小红猪小分队
“红猪”,著名ID,松鼠会头牌翻译一枚。我们要争当小红猪,将鬼子的秘密文件毫不怜惜地窃取,并将破译事业进行到底。“当你看到我们的时候,我和我们的译文在网上;当你看不到我们的时候,我和我们的译文在路上。”

抢稿小红猪

类归于: 小红猪抢稿, 活动小红猪小分队 发表于 2010-09-02 9:30

抢稿之前的必读规则,请继续关注小红花制度!(有同学提出小红花制度没有说清楚规则,已经更新过了。请大家继续监督,多提意见!)
本周小红猪:《都是量子力学干的?》
请到以下英文全文抢稿贴后留言抢稿(手头有未完成翻译稿件者不得重复抢稿):
照例重复下通知:为了爱护认真负责的校对们,烦请各位翻译的同学在交译稿的时候最好是一段英文一段中文的格式~~
本周原文:《关于达尔文的十宗谜》这篇有些长,虽然上周有同学给我们反馈过长文翻译方式是否可以改革,但是这篇因为小标题比较明确,所以还是由两位同学合翻吧。另有资讯一篇,抢稿的同学注意资讯类时限是一周哦~《美国地区法院裁决暂停干细胞研究》

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[小红猪]都是量子力学干的?(三合一)

类归于: 小红猪, 物理小红猪小分队 发表于 2010-09-01 17:43

翻译:myansiel     校对:fwjmath     小红花四朵
1、 光合作用是量子力学干的
西恩·拜坦
原文

科学家在光合作用中发现了量子力学的踪迹

生活在海洋中的隐藻(红胞藻属)
图片来源:多伦多大学
多伦多大学的一个化学家研究团队发现,海藻的光合作用是通过量子力学来实现的。对新兴的量子生物学领域来说,这是一大贡献。
“想到自然界可能在利用量子力学十分令人激动,同时也发人深思。”化学教授格雷格·斯科尔斯说,他是本周《自然》刊出的一项全新研究的第一作者。“我们最近的实验显示,生物系统在常态下工作时,有能力利用量子力学来优化像光合作用这样对生命关系重大的过程。”
在光合作用中,一种被称作捕光色素复合体的特殊蛋白将太阳光收集起来,并将其中包含的能量传输到另外一些作为反应中心的蛋白里——后者乃是大自然所特有的“太阳能电池”。 斯科尔斯和同事们从两种不同种类的海藻中分离出捕光色素复合体,并在它们正常生活的温度条件下使用一种精密激光实验方法——二维电子光谱术——来研究它们的作用方式。
“为了模拟它们吸收阳光时的情形,我们用飞秒激光脉冲来激发这些蛋白,”斯科尔斯说明道,“这样我们就能用计时器来监测后续反应,包括被困于蛋白中的特定分子之间的能量流动。我们惊讶地发现,在这样的能量流动中,牵涉到长时间存在的量子状态。结果表明,吸收的太阳光能同时驻留在两个地方——这是一种量子叠加态,或称为量子相干,而这样的状态正处于量子力学的核心。
“这项以及最近的一些发现,它们主要在以下几个方面吸引了研究者的注意” 斯科尔斯说。“首先,这说明在这复杂的生物系统中,即使在常温下,量子力学的概率性法则也有可能盖过经典力学。由此,能量能够同时在天线蛋白中的多条不同路径中流动——这是一种违背我们直觉的方式。从中可以想到一些潜在的奇妙问题,比如,用量子力学方式收集阳光会不会给这些生物体带来了进化优势呢?也许藻类“知道”量子力学比我们人类要早了20亿年。”
相关论文:此发现发表于2月4日出版的《自然》,题目为“Coherently wired light-harvesting in photosynthetic marine algae at ambient temperature”。
多伦多大学提供
1、 DNA是量子力学维持的

原文
是量子纠缠把DNA缠起来的——物理学家如是说
一个新的理论模型表明,量子纠缠防止了生命分子的破裂。
在不算很久以前,曾经有那么一个时候,生物学家赌咒发誓说量子力学在有关生命的热乎乎、潮兮兮的世界里玩不了什么把戏。
从那时到现在,量子生物学这门学科已经成为科学中最令人激动的新领域之一。现在看来,量子效应在一系列生物学过程中都处于核心地位,比如上面提到的光合作用,还有下面提到的动物认路。
现在一群物理学家声称,生物学家们可能做梦都想不到量子力学的那些诡异法则在生物体中的重要性。他们的新观点是:DNA就是由量子纠缠来维持的。
这个想法值得摊开来说清楚点儿。“纠缠”是一种诡异的量子过程,其中一个单独的波函数被用来描述两个不同的对象。这种情况下,这两个对象不管相距多远,它们的存在都是同一的。
新加坡国立大学的伊丽莎白·里佩尔及其同事提出了一个问题:量子纠缠在DNA中有什么作用?为了得到答案,他们设计了一个DNA的简化理论模型,其中每个核苷酸都包括一个带正电的中央核和围绕着中央核的一团电子云。这团带负电的电子云可以相对中央核移动,形成一个电偶极子。当两个核苷酸之间形成碱基对连接时,它们的电子云必须向相反的方向运动,以保证结构的稳定性。
里佩尔和同事们想知道,当碱基对叠成双螺旋时,这些振动——物理学家称之为声子——会出现什么现象?
声子(振动量子)是一种量子物体,它们以量子叠加态的形式存在,并且能像其他量子物体那样进行纠缠。
里佩尔和同事们首先从螺旋不受外界热量影响时的情况开始考虑。“很明显,耦合谐振子的链在绝对零度时出现了纠缠现象,”他们说。随后他们继续揭示出,量子纠缠在室温下也是存在的。
声子的波长和DNA双螺旋的大小相似,这可能使得驻波——一种称为声子囚禁的现象——得以形成。在这种条件下,声子无法轻易逃脱。以前曾经发现声子囚禁会引起类似大小的硅结构出现问题。
如果这对于螺旋结构没有整体性影响的话就不算什么了,但里佩尔和同事们建立的模型显示,它的影响很大!尽管一个碱基对中的两个核苷酸向相反方向振荡产生了一种量子叠加态,导致对螺旋结构总的影响相互抵消,但在一个纯粹的经典模型中,这是不可能发生的,这样的话螺旋结构的震荡就会使其本身断裂开来。
因此在这种情况下,这些量子效应使得DNA能够维持它的结构。
当然,问题在于如何证明这一点。他们提出了一条证据:用纯经典方法分析的话,DNA保持自身完整所需要的能量是不合情理的,他们的量子模型却不存在这个问题。这很有趣,不过他们必须要获得一些实验证据,才能让生物学家们接受自己的观点。
他们在论文末尾提出了一个令人心动的建议:量子纠缠可能会对读取DNA链信息的方式造成影响,可以利用这点来设计实验。至于如何着手,他们并未给出答案。
还有许多谜团在其中,不过这项研究仍然很有前途。
三、动物认路也是量子力学干的
丽莎· 泽加
原文
物理学家研究了量子纠缠在动物磁罗盘中的作用
物理学家已经发现,利用特定分子感知磁场的能力可能有量子纠缠的功劳,但要在具有化学罗盘的动物(如奶牛等)体内的磁场感受器中找到具体的分子还需要进一步的工作。

