在物理学领域，一项关于“时间从何而来”的实验引发了广泛讨论。研究人员利用玻色-爱因斯坦凝聚态构建了一个高度简化的“微型宇宙”。这种特殊的物质状态只有在接近绝对零度的极低温环境下才能形成，数千个原子会共同表现得像一个整体。实验结果显示，在这一封闭的量子系统中，时间并非始终以固定方式流逝，而是会随着系统内部状态的变化出现快慢不同，甚至短暂停滞的现象。这项研究为探索时间是否是一种由量子相互作用产生的“涌现现象”提供了新的实验依据。

围绕玻色-爱因斯坦凝聚态的研究，本周还有新的进展。美国国家航空航天局（NASA）升级了国际空间站上的冷原子实验室，这套体积仅相当于一台小冰箱的设备，将继续利用这种特殊物质研究量子现象，希望帮助科学家更深入理解宇宙最基本的物理规律。与此同时，地球上的科研团队也取得了多项突破，包括证明量子力学并不一定依赖复数数学体系，以及借助量子计算机制备出一种对未来核聚变技术具有重要价值的稀有材料。此外，工程师还研发出微型“潜水服”，成功让蟑螂能够在复杂环境中执行搜救任务，为灾害救援机器人提供了新的设计思路。

在应对全球变暖方面，北极海冰持续缩减仍是科学家最担忧的问题之一。数据显示，北极海冰面积正以每十年约12%的速度减少。海冰不仅影响全球海平面变化，还承担着反射太阳辐射、调节地球温度和维持海洋生态循环的重要作用。因此，如何减缓海冰消融成为当前气候研究的重要方向。

针对这一问题，一支国际研究团队提出了一种相对简单的方案：将海水抽送到冰层表面，让海水在极寒环境下迅速冻结，从而增加海冰厚度。初步实验表明，这种方法能够促进冰层生长，在一定程度上延缓海冰融化。不过，研究人员也坦言，这项技术仍面临成本、能源消耗以及生态影响等诸多挑战，距离真正大规模应用还有不少工作需要完成。

科技的发展同样影响着我们的日常生活。如今，越来越多的电子设备支持快速充电，这让不少人享受到更便捷的使用体验。但快速充电为何能在短时间内补充大量电量？它是否会缩短电池寿命？相关研究指出，现代快充技术主要依靠更高的充电功率以及智能温度、电流管理系统来提升效率，只要采用正规充电设备并在合理范围内使用，对电池寿命的影响通常不会像很多人担心的那样严重。

本周的另一项重要发现来自美国波士顿。在当地一项历史墓地修复工程中，工作人员发现了一块刻有“Boston”名字的古老墓碑。进一步查阅历史档案后，研究人员确认墓主人名叫塞巴斯蒂安，他曾是一名奴隶，在获得自由后于1729年去世，并选择以生活的城市作为自己的姓氏。这块墓碑被认为是美国现存最早的自由黑人墓碑之一。

随着更多历史资料被整理出来，研究人员逐渐还原了塞巴斯蒂安的人生经历。他曾长期在波士顿从事各种杂工工作，在主人去世后获得自由，并最终以自由人的身份生活直到去世。这项发现不仅填补了当地历史记录的空白，也为研究殖民时期自由黑人群体的生活状况提供了珍贵证据。

波士顿市长吴弭（Michelle Wu）在纪念活动中表示，这段历史其实一直存在，只是长期未被人们真正关注。如今，这块墓碑重新进入公众视野，也让更多人有机会了解那些曾被历史忽视的人物与故事。

原文：https://www.livescience.com/physics-mathematics/science-news-this-week-time-emerges-inside-a-mini-universe-scientists-thicken-arctic-ice-and-one-of-the-oldest-graves-of-a-free-black-person-in-the-us-found

本周科学：微型宇宙揭示时间起源，北极海冰增厚计划取得进展最先出现在咕咕猫。

一项基因或决定睡眠是否真正影响大脑健康：阿尔茨海默病风险或因人而异最先出现在咕咕猫。

一项最新研究发现，人类与黑猩猩、大猩猩、倭黑猩猩和红毛猩猩等大型猿类，在笑声节奏上拥有惊人的一致性。这意味着，现代人的笑声很可能继承自大约1500万年前共同祖先留下的古老特征，而这种跨越漫长演化历史的“笑声节拍”，也为人类语言的起源提供了新的线索。

研究人员分析了140段笑声录音，其中包括多名7岁以下儿童，以及黑猩猩、大猩猩、倭黑猩猩和红毛猩猩在玩耍或被挠痒时发出的笑声。

团队并没有关注笑声是否像“哈哈哈”还是“咯咯咯”，而是重点分析每一次笑声之间停顿的节奏。他们发现，不论是人类还是其他大型猿类，笑声之间都会保持一种相对均匀、规律的时间间隔。这种稳定的节律在不同物种之间高度一致，说明它并不是偶然形成，而是源于共同祖先遗留下来的古老发声模式。

