乏亦不可负所期 京京丨I丶love
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我国相关天体生物学的研究,探究生命在临近空间的生存 【在临近空间探索天体生物,总共分几步?】http://tieba.baidu.com/mo/q/checkurl?url=https%3A%2F%2Fm.iqiyi.com%2Fmp%2FsharePlay.html%3Ftvid%3D3161836960204100&urlrefer=20e40bc5de11159fe22043c54bf8a89b这个视频有大概介绍下 以及目前进展 临近空间天体生物学研究取得进展 探索地外宜居环境和生命信号是天体生物学研究的核心科学问题,也是深空探测的重要科学目标。地球上的一些极端环境是公认的开展天体生物学研究的理想实验区域。海平面之上20~100公里高度的地球临近空间具有高辐射、低气压、低温、干燥等极端环境条件,可在一定程度上类比现代火星的表面环境。探究生命在临近空间的生存和适应机制不仅可以更好地认识地球生命的生存极限,而且有助于理解地外生命可能的生存策略、生命星际传输、行星保护等前沿科学问题。   中国科学院地质与地球物理研究所地球与行星物理院重点实验室研究员林巍/何飞/魏勇与中科院院士潘永信等,联合中科院空天信息创新研究院等,研制出我国首个基于高空气球的临近空间天体生物学综合飞行实验平台CAS-BAP(Chinese Academy of Sciences Balloon-Borne Astrobiology Platform),该平台搭载了自主研制的无温控生物暴露载荷(BIOSEP)、温控生物暴露载荷(TC-BIOSEP)、原位生物收集载荷(BANDS)、紫外光谱仪(UVS)等四类临近空间原位和遥感载荷。自2019年,科研团队在内蒙古乌拉特中旗、青海大柴旦等地区先后实施了4次临近空间飞行实验,在20-35公里高度成功验证了自主研制的各类载荷和飞行平台,在国际上率先实现了在临近空间同时开展生物暴露研究、原位生物收集和原位环境因子观测,为临近空间天体生物学研究提供了平台和技术支撑(图1)。   利用CAS-BAP平台,在建立交叉研究方法的基础上,地球与行星物理院重点实验室地磁场与生物圈演化学科组博士刘佳与合作导师林巍等,联合中科院国家空间科学中心、中国农业大学等,开展了国际上首个趋磁细菌的临近空间飞行实验(平飞高度23公里,图2)。研究发现,合成磁小体(细胞内呈链状排列、Fe3O4成分的纳米级磁性颗粒)的趋磁细菌Magnetospirillum gryphiswaldense MSR-1经过临近空间环境暴露后仍有部分细胞可以存活,而不合成磁小体的菌株经暴露后没有检测到存活细胞。进一步研究显示,临近空间暴露后的存活生物样品与实验室对照组相比,其磁小体的数量、尺寸、磁学性质等均发生不同程度的变化。同时,基于原位测量获得的临近空间紫外辐射数据,在实验室内开展了模拟紫外辐射环境的对比实验。这些研究表明,细胞内的磁小体纳米铁磁性颗粒有助于细菌抵御临近空间的高辐射极端环境,细菌细胞内的生物矿化可成为微生物适应类火星环境的一种策略。   基于高空气球的临近空间天体生物学实验平台具有载荷重量大、发放和回收灵活等特点,可以与基于空间站的空间生命科学研究形成互补,并有望成为未来地外生命探测(如金星大气中生命信号原位探测等)的潜在手段。   近日,相关研究成果分别发表在Nature Astronomy和Science Bulletin上。研究工作得到中科院战略性先导科技专项(A类)“鸿鹄专项”、国家自然科学基金、地质地球所、中科院青年创新促进会等的支持。 来源:中国科学院地质与地球物理研究所 原文链接:https://www.cas.cn/syky/202204/t20220419_4832060.shtml
与外星人交流的最佳语言是... 撰文 | Tom Crawford(牛津大学数学系讲师) 如果我们说的都是同一种语言,会更好吗? 作为一名数学家,我要说的是,我们已经在说一门同样的语言了,这种语言就是数学。人们常把数学称为“宇宙的语言”,这并非没有原因。在任何文化、国家、社会、种族、宗教甚至任何星球上,数学都是通用的。想想看,我们都知道1 + 1 = 2,这是个不存在任何争议的说法,既没有误读,亦没有误解。如果我有一个东西,然后再加上另一个东西,我就有了两个东西。这在整个宇宙里的任何语言中都是一样的。 有人可能会质疑数学是否真的算是一门语言,要回答这个问题,必须仔细思考要如何定义一门语言。 或许说语言是一种沟通的方式?那么数学当然是——它以简单易懂的方式传达着复杂的思想和模式。又或者说语言是词语、文字、符号?数学有数字、运算符(如加减乘除),以及变量:例如x-y图或代数方程。还是说语言是传递信息的一种方式?