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全世界最前沿的科学问题,每个都很有意义,你知道几个?间宫

全世界最前沿的科学问题,每个都很有意义,你知道几个?

本文参加 #科学了不起# 系列征文2018年,在Science创刊125年之际,为了纪念且与大家同庆成立125周年,Science公布了全世界最具挑战性、最前沿的125个问题。或许这125个问题与我们的生活距离有些远,但在大数据的时代,知道了解最前沿的科学研究方向,对我们的成长存在着一定的用处。那么,这125个问题都包括什么?据统计,这125个问题涉及的领域有生命与科学、宇宙研究、地球研究、地质研究、认知科学等,以上的这些领域的占比都达到了%0%以上。其中,单单是生命与科学领域就达到了45%。除了这些之外,数学与大数据、计算机的发展、人类的政治经济、能源、人口以及环境承载力都被含括在内。这125个问题中,哪些对人类来说最有用?如上文的统计结果所示,这125个问题中有些领域的占比比起其他领域来说要大得多,所以针对这一部分问题的研究将对人类的发展发挥出非常重大的意义。在Science发表出这125个问题的同时,他们也明示前25个问题是最重要的问题。那么,这25个问题分别是什么?让小编带你来认识一下一些对于不是科学领域专业人士的我们来说比较浅显易懂的问题。宇宙由什么构成?在我们的认知里,对宇宙的形容如同对我们所见到的草原的形容一样,都是用广袤无垠来形容的。但是草原再大总有边界,总会被下定义有多少平方千米。可宇宙不一样,宇宙是星系和硕大的超星系团的结合,而每个星系都是各种各样的恒星的结合,我们所观察到的宇宙大致是由4.9%的普通物质和26.8%的暗物质以及68.3%的暗能量构成的。哪怕我们只认识地球和太阳,都曾了解过太阳的体积是地球的n倍,但我们所处的地球的大到我们已经很难想象。那么,将所有星系包含起来的宇宙,又是多大的?它的大,至今人们没能够正确测量,并且宇宙也如同一个生物体,一直在不停地变大。人类寿命到底可以延长多久?每个人的寿命的长短都不一,有些人出生就夭折,而有些人却能够活到一百多岁。这不是一个能够统一的概念,但根据数据的统计,我们清晰地就能看到人类的平均寿命是越来越长的,这是人类的生存环境、医疗条件、饮食等条件改善的结果。于是乎,有人认为人类的生命是不是可以无限延长?寿命延长无非就是“益寿”。通过对人类平均年龄越来越长原因的分析,其实就是人类在生活习惯的改变等等的原因。所以,无限延长并不合理。在这125个问题中,每一个都值得人们去思考,去了解。如果对这125个问题都了解以后,相信我们对科学领域的认知也上升了很多个高度。那么,你感兴趣吗?

谋稽乎弦

科学世界有哪些值得探索的问题呢?

在当今的科学世界,人们已经开始从宏观的现象入手开始观察微观世界的存在,因为每一次科技的革命都是围绕人类生活的进步而设定,比如爱迪生时代的所有电器类发明都是为了改造人们的新生活,那么在当下比较先进的新型科技时代,人们已经开始从生活的另一侧面入手,通过对微观世界以及更广阔世界的认知研究,让我们已经不再执着于当下的满足,牵扯到未来星球的更换以及生命的创造为主题,这样的研究值得我们更努力去探索。那么这样的科学世界里,我们更多围绕的是宇宙,微生物以及能量的三大类问题。宇宙是生命产生的开始,包括所有的生物以及星球,都在宇宙当中成长,但是所有的宇宙系统并不是一成不变的,我们在研究过程中就需要用发展的眼光看待全局,才能够更好的解决问题。那么微生物使我们生命中不可缺少的一部分,这里的微生物不单单是微小的生物种群,更包括我们目前无法观测到的微观世界,这里就需要我们用高科技手段去认真探索这一切存在的证据。能量不仅仅是人类所需,也是地球所需,我们研究能量就是为了更好地让生命延续,所以能量也是未来一个重大的科技突破点。当我们能够将三大主题的科技问题一一迎刃而解,那么人类必然会进入一个更高科技的时代,那样的时代相信在我们的努力下一定会早日实现!

