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2022年06月28日 星期二 17:06:27
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Tag: 科学研究

中美科学家新发现 比黑更黑的黑

你可能听说过高科技颜料“超级黑Vantablack”——不久前还是有史以来最黑的材质——但是现在,中美两国的研究人员又将“黑色”发展到了一种全新的境界。 据负责研发项目的团队称,全新的、尚未命名的超黑材料是由垂直排列的碳纳米管(CNTs)制成的微观碳纤维串,而CNT材料可吸收超过99.995%的入射光,超过Vantablack的99.96%。 “换句话说,它所反射的光线比所有其他超黑色材料都要低得多,包括Vantablack。”麻省理工学院在公告中说。 和许多最精彩的科学发现一样,这个打破黑纪录的玩意也是偶然发现的。 当时,研究人员正在寻找在铝等导电材料上生长碳纳米管的方法。实验中,他们发现在经过特殊处理的铝箔上生长的材料具有惊人的黑度。 中国上海交通大学的机械工程师Kehang Cui说:“我注意到,实验材料生长出碳纳米管后,看起来特别的黑。所以我提议测量一下样品的光学反射率。” 那是发现了超强光吸收特性的瞬间——从每个可能的角度来看,材料几乎吸收了所有指向它的所有光线。 目前还不清楚这一特性的成因。或许是因为去除氧化层的蚀刻铝以某种方式与碳纳米管相结合,但还需要更多的研究才能确定。 与此同时,应用了超黑材料的艺术品——“虚荣的救赎(the Redemption of Vanity)”也将在纽约证券交易所中展出。 麻省理工学院的驻场艺术家Diemut Strebe与研究人员合作,在16.78克拉的天然黄色钻石(200万美元)上,涂抹了一层超黑材料。原本熠熠生辉的名贵宝石,最终黯淡无光,神物自晦。 “由于碳纳米管具有极高的光吸收特性,任何物体,在这种情况下都会成为一种黑洞。”Strebe说,“一个物体中极端对立的统一和CNT的特殊美学特征引发了我的创作灵感。” 当然,超黑材料的潜在用途远远超出用作艺术原料。消除光线和眩光对于相机和望远镜等光学仪器至关重要。至于未来是否还会开发出更加黑的材料,科学家抱有喜闻乐见的态度。 “我认为‘最黑’是一个不断上移的标准,”麻省理工学院的航空航天学教授Brian Wardle说,“有人会发现一种更黑的材料,最终我们会发现所有的潜在机制,并能够正确地设计出终极的黑色。”(煎蛋,图片来源pixabay)