数学方程可以用极小的空间包含惊人数量的信息。 以毕达哥拉斯定理(勾股定理)为例,哪个更易于理解呢:是 a²+b²=c²,还是“直角三角形的两条直角边长度的平方等于斜边长度的平方”?数学不仅仅是一门语言,我甚至认为它是一种极致的语言。它简单、简明、有效,基于这些原因以及更多其他原因,它或许算得上是地球上被理解得最好的语言。 普遍思想的语言 数学是一门世界性的通用语言,它包含了许多几乎出现在数学的任何一个分支中的通用思想。以π为例,它能告诉你如何找到一个圆的周长(2πr),它也出现在三角函数(sin.π= 0)中。然而,我最喜欢的关于π在数学中无处不在的例子与下面这个加和有关: 1 + 1/4 + 1/9 + 1/16 + 1/25 +… 有数学思维的人会注意到,这些加和的数字是有规律的。每个数都等1除以一个平方数,且平方数随着每一项的增加而增加。1/1² = 1、1/2² = 1/4、1/3² = 1/9等等。如果把这个和一直加下去会得到什么答案?我们加入了越来越多的项,但每个新加入的项都在变得越来越小。而加和的答案是π²/6(用数学本科课程中的数学技术可以证明这一点,但现在先让我们先不要担心细节,只享受它的美丽)。 除了具有真正的普遍性,数学还能帮助我们更好地理解宇宙。你或许也听说过爱因斯坦的广义相对论——一个描述了空间和时间是如何被质量和能量弯曲的理论。 或者你也听说过量子理论——一种物理学家理解存在于原子之间的微小世界的方式 还有你一定听说过的引力——一种把我们拉向地球中心,使我们的星球围绕太阳运行的无形力量。 这些例子代表了我们目前对宇宙的理解和解释中的最基本和最重要的三个思想。他们有什么共同之处?它们都可以用方程——也就是数学来描述。 物理学家要做的是检验这些理论是否成立,但他们要检验的东西是用数学描述的。以牛顿的万有引力定律方程为例,它描述的是两个物体之间的引力取决于两个物体的质量(m₁、m₂),它们之间的距离(r),以及万有引力常量(G)。 因为数学允许牛顿的运动定律以这种方式用一个方程来表达,因此物理学家可以通过实验对此进行测量和检验,看看它是否真的正确。例如,物理学家可以测量两个物体之间的引力强度是否会随着物体质量的减小而减小,或者是否会随着物体之间距离的增大而减小。如果没有方程的清晰表达,物理学家就很难知道究竟要检验什么。
搜寻外星文明,不需挨个探测,只需勘测宜居带就可以? 如果银河系的某个角落存在具备太空探索能力的先进外星文明,它们很可能栖身于银河宜居带。也就是说,如果想在银河系搜寻能够孕育生命的类地行星,我们只需勘测这个宜居带,而不是搜索整个银河系。截至2018年2月1日,科学家共在2794个恒星系统发现3728颗系外行星,其中622个恒星系统有超过一颗以上符合要求的行星且处于银河宜居带。 过去20年,科学家对银河系的演化进行建模,一直尝试揭示复杂生命体的四大先决条件在时空上的分布,即存在一颗母恒星;拥有足够的重元素以形成类地多岩行星;生物进化拥有充足时间;不遭遇能够熄灭生命之火的超新星爆炸或者伽马射线暴。 2018年,在一个大小仅相当于银河系1/400的银河宜居带心脏区域,科学家对开普勒望远镜发现的14颗行星进行扫描,寻找能够证明先进文明存在的科技信号。在开普勒望远镜第一和第二阶段的观测中,科学家仅在银河系就发现总计5118颗候选系外行星,其中2538颗得到证实。截至2018年2月1日,科学家共在2794个恒星系统发现3728颗系外行星,其中622个恒星系统有超过一颗以上符合要求的行星且处于银河宜居带。 银河宜居带的具体边界尚是一个未知数。银河系内侧存在大量金属,但对生命具有危险性,外侧较为安全,但金属贫乏,存在类地行星的可能性较低。宜居带介乎二者之间,太阳系处在宜居带中心附近。我们所处的银河系区域拥有对生命特别有利的环境。此外,我们也处在银河系的一个对生命特别有利的时期。直到50亿年前,除了缺少生命起源所需的金属,恒星诞生和超新星爆炸也形成对生命有害的环境。
地球水起源或与月球形成有关 据美国每日科学网站21日报道,德国科学家首次将地球上水的起源与月球的形成联系起来。他们指出,约44亿年前,伴随着月球的形成,水也来到地球上,而这两者也是生命在地球上繁衍生息的必要条件。 此前,科学家推测,太阳系内曾经还有一颗行星“忒伊亚”(Theia)。44亿年前,“忒伊亚”与地球相撞,形成了现今的月球。科学家一直认为,“忒伊亚”起源于距地球更近的内太阳系。但明斯特大学地球学家现在首次证明,“忒伊亚”起源于外太阳系,它将大量水带到地球。研究结果发表于最新一期《自然·天文学》。 地球在“干燥”的内太阳系内形成,但其上为何会有水呢?研究人员解释称,以前的研究表明,太阳系的结构使“干”“湿”物质分离。“湿”物质指“碳质”陨石,相对富含水,来自外太阳系;而更干燥的“非碳质”陨石来自内太阳系。