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  • 科普中国
  • 【长漫】千锤百炼“特种兵”：打赢病毒我能行！ 免疫细胞负责抵御细菌、病毒等入侵我们的身体，并及时清除病变、衰老和癌变细胞，但遭遇突如其来的新型病毒，往往会令免疫细胞“措手不及”。为此，人类发明疫苗来助力免疫系统。疫苗是怎样研制出来的？它又怎样呵护我们的身体？这条长漫告诉你！ 作者： 2022/09/16 09:51
  • 科学家发现一个破了大洞的星系，难道是暴力强拆的“战争”遗迹？ 目前所有的科学观测和发现，都没有宇宙中存在高等级文明的任何证据，更别说是宇宙三级文明了。但科学家们发现了一个奇怪的星系，其核心似乎遭到恐怖力量的“暴力强拆”，留下了一个巨大空洞，这个空洞直径达到17000光年！那么，是什么东西具有这种恐怖力量，制造出这样一个星系呢？一起来了解。奇怪的R5519星系/2020年5月在《自然-天文学》期刊上发表了一项研究，是根据夏威夷凯克天文台手机的光谱数据，以及哈勃空间望远镜拍摄到的图像，发现的一个很怪异的星系。这个星系之所以奇怪，是因为绝大多数星系由于引力作用，核心的星群会非常密集地形成一个光球，而这个星系核心部分却是一个巨大空洞，这个空洞直径达到17000多光年。这个星系距离我们约为108亿光年，由于核心是一个巨大的空洞，因此这个星系看起来就是一个罕见的环状。科学研究认为，这种星系绝不是原始形成的星系，而是经受了一次非自然的暴力演化过程，这种暴力的根源很可能是两个星系的“殊死决斗”。科学家们分析，这个星系的前身应该是一个盘状星系，被另一个星系正面撞击，并穿体而过，由此将这个盘状星系核心撞出了一个大洞。进一步研究发现，这个环状星系的环里，恒星形成的速度很快，是银河系恒星形成速度的50倍。这从另一个方面佐证了这种撞击的存在，是巨大的撞击将星系的气体尘埃撞向了边缘的环状部分，打破了那里的引力平衡，由此才导致星云聚集速度加快，恒星形成速度大大加快。科学家们还发现了那个挑起撞击“战争”的罪魁祸首，即G5593，正是这个G5593对着R5519核心穿体而过的“暴力强拆”，才形成了我们现在看到的局面。星系碰撞是宇宙的常态/宇宙是如何出现和形成的，自古以来一直有各种各样的说法，经过历代天文学家们的观测和研究，尤其是现代科学发现越来越多的证据，逐渐形成了以大爆炸宇宙论为核心的标准宇宙模型。虽然这个模型还不是很完美，但在所有宇宙诞生和演化的学说中，这是唯一具有许多证据支撑，与宇宙天体演化现象最吻合的理论，由此，这个理论得到科学界，尤其是天文学界主流的支持和承认。根据这个理论，宇宙演化受到引力和斥力两大因素决定。现代研究认为，在大尺度上，斥力是占主导地位的，斥力的主体是暗能量，这种暗能量占宇宙质能总量的68.3%；而在相对较小尺度，引力是占主导地位的，起主导作用的是暗物质，占宇宙质能总量的26.8%。除了这两种力量的博弈，星系恒星等所有可见物质，包括我们平常能看到的一切，只占宇宙总质能的4.9%，参与暗物质引力作用。斥力占主导地位，大尺度上的表现就是宇宙一诞生就一直在膨胀；而引力的博弈，就是在相对较小尺度上，附近天体之间的相互吸引。如星云尘埃相互吸引，凝聚成了恒星和行星；太阳等恒星的引力，吸引着行星等天体围绕着自己运行；星系之间相互吸引，通过碰撞变得越来越大。因此，宇宙诞生后星系刚出现时，相对都是较小的，是附近星系在相互引力作用下，不断碰撞融合后变大的，我们银河系也是与一些星系碰撞后才形成如今规模的。科学观测和研究认为，由于银河系和仙女系两个星系之间巨大的相互引力，相隔我们254万光年距离的仙女系，正在以每秒约300公里的速度向我们靠拢，在未来30~40亿年内将发生碰撞。当然，这种碰撞相比G5593撞击R5519那种穿心而过的暴力，显得会温柔许多，科学家们甚至认为稀疏的恒星之间也不会受到大的冲击，只是最终会融合成一个更大的椭圆星系而已。这是很久未来的事情，那时候人类还能否还存在也无法预测，即便存在也可能早就离开银河系了。R5519星系带给天文学界的启示/R5519星系之谜似乎是解开了，虽然是非自然演化暴力的后遗症，但这个暴力并非是文明的力量形成的，总的说来还是自然的力量，只不过这种星系撞击极少见而已。这个星系的特殊性带给科学家们的启示不在于这次碰撞本身，而是科学家们注意到这个星系被撞之前的形态。根据碰撞前后的演化建模，科学家们认为R5519星系在被撞上之前应该是一个盘状星系。按照标准宇宙模型推论，宇宙诞生于约138.2亿年前，R5519星系距离我们108亿光年，也就是光走了108亿年才到达我们的视网膜，根据光速与距离的关系，那么我们看到的就是108亿年前这个星系的样子，也就是宇宙大爆炸后30亿年左右的样子。如果是一个盘状星系，就与标准宇宙模型原先的推论不符。按照过去的星系演化理论，宇宙大爆炸发生30亿年的星系，只能是不规则的、杂乱无章的样子，形不成这种规则的盘状星系。随着哈勃望远镜和刚升空不久的韦伯望远镜越来越多地发现，人们看到的最远星系已经有134~136亿光年了，这些星系是宇宙诞生才2~4亿年的婴儿星系，这些星系的形态大大超出原来宇宙模型的预期。那么，这些新发现动摇了以大爆炸宇宙论为基础的标准宇宙模型吗？的确，这些发现让一些一直反对大爆炸宇宙论的人鼓噪起来，他们认为找到了推翻标准宇宙模型理论的证据。但主流天文学家们的回答给这些人泼了一瓢冷水：这些发现只是对大爆炸宇宙论有关星系演化过程的完善和修订，认为由此就能够推翻这个理论，实在很荒谬。因为大爆炸宇宙论已经有了越来越多的证据支撑，有些证据是铁板钉钉的。世界上没有任何宇宙模型能够与这个理论相提并论，甚至连边也挨不上。这些新发现只是让我们离真相更近了而已，为科学家们进一步深入研究提供了课题。对此，你有什么看法？欢迎讨论点评。时空通讯原创版权，请勿侵权抄袭，感谢理解支持。 作者： 2022/09/16 09:48
