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科学
wanwan(42055)
发表于2021年09月08日 14时26分 星期三
来自月球上的第一批来客
科学家发现,温血动物正在改变自己的生理机能以更好地适应炎热气候,具体包括让喙、腿及耳朵变大来更好地调节体温。当动物体温过高时,鸟类会使用它们的喙、哺乳动物使用自己的耳朵来散发热量。历史上,一部分生物在气候较为温暖的时期演化出更大的喙或耳朵,帮助自己高效完成散热。随着目前全球气候变暖,这些差异会变得更加明显。如果动物无法控制体温,则可能因为过热而死亡。鸟类的喙部没有羽毛的覆盖,这种非隔热设计正是为了完成高效热交换。哺乳动物的耳朵、尾巴和腿等没有毛发覆盖的部位也有相同的功效。发表在《生态与演化趋势》期刊的论文中,作者发现这种差异在鸟类身上体现得尤其明显。论文作者、迪肯大学鸟类研究员 Sara Ryding 表示,“改变形态并不代表动物已经能够真正适应气候变化。这只意味着它们正在通过演化挣扎求存——我们无法确定这些变化会带来怎样的生态后果,也不确定是不是全部物种都拥有这种变化、生存的能力。”虽然科学家表示很难确定气候危机就是引发形态变化的唯一原因,但研究案例在不同地理区域的不同物种群体内都出现了相似的变化。例如,多种澳大利亚鹦鹉自 1871 年以来喙的大小全部增加了 4% 到 10%,与每年夏季的温度保持正相关。
金钱
wanwan(42055)
发表于2021年09月07日 17时43分 星期二
来自夜焰
大量学术文献都探讨过投资者对于自己对抗市场、逆势做出正确判断的能力充满自信。即使明显是在亏钱,很多投资者仍然更倾向于频繁交易。他们承担起大量债务、而且拒不分散持股,这一切都明显与合理的投资策略相悖。当市场突然暴跌时,他们往往还会反应过度。一直没有确凿的数据能说明投资者为什么会这样过度自信。考虑到错误带来的巨大代价,有些人可能认为那些做出错误决定的投资者应该会从中吸取教训。但一项最新研究表明,我们的记忆更倾向于接受乐观的过去,这会导致人们不自觉地夸大自身收益、忘记惨痛损失。

之前就有研究表明,大学生对自己成绩的印象往往好于实际水平。其他研究也证明,人们会很快忘记自己超标的胆固醇,反而记住一个相对更健康的虚假测试值。 发表在 PNAS 上的最新研究中,两位研究人员 Daniel Walters 与 Philip Fernbach 认为对过往投资业绩建立起乐观情绪可能涉及两个过程。第一就是所谓“失真”,大家可以将其理解为回溯性的乐观主义。在印象中,人们总觉得自己做得要比现实情况更好。第二个过程则是选择性遗忘,在这种情况下,大家会忘掉那些打脸的糟糕交易。

为了研究这一切是否真的起作用,该团队组织了多轮实验,招募了过去一年内有过投资行为的受访者。他们要求这些投资者回忆自己当初的操作,之后再把这些记忆同基于财务记录的实际结果做出比较。在记录检查之前,受访者还被问及他们是否打算在不久之后再次交易,并预测自己的持股能不能跑赢大盘。

印象与现实之间的差别并不大,但这不大的差别却相当稳定。在被回忆之前的某笔交易时,受访者给出的平均收益率为 44%,但现实水平为 40%。而对于第二笔交易,受访者的平均记忆收益率为 41%,现实则为 34%。在另外一项实验中,受访者被要求写下他们去年数额最大的十笔交易,人们会在约 40% 的情况下忘记具体损失额,并在 30% 的情况下忘记具体收益额。总体来看,错误的记忆往往会促使他们对未来的交易充满期待,也让他们建立起一种有能力战胜市场整体走势的乐观情绪。
科学
wanwan(42055)
发表于2021年09月07日 17时21分 星期二
来自心灵之眼
宇宙中最寂静、最黑暗的角落之一并不在太空深处——它位于南达科他州 Black Hills 深处一座金矿内的一罐冷液氙气的中心。它极为“安静”,任何杂散粒子都有可能混淆罐外的探测器。这些探测器正在搜救微弱且稀有的信号,希望借此揭示出暗物质的存在。这套包含液态与气态氙气的容器、外部包裹水箱以及所有探测器系统,被称为大型地下氙气(Large Underground Xenon 、LUX)暗物质实验装置。到目前为止,LUX 还没有任何实质性的发现,但它才刚刚开始运行不久:探测器于去年安装完成并开始运行。

