斯坦福大学的三本书项目邀请学生思考城市塑造体验和社会关系的方式

今年6月底,斯坦福大学为今年的“三书计划”(Three books program)向1700多名即将入学的本科生邮寄了书籍。“三书计划”旨在通过分享阅读、思考和讨论同一本书的经历,向新生介绍农场上的知识生活。

Three books

三本书——两本印刷版,一本在线版——被分发给即将入学的本科生,让他们在整个夏天阅读,并在入学培训期间进行讨论。(图片来源:洛杉矶·西塞罗)

寄给一年级和转校生的包裹被寄给了美国各地和世界上其他70多个国家的新生。今年是“签名阅读”项目的第15个年头,一位教授选择了一个主题,精心策划了三本书,从不同的角度探讨了这个主题。

今年,土木和环境工程学教授萨拉·比灵顿(Sarah Billington)选择了“城市”作为主题,尤其是城市塑造体验和社会关系的方式。

比灵顿在给即将入学的学生的一封信中写道:“预计到2030年,在你毕业后不久,全球60%的人口将居住在城市。”“我们如何设计我们不断发展的城市来支持归属感,这是幸福的一个重要组成部分?”

今年的书就在那里,汤米·奥兰治(Tommy Orange)著;《硅谷之城:硅谷长长的阴影中的旧金山》(Silicon City: San Francisco in the Long Shadow of the Valley),卡里·麦克莱伦(Cary McClelland)著;《公正的城市随想:城市公平、包容性和机遇的26种愿景》(The Just City Essays: 26 visions for Urban Equity, Inclusivity and Opportunity)是一本电子书,没有包含在这本书里,但可以从非盈利组织NextCity.org免费阅读和下载。

这个阅读项目,包括今年夏天晚些时候的在线图书聊天,最终在新生入学培训期间与作者进行圆桌讨论和问答。

“社区”的广义概念

在给新生的信中,比灵顿反思了自己的教育历程。

“考虑到你们即将开始一段新的大学之旅,我回想起自己的教育经历,以及‘我属于这里吗?’引起了我的共鸣,”她写道。无论我在哪里学习(小学校,大学校,私立的,公立的,美国的还是国外的),我相信我总是在努力让自己觉得自己真正属于这里。我想选择一些能够开阔我们视野的书,让我们了解到融入一个社区意味着什么。”

Professor Sarah Billington

萨拉·比灵顿教授选择了“城市”作为给新生和转校生送书的主题。(图片来源:罗德·瑟西)

比灵顿说,这本书包括一本小说、一系列的第一人称访谈和一系列文章,为归属感这个话题提供了许多视角。

她说:“有些归属感的例子可能是大家都很熟悉的,比如拥有共同的遗产、宗教或语言,或者拥有共同的公共空间,比如社区中心、公园和图书馆。”“阅读材料还提供了社区如何在危机时期形成的想法,以及通过积极参与——不仅仅是生活在某个地方,而是参与到你生活的地方。”我希望学生们能看到,通过参与社区活动并为社区做出贡献,有很多方法可以增强他们的归属感。”

比灵顿同时也是斯坦福大学伍兹环境研究所的高级研究员。他说,这些书从不同的人群中讲述了旧金山旧金山湾区和世界各地城市生活的故事。

“每一次阅读都加深了我对不同视角的理解,”她告诉学生。“它们还提供了我们作为个人如何融入我们拥有不同背景和职业的社区的想法,从而努力创建每个人都能繁荣发展的城市。”

2019三本书精选

书中有12个来自美国原住民社区的角色,他们前往奥克兰参加大型的祈祷仪式,并且以他们尚未意识到的方式彼此联系。他们异曲同工,共同讲述了美国城市原住民的困境——与复杂而痛苦的历史作斗争,继承了美与灵性,以及牺牲与英雄主义。

《硅谷之城:硅谷长长的阴影下的旧金山》是一组以第一人称采访的合集,采访对象的生活已经被硅谷——美国新经济的引擎——所改变。旧金山湾区越富裕,不平等和多样性就越少,城市表面的裂痕——迅速的中产阶级化、拆迁、犯罪率上升、公共机构萎缩——已经开始显现。

《公正的城市随笔:26个关于城市公平、包容性和机遇的愿景》是一本由非营利组织出版的电子书,其使命是通过新闻和活动来激发城市的社会、经济和环境变化。正如无数城市令人不安的头条新闻所表明的那样,收入、住房和安全方面的巨大不平等,要求我们继续寻找解决全球城市中持续存在的不公平现象的思路和解决方案。

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斯坦福大学历史学家说,《独立宣言》花了10多年时间才在美国人的生活中产生影响

1776年7月4日,美国国会通过了具有历史意义的《独立宣言》(Declaration of Independence)。在这一天,《独立宣言》的主要作者托马斯·杰斐逊(Thomas Jefferson)进行了一场小小的购物狂欢,买了七副女手套。

Declaration of Independence

7月4日庆祝《独立宣言》是美国的一项传统,但这一传统的形成需要一段时间。(图片来源:todd taulman / Getty Images)

人文科学学院的历史教授卡罗琳·温特说,根据杰斐逊那天的记录,他还买了一支温度计。温特一直在为她的研究阅读开国元勋之间的通信,她了解到他们之间的交流大多与独立无关,而是与战术行动有关。

正如斯坦福大学历史学家、研究早期共和美国的学者乔纳森·吉纳普所发现的,《独立宣言》花了10多年时间才在美国人的生活中产生影响。他说,直到18世纪90年代,这份文件才出于党派目的被重新修订。

在这里,温特和盖纳普讨论了他们在研究中发现的关于独立日历史的其他鲜为人知的事实。

吉纳普是历史学助理教授,温特尔是斯坦福大学人文中心(Stanford Humanities Center)主任,安东尼·p·迈耶(Anthony P. Meier)是人文学科的家庭教授。吉纳普的新书是他的第二部作品:《在建国时期修正美国宪法》。温特的最新著作是《美国启蒙:理性时代追求幸福》。

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你的个人历史研究是否与7月4日或独立宣言有关?你有什么有趣的发现或结论?

