走进人类世界 | 《环球科学》新刊导读

科学

2022-12-04 14:12

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封面故事 COVER STORY

走进人类世界

那张“从猿到人”的经典插图总会带来一种错觉：直立行走的演化是一个远离猿类、接近人类的线性过程。但越来越多的足迹化石和骨骼化石显示，人类直立行走的演化过程比想象中更复杂。古人类曾经尝试了多种直立行走的方式，我们智人只是延续了其中一种。

气候变化 CLIMATE CHANGE

南极冰架崩解在即

在卫星图像中，南极思韦茨冰架看起来十分稳定，但最近的实地考察工作发现了冰架崩解的几种新机制。这些机制的影响范围更广、速度更快，在它们的共同作用下，思韦茨冰架正在悄然崩解，并且未来十年内就可能分裂成一系列小冰山。随之而来的，是冰架后方巨大的冰川也可能加速流入大海……

粒子物理学 PARTICLE PHYSICS

当粒子打破规则

作为现在物理学大厦的根基，标准模型并不完美。随着实验的标准不断提升，那些被加速到近光速的粒子终于逐渐打破了它预言的规则：轻子味普适性。除了质量之外，电子、缪子和陶子的性质应该完全相同，但不同路线上的诸多实验却表明事实并非如此。为了回答这些问题，我们需要更多数据，这几乎必然会冲击标准模型，但这也会让我们离更完整的粒子物理基础理论更近。

材料科学 MATERIALS SCIENCE

超材料：光与声的操控者

在现实世界里，包括光波与声波在内的波与物质之间遵循一套基本的物理定律。如何才能打破这些定律，如愿地操控波的运动，甚至形成新的光学或电学特性？近几年，科学家把目光投向了一类新材料——超材料。这类材料可以使物体隐形，也能迫使光波、声波等仅沿着一个方向传播而不能反向。尽管结果仍不完美，但科学家相信，寻找新的策略或许就能创造新的奇迹。

神经科学 NEUROSCIENCE

隐匿意识：苏醒的征兆？

通过脑电图和功能性磁共振成像技术，医生发现，一些看似失去意识的昏迷病人能在不同指令下有意地改变大脑模式，展现出“隐匿的意识”。这些病人更有可能恢复意识，因此及时的诊断对他们尤为重要。如今，医学界正联合开发更可靠地筛选隐匿意识病人的方法，以及能与他们进一步沟通的技术。

天体物理学 ASTROPHYSICS

光子环也能编码黑洞？

相比超出人类认知的事件视界，黑洞光子环虽然看起来复杂，却没有深刻的物理意义，因此之前并没有引起过多的关注。直到最近，科学家对光子环的态度发生了180度的转变。他们发现光子环层层嵌套的结构显示了一种特殊的共形对称性，而当共形对称与黑洞同时出现，这是否意味着光子环是黑洞全息对偶的一部分，它编码了黑洞的信息吗？

神经科学 NEUROSCIENCE

表皮上的感知哨兵

人体的最外层是由大量角质细胞堆叠形成的表皮，它能将人体与充满威胁的外界隔开。不过，人们对表皮的认识还远远不够。新发现显示，在受到外界刺激后，角质细胞会立马产生丰富的化学信号，激活神经元，从而传递信息。因此，它不只是一层被动的屏障，而是人体感知热、冷、机械力和化学刺激的最前线。

微生物学 MICROBIOLOGY

真核生物起源于古菌？

最早的真核生物出现在大约20亿年前，但它的起源是一个充满争议和挑战、甚至一度陷入僵局的难题。不过自2005年后，科学家在解答这一难题上，迎来了一次全新的突破。他们从数千米的深海等环境中找到了一类特殊的古菌——阿斯加德古菌，它们比迄今已知的所有原核生物都更靠近真核生物。在随后的10多年里，科学家不断深入研究这些古菌。他们愈发认同，在20亿年前，其中一些长着触手的古菌和细菌先共生、再融合，进而形成了真核生物。

科学哲学 PHILOSOPHY OF SCIENCE

自由意志不存在？

在经典物理学的大厦即将建成之际，一种以时间先后为基本逻辑的因果论甚嚣尘上，彼时无数的人都试图以机械决定论的方式理解这个世界。对无法接受这个设定的人来说，要理解他们日常中亲眼所见的各种自由意志，不得不质疑物理定律的有效性和它的适用范围。碰巧，不久后出现的量子力学给了他们一个出口，但是这个口子撕得太大了。无数的科学家和哲学家开始热烈地争论世界的运行方式。如今，一位身处科研第一线的实验物理学家也根据自己的经验，提出了他的想法。

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来源: qq

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