提供了一个在线的直觉测试游戏,psiarcade.com
　　 全球意识项目:见本书英文版第9期第62页。noosphere.princeton.edu
　　 国际意识研究实验室(ICRL):他们延续了普林斯顿工程超能力研究(PEAR)项目
　　约翰·洛文是一位科技和电子牛人,他出版了好几本书和文章,拥有一家小型科技公司(Images SIInc.)。他和妻子以及两个孩子居住在纽约斯塔藤岛,他们养了一只名叫千禧的狗,最近刚收留了一只波斯猫。