不事于世

生活中有趣的科学常识

空调的利弊空调器已成为现代化享受与时髦追求的标志之一。但在空调室内时间一长,也会使人有不舒服的感觉,这是为什么呢?首先是空气的污染。为了使制冷或供热效果明显,空调器工作时要求关闭房间、车厢等的门窗。这样一来,空调室内的空气就处于一种封闭或半封闭的状态。随着人们不断消耗氧气,排出二氧化碳等废气,室内空气中含氧量减少,且越来越浑浊,当然使人越来越不舒服。尤其是心脏或呼吸系统疾病患者与年老体弱之人,可能出现严重不良后果。因此,明知会引起更多的电能消耗,有些空调器也允许逭量的内外空气对流,也有些空调室另外敷设换气扇等装置。如果没有这些装置,使用空调时间长了也应适当打开门窗交换一下室内外的空气。其次是空气的干燥。人体对空气的干湿程度有一个适应区,相对湿度在70%左右最为舒适,过干、过湿都会引起不适,甚至引发疾病。当空调器制冷时,室内空气反复经过蒸发器表面的低温区,在那里成为过饱和状态,从而不断有部分水汽液化,沿蒸发器翅片流入集水器后再排出空调机外。由于室内温度比蒸发器表面高,在蒸发器表面附近达到过饱和的空气再回到室内时其相对湿度就大为降低了。液化水不断排出,室内空气相对湿度也越来越低。同样,当空调器供暖时,室内空气中所含水分总量可能不变,但由于温度升高,相对湿度也就减小了。在空调室内,湿衣容易晾干,水果容易干缩,都是由于上述原因。再次是空气中负氧离子密度降低。现代的观察和研究已经证明,空气中适当的负氧离子密度对于人体的新陈代谢过程、情绪调节和疾病防治等有不可忽视的影响。空调室内空气的浑浊,水汽的不断液化,空调机金属部件的吸收作用等,将使室内空气中的负氧离子大为减少。据初步估测,新鲜空气中的负氧离子每立方厘米有数百至数千个,而空调室内可降至每立方厘米仅数十个甚至几个。针对上述问题,专家们建议在生产和使用空调器时应努力克服种种不利健康的弊端。现在,有些空调已开始配备换气、滤气、消毒和增湿等装置,有些单元空调器用户也开始注意换气和增湿。负氧离子发生器等保健设施亦己问世。对于空调器用户来说,懂得空调的作用原理,努力避免不利健康的隐患,也是大有禆益的。电度表的选择近年来大用电量的家用电器,如电冰箱、彩色电视机、冼衣机、微波炉、电饭锅、电熨斗,甚至空调机都纷纷涌进家庭,而家庭的配电设备却大多是许多年前安装的,它们能否承受得了这些不断增加的负荷呢?目前多数家庭电线的容量一般是5安培左右,所以选用的电度表的容量大致也应是5安培。按市电电压220伏计算,5安培电度表的正常容量为1100瓦。考虑到电压波动等因素,从安全角度着想,在设计时要求电度表允许的负载电流可达额定电流的1.25—4倍,若额定电流为5安培的电度表允许负载电流达6.25—20安培,功率允许达1375—4400瓦。然而通常不希望实际负载功率超过2000瓦。即使不计空调机的话,一般家用电器的总功率也要达到2000—3000瓦。若这些电器一起使用的话,总电流将超过安培。电度表虽尚能承受,但也处在超载运转中。所以当电冰箱、电视机、电扇和照明电等已接通使用时,电饭锅和蒸汽电熨斗等大用电量的电器最好不要同时使用,以免过分超负荷。当然,只要线路的保险丝按规格正确安装的话,在线路超载的情况下,首先是保险丝烧断,导线和电度表一般不致立即损坏。但最好还是釆用交叉使用大用电量电器的办法,对于要使用2000—3000瓦空调机的家庭,则选用10安培以上的电度表是必要的,这样才能确保安全。

舐笔和墨

许多人在生活中思考过的7个有趣问题的科学解答

对这个世界表达疑问和展示好奇感是人类出生开始就存在的,但是随着我们成年,我们的世界观已经成型以后,我们的求助欲望似乎就不再像孩提时期那般高了。很多时候,我们的大脑里的确会对这个世界产生诸多的疑问,但我们因为生活的繁忙,已经不再花费时间努力去寻找答案了。但这一次,小编就要为你带来,许多人在生活中思考过的7个有趣问题的科学解答。1、为什么一只脚比另一只大?如果你以非常精确的方式来测量你的两只脚,你就会发现你的其中一只脚会比另一只更大一点点。不要为此感到恐慌和惊讶,这是完全正常的事情,每个人都是如此。因为这个世界上没有一个人是绝对完美对称的,你的左右两边都略有不同,这不仅在于脚,你的身体,包括脸部也是如此。2、愚人节玩笑的传统如何出现?4月1日愚人节同样是由西方文化发展至世界各地的,但是,关于这个可以开玩笑和恶作剧的节日的起源却有多种说法。例如,其中一种认为它起源于中世纪的欧洲,尤其是法国某些地区,他们在3月25日庆祝新年,并于4月1日结束。因此,在1月1日庆祝新年的人开始嘲笑在4月1日庆祝节日的人,为他们安排了各种玩笑。3、为什么有人天生就是卷发?每个人的身上都会拥有一些较为独特的特点,例如有不少人天生就拥有卷发。但你有想过吗?为什么这些人一生下来就拥有这样的卷发呢?事实证明,毛囊的形状是决定我们头发结构的主要因素。如果看直发的毛囊,就会发现它是完美的圆形。而卷曲的毛囊呈椭圆形,椭圆形越扁平,头发越卷曲。4、思考的速度是多少?思想是一种冲动,沿着人体的神经纤维传播,其速度范围从每小时250到430公里。不同类型的信号会导致我们的身体以不同的速度做出反应。我们对声音的反应要比对光的反应要快,对亮光要比暗光要快,对红色要比对白色要快,对不愉快的事物要比令人愉快的事物更快。5、结婚戒指是从何时开始呢?西方的交换戒指的文化早已经成为了如今世界婚姻的主流文化了,但你可知道,交换结婚戒指的传统最初可不是发生在欧美,而是在拥有更加悠久历史的古埃及。而欧洲一直到16世纪才开始向妻子赠送带石头的订婚戒指。当时欧洲出现的是重合戒指,不仅有两个装备在一起的箍,也有三个组合的样式的。两个的代表的自然是丈夫和妻子,而三个的样式,除了丈夫和妻子,还有一个是属于所谓的见证者。6、脱帽致敬从而何来?在西方的文化里边,有“脱帽致敬”这一说法,而且他们喜欢在女士面前这么做,以展示绅士的一面。但这一切究竟从何而来,为什么要这么做呢?这一切都要追溯到中世纪欧洲的骑士身上了。为了通过肉眼观察对方是敌是友,脱下或抬起头盔无疑是最直接的方式。久而久之,就发展成为了一种向他人表明信任的行为了。7、鱼能闻到气味吗?我们似乎无法看到鱼的鼻子,但这并不代表他们就没有嗅气味的能力。事实上,它们是拥有嗅觉的。在许多渔业中,水下可见度非常差,因此良好的嗅觉对于让鱼类寻找食物至关重要。许多垂钓者没有意识到的是,对鱼来说,气味不仅在食物中很重要,而且还可以帮助鱼类寻找伴侣,发现掠食者并寻找与之相关的鱼类。