论文第一作者、英国华威大学灵长类动物学家基娅拉·德·格雷戈里奥（Chiara De Gregorio）表示，这种节奏结构在1500万年的演化过程中几乎没有发生改变，这是一个相当令人惊讶的发现。

不过，人类的笑声并非完全停留在祖先的版本上。

研究显示，现代人的笑声速度通常更快，对音调和节奏的控制能力也明显强于其他大型猿类。更重要的是，人类能够根据不同社交场景灵活调整笑声。

例如，在尴尬时，人们可能会发出礼貌而短暂的笑声；面对真正有趣的事情时，则会开怀大笑；和熟悉的朋友在一起时，又可能笑得停不下来。相比之下，大多数大型猿类的笑声主要出现在玩耍、追逐或被挠痒等特定情境，很少脱离这些场景独立出现。

研究人员认为，这种越来越精细的发声控制能力，可能正是后来演化出复杂语言的重要一步。

语言不会像骨骼一样留下化石，因此科学家一直难以直接研究语言是如何诞生的。而笑声作为一种古老且跨物种共享的声音信号，则成为研究语言起源的重要窗口。

事实上，早在2009年的研究中，科学家就已经发现，人类和大型猿类在被挠痒时发出的笑声具有共同的演化来源。而这项最新研究进一步证明，不只是笑声本身存在共同祖先，它们内部最基础的节奏结构也几乎保持了数千万年不变。

研究团队认为，人类后来获得了更加精细的呼吸控制、发声控制以及社交表达能力，使笑声逐渐摆脱了单纯表达快乐的功能，发展成为一种丰富的社交工具，并最终为语言的出现奠定了基础。

专家指出，未来还可以进一步研究狗、马、猫等其他动物是否也存在类似的笑声节律，从而帮助科学家更加全面地理解情绪表达和语言演化的过程。

尽管如今人类会因为幽默、尴尬、礼貌甚至紧张而发笑，但在笑声最深层的节奏里，我们或许依然保留着1500万年前祖先留下的一段“远古旋律”。

研究来源： Communications Biology
文章来源： ScienceAlert

人类和猿类的笑声，或许已经“同款”持续了1500万年最先出现在咕咕猫。

如果有人告诉你，记忆不仅能够储存在大脑中，甚至还能通过“吃掉”另一种生物获得，你大概会觉得这像是科幻小说中的情节。然而在20世纪60年代，这种看似荒诞的想法曾一度成为神经科学领域最受关注的话题之一。几十年后，一批新的研究人员重新回到这个被遗忘的领域，希望弄清一个长期悬而未决的问题：记忆究竟能够以怎样的形式存在？

故事要从一种不起眼的生物说起——涡虫。这是一种头部呈三角形的扁形动物，拥有简单的大脑和神经系统。尽管结构远比人类简单，但它们仍具备学习能力，因此长期以来一直被用作神经科学研究模型。更令人惊奇的是，涡虫拥有极其强大的再生能力，即使身体被切成许多部分，每一块碎片都可能重新长成完整个体。

20世纪50年代，美国心理学家詹姆斯·麦康奈尔开始利用涡虫研究学习和记忆。他采用类似巴甫洛夫条件反射的方法，将强光与电击反复配对。经过训练后，涡虫会在看到光线时提前收缩身体，表现出对即将到来的刺激的预期反应。这意味着这些简单生物确实能够形成某种记忆。

真正让科学界震惊的实验随后出现。

麦康奈尔发现，当经过训练的涡虫被切成两半后，不仅保留头部的一半能够重新长成完整个体并保持原有反应，甚至由尾部重新再生出的新涡虫似乎也记得此前接受过的训练。这个结果暗示，记忆可能不仅储存在大脑之中，而是分布在整个身体内部。

为了进一步验证这一猜想，麦康奈尔进行了更加大胆的实验。他将受过训练的涡虫磨碎，然后让未经训练的同类吞食这些组织。令人意外的是，一些接受“涡虫大餐”的个体似乎比正常个体更快学会相同任务，就像它们继承了前辈的经验一样。

这一结果迅速引发轰动。

当时DNA双螺旋结构刚刚被发现不久，科学界对于遗传信息和生物信息存储机制充满兴趣。许多研究者开始猜测，记忆是否也拥有类似的化学载体。麦康奈尔本人坚信，记忆可能储存在RNA分子之中，而这些分子能够在个体之间传递。换句话说，记忆或许真的能够被“吃下去”。

媒体对这一理论表现出极大热情。麦康奈尔频繁接受采访，并大胆设想未来人类或许能够通过药片直接获得知识，不再需要长时间学习。他甚至提出过“钢琴课药丸”之类的设想，使这一研究迅速走出实验室，成为大众文化中的热门话题。

然而随着越来越多实验展开，问题开始出现。

虽然部分研究团队报告了类似结果，但也有不少实验无法成功重复这些发现。最具影响力的一次失败来自诺贝尔奖获得者梅尔文·卡尔文领导的研究团队。他们按照原始实验方案进行测试，却未能观察到记忆转移现象。随后围绕实验方法、动物处理方式以及结果判定标准的争论不断升级。