数学好的人财务状况更好 还不容易患病

最新研究发现,擅长数学的人更有可能拥有更好的财务状况,以及享有更好的医疗服务——除非他们对自己处理数字的能力缺乏信心。在两项研究中,研究人员发现,实现个人财务的健康和有能力正确应对复杂疾病的关键之处在于,数学能力+应用相应技能时,驾轻就熟、轻松惬意的心理状态。 俄亥俄州立大学的心理学教授Ellen Peters说,缺乏信心基本上可以抵消良好数学技能的大部分优势。例如2019年9月9日期刊PNAS刊出的论文中,用作研究样本的人群。 与低信心人群相比,他们对自己的数学水平充满信心,好心态带来的额外年收入为94000美元。 “如果你的数字信心很低,那么世界上所有的数学技能似乎都无法提供太大帮助。”现居俄勒冈大学的Peters解释说,“我们认为缺乏信心的人无法长时间处理各种数据,因为感到艰难或乏味。结果,技能水平无从发挥。” 在两项研究中,参与者都完成了测试,以衡量他们的客观数学水平;同时完成一份调查问卷,衡量他们处理数字时的自信和耐心。 Peters说,确实有很多人更喜欢做与数字打交道,最重要的是,当需要数学技能的任务变得繁琐或困难时,他们更有可能坚持下去。 在第一项研究中,研究人员分析了来自南加州大学管理的项目《美国问题剖析》中4572名美国人自我报告的财务表——包含各种财务信息,如信用卡债务、投资等。 结果显示,参与者的客观数学分数与数字信心度之间的综合结果,可以预测他们的经济表现。 第二项研究涉及俄亥俄州立大学韦克斯纳医学中心的91名患者——他们正在接受狼疮治疗。 狼疮无法治愈,但可以通过医疗干预和生活方式的改变来控制病情发展。然而,Peters指出,为了对抗疾病,需要患者具备良好的数学/教育水平,如能够理解药物的风险和益处、正确的药物剂量,以及选择适宜的健康保险。 但同样重要的是,因为狼疮是一种慢性疾病,患者必须坚持一生,计算统筹,定时服用多种药物,为频繁变化的治疗计划安排时间,并采取更加健康的生活方式。 结果显示,患者的客观数学技能与数字信心的综合结果,与疾病的控制程度相关。那些技术和信心高的患者,比那些有技能但缺少信心的人更少会出现并发症。而最糟糕的结果来自于那些自认为自己在数学方面很出色(高信心),但实际上并非如此的人(低数学水平)。 在那些信心较高的人中,擅长数学的人只有7%的几率会患上不良疾病——而低数学水平人群则有44%的可能。 “如果你的能力低,信心也低,那你会陷入困境。但是缺少必要的认知,你就无法在关键时刻向外求助,因为你觉得你不需要帮助,所以你会走向最糟糕的结局。” 那么有多少人的能力和技能不匹配? 在这两项研究中,18%至20%的人具有良好的数学技能和较低的信心。另有12%至13%的人具有糟糕的数学技能和高信心。 结果表明,仅仅提高人们的数学技能或数字信心的努力可能没有帮助。“如果你不能同时提升两者,结果不一定会更好。”Peters说。对每个人来说最好的建议应该是人情自我。对于一些人来说,这可能意味着“对你擅长数学的可能性持开放态度,”对其他人来说,这可能意味着根据需要提出和接受帮助。(煎蛋)

你的猫猫狗狗会不会有嫉妒心?

  任何养了宠物的人会毫不迟疑的表示自己的主子一定具有嫉妒心!只不过有的是在生完孩子才需要更多的关注,而有些则是对你的另一半有着完全不同的态度。 尽管存在事例证据,科学家们长期以来依旧致力于研究动物的情感,尤其是在偏见和拟人化方面。但研究一开始就表明,至少嫉妒是人类和某些动物(尤其是狗和灵长类动物)共有的一种原始情感。 但重要的是,虽然“jealousy”和“envy”这两个词有时可以互换使用,但心理学家认为这其实是两种截然不同的情绪。 “envy”是一种实体情感的再现,当我们缺少别人拥有的某样东西时,无论是特定的个人属性还是某样东西,这种情感就会涌现。而“jealousy”的产生需要一种特定的三角关系,并且是当某人或某物突然出现威胁到特殊的关系时才产生。 要让一个人或动物感到嫉妒(jealousy),他们需要有认知能力,并在某种程度上认识到一段关系的重要性,并衡量这段关系面临的潜在威胁。毫无疑问,这对某些动物来说是一项艰巨的任务。 大多数基于嫉妒(jealousy)的研究都围绕性和浪漫的关系展开,殊不知这种情感也会在其它情况下发生,例如朋友、家人和同事之间。研究表明,对象是六个月大的婴儿,当他们的母亲与其他婴儿进行会动时,他们就会表现出嫉妒(jealousy),实际上这种互动婴儿只是很逼真的玩偶。这表明嫉妒(jealousy)是一种天生的情感,它的进化是为了保护任何类型的社会关系不受入侵者的干扰,而这种情绪也有可能存在于其它社会性动物中。 2014年加州大学圣地亚哥分校的研究人员改进了之前的婴儿实验,研究对象换成了人类最好的朋友汪星人。他们发现当主人与假狗狗进行互动时(主人抚摸假狗,并把它当做真狗一样对待),狗狗们表现出的嫉妒(jealousy)远高于主人与南瓜灯和书本之间的互动。其中三分之一的狗狗会试图挡在假狗和主人之间,而四分之一的狗狗会对假狗狂吠不止。 而对于没有表现出嫉妒(jealousy)的狗狗,研究人员怀疑它们已经知道对象并不是真的狗,或者主人更爱自己。 科学家们还记录了嫉妒这种情感在titi monkeys中的情况(这是一种一夫一妻制的灵长类动物),他们利用这些动物来更好地理解嫉妒(jealousy)在神经生物学上的解释。 为了应对浪漫的竞争对手,雄性titi monkeys会变得好斗,将自己置身于伴侣和潜在竞争对手之间,偶尔还会对伴侣进行约束让它们远离不三不四的猴。该研究发表在《 Ecology and Evolution》杂志上,研究人员让雌雄两性的titi monkeys分别观察伴侣与陌生异性活动30分钟从而进行分析。 在进行观察时,猴子们体内的睾丸激素(与配偶间攻击性和竞争性相关)和皮质醇(社会压力的一种表征)水平升高。此外,脑部扫描显示灵长类脑中与人类社会相排斥的区域(扣带皮层)和与攻击性行为相关的区域(外侧隔)活动性增强。 重要的是研究表明,大部分宠物主人报告说,他们的宠物无论是马、鸟还是猫都产生了嫉妒(jealousy)的表现。更多的研究不局限于狗狗和灵长类动物,届时可能会证明嫉妒行为比我们所看到更为普遍。(煎蛋)