图片来源:丹尼尔·施温
许多动物都具有一种磁感应能力,它们可以靠这个来认路。这种称为磁感知的磁场探测能力在许多动物中都有发现,比如鸟、海龟、鲨鱼、龙虾、奶牛、真菌、细菌……然而,科学家们并不完全清楚这种能力的机理。在一项新的研究中,物理学家研究了量子纠缠在动物磁罗盘中的作用,并指出量子技术可以用来提高或降低动物的化学罗盘精确度,从而控制其它生物学功能。
“我认为我们的工作清楚地表明,量子纠缠作为一种真正的量子效应,并不只在孤立和受到高度控制的实验条件下才起作用。”汉斯·布里格尔对PhysOrg.com的记者这样说道。他是因斯布鲁克大学的一位理论物理学教授。“它也可能在生物学相关的系统中存在并起作用,尤其是在化学罗盘中,我们描述了一种从原则上用实验方法研究这个问题的途径。”
在他们最近发表在《物理学评论》的一项研究中,布里格尔及其合作者蔡建明(Jianming Cai)、吉安·贾科莫·古尔利奇阐述了磁感知的两个主要假说。其中之一称作“自由基对机制”,此机制认为动物眼睛内的磁感受器被光子激活时产生一对自由基,每个自由基都有一个不成对电子,这两个电子的自旋是相关的。自由基之间的相互作用和环绕着它们的弱磁场可以引起不同形式的自旋关联,使得动物能够“看到”磁场。
因斯布鲁克的研究人员们想要确定的一件事是自由基对中的电子是否需要量子纠缠才能起作用,还是说经典关联就已经能够令罗盘具有足够的敏感度。经过计算,他们发现结果很大程度上是取决于自由基对的寿命:对于存在时间很短的分子,比如最近用在自旋化学实验中的一种分子,量子纠缠的特征很显著;另一方面,对于存在时间较长的分子,比如欧洲知更鸟中被认为引起磁感知的分子,量子纠缠所扮演的的角色似乎并不重要。
由于科学家们并不能完全确定在不同动物的化学罗盘中哪些分子在自由基对机制中起作用,动物是否使用量子纠缠来探测磁场就成了一个悬而未决的问题。然而,物理学家们提出,可以进行特定的实验来缩小动物磁感知候选分子的范围。比如,在围绕动物的磁场上加上与其平行、垂直或成一定角度的pi脉冲,研究人员就能观测到量子的控制方式如何影响动物的方向感。物理学家们强调,必须对量子控制的脉冲对生物组织的影响进行更多的研究之后,才能进行比较安全的实验。
相关论文: Jianming Cai, Gian Giacomo Guerreschi, and Hans J. Briegel.
“Quantum Control and Entanglement in a Chemical Compass.”Physical Review Letters
104, 220502 (2010).

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[小红猪]围棋:需要更深的蓝

类归于: 小红猪, 计算机科学小红猪小分队 发表于 2010-08-11 18:26

原文地址
译者:摩耶   校对:fwjmath
电影《美丽心灵》稍前部分的一幕中,数学家约翰•纳什坐在普林斯顿大学的一个庭院里,正弯腰对着一个布满了黑和白的鹅卵石状棋子的棋盘思索。他在玩的是个名叫围棋的古老亚洲游戏。约翰先生本人就是因挑战这个游戏失败而开始了对博弈论中的数学的研究,最后获得了诺贝尔奖。
近几年,电脑专家们,尤其是专攻人工智能方面的专家们也感受到了这样的奇妙——包括这种沮丧感。
从前为其它的棋类游戏做电脑程序是相对容易的。就连国际象棋都已经被处理器的计算能力所征服了。五年前,一个名叫“深蓝”的电脑在国际象棋比赛中彻底击败了世界冠军加里•卡斯帕罗夫。这是由于国际象棋虽然复杂,但仍然可以被简化为蛮力计算来处理。
但是围棋不同,表面上看电脑和人类玩家都很容易学会,但实际上这个游戏具有的深度和复杂度使得一个人需要花费好多年才能成为高手。到现在为止,还没有一台电脑能在这方面超越人类的业余棋手。
这个游戏是在一块横竖方向上各有19条等距分布的线组成的网格上玩的。对弈者每次轮流在网格的交叉点上放一个黑色或白色的棋子。目标是用棋子围绕在格点周围来占领并保护领地。
研究围棋的程序员们认为它比国际象棋更能反映人类心灵那难以言喻的一面。对计算机编程,使其能模拟这个过程,这个挑战直插人工智能的核心问题,包括对学习与决策的研究,战略思想,知识表示,模式识别,还有可能是其中最有趣的一个—直觉。
人工智能先驱,斯坦福的名誉教授约翰•麦卡锡博士说:“有时一个优秀的围棋玩家走出一步棋,别的棋手都说这是一步妙着,但却不能解释为什么,甚至连自己怎么知道的都说不清。
科技公司“应用智能”的董事长,电脑设计师丹尼•希利斯博士认为围棋所具有的深度正适合用来做那种在详细了解一个例子的基础上进行的科学研究。他说:“我们要研究的是像遗传学中的果蝇那样具有代表性的东西。国际象棋是研究逻辑的“果蝇”,围棋却是研究直觉的“果蝇”。“
除了直觉外,模式识别也是这个游戏的重要部分。计算机在捣弄数字方面很在行,而人类则是天生就会匹配模式。即使从背后看去,人类也能一眼就认出相识的人。“每本围棋的教材里都写满了对各种各样的布局模式的建议” 麦卡锡博士说。
斯坦福大学的数学教授丹尼尔•邦普博士,利用闲暇时间做了一个叫GNU围棋的程序。“瞄一眼国际象棋的棋局,你就可以知道有没有什么大问题。”他说。但在围棋中的每个判断,都需要棋手学会将他们的模式匹配能力与逻辑,还有多年对弈的经验结合起来。
邦普博士说:“如果你去看高手们的比赛就会发现,有的棋手会走出一些看似很一般的棋,但到了最后却占据领先。而其他的棋手妙着连连。“”
我们可以从计算机围棋程序的性能看出围棋的难度。加州圣何塞的芯片设计师兼程序员大卫•福特兰说,近五年内这方面虽然取得了一定的进步,但却没有大的突破。他设计的“多面围棋”是少有的几个商业围棋游戏程序之一。
福特兰先生设计的这个程序在上个周末打败了14个其它的围棋程序—包括几个来自日本的,成为了加拿大埃德蒙顿一场锦标赛的最后胜利者。可即使是这样的一个程序,大部分水平不错的棋手也能轻易打败它。