温特:历史学家们花了很多时间阅读一些非常无聊的文件来获得这些金块。在那段时间里,我一直在阅读开国元勋们的来信,你会惊讶地发现,在7月4日那天,有那么多与独立无关的信件被发送和接收!即使是在1776年。

很多信件都是关于军事行动的——人们告诉乔治·华盛顿军队的位置和其他有关美国革命的信息。重要的是要记住,在1776年7月4日国会通过《独立宣言》时,英美之间的敌对状态已经持续了一段时间。那份文件赋予冲突更高的目的。在《独立宣言》的激动人心的背景下,有很多的通信,而这一切都与节目的运作有关。

最令人惊讶的发现是,托马斯·杰斐逊在历史性的国会会议期间进行了一次购物之旅。他记录说,1776年7月4日,他花钱请人买了温度计和七副女用手套。

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在你对七四事变的研究中,有没有什么是公众可能不知道的?

吉纳普:有一件不为人知的事情是,《独立宣言》花了相当长的时间才在美国人的生活中产生影响。这似乎难以置信,因为它被视为包含其执政信条的国家基本文本。然而,在这本书出版后的十多年里,它基本上被遗忘和忽视了。

“只有在18世纪90年代,出于党派目的,《独立宣言》才得以复兴。”

乔纳森Gienapp

历史学助理教授

美国人庆祝与英国的决裂,但不是现在著名的证明原因的文件。在1770年代末和1780年代,《独立宣言》很少被公开阅读或庆祝。相反,大多数美国人庆祝他们的州宪法和其中包含的自由承诺。或者他们庆祝1776年的地方宣言。只有在18世纪90年代,出于党派目的,《独立宣言》才得以复兴。托马斯·杰斐逊成为反对乔治·华盛顿政府的反对党领袖之一,杰斐逊的共和党支持者开始庆祝他作为《独立宣言》的作者。

另一方面,联邦党人指出,起草这份文件的并非只有杰斐逊一人,而是一个国会委员会。随着双方在这个问题上的争论,宣言成为了一个重要的政治象征。1812年战争结束后,美国的开国元勋们开始离开战场,《独立宣言》得到了纪念和神圣化。所有这些都表明,《独立宣言》如何成为我们公民生活的支柱之一,既不是直接的,也不是必然的。

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温特教授,你将在7月4日和高中生们谈论弗雷德里克·道格拉斯和他1852年著名的演讲,“7月4日对奴隶来说意味着什么?”“他的演讲有什么意义?”

温特:前奴隶和废奴主义者弗雷德里克·道格拉斯(Frederick Douglass)用这篇措辞严厉的演讲,将1776年7月4日的《独立宣言》(Declaration of Independence)所赋予的政治自由,与1852年美国约400万奴隶持续遭受的奴役进行了对比。他指出自由之国是奴隶制之国是虚伪的。“7月4日是你的,不是我的,”他说。

当他接受了邀请在罗切斯特的独立日庆祝活动发言女士反对奴隶制社会,他坚持要做演讲的7月5日,部分原因是南方的奴隶拍卖通常是在7月4日举行,许多南方白人试图阻止非洲裔美国人参加7月4日庆祝活动以免被污染的思想自由。北方的非裔美国人也可能在7月4日面临暴力。因此,非洲裔美国人社区将7月5日作为他们的庆祝活动。

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吉纳普教授,你现在在做什么与美国的形成有关的研究?

吉纳普:我目前正在做几个项目,主要是研究詹姆斯·威尔逊的宪法思想,他是美国最高法院的大法官之一。尽管威尔逊是一位至关重要的美国立宪者,也是仅有的六名同时签署《独立宣言》和《宪法》的人之一,但他在很大程度上已被人们遗忘。

在1787年的制宪会议上,威尔逊就《独立宣言》所代表的意义提出了一个新颖的观点。纵观历史,大多数美国人都对《独立宣言》中关于平等的承诺及其宏大的道德宣言念念不忘。但是威尔逊认为它的意义在于其他方面:确认美国是一个国家而不是一系列独立的国家。那些急于在制宪会议上保护各州权利的人声称,独立的州宣布脱离英国独立,然后才成立了一个联邦。

然而,威尔逊坚持认为,美国是与各州同时诞生的,因此不是由各州独立产生的,而是像各州一样由美国人民创造的。美国内战爆发后,究竟是美国还是美国联邦先出现一直是一个有争议的问题。在这场冲突之前,亚伯拉罕·林肯(Abraham Lincoln)赞同詹姆斯·威尔逊(James Wilson)最初的观点。

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大数据如何帮助你选择更好的医疗保险

An illustration of a capsule spilling out zeros and ones. Credit: Illustration by Tricia Seibold算法可以帮助患者选择更好的保险。|插图由特里西亚西博尔德

消费者有很多简单的选择。纸夹:简单。盘海绵:简单。这些产品属于光谱的一端。另一端是医疗保险,这一目标遥不可及。

这是困难的。

斯坦福大学医学院(Stanford School of Medicine)副教授凯特•邦多夫(Kate Bundorf)在斯坦福大学商学院(Stanford Graduate School of Business)接受了一个礼遇。这种复杂性可能是压倒性的,因此,人们往往选择非最优的计划,以更高的成本惩罚他们,并创建低效的市场。“所以我们想弄清楚什么样的工具可以帮助人们做决定,”邦多夫说。

她与斯坦福大学医学院(Stanford School of Medicine)的玛丽亚•波利亚科娃(Maria Polyakova)和加州大学圣迭戈分校(University of California, San Diego)的明泰西埃尔(Ming Tai-Seale)合作,开发了一种基于网络的工具,其算法与医疗保险(Medicare)第D部分参保者的医疗记录匹配,并为处方药提供最佳健康保险选项。使用该算法的人更有可能换一个更好的计划。他们对选择健康保险的过程也更满意,尽管他们最终在这上面花了更多的时间。