  • 揉眼睛的危害竟然这么大？！快住手！ （声明：本文来源湖北天天科普，转载仅做学习交流，非商业用途，所有转载文章都会注明来源，如文章、照片的原作者有异议，请于后台联系我们，我们会进行快速处理或删除，谢谢支持。） 作者： 2022/09/15 09:17
  • 震惊？ 恐慌？大爆炸理论被韦布望远镜推翻了吗？ 最近，小伙伴转来一篇网文，发表在“艺术和思想学院”（Institute of Art and Ideas, iAi），上面说：人类斥巨资造了“詹姆斯·韦布”太空望远镜，鸽了 N 年上了天，终于看到了“宇宙尽头”的景观。它传送回来的宇宙图像令人惊叹，但对于大多数专业的天文学家和宇宙学家呢？则是令人惊讶，因为因为这些图像根本不是理论预测的宇宙景观。一篇论文的标题以坦率的感叹开头：“恐慌！”这些图像跟“大爆炸”理论冲突了！虽然论文没有详细说与哪些理论预测矛盾，但是新数据让“大爆炸”理论的追随者深感恐慌。“现在我发现自己夜不成寐，”堪萨斯大学物理与天文系的一位助理教授 Allison Kirkpatrick 说，“想知道是不是我做过的一切都是错的。”韦布望远镜轨道示意图 来自NASA乍一看，这篇文章有板有眼，还引用了业内人士的观点，似乎是挺靠谱的，不禁让人为价值百亿的韦布望远镜的前途担心了起来。可是实际上，这篇小作文错漏百出，接下来咱们就以尽量通俗的语言解释一下。01伪科学断章取义，科学家忙改ID首先把此文中最具攻击力的部分——引用业内人士话语——摘出来考证一下吧，Nature 在 2022 年 7 月 27 日的一篇报道《韦布望远镜关于遥远星系的四个启示》的末尾，Kirkpatrick 确实说过所引的话：但是！从原始报道的上文中，读出来的意思可跟 iAi 所说的太不一样了。再找找她的推文看看她自己的想法呢，她在 9 月 8 日说：“最近我做了好几期媒体，而我认为这一篇是我的最爱！- 《Space.com: 詹姆斯·韦布太空望远镜从未推翻过大爆炸理论 - 谎言是如何传播的》”请留意她的网名翻译过来就是“Allison 大爆炸发生过哟 Kirkpatrick”，多半是她那两句话被伪科学网站断章取义之后，电话被自己人打爆了，只好在社交媒体上表个态……有兴趣的小伙伴可以读读她推荐的这篇辟谣文章。我们摘抄两段，稍微翻译一下：“(Nature) 引用得没错！”Kirkpatrick说，“我努力做个直率的人，我表达的就是我说的——根据以往的望远镜数据所了解到的关于最初的星系的一切，可能都不是它们的全貌，而现在，我们有了更多数据来完善我们的理论。”更糟糕的是，（iAi的）那篇文章引用 Kirkpatrick 对 Nature 所说的内容时，断章取义地滥用它，给人一种错误的印象，即“天体物理学家对‘大爆炸’理论错误的想法感到恐慌”。写那篇文章的，是个叫 Eric Lerner 的独立研究者（注：Space.com对“民科”的客气称呼），从 1980 年代后期就一直否认“大爆炸”，而热衷于推销他个人的伪科学替代理论。“否认科学的第一步是断章取义，”McIntyre告诉Space.com，“其次就是阴谋论；第三是信口开河漫无逻辑；第四是用砖家诋毁专家；第五，他们固执地要求科学必须完美才算可信。”顺着第五条，我们再补充一句：他们对自己的要求可没这么高。02科学家害怕理论被推翻？才怪！iAi 的这篇网文，虽然成功地碰瓷到了重磅科学机构的注意，相信它既不是第一个也不是最后一个。那么，如果我们看到类似的文章，该如何判断真伪呢？不要纠缠细节去读他们说的“术语”，真的槽多无口。要跳出细节抓要点：“韦布”太空望远镜本身基于“大爆炸”理论设计，它所在的红外波段是根据这个理论的预言定量定制的。如果理论本身出了问题，那么“韦布”上天之后就是瞎子一个。而它已经在定制的波段上拿到了大批数据，就说明它的理论基础在大层面上站稳了。图片来源：nasa.gov拿着“韦布”望远镜基于“大爆炸”理论拍出的照片来反对“大爆炸”理论，就像什么呢？就像一个人被送到空间站，体验到失重的感觉，他又惊又喜地说：“在这里没有重力哎！说明引力理论是错的！”——这个空间站和把他送上来的火箭飞船都是基于引力理论设计的好不好？在转向正题之前，我们再稍微多说几句促进理解的温柔话。民间科学家对正统科学家——姑且这么称呼吧，便于理解，无褒贬义——的一个误解是：他们以为后者想维护科学成果，会为已有理论被推翻而恐慌。其实科学家昼思夜想、殚精竭虑的，也是想推翻已有的成果啊，每纠一个错，都有获大奖领银子的机会。