虽然时日尚短,但 LUX 已经为寻找暗物质粒子设定了诸多标准……该装置正在为下一轮数据收集做好准备,整个运行周期将持续 300 天。实验的规划、灵敏度、设计者对于噪声来源的关注度以及探测器本身的相对简单性,使得很多关注者认为暗物质的踪迹一定会由 LUX 或者它的后继者发现。

当然这一切在真正实现前仍要打上一个问号。暗物质向来以不可见性而著称——它既不吸收、也不发射任何波长的光。我们只能通过由它引起的引力作用、塑造星系的方式、宇宙中最大体量星体以及影响宇宙早期的光谱来推断出它的存在。根据星系结构,天文学家怀疑暗物质是由粒子构成。但这些粒子的质量有多大、可能存在多少种类型以及各粒子间的相互作用仍在未定之天。
科学
WinterIsComing(31822)
发表于2021年09月06日 22时24分 星期一
来自风神秘抄
为了遵守印度德里法庭的命令,Sci-Hub 今年早些时候暂停了新论文上传。随着法律命令的过期,以及 Sci-Hub 十周年的到来,网站创始人 Alexandra Elbakyan 上传 2,337,229 篇新论文,大部分论文来自于世界最主要的几家期刊出版商:Elsevier 508,566 篇;Springer 305,690 篇,Wiley 201,556 篇,IEEE 169,849 篇。这些论文来自于全世界 100 多个出版商。Elbakyan 称,统计数据显示,论文署名作者中姓氏数量居前的都来自华人:王(33,236篇)、李(28,550)、张(28,127)、刘(21,770)、陈(18,575)等。
科学
wanwan(42055)
发表于2021年09月06日 19时01分 星期一
来自幻想曲
科学家发现,北极地区温度上升会扰乱极地涡旋这一环状气流运行模式,致使大量低温寒流涌向美国。今年 2 月震惊全美的得克萨斯寒潮就是其中一例。作者指出,北极变暖会导致世界其他地区的冬天更为寒冷。过去四年,卫星记录显示全球气温升高确实已经对北极产生了深远的影响。北极地区的变暖幅度也远比世界其他地区更为明显,导致夏季海冰迅速萎缩。科学家长期以来一直担心全球气候变化加剧会在特定区域内造成严重影响。此次最新研究表明,北极变暖确实影响到了北美及东亚的冬季天气。研究人员详尽描述了一条复杂的气象链,将较为温暖的地区与极地涡旋这一冷空气气旋模式联系了起来。作者表示,巴伦支海及喀拉海的冰川融化导致西伯利亚降雪量增加,并经由多余能量转移的形式影响到北极上方平流层中的气旋。这股热量最终导致涡旋有所伸展,从而令极寒气流涌向美国境内。自 1979 年有卫星观测以来,这类气旋伸展的事件时有增加。科学家认为,今年 2 月引发重大伤亡的得克萨斯寒潮就是气旋拉伸的产物。
科学
wanwan(42055)
发表于2021年09月06日 15时15分 星期一
来自总门谷
1820 年,丹麦物理学家汉斯·克海斯提安·奥斯特(Hans Christian Ørsted)的发现让电磁理论陷入了恐慌。当时的自然哲学家一直认为电和磁是两种截然不同的现象,但奥斯特却认为电流通过电线时即会在周围产生磁场。法国物理学家安德烈·马里·安培看到了奥斯特的演示实验,其中电流确实令磁针发生了偏转,于是他发展初一套数学理论来解释这种关系。英国科学家迈克尔·法拉第很快加入战团,当时《哲学年鉴》的编辑 Richard Phillips 要求他撰写一篇关于电磁学的综述。这时候的电磁学才刚诞生约两年,仍处于不断发展变化的时期。

法拉第被选中完成这项工作,也是段颇为有趣的奇闻。他出生于 1791 年,只在家乡萨里纽因顿村(现属伦敦南部的一部分)的教堂学校里接受过准系统教育。14 岁时,他在一家装订商处当学徒,并借此机会阅读了大量亲手装订的书籍。1812年,勤奋好学的法拉第结束了自己的学徒生涯,而他的一位装订客户则送给他一张参加汉弗莱·戴维在英国皇家学院举办的系列告别讲座的门票。