情采

科学解答5个很多人在生活中思考过的奇葩问题

你有没有思考过一些有些奇怪,甚至脑洞很大的问题,但是却一直都没能知道它们的答案?例如,如果人坠入了黑洞会发生什么,为什么感到害怕的时候人会一直发抖呢?今天,安迪就将为你带来,出现在很多人大脑中的5个看似奇葩的问题的解答。1、为什么人们在害怕的时候会发抖?害怕是每一个人都有经历过的一种感觉,而当我们陷入极大的恐惧之时,我们的身体往往会不受控制的颤抖起来。你有想过这一切是为什么吗?加拿大渥太华卡尔顿大学神经科学系的金·赫勒曼斯表示,这是因为恐惧激发了“战斗或逃跑”的反应。这种反应受交感神经系统的支配,它是周围神经系统的一部分,由起源于脊髓并与各种身体器官建立联系的神经组成。金·赫勒曼斯还表示,当我们感到恐惧时,这些神经会向器官发出信号,以使身体逃避或抵抗掠食者或潜在威胁,从而增加心率,扩张瞳孔并引起隧道视力。赫勒曼斯博士的理论所表达的是“颤抖可能是由肾上腺素的释放引起的(肾上腺素在战斗或逃跑过程中释放的一种激素),而在没有实际战斗或逃跑的情况下(当我们使用肌肉时),可能会导致发抖。又或者可能是由于血糖突然下降,因为在战斗或逃跑反应期间葡萄糖从血液转移到肌肉。”2、一个人如果坠入黑洞会怎么样?黑洞是令人难以置信的致密物质的斑点,其引力比我们在地球上所感受到的力大数百万倍。如果距离太近,这些巨大的力量会将你的身体拉开。当你靠近时,头和脚之间的重力差将使你像一块口香糖一样伸展。有一些科学家亲切地称此过程为“意大利面条化”。最终,你将变成一股亚原子粒子流,就像水从塞子中流下一样,旋入黑洞。你可能会面对的情况有:1)永远活着一些专家认为更大的黑洞所拥有的力量不足以将你拉开。由于黑洞的极端作用力使时空结构弯曲,因此时间在黑洞边缘被冻结。如果你在不被撕裂的情况下到达这个地点,你基本上可能会永远活在里边。数十亿年将同时在地球上过去,而你却将在里面经历几十年。2)透视时间时空的弯曲可能还会产生其他怪异的影响。当你陷入一个黑洞时,时间在你的前面和后面弯曲,使你可以“看到”过去和未来。首先,当你陷入黑洞时,你会接近光速。因此,你在太空中移动的速度越快,你在时间中移动的速度就越慢。此外,当你进入时,有些事情已经比你经历了更大的“时间膨胀”。因此,如果你能够向前看黑洞,那么你会看到过去掉入其中的所有物体。然后,如果你向后看,你将能够看到所有可能掉入你身后黑洞的东西。因此,结果带来的是,你将同时看到宇宙中那个点的整个历史,即从大爆炸到遥远的未来。”3)前往另一个宇宙,抹去你的过去已故的斯蒂芬·霍金教授对黑洞里的生活有自己的看法。这名物理学家认为,尽管最终结果可能会有所不同,但你还是有可能摆脱困境的。霍金在2016年说:“如果你感到自己陷入了黑洞,请不要放弃。因为是有出路的。”然后他声称,任何愚蠢到足以将自己丢入黑洞的人都可能被吐出来进入另一个宇宙。霍金说:“存在黑洞的另类历史表明这是可能的。这个洞需要很大,如果它正在旋转,它可能会通向另一个宇宙。但是你无法回到我们的宇宙。”另一种理论认为,前往其他维度之一可能会抹杀你的过去,因为它可能不遵循我们自己的基本定律。你的新宇宙将不受适用于我们的因果规则的约束。因此你的过去和未来可以发生互换。3、如果人类的寿命是24小时会怎么样?世界最发达的国家和地区的平均寿命超过了80岁,这对于人类而言已经是非常大的成就了。那么,如果我们将人类的平均寿命缩短至24小时会发生什么呢?在如此情况下,人类将以非常快速的形式学会行走和讲话,这个时间大约为18分钟,出生后2.5小时就要进入学校学习,而3.2小时候就得完成学业。并在20小时的时候退休。与此同时,在人的生活中,花在阅读上的时间不会超过40分钟,做饭则不会超过50分钟,而夫妻间的鱼水之欢仅花费2.5分钟,医生的睡觉时间为8小时。可以说,这种情况下的生活不仅紧凑而且相当快速,这一定会阻碍人类的发展,因为人类所获取的知识将很少,并且也难以在自己的一生中真正得到使用。人类可能会变成较为弱势的生物,并且被其它生物所统治。4、飞机飞行的时候,打开机舱门会怎么样?根据ASAPScience的说法,由于气压差异,任何未固定的东西都会立即从飞机上拉出。任何未从飞机上拉出的人都将面临巨大的死亡风险,因为飞机会在空中迅速塌陷。对于没有戴氧气面罩的人,也将存在缺氧的巨大风险。当然,这种情况几乎是不可能发生在现实中的。5、为什么人类不会出现天生蓝色头发的人?这个世界有黑发、黄发和红发的人群,但就是没有天生蓝色头发的人存在。你有想过这是为什么吗?事实上,人发的颜色由两种黑色素决定,即真黑色素和类黑色素,黑色素也决定了我们的肤色。黑色素的水平可能会随时间而变化,从而导致一个人的头发颜色发生变化,并且同一个人可能拥有一种以上颜色的毛囊。这两种黑色素都不会形成蓝色、绿色。但黄色和红色则是可能的。

