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人類依然處於進化之中

現代世界的人類沒有停下進化的腳步。科學家通過對比不同的基因組發現,自然界的壓力仍然在發揮作用。比如 說,專職於消化乳糖的基因,正逐漸從歐洲人擴散至地球上的其他人群。一個提高生育率的基因也在歐洲大陸上的人群中變得更為常見。疾病仍然是人類進化的一大 驅動力:攜帶特殊遺傳基因的人能抵抗瘧疾和愛滋病。大概是由於攜帶胱冬酶12基因的人更易受細菌感染的侵害,現在幾乎所有人都已經失去了該基因。雖然進化 發生的很緩慢,但是我們人類仍然處在變化之中。

 

從來就沒有什麼“時間

尋找涵蓋一切 的“終極理論”的物理學家,在時間這一事物上存有重大疑慮。他們需要將量子力學和相對論這兩大物理學理論統一起來——前者是人類對微觀粒子運行的描述,而 後者則適用於解釋宏觀的空間、時間和物質相互作用的機制。然而,目前最大的癥結在於,時間,在這兩種理論中分別以不同的方式運行著。

相對 論中,相對運動中的物體各自擁有自己的時間推移,因此不存在對時間的絕對性測量。而在量子理論中,時間更加無法定義:時間甚至不具有可以測量得到的特質。 量子理論可以告訴你一個電子的位置,但是無法告訴你它在那裡已經多久了。解決該癥結的一個激進措施就是將時間視為一個人類自己編造的概念。如果時間在宇宙 的進程中無法發揮基本的,明確的作用,或許,我們所有的理論應該摒棄掉這一概念。

 

多重宇宙

為什麼事情會是 現在這個樣子?物理學家喜歡刨根究底。可是某些關於宇宙的事實依然令人費解,這讓物理學家們感到沮喪。自然界存在一定的常量(決定引力等各種自然力的數 字)看上去“正是這樣子”,而沒有什麼好解釋的。各種宇宙常量為何會如此精確完美,以至於恰好允許生命在宇宙中的發展,這一問題令物理學家如芒在背。

天 真的說,宇宙似乎是被精心設計出來的。但是這一解釋並不能令大多數物理學家感到滿意。為此,他們想到了更好的解釋:有許多個宇宙,每個宇宙都有不同的特 性。由於我們尚不可能從這個宇宙穿越到另外一個,我們也就無從驗證這一觀點,但是它確實打消了人類因自身所處的“特殊”情形而產生的疑慮。當然了,宇宙理 應對於人類而言非常完美:如果它有任何絲毫的不同,人類就不會存在,就不會在這裡觀察它了。

  

終止衰老

人 類能不能在的自己的基因組上輕輕按下某個“開關”,然後就可以大大延長壽命?在蠕蟲,老鼠和果蠅身上進行的實驗顯示,停止某些基因的運行,或者改變其它基 因,使得特殊的化學物質組合充盈我們的身體,可以顯著延緩有機體的衰老速度。而這甚至可以運用更為低端科技的方法來實現:通過調整飲食或者注射可以減慢衰 老的荷爾蒙,就可以改變身體的化學環境。這是一個誘人的新途徑,但同時也充滿爭議。

很多生物學家仍認為停止衰老只是一個幻想,因為我們永 遠不能克服細胞過段時間就會死亡,以及基因組的消耗磨損等生物程式。而且細胞分裂時可能會產生致命的基因複製錯誤。據此懷疑主義者們說,走向衰老仍是人類 不可避免的未來。儘管如此,與生物衰老的對抗已經從原先的不可能,變為非常困難但頗有可能,科學界就此前景達成了一致,而這本身就是一個令人興奮的進展。

 