戴维只比法拉第大 13 岁,但当时已经是一位知名的化学家。他发现了钠、钾和多种化合物,并发明了矿工安全灯。此外,他还是一位颇具魅力的演讲者。法拉第详细记录了讲座内容,之后把副本寄给戴维并希望在他那里找份工作。当时皇家学会的化学助理职位正好空缺,于是戴维决定向法拉第伸出橄榄枝。

戴维指导法拉第并向他传授化学原理。怀着永不满足的好奇心,法拉第在皇家学会的名气也越来越大。但当 Phillips 邀请他为《哲学年鉴》撰写综述时,他当时才刚刚涉足电磁学、对于安培的数学理论甚至抱有一点恐惧心理。

本质上,法拉第是个实验主义者。为了写出完整的综述,他重建了奥斯特的实验并希望验证安培的推理。他在《年鉴》上匿名发表的《电磁学历史概要》描述了电磁学领域的状况、当前正在研究的问题与实验装置、理论发展成果以及各主要参与者。

在重建奥斯特实验时,法拉第并不完全相信电会像流体那样如同水穿过管道那些穿过电线。相反,他猜测电流其实是由导电材料之间的张力引起的振动。这样的初步假设引得他不断做出尝试。

法拉第观察到电线会被磁极周期性吸引及排斥,进而形成圆周旋转状态。他在笔记本上写道,“非常令人满意。”

1821 年 9 月 3 日,法拉第观察到导线在被磁极吸引和排斥时会发生圆周旋转。他在笔记本上勾勒出磁体绕南极顺时针旋转、绕北极逆时针旋转的现象。他在当天的实验笔记中写道,“非常令人满意,但还需要制造出更合理的设备。”

第二天,他就完成了这个小目标。他选择一个很深的玻璃容器,用蜡把一块磁铁竖着固定在里面,之后在容器中装满了水银,直到磁极刚好处于汞面上方。他在水银中设置了一根坚硬的漂浮电线,并将设备连接到电池上。当电流通过电路时,它就会在电线周围产生圆形磁场。 而当电线中的电流与固定在容器底部的永磁体相互作用时,电线就会顺时针旋转。在设备的另一侧, 电线则是固定的以确保磁铁能够自由移动,实验证明磁铁会绕着电线做圆周运动。
地球
WinterIsComing(31822)
发表于2021年09月06日 14时39分 星期一
来自星髓
今天的地质学家知道,最早的坚硬结晶岩形成于约 17 亿年前,然而最古老的砂岩层形成于 5.5 亿年前。岩石的地质记录存在超过 10 亿年的缺失,没人知道期间的岩石到底哪里去了。这种现象在美国大峡谷内表现得特别明显。伊利诺伊大学地质系名誉教授 Stephen Marshak 表示,“很多人并没有意识到脚下的岩层存在这种重要特征。”他还强调,无论身在美国、西伯利亚还是欧洲,只要钻得足够深、任何一片大陆都存在这种神秘的岩层缺失现象。

但要想破解这个贯穿十亿年光阴的谜题绝非易事,具体原因有二。其一,它恰好发生在另外一个大事件之前——即 5.41 亿年前,地球上的生命多样性突然爆发式增长。在这段被称为寒武纪生命大爆发的时代当中,海洋当中的早期生物突然迎来一波演化高峰,并为如今众多主要生物分类群体奠定了基础。这一切在 1300 万至 2500 万年之间就快速完成——在整个生物演化史上只能算是短短一瞬。第二,人们认为这段“失落的岁月”中可能发生了剧烈的气候变化——地球也许成为一个巨大的冰球,表面几乎完全冻结。但是,大家对于这个大冰球是如何形成的、生命形态又是如何在这种环境下延续下去的知之甚少。