在生活中 大多数科学家不愿意回答的9个难以解释的问题

其实,成年人也和孩子一样,有时候也会提出一些怪诞,且无人提起的问题。比如,为什么从家里出门忘记带伞的日子,就会下雨呢?类似这样的问题还有很多。而今天,安迪就将带来在生活中,严肃的科学家不愿意回答的9个难以解释的问题。并且,我们也将试着回答其中的一些问题。1、为什么谈话后,你的脑子里会出现一个诙谐不错的答案?早在18世纪,哲学家德尼·狄德罗就描述了这种现象,同时给了他一个名字:“楼梯上的智慧”(L'esprit de l'escalier)。在与对手发生争执的一个晚宴上,狄德罗非常激动,但是却无法充分回应对话者的攻击。但当他离开并走到楼梯上屏住呼吸时,则突然得出了很好的答案。在紧张的情况下(争议、辩论、遭受批评),大脑会开始进入思考模式,但几乎没有太多与“事情的本身”区分的事情。以至于没有办法得出回复的言论。为了改变这一点,我们应当放松自己,并且不要太过于要求寻找完美的答案。如果你在争论中学会冷静,那么你将非常快速的回应对方。2、为什么,有时我们想到了某些事情后,在接下来的每一步都会注意到它?让我们想象一下几种情况吧。你打算买一双红色的鞋子,而当你观看商店橱窗的时候,你会很快的注意到红色的鞋子。又或许你感觉记起了某位老朋友,而在第二天他竟然主动打了电话给你。这些迹象似乎都显得有些许神奇。实际上,我们的大脑在此时已经落入了“频率错觉”的陷阱当中。这是一种认知失真,此时的你最近学到或注意到的某个信息会一遍又一遍的进行重复着。原因在于我们的大脑已经处于准备状态了。这种能力对学习很有用(一个人很容易识别熟悉的模式),但也存在一个缺点:这让我们太过于注重细节了。如果在不久的将来你会发现频率错觉现象的发生,不要感到惊讶。这意味着你的想法是正确的。3、为什么隔壁的队列更快结束?有时在我们看来,似乎整个世界都在反对我们:比如,你隔壁的队列移动速度要更快;你把雨伞落在了家里,那天却下起了雨。而事实上,这同样也是大脑为你设下的一个陷阱。而这次你受到了虚幻相关的影响。通常,在你基于对事件可能性的判断的基础上出现了麻烦的感觉。因为我们的大脑不断建立逻辑链并且经常犯错误。我们不喜欢巧合,并且相信一切都是有原因的。一个人的记忆通常只保留那些最棒事件的情节,并按逻辑顺序构建它们。如果没有了一致性,又或者像上面说的例子那样,天气其实并不取决于你是否有雨伞,那该怎么办?在此时,你的记忆就会自己想出一些理由。这也是隔壁的队列总是更快结束这类偏见出现的原因。4、为什么楼上的邻居总是滚铁球或弹玻璃球?公寓楼的生活对于听觉敏感的人来说似乎是一个真正的考验。因为隔音效果不佳,你对邻居隐私的了解程度超出了我们的预期。但有时晚上会听到一些令人感到不安的声音,似乎楼上的邻居正在弹着玻璃球,又或者滚铁球。而这种现象被称为“金属球现象”。由钢筋混凝土结构制成的房屋很容易出现这种现象,而这与材料的属性有很大的关系。在白天,这些房屋结构开始升温并稍微变形,在晚上它会放热并恢复正常。以至于你会听到特有的“金属”声音。5、蟑螂去哪儿了?早在10 - 15年前,蟑螂就已成为了一场普遍的灾难:世界各地的公寓都能感受到这种成群的昆虫。然而,几年前,昆虫学家却开始担心蟑螂会从城市消失。那么,它们会去哪儿?根据一个版本的说法,昆虫正从手机的微波辐射中逃离。另一方面,它们不喜欢温室种植的现代产品。蟑螂没有去过任何地方,只是它们变得越来越小。因为公寓之间的隔热效果越来越好,餐饮企业的卫生要求也越来越高,杀虫剂的作用也在变得越来越好。在公寓功能失调的高层建筑中,蟑螂的管理方式与20年前是一样的。此外,杀死蟑螂完全意味着伤害地球的生态系统。大多数蟑螂以腐烂的有机物为食,这些有机物质会捕获大量的氮。6、乳房植入物会在太空中爆炸吗?在21世纪初,有一则新闻在互联网上传播开,即在太空中,硅胶乳房可能会发生爆炸。因此,有这种植入物的女性不会被成为宇航员。的确,由于压力的下降,在普通飞机上飞行是存在危险的。但关于乳房植入物爆炸的这种担忧却并不正确。为了使乳房植入物在太空中发生“爆炸”,你需要赤身裸体地飞越宇宙飞船。在其他情况下(潜水或在飞机上飞行)并没有任何会威胁到胸部的。有时植入物确实受损,但压力下降与它无关。由于受伤导致的完整性损伤,大约3%的患者被迫更换了植入物。此外,在如今可以从用于构建NASA航天飞机的材料来安装植入物。7、谁想出了猫粮的名字?这个问题的确很奇怪,但有不少养猫人士也真有思考过这个问题。而猫粮的名字其实来自营销人员。事实上,猫食的味道并没有什么不同,这是用来打动宠物主人的伎俩。专家们认为,肉类和骨粉含量不低于35%的猫饲料是最有帮助的。8、为什么晚上的食物看起来更好吃?在晚上,并不是食物真的变得更为美味,只是我们的脑会控制饥饿的感觉,并且不会从食物中获得乐趣。经过科学实验,结果发现,在夜间打开冰箱时,受试者更喜欢健康和低热量的高脂肪食物。但为什么呢?因为光线不好,食物看起来不那么好吃,我们得多吃点才能得到满足感。我们的感官变得迟钝了,为了获得满足,你身体需要更多的食物。9、为什么老年人在高峰期搭乘公共交通这或许是很多人印象当中常常发生的事情,越是在高峰期越是能够遇到老年人搭乘公交车、地铁等公共交通设施。出于道德问题,在拥挤的公共环境当中,睡眠不足且赶着上班的年轻人往往会选择为老年人让座。那么到底是什么原因让老年人在高峰期时期出行呢?并不是老年人有预谋的这么做。原因其实是多样的。老年人通常醒得早、起得早。他们早起后,总是需要做些什么的,这就有可能是外出遛弯、买菜,甚至是送孙子孙女上学等等。而且老年人在高峰期搭乘公共交通的情况并非是中国所特有的,在海外一样存在。只是因为中国的人口基数、老年人口的增加,加大了其在人们眼里的印象。你从我们的文章中学到了什么新的东西吗?