加強版”人類即將來臨

下 一代人類——或者再下一代——將面臨一個艱難的抉擇:他們要不要把孩子升級至“加強版”?由生物學家Ray Kurzweil領導的一群研究者,暗示人類正在接近這一“奇點”,科技將改進人類的智慧和體能,進而在人類能力所及的領域實現巨大的飛躍。大多數的這些 科技手段最初只是為了幫助有健康問題的人群,然而,它們現在已經成為了意圖超越人類極限的人們的選擇。用來治療兒童多動症的藥物已經在學術界廣泛用於提高 專注度。治療弱視的視網膜植入現在被發展為仿生眼。用來治療帕金森症等神經問題疾病的大腦植入手術,為神經改良和插入式的記憶升級鋪平了道路。體外受精胚 胎的基因診斷,使得為患病嬰兒挑選用來移植器官的胚胎成為可能。但是改良人類技術的一大憂慮就是,人類社會中將會因此出現一個未“升級”的低能階層。

 

萬物皆是資訊

如 果你有一個神奇的顯微鏡,可以看到自然界最小尺度上的運作方式,你或許會深感意外。在這最小尺度上,將萬物聚合在一起的,正是我們習以為常的一個抽象概 念:信息。這一讓思考者們都興奮起來的觀點就是,物理學上的萬物,都是由資訊構成的原子所組成。任何實驗和觀測都可以歸結為提出一個是與否的問題,而答 案,正類似於電腦運行的0和1二進位數字字。

最終,宇宙作為一台巨型的電腦在運轉,類似“光子穿過這個點了嗎?”的問題答案提供了它處理的數碼資訊。構建針對宇宙所有設問的全方位二進位答案可能還需時日,但是這提供了一種全新的簡化方式——理解方式——來領悟萬物運作的根本法則。

 

初露端倪:“意識”是什麼

位 於我們頭骨內的可以連綿數公里海綿狀物質,究竟是如何創造出作為一個人的存在體驗。現在,磁共振成像技術,電腦建模和持續增長的對大腦的生物學瞭解,這 三者的結合意味著我們也許可以更好的回答上述問題了。也許只有到下世紀,人類才會有一個關於意識的完備理解,但是研究“意識”的附帶意義會令人類的這一探 索旅程最終不虛此行。眼下,瞭解人類大腦奧秘的快速途徑是觀察大腦的某一小部分出現的故障。許多疾病,例如抑鬱,精神分離症,自閉症和癡呆,都是由於大腦 的某個小“零件”出現問題所致。尋找意識產生根源的科學家們正在研究這些“故障”,並且希望在修復它們的同時,也能夠瞭解他們對於意識的功用。  

失蹤”的宇宙

96% 的宇宙都以一種人類目前無法徹底瞭解的形式存在著。對星系的觀察結果表明,它們的旋轉速度太快,以至於無法聚集星系內的恒星物質:外部的恒星應該由於離心 作用被拋離星系。然而事實並非這樣。對此唯一的解釋是,存在某些看不到的物質產生的額外引力,將它們固定在星系內。這些看不見的物質即俗稱的暗物質,不過 它只佔據了宇宙不到四分之一的質量。另外的大約四分之三是“暗能量”,它產生了促使宇宙不斷膨脹的力量。物理學家已經為暗物質給出了一個可能的解釋。暗物 質需要某些粒子的存在,這些粒子的屬性不同於我們已發現的任何粒子。人類正在探索這些粒子可能是什麼,也許,大型強子對撞機可以給我們製造一些出來。暗能 量的研究則更加富有挑戰性:它既不來自於已知的任何粒子,也不來自於粒子之間的真空區域。因此在紙面上,研究人員目前對暗能量尚無多少頭緒。

 

揭示“質量”的奧秘

大型強子對撞機加速了粒子的相互碰撞時,物理學家們歡欣鼓舞。這是因為粒子對撞或許會讓我們獲得對希格斯玻色子的 驚鴻一瞥。它是我們趨於完美的粒子物理學領域中,所剩的最後一個疑惑。希格斯玻色子對其他粒子施加了拖曳力。粒子經由其傳導的力而獲得質量——物質回應引 力的一種性質。如果希格斯玻色子最終露面,那麼物理學家將如釋重負,因為它是粒子物理學中的關鍵支柱。如果沒有,物理學家又得做大量的解釋工作。而且,重 建工作中將不僅僅包括質量的來源。  

