「另類」科研的另類解讀:可另類可幽默 必須嚴謹

2020-12-06 東方網

原標題:「另類」科研的另類解讀:可另類可幽默 必須嚴謹

獲獎團隊:浙江大學信息與電子工程學系陳紅勝團隊

  隱身是人人都有的夢想,科學家花費了大量的人力物力想讓物品隱身,但卻依然未能實現。浙江大學信息與電子工程學系的研究團隊利用光的折射原理,使用玻璃、直尺和量角器,製作出可以讓小貓在自然光下消失的隱身裝置。該項發明的用途非常廣泛,可滿足藏考卷、藏臭襪子、藏私房錢等日常需求。

  浙江大學陳紅勝教授的團隊發現人類的視覺其實比光學儀器更好欺騙,因為人眼對於光線沿著不同路徑傳播時產生的時間差不敏感,對於光線的偏振程度更加不敏感。放鬆了這兩種限制條件之後,他們就能用簡單便宜的材料製造一個能隱藏宏觀物體的隱身衣了。

  2013年,在他們的巧妙設計下,陳紅勝的團隊僅僅用幾塊價格不高的稜鏡,就製造出了兩種能夠讓可見光繞著走的隱身裝置。這兩種裝置不但成本低廉,工藝也很簡單,只需小學生都有的直尺和量角器即可快速安裝。第一種是由六塊稜鏡擺成的六邊形,中間有一個2釐米寬5釐米高的空腔。把六邊形放進水中後,遊入空腔的金魚就像完全消失了,從背景發出的光線在稜鏡中經過反覆折射,原封不動地跑出來,看起來沒有受到任何阻攔。

  第二種裝置由八個稜鏡組成,中間有一個12釐米寬7釐米高的內腔,能讓空氣中的物體隱形。一隻小貓蹲在裡面時,我們只能看到它的上半身,而它的下半身仿佛根本不存在。

  繼電腦、手機和網際網路之後,這項發明也將極大改變人類生活,專家估計,藏考卷、藏私房錢、藏臭襪子、藏貓貓以及在公眾場合恨不得找個地縫鑽進去等日常需求將率先普及該項發明。

獲獎團隊:同濟大學生命科學與技術學院薛雷團隊

  為了探索「愛情」這種化學反應背後的真相,科學家們用果蠅做了實驗。同濟大學生命科學與技術學院的研究團隊先將一隻雄果蠅和一隻雌果蠅放在試管裡,發現無論雌果蠅的年齡多大,雄果蠅都會選擇與其交配。當把一隻雄果蠅和兩隻年齡不同的雌果蠅放在一起時,雄果蠅就會優先選擇年輕的雌果蠅——這大概是所有動物的本能。但在研究結果公布後,有部分女性對此表示十分遺憾和難以接受,希望該團隊調轉果蠅性別重新實驗,並儘快將結果公之於眾。

  果蠅其實經常被用在包括行為模式研究在內的科學研究裡,因為果蠅有大約一半的蛋白質和哺乳動物有同源性,並且超過70%的人類疾病相關基因都在果蠅裡有對應。它們身體小,繁殖快,壽命短,簡而言之就是折騰起來好方便,而且還不會咬人。除了讓果蠅本該長觸角的地方長出腿來之外,科學家們還很喜歡給果蠅製造一些人為的、情感上的挫折,再看果蠅們怎樣奮鬥,或者一蹶不振……

  但到目前為止,仍少有研究深入地考察過果蠅求交配時對象年齡的重要性,而這個課題由胡雨佳等人在2014年發表的一篇論文《衰老相關的神經退化消除了雄性果蠅的求偶選擇》中進行了探索。該論文顯示,雄性果蠅在求偶時,3天齡的雄果蠅在交配對象沒的選的時候是蘿莉御姐皆不拒,給什麼就要什麼;而當年輕(3天齡)和年長(30天齡)的雌蠅同時存在,雄果蠅能自由選擇的時候,它們大多會挑年輕美嬌娘。而這種挑食的作風,會隨著雄果蠅年齡的增加而變少,30天齡的大齡雄蠅就已經很不挑了,而60天齡的超太齡雄果蠅,交配能力沒怎麼下降,而心態已經變得完全不挑:覺得雌果蠅都是杜拉斯,年輕不年輕,面孔摧