使保险选择更容易、更好

研究参与者被分配到对照组或两种治疗方法中的一种。对照组被引导到现有的在线医疗资源中选择22个处方计划中的一个。与此同时,治疗组得到了算法的支持,该算法自动从他们的医疗记录中提取信息,并将其与处方药计划进行匹配。当评估他们的选择时,两组治疗人员都能在线查看一张表格,上面显示了对每个计划可能花费的个性化分析。除此之外,其中一个治疗组被展示了每个计划的“专家评分”——一个数字,从0到100,这个数字是算法生成的,用来对计划进行排序;在表格的顶部突出显示了三个最佳选项。

大量的证据表明,当涉及到健康保险时,人们很难做出选择。我们想弄清楚什么样的工具可以帮助人们做决定。凯特Bundorf

这两种疗法都鼓励人们转向更优惠的保险计划,但事实证明,包括“专家”建议和成本估算在内的疗法更有效。与对照组相比,接受这种治疗的参与者选择改变计划的频率高36%。本多夫说:“我们发现了明确的证据,表明干预改变了人们的行为,尤其是在我们提供专家建议的情况下。”

在实验的背景下,这些变化为消费者节省了27万美元。虽然这似乎是一个相对较小的数字,但它与316名有机会获得专家推荐的治疗对象相关联。如果将同样的效果外推到参加医疗保险D部分的近2500万人身上——假设参保人数与本多夫和她的同事在这个实验中看到的参保人数相当——那么将节省6.8亿美元。考虑到该工具本身的开发成本不到180万美元,这一点尤其值得注意。

转到政策领域

尽管实际影响是明确的,但有两个重要的考虑缓和了这一发现转化为政策的过程。

首先,一小部分有资格参加研究的人选择了注册。最终,在受邀的近3万人中,有1185人参与了这项研究;最终加入的人比没有加入的人更懂技术。最重要的是,研究人员担心那些受益最大的人可能没有选择参加。

“选择与算法互动的人都是老练的消费者;他们是积极的购物者,在寻找信息,”波利亚科娃说。“这表明,如果我们想要改善目前计划最糟糕的人的选择,那么仅仅提供在线工具并不能解决问题。”“更积极主动的做法是必要的。

其次,该研究的总体人口统计数据并不能代表更广泛的老年医保人群。邦多夫和她的同事与帕洛阿尔托医学基金会(Palo Alto Medical Foundation)合作进行了这项实验,这意味着参与实验的人居住在美国最富裕、技术最协调的地区之一。结果是否会推广尚不清楚。“可以想象,在其他地方,那些收入较低、接触此类工具较少的人,可能会有完全不同的行为,”波利亚科娃说。

算法获胜(和警告)

邦多夫和她的同事一开始并不确定这种干预会改变行为。大量证据表明,仅仅给人们提供信息并不会影响结果。但研究结果指出了这项研究的一个巧妙设计:通过使用两种不同的治疗方法,研究人员能够单独衡量信息的效果——显示出消费者每项计划的总成本——以及专家建议与信息相结合。

“建议的作用不同于信息,”波利亚科娃说。“当人们接触到建议时,它不仅改变了他们对产品的认识,而且还改变了他们对该产品特性的实际评价。”

她指出,这有着复杂而重要的含义。我们倾向于认为软件是中立的——微软Excel没有议程——但现代算法并非总是如此。公司可以,也很可能会,战略性地部署提供建议的算法,也许是为了推广某种产品或增加收入,在这个过程中隐藏的是这些算法改变我们对不同产品估值的方式。

波利亚科娃说:“如果人们对这类算法建议做出反应,那么不久的将来就会变得非常有趣。”“关于如何保护消费者免受非良性干预的许多政策和监管问题,将很快需要我们关注。”

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斯坦福大学的研究生开发获奖的应用程序,简化了美国空军的训练

一个由斯坦福大学研究生组成的跨学科团队正在开发一款应用程序,以改善对美国军事人员的培训。

这项技术最初是为了帮助运动队更快、更有效地训练运动员而发明的,目前正受到军方领导人的热烈好评,最近在美国国防部主办的旧金山黑客竞赛中获得了最高奖项。

安德鲁鲍威尔,工商管理硕士/硕士20,说他的团队的方法解决了美国军队面临的一个持久的问题,特别是空军。

Phil Steifel at Beale AFB

Phil Stiefel, JD/MBA ’21,在萨克拉门托附近的比尔空军基地。(图片来源:Phil Stiefel)

他说:“飞行员往往缺乏可获得的、有效的工具,无法及时了解飞机的机械和工程细节,也无法学习新的新兴话题,比如根据人们从事故中所学到的东西,制定更新的应急程序计划。”

在春季学期,鲍威尔和他的研究生同事菲尔·斯蒂费尔,JD/MBA ‘ 21,萨沙·西摩,JD/MBA ‘ 20,以及Samuel Lisbonne, MS ‘ 20合作解决了这个问题。他们注册了MS&E 297 Hacking4Defense,这是一门学生发明新技术,解决对美国国防部或情报机构至关重要的复杂问题的课程。

适应体育科技

在来到斯坦福大学之前,鲍威尔和西摩开发了一个平台,帮助足球运动员和其他运动员更快、更有效地学习战术和比赛计划。《学会赢》在大学足球节目中很受欢迎。

在斯坦福大学,海军预备役军人西摩(Seymore)和斯蒂费尔(Stiefel)反思了他们在军事训练中所经历的局限性。就在那时,它击中了他们。

Stiefel说:“当我们意识到我们可以利用这个平台来提高国防部训练的可访问性、适应性和功能性时,我们灵光一闪。”

Mobile interface for Learn to Win.