尽管已经有研究证明,碳质物质很可能将水带到了地球,但这种碳质物质(水)何时以及如何到达地球仍是未解之谜。 现在,科学家们找到了答案。研究主要作者、明斯特行星研究所的格里特·巴德说:“钼同位素使我们能够区分碳质和非碳质物质,因此成为来自内外太阳系物质的‘基因指纹’。” 明斯特团队进行的测量表明,地球的钼同位素介于碳质和非碳质陨石之间,这表明地球上的一些钼源自于外太阳系。而且,他们的最新研究进一步证明,地幔中的大多数钼由“忒伊亚”提供,而由于地幔中的大部分钼来自外太阳系,这意味着,“忒伊亚”本身也来自外太阳系。研究人员称,“忒伊亚”与地球的碰撞提供了充足的钼,足以解释地球上所有水的来源。 研究人员表示,他们第一次将地球上水的起源与月球的形成联系起来。简单地说,没有月球,地球上可能就没有生命。
判断地外生命是否存在,水不是唯一标准,地球也不是唯一样板 人们通常会把一个行星的宜居性和地球联系起来,但是宇宙中是否存在某种既适宜生命繁衍,又和地球截然不同的环境呢? 最近美国国家科学工程医药研究院(NASEM)发表的一份报告建议,NASA应当尝试在那些就传统意义而言不可能存在生命的行星上寻找生命。火星地下湖泊的现身,以及木星和土星卫星存在地下海洋的可能,表明我们应当对各种形态的环境进行研究,而非只对与地球相似的世界感兴趣。生命可能会在任何令人意想不到的地方被发现。 基于近年来的一系列天文学发现和天体生物学进展,在NASA的请求下,NASEM对前者的现行空间探索策略进行了独立而客观的分析。他们的17人委员会由资深科研人员和生物学、天文学、地球科学教授组成。委员会通过一年的合作,梳理了NASA的策略,得出了他们的结论。在最终报告中,委员们提出了一个具体建议:要寻找地外生命存在的迹象,NASA应当在每一次空间任务中,将天体生物学纳入在内,并对所有通常被认为对生命不友好的行星和卫星进行探测。 NASEM主席,多伦多大学地球科学教授Barbara Sherwood Lollar表示,“任务开始之前,天体生物学视角和思路纳入的程度越高,那么任务所获得的各种奇妙发现所能带给我们的帮助就越大。” 天体生物学的研究方向,是以整个宇宙为背景,深入地了解生命现象。到目前为止,我们唯一可以研究的对象,是地球上的生物。以此为基础寻找生命,导致大部分空间任务只把目光放在那些地表拥有液态水的类地行星身上。 人们在太空中寻找生物印记,生物印记是指那些由生物体创造出来的物质、物体或形态。但同时人们也只寻找那些与地球相似的生物印记,比如生态系统创造的特定大气成分、分子和地表形态。 科学家在报告中建议,我们应当对所有这些要素进行认真的反思。当前我们假设所有的生命都诞生在与地球相似的环境中,因此认为这些生命都会留下相似的生物印记。但这是一种呆板的策略,在这种策略的指导下,大批我们不熟悉的生命形态可能会被忽略掉。 “我们应当确保我们的生物印记工具箱有足够普适性,既能够识别那些已知的生命形态,也能够识别未知的生命形态,”Lollar说。 如果生物确实能够存在于那些奇特的环境中,它们创造的生物印记可能是“不可知”的。这种生物印记可能会与我们对地球生命的理解相抵触。想要发现这些独特的信号,NASEM建议应该在寻找生物印记时放宽标准,比如对那些在自然状态下不可能产生的分子对,或与周边环境相悖的奇特化合物加以关注。 与此同时,专家们还建议,NASA应当特别关注一个地方——行星和卫星的地下环境。火星的地下湖,木星和土星卫星可能存在的地下海洋都存在宜居的可能。近年来人们在地球内部发现的多个生态系统,也为他们这一建议提供了强有力的支持。 专家组建议,应当对距离我们较近的火星和太阳系的卫星进行地下探测,以寻找可能存在的生命。但他们认为钻探并不是唯一选项。 “钻探当然非常有意思,”Loller表示。“但是这不是地下探测的唯一要义。地震仪、雷达、在轨扫描等方式,都可以带给我们与地下有关的大量信息。” 而对于遥远的系外行星和系外卫星,专家们建议使用那些能够将主星耀眼的光芒遮挡掉的望远镜附加设备。主星的星光通常会把环绕它们运行的昏暗天体淹没。遮挡掉星光,研究人员就能看得清系外行星或卫星,这样才能寻找它们身上可能存在的生物印记。 专家指出,实现这一构想需要各方的合作,包括和他国、个人以及慈善组织间的合作。将天体生物学的视角纳入到每一个探测任务中,并逐步提升其地位,终将能够增加人类发现地外生命的可能性。