围棋的挑战性部分来自处理速度。一个典型的国际象棋程序每秒可以衡量30万个棋盘布局,而“深蓝”的速度甚至是每秒2亿个棋盘布局。但据SmartGo的作者安德斯•基鲁尔夫的说法,大部分围棋程序在中盘的时候每秒只能衡量几十个棋盘布局。)
伦敦的计算机科学家迈克尔•里斯告诉我们,对于国际象棋,平均每人每步棋有25到35种走法。而对于围棋,这个数字达到240之多。所以一个下围棋的计算机要想达到“深蓝”在国际象棋上3秒钟思考的深度需要运行3万年之久。
如果欠缺的只是计算机的处理能力,那么解决方案的到来也只是时间问题,因为计算机的速度已经越来越快。但是面临的困难其实不止这一个。围棋程序不仅无法快速衡量棋盘布局,甚至连计算准确率都无法保证。
虽然如此,计算机围棋的难度越大,它的吸引力也就越大,这鼓励越来越多的程序员去研究人工智能的基础。研究生写出了不少与此相关的论文,世界各地不少的研究人员也向它投入了大量乃至全部的关注。
围棋游戏吸引了各行各业的人们。比如广州的退休化学教授陈志行,他编写的围棋程序《手谈》在电脑围棋领域占据优势数年之长。研究数论的邦普博士,现已50岁的他下围棋已有35年,四年前为了编写围棋软件他还自学了C语言。《围棋的面面观》的设计者福特兰先生现年44岁,已经在电脑围棋领域工作了20年了。他同时还是Ubicom的首席技术官,这是一间位于硅谷的小型半导体公司。
他们全都是非常厉害的棋手。但即使是编写一个较弱的围棋程序,也都需要一位围棋高手的支持。例如,福特兰先生编写过西洋跳棋、黑白棋和国际象棋的程序。它们的算法都非常相似,编写出一个相对比较强的程序并非难事。每个程序都花了他一两年的时间来完成。“但当我开始编写围棋程序时,”他说,“整个过程似乎无穷无尽。
福特兰先生说,在他刚开始玩围棋时,做的这个程序还特别弱。“因为我对这个游戏的了解还不深,所以其实写的很多东西都是不对的。”“
然而即使在他的技术进步之后,将其转化为程序仍然不是件简单的事。“当你观察布局时,意识会以某种方式流动,”邦普博士说,“或许你可以看出10种变化,但你也很难了解你意识深处的活动。即使是高手也很难做到这点。”
“我们认为我们已经很了解人类的基本行动规律了。” 邦普博士说,“早上我们起床,然后做早餐,如果你让一台电脑去做这些,很快你就会发现,对你来说十分简单的事情,对电脑来说却困难得令人惊讶。”
围棋也一样。“当你考虑各种可能性时,你的潜意识就在不断剪去无用的变化,”他说。“我们说不清楚这需要多少意识活动,但对于一个棋盘布局,可能我只需要关注10种变化,而计算机却需要查看成千上万个潜在布局才能得出结论,这个结论甚至可能是错误的。”
编写了Go4++的里斯博士也认同Dr. Bump的看法,Go4++曾经是一次比赛的冠军,上个周末的决赛中又获得了第二名。里斯博士是神经网络的专家。他认为,人类判断围棋局势的能力与辨认图像中物体的能力是类通的。他说以上这两件事对于一台电脑来说都相当难。
正因如此,福特兰先生说:“相比起国际象棋,编写一个强大的围棋程序可以更好地让我们明白如何让电脑像人一样思考。”
把全部时间放在研究围棋上的里斯博士说,他无法想象把时间花在别的事情上。“从根本上讲,这是个有趣而基础的问题,有着合适的难度。”他说:“如果它太容易,肯定早就被解决了。如果它太难,人们又会在沮丧中放弃它。”
福特兰说:“我想,长远来说,编写出优秀的围棋程序的唯一方法就是让它从自己的错误得到进步,这是典型的人工智能,而且现在还没人知道怎么实现。”现在只有一些电脑程序拥有一部分这种学习能力。
例如福特兰先生的程序,它在下棋时会引用一个包含围棋高手对局的数据库,而里斯博士的程序则会使用一个学习系统来判断走法。
里斯博士说他想创造一个可以分析专业选手的棋局并学习的程序。但想实现这个想法需要很多的精力。这会剥夺他改进现有的程序的时间。
看来,想在近期内创造出一个可以打败人类围棋高手的电脑是不可能的了,里斯博士说。“但我们可能可以取得相当的进步,这个问题仍会引起人们的兴趣。”他说:“我想,在以后相当长的一段时间内,它仍会是一个有趣的问题,引起人们的讨论。”
几个电脑围棋程序
如果你想尝试电脑围棋,可以去试试以下程序:
THE MANY FACES OF GO: www.smart-games.com
(只能在Windows上运行,包括一个免费的9×9版本)
GO4++: www.reiss.demon.co.uk/webgo/compgo.htm
(只能在Windows上运行)
HANDTALK: www.yutopian.com/go/
(只能在Windows上运行)
SMARTGO: www.smartgo.com/download.htm
(能在Windows和Macintosh上运行)
GNU GO: www.gnu.org/software/gnugo/gnugo.html
(能在Windows, Linux, 和Mac OS X上运行)
AIGO: www001.upp.so-net.ne.jp/iizuka/#contents-1
(能在Palm OS 3.0或更新版本上运行)
在线游戏
在线围棋游戏服务器:panda-igs.joyjoy.net/English/IGSsgc.html
“无名”围棋服务器:nngs.cosmic.org
照片:此角落处—围棋电脑程序们在加拿大阿尔伯塔省埃德蒙顿市的一场比赛中竞技。没有一个程序能下过一位经验丰富的人类选手。(伊恩杰克逊纽约时报报道)(pg. G1);
新选手—大卫•福特兰(上排中部)和丹尼尔邦普(上排左边)在观看他们设计的程序的比赛。对于邦普博士来说,做这个程序的难点在于分析人类在没有意识参与的情况下作出的决策。(照片由纽约时报伊恩杰克逊拍摄);
在这个针对初学者的棋局中,白棋为了应对黑棋的进攻而选择围绕黑棋并拿走一号黑棋,但之后黑棋很快拿走了对方3颗棋子。(英国围棋协会)(pg. G5)