科学家想维护的，无非是科学思维罢了。况且，假如一个理论真要被推翻了，研究新理论就意味着更多的机会，科学家高兴还来不及呢。03大爆炸？到底是什么炸了？好了好了，现在开始说正题。既然说“韦布”望远镜是基于“大爆炸”理论设计制造的，那么“大爆炸”又是怎么回事呢？1929 年，美国天文学家哈勃发表了他的观测结果：所有的遥远星系都在离我们而去，并且距离银河系越远，就退行得越快。首先我们就要问：如何知道星系在离我们而去呢？虽然我们都知道恒星不恒，它们确实会运动，但与它们和地球的距离尺度相比，它们的运动还是太不显眼了。图片来源：webbtelescope.orgv这就要提到一个词“红移”。上世纪初，人们就注意到许多恒星的光谱和太阳光谱不同，不单是组成成分造成的谱线不同问题，还有个有趣的现象，就是所有的谱线都朝着频率较低的红光区平移了，这个现象就叫“红移”。造成红移的原因有好几个，但最典型的，就是天体在远离我们而去。它向我们发出的光，上一个波峰的光源离我们还有 N 光年，下一个波峰的光源离我们就有 N 光年+10 纳米了（随意举例的数字），对于地球上的观测者来说，就看到光线的波长变长，频率变低，有点“发红”了。在较近的尺度内，也有一些恒星或星系在朝向我们运动，这个运动会造成谱线向高频端（蓝端）移动，我们把这个称为“蓝移”。在宇宙里，红移是压倒多数的。回到哈勃（物理学家，不是以他命名的那台太空望远镜）的发现上来，“遥远星系在离我们而去”这个好懂，也能有许多推论，甚至可以说：“行，它们不喜欢我们”，而“距离我们越远，退行得越快”说明什么呢？这一条说明，它们之间也互相看着不顺眼，也在彼此远离。就像我们吹气球时，气球上的所有点都在互相远离一样，并且原本相隔越远的，彼此之间的退行速度越快。从哈勃的这个发现，可以得到一个令人惊人的结论，就是既然现在的星系都在彼此远离，那么我们把时间倒推回去，推到 140 亿年前，它们就是从同一个点跑出来的。这个结论，就是“大爆炸”。04我们为什么相信大爆炸理论？“大爆炸”意味着宇宙有一个起点，这个可能会让某些人备受鼓舞—— “我们早就说这个世界是被创造出来的吧！”不过，对于一件事，蒙对的和推导实证出来的，科学只认后者。关于“大爆炸”也会产生一些涉及哲学的思辨，比如“大爆炸之前发生了什么？”而时间作为宇宙——至少，作为眼前这个宇宙——的一个属性，在宇宙出现之前不该存在，因此也谈不上“之前”。当牛顿提出万有引力理论的时候，就意识到，宇宙中的天体会因为引力而落到一起变成一个点，他的解决办法是认为有无限个天体施加着朝外拽的力，这样就可以避免——其实并不会，按照数学方法，无限个天体最终也会聚到一起的。虽然“大爆炸”的理论部分是从爱因斯坦的广义相对论推出来的，但爱老师显然比较喜欢静态宇宙的信念，还在广义相对论里加了个宇宙常数，微调了一下，来维持宇宙不涨不缩。“大爆炸”理论则揭示了一个演化中的宇宙，结束了静态宇宙的概念。爱因斯坦后来说：“加这个宇宙常数可能是我犯过的最大错误。”韦布望远镜轨道示意图 来自NASA支持“大爆炸”理论的另外一个观测结果，是宇宙微波背景。“大爆炸”那一刻，那个极小的宇宙必然是密集白热的，而到了今天，向遥远的“宇宙边缘”望去，我们应该还能观测到“爆炸”的余辉。而因为一个膨胀的宇宙，这个光的波长会拉伸得非常厉害，跑到微波波段，这个微波信号是无论朝宇宙的哪个方向看都是一样的。1965 年，美国的彭齐亚斯和威尔逊无意中检测到了这个白天晚上冬天夏天横着看竖着看都是一样强度的微波噪声，并因此获得了 1978 年的诺贝尔奖。“大爆炸”理论还有许多其他观测证据，最主要的有宇宙中原始轻元素（这个词没打错，是“轻”不是“氢”）的丰度以及大尺度结构和星系的形成演化。**这里篇幅有限，就先不说了。05大爆炸如果是真的，那炸之前呢？已知的物理定律都不能推导“大爆炸之前”（如果我们能说“之前”的话）宇宙的状态：为什么就炸了？怎么炸的？宇宙是唯一的吗？是有无数个宇宙大泡泡，我们只是其中之一吗？我们是不是在一个巨大的黑洞里，却以为这是宇宙？目前所有的理论都还停留在假说阶段。然而对于比较有把握的部分，“大爆炸”理论有一些好玩的推论，比如，虽然“大爆炸”距我们只有 140 亿年，却因为宇宙膨胀，我们能感知的“宇宙边缘”早已距离我们 460 亿光年了。越来越多的星系会因为宇宙的不断膨胀而红移得越来越厉害，最终从视线中消失，变得不可观测。韦布首张“宇宙深场”照片，迄今为止人类在红外波段拍到的最清晰、最古老的宇宙景象。图片来源：webbtelescope.org宇宙的未来会是什么样子呢？宇宙学家曾经认为宇宙的未来有两种可能：第一种是它的平均密度高于某一临界密度，使得它膨胀到最大体积后败给自身的引力，造成坍缩式的“大挤压”。第二种，则认为它的膨胀会不断减速，但永远不会停止，最后宇宙在不断膨胀的过程中不断冷却，渐渐趋于绝对零度，也就是“大冻结”。现代观测发现宇宙的加速膨胀之后，人们意识到可观测的宇宙会渐渐退出我们的视野。有的理论认为，基本物质可能会在持续膨胀中被撕裂，但这些就需要更多的观测证据来验证或否定了。我们的文章是从“韦布”望远镜说起的，就再说说它吧。“韦布”太空望远镜的任务是做宇宙早期发展史的考古工作，它的任务就是“往远处看，往久远之前看，那里有‘大爆炸’后几亿年内的婴儿宇宙的景象”。所以“韦布”望远镜的波段通过周密的理论计算，被仔细调整到 0.6 到 28 微米。这种定量计算，可不是“宇宙没膨胀！红移是因为光线累到了！”这种拍脑袋的胡话。它的初期观测数据，也完美地夯实了“大爆炸”理论的基础，无数科学家为之兴奋不已，并期待着它更多更新更全面的发现，为揭示宇宙演化史的工作提供更多依据。作者 | 曲 炯 科普作家 作品发表于国家博物馆、国家航天局等审核 | 刘 茜 北京天文馆研究员 科普影片编导和科普作家本文由“科学辟谣平台”（ID：Science_Facts）出品，转载请注明出处。本文来自版权图库的图片，不授权转载。 作者： 2022/09/14 10:23