移动界面为学会赢,这是适应空军训练的需要。(图片来源:Phil Stiefel)

在Hacking4Defense的课程中,学生们开始适应学习,为军事教学赢得胜利。然而,最初的几周被证明是具有挑战性的。

Stiefel说:“头五周我们没有明确的方向,课程的结构就是这样,目的是剔除参与者对解决方案的任何先入为主的想法。”

学期进行到一半时,课程讲师史蒂夫·布兰克(Steve Blank)鼓励学生离开教室,与那些可能会受到工作影响的人交谈。

因此,他们访问了萨克拉门托附近的比尔空军基地和俄克拉荷马州的廷克空军基地,采访了军事指挥官。他们了解到美国空军的训练方法几十年来一直没有改变。过时的基于计算机的培训项目与iOS或Windows不兼容,只能在基地外访问。计算机训练的成绩由手工记录,并保存在三环活页夹中。飞机技术手册往往长达数千页。更重要的是,这些模拟培训方法每年花费美国纳税人数亿美元,却几乎没有产生明显的投资回报。

Stiefel说:“有一件事从这门课上非常清楚,那就是纳税人购买的高预算、基于电脑的培训项目,飞行员不喜欢,而且在培训的第一阶段后就不再使用了。”

学生们修改了Learn to Win,以简化培训过程。他们创造了一个功能强大、适合每个用户的界面,集成了音频和视频,并使应用程序与手机和平板电脑兼容。他们还开发了一个跟踪和测量分析的过程,比如谁接受了培训以及他们的表现如何。有了这个应用程序,空军指挥官可以在几分钟内创建新的课程,并将相关的培训材料推送到airmen’s移动设备上。

一个成功的应用程序

来自空军人员的反馈非常积极。

“人们喜欢它,”斯蒂费尔说。“每个人都对我们的模型表示了偏爱;确切地说,我们采访的人中没有人说他们更愿意维持现状。”

Students present app at competition.

斯坦福大学的研究生Andrew Powell, Samuel Lisbonne和Phil Stiefel在旧金山举办的Hacking4Defense竞赛上展示了他们的应用程序。(图片来源:Phil Stiefel)

在春季季度,鲍威尔、斯蒂费尔、西摩和里斯邦尼向Hacking4Defense Starts提交了他们的想法。Hacking4Defense Starts是由美国国防部主办的一项国家安全创新竞赛。他们击败了来自全国各地的200多支球队进入决赛,决赛于今年6月在旧金山的创始人基金(Founder ‘s Fund)举行。在那里,学生们向一组硅谷风投公司推销了这款应用,然后获得了最高奖金3万美元。

今年夏天,学生们将继续开发该应用程序,并对该平台的前景感到乐观。

“我认为,如果美国空军采用这种方式,那么民用航空将是下一个明显的市场,”斯蒂费尔说。他和队友们把他们的成功很大程度上归功于黑客防御课程。

“这门课正是我来斯坦福的原因,”鲍威尔说。“它能让你解决现实生活中的问题,也证明了这所大学拥有独特的机遇。”

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一般使用许可证的申请继续进行

在圣克拉拉县规划委员会(Santa Clara County Planning Commission)举行了一系列听证会之后,斯坦福大学申请新的长期土地使用许可证的工作进入了下一阶段的审查。

规划委员会是第一个正式审查该提案的县实体,上周以7票赞成、0票反对的结果将其提交给圣克拉拉县监事会。预计监管机构将于今年秋季就该提案展开公开研究和听证会。

随着提案的推进,包括住房和交通缓解计划的细节,该校和县政府官员之间仍存在分歧。斯坦福大学最近提出了一项47亿美元的社区福利计划,该计划将通过与该县签署的一项开发协议全面解决这些问题和其他问题。这一提议并不是规划委员会所考虑的一揽子计划的一部分,但一项发展协议仍可在该县稍后的进程中进行讨论和采取行动。

负责土地用途及环境规划的副总裁Catherine Palter说:“我们感谢规划委员会及职员花时间检讨建议的一般用途许可证。”“从我们提供的47亿美元社区福利可以看出,我们致力于解决本地区最具挑战性的问题,我们希望与县政府共同努力。

“我们期待着监管委员会(Board of Supervisors)对一般使用许可进行审查,我们希望整个夏天,斯坦福能够与我们进行建设性的讨论,讨论斯坦福可以通过一项开发协议为社区带来的好处。”

拟议中的新《一般使用许可证》将在未来17至20年内管理该大学在未合并的圣克拉拉县(Santa Clara County)的土地使用,包括学术园区。该提案将允许斯坦福大学在此期间建造新的住房和学生床位,以及275万平方英尺的学术设施,延续近年来该校学术设施每年约1.2%的增长速度。

斯坦福大学并没有提议在山麓地带进行新的开发,该提议包括了减少交通、促进可持续发展和确保公共责任的条款。

规划委员会就许可证问题举行了三次公开听证会,并表示又收到了数百条公众书面评论。上周四晚,该机构的行动本身就批准了拟议中的许可证,同时还批准了该提议的最终环境影响报告以及县工作人员建议的批准条件。

这些拟议的核可条件是剩下的一些分歧所在。例如,县工作人员和规划委员会成员不接受提议,斯坦福的大学完成Escondido村研究生住宅——这将释放的新居民住房周围社区——在门洛帕克和中等广场被分解成所需的住房供应条件的批准。

此外,斯坦福大学的官员辩称,一些限制往返往返和在校园里全天往返的拟议条件,不可能与该县正在寻求的额外校园住房数量相协调。规划委员会成员也对这些规定表示关切,并要求县工作人员进一步分析这个问题,为监事会提供更多的选择。

帕尔特说,总的来说,斯坦福大学已经在最终的环境影响报告中承诺采取所有缓解措施;正在加速建设新的住房,75%的劳动力住房和100%的低于市场价格的住房将在许可证规定的25%的学术设施完工之前建成;作为一项发展协议的一部分,奥巴马总统还提出了扩大交通项目,并加强对当地公立学校的财政支持。

去年,监事会授权就发展协议进行讨论,但讨论从未真正开始。

帕特说:“我们的提议是对话的开始,而且需要尽快开始。”“我们相信,我们能够找到一条道路,实现最好的项目——一个真正有能力实现我们能够共同实现的非凡利益的项目。”

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引领风力发电新方向:斯坦福大学的研究显示了如何提高风力发电场的产量