夕鹤

刚刚,2019人类社会发展十大科学问题发布

中国青年报客户端北京10月16日电(中国青年报中国青年网记者 邱晨辉) 在今天举行的首届世界科技与发展论坛上,2019年度人类社会发展十大科学问题正式揭晓。它们是——一、如何预防并阻断新发传染病的大规模流行?应对疾病的大流行,特别是严重的流感大流行是当下亟需解决的问题之一。明确重要病毒性疾病发生发展的病原学、感染及免疫学分子机理,为感染性疾病防治提供新理论和新靶标,并据此研发特异性疫苗和治疗药物,具有重要的科学意义和应用价值。二、社会变迁对人的身心健康有哪些影响?随着全球范围内科技的快速进步、经济的广泛增长以及全球化进程的持续加剧,人类生存的自然和社会环境都发生了深刻变化。如此广泛和深远的变化对人的身心健康产生了重大影响,困扰人们身心健康的问题也在不断地发生着变化,新的身心健康问题亟待研究。三、能否对未来人类疾病做出准确而全面的预测?随着城市化和人口老龄化进程的加快,诸如心脑血管疾病、慢性阻塞性肺疾病、恶性肿瘤、中风、糖尿病等慢性非传染性疾病的患病人数迅速上升。如何利用医疗大数据和人工智能技术,挖掘出其内在的重要信息,对隐患的疾病做出预测诊断,从而让病患得以预防或提前医治,具有重大的意义。四、哪些新技术可用于癌症的早期诊断和预后监测?由于肿瘤晚期的治愈率极低,人们希望能够在肿瘤发病的早期对病情进行诊断和加以抑制,并在癌变组织转移之前去除或杀死其中的肿瘤细胞治愈病症。物理、化学、生物等学科的哪些新技术、新方法可应用于癌症早期检测和预后监测,是人们持续关注的热点。五、人类如何在安全的地球界限内继续发展?“地球界限”是指人类能够在地球上“安全生存”的边界值,九个边界分别为:酸性海洋、臭氧消耗、淡水、生物多样性、氮磷循环、土地利用、气候变化、化学污染、气溶胶超载。目前为止人类已经突破了四个边界的极限,生存环境不断恶化。如何控制人类的行为,采取科学的解决方案,保证人类在这九个边界的极限范围内安全地生存发展,是目前需要考虑的重大问题。六、如何有效解决跨界空气、水和土壤的污染?许多国家和地区,特别是中低收入的国家,为了发展经济,不得不利用自己的资源,以空气、水和土壤的污染为代价,为高收入和发达国家生产消费品,同时,高收入和发达国家也有意识地将高污染的项目转到中低收入国家生产。这种行为产生了严重的不公平现象。如何利用科学技术降低污染,从而解决这种跨界污染,是当今国际社会面临的重要问题。七、如何实现对废水和污水的完全净化处理?据联合国统计,全球80%人为产生的废水在没有经过任何处理的情况下流回自然环境,使得全球数十亿人面临着饮用废水带来各种疾病的风险。目前的废水处理方式成本高,效率低,不能有效应对处理大量废水的情况。迫切需要研究新的科学治理方法,一方面从源头治理排放的废水,另一方面利用人工湿地和模块化处理系统进行污染预防。八、可控核聚变能否解决人类未来能源问题?大量使用化石能源会产生严重的环境污染并导致全球变暖,因此,人们在不断寻找新的高效清洁能源。目前的核能,以核裂变技术为主,但所产生的裂变废料具有长久的高放射性,后期处理难度较大,而可控核聚变技术有着放射性废料少,放射性时间短,聚变原料取之不尽等优点。但目前核聚变技术尚未达到商业使用阶段,核聚变技术的发展成为人们关注核能发展的重要科学和应用问题。九、怎样高效转化和存储新能源?人类社会日益增长的能源需求、环保要求与不可再生的化石资源之间的供需失衡,将成为人类社会发展面临的主要矛盾之一,开发和利用新型清洁可再生能源迫在眉睫。人们开发了以太阳能电池、燃料电池等为代表的能源转化与存储器件,但现役器件的性能仍然难以满足人们日益增长的对廉价、稳定新能源存储和利用的需求,研发更高效的新能源转换和存储器件是新能源发展面临的重大挑战。十、大城市如何实现能源-水-食物供给的平衡和平等?快速发展的大城市,对能源、水和食物有着巨大的需求。如何安全、稳定、平衡地满足大城市对能源、水和食物的需要,保证城市居民的健康、舒适的生活,是目前大城市化急剧发展面临的关键问题之一,值得深入研究。“很明显,没有任何一个机构和国家能够解决人类共同面临的所有问题。我们必须依赖于全球合作,去分享创新的理念,进行实践交流。在联合国2030年可持续发展议程下,各国必须解决未来十年所面临的重大的目标和课题,这为我们打开了全球发展的新合作、新纪元、新机会。”2019年度人类社会发展十大科学问题发布人、中科院院士蔡荣根今天说。据他介绍,这十大科学问题,是围绕联合国2030年可持续发展议程提出的17个发展目标,根据相关科学研究热门关键词的检索结果,由《科学通报》等国内外知名科技期刊的编委、科学家讨论碰撞凝练提出候选问题,并通过网络评选,经中国科协九届常委会学术交流专门委员会终审确定。当天举行的首届世界科技与发展论坛由中国科学技术协会、中国科学院、中国工程院联合主办,俄罗斯科学工程协会联合会共同发起。论坛以“科学技术发展”为主题,来自18个国家和地区的400多位专家院士、诺贝尔奖获得者等嘉宾参加论坛。