进入20世纪70年代后，研究热点逐渐转向老鼠、鱼类和其他实验动物。随着越来越多重复实验无法给出一致结论，关于“记忆转移”的讨论逐渐淡出主流科学界视野。它既没有被彻底证实，也没有被完全推翻，而是慢慢被遗忘。

几十年后，这个谜团再次引起关注。

美国哈佛大学神经科学家萨姆·格什曼及其团队决定重新检验这些经典实验。他们严格按照当年的研究记录操作，希望弄清麦康奈尔究竟发现了什么。为了获得最接近原始实验条件的样本，研究人员甚至前往河流和湖泊亲自捕捉野生涡虫。

然而结果却出人意料。

研究团队发现，他们甚至无法让现代涡虫完成最基础的条件反射训练。无论采用何种方法，这些涡虫都没有表现出当年文献中描述的学习能力。研究人员尝试不同品种、不同刺激方式，并利用机器学习分析行为数据，但始终未能重现20世纪60年代的结果。2026年公布的预印本研究记录了这一失败尝试。

为什么会这样？

一种解释认为，当年的研究人员可能高估了涡虫的反应能力。由于缺乏现代视频分析和行为统计工具，他们可能将普通运动误判为学习后的条件反射。科学家指出，研究者往往会受到时代背景、理论预期和个人信念的影响，而这些因素有时会在无意间影响实验判断。

还有一种更离奇的可能性。

部分研究者猜测，过去几十年环境变化、污染或遗传漂变可能改变了涡虫种群，使现代涡虫与当年的实验对象出现差异。不过大多数科学家认为这种解释缺乏足够证据。毕竟，如果这一现象真实存在，那么恰好只在20世纪60年代出现然后消失的概率并不高。

虽然涡虫实验陷入僵局，但关于记忆转移的研究并未停止。

近年来，其他动物实验再次为这一领域带来新证据。2018年，美国研究人员在海兔身上进行实验，通过注射遗传物质，将一种经过训练形成的敏感反应部分传递给另一只未经训练的海兔。这一结果再次让RNA参与记忆存储的观点受到关注。

随后，研究线虫的科学家也发现，一些线虫能够通过接触或吞食经过训练的同类组织，获得对特定病原体的警惕性。研究团队甚至找到了可能参与这一过程的遗传元件和细胞外囊泡，这些结构或许能够携带与经验相关的信息。

这些新发现并不意味着记忆能够像电影中那样被完整下载或转移，但它们表明，记忆的生物学基础可能比传统观点更加复杂。除了神经元之间的连接变化之外，RNA、基因调控机制以及细胞间信息传递，也许都在其中发挥着重要作用。

如今，研究人员已经将重点从难以捉摸的涡虫转向更容易研究的线虫等模式生物，希望借助现代分子生物学技术揭开记忆存储机制的秘密。尽管“吃掉记忆”听起来仍然像科幻故事，但越来越多证据显示，生物体之间的信息传递远比人们想象得更加丰富。

也许未来某一天，科学家真的能够回答那个曾让无数研究者着迷的问题：记忆究竟只是大脑中的电信号，还是一种能够跨越个体存在的生物信息？

来源：Quanta Magazine 图片来源：unsplash/julien Tromeur

记忆真的能被转移甚至“吃下去”吗？一场跨越半个世纪的科学谜团仍未解开最先出现在咕咕猫。

脱发问题正在困扰越来越多的人。无论是男性常见的“M型发际线”，还是女性逐渐稀疏的头顶头发，都让不少人感到焦虑。尤其是雄激素性脱发，被认为是目前全球最普遍的一类脱发问题。随着年龄增长，毛囊会逐渐萎缩，原本粗壮的头发会慢慢变细、变短，最终甚至停止生长。

目前医学上常见的治疗方式主要包括米诺地尔和非那雄胺等药物。虽然这些方法对部分人有效，但也并非人人适用。有些人担心长期使用后的副作用，比如头皮刺激、皮肤不适，或者与激素相关的问题。因此，科学界一直在寻找新的治疗思路，尤其是更加温和、作用更全面的方案。

最近，一种在中国传统医学中已经使用上千年的植物再次进入研究人员视野。科学家发现，这种名为“何首乌”的植物根部，可能拥有多重促进头发生长的能力，并有望成为未来脱发治疗研究的重要方向。

研究人员在最新综述中指出，何首乌并不是单纯通过一种机制发挥作用，而是可能同时影响多个与毛发生长相关的生物过程。这也是它引起广泛关注的重要原因之一。

雄激素性脱发与一种名为“双氢睾酮”的激素密切相关。这种激素会不断刺激毛囊萎缩，使头发越来越细。研究认为，何首乌中的某些活性成分可能有助于减弱这种激素对毛囊的影响，从而在一定程度上保护毛囊结构。