对一个人有好处的不一定对所有人都是最好的。

Sanjiva Lele, John Dabiri和Michael Howland通过将风力涡轮机稍稍远离风,他们可以增加风力发电厂的发电量和质量。(图片来源:洛杉矶·西塞罗)

单独的风力涡轮机在直接指向风的时候产生最多的能量。但是当风力发电场中紧密排列的涡轮机面对风时,上游发电机的尾流会干扰下游发电机。就像快艇被前一艘船的波涛汹涌的水流减速一样,风力涡轮机的尾流会降低后一艘船的输出功率。

斯坦福大学的一项新研究表明,将涡轮机稍稍远离迎面而来的风——称为“尾流转向”——可以减少这种干扰,提高风力发电场的电量和质量,并可能降低运营成本。

“为了实现可再生能源发电的全球目标,我们需要找到从现有的风力发电场中生产更多能源的方法,”土木与环境工程、机械工程教授、该论文的资深作者约翰·达贝里(John Dabiri)说。“传统的关注点一直是风电场中单个涡轮机的性能,但我们需要开始把整个风电场作为一个整体来考虑,而不仅仅是各个部分的总和。”

涡轮尾迹能使顺风发电机的效率降低40%以上。此前,研究人员曾利用计算机模拟显示,在盛行风的作用下,涡轮位置失调可能会提高下游涡轮的产量。然而,在一个真正的风电场中展示这一点,一直受到各种挑战的阻碍,包括找到一个愿意停止正常实验操作的风电场,以及计算涡轮机的最佳角度——直到现在。

首先,斯坦福大学的研究小组开发了一种更快的方法来计算涡轮机的最佳失调角度,他们在7月1日发表在《美国国家科学院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences)上的一项研究中对此进行了描述。

然后,他们与TransAlta可再生能源公司合作,在加拿大阿尔伯塔省的一个风电场测试了他们的计算结果。根据风力涡轮机的角度,农场的总发电量在低速时增加了47%,平均风速时增加了7%到13%。尾流控制还减少了风力发电通常面临的能量涨落。

“通过尾流转向,前涡轮产生的能量比我们预期的要少,”该研究的第一作者、机械工程博士生迈克尔·豪兰德(Michael Howland)说。“但我们发现,由于尾流效应减弱,下游涡轮机产生的电力明显增加。”

可变性

风力发电场的可变产量在两个重要方面加大了电网管理的难度。

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传统上,风电场运营商将涡轮机直接对着风。新的研究表明,将涡轮机稍稍偏离风向可以使尾流远离下游的涡轮机,从而提高风电场的产量。(图片来源:丽贝卡·康特)

其一是需要备用电源,比如天然气发电厂和昂贵的大型电池。在这项新的研究中,低风速下的电力改善尤其显著,因为涡轮机通常会在最低转速以下停止转动,完全减产,迫使电网管理人员依赖备用电力。研究人员发现,在风速较慢的情况下,尾流控制可以减少速度降到最低速度以下的时间。值得注意的是,风力发电的最大收益出现在夜间,而夜间风能作为太阳能的补充通常是最有价值的。

另一个是需要精确匹配一个地区每时每刻的供电量和用电量,以保持电网的可靠性。尾迹产生的空气湍流会使风力发电场的生产分分秒秒都不稳定——时间太短,无法启动燃气发电机。这使得在非常短的时间内,匹配供需对系统运营商来说更具挑战性。他们有这样做的工具,但是工具可能很昂贵。在这项研究中,尾流转向将发电的短期可变性降低了72%。

此外,降低风电场的变异性可以帮助风电场所有者降低运营成本。尾迹的紊流会使涡轮叶片变形,增加维修成本。虽然实验没有持续足够长的时间来证明尾流转向可以减少涡轮疲劳,但研究人员认为这是可能发生的。

“许多运营商问我们的第一个问题是,这将如何影响他们涡轮机的长期结构健康,”达贝里说。“我们正在努力找出确切的效果,但到目前为止,我们已经看到,通过尾流控制,实际上可以减少机械疲劳。”

建模和长期生存能力

为了计算这项研究的最佳角度偏差,研究人员基于风电场的历史数据开发了一个新的模型。

“设计风电场通常是一项非常数据和计算密集型的任务,”航空航天和机械工程教授桑吉瓦莱勒(Sanjiva Lele)说。“相反,我们建立了简化的数学表示,不仅有效,而且还将计算负载减少了至少两个数量级。”

这种更快的计算速度可以帮助风电场运营商广泛使用尾流控制。

Howland说:“我们的模型基本上是即插即用的,因为它可以使用特定站点的风电场性能数据。”“不同的农场将能够使用该模型,并根据风力条件不断调整涡轮机的角度。”

达贝里说,尽管研究人员无法测量年发电量的变化,因为现场测试的时间有限,只有10天,但下一步是进行为期一年的现场测试。

达贝里说:“如果我们能够大规模长期部署这一战略,我们就有可能优化各地风力发电场的空气动力学、电力生产甚至土地利用。”

达比利也是Precourt能源研究所的高级研究员和斯坦福大学Bio-X的成员。乐乐也是斯坦福大学Bio-X的成员。

这项研究得到了国家科学基金会、斯坦福大学研究生奖学金和斯坦福大学TomKat可持续能源中心的支持。现场测试是与TransAlta公司合作进行的。

要阅读有关斯坦福科学的所有故事,请订阅《斯坦福科学文摘》(Stanford science Digest)。

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斯坦福大学的研究人员发现,美国限制堕胎资金的外交政策导致更多的堕胎

斯坦福大学(Stanford)的研究人员称,美国的一项外交政策削减了非政府组织在海外执行或促进堕胎的资金,实际上导致了堕胎数量的增加。斯坦福大学的研究人员对这项政策的影响进行了最全面的学术研究。

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一项新的研究发现,美国的外交政策削减了对在国外执行或促进堕胎的非政府组织的资助,这实际上导致了堕胎数量的增加,因为失去了对避孕用品的资助,导致意外怀孕。(图片来源:Getty Images)