露西亚

科学的价值在日常生活中究竟怎么体现?网友:值得我们去肯定

大家好,欢迎来到静静科学分享,理论科学发展到一定阶段以后会开始接触到一些终极问题,这里面就有一个困惑,就是理论物理的价值在日常生活中究竟怎么体现?我学到的这些东西到底怎么创造价值?理论物理它是一种思维方式,你得去解释世界。这种基本训练我觉得有两方面。一个是思维的方式,第二个就是能力推理能力。思维的方式比方数学、物理你学得好不好,这两个东西也是价值非常非常大的。就像我现在看很多社会现象,我不会用我的直觉或者感情判断,我是用冷静的、理性的思维。比如说为什么北京雾霾那么多,还有那么多人。理科思维的方式和其他的人文的教育来看社会问题,看其他东西还是非常有价值的。非常有价值的相比西方国家,中国的科普和科学传播工作配置相对滞后,科学家们往往只把成果发表在专业领域期刊,而缺乏进行向公众科普的动力。近年来越来越多科研工作者和科学爱好者开始致力于科学传播,李淼就是其中之一,他的科普文章写得通俗易懂、生动幽默。在他眼中科普就是要和大家谈谈科学本身是什么,科学家又是一群什么样的人。我们看到也有一些前辈的物理学家做了一些科普的工作,比如说霍金写过时间简史,写过果壳中的宇宙。你觉得在我们国家这一方面的工作做得怎么样?科普的工作相对来说很薄弱原因就是我们的人才积累跟西方。特别是英国、美国相比好像差很多,甚至在宇宙学的领域,那英国的整个国家人口是不到一亿的,网络是人家的几十倍。但是仅仅做宇宙学的领域,宇宙学家不管是实验的宇宙学家还是理论的都是很多的。我们的队伍要比人家少了很多,还有由于现行的风气是大家拼命的写论文,因为你要晋升、要涨工资,你要拿到这篇经费,你要写很多很多的论文,而且还要看你的论文在什么地方发表。这样的话使得他们认为没有时间来做科普,要么是觉得做科普实际上是在浪费时间。就是对他的晋升没有任何作用。再加上做科普收入是有限的。要多少稿费,然后反过来的话你拿到科研的评价体系她不喜欢。宇宙学的领域但是好像比较例外你会写很多,因为我是偶然踏上这条船,刚回国没两年,有的杂志邀请我写了,然后就写了几句,后来互联网正好在中国突然发展起来了,然后你就喜欢在互联网上说几句话,然后就是不知不觉的写上来了,就是跟别人不一样的地方。我个人认为当然我跟霍金一样,特别是当下我真正的科普效果还不如霍金,因为霍金的研究时间减少,放在那里可能看懂的人并不多,但是我真的真正的成为一个科普者就是因为一个美国的教育学校。我觉得我距离上跟这种人所达到成绩还差得很远,但是我希望在以后的时间更多的做这种事。发展起来回溯到2005年,一本超群石化让林淼感受到了用文字传播科学的魅力,从此一发不可收拾,显示在自己的某客上的八卦玄论、宇宙学及相关的物理问题,另外博客上的这些文章2013年结集出版,名为玉树越暗越美丽。从此这便成为了物理学家之外,李淼的第二种身份——科普作家。您觉得在这个科普的过程中感觉到我们国家公众的科学素养是不是有些需要提升?用文字传播科学的魅力这件事情说起来就是有很多话要讲,就是中国实际上你会发现中国是在全世界是罕见的强调科学的一个国家,我们什么都讲科学,这个科学治国、科学发展观然后包括我们历史上最科学的这个唯物史观。这种都有人认为历史都有规律,也就是说所有这些东西你会觉得中国是一个非常强调科学的国家。历史都有规律有些想法的话实际上是非常急切的一种想法,就是说要么你就把科学当成一个跳板。就是科学也成为某种迷信了,导致了很多公众认为科学是一种类似中药的一种神圣的东西。他不去质疑,而且别人告诉他什么就是什么,这样就适得其反了,在科学上上变得无知。比如说我举个例子,日本发生大地震,然后福岛事件,福岛那个核电站泄漏了,然后大家都去抢盐,说这个吃盐可以防辐射,那么它是什么原因?就是对科学产生迷信,同时又是无知导致的。那这是一点。第二点的话呢是说其实我都不认为公众都必须懂科学,就像我们用那手机一样,你可以会用,但你不知道这个原理是可以的。但是你要知道,对自然有一个好奇和一种敬畏的态度。敬畏的态度比如像西方,很多西方国家有宗教,大家都认为宗教和科学矛盾,但是其实的话并不是这样。听说现在有一种观念开始流行起来,就是宗教和科学起源是一样的,这样就使得西方国家的一些受教育比较多的人,他同时就是说对科学有一种很敬畏的态度,同时呢他又执意科学和科学是不断的在发展和改变的。我们看到就是近几年随着这个互联网移动的发展,慢慢的有一些科学的议题公众也在进行讨论和争论。这其实是一件好事情,科学的真谛就应该是不断的质疑。无论是说你在某信、某博上看到一些转那种养生的东西,一些很不靠谱的养生的东西也好,还是对转基因的这种两种尖锐的观点也好。当然这里面有很多都是值得我们去肯定的。

是皇

「科学」没有实际应用的科学,值得研究吗?