  • 减肥理论翻新！“晚上少吃”并不合理？这些人除外 过完中秋，想必大家又胖了一些，又要重操“减肥”大业了吧但是，几乎每个人都很自知，减肥这件事做起来实在是不容易——不仅要加强体育锻炼，还要合理控制饮食，就像试图翻越两“排”大山一样，翻过这座山，还有下座山......对于学术君而言，相比于体育锻炼，如何合理地控制饮食一直是一个超级难题。作为上班族，不规律的饮食时间、巨大压力下的暴饮暴食等不合理行为，让减肥这个 OKR 完成起来十分困难。不知是从何时起，“晚上少吃”这个减肥建议，开始越来越多地被身边的长辈和朋友采纳和践行，并强力安利给我们，“早、午饭适当吃，晚饭一定要少吃”。常听到的解释是，在早上消耗每天的大部分卡路里，会更有效率，可以更好地减肥。甚至，有些比较极端的减肥人群在晚上只选择吃点绿叶蔬菜，或者根本不吃。（但晚上少吃，确实会饿啊～）（来源：Pixabay）但是，问题来了，“晚上少吃”这个建议，科学、合理吗？近期，一项发表在 Cell 子刊的研究表明，晚上吃得多的人，并不一定会增加体重，无论我们在早中晚的哪一顿饭吃得最多，都不会影响身体代谢卡路里的方式。这一结论，与人们之前的既有认知大为不同。相关研究论文以“Timing of daily calorie loading affects appetite and hunger responses without changes in energy metabolism in healthy subjects with obesity”为题，已发表在科学期刊 Cell Metabolism 上。（来源：Cell Metabolism）另外，该研究也表明，尽管晚上吃得多被证实不影响身体代谢卡路里的方式，但早上吃得多的人群却更容易减肥，因为这些人群在白天中会更加抗饿，饥饿感相对较弱。对“好好吃饭”的误解肥胖（Obesity），是指因体内脂肪累积过多而对健康造成负面影响的身体状态，可能导致寿命减短及各种健康问题，已经成为 21 世纪中最严重的公共卫生问题之一。一般而言，肥胖与遗传因素和生活方式有关。其中，在生活方式方面，造成肥胖的主要原因是热量摄取过多、体育锻炼不足，即热量的消耗量小于摄入量。事实上，大部分人减肥的原因并非他们很胖，而往往是想要一个更加好看的身材，所以一般不会涉及药物治疗，只是通过控制饮食摄入和增加体育运动的方式来实现。但是，在亚伯丁大学罗威特研究所教授、论文通讯作者 Alexandra M. Johnstone 看来，人们在关于吃饭的时间以及吃饭如何影响体重或健康方面有很多误解，“这在很大程度上是受昼夜节律影响的，我们想知道能量去哪里了，以及一天中的新陈代谢究竟是怎样的”。为此，Johnstone 等人招募了一批超重或肥胖的试验参与者，并在一段时间内控制他们的饮食并测量他们的新陈代谢情况，其中有 16 名男性和 14 名女性完成了试验任务。图｜正常、过重与肥胖体型轮廓（来源：维基百科）在试验的第一周，参与者遵循维持体重的饮食，摄入的热量是静息代谢率的 1.5 倍，以摄入日常身体机能所需的能量。在接下来的 4 周的时间里，每个参与者要么只在早饭时多吃，要么只吃晚饭时多吃——这些饮食是等热量的，包括 30% 的蛋白质、35% 的碳水化合物和 35% 的脂肪。4 周结束后，经过一周的调整（遵循维持体重的饮食），每个参与者将在接下来的 4 周时间里转向与之前相反的饮食。图｜试验设计。（来源：该论文）基于这一设计，每个参与者都成为了他们自己的研究对照组。同时，在整个研究过程中，Johnstone 等人通过双标水法测量了参与者每天的总能量消耗，并记录了 4 周后的体重变化。结果显示，“早上多吃”和“晚上多吃”的能量消耗和体重下降情况是相同的，平均每个参与者都减掉了 3 公斤多一点（分别为 3.33 公斤和 3.38 公斤）。另外，Johnstone 等人也在比较不同饮食模式后有了另一个发现：早上吃得多的参与者更容易控制食欲，白天的饥饿感更少，体内刺激食欲的激素水平降低，与饱腹感相关的激素水平上升。“人们减肥失败的一个主要原因是他们饿了，” Johnstone 说，“所以，这可能是一个真正有益的策略。”当然，这一研究也有一定的局限性。例如，试验是在自由生活条件下进行的，而不是在实验室条件下进行严格控制。此外，某些代谢指标的测量只能在早饭后进行，而不能在晚饭后。Johnstone 认为，此次研究工作的试验方法也可以应用于间歇性禁食相关研究，从而帮助确定遵循这种饮食方式的人群一天中消耗卡路里的最佳时间。那...... 晚上多吃点？NO！既然晚上吃得多并不一定会增加体重，那么以后晚上是不是就可以放开吃了？显然不能，除了上述研究给出的“早上多吃可以更饱腹”的理由外，近期发表的另一项研究也不建议晚上多吃，因为“在晚上吃饭会增加人们的抑郁和焦虑相关的情绪水平”。夸张点说就是，晚上吃饭容易抑郁，吃饭尽量选在白天。（什么？半夜撸串不香了？）相关研究论文以“Daytime eating prevents mood vulnerability in night work”为题，已发表在科学期刊 PNAS 上。 作者： 2022/09/14 10:22