斯坦福大学医学院副教授埃兰•本达维德和格兰特•米勒以及博士生尼娜•布鲁克斯发现,生活在非洲国家的妇女堕胎率有所上升,而在非洲国家,非政府组织(如国际计划生育联合会)最容易受到政策要求的影响。

这项被广泛称为“墨西哥城政策”的政策明确禁止美国向任何不遵守该政策主要条件的非政府组织提供援助:禁止将堕胎作为计划生育的一种方式来实施或讨论,即使只是以教育或咨询的形式。

这项政策从一开始就是一个棘手的政治问题。1984年罗纳德·里根(Ronald Reagan)执政期间颁布的这项政策,后来的共和党政府一直在执行,而白宫的民主党人在上任几天内就撤销了这项政策。

布鲁克斯、本达维德和米勒于6月27日在《柳叶刀全球健康》(Lancet Global Health)上发表了这项研究,研究了在比尔•克林顿(Bill Clinton)、乔治•w•布什(George W. Bush)和巴拉克•奥巴马(Barack Obama)担任美国总统的20年间,该政策对20多个非洲国家的影响。研究发现,当这项政策在布什执政期间实施时,堕胎率比克林顿和奥巴马政府高出40%。

当这项政策在奥巴马的两个任期内暂停时,研究表明堕胎率的上升趋势逆转了。

斯坦福大学国王全球发展中心(Stanford King Center on Global Development)是斯坦福大学经济政策研究所(Stanford Institute for Economic policy research, SIEPR)的下属机构。

布鲁克斯说,堕胎率上升的一个关键原因是,受这项政策影响的许多非政府组织也提供避孕用品,而资金削减意味着更难控制生育。

她说:“通过削弱现代避孕用品的供应能力,意想不到的后果是堕胎率上升。”

在特朗普政府执政期间,该政策的范围扩大了。虽然最初限制的援助只针对提供计划生育和生殖健康服务,但特朗普总统已经把这项政策扩大到包括任何从事全球健康的团体,包括为艾滋病毒或儿童健康提供服务的组织,而不仅仅是计划生育。

开创性的研究

风险很高。美国是世界上最大的发展援助提供者,2017年在国际卫生援助上花费了大约70亿美元。撒哈拉以南非洲的许多妇女依靠这种援助获得避孕用品。

在撒哈拉以南非洲,非政府组织往往是计划生育服务的主要提供者。据新闻报道,世界上最大的两个计划生育组织——国际计划生育联合会和玛丽·斯特普斯国际组织——因拒绝遵守这项政策而没收了大量美国现金。

研究结果基于撒哈拉以南26个非洲国家1995年至2014年近75万名妇女的记录。政策时实际上在乔治•布什(George w . Bush),避孕使用下降了14%,妊娠上升了12%,流产上升了40%相对于克林顿和随后奥巴马年大幅影响时间比例的政策和对外援助的重要性在撒哈拉以南非洲地区。

本达维德和米勒都是斯坦福大学健康政策学院的教员,这是他们对该规定影响的第二项研究。这项研究也是对该政策少有的基于证据的分析之一。

他们早期的研究是第一次定量、大规模地研究该政策的影响,考察了克林顿(Clinton)和布什(Bush)政府时期的一小部分非洲国家,并发现该政策在2001年实施时堕胎率有所上升。

本达维德说:“我们的最新研究加强了我们之前的发现,因为我们能够观察到,在克林顿、布什和奥巴马执政期间,这项政策反复无常。”

米勒是King中心的主任,也是SIEPR的高级研究员。他说,研究小组的研究揭示了一个存在严重缺陷的政策。

他说:“我们着手为这项政策的后果提供最好和最严格的证据。”“我们发现,政府采取行动的一个明显例子是,堕胎辩论各方的每个人都应该同意,这是不可取的。”

全球经济衰退的迹象

布鲁克斯还指出,他们的发现可能低估了该规则的全面影响。

她说:“由于这项政策导致的过度堕胎更有可能是不安全的,这可能会对终止妊娠后的妇女造成伤害。”

在特朗普的领导下,国际社会对美国削减资金的反应发生了变化。米勒说,挪威、加拿大和其他几个国家已经承诺增加对受该政策影响的国际非政府组织的资助,尽管还不足以弥补预期的短缺。

“这向我们表明,”他说,“尽管美国在该规定及其实施上存在激烈的党派之争,但世界各地的政策制定者仍有办法抵消其影响——例如,通过确保更高水平的计划生育资金。”

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斯坦福大学开发了一种“自动对焦”眼镜,这种眼镜可以跟踪你的眼睛,使其专注于你所看到的东西

虽然老花眼可能没有死亡和税收带来的痛苦,但老花眼是生命的另一个保证。这种视力缺陷从45岁左右开始困扰我们大多数人,因为我们眼睛里的晶状体失去了聚焦附近物体所需的弹性。对一些人来说,老花镜足以克服这个困难,但对许多人来说,除了手术,唯一的解决办法就是戴渐进镜片。

Animation shows view with focal change based on eye position.

斯坦福大学的工程师们正在测试一种智能眼镜,这种眼镜可以自动聚焦你正在看的任何东西。(图片来源:罗伯特·康拉德)

斯坦福大学电气工程师戈登·韦茨斯坦说:“目前全世界有10多亿人患有老花视,我们发明了一种自动对焦眼镜,这种眼镜将来有一天能比传统眼镜更有效地矫正视力。”目前,该原型看起来像虚拟现实眼镜,但该团队希望简化后续版本。

韦茨斯坦的原型眼镜被称为“自动对焦眼镜”,旨在解决当今先进镜片的主要问题:这些传统眼镜要求佩戴者调整头部以正确对焦。想象一下,你开着一辆车,看着一面镜子要换车道。对于渐进式镜片,很少或没有外围焦点。驾驶员必须从通过眼镜上方看前方的路切换到近90度,然后通过镜片下方看到附近的镜子。