最新研究:宇宙比原本估计年轻23亿岁

科学家发表一份最新的研究报告,估计宇宙现时可能是114亿岁,而不是原本估计的137亿岁。新的计算方法显示,宇宙能可能比科学家一直所估计的,年轻了23亿年。 今年初发布的另外两项研究结果,已经把宇宙的年岁减少了数亿年,但最新一份报告所计算出来的数字,显示宇宙更加年轻。这反映出科学界在计算宇宙的年岁时,采用不同的方法会出现很大差异。科学家过去数十年来一直相信宇宙持续扩张,但过去数年的研究令人对宇宙扩张速度的计算方法产生疑问,也令人对许多宇宙理论感到怀疑。 科学家一直靠观测及计算星体移动的速度,去估计整个宇宙的扩张速度,从而计算宇宙的年岁。如果宇宙扩张的速度加快,即是更快地达到现时的规模,因此理论上宇宙是相对地年轻的。不过,周四在《科学》杂志发表报告的首席作者、德国马克斯‧普朗克学会教授 Inh Jee 说:“银河系内的星体如何移动,仍有许多不明之处。” 科学界现时是使用“哈勃常数”(Hubble Constant)去计算宇宙的扩张速度,那是宇宙学中其中一个最重要的数字。若以70作为“哈勃常数”基数(即表示宇宙每百万秒差距扩张70公里),科学界普遍接受宇宙年岁为137亿岁。Inh Jee的研究团队则利用一种名叫“引力透镜”的概念,借着遥远星体光度的转变去搜集资料,计算出82.4是“哈勃常数”基数(即表示宇宙每百万秒差距扩张82.4公里),再推算出宇宙是114亿岁。

