2023年《环球科学》十大科学新闻

2023年3月的一篇重磅文章迅速将“室温超导”的话题送上各大媒体的头条,在惊呼一个新时代来临之余,很多科学家也提出了反对意见。于是,精彩的多方对垒几乎贯穿了这一整年。虽然最终以撤稿收尾,但这也让我们见识了众人对突破性技术的渴望。和这条新闻一样火热的,还有不断打破单日记录的全球气温。面对持续加剧的极端天气,我们似乎更难独善其身了。当然,在诸多挑战的另--面,科学家已经通过神经植入物尝试让瘫痪的患者恢复行走;他们也将糖尿病药用于减肥,并取得了不错的效果。这一年,我们依然可以看到很多问题,但我们依然相信,技术进步能解决很多问题。

什么是发酵食物?

如果在特定的食物中添加一些酵母和细菌,食物中的碳水化合物(例如淀粉和糖)就会被这些微生物分解成有机酸和酒精,这个过程就是发酵。人们对发酵食物的味道褒贬不一,对于那些喜欢泡菜、康普茶和酸奶等发5种发酵食品酵食物的人来说,它们风味独特,还有益于身体一增强免疫系统和消化系统。

乒乓球也能隔音?

持续的城市噪声可能会引发许多长期健康问题,但想要把噪声拒之门外非常困难。交通和施工的低频噪声很容易穿过墙体等固体材料,虽然可以使用专用的吸音板降低噪声,但这类建材的价格很高。近日,一项发表于《应用物理学杂志》(Journal of Applied Physics)的新研究发现,只要巧妙地结合物理学原理,生活中常见的材料同样能达到理想的效果:通过精妙的设计,扎孔的乒乓球就是一种有效的隔音材料。

动物时装秀

动物界的许多成员都会经历换毛和蜕皮的生理变化过程。无论是蜕下可怕的蛇皮,还是仅仅脱掉了一团团毛发,都是动物生命历程中的一个重要阶段。换毛或蜕皮有时是季节性的。例如南象海豹(Mirounga leonina)在夏季末会经历一场“灾难性蜕皮”。虽然听起来很夸张,但其实就是大面积皮肤脱落。

恐龙宝藏之旅

作为北美洲的主要山脉之一,落基山脉纵贯了美国和加拿大的多个州,其中就有美国的蒙大拿州。蒙大拿州不仅有壮丽的自然风光、独特的野生动植物,也是世界著名的恐龙化石出产地。

混凝土制造工厂

混凝土是世界上使用量第二大的材料,仅次于水。它由水泥、水、沙子和碎石组成,是一种坚固耐用的建筑材料。水泥中的石灰石和其他矿物共同赋予了混凝土持久耐用的特点,也让它能够快速硬化。混凝土通常被用于建造房屋的地基和墙体、桥梁、公路、人行道以及其他各式各样的建筑物。

维生素D神话破灭

有一段时期,维生素D就像是一种“灵丹妙药”。一个世纪前,人们开始用维生素D来治疗病。伺病是一种儿童疾病,会导致骨骼脆弱和变形。到21世纪初,,一些研究者通过收集大量的研究,表示人体内维生素D水平低可能和癌症、心血管疾病、痴呆、抑郁症、糖尿病、自身免疫性疾病、骨折、呼吸系统疾病和帕金森病等有关。

暮色带的珊瑚白化

当海洋生物学家妮古拉·福斯特(Nicola Foster)和同事操纵一台遥控潜水器通过印度洋查戈斯群岛的珊瑚礁时,他们看到近海面的珊瑚礁色彩斑斓。但在海面下近91米处,在被海洋学家称为“暮色带”(twilight zone)的昏暗且较冷的水域中,一些珊瑚变成了幽灵般的白色,这使得它们很容易生病和死亡。

爱因斯坦探针 捕捉宇宙焰火

宇宙中有时会发生一些非常激烈的事件,例如恒星被黑洞撕裂、超新星爆发、中子星并合这些事件持续时间非常短暂,但会爆发出庞大无比的能量,释放出X射线等高能辐射,就像转瞬即逝的焰火。这种“宇宙焰火”随机出现、难以预测,若想及时捕捉到,必须对天空进行大范围、不间断的巡视。

祝融号发现神秘多边形

祝融号火星车的工作已告一段落,但它传回的数据还足够科学家忙上一阵子。祝融号的着陆点在火星最大的陨石坑乌托邦平原,早先的观测发现,这里曾经有丰富的水冰活动。祝融号携带了探地雷达,可以深入探查地下,了解火星气候变迁留下的地质记录。科学家已经根据它的数据发现了乌托邦平原地下的纵向分层结构。而最近,中国科学院地质与地球物理研究所等机构的科学家又研究了横向结构的变化。