  • AI是否能满足人类的情感需求？ 随着科技的不断进步，人工智能领域被越来越多的人关注到了，许多关于AI的话题也频频引发热议，比如热门AI影视作品的产出、AI专业成为高校招生的亮点、同时企图利用AI进行犯罪的风险也逐渐显露......不过也有不少网友提出，在未来AI愈加盛行的背景下，它能否满足人类的情感需求呢？可能AI距离人们比较遥远，所以难以直接想象，AI到底能不能，以及怎样才能满足人类的情感需求。我们先换一个可以类比的存在，宠物狗是如何从荒原动物，最终演化成能满足人类的情感需求的存在？今天就从宠物狗开始来和大家聊聊！01，人类是如何接受狗狗来满足自己一定的情感需求呢？全球有7亿多只狗，几乎每10个人就拥有一条狗。按照一个家庭3个基本成员的话，几乎将近三分之一到一半的人类拥有一个宠物狗“准家人”，作为家庭情感陪伴存在。那么，人类是如何接受狗来满足自己一定的情感需求呢？其实这方面我还真的深入了解过，宠物狗的驯化过程，其实就很像AI进化为人类情感陪伴者过程：同样是学习如何进入人类的生活中，并成为情感陪伴的重要一员。这个过程，伴随着两个关键过程：需求+学习02，如何满足人类情感需求之一——动机能不能满足人类的情感，首先要看人类是否有驯化宠物和AI的需求和动机很多人以为狗进入人类生活是文明时代后，也就是农业时代起的最近一万年。研究发现，狗的驯化可能在3万年前旧石器时代就开始了。那时候人类茹毛饮血，采集狩猎，而一些相对温驯的灰狼，选择与人类互惠互利。如食物短缺时，人类储存食物分一部分给狼吃，而作为回报，狼为人类提供安保以及狩猎等。人类产生了对它驯化的需求。随着漫长的岁月，人类不断介入狼繁育，最后让狼变成了更加温驯服从的情感陪伴者——狗。不过，有了需求，只是第一步。狗作为人类的重要伴侣动物，和其他家养动物差别很大，而这个过程，就是第二个重要的因素：学习。03，如何满足人类情感需求之二——学习AI学习进化是成为情感陪伴者的必要一环。相信很多人养狗后，一定有一个重要的步骤：教育宠物狗。没错，无论是让狗学会一些规矩，比如到指定地点排便，还是让狗学会和人类沟通，典型的就是听懂人的指令，甚至有些狗可以掌握数百甚至更多的人类指令。而这个过程，狗狗的学习是非常关键的。事实上，经过长期的适应，狗狗甚至进化出了专门的和人类适应的生物学机制，印刻到了基因里。比如，之前《Scientific Reports》上发表过一篇文章指出，狗会用面部表情和人类交流。在该研究中，研究人员将24只狗和人类相处进行记录，把狗对人类动作做出的反应进行汇总分类，结果发现，哪怕是一个纯粹的陌生人，狗狗也会表现出不同的表情来应对，而且如果当人面朝着狗狗的时候，它们的表情更加丰富，换句话，狗狗是在尝试用面部表情来和人类沟通交流，要知道，这是非常高级的技能，在绝大多数动物中都不存在的。其他类似的研究也表明，相比于狗的近亲狼，狗的面部肌肉更加丰富，尤其是眼部肌肉，这也方便他们能够展示更加多样化的表情和情绪。正因为如此，作为伴侣动物，狗是非常成功的，它走进了亿万家庭，成为人类重要的伴侣.需求和学习，是狗狗成为人类伴侣动物的根本因素之一，那么AI呢？04，AI能像狗狗一样满足人类情感需求吗？其实，从狗的身上，我们能够看出，未来的AI满足情感需求的可能性，那就是：需求+学习。我们一一来看。首先，我们需要AI吗？答案是肯定的。这里面主要有几个角度，我试着来解读下。1，老龄化和少子化问题严重，更多人面临缺少陪伴的现实老龄化和少子化已经成为了今天人口问题最严重的两个点了，几乎每次出现相关新闻都引发全网哗然和讨论。目前世界上存在着很多人口老龄化非常严重的国家，亚洲及欧洲等地的出生率持续下降。而在老龄化的同时，少子化也成为了另一个重要现象。这些都将可能使人口负增长的情况加剧。老龄化和少子化，导致很多老人们是缺少陪伴的，他们的情感需求很难得到完整的满足。2，传统恋爱和婚姻观虽然在改变，但人类对情感和情绪价值的需求是不变的这些年来，伴随着社会经济的发展以及互联网的普及，人类传统的恋爱婚姻观念似乎正在崩解。无论是逐步下降的结婚率和不断攀升的离婚率，还是越来越晚的结婚生育年龄，这些都意味着，传统的恋爱婚姻在改变。不少人进入了不想恋爱的阶段，或者结婚了不想生小孩的状态。但是，人类是社会性动物，必然需要情感情绪的输出和交流。那么，这个时候，对于一个交互对象的需求就是很重要了，而AI同样也可以满足这一点。3，AI超出宠物，还能额外做的更多其实，这个时候，我们还有一个问题，就是那些狗等伴侣动物做不到的事情，也是AI的优势。