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[小红猪]人类文明,进化的发动机

类归于: 小红猪, 生物小红猪小分队 发表于 2010-08-04 22:22

诸如一些可以赋予人体乳糖耐受能力,从而使更多的后代得以繁衍的基因,在肯尼亚的游牧文明的人群中可以被检测到。
By NICHOLAS WADE
翻译 violla
原文:http://songshuhui.net/archives/35174.html
和其他许多的物种一样,人类种群也是被诸如饥荒、瘟疫和气候等通常意义上的自然选择所塑造的。现在,一种新的进化推动力开始进入人们的视野。而这种动力具有惊人的后果——在过去的大约两万年间,人类无意中塑造了自己的进化轨迹。
这动力就是人类文明,它在广义上包括所有后天习得的行为,例如科学技术。而这些人类活动(能够推动自身进化的)的证据让人格外惊讶,因为长久以来,文明一直是被认为起到相反作用的。因为衣服和住所可以抵御寒冷,农耕可以创造盈余、消灭饥荒,所以生物学家曾将人类文明视为将人类与自然选择压力隔开的保护伞。
正因为文明能起到这样的缓冲作用,所以人们曾经认为,从远古时候起,它就减缓甚至暂停了人类进化的进程。而现在,许多生物学家正从不同的角度来看待(在人类进化过程中)文明所扮演的角色。
尽管文明保护人类不受其他其他选择压力的作用,但其自身似乎也是一股推动自然选择的强劲动力。人类从基因上适应了由文明导致的持续的变化,比如新的食谱。而这一相互作用比其他的选择压力起效更快,“这让一些业内人士争论说基因-文明的协同进化可能才是人类进化的主要模式。”凯文·拉兰德(Kevin N. Laland)和同事们在新一期的《自然·综述·遗传学》杂志上如此写道。拉兰德博士是一位来自苏格兰圣安德鲁斯大学的进化生物学家。
基因和文明协同进化的想法早在几十年前就已经形成,而直到最近这一想法才得到越来越多的支持。加州大学洛杉矶分校的罗伯特·博伊德(Robert Boyd)和加州大学戴维斯分校的彼得·理查森(Peter J. Richerson)是这一学说的两位主要推动者,两人多年以来一直赞成人类是被基因和文明的协同作用所塑造的。“我们倒也没受过什么鄙视,就是一直被忽视,而在最近几年我们的文章越来越多地被其他的科学家所引用。”博伊德博士说。
在许多北欧人群中发现的乳糖耐受性,是目前博伊德和理查森博士所能够找到的支持“文明是一种选择动力”的最佳证据。大多数人在断奶之后,体内消化乳汁中乳糖的基因就很快停止表达,而在北欧人中——6000年前发源于此地的某个远古养牛文明的后代——这个基因一直到成年都是持续表达的。
目前,乳糖耐受被广泛接受为文化实践(饮用原奶)导致人类基因组的进化改变的一个实例。据科学家推测,很可能是因为某些成人能够消化吸收乳糖,从而可以从牛奶中获得更多的营养;这一巨大的优势让这些人能够留下更多的后代,从而使这一基因的改变逐渐在种群中占到压倒性的优势。
而之后的种种事实证明,(在人类进化过程中)这一基因-文明的协同作用并不罕见。在最近几年中,生物学家在整个人类基因组中搜寻具有受到选择压力特点的人类基因。这一特点的形成是由于拥有某一基因的某个版本的个体比拥有别的版本的个体留下了更多后代。(译注:这同一基因的几种版本就是遗传学上的等位基因,它们是位于一对同源染色体的相同位置上控制某一性状的不同形态,不同的等位基因产生例如发色或血型等遗传特征的变化。)从这一搜索的结果来看占整个人类基因组10%——约有2000个基因——表现出受到选择压力的特点。
在德国莱比锡的马克斯-普朗克进化人类学研究所的遗传学家马克·斯冬金(Mark Stoneking)看来,从进化上讲,这些选择压力都是非常新近的事儿,大约追溯到一两万年以前。从基因组搜索中找到的基因种类,生物学家们可以推测出这些选择发生的原因。在构成人类基因组的两万多个基因中,大部分的功能还不为人知,但是根据它们所编码蛋白的物理结构,可以将它们按照可能的功能归为几大类。
按照这个标准,很多受到选择压力的基因似乎是应对常规压力的。一些参与免疫系统的运行,估计是由于能够提供的针对疾病的保护作用而变得更普遍。而在欧洲人和亚洲人中导致淡色皮肤的基因大概是应对地理和气候因素的。
然而,其他的基因却似乎是由于文明的变迁而受到(选择)青睐的。其中包括许多参与食谱和代谢相关的基因,这很可能反映了从一万年前开始的从采集到农耕的大变迁。
淀粉酶是在唾液中存在用以分解淀粉的酶。与渔猎社会相比,农耕社会的人群食用更多淀粉,因而后者基因中淀粉酶的拷贝数目也比前者要多。除了欧洲人,在三个非洲游牧社会群中也发现了基因改变导致乳糖耐受的现象。而这四个例子中的每一个都是由不同的基因突变导致的,但是(由不同突变)导致的结果是一样的——都使消化乳糖基因的表达在断奶之后不被关闭掉。
许多控制嗅觉和味觉的基因也表现出受到了选择压力,这也许反映了人们的生存方式从游牧到定居的变迁所导致的食材的变化。另一组受到选择压力的是影响骨骼发育的基因。这也许反映了骨重量的降低,它似乎是伴随着人类的定居生活而发生的,时间始于1万5千年前。
影响脑功能的基因是第三类受到选择压力的基因。这些基因的功能还未知,但拉兰德博士认为,它们可能在人们从最多由几百人的采集-狩猎小部落发展到由几千居民组成的村庄和城镇时,对社会的转型所做的应答。他说:“很可能这些改变是对(人群)聚集的应答反应,从而适应在更大的集体中生存。”。
尽管基因组范围的扫描确实表明许多人类基因的形成是由文化推动的,但是对选择的检测纯粹是统计学上的,基于测定某种基因是否变得更普遍。要证明某个基因确实受到了选择,生物学家还需要进行其他的检测,例如,比较被选择的基因型和没被选择的基因型的表型有何不同。(译注:上面基因型是指不同的等位基因,而对表型的比较是根据上下文推测出来的,因为单纯比较等位基因的DNA序列对支持这个选择学说是没有意义的。如果按照作者的写法直译,势必让人理解错误。)
斯冬金博士和其同事对在统计学测试中得到高分的三个基因做了这样的检测。他们检测的基因之一,叫做EDAR基因,已知它会参与毛发生长的调控。EDAR基因的一个变体形式在东亚人和土著美洲人中十分普遍,它可能是为什么这些种群有比欧洲人或非洲人更浓密的毛发的原因。(译注:十分不同意,原文如此,但根据下文作者指的应该是西伯利亚的东北亚人群。)
但是,为何EDAR基因的这个变体形式会受到偏爱的原因仍旧不明。也许浓密的毛发本身就是个优势,有利于在西伯利亚的气候里保存热量。或许这个特点是由于性选择而变得普遍的,因为人们可能觉有这样的特点的配偶很吸引人。
第三种可能是该基因通过激活一个基因调控子而起作用,而这个调控子能够控制免疫系统以及毛发生长。所以,这个基因之所以被选择,可能是因为它赋予了身体对抗一些疾病的保护功能,而浓密毛发的风靡只是一个副作用。抑或,以上三种因素都起到了作用。“这是我们最了解的例子,但我们仍旧有许多不知道的。” 斯冬金博士说。
EDAR基因的例子表明,生物学家在解释由全基因组扫描而得来的选择信号时需要相当谨慎。但它也同时表明,选择信号有可能披露一些发生在史前的大事件,这些事件的发生,伴随着现代人类逐渐迁出祖先在非洲东北的老家,然后散布到世界各地,并适应新环境的过程。“这是我们的终极目标,” 斯冬金博士说,“我从人类学的视角出发,我们想知道到底发生了什么。”
对古代人类而言,文明的变迁是非常缓慢的。出现于250万年前奥尔德沃文明(译注:东非旧石器时代的文明之一,以简单的石制砍砸器、刮削器为特征),其石质工具的样式在100多万年间没有改变。其后出现的阿舍利文明(欧洲旧石器时代早期),其石质工具的样式又持续了150万年。但是在最近的5万年间,在行为学上的现代人类之中,文明变迁的节奏变得快多了。这就提出了这样的可能性:从较近的过去开始,在文明迅速变迁的冲击下,人类的进化可能提速了。
一些生物学家认为这是可能的,尽管仍需要证据。通过全基因组的扫描来检测选择的方法有重大的局限性。这些方法不能检测到远古选择的标记,它们被新的突变冲掉了,所以就无从判断新近的自然选择是否比早期发生的更多。而且用这种方法在确定被选择的基因的时候还容易有许多假阳性的结果。
但是这种扫描的方法也很难检测到受到弱选择的基因,所以他们只能挑选到基因组当中,新近受到选择压力的一小部分基因。基因-文明相互作用的数学模型显示这种形式的自然选择可以特别迅速。文明已经成为自然选择的动力,如果能证明它是主要动力,那么人类进化的速度将在人类逐渐适应自身造物的压力下变得越来越快。
(看标题挺新引人,但是读完翻译完之后,个人觉得,这不就是中学政治课上第一课,劳动创造了人吗?这有什么新鲜的啊。居然还发了Nature genetics,这理论应该是达尔文和马克思的结合体啊,19世纪的遗产了啊)