你可能不知道 海盗用眼罩不是因为独眼龙

一说起海盗,我们就会想到鹦鹉、木质腿和大大的黑色眼罩。你可能认为眼罩只是代表着他们的“硬汉”形象,用来遮盖在战斗中受伤的眼睛。但实际上海盗戴眼罩的原因可能与受伤无关。 海盗经常在夹板上下活动,所以他们需要在光明和黑暗的情况下都能看清东西。如果你曾在大白天走进一个完全漆黑的房间,你应该知道眼睛需要一段时间才能适应黑暗。而这种适应可能需要20到30分钟,因为你的眼睛会慢慢地重新产生它们在昏暗光线下所需的光色素。但如果你的一只眼睛已经适应了黑暗,岂不是很方便吗?这就是海盗要戴眼罩的原因。 海盗有时要在阳光刺眼的甲板上战斗,有时又不得不突然转入完全黑暗的甲板下。如果不戴眼罩,他们在黑暗的甲板下基本就如同失明一般,久而久之,他们可能真的会失明。但如果戴着眼罩,就可以让一只眼睛适应黑暗。等到甲板下时,只需要将眼罩换到另一只眼睛上,这样他们在黑暗中也能看清了。 2007年,《流言终结者》节目做了一项实验来检验这个理论。在第一部分的实验中,研究团队要从一个光线充足的房间进入一个黑暗的房间,在不做任何眼部运动的情况下完成特定的任务。正如所料,突如其来的黑暗阻碍了进程,他们花了大约五分钟才完成任务。在第二部分的实验中,他们事先30分钟先将一只眼睛蒙住,然后再进入黑暗的房间。这样研究团队能够在很短的时间内轻松地完成任务。最后,研究人员得出这个理论是“可信”的。历史上好像并没有太多的证据可以证明保持一只眼睛在黑暗状态下的作用,不过17世纪的海盗或许能回答这一点。

熬夜基因让你只睡4小时 身体健康精神饱满

根据最新发表在著名神经科学期刊《神经元》上的一篇论文,研究人员在一个家族的基因谱中发现了使人特别能熬夜的基因片段。 加州大学旧金山分校(UCSF)的神经学家Louis Ptáček说:“考虑到人类有1/3的时间是在睡眠中度过,我们对它实在是知之甚少。” 当时Ptáček和另一位资深作者、UCSF的遗传学家Ying-Hui Fu正在分析几个家族遗传下来的突变基因,其中几个家庭成员每天只需很少的睡眠。借助遗传连锁分析和全外显子组测序,鉴定出突变基因为ADRB1。 突变基因携带者每天只需4.5个小时的睡眠,同时保持身体健康,精神饱满,没有任何负面影响。 为了破译基因突变体的具体作用,首先要搞清该基因调控的蛋白质。“我们想确定这些突变是否会在功能上与天然型基因出现差异,”Fu说,“我们发现这段编码复杂调控ß1-肾上腺素受体,且由突变基因制造的相关蛋白稳定性较差,改变了受体的功能。这表明它可能在大脑中产生功能性后果。” 随后研究人员利用基因工程诱导小鼠的基因片段变异,进行了大量的动物实验。他们发现实验鼠的平均睡眠时间比基线短了55分钟。(携带该突变基因的人类睡眠时间比基线短两个小时。)进一步分析表明,该基因在背侧脑桥中被频繁表达,那里是脑干的一部分,涉及潜意识活动,如呼吸和眼球运动以及睡眠。 “另一种我们用来确认蛋白质功能的方法是使用光遗传学手段,”Fu解释说,“当我们用光来激活ADRB1神经元时,小鼠立即从睡眠中醒来。” Ptáček承认动物实验具有局限性。其中之一是小鼠与人类的睡眠模式不同,如以碎片模式入眠,而不是完整的连续睡眠。“但是,对人类睡眠的研究具有挑战性,因为它既是一种行为,也是生物学功能。我们喝咖啡、熬夜、做各种违背我们自然生物倾向的事情。” 研究人员期望搞清由ADRB1调控的蛋白在大脑各个部位所履行的功能。他们还在寻找其他可能更重要的基因。“睡眠很复杂,”Ptáček说,“我们不认为大脑中有一个基因或一个区域成为睡眠中枢。它只是完整机能的许多构件中的一个。” Fu补充说,他们的发现最终有助于开发新型药物来控制或唤醒睡眠。“睡眠是我们生命中最重要的事情之一,”她说,“睡眠不足与许多疾病的发病率相关,包括癌症、自身免疫性疾病、心血管疾病和阿茨海默症。”(煎蛋)