除了激素层面的影响外，研究还发现，何首乌可能帮助毛囊细胞减少过早死亡。毛囊是否健康，很大程度上取决于细胞活性。一旦毛囊细胞持续受损，头发生长周期就会被打乱。而保持毛囊细胞活跃，则意味着头发仍有继续生长的机会。

更值得关注的是，研究人员发现何首乌可能激活与毛发生长密切相关的生物信号通路，包括Wnt和Shh等机制。这些信号在人体组织修复和细胞再生过程中扮演重要角色，同时也与毛囊从“休眠状态”重新进入“生长期”有关。

简单来说，这些信号越活跃，毛囊重新长出头发的可能性就越高。

此外，研究还提到，何首乌可能改善头皮区域的血液循环。毛囊要维持正常功能，需要稳定的氧气与营养供应。如果头皮微循环改善，毛囊所获得的营养也会更加充足，这对维持头发健康具有积极意义。

研究团队表示，让他们感到惊讶的是，古代中医文献中关于何首乌“乌发养发”的描述，竟然与现代毛囊生物学研究出现了相当高的一致性。许多古籍中提到的效果，如今都能在现代实验研究中找到一定对应机制。

不过，研究人员也特别强调，目前相关证据仍主要来自实验研究、历史记录以及有限的人体观察数据。要真正确认何首乌在治疗脱发方面的有效性与安全性，还需要更多大规模临床试验。

同时，研究也提醒，何首乌并非“天然就绝对安全”。传统中医通常会对其进行炮制加工，因为不同处理方式可能会明显影响药效与安全性。如果自行长期服用来源不明或未经规范处理的产品，依然存在风险。

尽管如此，这项研究仍然释放出一个值得关注的信号：许多传统草药中，或许隐藏着尚未被完全开发的生物活性成分。随着现代科学不断深入分析这些古老药材，人们未来也许能从传统医学中找到更多新的治疗灵感。

对于长期受脱发困扰的人来说，这类研究虽然还不能直接替代现有治疗方案，但它正在为未来更安全、更全面的生发疗法提供新的可能。

来源参考：ScienceDaily 关于何首乌与雄激素性脱发研究报道。

古老中药或正在改变现代脱发治疗最先出现在咕咕猫。

每当暴风雨来临，天空中都会出现耀眼电弧。人们原本以为，闪电只是云层之间积累了足够强的电荷，空气被击穿后形成巨大电火花。但最新研究发现，真实情况可能远比想象复杂。如今越来越多物理学家开始怀疑，闪电的形成不仅和普通电学有关，甚至还可能涉及宇宙射线、伽马射线以及接近粒子加速器级别的高能物理现象。

长期以来，科学界一直有一个难题。

实验室里的电火花，需要极强电场才能让空气“崩溃”。理论上，空气必须达到每米约300万伏特的电场强度，电子才能像雪崩一样快速增殖，最终形成闪电。可问题是，科学家后来使用气球、火箭和各种探测设备进入雷暴云内部后发现，大多数雷暴云里的电场强度，其实远远达不到这个水平。

换句话说，按照传统理论，很多雷暴根本不应该产生闪电。

但现实中，地球每时每刻都有数千场雷暴正在发生。NASA的数据表明，全球同时存在的雷暴数量经常超过2000场。闪电显然比理论计算更容易出现。

这意味着，云层内部一定还隐藏着某种人类尚未完全理解的机制。

过去几十年里，科学家曾怀疑，问题可能和冰晶有关。雷暴云内部存在大量冰粒和冰晶，它们在碰撞摩擦过程中会积累电荷。一些较大的冰晶会形成尖锐结构，而尖端能够增强局部电场，就像避雷针一样。研究人员一度认为，这些冰晶可能就是触发闪电的关键。

但后来，事情开始变得越来越奇怪。

1994年，一颗原本用于观测宇宙深空爆发现象的卫星，意外在地球雷暴云附近探测到了伽马射线爆发。伽马射线通常出现在超新星爆炸、中子星碰撞或者黑洞附近，人们原本根本不认为普通雷暴能够产生这种极高能量辐射。

科学家震惊地发现，雷暴云内部似乎正在发生某种接近宇宙级别的高能过程。

美国物理学家约瑟夫·德怀尔随后提出了一种全新理论。他认为，雷暴中的电子可能会在电场中被不断加速，形成一种“相对论 runaway avalanche”，也就是“失控电子雪崩”。这些高速电子会撞击空气分子，释放更多电子，同时产生伽马射线。

而更疯狂的是，这些伽马射线还能进一步生成正电子和更多高速电子，形成链式反应。

整个过程有点像麦克风靠近音响时产生刺耳啸叫，一旦反馈开始，就会迅速放大。德怀尔认为，这种高能电子连锁反应能够在云层内部迅速增强局部电场，最终触发真正的闪电。

近年来，越来越多观测似乎开始支持这种理论。

2023年，NASA启动了一项名为ALOFT的研究计划，科学家驾驶高空飞机直接飞越加勒比海和墨西哥湾上空的强烈雷暴。他们在雷暴附近探测到了大量此前从未详细记录过的伽马射线活动。更奇怪的是，即使没有明显闪电出现，部分雷暴云本身也会持续释放微弱高能辐射。