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[小红猪]鼠兔的故事——检验自然选择

类归于: 小红猪, 生物小红猪小分队 发表于 2010-07-28 17:18

要挑哪一篇文章来开始我的“同行评审研究博客”之旅?想都不用想。一篇论文,题目里面既包含了我最爱的理论(自然选择学说),又有我最爱的动物(鼠兔),还发表在我最喜欢的期刊上(PLoS ONE),这就跟有个闪光的霓虹灯大箭头在指着它一样。

[小红猪]当罗曼蒂克小姐遇上了赛先生

类归于: 其他小红猪小分队 发表于 2010-07-21 22:08

原文
译 者:Sonia
校对:renard,2.5朵小红花
婚宴场地已经预定好了,伴娘的礼服也已经选好了,甚至连放在桌上的装饰品的颜色都已选定。但是要在偏僻的英格兰西南部乡下弄到一台冷冻离心机,再搞到现成的干冰可就绝非易事了。还有,万一血迹弄脏了我的丝质婚纱怎么办,如果有人晕厥过去了又该怎么办呢?
筹办一场婚礼着实是一桩劳心劳力的差事,现在我们又多了一大桩事情要多费心。我们把婚礼变成科学实验,来看看当我们许下“我愿意”的诺言背后,在我们身体内部究竟发生了哪些变化。
重点就是一种叫做催产素(oxytocin)的激素。这种激素有时也被称为“抱抱化学物质”(cuddle chemical),因它在推动人与人之间建立起团结、信任、互谅互让的伙伴关系的过程中发挥着重要的作用。要想了解催产素产生的一系列生理效应,传统的方法就是邀请一群志愿者走进实验室,要求他们参与一些侧重关注人际交往中信任度的建立和谅解关系的形成的实验游戏,然而这些人为设定的实验,究竟能在多大程度上反映出现实生活中的实际情况呢?
在此之前,我已就催产素撰写过多篇文章,所以去年七月我自己的婚礼似乎成了绝好的机会,可以看看在婚礼当天的公开盛典中,现场的浓情蜜意会否激发人体大量分泌出催产素。为此,我联系了研究催产素这一课题的顶极专家,加州克莱尔蒙特神经经济学研究中心(Center for Neuroeconomics Studies)(译者注:在美国,一个由经济学家、心理学家和神经科学家组成的研究团队创建了一门新学科——神经经济学,其要旨是通过“功能性磁共振成像”技术,观察人脑的深层状态。研究发现,人们之所以会在经济行为中产生非理性决策,与人脑的神经生理结构相关。)的负责人Paul Zak。他欣然同意:不如借此机会到真实的生活中去做番实验。
我们计划对新郎、新娘、三位近亲、八位朋友在婚礼前后血液中的催产素含量进行测试。当然,这只是一个小样本测试,但Zak却将之视作可能为进一步研究指明方向的预实验,也许它还可以用来一定程度上解释为什么结婚首先要大庭广众下举办婚礼呢。
大脑中的脑垂体腺释放出催产素,以响应特定神经细胞发出的指令。人们早就知道,催产素可帮助分娩出婴儿,以及在哺乳期间分泌乳汁。上世纪80年代期间,有人还发现这种激素甚至可以帮助配偶之间建立起稳定的关系,至少在美洲大草原田鼠夫妇中是这样。自此以后,Zak和其他研究小组因此认为,催产素在人类社会的诸多社交领域内发挥作用,包括增强母亲和她的小宝宝之间的亲子关系、帮助男女双方在做爱之后产生更强的亲密感等。然而大脑又是如何将这一心理过程转变成释放催产素的信号的呢?答案至今仍是一个谜。
去年,Zak又赋予了催产素一个新的角色。他发现当人们观看伤感影片时,体内的催产素含量会上升,其中在情绪上经历了大起大落的人荷尔蒙激增最为明显。催产素不光是一种“抱抱化学物质”,同时也是一种“移情化学物质”,这种说法是否成立呢?我想在我的婚礼上,就可以对此进行一番美妙的验证。如果催产素确实是一种移情化学物质,那么那些与我们关系甚好的挚友亲朋在亲眼见证了我们盛大婚礼的那一刻,其体内的荷尔蒙水平也许会飙升。
然而,催产素也会有“阴暗”的一面。去年公布的一项研究成果表明,催产素可能会助长人们的嫉妒心和贪欲。实验邀请了一些志愿者来玩一个赌博游戏,玩家可从中赢取一大笔钱。那些在游戏开始前吸入一定剂量催产素的志愿者,在押注成功后表现出更大的贪欲,而当其对手领先时则表现出更强的嫉妒心。
对于上述现象,一种可能的解释是,催产素会使人们对于某些社会线索变得更为敏感,研究抉择的专家,以色列耶路撒冷希伯来大学的Salomon Israel这样认为。“如果你得到的社会线索是要你增强与他人的信任度,你就会变得更容易相信别人。而如果你得到的社会线索是有危险的,你就会感到比较受威胁。”
事实上,无论哪种解释,借助于实验室中的简单游戏来测量人类复杂的情绪反应无疑不是件容易的事。这一方面是由于参与实验研究的志愿者们明知自己的行为会被记录下来,这很可能会使他们改变最初的行为。例如,能与其他同伴分享获利的人常常被视作为没有私心的人,为了获得这样的评价,有些人可能会这么做,因为他们更在乎别人是怎样评价自己的。而在现实生活中,他们也许相当自私。
“我们并不确定诱导行为的动机究竟是什么,”Richard Ebstein说道,他也来自于耶路撒冷希伯来大学,主攻人类行为的遗传学研究。他解释说,正因为这样,科学家们才有必要对如催产素这样的激素在现实生活场景中的变化进行观测,而婚礼就是一个非常典型的场合。
这也是我开展实验的切入点。我的未婚夫Nic好不容易说服了自己,同意将我们人生中最浪漫的日子变成一次科学实验。与此同时,我也意识到,在婚礼中,除了催产素之外,还可以同时对其他一些激素进行检测。这些激素中首先当然是后叶加压素(vasopressin),它在结构上与催产素近相类似,雄性动物交配后守卫雌性,以及嫉妒都与这种激素有关,你可以认为它是催产素的一个其貌不扬的兄弟。
由于压力激素皮质醇(cortisol)和促肾上腺皮质激素(ACTH)会影响催产素的分泌量,于是我们就把它们和睾酮(testosterone)一起列入待检测的激素。意大利比萨大学的神经学家Donatella Marazziti及其同事于2004年开展了一项研究,结果显示男性雄性激素水平在新近坠入爱河的男人身上出现下降的迹象,这也许是为了保证这部分男人把自己现有的精力完全奉献给另一半,而不再去追求其他的异性。在公开场合互相许下诺言会对睾酮激素的分泌产生同样的效应吗?只有一种方式可以揭开谜底。
我多么希望婚礼的那一天我会兴奋得忘记了我是一个晕针的人
在准备婚礼的日子里,很多人在得知我们要在大喜之日进行一场科学实验后,都认为我们准是疯了。一方面,我平时就有点儿晕针,我希望婚礼当天喜庆的气氛可以让我兴奋得忘记了这一点。我怀着十二分的忐忑,终于迎来了举行婚礼的那一天,这才不好意思地告诉了Zak我的不安,而他却对此安之若素。在新郎新娘互许誓言仪式开始前的一个小时,13位参与此次实验的志愿者朋友被带到婚礼现场的一个会客室内,这里便暂时充当了我们的实验室。离心机马达运转声隆隆作响,针筒碰撞时发出的玻璃器皿音,伴之香槟酒随后“呲”的一声喷洒而出,就在这些响声极不协调地糅合在一起的时候,来参加婚礼的两位从事医护工作的宾客,动作娴熟地分别为13位志愿者抽取了20毫升的血液样本。面对此情此景,我的内心实在备受煎熬,只得借着和伴娘聊天的机会,假装看不到眼下正在进行的这一幕。
交换誓言的仪式一结束,我们又重复了上述操作。这回,针头头一回没扎进我的血管里,于是我又挨了第二针。Zak后来告诉我说,我当时看上去几乎是要归西了。“这可把我吓坏了,”他说,“我从口袋里倒腾出一些嗅盐,以便立即把你弄醒。”
然而,我还是撑住了没倒下,直到采样工作完毕。Zak把血液样本放入离心机中旋转分离(很感谢英国埃克塞特大学把实验仪器离心机借给我们),从而分离开血细胞和含有激素的液体,再将液体冷冻运送回美国随时备用。这样,Nic和我就可以暂时把实验的事抛诸脑后,尽情享受我们的新婚燕尔了。
一个月之后,实验结果出来了。令我感到欣慰的,或者说,是感到宽慰的是,就对催产素测定的结果而言,我们之前的假设被证明是对的。Nic和我在婚礼进行的过程中,血液中的催产素含量都有明显上升,另外,所有受试的近亲属,如我的母亲、Nic的父亲和兄弟,这些人也同样有催产素水平的升高。
而我们的朋友们的激素变化趋势却不尽相同,有两位朋友的催产素水平升高,其余五位朋友甚至出现下降(如图所示)。其中,一位伴娘的催产素水平数据高到超出了正常的读数范围,因此不列入分析的范畴之内。这可能是仪器本身的误差造成的,也可能是由于她本人的基数值比较高。
 
社论:浪漫的事中怎样糅进科学原理呢?

感受到爱的程度
在婚礼进行的过程中,新娘、新郎以及一些近亲属均经历了催产素水平的迅速飚升,这种生理反应往往会使得夫妇俩与那些日后可能会帮助他们带孩子的亲属关系更为紧密。
催产素
依恋荷尔蒙
纵坐标:催产素水平的变化(%)
横轴(自左向右):
新娘:琳达·盖迪、新娘的母亲、新郎的父亲、新郎:尼克·富莱明、新娘的朋友:吉姆、新郎的朋友:罗伯、新郎的兄弟:迈特、新郎新娘共同的朋友:安妮·玛莉、新郎新娘共同的朋友:尼古拉、新娘的朋友:罗薇安、新郎新娘共同的朋友:吉瓦、伴娘:苏兹。

在所有接受测试的荷尔蒙中,只有催产素水平的变化与预期的一致
尼克的激素水平变化尤其出乎意料之外,他的睾丸甾酮水平上升,而垂体后叶水平反而下降。
激素(自左向右):催产素(依恋荷尔蒙)、垂体后叶(“嫉妒”荷尔蒙)、睾丸甾酮(男性荷尔蒙)、促肾上腺皮质激素(压力荷尔蒙)、皮质醇(压力荷尔蒙)。
纵坐标:百分比变化
横轴(上排):(自左向右)新娘:琳达·盖迪、新郎:尼克·富莱明、新郎的父亲、新郎的兄弟:迈特、新郎新娘共同的朋友:吉瓦、新郎的朋友:罗伯。
横轴(下排):(自左向右)新娘的母亲、伴娘:苏兹、新娘的朋友:吉姆、新娘的朋友:罗薇安、新郎新娘共同的朋友:安妮·玛莉、新郎新娘共同的朋友:尼古拉。
 
这里提到的几种荷尔蒙
 
我们分别在婚礼之前和婚礼之后对五种荷尔蒙的水平进行了测量
 
催产素
在分娩、哺乳期间,以及在一些社交场合和性行为发生时,大脑中的脑垂体腺可释放出催产素。近来又有研究显示,催产素还可提升人与人之间的信任度,并使人们变得更加慷慨大方,也许还更加容易动情呢。 [...]

抢稿小红猪

类归于: 小红猪, 小红猪抢稿, 活动小红猪小分队 发表于 2010-07-15 12:50

抢稿之前的必读规则,请继续关注小红花制度!
请到以下英文全文抢稿贴后留言抢稿(手头有未完成翻译稿件者不得重复抢稿):
放稿之前先说一个重要通知:嗯嗯,应校对筒子的提议,烦请各位翻译的同学在交译稿的时候最好是一段英文一段中文的格式,这样会方便校对过程;实在不愿意的同学那也请在交译稿的同时附上英文的原稿吧。校对们都是很认真负责的筒子,请大家爱护啊~~
好了,本周的抢稿:
第一套篇是两篇文章组合,这两篇文章实在是有点风马牛不相及……不过都有一个关键词:硬!——“硬”搭两篇
第二篇是三合一:都是量子力学干的

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alert(“生成的代码已经复制到粘贴板,你可以使用Ctrl+V 贴到需要的地方去了哦! “);
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window.clipboardData.clearData();
window.clipboardData.setData(“Text”,txt); [...]