这种视觉上的转变也会让你很难在世界上航行。研究生罗伯特·康拉德在6月28日出版的《科学进展》杂志上发表的一篇论文中描述了这种自动对焦眼镜。

斯坦福大学的原型机的工作原理很像眼睛的晶状体,随着视野的变化,充满液体的晶状体会凸出并变薄。它还包括眼球跟踪传感器,可以对一个人正在看的地方进行三角定位,并确定到目标物体的精确距离。该团队并没有发明这些镜片或眼球追踪器,但他们开发了一个软件系统,利用这些眼球追踪数据,使充满液体的镜片保持恒定和完美的聚焦。

Nitish Padmanaban是一名研究生,也是这篇论文的第一作者。但如果没有眼球追踪硬件和系统软件的指导,这些早期的努力并不比戴传统的渐进式镜片好多少。

为了验证这种方法,斯坦福大学的研究小组对56名老花眼患者进行了测试。测试对象说,自动对焦镜片在阅读和其他任务上表现得更好更快。佩戴者也倾向于选择自动对焦眼镜,而不是渐进镜片——除了体积和重量以外。

如果这种方法听起来有点像虚拟现实,那也不远了。韦茨斯坦的实验室是虚拟和增强现实视觉系统的前沿。正是在这样的工作过程中,研究人员发现了新的自动对焦镜头和眼球追踪器,并有远见地将这些元素结合起来,创造出一种潜在的革命性产品。

下一步将是缩小这项技术的规模。韦茨斯坦认为,开发一种轻便、节能、时尚的自动对焦眼镜可能需要几年时间。但他相信,自动对焦是视力矫正的未来。

他说:“这项技术可能会以一种有意义的方式影响数十亿人的生活,而大多数科技产品永远无法做到这一点。”

戈登·韦茨斯坦(Gordon Wetzstein)也是斯坦福大学计算成像实验室(Stanford Computational Imaging Lab)主任、斯坦福大学生物x研究所(Stanford Bio-X)和吴仔神经科学研究所(Wu Tsai Neurosciences Institute)的成员。

这项研究部分由英特尔公司、英伟达、大川研究基金、斯隆奖学金和国家科学基金会资助。

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斯坦福大学的一项研究发现,交谈能提高女性参加科学会议的积极性

最近,一些科学领域的杰出男性公开宣称,他们不会参加不能充分代表女性的科学会议,但一项新的研究表明,问题不仅在于女性的代表性——女性参与的程度也不如男性,即使她们的代表性很好。

Rear view of a woman raising her hand to ask a question at a conference session.

斯坦福大学领导的一项研究报告称,女性在科学会议上的提问水平远远低于她们的代表性水平,但一旦观察结果被指出,她们的问题就会被提出来。(图片来源:Getty Images)

斯坦福大学领导的一项研究于6月27日发表在《美国人类遗传学杂志》(American Journal of Human Genetics)上。该研究报告称,女性在过去四年的两次全国遗传学会议上提出的问题远远低于她们的代表水平。

但是,当领导这项研究的两名研究生在其中一次会议上提请人们注意这个问题时——这一举动在与会者中引发了激烈的对话——女性提出了一些问题。

“我认为,很多时候,我们说的目标是让不同种族的人都有代表性,”开展这项研究的斯坦福大学(Stanford)研究生娜塔莉·泰利斯(Natalie Telis)说。她和她的研究生同事艾米丽·格拉斯伯格收集了这些数据,并共同发表了这篇论文。“如果我们想要创造参与性,仅凭代表权是无法实现这一目标的。”

数学的方法

泰利斯在本科学习数学时就开始注意到学生在提问方面的差异。“会议的第一天,我是唯一一个提问的女性,”她说。“我觉得这很奇怪。”

泰利斯开始用数字来思考这个问题。如果女性占与会者的10%,那么十分之一的问题应该来自女性。但这并不是她所发现的。从那时起,Telis就养成了跟踪妇女参加会议和会谈的习惯。

当泰利斯加入遗传学和生物学教授乔纳森·普里查德(Jonathan Pritchard)的斯坦福实验室时,格拉斯伯格注意到泰利斯会在会议上记笔记,于是产生了好奇心。

他们一起策划了一个计划,跟踪谁在遗传学会议上提出问题——这个计划最终导致格拉斯伯格观看了三年遗传学会议上数百小时的视频。在2017年美国人类遗传学学会(American Society of Human Genetics, ASHG)会议上,他们还召集了81名志愿者收集数据,Telis也在会上就这项工作做了一次全体会议。他们总共获得了2014年至2017年ASHG年会和2015年至2018年基因组生物学年会上who提问的数据。

他们还与埃默里大学(Emory University)儿科学和人类遗传学副教授、该论文的资深作者克里斯冈特(Chris Gunter)合作,收集了ASHG各个子领域的总体性别代表性数据。尽管整个会议大约有一半是女性,但各个小组的情况却大相径庭。

非常一致的是,在不同的子学科中,女性的代表性有很大的不同,女性提出的问题比预期的要少。即使在诸如遗传学中的伦理、法律和社会问题等领域,女性所占比例高达67%,但女性只回答了45%的问题。他们还发现,女性倾向于向女性演讲者提出更多问题,而男性则倾向于向男性演讲者提出更多问题。

泰利斯说,这一发现表明,参与的问题不仅仅是女性在某一领域是否感到受欢迎或舒适。泰利斯说:“我认为,有一种观点是,一旦达到了比例,问题就会消失。“但没有。我们发现,即使33%的参与者是男性,他们也只问了55%的问题。”

一个偶然的实验

在2015年基因组生物学会议上,Telis进行了一项计划外的实验。她在推特上发布了她在会议上的一些发现,显示尽管女性占观众总数的35%,但她们问了11%的问题,这一举动立即在与会者中引发了讨论。

“这真的对会议进程产生了很大的影响,”普里查德说。“对于一个研究生来说,能够在这样的会议上真正地影响到讨论是非常棒的。”

会议组织者很快就制定了一条规则,每节课的第一个问题必须来自学员——这个群体往往更加多样化。“效果立竿见影,”泰利斯说。

女性立即开始问更多的问题,在2018年的会议期间,这一增长保持稳定。这一增长是来自于规则的改变(这可能让女性更愿意提问),还是来自于强调这个问题的激烈对话,该组织尚不清楚。