如果银河系有大量先进文明的话,为什么我们还没有看到它们的探测 “如果银河系有大量先进文明的话,为什么我们还没有看到它们的探测器和飞船呢?”著名的费米悖论提出了这样的问题。 的确,宇宙大约有138亿岁,其中可能有超过100万亿亿颗行星。如果地球不是例外,其他文明都去哪儿了?一种解释是:外星文明在发展出星际旅行技术之前就【已经灭绝】了。 天文学家亚当·弗兰克及其同事设计了一个简单的数学模型,用以研究地外文明和行星环境之间的共同演化。简单起见,模型假设了只存在两种能源:一种能源对行星的影响很强(例如化石燃料),另一种的影响很弱(例如太阳能)。模拟的结果指出:当技术文明消耗能源时,也会影响行星的环境,最终损害文明的可持续发展。 一言以蔽之,【气候变化】最终导致了一些文明的【灭绝】。 以下是这个模型提出的3个发展路线: ---------------- ☀发展路线1:【衰退】 文明使用能量时,它的群体数量会迅速增长。文明规模不断扩大,超过了行星的容纳极限。随后,群体数量会大幅降低,一直降到行星和文明都能达到稳定。(好像有点耳熟???) 就这样,文明达到可持续发展,但是代价也很大。而在很多模型中,还没等到稳定状态到来,群体数量就已经消亡了70%。 ☀发展路线2:【软着陆】 在文明增长的同时,行星也在改变。但是它们一起过渡到了新的平衡。文明改变了行星,但是没有触发大规模衰退。 ☀发展路线3:【全面崩溃】 一开始,同“衰退”路线一样,群体数量会先爆发。然而,行星的环境难以应对文明的影响,快速恶化,进而让文明规模也迅速下降,直到灭绝。 如果转而使用弱影响的能源,情况会好转吗?不会。在一些情况中,这个文明会进入类似第1条中的“稳定状态”,再然后,突然崩溃。 ---------------- 所以,有谁能存活下来吗?要回答这个问题,为时尚早。这一模型只是对外星文明进行科学研究的首次尝试。模型还需要更详细的气候物理学,也需要涵盖年轻文明能在母星找到的所有能源。 不过,即使初始模型很简单,我们也已经能够看到文明发展的基本轮廓了,并发现【气候变化】在其中扮演着关键角色。 换句话说,文明影响行星的环境或许在宇宙中很常见。可能,外星文明们没等被我们找到,就先不在了…… 但话又说回来,地球呢? ---------------- 编译来源:The Atlantic, How Do Aliens Solve Climate Change? 作者:Adam Frank 编译:EON 图片来源:NASA / AMES / JPL-CALTECH 译文版权属于果壳网(guokr.com)
丘吉尔论地外生命 温斯顿·丘吉尔是大名鼎鼎的战时领导人、二十世纪最有影响力政治家之一、一位睿智的历史学家和一名雄辩家。同时,对科学技术他也充满热情。他在1940年代早期聘请了Frederick Lindemann,成为第一位聘用科学顾问的首相。他在英国营造的科学友好的环境,促成了战后科技蓬勃发展。 尽管早已熟知这些,去年我还是有了惊喜的发现。当时我在拜访美国密苏里州富尔顿市国立丘吉尔纪念馆,主任Timothy Riley交给我一份丘吉尔的打印稿。在这篇11页的文章《我们在宇宙中是孤独的吗?》中,他富有远见地思索了地外生命探索的问题。 丘吉尔于1939年——当时欧洲正处于战争边缘——写了初稿,可能是写给伦敦周日报纸《世界新闻》。1950年代后期,在出版商Emery Reves位于法国南部的别墅里,他对文章稍做了修改。举例来说,他把标题从“我们在太空中是孤独的吗?”改成了“我们在宇宙中是孤独的吗?”。出版商的妻子Wendy Reves,于1980年代将原稿交给了美国国立丘吉尔纪念馆。 2016年5月走马上任的Riley重新发掘出了这份稿件。据Riley所知,该文章一直为Reves的私人收藏,从未被正式出版或审查。想象一下,作为第一个检视它的学者我有多激动。 以下我梳理了丘吉尔的思路。在今天这个政治家们不懂科学的年代,回忆这样一位深深执着于科学的领导人真的令人动容。 丘吉尔的论述反映出许多现代宇宙生物学的观点。大体上说,他在“哥白尼原则”的框架上提出了自己的想法:宇宙如此之大,几乎无法相信地球上的人类是独一无二的。他首先定义了生命的最重要特征:交配和繁殖的能力。他指出某些病毒可以结晶化而难以归类,所以决定专注讨论“相对高级生命”,也即多细胞生物。 他的第一个论点是“我们已知类型的所有生命都需要水”。丘吉尔指出,身体和细胞大部分由水组成。其他液体无法排除,但“就我们现有知识看来,任何液体都不足以与之相提并论”。液态水的存在仍然引导着我们目前对地外生命的探索,包括火星、土星和木星的卫星以及太阳系外行星。水对地球生命产生必不可少,在宇宙中也普遍存在。这种神奇的万能溶剂能够运输各种化学成分如硅酸盐等进出细胞。 接着丘吉尔定义了如今的“宜居带”概念:恒星附近温度适宜,使得液态水能存在于岩石行星表面的一片狭窄区域。他写道,生命只能存活于“介于冰点和沸点之间温度”的区域。他解释了地球与太阳的距离使其温度保持稳定。丘吉尔还考虑了行星维持大气的能力,并解释道:越热的气体,其中的分子运动越快,越容易逃逸。因此必须有更强的重力将气体长时间约束在行星表面。 综合以上因素,他得出结论:火星和金星是太阳系中除地球外仅有的能栖居生命的地方。他排除了更远的行星(太冷)、水星(正面太热背面太冷)、月球和小行星(重力太弱不足以维持大气)。