科学家提出了三个有趣的理论。首先就是“滚雪球”理论,即地球形成了一个全球性的冰盖,快速的冰川活动磨损掉了地表的岩石。第二种理论是,这部分岩层在超大陆 Rodinia 的侵蚀过程中全部消失了。第三种是混乱。新研究结果“表明地质记录中这种全球性的岩层缺失并不是独立的离散现象——其中实际上至少包含两轮事件,只是共同构成了一种看似大缺失的状态,二者几乎同时发生。”即使是美国大峡谷两侧缺失的岩石,“实际上也可能是在数亿年时间内的多次事件中逐渐消失的。”
盗版
WinterIsComing(31822)
发表于2021年09月05日 20时54分 星期日
来自怒火重燃
有科学海盗湾之称的论文共享网站 Sci-Hub 诞生十周年,网站创始人 Alexandra Elbakyan 表示将上传 2,337,229 篇新论文来庆祝这一纪念日。在这之前,Sci-Hub 今年 7 月为了遵守印度法庭的命令而同意停止接收新的论文。Elbakyan 之所以决定遵守命令是因为她有可能赢得诉讼,遵守命令或许能增加赢得诉讼的几率,她希望印度法庭能支持对科学的自由访问。她现在表示论文上传的限制已经过期了。Sci-Hub 诞生于 2011 年,目前提供的论文超过 8500 万篇。网友四个月前还发起了拯救 Sci-Hub 和开放科学的行动。
科学
wanwan(42055)
发表于2021年09月03日 17时01分 星期五
来自开普罗纳的魔法师
与精巧犀利的计算机芯片相比,人类大脑确实是字面意义上的“一团浆糊”。但科学家一直在二者之间进行比较。正如图灵在 1952 年所言,“我们对大脑呈现出「浆糊」态这样的事实并不感兴趣。”换句话说,媒介如何不重要,计算能力才是重点。如今最强大的 AI 系统采用一种名为深度学习的机器学习算法,能通过互连互通的各节点构成的隐藏层结构(即深度神经网络)处理大量数据、进而获得学习能力。顾名思义,深度神经网络的灵感源自大脑中的真实神经网络,其节点也确实以真实神经元为模型——或者至少源自神经科学家在 1950 年代提出的神经元理解成果。自那时开始,我们对单一神经元计算复杂性的认知一直快速发展,并证明生物神经元远比人工神经元更复杂。那么到底有多复杂

为了找到答案,耶路撒冷希伯来大学的 David Beniaguev、Idan Segev 和 Michael London 训练出一套人工深度神经网络,用以模拟生物神经元的计算过程。他们证明,深度神经网络需要五到八层相互连接的“神经元”,才能表达单一生物神经元的复杂度。就连作者自己也没有预料到这样的复杂性水平。Beniaguev 指出,“我本以为会更简单、更小。”事实上他预计三到四层应该就足以反映生物神经元内的所有计算活动。Google 旗下 AI 企业 DeepMind 决策算法设计师 Timothy Lillicrap 表示,这项新成果可能表明我们有必要重新思考要如何将人脑神经元与机器学习神经元进行比较。“这篇论文促使我们更深入地思考这个问题,领悟二者间所能比较的程度。”
科学
wanwan(42055)
发表于2021年09月02日 12时29分 星期四
来自开普勒62号3:旅行
时钟研究在揭示其自身局限性的同时,也引发了我们对于时间性质的思考 过去五年,对时钟这种简单机械结构的研究让研究人员发现现有计时机制的基本局限。他们据此描绘出准确性、信息、复杂性、能量与熵之间的新关系,也即宇宙中不断增加的量与时间之箭的密切关联。在此之前,人们一直认为这种关系只存在于纯理论层面,但今年春季牛津大学实验物理学家 Natalia Ares 和她的团队报告了对于纳米级时钟的测量,有力支持了新的热力学理论。未参与研究的哈佛大学量子热力学家 Nicole Yunger Halpern 表示,这项时钟研究具有重大的“基础性意义”。她认为这些发现有望帮助人们设计出最高效的自主量子时钟,用于控制未来量子计算机及纳米机器人的操作活动。关于时钟的新观点也给对时间本身的讨论提供了新的素材。Yunger Halpern 表示,“这项工作确实从根本上明确了时间在量子理论中的作用。”澳大利亚昆士兰大学量子理论家 Gerard Milburn 去年撰写了一篇关于时钟热力学研究的综述,他指出“我觉得很多人还没有意识到这方面研究的重大基础意义。”Milburn 称时钟是熵的流量计。理想的时钟将燃烧无限的能量并产生无限的熵,因此在实际中是不可能的。时钟的精确性从根本上来说是有限的。
地球
wanwan(42055)
发表于2021年09月01日 13时17分 星期三
来自白鸟异传
新一代探测器让科学家成功识别出十几个大型生物发光群,其中最小的一个面积也相当于纽约曼哈顿岛的上百倍。海洋一直在发出光亮,希腊人和罗马人就意识到海水当中普遍存在着能够发出蓝绿色光的海洋生物。查尔斯·达尔文曾在一个漆黑的夜晚乘坐 H.M.S. Beagle 号在南美洲附近航行,并遇到了海洋中熠熠生辉的波浪。他将其称为“精彩绝伦的奇观”,并表示目光所及,“每一股浪的波峰都明亮夺目”,如同“炽热的火焰”照亮了天空。如今科学家报告称,海洋生物确实拥有极高的发光强度与极大的发光规模,因此运行在 500 英里上空地球轨道中的卫星也能发现海洋中的发光微生物群落。在上个月的《科学报告》杂志上,8 位调查人员表示他们曾在 2019 年于爪哇南部发现一块发光区,其面积甚至比佛蒙特州、新罕布什尔州、马萨诸塞州、罗德岛州以及康涅狄格州的面积加起来还要大。

