宇宙生命探索指南 | 《环球科学》新刊导读

科学

2023-03-04 14:03

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封面故事 COVER STORY

宇宙生命探索指南

以地球生命为蓝本探索外星生命的尝试始终杳无音讯。这不禁让人疑问，倘若外星生命与我们熟知的生命完全不同，又该如何寻找它们？为了探索未知的宇宙生命，科学家正尝试用创新性的证据界定生命的本质，以便更加可靠地分辨出宇宙中的生命和非生命特征。

动物行为 ANIMAL BEHAVIOR

爱的生理学

在自然界中，草原田鼠称得上是忠贞爱情的代表。它们会和一个配偶定居下来，安慰彼此，一起抚养后代。科学家曾研究了这些田鼠，认为是一些激素对特定脑区的影响发挥了关键作用。但新技术的应用，让他们意识到亲密关系的形成远比以往认为的复杂，可能受到很多基因的调控，就像一曲交响乐。而在这复杂真相的背后，也蕴含了排解人类情感中孤独和痛苦的方法。

天文学 ASTRONOMY

繁星之门正在关闭

天文学是人类建立的第一门现代科学，夜空中的繁星构成了一扇通往科学理论的门。但在太空技术快速发展的今天，这扇繁星之门却面临着关闭的风险：快速增长的人造卫星星座正在威胁天文观测。在晨昏交界的时刻，人造卫星比大多数星星更耀眼，这对天文观测的影响是毁灭性的。即使航天企业试图暗化卫星，即使天文学家尽力优化望远镜的观测策略，在庞大的数量面前，这些挽救都显得无济于事。

气候变化 CLIMATE CHANGE

混凝土减排图解

每年全球水泥和混凝土生产会排放数十亿吨二氧化碳，几乎占人类全部二氧化碳排放量的9%，但这也代表着巨大的减排潜力。通过提高整体生产效率等方式，可以大大降低二氧化碳的排放量。

神经科学 NEUROSCIENCE

当梦境能预言疾病

人的梦境精彩离奇，但在现实中表现梦境，绝对是一场灾难。然而很多人正在经历这些，当他们惊恐地从梦中醒来，发现自己的敌人却是受到干扰甚至暴力的伴侣。究其原因，他们脑干的一些区域被有毒蛋白质破坏，无法在睡梦中麻醉肌肉。此外，运动控制也被新的神经通路接管了。好在，这种表现梦境的行为，能提前预测这些人是否会患上神经退行性疾病。而充分理解这种行为，科学家将能更好预测疾病，帮助在睡梦中不受束缚的人。

气候变化 CLIMATE CHANGE

气候变化的语言怪圈

人的观念很容易被用词和表达方式所左右，这一点在气候变化的沟通问题上体现得淋漓尽致。想要鼓励人们建立充足的意愿，以高效推行气候变化应对举措，每个人都可以做到一件事：用更直白的词汇替代专业术语，改变讲故事的角度和方式，从而在语言和现实中都构建一个更有希望的未来。

化学 CHEMISTRY

富勒管：更有前景的碳胶囊？

自从科学家发现了结构对称而迷人的富勒烯，便没有停下寻找其他碳晶体的脚步。最近，科学家发现了一种新的被称作富勒管的碳晶体。有趣的是，它呈胶囊状，与富勒烯遵循相同的几何规则，不过它拥有富勒烯所不具备的电学和光学性能。更重要的是，科学家找到了分离纯富勒管的方法，使这种碳结构更具吸引力。

宇宙学 COSMOLOGY

星系几何暗示宇宙不对称？

如果将宇宙中任意四个星系连成一个四面体，它所构成的两种旋向的概率应该大致相等。但令人惊讶的是，有研究发现某种旋向的星系四面体数量其实更多，这可能暗示着宇宙层面上的宇称不守恒。这项重要的结果仍有待证实，但物理学家已在探索可能解释这种宇宙大尺度结构不对称的理论模型。要想深入地理解这种现象，科学家还需要向接近宇宙诞生的极早期追溯。

基因组学 GENOMICS

马达加斯加的基因跳跃

在马达加斯加有一个奇怪的现象：这里的大多数蛙类体内，普遍存在着一组来自蛇类的基因。这种跨物种的基因跳跃现象被称为水平基因转移，并且在马达加斯加发生的频率远远高于其他地区。这提示研究者，在寻求水平基因转移的解释时，不仅需要考虑基本的遗传机制，还要考虑物种生存的生态环境。

量子力学 QUANTUM MECHANICS

量子力学离不开虚数

复数早已渗入物理学的方方面面，但它往往只是一种简化计算的数学结构，并非物理本质的一部分。但量子力学最基本的方程：薛定谔方程中却带着一个虚数单位i 。量子力学的运算规则能保证所有可测量量都是实数，所以一直有人尝试建立纯实数形式的量子力学。但在2021年，却有人提出了一个可以排除纯实数量子力学的实验。很快，中国科大和南科大的实验团队就分别用两种不同技术手段实现了这个实验，证明量子力学确实离不开虚数。

对话 DIALOG

当AI学会生物学

去年，一款叫做AlphaFold的人工智能程序成功预测出了几乎所有已知蛋白质的三维结构。这样的成就在科学领域也掀起了不小的风波。在与DeepMind公司首席执行官戴密斯·哈萨比斯的对谈中，我们清晰地看到了人工智能在解决生物学中系列难题时取得的成果，也谈及了对未来的展望。

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来源: qq

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