撰文:Donna Strickland(2018年诺贝尔物理学奖得主)自从宣布我因啁啾脉冲放大(CPA)而获得诺贝尔物理学奖以来,它的实际应用受就到了众多关注。人们想知道这一发现对他们会有什么影响是非常可理解的。但作为一名科学家,我希望社会对基础科学也能同样感兴趣。毕竟,如果没有那些因好奇心驱使的研究,就不可能存在现在的这些应用。更多地了解科学——为科学而科学——是值得支持的。与我共同获得诺贝尔奖的杰哈·莫罗(Gerard Mourou)和我在20世纪80年代中期发展了CPA。这一切都始于他想知道我们是否能将激光的强度加强若干个数量级(或上千倍)。当时他是我在罗切斯特大学的博士生导师。莫罗的建议是对超低能量的超短脉冲光进行拉伸,再放大,然后再压缩它。作为一名研究生,我必须做的是处理好细节。○ CPA可以通过几个步骤来产生。首先,一束激光脉冲会被拉伸,所以它需要更多的时间。这也降低了它的强度。接下来一步是将脉冲放大,使其强度增加,但不会破坏放大器。最后,脉冲再次被压缩,增强了它的强度,使它比放大器所能处理的大得多。除了产生更强的激光束外,这种方法还可以使脉冲变得更短。以彻底改变激光物理学为目标我们当时的目标是为了彻底革新高强度激光物理领域,这是一个基础的科学领域。我们想要通过激光来理解高强度光会如何改变物质,以及在这种相互作用中物质会如何影响光。我用了一年的时间来建造激光器。我们证明了激光的强度确实可以提高若干个数量级。事实上,CPA制造出了有史以来最强的激光脉冲。我们的发现改变了世界对于原子与强光如何相互作用的理解。大约过了十年之后,现在常见的实际用途才终于得以出现。众多的实际应用由于高强度的脉冲很短,所以激光只会对它所作用的区域造成损害。能得到精确、干净的切割,对透明材料来说是理想的结果。在激光眼科手术中,外科医生可以用CPA切割病人的角膜;它也能干净利落地切割我们手机中的玻璃部件。利用我们对高强度激光的理解,科学家正在研究一种用最强的CPA激光来加速质子的方法。希望有一天,这些加速粒子能够帮助外科医生切除他们现在无法切除的脑瘤。未来,CPA激光或许能将太空垃圾推离我们的轨道,进入会让它们燃烧起来的地球大气层,从而避免与那些现役的卫星相撞。在许多情况下,实际应用往往几年甚至几十年地滞后于最初的发现。爱因斯坦在1917年就写下了创造激光的公式;但是直到1960年,西奥多·梅曼才发明了第一台激光器。1938年,伊西多·拉比首次测量了核磁共振;1944年,他才因为自己的研究而获得诺贝尔物理学奖;这项研究导致了核磁共振成像(MRI)的发明,而直到1977年,才第一次出现了对人类患者进行的核磁共振检查。实际应用当然值得我们的关注。但在你了解它们之前,首先需要的是研究人员理解的那些背后的基本问题。基础科学这个词可能会给一些人带来错误的印象,让人们认为它并不会真正影响他们的生活,因为它似乎与任何跟生活相关的东西都相去甚远。更重要的是,“基本”一词在非科学的定义中有“简单”的意思,这削弱了它在基础科学中的重要性。我们必须给予科学家资金和时间,让他们去从事基于好奇心而发展起来的长期基础科学研究。那些对工业或经济没有直接影响的工作是有其价值的。没人能预计,支持一个充满好奇心的人去发现新的事物,可以带来怎样的惊喜。原文标题为“Reflections from a Nobel winner: Scientists need time to make discoveries”,首发于2019年1月13日的The Conversation。中文内容仅供参考,一切内容以英文原版为准。【关于我们】埃尔特教育,致力于为学习型家庭服务,给你更多优质的精彩的内容,让父母和孩子共同学习