[小红猪]欢迎来到老年纪元

类归于: 健康小红猪小分队 发表于 2010-06-24 0:40

Ushi Okushima是Ogimi——日本最长寿的社区——最年长的居民。,该社区具名平均寿命同比世界其他任何国家都要高。108岁的Ushi Okushima,还能在地板上跳传统日本舞蹈。她还会在耳朵后面喷些法国香水,喝点当地产烈酒。 Okushima出生时,日本刚好脱离幕府统治。若说老龄化社会即将到来,Okushima将是我们的榜样。

[小红猪]填补空缺——压缩感知

类归于: 医学小红猪小分队 发表于 2010-05-27 1:02

2009年早春,斯坦福大学露西尔·帕卡德儿童医院的一组医生把一名两岁男孩送进磁共振成像扫描仪。这个将被我称为布赖斯的男孩身处巨洞般的金属仪器中,看上去是那么弱小无助。他被施以全身麻醉,一根弯弯曲曲的管子从他的咽喉联接到扫描仪傍的呼吸机上。

[小红猪]迷失

类归于: 小红猪, 物理小红猪小分队 发表于 2010-05-20 7:27

译者:人神之间(简介在此)  原文
校对:anpopo,红花等级:5朵!
有地图在手,旅行看上去似乎很简单。Allison Fine离开家,开车去北边只有几个小时车程的Vermont。尽管她在出发前用GPS工具研究过路线,但是没过多久,她就找不着北了。
“我不知道怎么回事,”她说:“我只好含着泪靠边停车,然后给老公打电话说:‘在谷歌地图上找到我,再用电话带我去Vermont。’”她老公做到了——和她保持了一个多小时的通话之后。
Fine只是一个很极端的例子,但大多数人都感受过那种迷路时的无助。事实上,除了我们的语言天赋和无可比拟的智慧,并不成功的导航技能也是我们人类所特有的。相比大多数动物都能毫无障碍的确定它们的路线,人类如果离开了地图或指示牌几乎不可能弄清楚方向。有少数人甚至在自己最熟悉的地方都会迷路,以至于他们都不敢自己独自出门。“我试着研究过地图,”Fine说:“但真实的世界似乎完全不一样。”
到现在为止,我们对于人体内部罗盘的运作方式几乎还是一无所知。这部分得归咎于“方向感”没有一个良好的定义。取而代之,“方向感”是一些其它能力的组合,诸如我们对于周围环境的意识与记忆、对自己速度和方向变化的感知,以及在移动中锁定参照物的能力。这些技能由大脑的不同区块负责,包括那些处理视觉、记忆以及想象的部分,然后海马体将它们结合起来形成一个“认知地图”。
现在,一些研究者开始试图弄清楚这个系统是怎么运作的,他们也想知道我们究竟是在演化中失去了这些技能,还是我们体内的“信鸽”正在休眠,等待着被唤醒。
认知地图是指一个人周围物理环境在其大脑中的体现。第一个研究认知地图的人是加州大学伯克利分校的心理学家Edward Tolman。1948年,Tolman观察到如果把小白鼠已知的道路堵上,或者把它们放在一个新的起点,小白鼠们能够发现新的路径抵达藏在迷宫中的食物。此后,无数其它物种也显露出确定它们所处方位的天分。
拿金仓鼠来说,就算被蒙住眼睛然后经过一个曲折的路径带离巢穴,它们仍然能够找到一条最直接的归巢路线。而鹅、蟾蜍以及蜘蛛也有相似的技能。
对人类做的对等实验证实我们这方面有着很严重的缺陷。在“补全三角形”的任务中,受试者或者眼睛被蒙上,或者在没有任何地标的虚拟空间内,由研究者领着走过一个三角形的两个边,然后告诉他们自己找路回到起点。在其中一个试验中,加州大学圣巴巴拉分校的认知心理学家Jack Loomis发现,最后那次转弯的平均误差在24度而且大多数的人都严重的低估或高估了行走的距离。正如Loomis总结的那样:“没有一个受试者有很好的表现。”
判断距离与方位的本能的欠缺使得我们头脑里的地图犹如一团浆糊,就职于美国罗德岛州普罗维登斯市布朗大学的认知神经学家William Warren如是说。他曾经让志愿者戴上虚拟现实头盔并教会他们如何通过一个虚拟迷宫。在一半的试验中,迷宫中包含有一些虚拟的、看不见的“虫洞”,这些“虫洞”能够将受试者传送到距他们有着一段距离或一两个转角的地方。而这些志愿者愉快的通过了这些捷径,抵达了哪怕有一点几何估计能力的人都会觉得不可能到达的地点。“更奇妙的是,”Warren说:“人们似乎根本就没有意识到缺了点什么。”
在佛罗里达那不勒斯举办的视觉科学学会年会上展示的这些结果表明:人类的认知地图不留意几何关系,相反,我们记住了网状的地标,例如街边小店、办公室或者是回家路上需要左转那个街口上的教堂,而丝毫没有在意它们在空间上是怎么组合在一起的。
当然,有些物种是在我们所没有的特殊感官的帮助下找到它们的道路的。比如,迁徙的鸟类能够感知地球的磁场,而一些昆虫则能够看到阳光极性的渐变。不过,就算那些没有过人感官的动物,例如仓鼠,其导航能力依然强过我们很多。
在最近的一系列研究中,宾夕法尼亚大学的Michael Kahana及他的同事研究了癫痫病患者在玩的士驾驶视频游戏时的大脑,因为这些人脑里已经植入了电极。通过观察哪些神经活跃,研究者们发现人类大脑也有特殊的神经用来处理方向的感知,和在大鼠、小鼠、猴子以及金鱼海马体中发现的类似。所以,为什么我们不能够用同样的方式计算几何位置呢?

遗失的技能
很有可能我们在演化的过程中遗失了这个技能,通过牺牲其他物种所拥有的某种准确性来换取认知上的灵活性。这使得我们能够分析周围的情况并通过推理和经验来认路,而不仅仅是依靠几何关系。
事实上,通过研究那些靠地为生的人,例如撒哈拉的贝都因人、北极因纽特人和澳大利亚土著居民,研究者发现推理和经验在找路的过程中十分重要。甚至是在被认为是十分贫瘠的广袤冰雪或沙漠中,他们仍然能够成功的利用一些细微的、事先掌握的方位标记为自己导航。像这样利用对地形的真正认识来取代大脑对距离和方向的直接记忆可能直接给我们的进化带来了动力。
问题是,这种和地标之间的联系与天生对距离和方位变化的计算不同,往往很容易被扭曲或全部消失。加拿大安大略省渥太华大学的人类学家Claudio Aporta观察到,那些开始使用GPS导航的年轻因纽特猎人,在技术出现故障时无助地迷路长达数天并导致了数起死亡或濒临死亡的事故。这在以前根本没有发生过——从前,因纽特人甚至没有用来表示迷路的词汇。“等待天气变好或者发现地上的一点踪迹都只是时间问题,而且他们总能够找到自己的路,”Aporta说。
这些很容易失去的技能也就解释了为什么普通的西方人在没有帮助的情况下很难找到路。大部分人现在生活在一个充满着地图、街道标志、交通网和GPS的世界。他们没有任何必要去理解周遭的环境。
这些研究似乎表明如果必要的话,我们也能够像贝都因人那样导航;而另外一些研究则指出,对于我们当中的一些人,显著的改变可能是不现实的。
2006年,加州大学圣巴巴拉分校的Daniel Montello和Toru Ishikawa开展了一次测试,他们在为期十周的测试中告诉24个人两条富有地标的路径,而这两个路径是由另一个没有地标而且很曲折的路径相连。每周测试的最后,他们会要求参与者在某一个地标处指出视线外的其它地标的位置,并且还要求他们画出整个路径的地图。
这些人清晰的分成了三组:一组从始至终都表现得很好,一组则始终表现得很烂,第三组则介于中间。介于中间的这组人数最多,他们的技能都随着测试的进行得到了提升,尽管他们之中只有三分之一的人能够提升到最好的水平。
对于来自英国爱丁堡大学的神经科学家Thomas Wolbers来说,这些发现都指向了一个和方向识别能力有关的基因组件。一些研究已经在啮齿目动物中发现了这种相关性的迹象,Wolbers正在一组共计50000个人中找寻同样的联系。他预计在一年内能取得初步的进展。
不管是否我们全部或部分人注定是导航方面的失败者,安大略省滑铁卢大学的心理学家、《You Are Here》的作者Colin Ellard表示:我们缺乏自然导航能力有好的一面。他提出,失去我们与物理世界的联系,同时用人类特有的能力想象自己处在另一个地方,可能给予了我们创造属于自己的现实的自由。哪个其它的物种能够理解万维网或者会考虑去探索新的世界呢,他问到。
尽管我们或许会纠结于在购物后如何找到回自己车的路,但我们仍然能够鼓起勇气——作为一个物种,我们能够找到去月球的道路,并且再回来;我们也能够将卫星送入正确的轨道而再也不用考虑我们需要往哪里走。哪个仓鼠能办到这些?
如何找到你的路?
…以及迷路时应该做些什么