 

做好第三類接觸的準備

人類的空間 科學機構正在識別太陽系之外,可能存在生命的數百個行星。孕育生命所需的條件,以及生命會在周邊空間留下的痕跡,生物化學家對這些已諳熟於心。另外,在探 測地外行星大氣層中的生命痕跡上,人類的成像技術正日漸得心應手。今日地球上的人們,似乎即將聽到在宇宙別處發現生命的消息。雖然不太可能是智慧生命—— 更可能是微生物形式——但是這也將造成人類生命觀的根本性轉變。因為那將說明,浩瀚宇宙中的生命進化大概不一而足,宇宙可能充滿了其他的生命形式。對此, 科學家,倫理道德研究者,哲學家都急切的想知曉,如果發現了其他生命,人類屆時該如何應對。

 

人類並不是特殊的

迄 今為止,研究人員只發現了三個人類獨有的基因。在人類總共20,000 個基因中,可能只有20個是為我們所特有的。其他靈長類動物擁有和我們相同的腦細胞,人類看上去唯一獨有的智力能力是,比其他動物更多的陰謀詭計。虎鯨和 海豚在他們的群落中內有著截然不同的文化族群。烏鴉使用工具,黑猩猩們展示出道德。大象表現出共鳴,即使蠑螈和蜘蛛,也都展現出自己一定程度上的個性。雖 然在動物王國中,沒有我們料想中的語言,姿勢(倭黑猩猩和紅毛猩猩其實也在用),我們是萬物的靈長。可是,這一論斷或許並沒有反映我們所處的真實動物世 界。

 

人類是天生的信徒

成為一個無神論者得費好大勁。不僅僅是因為你得尋找新的事情來 填充禮拜天的早晨,更重要的是,人類的大腦進化到了對每一個現象都要進行歸因的地步。如果森林中灌木的瑟瑟聲,不是因為捕食者,那麼可能就是一個邪惡的幽 靈在作祟。而當灌木叢中真的隱藏了捕食者的時候,那些本能的假設有東西在那的人,成為了倖存下來的人。這些人——也只有這些人——成為了我們的祖先。神經 學實驗表明,堅信無形的實體與現實世界相互作用的信念,早已成為了人類大腦的預設狀態。

 

地球的大部仍有待探索

覆 蓋了70%的地球表面,平均深度4千米,海洋是地球上最大的生物棲息地,海洋的大部分對人類而言還是處女地。不管研究者什麼時候潛入深海,他們總能發現新 物種。海洋也正催生著新的地質學,並重新定義我們習以為然的生物棲息地。事實證明,對於地球上的生物,人類的所知甚為有限。

 

生命之樹其實是一張網

達 爾文的生命進化之樹也處在進化之中。科學家不再認為一個物種只促使了下一個分支的進化路徑。在所有生物的基部,是LUCA——最後一個所有生物的共同祖 先。基因分析表明生命的進化遠比達爾文的生命之樹要複雜的多:所有種類的潛在機制都允許物種的形成從一個“樹枝”跨越到另一個“樹枝”上而發生。所有的生 物組成了一張網,而不是一棵樹,這意味著生物學的未來比任何人敢於想像的都要更加有趣。與其簡單的編入不同物種的差異,尋找自然選擇作用的方法,人類不如 探索洋洋大觀的生物作用機制,然後陶醉在生命的不竭創造力之中。

 

通往終極理論的道路不止一條

物理學的終極目標是,如一個幽默的比喻所言,把所有宇宙的方程寫在一件T恤衫上面。這一乾脆,完備的終極理論將包含對所有物理現象的解釋——自然各種形式的力,粒子聚集形成原子的方式,行星和恒星——然後提供一種統一的簡單的解釋。多年以來,這一終極理論最有可能是弦理論,一個試圖以能量的閉合圈(弦)的振盪來解釋宇宙萬物的理論。現在,一些其他理論的加入,已經將尋找終極理論變成了一場競賽。