孤儿泪

现实生活中,你不得不承认的11个常见行为的科学解释

一个人的行为是复杂的,有时会让人难以理解。其他人的行为往往对我们来说似乎很陌生,我们必须认真的去思考这些行为。比如,为什么我们很想在最不适合的情况下笑呢?撸哥找到了一些具体行为的科学解释,可以帮助你更好地了解自己并理解人。1、在早上,人们更少说谎科学家们得出这样的结论:我们的诚实能力在白天会显著下降。对于更诚实的人来说,情况亦是如此。美国“心理科学协会”的资料表示,我们在一天中大大减少了我们展示自我控制能力以避免作弊或撒谎的能力,这使我们在下午比上午更不诚实。2、身体感觉影响着人的行为人的行为受其身体感觉的影响。根据我们的身体感觉,我们可以感觉更重要或更坚定,更难或更弱。附带的触觉感受影响社会判断和决定。所以,刚度和硬度的感觉会让人变得僵硬。那些坐在硬椅上的人在谈判中会更加坚强。粗糙的表面让人感觉到人与人之间关系的复杂性,它与孤独感密切相关。3、洗手可减少疑虑洗手不仅有助于身体健康,而且有助于纯洁道德。当我们洗手时,我们对错误解决方案的怀疑和内疚被水冲走。在现代世界中尤其如此,毕竟商品、服务、活动和娱乐范围变得太广泛。结果,我们会更难以作出选择,无论如何也会存在疑虑和不满。比如,在商店里买了一件带珍珠纽扣的衬衫,离开后,我们马上找了一件没有这个纽扣且更好看的衬衫。这一切都是一趟洗手间造成的。密歇根大学的心理学家认为,我们的大脑认为洗手是解放的标志,从洁净的石板开始,这会减少对过去错误的焦虑。4、沉默导致尴尬科学家们在实验过程中发现,感到尴尬需要足够4秒的沉默。避免谈话中断的这种愿望源于我们原始的恐惧。我们都想要认识并属于一个社交群体。如果空气中出现沉默,我们对自己的重要性和恐惧感就不安全了,因为我们在社会中的地位可能会动摇。如果有一个生动的交谈,那么我们会感到更安全。但心理学家并不建议你立即填补沉默,相反,最好试着确定为什么会出现沉默:比如某些事情引起了他的不同意见,或者说,你的对话者可能很匆忙。5、大多数人在睡梦中“抽搐”据研究,60-70%的人在睡梦中害怕。一些医生认为,经常发生肌肉抽搐(梦中所谓的痉挛)可能是压力、焦虑、疲劳、夜间喝咖啡或强烈身体活动的结果。另一个假设解释了从清醒到睡眠的自然转变,在此期间,梦境中出现了惊厥,神经混淆了这两种情况。另一种流行的理论是基于进化论的方法:我们睡在树上的原始灵长类动物在入睡时被反射引发,从而避免了它们的下落。为了不让自己在梦中受到惊吓,可以在睡前预留出一些时间,例如散步、冥想或阅读。6、不合适的笑声表示无奈人们常常笑得完全不合时宜。笑声往往与幽默感无关。笑是一种社交情绪,它将人们团结在一起。乐趣可以成为维系关系的一种方式。不恰当的笑声通常表明无助或强烈的紧张。悲剧或葬礼之后的一阵笑声实际上并不代表我们的不敏感,这是一种极端压力的迹象。我们的身体在笑声的帮助下试图缓解紧张情绪。7、人们喜欢精神病患者一般意义上的精神病患者是与社会规范相抵触的人,经常是带有攻击性、无情、冲动的,不知道如何去同情和形成依恋。尽管如此,他们吸引了我们的注意,例如,观看电影的主人公的精神病患者的特点将引起我们的同情和关注。根据其中一个版本,当我们观察精神病患者的反社会行为时,我们似乎也失去了控制,并推动了我们对允许行为的近距离限制。我们喜欢它。根据另一个版本,精神病患者是一种“掠夺者”。它们唤醒了我们的动物本能,回归自然的“我”,而我们没有感到任何危险。你很难辨别出一个迷人的外表之下是否隐藏这一个精神病患者,但这样的人的一个显著特征当然应该提醒:因为没有发展的同情心,他们不会作出回应打哈欠(正常情况下,普通人打哈欠会传染)。8、八卦警告危险有时就像试图从同事或熟人那里讨论某人,尽管这往往是一种耻辱的谈论。事实证明,即使在原始时代,流言在人们的生活中也很重要,并没有受到社会的谴责。最近的研究表明,八卦对叙述者和听众的健康都有积极的影响,并发挥了重要的社会作用,警告人们的危险。科学家说八卦只是获取人们信息的一种特殊方式。他们帮助了解你的朋友是谁,谁是敌人,谁与谁交朋友,谁与谁在竞争。在原始时代,当人们住在小群体中时,了解谁是你的潜在施虐者和对手是很重要的。收到关于个人经验的信息是一项漫长而危险的业务。然而,原始时代早已过去,现在的流言主要是作为人们的娱乐。但在你闲谈你的熟人之前,请把自己置于他的位置。9、用眼睛运动有助于记忆当我们试图记住大量信息时,我们会根据一定的模式用眼睛做出动作。显然,人们会转动他们的眼睛寻求帮助。研究人员已经注意到,在老年人中,试图恢复记忆中的信息的人通常会求助于自己的眼部。记住重要的信息,我们根据记忆时的相同模式移动眼睛,这有助于记忆。诚然,并不是所有的科学家都同意这个理论。根据另一个版本,试图记住一些事情,人们只是远离注意力分散注意力集中在一个重要问题上。无论如何,眼睛运动是有助于集中精力并恢复记忆中的必要信息的。10、人们不愿意更换一卷卫生纸与更换卫生纸相比,我们可以轻松执行更复杂的操作。但是对于这件事我们总是想要推脱。科学家们认为整个观点在于缺乏动力。我们做某件事,是因为我们感兴趣,我们得到快乐,或者我们想要达到某种外部结果。我们要实现一个使命,通常它需要满足三种心理需要:对功劳的认可,获得独立和参与。卫生纸的更换显然没有特别的优点,也不会使我们更加独立。11、模仿造成一种表现关切的欲望年幼的孩子很可爱。事实证明,被婴儿吸引的能力不是偶然地给予我们的,而是处于人类的进化史上。孩子出生完全没有防御能力,需要多年护理和照顾。为了增加注意力,爱心和感情的感受植根于我们大脑的深处。科学家康拉德·洛伦兹介绍了“宝宝计划”的概念,其中包括某些身体标志:大眼睛,丰满的脸颊,不成比例的大脑袋。所有这些迹象都潜意识地唤起了温柔。“宝贝计划”也适用于幼小动物:小猫、小狗。你有没有注意到你或你的朋友有上面提到过的特点?也许你可以讲述关于人类无法解释的其他古怪行为吗?