回溯你的足迹
爬到小山或树上增加视野范围
有规律的停下来并向后看看,这样你能在两个方向上同时识别这条路
注意太阳或其它地标的位置
携带GPS和一些指南针
通过给所经过的景物编故事来记忆它们
如果真正的迷路了,找一个遮蔽物然后待在那不要动——这样更容易被找到

不要

惊慌——你可能会错过或忘记重要的标记
顺着溪流之下,假设它通向人类聚集地。但它也能可能把你带入遍布昆虫的沼泽
选择一个完全新的方向——这样你将不容易被发现
过多的依靠你大脑中的地图。适时的通过一、两个指南针和兜里的地图确定方位。

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[小红猪]撒旦来了

类归于: 小红猪, 物理小红猪小分队 发表于 2010-05-05 22:59

一直沉睡在欧洲第二深矿里的宰普林三号(ZEPLIN III)将于这个月重新开始工作,继续搜寻被人们称作暗物质的神秘家伙。詹姆斯×达西(James Dacey)就此采访了爱丁堡大学负责该资助计划的亚历克斯×墨菲(Alex Murphy)。墨菲(Murphy)相信,经过重大改进后的宰普林三号为探测暗物质创造了前所未有的良机。

[小红猪]脆弱赤子脑

类归于: 医学, 小红猪小红猪小分队 发表于 2010-04-28 22:30

早产发生的逐渐增多意味着将会有更多的婴儿受到神经损伤的威胁。艾丽卡·柴可· 黑顿(Erika Check Hayden)采访了研究如何救治这些患儿的科研人员。

[小红猪]让我们直面无趣的科学

类归于: 物理小红猪小分队 发表于 2010-04-21 19:47

译者:renard  校对 :红猪        原文链接
宇宙空间有新奇发现,人类本性得到剖析,环境科学传出骇人新闻,医学进展有望攻克致命疾病:翻翻《新科学家》杂志,会看到源源不断、层出不穷的科学奇迹。这一切说着同样的神话。科学激动人心,科学翻天覆地,科学好玩有趣。
现在来讲点大实话吧。追求知识,这说法多迷人。好吧,也许不算是彻头彻尾的胡话,但绝对是化了浓妆的真理。科学,不是令人神醉的劲爆快舞,以洞见为闪光灯打出眩目光芒。科学,是单调沉闷的长途跋涉,穿越晦暗、复杂、混乱的死胡同。科学,是刻苦的数据收集与反反复复的计算。科学,是修正、混乱、挫折、官僚政府,是一杯苦而无香的咖啡。一言以蔽之,科学会是无趣的。
我自己的研究生涯短暂而无奇,有些工作乏味无比,尤其是处理了几个月数据然后发现巨大昂贵的伽玛望远镜对准遥远星系的爆炸中心而结果是——啥也没看到。不过这和《新科学家》的旧金山总编辑比起来是小巫见大巫。他花了将近三年时间观察老鼠在亮着一盏红灯、光线昏暗的房间里互相嗅来嗅去。“收获寥寥,”他坦言,“除了满身的鼠尿味。”而最无聊研究工作奖还是得颁给 NewScientist.com 网站的编辑。“我有一次前前后后地调一个螺丝就调了四个礼拜。”他说,“差不多就是那会儿我决定了,我才不要做个科学工作者。”
然而真要严肃地看待单调辛苦的科学研究,在新科学家大厦工作的这些成员最多只能算浅尝辄止。在此,我们愿向真的勇士致以敬意:他们挣脱了枯燥、乏味、无趣的藩篱,突围重重逆境,来到或还未来到科学启示的朝阳高坡。
比如,研究天体力学的勒维耶(Urbain Le Verrier)。19世纪中叶,天文学家意识到当时最远的行星天王星的运行轨道用太阳和其它行星的影响并不能完全解释,想来还有个尚未发现的新天体在施加引力。可这家伙在哪儿呢?
勒维耶花了大半年的时光,本着数学的狂热,从天王星轨道的不规则性质回推那颗隐身行星的藏身之处。依照勒维耶的预测,德国天文学家约翰·伽勒(Johann Galle)在柏林的天文台观察到一颗行星,也就是我们如今所知的海王星,实际位置和预测只差1度。勒维耶因此名声大噪,给本来显然可以很沉闷的成绩上添了点叫人失望的奢侈荣光。
一般地说来,在几个最无聊的科学行当中,天文学家大可以号称坐着头一把交椅:因为需要长时间盯着看。比如寻找超新星的业余爱好者,夜复一夜地凑在望远镜上直着眼珠瞄准星系,比较自己所见与标准图表上的记录看看是不是能找到有突然新出现的光亮点。他们中的少数幸运儿会看到几颗超新星,可其他人终其一生的观察却一次超新星爆发也不曾亲见。
天文学家是非冷门科学苦行当中的无聊冠军:总是在盯着看
孤独的观星人扫视宇宙寻找茫茫星系中爆炸的证据,听上去好歹还有种浪漫感觉。坐在桌子边盯着照片看却连这点微末的诱惑都没有。在数码摄像机问世之前,大多数专业天文学家用望远镜来暴光感光底片,再拿着结果与恒星和星系的目录比对。不难理解,但凡有可能,他们更喜欢让别人来做这盯着看的差事——一般是叫女性来做,因为她们被认为不适合做更有智力挑战的工作。
亨丽爱塔·勒维特(Henrietta Leavitt)就是“活电脑”之一。她从1895年起在哈佛大学天文台看了二十年感光照片,按星星亮度给它们分类。勒维特聪明、坚忍、尽职,一开始是作为志愿者干这么一份没劲的工作,后来是为挣每小时25美分的工钱。
勒维特编了一份包括不同亮度的1777颗恒星的目录,这些恒星都在我们银河系附近的两个矮星系麦哲伦云。一大堆数据里,她注意到了一些东西。她发现,在一类叫做造父变星的变星当中,脉动的周期与绝对亮度的相关性很好。这就给测算宇宙中的距离提供了一个办法:在天空中找一颗造父变星,记录脉动的时间,然后你就能知道它实际发出多少光;再与它看上去的亮度比较,就会从中得知它到底有多远。拜勒维特的距离测算方法所赐,哈勃(Edwin Hubble)使世人知道了我们的银河系不过是亿万星系之一,并且宇宙正在膨胀。