普里查德说:“我们苦苦思索这些观察结果究竟意味着什么。“提问是由问问题的人控制的,所以测量行为能让我们了解房间里的人的舒适度和个性。”

泰利斯说,她希望他们的工作表明,提高妇女对STEM领域的参与是可能的,并鼓励其他人衡量潜在干预措施的影响。她说:“如果我们想让女性的声音被听到,我们需要进行一些试验。”

Telis和Glassberg已经获得了博士学位,并在工业界工作。

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斯坦福大学的一项新研究显示,共和党人和民主党人使用的语言不同

斯坦福大学一项新的语言学研究分析了共和党人和民主党人在社交媒体上讨论大规模枪击事件时使用的不同语言,发现共和党人更多地谈论枪击者,而民主党人更关注受害者。

concept of Republicans and Democrats thinking differently

一项新的语言学研究调查了社交媒体,看看两极分化是如何传播的,以及随着时间的推移它是如何变化的。(图片来源:Getty Images)

关注帖子分享在社交媒体平台上Twitter,研究人员发现,共和党人倾向于集中在突发新闻报道和在他们的微博相关的事实,而民主党人集中在讨论潜在的政策变化,根据新的研究中,提出了在计算语言学会议6月。

“我们生活在一个非常两极分化的时代,”该研究的合著者、人文科学学院(School of Humanities and Sciences)语言学教授丹·朱拉夫斯基(Dan Jurafsky)说。“了解不同群体的人在说什么,以及为什么说,是决定我们如何帮助人们团结在一起的第一步。这项研究还能帮助我们弄清极化是如何传播的,以及随着时间的推移它是如何变化的。”

研究人员分析了针对21起不同的大规模枪击事件(包括2016年奥兰多夜店枪击案)发布的440万条推文,以确定不同政治倾向的人表达了哪些词汇和情绪。

他们发现,共和党人比民主党人更有可能在推特上表达恐惧和厌恶,而民主党人则更有可能表达悲伤和呼吁采取行动。共和党人在推特上写“恐怖分子”的可能性也比民主党人高25%,这些推特上的枪手是非洲裔美国人、西班牙裔或中东人。当民主党人在推特上谈论白人开枪事件时,他们使用相同词汇的可能性要高出25%。

研究微博

研究人员发起这项研究是因为他们有三个主要问题:民主党人和共和党人在Twitter上的谈话有什么不同?共和党人或民主党人能否根据他们在推特上使用的特定词汇来确定身份?这些差异如何有助于理解社交媒体两极分化的原因和后果?

为了回答这些问题,研究人员使用了斯坦福大学经济学家根茨科(Matthew Gentzkow)和布朗大学经济学家夏皮罗(Jesse Shapiro)以及经济学家塔迪(Matt Taddy)共同开发的方法。这种方法决定了演讲的两极化程度,在以前的研究中也曾用于研究国会议员的演讲。

Dora Demszky

Dora Demszky(图片来源:Csenge Torok)

研究人员将该方法和他们创建的语言处理框架应用到一个包含440万条推文的数据库中,这些推文记录了2015年至2018年间发生的21起大规模枪击事件。研究人员排除了转发,并通过分析推特用户是否关注了更多共和党或民主党政客的账户,确定了推特用户是共和党人还是民主党人。

研究人员选择关注对大规模枪击事件的反应,因为“它们是带有客观事实的事件,人们会以不同的方式扭曲事件的意义,”该研究的主要作者、斯坦福大学(Stanford)语言学研究生朵拉·德姆斯基(Dora Demszky)说。该跨学科研究团队的共同作者还包括生物医学数据科学助理教授James Zou、语言学研究生Rob Voigt和电气工程研究生Nikhil Garg。

研究人员发现,当人们用更早的枪击案作为背景来描述新枪击案时,民主党人提到之前学校枪击案的可能性是共和党人的2.7倍,其中最常见的是2012年桑迪胡克小学(Sandy Hook Elementary school)枪击案。但共和党人提及涉及一名有色人种的大规模暴力事件的可能性要高2.5倍,其中最常提到的是9 11袭击事件。

研究人员发现,在事件发生后的几小时和几天里,推特上的两极分化程度随着时间的推移而增加。Demszky说,在有足够长期数据得出结论的三次事件中,极化通常在三到四天之后趋于平稳。

德姆斯基说:“意识形态两极分化的速度非常快。“一旦像大规模枪击这样的事件发生,人们的反应就会非常不同。这项研究为语言两极分化的形成提供了一个大规模的视角。”

研究人员还发现,民主党人比共和党人更有可能在呼吁政治行动时使用“需要”、“应该”、“必须”和“必须”等短语。

这项研究也证实了之前的研究,即人们的信仰、个性和世界观之间的关系。新的研究表明,不同的政治倾向的人表达不同的情感。

局限性及进一步研究

Jurafsky和Demszky说,虽然共和党人和民主党人在说话方式上的一些差异可能是直觉上的,但这项新研究是第一个量化社交媒体在重大事件发生后数小时或数天内语言两极分化的研究之一。

德姆斯基说:“为了思考如何修复社交媒体造成的回音室,我们需要有关两极分化如何发生的数据。”

需要进一步的研究来理解共和党和民主党之间的语言差异。

这项新研究的一个限制是,研究人员将他们分析的每一个Twitter用户分为共和党或民主党,而不是按照意识形态来划分他们。

德姆斯基说,她希望谈论语言偏见本身能够有所帮助。

德姆斯基说:“人们很容易忘记自己每天使用的词汇。“但我认为,如果人们意识到自己的偏见,这是一个很好的进步。”

参与该项目的研究人员包括斯坦福大学电气工程博士生Nikhil Garg、语言学博士生Rob Voigt和生物医学数据科学助理教授James Zou,以及斯坦福大学经济政策研究所高级研究员、经济学教授Matthew Gentzkow。布朗大学(Brown University)经济学教授杰西夏皮罗(Jesse Shapiro)也参与了这项研究。

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