這些理論都擁有著異國情調的名字,比如圈量子引力論因果動力三角論量子引力圖論。更重要的是,他們都提供了通過實驗來驗證或者否定自己的機會——這是任何物理學理論都必經的“適者生存”的嚴峻考驗。

  

小型實驗室,大物理研究

並 不是所有的物理學研究都魅力十足。有些物理學家忙碌於昏暗的地下室,觀察金屬晶體長條中的電子運動,或者花上幾個小時觀察容器中液氦的旋轉模式。這些物理 學家經常會歆羨的看著他們的有些同行,工作在巨型,昂貴的粒子加速器實驗室之中。然而這一情形不會再持續很久了。事實證明晶體中的粒子、液氦中的氣泡和自 然界中一些基本粒子一樣,遵循著同樣的原理。這使小型實驗成為類比更大系統的絕佳方法,或將代替物理學的大型機器。它們甚至可以造出人工的黑洞。這一點是 不是魅力無窮?

 

石墨烯革命即將到來

科 學家一項從鉛筆芯中作出的發現,勢必將改變電子產業的未來。2004年,曼徹斯特大學,科學界安德列·海姆先用鉛筆在一頁紙上亂塗,然後使用透明膠帶剝離 出表面的石墨烯塗層。石墨烯的碳原子呈六角形陣列排列在一起,猶如微型鐵絲網。實驗表面石墨烯具有與眾不同的特性。它比鋼鐵堅硬10倍。普通銅線和半導體 以熱能的形式浪費了大量電能,這造成電腦晶片浪費了75%的能量,而石墨烯在導電時只有很小的能量損失。

研究者們現已改良了石墨烯的生產工藝,正忙於將其轉化為低功率電子元件,比如電晶體。石墨烯的最佳電子錶現是在高頻範圍,手機製造商一直渴望能在手機電路 裡傳輸更多的資訊,因此他們迫不及待的希望將石墨烯元器件安裝到手機裡。此外,石墨烯對可見光而言是透明的,這使得它成為光纖和電子設備之間傳輸資訊的理 想材質。正因為如此,石墨烯電視顯示器和高效太陽能電池,以及以石墨烯為基礎的電信傳輸都已經擺在了實驗室的桌面上。不起眼的石墨鉛筆芯,其前途不可限 量。   

 

語言是思想的關鍵所在

過去人們認為所有的人類語言都來自於大腦內的預先程式設計,從人出生開始,就已經存在、成形和準備好運作了。20世紀60年代語言學家諾姆·喬姆斯基提出的這一觀點,目前受到了質疑。人種學研究者已經提出了許多例外,來推翻人類語言的上述“普遍”規則,一些研究者否定了喬姆斯基的理論,並且提出沒有什麼是預先設置好的:相反,不同文化的思考方式和他們的語言是息息相關的。一種原始語言的局限性,可能正是其創造複雜思想的障礙。

 

DNA的折紙藝術

首先提取數百條DNA,然後用化學方法改變其形狀,讓它們在不同的點粘結起來。現在把它們放在一起,使用一切可行的化學方法將DNA們粘貼於一起。如果你的方法正確,最後你將獲得各種微小的形狀。

目 前,利用折紙術得到的亮點是DNA“齒輪”,一個納米尺度的DNA四面體,以及一個有蓋的DNA盒子,可以用一小串基因做的鑰匙打開和鎖上。化學家們看上 去好像很無聊,但是他們的這一研究將為以下設想提供最佳解決方案:運送藥物至細胞核心,設計以DNA為基礎的電腦,以及製造在微米級別像標準機械般運行 的生物機器。

 

 

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  • 大笨象
  • 這顯然是從簡體字文章轉譯的
    「質量」被白癡軟件置換成「品質」實在是很蠢的事情
    請老大手動改一下吧....
  • td026544
  • 謝謝提醒