【探讨】科学家们正在尝试给外星人“打个电话”   据物理学家组织网27日消息称,在经历了数十年搜寻地外文明毫无结果之后,科学家认为现在是时候尝试先和外星人“打个招呼”了。第一步计划是向我们最近的邻居——比邻星发送讯息,这将是人类第一次将信号强大、不断重复且有明确意义的消息发送至太空。但这一举措引发了巨大争议。   一直以来,“地外文明搜寻计划”(SETI)只是搜寻来自外太空的讯息,并没有尝试送出讯息。而“向地外文明发送讯息计划”(METI),虽然也是搜寻外星高智生物活动的一种,但相比SETI来说更加积极。“向地外文明发送讯息计划”项目组织成立于2015年,其现在决定采取具体行动来扭转等待外星文明呼叫地球的局面。   METI预计在2018年底,使用无线电或激光信号,向围绕半人马座比邻星的一颗岩石行星发去讯息。比邻星距太阳仅4.22光年,是离我们最近的恒星。METI明年将分别在巴黎和圣路易斯主办两个研讨会,以商讨相关内容。它已计划每年筹集100万美元去建造或租赁强大的无线电发射机。   该计划一发布,就在科学家中间激起巨大“水花”。有相当一部分声音认为,如果外星人真的心存敌意,那我们是否想让他们知道我们生活在哪里?换句话说,我们要主动把自己的“坐标”暴露给其他文明吗?   包含著名科学家斯蒂芬·霍金在内的许多学者,都认为我们不应该如此高调的吸引外星人来注意自己。但另一部分人却持赞同意见。SETI研究所高级天文学家塞特·肖斯塔克则很乐于见到向地外文明发送讯息计划的落实。他表示这并不可怕,人类在这一过程中将受益良多,并可能带来真正革命性的发现。
【探讨】关于人类未来的20个科学疑问 原作 Scientific American 编译 左岩 出品 知社学术圈 1. 当地球的寿命结束,人类能够继续生存么? 我认为大规模从地球移民出去的设想是一个很危险的错觉。在太阳系中,没有一个地方能够比甚至珠峰峰顶或者南极点更为适宜人类。我们必须承认这个世界存在这一问题。不过,我推测到下个世纪,将出现由私有团体资助的火星探险生活,之后可能还会拓展在太阳系的其他地方。我们当然应该预祝这些先驱开拓者交上好运,要知道他们是依靠着各种机械技术和生物科技来适应外星环境。在几百年后,他们将演变为新的物种:后人类时代即将开启。超越太阳系的旅行则是后人类的事业,无论那是否需要他们亲力而为。 —Martin Rees, British cosmologist and astrophysicist 2. 我们什么时候,在哪里能够找到地外生命? 如果在火星上存在着大量微生物的话,我估计在20年内将找到类似我们人类形式的生命。如果地外生命和地球上的物种存在较大差异,那么寻找难度将会较大。当然也有可能火星上幸存的微生物比较稀少并且存活位置难以让我们的机械探测器抵达。木星的卫星欧罗巴和土星的卫星泰坦 (土卫六) 也是值得关注的地方。欧罗巴作为一个水的世界,可能会进化出更复杂的生命形式。泰坦大概是太阳系中可能存在生命的最有趣的地方。那里富含有机分子,环境很冷且没有液态水。如果存在生命,那么一定和地球上的物种大为不同。 —Carol E. Cleland, philosophy professor and co-investigator in the Center for Astrobiology at the University of Colorado Boulder 3. 我们能否理解意识的本质? 很多哲学家、神秘主义者等等都认为我们无法最终理解意识或者主观思想的本质。不过没有理论可以支持这样的失败主义论调,我们也有很多理由去期待那一天,在不远的将来,科学将成为一种驯化的,量化的,对于意识和其在宇宙中的位置具有预测性的认知能力。 —Christof Koch, president and CSO at the Allen Institute for Brain Science; member of the Scientific American Board of Advisers 4. 是否会有那么一天,这个世界拥有足够的医疗服务吗? 在过去25年中,全球共同体已在医疗公平性方面取得了长足的进步。不过这些成绩还没有覆盖到世界上那些最偏远的群体。深入热带雨林,那里的人们与世隔绝,没有交通,没有网络,可用的医疗服务最少,护理水平最低,死亡率居全球最高。据世卫组织估计,大概有10亿人因为路途遥远,一辈子都没有见过医疗人员。直接从当地社群招募卫生保健人员可以填补这一缺口。他们甚至可以抗击埃博拉这样的传染病,在医疗机构不得不关门的时候保证基本护理的到位。我所在的机构Last Mile Health利比亚政府合作,在九个行政区的300个社区部署了300多名保健人员。但是我们无法单独完成这一工作。如果全球共同体对全人类医疗保障是重视的,那么必须投资从而保证医疗人员能够抵达那些偏远地区。 —Raj Panjabi, co-founder and chief executive at Last Mile Health and instructor at Harvard Medical School 5 . 脑科学能否改变刑法? 基本来讲,大脑就是一台体现因果律的机器。其功能即根据先行条件,从一个状态转变为另一个状态。刑法与此的关联完全是不存在的。首先,所有的哺乳动物和鸟类都有自我控制的回路,这可以通过强化学习来改变 (做出好的选择会得到奖赏),特别是在社会环境下。刑法涉及的是公共安全与福利。即使我们能够识别那些特殊的回路,比如连环儿童强奸犯,限制他们的自由,因为他们倾向于再犯。是否我们就可以说,“他有那样一个大脑不是他的错,放他回家吧。”这无疑是一种私自执法行为。当这样粗暴的审判替代了已经扎根多年力求公平的刑法系统,事情会变得很糟糕。 —Patricia Churchland, professor of philosophy and neuroscience at the University of California, San Diego
【探讨】为什么提到外星人大家就脑补“小绿人”? 小绿人”这一形象已经成为科幻题材的热门人物了,数十年来,这一形象不断出现在各科幻小说、电影和电视节目中。 但是,我们并未见过真正的外星人,那么“小绿人”这一形象究竟是从何而来呢?为何会如此广为接受呢? “小绿人”的前世今生 来自美国印第安纳州迪堡大学、期刊Science Fiction Studies (SFS)的总编辑Arthur Evans表示,这一修辞或许在科幻小说之前就已出现。 追溯至12世纪,英国有一个名为“伍匹德的绿孩子”(The Green Children of Woolpit)的传说,讲述了两名居住在英国东部伍匹德村庄、有着绿色皮肤的儿童的故事。 根据科幻小说百科全书,“小绿人” 在科幻小说中最早于20世纪40年代,在Harold Lawlor的《Mayaya's Little Green Men》被使用。 在1955年问世的著名科幻小说《Martians, Go Home》中,作者Frederic Brown再次塑造了“小绿人”的外星人形象,但在这个故事中,这些外星人并不侵略和占领地球,而是热衷于无聊讨厌的恶作剧。 “小绿人”的形象也出现在了电视上。1965年,动画片《摩登原始人》(The Flintstones)热播,剧中Great Gazoo一角使得“小绿人”完成荧幕首秀。随后,科幻影视系列《星际迷航》(Star Trek)、1988年的科幻电视剧《神秘博士》(Doctor Who)和动画电影《玩具总动员》(Toy Story)中均出现了“小绿人”外星人形象。 西雅图音乐体验博物馆馆长Brooks Peck认为,“小绿人”之所以一直存在于科幻作品中,是因为它反映了我们自己。 Peck表示,在科幻作品早期,即20世纪20年代至30年代,“小绿人”是骗子,外星人是奇怪的、难以捉摸的怪物。随着时间过去,它们变得更有人情味儿,它们开始反映人性的某些方面,以及人类本身。 Peck认为,在科幻作品中,有一些外星人类型反复出现,这值得我们进行推敲来更好地理解人之所以为人的奥妙。 他解释道:“一些外星人反映了人性的一面,并放大。”有些是热衷恶作剧的闯祸鬼,比如“小绿人”;一些则体现了儿童般的单纯和好奇,诸如电影《E.T.》中的E.T.、《火星叔叔马丁》(My Favorite Martian)中的马丁叔叔、电视剧《默克与明蒂》( Mork & Mindy)中的默克等;还有一些则代表了人性的黑暗面,如系列电影《异性》(Allien)中残忍的变形生物,及《星际迷航》(Star Trek)中的克林贡人等。 Peck提出,科幻世界能够与现实世界紧密或戏剧般不同地进行匹配。但无论外星人角色如何——巨型有触角的怪物、类人时间旅者或“小绿人”,“所有科幻作品都是现实世界的反映,每个关于外星人的故事都是关于我们自己的故事”。
【新闻】FAST望远镜主体完工:群山中的“观天巨眼”  新浪科技讯 2016年7月3日,贵州黔南群山中的FAST望远镜工程大窝凼台址现场,最后一块反射面板缓缓起吊,在完成了二次空中转接并用缆索吊下滑到指定位置后,被顺利安装在索网上。反射面工程也是FAST最后一个设备工程,其顺利完成标志着FAST工程主体工程的完工,将进入测试调试阶段。  FAST真名叫“500米口径球面射电望远镜(Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope, FAST)”,是目前世界第一大单口径射电望远镜,今日完成安装的主动反射面是FAST望远镜的重要组成部分,共有4450块的反射面板单元,总重量超过2000吨,反射面总面积约25万平方米,相当于近30个足球场,其工程量之大由此可见,是我国目前最大的天文工程。   