研究人员发现，雷暴云内部其实像一个不断翻腾的高能粒子锅炉。

那里不仅存在闪电，还存在各种伽马射线闪烁、电子雪崩以及短暂高能爆发。有些现象甚至持续时间极短，只有不到千分之一秒。

与此同时，另一种更加离奇的理论也重新受到关注。

一些科学家开始怀疑，真正触发闪电的东西，也许来自外太空。

所谓宇宙射线，是来自超新星、黑洞等宇宙极端事件产生的高能粒子。这些粒子会穿越数十亿光年，最终撞进地球大气层。当它们击中空气时，会形成大规模粒子喷流，释放大量电子和正电子。

今年，美国洛斯阿拉莫斯国家实验室的一项观测发现，某些闪电初始方向居然并不完全遵循云层电场方向。

研究人员认为，这意味着触发闪电的源头可能并不是云层本身，而是某个从外部斜向进入大气层的宇宙射线粒子束。换句话说，一次遥远恒星爆炸，理论上可能间接触发地球上的一道闪电。

这个想法听起来像科幻小说，但部分物理学家认为数据确实值得重视。

不过目前争议依然很大。因为宇宙射线本身极其复杂，相关观测也还不够充分。一些研究人员认为，现在下结论还太早。

但无论哪种理论正确，科学家已经越来越确定一件事：

闪电远远不是人们过去以为的“巨大电火花”那么简单。

它背后可能同时涉及电磁学、等离子体物理、粒子物理、大气科学甚至宇宙高能天体物理。一次短短几毫秒的闪电，也许包含了大量人类尚未完全理解的复杂过程。

而且，随着观测技术不断提升，研究人员反而发现更多无法解释的新现象。

比如某些闪电会向上喷射，形成高达几十公里的“红色精灵”和“巨大喷流”；还有些闪电会产生球状闪电、树枝状电流甚至奇怪的无线电信号。部分高空闪电甚至能直接连接地球电离层。

荷兰研究团队最近还利用大型射电望远镜，对闪电形成过程进行了超高精度成像。他们发现，闪电内部并不是单一通道，而像一棵不断生长分叉的发光树。有些分支速度极快，有些则缓慢爬行，还有部分会不断长出针状结构。

科学家现在越来越觉得，闪电其实是一种远比人类想象更加“活跃”和复杂的自然现象。

研究人员甚至开玩笑说，人类研究闪电的过程，越像在打开一个越来越奇怪的宇宙谜题。因为每当科学家以为快要找到答案时，新的观测又会暴露更多未知问题。

直到今天，人类依然无法百分之百解释，天空中第一道闪电究竟是如何真正诞生的。

本文译自：quantamagazine（编译 / 整理：olaola）

闪电究竟怎么形成的，科学家发现答案越来越离奇最先出现在咕咕猫。

如果有一天，人类乘坐飞船前往月球深处，你大概不会希望有人在飞船里故意破坏氧气系统。

没人会随便浪费空气，也没人会故意污染水循环系统。因为所有人都知道，在封闭宇宙空间里，飞船的生命维持系统一旦受损，所有乘员都会面临危险。

但一些科学家认为，人类现在对待地球的方式，恰恰就像在不断破坏自己的宇宙飞船。

英国伦敦大学学院气候科学教授克里斯·拉普利提出，人类其实一直生活在一个巨大的“生命维持舱”里。地球的大气层、水循环、森林、海洋、土壤和生态系统，本质上都像飞船内部的维生系统，只是规模更大、变化更缓慢，因此人们往往感觉不到危机。

过去几十年，人类不断向大气中排放二氧化碳，海洋逐渐酸化，大面积森林被砍伐，土地退化，野生动物数量下降。很多事情已经持续了很久，但由于影响不是瞬间发生，人类很容易选择忽视。

科学家认为，这其实和人类大脑的进化方式有关。

远古时代，人类更擅长应对眼前危险，比如猛兽、饥饿或火灾，而不是几十年后才逐渐显现的问题。气候变化、生态崩溃和资源耗尽，往往没有立刻的疼痛感，因此很难引起本能警觉。

很多人甚至会依靠一些“心理安慰”来减轻焦虑。

比如有人认为，只要自己偶尔回收垃圾，就已经完成了环保责任；有人相信未来科技一定会自动解决所有问题；还有人干脆觉得“反正已经来不及了”，因此放弃行动。心理学家把这些现象称为“无行动巨龙”，也就是那些让人知道问题存在，却依然选择继续维持原有生活方式的心理机制。

文章中提出了一个有趣的对比。

宇航员之所以会认真保护飞船环境，是因为他们非常清楚自己正身处一个脆弱、封闭、无法逃离的小空间里。而人类对地球缺乏同样的紧迫感，只因为地球太大了，大到人们误以为资源永远不会耗尽。