生物发光研究论文的主要作者、科罗拉多州立大学卫星观测专家 Steven D. Miller 表示,“这是一个震撼心灵的瞬间。”当这样一种隐藏的自然奇观浮现于水面时,“我们的想象力也被激发了出来。”科学家还表示,通过对 2012 年 12 月至 2021 年 3 月期间从两颗卫星处收集到的图像进行详细筛查,他们共发现了十余起海洋生物群落发光事件,频率约为每八个月一次。其中最小的一次,面积也达到纽约曼哈顿岛的百倍有余。科学家指出,这些图像为全球海洋图景打开了新的窗口,并有望帮助我们追踪并研究海洋发光现象与起源。南加州大学生物发光研究先驱 Kenneth H. Nealson 表示,这一发现是“朝着理解”海洋永恒谜团的“根本形成原理”所迈出的重要一步。
太空
wanwan(42055)
发表于2021年09月01日 13时05分 星期三
来自梦境救援
与希腊神话中的泰坦克罗诺斯一样,不少恒星都会吞噬掉围绕自身旋转的行星。一项最新研究表明,多达三分之一的恒星会吞噬掉周围的一颗或者多颗行星。这些发现可以帮助天文学家排除掉那些不太可能包含类地行星的星系。研究团队观察了包含两颗类太阳恒星的共 107 个双星星系,希望调查这种行星吞噬现象的发生几率。研究发现,其中有 33 个星系中一颗恒星的含铁量高于另一颗,这明显是吞噬了行星的迹象。此,曾有过吞噬行为的恒星含锂量也更高,这进一步证实了吞噬活动的存在。尽管类太阳恒星在诞生时也富含大量锂,但会在之后的 1 亿年当中“快速”将其烧尽。因此在研究样本中,年龄较大的恒星中一旦出现锂元素,则可能代表其吞噬掉了其他行星。利用这些证据,研究团队模拟计算出约有 20% 到 35% 的类太阳恒星吞噬掉了周边行星。这类情况可能源自行星间的引力相互作用,导致某颗行星被直接抛入恒星、或者与恒星间距离过近并缓慢蒸发在其中。
科学
WinterIsComing(31822)
发表于2021年09月01日 12时35分 星期三
来自薄红天女
一项新研究发现,有毒 PFAS 化合物(全氟烷基和多氟烷基物质)正在严重污染家庭、教室与店内的空气。罗德岛大学与绿色科学政策研究所的研究人员在 20 个地点对室内空气进行测试,并在 17 个位置检测到“永久留存的化学物质”。这些空气中的化合物是由经过 PFAS 处理的地毯及衣物等产品中散逸而出,并附着在灰尘上或自由漂浮在室内环境中。此前专家曾认为人类接触 PFAS 的两大主要途径为水和食物。但此项研究的作者指出,大多数人 90% 的时间待在室内,调查结果表明此类接触有三分之一源自对室内污染空气的直接吸入。论文合作者 Tom Bruton 强调,“这是一种被严重低估、但影响却极大的 PFAS 来源。”