FAST望远镜建成后将超过全球现役最大球面射电望远镜——300米口径的阿雷西博(Arecibo),成为世界上最大口径的射电望远镜,与号称“地面最大的机器”的德国波恩100米望远镜相比,灵敏度提高约10倍;与排在阿波罗登月之前、被评为人类20世纪十大工程之首的美国阿雷西博,其综合性能提高约10倍,将在未来20~30年保持世界一流设备的地位。   理论上,FAST投入使用后,能接收到137亿光年外的电磁信号,接近于宇宙的边缘,除了巡视宇宙中的中性氢,研究宇宙大尺度物理学,以探索宇宙起源和演化,还将观测脉冲星,研究极端状态下的物质结构与物理规律;甚至可以搜索星际通讯信号,开展对地外文明的探索。    1994年就开始的选址工作   1994年4月,FAST项目启动贵州选址工作,开始了为期13年的预研究;直到2007年7月10日, FAST项目正式立项。   原本无比静谧的贵州省平塘县克度镇金科村大窝凼洼地,是专家们先根据卫星遥感影像,对400多个备选洼地从形态特征、水文、地质、气象及电波环境等诸多方面进行初评,然后又通过计算机模拟工程填挖量,从中选出30多个实地考察,最后才选中了不大不小,深度合适,形状很圆,适于施工建设的“大窝凼”。 这个天然洼地附近5公里半径之内没有一个乡镇,25公里半径之内只有一个县城,无线电环境“相当理想”,加上贵州南部喀斯特峰丛洼地的特殊地貌,天坑底部多有暗河和落水洞,FAST望远镜的底部在暗河基础上又修了一公里的引水渠,可以保障雨水向下渗透,不会腐蚀到望远镜。   利用贵州天然的喀斯特洼坑作为台址是FAST工程的三项自主创新之一,但这样有着天然优势的地貌也给项目建设施工带来了很大困难,在70度以上的峭壁上铺设线路,必须用人力开挖,电缆和巨型设备也只能靠人力搬运,在天坑中建筑空间腾挪不开,为此施工人员用人工把几十座钢梁和几十段框架,一点点搬运到恰当的位置。   能动的“天眼”   FAST的天线锅反射面口径500米,基准状态下呈现半径300米的球面,反射面下有精巧的索网结构作为主要支撑结构,这些索网就是反射面“变形”的关键点,FAST索网是世界上跨度最大、精度最高的索网结构,也是世界上第一个采用变位工作方式的索网体系。   反射面索网安装在格构式环形圈梁上,它有2402250个连接节点,在索网上安装464500个反射面单元,节点下方小电机控制着6670根主索组成的网,形成了完整的主动反射面系统,能够实现实时控制下形成300米口径瞬时抛物面的功能。FAST的索网结构随着天体的移动自动变化,把无线电波光聚集到焦点处接收,整个变形过程由激光定位系统校准。   别小看这看似简单的“变形”,它可以让FAST实现天顶角 40°的天空观测天区,相对全球现役最大球面射电望远镜-300米口径的阿雷西博(Arecibo),它的球面不能动只能在20°天顶角的工作极限,限制了观测天区,特别是限制联网观测能力。“天眼”正是通过这个天线锅倾听来自宇宙的声音,巨大的天线锅,将微弱的宇宙电波收集起来,再将收集到的信号汇聚到具有极高灵敏性的接收系统上,还原、转化、分析。   天眼的瞳孔:核心部件馈源舱   FAST在接收来自宇宙的电波方面的出色能力不仅依靠会动的巨大的反射面,还有个灵敏的核心部件——馈源舱。   “天眼”的上空,六条400多米的钢索吊起一个30吨重类似飞碟的馈源舱,内设精密的接收器接收天线锅反射的信号,馈源舱内安装Stewart平台(精调并联机器人),辅助调整馈源舱的姿态角,正式投入使用之后,馈源舱会随着探测的需要沿球面中心轴做上下运动。移动范围达200米。   馈源就是天线,用来接收来自宇宙的无线电波,如果把FAST比作一个天眼,那么馈源舱就相当于是瞳孔,起到一个聚焦的作用。在移动过程中,每一部分的位移都要控制在毫米级,“天眼”才能正常工作。它的定位精度直接决定着整个FAST望远镜系统收集到的无线电波的多少。    FAST 我们到底为什么要建   半个多世纪过去了,所有射电望远镜收集到的能量还不够翻动一页纸。通过这只“天眼”,人类究竟能发现什么?   FAST的工程科学目标非常明确   1) 巡视宇宙中的中性氢,研究宇宙大尺度物理学,以探索宇宙起源和演化;   2) 观测脉冲星,研究极端状态下的物质结构与物理规律;   3) 主导国际低频甚长基线干涉测量网,获得天体超精细结构;   4) 探测星际分子;   5) 搜索可能的星际通讯信号   中国科学院国家天文台FAST工程首席科学家、总工程师南仁东这样描述存在于宇宙深处的各种讯息:“宇宙空间混杂各种辐射,遥远的信号像雷声中的蝉鸣,没有超级灵敏的耳朵,根本就分辨不出来。”而“天眼”恰恰具备这样的非凡本领,哪怕是远在百亿光年外的射电信号,它也有可能捕捉到。   首先,FAST能够发现更多的脉冲星。脉冲星是大质量恒星演化的最终产物,是中子星的一种。