酒后真的会乱性吗?女性一定要读这篇

许多人都有过宿醉的经历。第二天醒来后,强忍着头疼去回忆昨晚的一切——那问题来了,记忆的缺失是否也代表着自我意识的缺失,那段经历,真的能算作是发生在“我”身上吗? 中国有句老话:酒后吐真言。在西方,喝酒是得到“荷兰人的勇气”的方式。 大多数也能够理解,在相亲或社交活动中,酒精饮料是重要的道具——它可以安抚我们的紧张情绪,并赋予胆量。 当然,稍有常识的人也都知道,酒精的影响并不总是积极的。 科学家认为,喝醉了的人会失去同理心,无法正确解读环境信息。从本质上讲,一旦开始喋喋不休和磕磕绊绊,我们就同时把理解力或共情能力关到了门外。 如果有人在酒精的影响下做了错事,我们倾向于为他们开脱,而不是让他们对自己的行为负责。我们也将同样的借口用在自己身上。 但在研究中,事实证明,虽然饮酒可能会影响我们的同理心,使我们对其他人的情绪和反应做出不恰当的回应,但这并不一定会改变我们的道德标准,也不一定会改变我们用来区分对错的原则。 在最近的一次实验中,科学家令参与者饮用伏特加,直到他们无法解读视频中人物的表情——人们喝得越多,共情能力就越受损。 但这是否会对他们的道德感产生影响? 随后,研究人员要求参与者分别在清醒和醉酒状态下,面对著名的道德困境——电车难题:是否牺牲掉一个无辜者,来拯救铁轨上的几个人。 依据不同的伦理学观点,不同的人会有不同的答案。此处的重点不在于参与者具体如何选择,而是清醒时和醉酒之后的选择是否具有一致性。 事实证明,虽然我们可能会认为酒精改变了我们的本性,但实际情况并非如此。酒精并没有麻痹我们的道德原则,参与者在清醒或醉酒的时候,所做出的抉择都是一致的。 因此,虽然酒精使我们丧失了理解力,但不会把道德的人变成恶棍。(煎蛋)

女性记忆力比男性更好?最新研究给你答案

男性和女性,究竟谁的记忆力更好?一项新的研究结论表明,女性的记忆力略胜于男性。 但研究人员也表明,记忆力的好坏体现在多方面,形式也多样,而且男性其实也是也存在一定优势的。要让回忆一段对话,或者问车钥匙放哪儿了,女性会记得更清楚;但要谈到如何找到停车的地方,男性则会更具优势。这是因为女性更擅长于情景记忆。 情景记忆指的是记忆某些事件,比如我们上周做了什么,或者我们今天早上是否吃了药。它是最敏感的记忆系统之一,睡眠不足、抑郁和衰老都会对其有影响。瑞典卡罗琳学院的一个研究小组在过去三十年中进行了大量的情景记忆研究:为何男性无法像女性一样记住某些情景?比如他们遇到了谁,谁说了什么,最后一次看到丢失的物体是在哪里?“研究结果表明,女性在情景记忆方面略有优势,这种优势取决于需要记忆的东西。”该论文的第一作者Martin Asperholm在一份声明中说,他是该大学的临床神经科学博士生。该研究小组的荟萃分析包括了1973年至2013年间进行的617项研究,实验对象达到了120余万。 作者解释说,他们的结果表明,当过程涉及到记忆的形成时,女性确实具有优势。这包括关于文字、文本、物体、物体位置,甚至是对电影情节的记忆。 女性也更善于记忆面孔和回忆感官记忆,比如气味。与此同时,男性则热衷于记住与空间有关的信息,比如如何从一个位置回到另一个位置,抑或是回忆抽象的图像。 研究人员得出结论,男性和女性之间的认知差异很小。但他们的大型研究结果提出了新的问题:男性和女性究竟是如何记住生活的不同方面的? 所以,当女性告诉你“我早就告诉过你……”时,相信她;当男性告诉你“这边的路才是对的……”时,相信他。