消耗脑力
这是相当巨大的成果,但这种回报根本没有保证。在每个坚定不移走科学道路终于凯旋的研究人员背后,都有许多面目模糊的垫背。George Ungar在这一点上尤有发言权。他认为记忆可以在不同动物个体间转移,方法是从动物甲的脑中抽取点什么东西然后注射给动物乙。在1968年发表于《自然》的一组实验中,他带一拨人就用电击法训练了4000只大鼠让它们学会怕黑,然后解剖它们,匀浆大脑,用各种方法从最后得到的一坨浆中提取分离不同的化合物。将这些大鼠抽提产物注射给小鼠后,Ungar报告说,那些小鼠在黑暗中待的时间会变得比正常的、没“大鼠化”的同伴少。
大鼠军团还没能满足Ungar。他再接再厉训练了17000条金鱼,让它们学会分辨不同的颜色,然后勤劳刻苦地以科学的名义提纯了它们的脑子。然而,最终,什么也没有。由于Ungar的结果无法被其他研究组重复出来,没人再相信他的记忆移植的想法。
可怜的Ungar肯定被那些未有任何意义的大屠杀搞惨了,但他花费的功夫比起科学界最著名的艰巨任务来说又不算什么了。居里夫妇为了证实他们发现的新元素镭,搞了几吨铀矿,还都是手工处理。一如女性承担着科学中真正严苛的工作的模式,居里夫人完成了大部分费力的苦差。她描述自己是如何在“一间沥青地、玻璃顶、漏着雨的木棚子里工作……把容器搬来搬去,将液体倒来倒去,用一根铁棒搅生铁盆里沸腾的东西一搅就搅上个把小时,精疲力尽。”前前后后忙了四年,她从一吨矿物中得到了100毫克氯化镭。
但叫人惊讶的就是,居里夫妇的的确确从他们的工作中得享乐趣。“我们非常开心,”玛丽写道,“我们专心致志地,完全像在梦幻之中。”
不光是他们。就凝视而言,现代最杰出的一项丰功伟绩——不负荣获诺贝尔奖——属于剑桥大学的约翰·萨尔斯顿(John Sulston)。18个月,他利用一切可以利用的时间在显微镜下观察生长中的线虫,追踪每一个细胞在从卵到成体的过程中的来龙去脉。眯着眼睛对小灰点看上一年半载,估计在你我看来十分枯燥——可对萨尔斯顿来说却不是。“好玩。我喜欢对着显微镜看。”他是这么说的。
枯燥无趣,在旁人看来会是这样。在领域内游刃有余的科学家很少会觉得厌腻,也许是因为只有最坚韧不拔的人才会在研究中最终成功。那些不够专注的人——前面提到的《新科学家》的例子你可以自行判定——很快就会出局。
但也不全是天生就一门心思,还有教育培训的因素在内。萨尔斯顿指出,只有在针对一个难题花费了几年功夫后才会得着窍门开始做需要一遍又一遍重复的工作。到了那个境界,用他的话说就是“机械化的动作”,可能你就已经成为了该技术领域的高手。好比盯着显微镜下黏糊糊的灰色小虫看这事儿,萨尔斯顿就是其中数一数二的好手,因此做这么份工作就成了乐趣。
我们完全有理由感谢科学家不凡的毅力。但你要是已经受够了冗长的细节,关闭页面或点开其它文章都行。你又会看到我们提供的正常资讯,那些比较眩目有趣的科学逸闻还会来逗你高兴。

考验耐心
想成为无趣王,最有前途的当然是去做上个要耗很长很长很长时间的实验。几个月,显然搞不定。一个课题做上几年,还达不到我们要求的毅力。几十年,大概差不多了。不过真正的献身科学嘛,要看你是不是做好了生命既息而实验不止的准备。
就拿约翰·劳斯(John Lawes)和约瑟夫·吉尔伯特(Joseph Gilbert)来说。他们在位于英国赫特福德的洛桑实验站检测各种化肥与生长条件对庄稼产量的影响。他俩的合作时间才57年,不过那些科学研究的田地要出产各项结果还得多些年头。劳斯和吉尔伯特的一部分原始实验进行至今已有一个半世纪多了,还在继续。
土地里看来颇有些东西吸引着思考的头脑。达尔文(Charles Darwin)和他儿子霍勒斯(Horace)为了研究蚯蚓的能耐往地里放了块石头,然后观察石头因为地下蚯蚓不停挖土而往下移动的过程,移动速度是每年2.2毫米。时至今日,他们的蚯蚓石块还在伦敦郊外的达尔文故居唐屋(Down House),正往阴曹地府慢慢下移。
真要干坐着观看蚯蚓的工作成效没啥意思,不过另一个超级无聊的慢实验还真能让你看到些什么,你运气够好的话。在澳大利亚布里斯班的昆士兰大学,沥青正通过一个玻璃漏斗往下滴。这个实验从1930年开始,从那时到现在,已经有8滴,成形,并滴了下来。这说明,沥青虽然看上去是种脆性固体,也就是说你要是拿把锤子敲它它会碎,可实际上它是流动的。只不过它的流动性不是很好:布理斯班的这份样品,粘性大概是水的100亿倍。
到现在还没有人亲眼见证一滴沥青的滴落,所以你可以从这里收看:mms://drop.physics.uq.edu.au/PitchDropLive,有机会成为第一个见证人。听到有旁白别奇怪,那大概是上一滴形成前开始放的。幸运的话呢,你大概只要等上几年就能看到。(上一滴是2000年底掉下来的,平均10年一滴,那今年还蛮有希望看到的啊!——译注)
不要让这些牛烘烘光闪闪的过去束缚了你的雄心。假如文明会以某种形式绵延持续,何不设计些实验,得过上几千年才能出产结果的实验?如今的研究人员只有利用可快速增殖的诸如细菌才能看到实际发生的演化现象,比如用大肠杆菌做实验,20年能繁殖40000代。我们可以期待一下对小鼠演化的观察。或者人类,过个大概100万年也能有那么多代了。要不再试试象龟(据百度说可活三百来岁吧。——译注)?
沥青滴落装置或许可以换成拿来用更粘的液体做做——或者干脆试试玻璃。有种流传的说法是中世纪的玻璃窗渐渐地变得底部比顶部厚,可与此相反的是没有证据显示任何一种石英玻璃在室温下能流动。但是,我们要有科学的彻底精神,应该来确认这点。设计一个有仔细对照的万年实验应该就能搞定。将来会有某个后人欣然写上结果:“什么也没发生。”

风言风语
二氧化碳现今名声很臭,因为我们干的所有事情都会产生这种讨厌的多余的副产物。而要弄明白它对气候的负作用本身就是件烦人的事。故事发生于1894年北半球的漫长冬季,瑞典物理学家阿伦尼乌斯(Svante Arrhenius)决定找些需要写写画画个不停的事儿好让自己从婚姻问题中解脱出来。他定了个目标,想弄清过去的冰河期是不是可能由大气中CO2浓度降低引起。那时候已知CO2会截留红外辐射,但要说明地球级别的影响,还是花了阿伦尼乌斯一年多的时间来费力计算云的反馈作用,以及把全球地表按植被和地形(反射阳光的能力不同)细分为不同的区域。
最后他发现,CO2降低的确可以造成温度下降,就跟冰川期发生的一样;并且,附带地,CO2浓度翻倍则会让气温提升不止5摄氏度,这和现代的估测很接近了。可阿伦尼乌斯自己好像对辛辛苦苦得到的结果格外不起劲。他说:“真是无法相信这么无聊的一件小事花了我整整一年。”
其实他应该觉得自己幸运:同样的气体,后来让美国大气科学家查里斯•基林(Charles Keeling)费了40多年的心。基林没有沿用阿伦尼乌斯的数学方法,而是选了另一条行人更多的路,从而通向科学界的首肯:连续、精确的观测。他从1958年起监测空气中CO2的浓度,想要找出是不是全球CO2水平在改变,哪怕这种改变十分慢。这就好比你在并不知道草是不是在生长的情况下开始观察草的生长。基林的工作是真正的献身,为了排除森林或工厂等可能对当地造成的任何扰动,他在与世隔绝的地方进行测量,例如夏威夷的莫纳罗亚山。
基金会对这类慢工出细活的课题不大给好脸,甚至基林在第一个提出证据表明CO2含量在升高后,还有好几年时间得跟各种委员会争论才能继续拿到钱。基林获得单调枯燥奖还要对付掉各种乱七八糟的文件。
作者Stephen Battersby现居伦敦

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抢稿小红猪

类归于: 小红猪, 小红猪抢稿小红猪小分队 发表于 2010-04-15 11:14

请继续关注小红花制度!请看小红猪新一期:

小虫子敲门不为进屋,专为了吃你们家的木头门,《笃,笃,谁在门外?》
请到以下英文全文抢稿贴后留言抢稿(手头有未完成翻译稿件者不得重复抢稿):
长文的时代结束了,为桔子大人撒花~~两篇有趣的短文:
看看从海洋生物的研究中能不能找出修补人类缺陷的良方:《海洋中的粘合剂》
还有邻国的“日落”故事:《欢迎来到老龄化时代》

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[小红猪]笃,笃,谁在门外?

类归于: 生物小红猪小分队 发表于 2010-04-14 20:22

有没有给报死虫带来坏消息?你怎么知道一只昆虫会不会飞?把它放在炉盘上,然后慢慢地升温……

不,这可不是个冷笑话,而是昆虫学家罗恩·费希尔(Ron Fisher)在十九世纪三十年代异想出来的一个真实科学实验。他想更多地了解一种在英格兰诸多古老建筑中一路啃食木质结构的小生物——报死虫(deathwatch beetles)——的习性有没有给报死虫带来坏消息?
你怎么知道一只昆虫会不会飞?把它放在炉盘上,然后慢慢地升温……
不,这可不是个冷笑话,而是昆虫学家罗恩·费希尔(Ron Fisher)在十九世纪三十年代异想出来的一个真实科学实验。他想更多地了解一种在英格兰诸多古老建筑中一路啃食木质结构的小生物——报死虫(deathwatch beetles)——的习性