獲獎團隊:俄亥俄州立大學心理學系王喆團隊

  有些人對數學沒感覺,而且還有焦慮傾向。俄亥俄州立大學心理學系的王喆團隊發現,數學焦慮症只有40%和基因有關。所以數學老師、家庭環境或者不開心的經歷等因素,都會影響孩子在數學方面的表現。要想徹底毀掉孩子學好數學的信心,可以試試以下配置:唐僧型老師、牛魔王般的家長、雞毛撣子以及永遠不低於70分貝的斥責音量。

  這項研究於3月10日發表於《兒童心理學與精神病學期刊》。研究者追蹤一群中產家庭的孩子,在他們平均12歲時進行最後兩次家訪,評估四項指標:數學焦慮水平、總體焦慮水平、數學解題能力以及閱讀理解能力。通過比對216對同卵雙胞胎與298對異卵同性別雙胞胎的數據,研究者得出結論,基因可以影響個人的數學能力和焦慮傾向,從而改變「數學焦慮」的機率。

  所謂「數學焦慮」,其實就是一看數學就開始害怕。2012年,史丹福大學研究者曾發現,處於「數學焦慮」狀態中的學生做題更慢也更容易出錯,他們腦中負責恐懼的杏仁核活躍程度上升,與推理解題和工作記憶相關的腦區活躍程度則下降了。簡單來說,他們腦子看到數學題的反應就跟看到蛇和蜘蛛似的。

  俄亥俄州州立大學心理學系的史蒂芬·佩特裡爾(Stephen Petrill)教授是這項研究的參與者之一。他在接受採訪時表示,這項研究的目的不是告訴哪些人「數學不是你的菜」,而是在於理解「數學焦慮」的起因,從而找到克服心理阻力的幹預方法。等找到癥結關鍵,數學焦慮者或許就能發揮出自己真正的實力,數學不怕不怕啦,學渣翻身變學霸。

獲獎團隊:多倫多大學兒童研究所李康團隊

  傳統觀念認為,撒謊的孩子都是壞孩子。來自多倫多大學兒童研究中心的李康團隊發現,撒謊是大腦的高級功能,是孩子認知能力發展的表現,可以說是孩子成長的裡程碑。孩子第一次撒謊,像長出第一顆乳牙和學會走路一樣珍貴,同樣值得慶祝。感謝科學,讓我們能客觀地看待孩子撒謊這件事。這是科學上的一小步,但卻是幼兒教育理念的一大步。

  如果把大腦比作一間公司,那麼管控系統就是CEO。通過測試,研究團隊發現,兒童隨著年齡增長,不僅越來越愛撒謊,撒謊水平也越來越高。正所謂天才是1%的靈感加上99%的汗水,騙人也是需要勤加練習才能熟練掌握的技術活。而更重要的是,愛說謊話的孩子在管控系統的功能測試中的表現都相當好。說謊說得好,說明孩子發育正常聰明伶俐,日後無論學習工作都能按時完成遊刃有餘。

  獲獎團隊:復旦大學現代人類學教育部重點實驗室、中國科學院馬普學會計算生物學夥伴研究所金力、汪思佳、譚婧澤等

  在隆重的場合,出汗往往被認為是很尷尬的事。但出汗是必要的生理功能,而且存在東西方差異。來自復旦大學和中科院等機構的研究人員發現,大約在三萬年前的中國中部,出現了一個基因變異,導致汗腺密度高出15%。

  大部分東亞人,都攜帶了這個變異的基因,所以東亞人更愛出汗。

  七萬年前,現代人類的祖先走出非洲,很快便佔領了世界上絕大部分大陸。而三萬年前的東亞大陸,今天河南陝西—帶誕生了一個奇怪的孩子。他比其他人更容易出汗,頭髮也更濃密。這個人和Ta的後代們都是「生產」能手,今天,絕大部分黃種人,包括美洲的印第安兄弟,都有這個人的血統。