坦克百年史

古希腊的重装步兵会将盾牌靠在一起齐头并进,汉尼拔的迦太基军队骑着战象纵横战场,远见卓识的达·芬奇在1487年就绘制了装甲战车的图像。虽然坦克的概念一一种可以主宰战场的装甲兵器一一几乎与人类战争的历史一样久远,但它真正成为现实并展现出毁灭性的力量只是最近100年的事情。

波士顿倾茶事件

在1773年5月,英国政府通过了《茶税法》,规定英国东印度公司是北美殖民地的独家茶叶销售商。此前,由于英国茶叶税率很高,许多美国人都不再购买英国茶叶。茶叶走私大行其道,这样就不用向英国政府缴纳税赋。

新型疫苗治疗冷肿瘤

30多年前,科学家发现采用放疗治疗肿瘤时会出现“旁观者效应”。具体的现象是,肿瘤周围没有被辐射到的细胞,也会和经过辐射的癌细胞一样出现细胞死亡。2020年,华中科技大学同济医学院附属协和医院肿瘤中心杨坤禹教授的研究团队在一篇发表于《科学·进展》(Science Advances)的论文中揭示,这种效应和遭受辐射的癌细胞向周围环境中释放的一种微颗粒(RT-MP)有关。

拼装国际空间站

国际空间站在400千米高的轨道上以27000千米/小时的速度围绕地球不停转动。它既是有史以来造价最高的人造物,也见证了一段多国通力合作的历史。这间空间科学实验室可以容纳6位乘员,被美国航空航天局(NASA)形容为“人类历史上最复杂的科学和技术结晶”。

病毒能当营养剂

在你的晚饭中,加入一道营养丰富的噬菌体病毒怎么样?听起来好像没有很好吃,但对于你的细胞而言可能并非如此。在一项新研究中,科学家在人体肠道内发现了一种有助于哺乳动物细胞生长和增殖的噬菌体(一种能感染并杀死细菌的病毒),二者之间可能存在共生关系。这令他们大感意外,因为早前发现的噬菌体会引起哺乳动物细胞的炎症反应。

更安全的基因编辑疗法

2023年11月16日,英国批准将基因编辑疗法Casgevy用于治疗12岁及以上患者的镰状细胞病和输血依赖型β-地中海贫血,这是全球首个获批的CRISPR基因编辑疗法,开启了医学治疗的新纪元。

从演员到天文学家

美国仅有26位黑人女性获得过天体物理学博士学位,奥玛瓦·希尔兹便是其中之一,她将与我们分享她从天文转向表演后重拾天文梦想的故事。在奥玛瓦·希尔兹(Aomawa Shields)攻读天文学博士学位之初,她经常会出现张口结舌、无法作答的情况。自她从美国麻省理工学院本科毕业到重返科研工作,中间有11年的空白,这已经是一个完整的太阳周期。希尔兹其实拥有表演专业的硕士学位,但某次轮到她向同行介绍科研成果时,却出现了严重的怯场反应,登场前她颤抖得甚至无法系上鞋带。

蝙蝠的奇异交配方式

大多数哺乳动物需要通过插入式交配繁衍后代,但近日却有视频证据显示,有一种蝙蝠的交配方式十分特殊:雄性大棕蝠(Eptesicus serotinus)可以用其巨大的生殖器推开雌性个体的尾膜,然后将其末端紧贴在雌性的生殖道开口处,进行接触式交配。

梦幻蓝海滩

在澳大利亚的杰维斯湾,微小的浮游生物通过生物发光把海滩打造成了一个梦幻的世界。这种会发光的生物名为夜光藻,又名夜光虫,是一种甲藻门单细胞海洋浮游生物。这种藻类之所以能发光,是因为体内含有一种名为萤光素的发光化合物,当夜光藻受到刺激时,萤光素就会被萤光素酶氧化,进而产生蓝光。

垃圾变身记

吃剩的食物、打理花园时修剪下来的枯枝落叶以及一些有机废物其实无须扔掉,通过一种名为堆肥的处理方式,就能将这些垃圾变废为宝。堆肥是让有机物缓慢分解或者腐坏,继而变为富含营养物质的土调理剂或者肥料的过程。复杂的有机物质经过分解后,会变成像二氧化碳、水、单糖和盐这样的简单物质。若是将垃圾放入堆肥堆中,还能加速其分解过程,将堆肥所需的时间从数年缩短到数月,甚至是几周。