PFAS 是一种综合类别,涵盖约 9000 种化合物,主要用于制造防水、防污或耐热型产品。由于效果拔群,这类化学品被广泛应用于数十个行业产出的几千种日常消费品,包括防污剂、地毯以及鞋子。纺织品制造商使用它们来生产防水服装,其他厂商则将其大量添加在地板蜡、不粘软具、食品包装袋、化妆品以及消防泡沫等当中。PFAS 被称为“永久留存的化学品”,因为它们不会自然分解。它们会在包括人类在内的各种动物体内积累,并与癌症、新生儿缺陷、肝病、甲状腺疾病、免疫力下降、激素紊乱及其他一系列严重健康问题有关。《卫报》今年 2 月对家用产品的分析发现,有 15 种产品中含有氟这一重要的 PFAS 指标。这类化学物质的应用极为广泛,以至于我们很难准确评估空气中 PFAS 的真实来源。通过此次最新研究,至少可以确定地毯与衣物也是 PFAS 的一种重要源头。
科学
WinterIsComing(31822)
发表于2021年08月31日 13时39分 星期二
来自通往宇宙之门
考古学家最近在庞贝古城发现了火山喷发几十年前安葬的一座坟墓及部分木乃伊遗骸。根据墓志铭,墓主人 Marcus Venerius Secundio 曾经身为奴隶;但到他去世时,已拥有巨大的财富与崇高的地位,甚至能在庞贝城内组织一场长达四天的戏剧表演。考古学家此次发现的 Marcus Venerius Secundio 墓位于庞贝城东部的 Porta Sarno 墓群,这里不允许游客观光。Marcus 的墓很大、气势磅礴,立面有蓝底绿植彩绘。即使是在 2000 年之后,石制墓碑上仍有油漆着色的痕迹。另外这处墓葬密封性极佳,因此 Marcus 的遗骸已经部分木乃伊化,保留了一些软组织、几束白发以及一些织物碎片。

由于庞贝古城保存完好且已经得到广泛研究,考古学家得以将刻在墓葬入口处的姓名与墓地对面一位名叫 Lucius Caecilius Jucundus 的银行家居所内的一块蜡板名牌进行对照。根据银行家蜡板上的记载,Marcus 曾是一名“公共奴隶”、在维纳斯神庙担任看管人。维纳斯神庙位于城镇西端,所以几乎可以肯定,Marcus 中间名 Venerius 就来自于他看管这处神庙的经历。但不确定是在多大年纪时,他恢复了自由人身份,并开始过上新生活。

罗马的奴隶制并非永久状态,很多人都在重获自由之后为自己打拼出相对富裕的生活。这类历史证据在庞贝古城中四处可见。很明显,自由人 Marcus 认真打理了自己的发展方向。刻在墓碑上的墓志铭还提到,他曾经出钱为庞贝居民组织过为期四天的希腊与拉丁语戏剧表演。把这事写在墓碑上可能有点奇怪,但对于富裕的罗马人来说,出钱赞助戏剧或角斗比赛等公共娱乐活动属于典型的炫富行为,必须要大书特书。这也是为了巩固赞助者自己的声誉和名望。在罗马,这种行为就如同今天的慈善事业。
太空
wanwan(42055)
发表于2021年08月30日 17时50分 星期一
来自量子魔术师
土星最大的卫星泰坦的地形地貌对我们而言既熟悉又陌生。与地球一样,泰坦有自己的河流、湖泊、云层与降雨,甚至还有冰山和厚厚的大气层。但泰坦的化学循环主体并不是水,而是液态甲烷。液态甲烷是一种由一个碳原子加四个氢原子组成的有机分子。研究人员认为,这种漩涡状的甲烷混合物加上卫星大气中的氮、地表固态/液态水、火山或流星撞击产生的能量,也许是创造简单生命形式的正确组合。一位研究人员在小小的玻璃试管中重现了泰坦环境,并在相同的温度与压力条件下混合了几种有机化学物质。根据南卫理公会大学化学助理教授兼本次试验的首席研究员 Tomce Runcevski 的说法,甲烷和苯等在地球上呈现液态的有机分子会因泰坦表面的极低温度(最低可达零下178摄氏度)转化为固态冰矿物晶体。

在一系列试验中,Runcevski 取出细小的玻璃管,用泵吸尽其中的空气并加入水冰。之后他又依次向其中添加氮、甲烷、乙烷以及其他化学性质相似的有机化合物。每一次,他都会改变玻璃管内的化学混合物成分并观察结果。接下来,他将压力提升至相当于地球大气压的 1.45 倍,并使用极冷空气包裹玻璃管以降低温度。在大气压力与温度等同于月球的情况下,他发现泰坦上广泛存在的两种对人体有毒的有机分子——乙腈与丙腈——变成了一种单晶形式。在泰坦上,这两种分子由氮和甲烷反应而成,期间再加上来自太阳、土星磁场以及宇宙射线的能量。乙腈与丙腈最初在大气中以气体形式存在,之后凝结为气溶胶并降落至卫星表面,最终变成多种形式的固体矿物质块。