  我們能知道這些,要感謝復旦大學和啥佛大學的科學家們。他們在東亞人群中鑑別出了一個叫做EDAR370A的基因變異,根據基因演化的速率推測出這個基因突變發生在大約三萬年前。只是這個單個的基因變異,就可以影響毛髮、汗腺、牙齒甚至乳腺的形態。因為EDAR基因表達出的蛋白質是調控胚胎中胚層和外胚層相互作用的關鍵,不論是毛髮、乳腺還是牙齒,其實都是外胚層分化出來的。擁有了這個突變的基因,可以讓皮膚上汗腺的密度增加15%,同時會有更粗且密的頭髮,為了驗證一下,中美兩國科學家們還在小鼠身上重現了這一過程。擁有EDAR370A變異的小鼠汗腺的確更多了,而它們的毛髮也發生了類似黃種人的變化——更密、更直。

  「菠蘿科學獎是一個嚴肅認真的科學獎項,我們以『向好奇心致敬』的名義,廣泛徵集、褒獎和傳播有想像力的科學研究成果與實踐,找到那些並無野心改變世界,但也不會被世界摧毀好奇心的人,和更多的人一起分享科學。每年四月的第二個周末,我們會揭曉本年度的獎項,並對獲獎者致以最崇高的敬意。」

  4月12日晚間,由浙江省科技館和科普網站果殼網合力打造的第三屆「菠蘿科學獎」在杭州揭曉獲獎名單。

  「菠蘿科學獎」的五個基礎獎項物理獎、化學獎、數學獎、心理學獎和醫學生物獎分別頒給了「92塊錢的隱身衣」「果蠅的擇偶偏好」「數學焦慮只有四成天生」「早撒謊的孩子更聰明」「東亞人更愛出汗」五個嚴肅而新奇的科研項目。

  此外,為了褒獎那些一直致力於通過奇思妙想讓科學變得有趣的人而特別設立的菠蘿Me獎、菠蘿U獎、幻想獎和發明獎,分別被「中科大殺手教授丁澤軍」「吉大四行情詩大賽」「《霹靂寶貝》」「山大機器驢」摘得。

  頒獎現場,常人印象中「嚴肅認真」的科學家們用幽默的解說,讓科學變得有趣、易懂。

  「為了探索『愛情』這種化學反應的真相,我們選擇了果蠅做實驗。實驗發現,雄果蠅優先選擇年輕的果蠅進行交配。」獲得本屆化學獎的同濟大學生命科學與技術學院教授薛雷表示,一項針對男性的調查也得出了類似結論,男性的夢中情人總是20歲左右的年輕女子。

  「科學本應是由好奇心驅動的,現在我們很多的科學研究商業化導向嚴重,失去了科學最初本真的東西。」獲得本屆醫學生物獎的中國科學院汪思佳教授說。

  「菠蘿」說

  可以另類、幽默,但必須嚴肅嚴謹

  菠蘿科學獎是一個嚴肅認真的科學獎項,以「向好奇心致敬」的名義,廣泛徵集、褒獎和傳播有想像力的科學研究成果與實踐,找到那些並無野心改變世界,但也不會被世界摧毀好奇心的人,和更多的人一起分享科學。每年四月的第二個周末,揭曉本年度的獎項,並對獲獎者致以最崇高的敬意。

  「菠蘿科學獎從一開始就以一種『另類』的方式出現,它不會高高在上地說教,而是用幽默的方式讓大家感覺到科學的美好。」菠蘿科學獎總策劃王丫米說,希望它能成為連接中國科學界與普通百姓間的橋梁,用大眾能夠接受的語言和方式傳播科學知識,同時讓公眾了解科研工作者。

  與前兩屆相比,本屆活動篩選的科學研究樣本更多、範圍更大,獲獎科研項目從國內科學家擴展到了海外華人科學家,其中數學獎、心理學獎就分別被美國和加拿大的華人領銜科研團隊斬獲。

  各個獎項經歷了18位科學家評審員對科學性與新奇性的專業評審,以及由導演、作家、雜誌主編、笑星等26人組成的星光評審團對趣味性的再次評定。

  「獲獎獎項首先要是嚴肅的科學研究,要經過大量、反覆的調查論證,通過嚴謹的科學方法完成,而且研究視角要獨特,易於引起大眾的興趣。」已是該活動三屆評委的中山大學天文與空間科學研究院院長李淼表示,科學家評審團與星光評審團的雙重評定,能讓獎項結果的科學性與趣味性更加平衡,內容更「接地氣」。(文字及圖片由果殼網提供,並綜合新華社報導)

 


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