实际上，越来越多科学家开始把地球视作一个“封闭系统”。

地球并不会不断自动补充无限资源。淡水、肥沃土壤、稳定气候、健康生态链，本质上都存在上限。一旦破坏速度超过自然恢复速度，整个系统就会逐渐失衡。

有学者甚至认为，人类今天面对的问题，和未来长期太空旅行中的问题本质上是相同的。

在国际空间站里，宇航员必须精准计算空气、水和能源的使用，废弃物需要循环处理，每一份资源都非常珍贵。而地球其实也一样，只不过人类过去一直习惯于“无限消耗”的思维。

文章提出，人类真正缺少的，也许并不只是政策，而是一种新的集体叙事。

过去，人类社会会因为宗教、战争、国家甚至金钱形成共同信念，但面对全球气候问题时，人类却很难形成统一行动。科学数据虽然准确，却往往缺乏情感冲击力。相比之下，一个强烈的故事可能更容易改变大众行为。

作者提出了几种比喻。

其中一种说法是，地球就像一间带着唯一玻璃窗的宇宙舱。每排放一吨二氧化碳，就像在玻璃上增加一道裂痕。没有人会故意敲碎宇航飞船的窗户，但人类却正在持续破坏地球的生态保护层。

另一种比喻则把整个生物圈看作人体器官的延伸。

森林、海洋和生态系统并不是独立于人类存在的“自然风景”，而是人类文明赖以生存的一部分。砍伐雨林、污染河流和大量燃烧化石燃料，本质上更像是一种慢性的自我伤害。

还有一种观点认为，人类并不是地球的拥有者，而只是暂时居住在这里的“乘客”。

前几代人建立了现代文明，而下一代人还要继续生活在这颗星球上。如果这一代人不断透支资源、破坏生态，那么未来人类将承担后果。这不仅是环境问题，更像是一种跨世代责任。

一些网友也在相关讨论中表达了类似看法。

有人认为，人类总喜欢把地球视作无限扩张的空间，但实际上，文明更像是一艘长途航行中的飞船，任何系统故障最终都会影响所有人。还有人说，人类之所以对生态问题反应迟缓，是因为多数人只能关注眼前几周甚至几个月，而很难真正思考几十年后的变化。

文章最后提出一个问题。

如果今天所有人都把地球真正当成一艘正在宇宙中航行的飞船，那么人类会不会重新思考自己的生活方式、能源使用、消费习惯以及整个社会的发展方向？

因为在宇宙里，没有备用地球。

而这艘飞船，也没有所谓的“地面总部”来拯救它。最终能决定方向的人，只有生活在这里的人类自己。

本文译自：theconversation（编译 / 整理：olaola）

地球其实像一艘宇宙飞船最先出现在咕咕猫。

科学家开发出一种看起来像科幻技术的新方法：他们利用高频声波制造出极细微的雾状颗粒，并把这些颗粒喷洒到植物表面，形成一种能够阻挡紫外线的“防晒层”。

研究人员表示，这种技术不仅能保护植物，还可能改变未来材料涂层的制造方式。更重要的是，它不需要高温，也不会伤害脆弱表面，包括活体植物组织。

这项研究来自澳大利亚皇家墨尔本理工大学。团队发现，通过高频振动，可以把特殊液体打散成极小液滴。这些液滴在空气中移动时，会迅速形成一种高度有序的材料结构，并均匀覆盖在物体表面。

研究人员把这种技术应用到了真实植物叶片上。

实验中，科学家只对叶子的一部分进行喷涂，另一部分保持原样，以便进行对比观察。结果发现，喷涂区域能够有效吸收有害紫外线，同时仍允许可见光通过。换句话说，植物依然能够正常进行光合作用。

研究团队表示，这种“防晒层”最大的特点，是它既能保护植物，又不会明显影响植物正常生长。

在实验结束后，研究人员移除了涂层，而植物在之后数月里依旧保持正常生长状态，没有出现明显损伤或发育问题。

这项技术使用的核心材料属于“共价有机框架材料”，简称COF。

这种材料近年来在材料科学领域受到广泛关注。它们内部拥有规则而复杂的孔隙结构，可以被设计成吸收光线、过滤分子、保护表面，甚至用于传感器和电子设备。

不过，这类材料过去一直存在一个巨大难题。

传统制造方式往往需要高温、强溶剂或者复杂加工流程，这会让很多脆弱材料无法承受。例如活体植物、柔性电子设备、生物组织等，都可能在制造过程中被破坏。

而这次的新技术，则绕开了这个问题。

研究人员表示，他们直接利用声波驱动整个过程，在室温环境下完成材料生成和喷涂。整个步骤不需要加热，也不需要剧烈化学反应，因此能够安全用于许多敏感表面。

团队解释称，高频声波会让液体表面形成剧烈振动，从而把液体打碎成大量微小颗粒。这些颗粒像雾气一样飘散，并在飞行过程中快速形成稳定结构，最终均匀沉积到目标表面。

研究人员认为，这种方式相当于把“材料制造”和“表面喷涂”合并成一个步骤。

过去通常需要先制造材料，再经过多道工艺将其附着到表面。而现在，材料在空气中就能完成形成，并同时完成覆盖。

科学家表示，这种方法未来可能被应用到多个领域。

除了农业，它还可能用于柔性电子产品、传感器、生物医疗材料、过滤膜以及一些对温度极其敏感的新型设备。很多先进材料过去无法商业化，很大原因就是传统加工方式会损伤它们。