采用泰坦表面的真实条件,这两种化学物质第一次在地球上结合成了晶体形式。另一个重要发现是,这些晶体外表面会带有轻微的电荷或者极性。这种表面电荷会吸引其他分子——例如水,这一点对于形成碳基生命而言至关重要。这项新实验虽然还无法证明泰坦上存在生命,但至少能在原理上做出一些探索,也让 NASA 蜻蜓号飞行器实际登陆这片奇异、寒冷的大地变得更加让人期待。
科学
wanwan(42055)
发表于2021年08月30日 16时24分 星期一
来自火星大师
研究人员表示,巴西警方此次突袭中发现的化石,可说是迄今为止发现的保存最完好的飞行爬行动物之一。这具遗骸属于 Tapejarid,是一种生活白垩纪早期的无齿翼龙,因其巨大的头顶部分由骨头和部分软组织组成而闻名。巴西 Tapejarid 的头骨和部分骨骼以前也曾出现过,但这一次发现的化石有 90% 以上的骨架是完整的,还有一些软组织分布在骨骼周围的位置。“这块化石很特别,因为它是在巴西发现的最完整的翼龙化石,它带来了关于这种动物的解剖学和生态学的新信息,”发表在《PLOS One》杂志上的关于这一发现的论文共同作者 Victor Beccari 说。巴西联邦警察在 2013 年调查一个非法化石交易活动时,发现了研究中描述的Tapejarid 化石。他们找到了保存在圣保罗州、米纳斯吉拉斯州和里约热内卢州的 3000 件标本,并将它们转移到圣保罗大学地球科学研究所进行研究。自 1942 年以来,巴西法律规定将化石归类为国家财产,属于国内地质遗产的一部分且严禁进行商业销售。这具 Tapejarid 翼展超过 2.5 米,站立时高 1 米,巨大的头冠占总高度的 40%。
科学
wanwan(42055)
发表于2021年08月27日 17时58分 星期五
来自驶入深海
神经科学家相当于是大脑内不同区域与边界上的制图师——他们努力定义不同位置的特征与活动,探索连接各个区域的道路,并描绘出准确的功能边界。大脑前部、前额之后,这里是前额叶皮层,是实现大脑正确判断力的位置。它后面则是运动皮层,负责规划和协调动作。两侧的是颞叶,对于记忆和情绪处理至关重要。在它们上方的则是身体感受皮层,再往后面则是视觉皮层。 东北大学心理学家 Lisa Feldman Barrett 表示,研究人员在绘制大脑区域及功能分布时,表现得很像“老式地图制作者。他们会根据自己在心理、精神或者行为层面的判断对大脑做出解析,再把功能分配给不同的神经元网络。这就像是把大脑理解成乐高积木,认为不同区域之间默认存在严格的边界。”但这种带有清晰边界的脑图不单过度简单,而且极具误导性。Barrett 强调,“一百多年以来,科学家一直在寻找大脑中负责处理思维、感觉、决策、记忆、运动以及其他日常体验的不同区域间的边界,但最终一无所获。”而最近的大量神经学研究进一步证实,这些理解方式本身“拖累了我们对大脑结构或运作方式的正确理解”。
科学
wanwan(42055)
发表于2021年08月27日 17时32分 星期五
来自微光城市
每一年 Ranga Dias 都会将价值约 10 万美元的钻石粉碎成粉末再丢进垃圾桶。他们疯了?当然没有,粉碎这些钻石都是为了实现几代研究人员追求的目标。在被粉碎之前,这些直径为 2 毫米的钻石会被当成微型老虎钳上的钳口。2020 年秋季,罗切斯特大学物理学家 Dias 及其同事使用这套老虎钳,对微量的碳、硫及氢元素施以接近地球中心的巨大压力。这股巨力将元素重新排列为硫化碳(CSH),据报道这是第一种能在室温下实现超导的物质。不过每一次努力都以几乎相同的方式结束:钻石钳口爆炸,世界上唯一的室温超导体瞬间灰飞烟灭。

迄今为止,还没有任何人能成功完成实验,但其他高压物理小组也在做出类似的尝试。研究人员还发现其他几种能在相对较高的温度下实现超导的富氢材料。但这类与氢结合的镧或钇氢化物在超导温度方面,还是远远低于 Dias 的 CSH。