最简单的：狗不能直接和人语言交流，可以说，这是最大的障碍之一。我们对着宠物狗一直说话，那也只能是对狗弹琴，但是，AI做到和人的对话和交流，这是极大地优势之一，能够给人塑造出一种社会参与感。除此以外，更加全程24小时的陪伴，随叫随到，不需要饲养，能够满足更高级的交互需求，比如让AI制定个计划甚至闹钟。可以说，AI理论上，的确是能够满足人类的情感需求，那么，有了需求，学习呢？这自然是无需考虑的，AI最大的优势就是学习了。05，AI的最大优势——学习狗狗经过了3万多年的驯化和学习，才变成今天这样子，毕竟很多性状的出现和固定，那是需要从表观遗传到基因变异，还加上代代的强人工选择才能实现。而AI根本不存在这些障碍，尤其是现代科技的发展，极大的提高了提高了AI的能力。AI想要满足人类的情感需求，首先是要对这个人的情绪、行为、习惯等有所了解，而这需要巨大的算力来支持。任何一个人都是独一无二的，这种独一无二，不仅仅是他的外观相貌，更是长期养成的生活习惯和个人性格，而这些内容，并不能直观去捕捉到，而是需要从许多细节中去看到、分析到、并得到结论。比如AI对于面部表情采集和分析已经较为成熟了，但是很多人的面部的细微表情仍然千变万化，且不一定能够反应他的真实情绪，而可能是他微微的一个手指抖动，或者眼睛撇过时候稍微的停顿，甚至只是今天多沉默了一小会儿，再或者他有意无意地改变了家庭的摆设变动，这些都是都反映着人类微妙的情绪变化。而AI对这些情绪细节的分析，是需要非常复杂的计算的。但大量的获取细节进行计算，是AI对一个人情感了解的最基本途径，只能也必须依赖强大的计算能力。目前已经有公司在这方面研究了。在AI进化为陪伴者的路上，这就是我们通常所说的：有多少计算力，就有多少生产力，而未来也就有多少可能性。另外，一个人的情感，不可能只在家中，一个人也不可能永远锁在屋子里。我们要出国、出差、长时间远程旅游、购物、交通，这些无数的场景才是普通人的日常，事实上，可能对于绝大多数人来说，成年以后，待在家里的时间可能都不到一半。这个时候，人类与AI之间无处不在的连接就很有必要了。上班间隙，红绿灯时，超市广场，我们的情感需求都在，那么，我们和AI之间就需要这种随时随地无处不在的连接。在满足了上面这些基础之上，AI可能才是情感需求的核心。如何读懂情感，需要AI来对我们进行了解，真正的做到我们的知心朋友，这一点和目前广泛使用的那种问答式机器人不一样。我们需要的是私人订制，真正属于自己的，所以机器学习尤其是神经网络就是核心了，它才是做到读懂我们自己的关键。而且，不只是读懂，情感，是要有交互的，不是我们一直对着机器像树洞一样自言自语，而是一个真正的互相聊得起来的陪伴，这也要求人工智能能够更加的智能，和我们互动起来。可以说，某种程度上，既然狗作为伴侣动物，也能满足我们的情感需求，那么人工智能一定是可以做到的。而这其中，技术的发展至关重要，是基础，而在此基础上，如何让科技向善，如何引导已经拥有人类情感的AI也同步向善，可能也是我们未来需要考虑的问题之一，毕竟AI，可能是我们的一面镜子，是学习我们的结果。 作者： 2022/09/14 09:44
  • 风湿骨痛，为何预测得比天气预报还准！ “一到雨天就关节痛，简直比天气预报还准！”这句话估计大家没少听长辈唠叨过。关于风湿病，你了解么？风湿病是一组侵犯关节、骨骼、肌肉、血管及有关软组织或结缔组织为主的疾病，多数为自身免疫性疾病。也就是说，风湿病是一种所有能影响到骨、关节及其周围软组织的疾病，像类风湿关节炎、系统性红斑狼疮等都属于风湿这个名词。晨僵、不规则发热、关节肿痛、口干舌燥、皮肤黏膜异常、雷诺现象都是风湿病常见的症状。一般来说，晨僵持续的时间会比较长。风湿病发作时，还可能会产生关节肿痛等症状，严重时，甚至会导致关节畸形或是雷诺现象。说起风湿病，它像个“海王”，一些炎症似乎都跟它有关。不过有一点咚咚喵是知道的，它分成两个大类：一类是我们印象中的“正常风湿病”，以关节炎症状为主要表现。比如类风湿关节炎，强直性脊柱炎等。另一类是由于自身免疫系统受影响产生的，这一类主要是因为内脏各个系统受影响造成的。风湿病产生的原因可能与营养的代谢障碍、免疫、遗传、感染有关。风湿性疾病发生的原因有很多种，一般是多种因素共同作用的结果，最后可能造成的结果就是免疫功能紊乱，从而促进疾病的发生。一些代谢性的痛风性关节炎患者，年纪大了后，也会引发骨质疏松症，这也是导致风湿病的原因。一到风雨天气，类风湿关节患者就会收到“信号”，被迫当起了“气象台”。当风湿病侵犯时，病变组织不能随天气的变化而排出液体，导致关节局部细胞内的压力较之周围组织高，从而引起局部加重和肿胀，这就是为什么风湿病能预测天气的原因。既往研究显示，风湿病患者会在天气变化的前1天，关节就出现不适症状，膝关节的疼痛感最大；其次才是腕关节和手指间关节，所以风湿病患者最讨厌的就是阴雨天了。想要逃离风湿病的魔爪？本喵劝你冬天时还是把秋裤赶紧裹上。风湿病患者遇风寒湿冷刺激时，不适症状是会加重的，阴冷潮湿的地方也尽量少去。 作者： 2022/09/14 09:43
  • 英国的王位，是怎么传的？ 作者： 2022/09/14 09:33