研究团队还指出，农业可能会成为最早受益的领域之一。

随着全球气候变化加剧，越来越多地区正在面临高温和强紫外线问题。过量紫外线会损伤植物细胞，降低生长效率，甚至影响农作物产量。能够形成“防晒层”的新型涂层，未来可能帮助植物在极端环境中更稳定生长。

一些研究人员认为，这类技术未来甚至可能被用于沙漠农业或者高温地区种植系统。

如果植物能够获得额外紫外线保护，就可能降低环境压力，提高作物存活率。与此同时，由于这种涂层允许可见光进入，因此不会像普通遮阳材料那样严重影响光合作用。

值得注意的是，近年来关于“防晒材料”的研究正在迅速增加。

例如今年还有研究发现，一些新型矿物防晒材料能够减少传统防晒霜产生的白色残留，同时保持良好防紫外线效果。另一些研究则开始关注防晒产品在环境中的长期影响。

目前，这项声波喷涂技术仍属于实验室阶段。

不过研究团队已经为相关技术申请临时专利，并希望未来进一步扩大应用范围。他们认为，这种利用声波直接生成材料涂层的方法，未来可能会成为一种全新的工业加工平台。

本文译自：phys（编译 / 整理：olaola）

图片来源：unsplash/Nick Fewings

科学家利用声波制造植物防晒层，或改变未来农业最先出现在咕咕猫。

在大多数人的印象中，数学是确定无疑的：只要证明成立，结论就永远正确。但如果继续追问一个更根本的问题——“这些证明最初是建立在什么之上？”——答案就不再那么简单了。因为在所有证明链条的最底层，存在着一些无法再被证明的前提，它们被称为“公理”。而正是这些看似理所当然的基础，曾引发过激烈而持久的争论。

数学的运作方式通常是这样的：研究者从已有结论出发，通过逻辑推导得到新的结论，而这些已有结论本身也来自更早的证明，如此层层递进。但这个过程不可能无限倒退，总要在某个地方停下来。那些不再被证明、而是被直接接受的命题，就是整个体系的基石。

在现代数学中，这套基石通常被称为“ZFC体系”，也就是泽梅洛–弗兰克尔集合论加上选择公理。它由大约十条基本原则组成，几乎所有当代数学研究都建立在它之上。大多数数学家在日常工作中甚至不会刻意去思考这些公理，因为它们已经成为默认前提，就像空气一样无处不在。

然而，这种“默认接受”的状态，并不是一开始就存在的。回顾历史，这些公理的确立经历了漫长而复杂的过程，并且伴随着大量争议。并没有哪一条公理是显而易见、毫无疑问地被所有人接受的。相反，它们的形成，是多种数学需求、哲学立场以及实际应用不断博弈的结果。

其中最具争议的，正是与“无限”相关的思想。在19世纪末，数学家逐渐开始把无限视为一种可以直接研究和操作的对象，而不是仅仅作为一个趋近的过程。这一转变极大推动了集合论的发展，也为现代数学奠定了基础。但与此同时，它也打开了一个充满悖论与不直观结论的大门。

例如，在接受某些关于无限集合的假设后，数学中会出现一些令人难以置信的结果：一个物体可以被分割并重新组合，得到多个与原来大小相同的副本。这类结论挑战了人们的直觉，也让部分数学家对这些公理的合理性产生怀疑。

因此，一些学者提出了不同的立场。他们认为，数学对象不应该仅凭定义就被视为存在，而必须通过具体的构造过程来证明其存在。这种观点被称为“直觉主义”。在这种框架下，像π这样的数不再被看作一个已经完整存在的无限对象，而是一个可以不断生成数字的过程。

还有更激进的观点，例如“超有限主义”，甚至主张彻底放弃无限的概念，认为所有数学都应该建立在有限可计算的基础之上。这些思想虽然长期处于边缘，但近年来也开始重新受到关注，因为它们为理解计算、复杂性以及现实世界的限制提供了新的视角。

围绕这些分歧，一个核心问题始终存在：我们为什么要接受某些公理？是因为它们“显然正确”，还是因为它们“有用”？在实际操作中，数学家往往更倾向于后者。一个公理如果能够产生丰富、有价值且一致的理论体系，就更容易被接受，即使它在哲学上并不令人完全信服。

这也意味着，数学并不像表面上那样完全客观和不可动摇。它的基础同样受到历史、文化和人类选择的影响。不同的时代、不同的研究目标，可能会推动人们接受不同的公理体系。换句话说，数学的“真理”，在某种程度上也是被建构出来的。