中子星具有和太阳相当的质量,但半径只有 10-20千米,为会周期性发射脉冲信号的星体,直径大多为20千米左右,自转极快(自转周期是几秒甚至几个毫秒),是宇宙中旋转冠军。目前我们观测到的约2000颗脉冲星均在银河系内,FAST将对准银河系外去发现更多奇特的脉冲星,期望找到前所未见的脉冲星现象,发现突破性的理论。   FAST还可能观察到早期宇宙的蛛丝马迹——中性氢云团的运动。所谓中性氢,就是宇宙中未聚拢成恒星发光发热的氢原子,是一个质子加一个电子。本 来从远处是看不到氢原子的,但质子和电子就像旋转的星球一样有磁极。如果电子磁极罕见地倒转了,一种波长为21厘米的微弱电磁波就跑了出来。   监测21厘米波,不仅能判断出哪里存在大量的中性氢,还可以用来描绘星系之间的交互作用造成的重力扰动。FAST观测中性氢信号,就能获知星系之间互动的细节,还可能发现早期宇宙中刚刚形成的氢是怎么运动的,从而为宇宙发育史提供线索。类似的道理,FAST还能监听到一些太空有机分子发出的独特电磁波,让我们更精确地描绘出宇宙图景。   至于能否发现外星人传来的信号?FAST能从宇宙的今天看到很远的地方去,有助揭开宇宙起源之谜,甚至是‘地外文明’,宇宙中的生命体或高智商‘外星人’若存在,他们的产生、遗留之信息,若存在于浩瀚天宇中,有可能会被FAST探测并接收到。(综合新华社、科技日报等报道)(郭祎)
【新闻】霍金领衔俄富翁出钱 十年百星系搜寻外星生命 人民网7月21日讯 据BBC报道,英国天文学家霍金20日启动外星生命搜寻项目,并誓言要找到答案。该行动将通过扫描宇宙的方式进行搜寻,历时十年,并将耗费一亿美金。 这个名为“突破聆听”(The Breakthrough Listen) 的项目,将由俄罗斯硅谷企业家尤里-米尔纳全额出资。此次的地外智慧生命搜寻行动,也将是人类史上最权威、最全面和最深入的科学搜索,旨在发现任何地外生命的迹象。此次搜寻将通过无线电和光学技术,在包括整个银河系及其附近一百个星系的范围内进行搜索。 霍金在伦敦皇家科学学会的启动仪式上说:“在无限的茫茫宇宙中,一定存在着其它形式的生命。”他说:“在宇宙的某一个地方,或许外星生命会正盯着我们看呢。”他说:“不管最终地外智慧生命到底存在还是不存在,现在该有人正式投入进来,找到答案,去寻找地外生命。这个问题,我们必须要弄个明白。” 这个项目将动用部分目前世界上最大的望远镜,更远地深入宇宙中去捕捉任何无线电波和激光信号。该项目将与一个名叫“突破信息”(Breakthrough Message)的项目合作,这个项目通过国际间的竞赛,创造出能代表人类的数字信息。但目前没有任何一家机构愿意把这些数字信息发向宇宙。这个项目也引发了有关人类是否应该向外太空发送任何信息的争论。(老任)
【新闻】人类扫描了10万个星系,还没有发现外星超级文明 1964年,物理学家尼古拉·卡尔达肖夫(Nikolai Kardashev)提出了一种衡量外星文明先进程度的标准。按照卡尔达肖夫指数,K1级文明是能够利用所在行星所有能源的文明,K2级是能够利用所在恒星所有能源的文明,K3级则是能够利用所在星系所有能源的文明。人类目前暂时处于K0.7级左右。 理论上讲,K3级文明在中红外波段应该具有极高的亮度。在2015年4月15日《天体物理学期刊》上发表的论文中,宾州州立大学的研究者分析了NASA广域红外线巡天探测卫星(WISE)的数据,研究了其中的大约100000个星系,没有发现K3级的迹象。看起来,外星人不喜欢建立泛银河系帝国(或者他们的帝国非常绿色环保节能)。 话虽如此,其中的确有50个左右的星系显示出的红外光谱数据,和利用了所在星系50%能量的文明相一致…… 所以K3都到哪儿去了?1975年,天文学家迈克尔·哈特(Michael H. Hart)悲观地认为,我们没有找到外星生命是因为人类在宇宙中就是孤独的,并指出以宇宙时间尺度,外星文明占领整个星系应该是一瞬间的事情。这项研究看起来支持了这个悲观的结论——但也有可能是出于某些原因,外星文明不会使用整个银河系的能量。研究者接下来将进一步向K2.9和K2.8逼近——也即探索利用了10%和1%能量的文明。(编辑:Ent) 参考文献 Roger L. Griffith et al. The Ĝ Infrared Search for Extraterrestrial Civilizations with Large Energy Supplies. III. The Reddest Extended Sources in WISE. The Astrophysical Journal Supplement Series, Volume 217 Number 2 转自果壳
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