  • 吃什么才能延缓大脑老化？ 每年 9 月不仅仅是开学月，还是我国的脑健康月。9 月 16 日是脑健康日。随着年龄的增长，脑力或多或少地会有所下降。21 岁的时候能过目不忘的诗，到了 41 岁的时候，可能会扭头就忘。24 岁的时候可以同时处理好几件事，54 岁的时候可能已经失去了这种能力，只能一件一件慢慢来。35 岁的时候还对新电器、新软件充满热情，而到了 65 岁已经对新的 APP 无可奈何，怎么都学不会......这些都是认知退化的表现。但是，人和人之间，认知能力的退化速度似乎差异非常大。有些人直到八十岁仍然思维清晰，而有些人仅仅五十多岁就变得思维迟钝，到六十多岁已经开始了老年痴呆的进程。大脑的功能对营养支撑的要求非常高，饮食营养对认知能力非常重要。——大脑和神经系统含有很高比例的脂类物质，包括胆固醇和 DHA，缺乏必需脂肪酸和 omega-3 脂肪酸都会影响神经系统的功能；——大脑活动需要很多神经递质作为介质，而神经递质多是蛋白质中的氨基酸转化而来；——神经递质的合成和转化过程需要多种 B 族维生素的帮助，缺乏它们可能会出现沮丧、抑郁、迟钝、痴呆等情绪和思维方面的障碍；——大脑对炎症和氧化非常敏感，需要维生素 E 和多种植物中抗氧化物质的支持；——大脑的高速运转需要消耗大量的氧气，所以它需要有一个通畅而高效的血液循环系统，需要既不太高也不太低的血压来保证脑供血效率；——大脑活动需要消耗葡萄糖，稳定的血糖水平对脑力至关重要，所以它需要身体有良好的胰岛素敏感性，能高效地把血液中的葡萄糖接纳到细胞里，充分氧化变成能量；——神经组织外层的神经鞘需要维生素 B12 来帮助维护，缺乏这种维生素会出现认知障碍，甚至痴呆；——肠道菌群通过脑肠轴参与了大脑的功能调整，而食物中的膳食纤维和各种营养素一起，通过改善肠道微生态平衡来预防大脑炎症；然而，已经开展的一些营养干预研究发现，仅仅给中老年人长期提供一些已知对大脑神经系统有益的营养素，比如维生素 E、DHA、抗氧化剂等，对预防脑力衰老似乎没有那么明显的效果。但是，观察性研究发现，改变整体的膳食模式是有帮助的。地中海膳食、得舒膳食等健康饮食模式都有利于延缓认知退化。有研究者把这两种膳食模式结合起来，纳入各种已知有利于大脑神经系统健康的食物因素，汇总成一个「MIND 膳食模式」，发现它能保护老年人的认知能力，帮助预防阿尔茨海默氏症和其他痴呆症。地中海膳食模式早已闻名遐迩。它注重吃多样化的食物，包括足够的蔬果、鱼类和全谷物，配以较少的红肉和奶类，多用各种天然香辛料调味，并用橄榄油烹调。很多人只记得要喝少量葡萄酒，却不知道除了酒以外的部分才是它的健康真谛。得舒膳食（DASH）是为了饮食控制高血压而设计的饮食方案。它注重有利降低血压的各种膳食因素，鼓励多吃蔬菜、水果、豆类和低脂乳制品，用全谷物替代精白主食，要求少吃红肉，代之以鱼类和鸡鸭肉，用植物油烹调，同时限制盐的摄入。那么，这个结合两者之长的 MIND 膳食模式，到底吃了什么呢？这个膳食模式强调：要充分摄入三类核心食物：绿叶蔬菜、鱼类和全谷物。此外，还要经常摄入坚果油籽类，适当摄入水果；用禽肉替代红肉，用橄榄油替代黄油，并严格限制油炸食物、快餐食物、高盐食物、甜食饮料等。它并没有限制每天吃一个鸡蛋，也没有禁止食用乳制品。在这个膳食中，几乎纳入了所有的有利大脑健康的因素，而尽量地排除了那些不利大脑健康的因素。比如油炸食品中不仅含有较高的饱和脂肪，而且含有油炸加热过程中产生的促炎物质和微量反式脂肪酸，它们会伤害血管。也有调查研究发现，长时间加热的煎炸油与较高的血压相关联，同时不利于肠道的健康。甜食甜饮料不仅营养价值低，消耗 B 族维生素，促进肥胖，降低胰岛素敏感性，过多的糖还会促进体内蛋白质发生糖化反应，产生衰老物质。这些都不利于延缓大脑衰老。高盐食物和一些高度加工食品含有过多的钠，促进血压上升，而血压过高是伤害血管和促进老年痴呆的重要因素。牛羊猪肉等红色肉类含有过多的血红素铁。虽然适量食用有利于预防贫血，但过多时则可能造成体内的氧化应激水平过高，而大脑组织是特别害怕氧化的。新鲜植物油中富含维生素 E 和必需脂肪酸，对大脑功能是有益的。但是这并不意味着必须吃橄榄油，大豆油、菜籽油等也同样是有好处的，甚至更有优势。比如大豆油的 omega-3 和 omega-6 必需脂肪酸含量都大大高于橄榄油，维生素 E 也更多；低芥酸菜籽油不仅油酸含量能和橄榄油媲美，而且维生素 E 和 omega-3 必需脂肪酸的含量也高于橄榄油。适当的鱼类摄入帮助提供 DHA、EPA 等 omega-3 脂肪酸。每周吃两三次鱼是个好的饮食习惯。大脑组织中的胆固醇含量特别高，所以无需担心适量鱼虾和一个蛋黄中的胆固醇。把部分精白主食换成全谷物，不仅有利于控制血糖，同时也能提供更多的 B 族维生素、维生素 E、钾和膳食纤维，对肠道健康、血压健康和大脑健康都有好处。坚果油籽有利于改善血脂，而且能提供大量的维生素 E，也能提供 B 族维生素、钾、镁和膳食纤维。能健脑的坚果不仅仅是核桃，但核桃的确是坚果中抗氧化性最强、必需脂肪酸比例最优秀的品种，值得经常吃。水果能提供多种抗氧化物质和钾。特别是莓类水果，被认为对改善认知功能特别有益，可能是因为它们的花青素含量高，抗氧化性强，膳食纤维也比较丰富。