即便如此，这种不确定性并没有削弱数学的力量，反而成为推动其发展的动力。正是因为基础存在争议，数学家才不断反思和重构自己的理论框架，从而发现新的结构与规律。

今天，关于公理的讨论仍在继续。虽然ZFC体系依然是主流，但并不意味着它是唯一可能的选择。未来的数学，或许会在新的公理基础上展开，甚至彻底改变我们对“证明”和“真理”的理解。

本文译自：quantamagazine（编译 / 整理：olaola）

数学最后一条公理为何引发巨大争议？关于“真理基础”的一场持久分歧最先出现在咕咕猫。

最近，我的丈夫在描述过去某个假期发生的一件事。那不是什么重大事件，但听起来很愉快。然而，我对他所讲的事情完全没有印象。

他简直不敢相信。

我们都知道“回忆可能有所不同”，但它们怎么会差别如此之大呢？而我为什么没有这段记忆？我工作很忙——难道是我的大脑空间已经用完了吗？

这是一个很诱人的解释。我们常常说“脑子满了”、“信息过载”、“东西太多记不住”，就好像大脑是一个容器，最终会达到容量极限。但大脑并不会被填满。相反，它会进行筛选。

在任何给定的时刻，我们所能获得的信息远远超过了我们实际能够存储的量。光是某一天里看到的景象、听到的声音、经历的对话，就足以让任何试图完整记录它们的系统不堪重负。

相反，大脑依赖于选择。注意力决定了哪些信息会被注意到。情绪帮助判断哪些信息是重要的。然后，像海马体这样的结构会决定哪些信息值得存入长期记忆。

如果你的注意力在别处，这个筛选过程在第一步就会出错。

在那个假期里，我的丈夫可能停下来足够长的时间，记录下了那个时刻。而我可能正在想着下一步要去哪里、核对时间安排，或者只是在度过这一天，却没有停下来真正去感受那个瞬间。

这种差别很微妙，但却至关重要。

没有集中的注意力，经历只能被非常微弱地编码，甚至根本不会被编码。从这个意义上说，那段记忆并非丢失了——而是从未真正形成过。

即使记忆被成功编码，它们也并非以固定记录的形式存储。每当我们回忆一件事时，我们其实是在重构它——借助感官细节的片段、先前的知识和预期。

通过重复——比如反复交谈、反思或复述——这些重构会变得更牢固、更连贯。

随着时间的推移，它们会变得越来越生动，也越来越确定。

这有助于解释为什么共同的经历会产生如此巨大的差异。我们总觉得，经历了同一个时刻就应该产生相同的记忆，但大脑并不是这样运作的。它不会被动地记录经历。它会主动地选择、排序，并且同样重要的是，它会主动地丢弃。

我们感觉大脑“满了”，并不是因为我们用光了存储空间，而是因为我们一次性能够处理的信息达到了极限。注意力是有限的。工作记忆——即我们能够主动在头脑中记住的少量信息——更是极其有限的。

当这些系统超负荷时，新的信息就很难站稳脚跟。这就好比在电脑上打开了太多标签页：没有任何东西被永久删除，但一切都变得更难管理。

用计算机来做类比在一定程度上有用。如果工作记忆类似于运行内存——快速、临时、容量有限——那么长期记忆则常常被比作硬盘。

但类比到这里就不成立了。硬盘将文件存储在固定的位置，检索出来的结果与保存时的形式完全一致。

大脑并非如此。

记忆并不像独立的文件那样被存储。它们分布在神经元网络中，彼此重叠，每次被回忆时都会被重新塑造和重新组合。

新的经历并不会简单地添加到已有的记忆之上——它们会与已有的记忆相互作用，同时改变新旧两方面的内容。

人们曾尝试估算大脑在理论上可以存储多少信息。

索尔克研究所一个被广泛引用的数字大约是1拍字节——大致相当于连续数百年不间断的视频记录。这个数字令人印象深刻，但也有点误导性。

它暗示着存储系统会随着时间逐渐填满，而实际上，大脑在不断地自我重组。容量并非固定不变，信息也不是孤立存储的。信息是整合的、被修改的，而当不再有用时，就会被允许逐渐消退。

这就引出了一个略显不安的问题：那些我们想要保留的记忆，会发生什么呢？

其中一些会逐渐消退——不是因为大脑空间用完了，而是因为它们没有不断地被强化。记忆的存在并不仅仅因为它对我们重要。它是在被重温、被复述、或者与其他经历重新建立联系时，才会被保存下来。

没有这种强化，即使是有意义的时刻，随着时间推移也会变得更难被提取出来。

在大多数情况下，失去的并不是记忆本身，而是我们提取记忆的能力。一个熟悉的气味、一段音乐，或者一个意想不到的细节，都可以把那些看起来已经彻底消失的东西重新带回来。

痕迹仍然存在，只是它已经滑出了我们的触及范围。

而一段记忆的缺失，很少能证明系统已经饱和——更多时候，它是一个从未被完整存储过的瞬间留下的痕迹，或者是一个只是没有被调用过的瞬间。

本文译自：sciencealert（编译 / 整理：olaola）

图片来源：unsplash/Ludovic Charlet

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