但无论如何,氢化物超导性的发现一举打破了以往超导材料只有在-100 摄氏度以下才能表现出超导属性的樊篱。很可惜,目前的氢化物制成量只有几分之一克,而且必须在异乎寻常的巨大压力下才能维持超导。这种限制使其根本无法在现实世界中落地应用。因此研究人员提出了新的目标:要求室温超导体在脱离压力后继续保持超导。如果能实现,那么未来的超级计算机再也不会因废热或线缆电阻消耗而浪费大量能源,为整个世界节约数十亿美元与数万吨碳排放量。
科学
wanwan(42055)
发表于2021年08月26日 16时30分 星期四
来自平行恋人
面对热情猎手和愤怒农民的围剿,瑞典棕熊在 1900 年代初几乎绝迹。生态保护工作缓慢将它们重新带回到我们身边,这同时还带来了其它好处。收集到的动物牙齿 DNA 显示,在 1950 年代全面普及抗生素之后,抗生素几乎立即渗透到了瑞典最偏远的森林区域。最新发现有望帮助科学家更好地了解抗生素耐药性的传播,从而把握这个对人类健康具有深远影响的全球性问题。

为了收集样本,微生物学家 Jaelle Brealey 检查瑞典国家博物馆收藏的可上溯至 1842 年的熊头骨,寻找牙齿上存在牙结石或牙菌斑而发生的变色。Brealey 解释道,“人类的牙结石往往结团成块,但在熊身上,牙结石往往是一层覆盖在牙齿上的薄膜。”Brealey 和她的论文合著者将熊的牙结石刮到铝箔上,先后收集了 82 只熊的样本。遗传分析显示出生活在动物口腔中的多种细菌群落,也就是口腔微生物组。研究人员发现了抗生素抗药性基因,证明部分细菌已经对环境中的抗生素做出反应性进化。

研究人员之后按时间顺序完成了样本排列,结果令人吃惊:1951 年抗生素普及之后,对抗生素的耐药性开始在瑞典各地爆发。与世界上大部分其他地区一样,瑞典也陷入过度用药的狂热浪潮当中。从医院到农场,从人到牲畜,抗生素简直如同维生素一般被随意使用。到 1970 年,瑞典每年生产超过 4 万公斤的抗生素。熊的牙齿记录下了后来的故事:抗生素的滥用导致抗生素耐药性细菌的快速增加。1951 年至 1970 年期间,结石样本中细菌产生的抗生素抗性基因数量达到前抗生素时代的两倍。
科学
wanwan(42055)
发表于2021年08月25日 17时44分 星期三
来自加速世界12:红色徽章
作为入侵物种的典型代表,原产于南美洲的甘蔗蟾蜍被多国引入生态系统,本希望它能消灭农业害虫。但恰恰相反,由于缺少天敌,这种蟾蜍在澳大利亚已经成为新的灾害。甘蔗蟾蜍天生的毒腺使其在澳大利亚的土地上既没有天敌也没有寄生之忧,反而毒死了想换换口味的本地猎手。但甘蔗蟾蜍也有自己的生长风险——研究人员观察到,澳大利亚的甘蔗蟾蜍开始以同类的后代蝌蚪为食。这种自相残杀似乎是种对缺乏物种竞争做出的进化反应。研究报告发表在 PNAS 期刊上。

从进化的角度来看,同类相食也算是种限制同物种内其他成员发起竞争的方式。但悉尼大学跟踪甘蔗蟾蜍同类相食行为的研究小组表明,澳大利亚本地简单的生态结构加剧了这种进化压力,而且同样的情况很可能发生在其他入侵性捕食者身上。所谓入侵物种,一大特征就是在新的活动范围内缺少天敌、快速繁衍,这会迫使族群对有限资源展开争夺。同类相食不仅限制了这种竞争,也给幸存者提供新的营养来源。

由于甘蔗蟾蜍在澳大利亚这片土地上的生存密度已经达到故乡的十倍左右,因此同物种间的竞争烈度不断升级。在蟾蜍发育的早期,就已经出现了这种直接对抗。刚孵化的蟾蜍需要几天时间发育成蝌蚪,而较小的幼体往往被年龄较大、较成熟的同类吃掉。在某些密度极大的水域中,一窝蟾蜍卵很可能在孵化期完成之前就被蚕食殆尽。南美洲同样存在这类状况,但这种残酷竞争在澳大利亚的发生频率明显更高。