最后要隆重介绍的，是绿叶蔬菜，那些深绿色的叶菜。流行病学研究发现，深绿色叶菜对延缓老年人认知能力下降可能有很好的作用。和其他蔬菜相比，绿叶蔬菜特别富含维生素 K（叶绿素）和叶酸，在蔬菜中 α-生育酚含量最高，富含叶黄素和 β-胡萝卜素，也是硝酸盐的主要膳食来源。此外，它们含有山奈酚等类黄酮物质。有研究发现，这些成分的摄入量越高，则随着年龄增长的认知能力下降就越少。按相关研究中的数据，每天只需食用 1 份绿叶蔬菜，大约生重 100 克左右，就可以起到保护认知作用。煮熟之后大约只有半碗，吃起来并不费力。深绿色叶菜包括小白菜、油菜（包括各种大小品种）、油菜薹（包括菜心）、芥蓝、芥菜、塌棵菜、苋菜、菠菜、茴香菜、茼蒿菜、西洋菜、香菜（芫荽）、小葱、韭菜、青蒜、芦笋、油麦菜、绿生菜（不是浅色的球生菜哦）等。也包括那些深绿色的嫩茎和嫩花薹蔬菜，比如芦笋和西兰花。虽然近年来绿叶菜的菜价持续上升，但中国仍然是最容易吃足绿叶菜的地方。在我国，绿叶菜产量巨大，四季供应，而且价格低于世界平均水平。担心自己脑力退化的朋友们，不妨按照以上有利于认知健康的膳食要求，检查自己的膳食，看看还有哪些地方需要改进呢？当然，除了吃好三餐之外，还要注意睡足觉（睡眠不足严重损害认知功能）、适度运动（运动不足影响大脑供血），积极接受和参与新事物，经常动脑思考，避免「用进废退」。 作者： 2022/09/14 09:32
  • 打哈欠会传染，人和动物都无法幸免，这是为了让脑子冷静一下 看到上面这张图，你打哈欠了吗？打哈欠会传染，这是人们很久之前就发现的规律。1508年有人提出“打哈欠会传染”这一理论，从那时开始就已经研究了数百年。到底为什么要打哈欠啊！打哈欠为什么会传染啊！不管了先打个哈欠再……｜Pixabay科学家也在研究过程中发现，这种现象并不只是人类独有的，未出生的胎儿也会有，而动物界的黑猩猩、猫、狗、大象都会有打哈欠传染的现象。在一项研究里，实验参与人员在狗狗面前打哈欠，结果72%的狗狗也开始打哈欠。其它一些动物也在别的研究里表现出了打哈欠传染的反应，比如黑猩猩、绵羊，猫，甚至是大象、鹦鹉或爬行动物等。而且除了同类之间的相互传染，不同物种间也会有这样的反应。就像你看到猫打哈欠就想打哈欠一样，猫看到你可能也会打一个哈欠。都是会互相传染的！｜ Giphy不过，至于为什么打哈欠会传染这个问题，科学家却迟迟没有得到一个准确的答案。想要说清这个问题，我们需要先从“为什么会打哈欠”说起。我们打哈欠通常都是张大嘴深吸一口气，然后再呼气的过程。有人就提出，打哈欠其实是大脑的一种冷却机制。他们说，打哈欠之前，大脑的工作温度“过高”，所以通过气体热交换的方式来冷却一下。打哈欠可能是一种脑袋冷却法。｜Pixabay为了佐证这一点，研究者们还想到了花里胡哨的实验方法。比如给脑袋冰敷，要求他们用鼻子呼吸就能减少打哈欠传染的频率。再比如戴着耳塞打哈欠，就能听到气体交换的声音等等。总之，支持这一理论的科学家Guttmann 和 Dopart认为，通过气体交换的方法，大脑也许被冷却，也许改变了压力。这些研究表明，我们打哈欠的频率会根据环境温度、体温等情况变化。但这种理论也引起了一些讨论和争议。人们又有了另外一些理论，他们认为，打哈欠其实是一种群居动物们保持警觉的方式。大家一起保持警觉！｜Giphy当人们打个哈欠，可能也是在转换状态，原本困倦的现在清醒了，或者注意力忽然提高了。打哈欠也许可以帮助我们提高警觉性，以更好的状态面对环境中的危险。这种理论也能解释“为什么动物们打哈欠会传染了”。专门研究打哈欠的进化生物学家安德鲁·盖洛普（Andrew Gallup）说，正是因为打哈欠能提高警觉性，看别人（别的动物）打哈欠也能提高警觉性。而传染性打哈欠则会提高整个群体的警觉性。你警觉了嘛（？｜Giphy在他的一项实验中，他让参与者挑选出有蛇的图像。结果发现，在看到别人打哈欠后，参与者能够识别和检测蛇的图像的能力迅速提高。这意味看到别人打哈欠后，我们面对威胁时的反应速度会更快。对于这些群居动物来说，跟着同伴一起打哈欠，也可能是同理心的表现，或者是单纯的模仿行为。再或者，这群动物能通过一起打哈欠来维持一种相似的昼夜节律。该睡觉了该睡觉了该睡觉了｜Giphy当然，除了这几种理论之外，有些动物的哈欠是真的有特殊的目的。比如有一些企鹅夫妇，张大嘴打个哈欠，其实是在求爱。而蛇表现出一副打哈欠的样子，很有可能只是在调整下巴的位置。还有些动物，比如豚鼠，打哈欠只是为了展示它的尖牙，表现出攻击性。令人出乎意料的是，在水中的一些动物也会打哈欠。但它们打哈欠时可以不用吸水。我们总以为打哈欠是要大吸一口空气，但是用肺呼吸的水生哺乳动物，比如宽吻海豚打哈欠时，没有呼吸，只是张大了嘴。这个发现颠覆了我们对打哈欠本来的定义，还有人发现，羊水中未出生的胎儿也能打哈欠。所以对于哈欠，到底还有多少是我们不知道的？还有一个趣事是哈欠专家安德鲁·盖洛普提到，当他研究哈欠时，在看文献、做笔记、写论文时一直哈欠连天。搁谁谁不哈欠连天啊！｜编辑部明星猫1号所以看这篇文章的你打了几个哈欠呢？ 作者： 2022/09/14 09:31
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