科学

  科学网(kexue.com)讯 2月24日消息,脊椎疾病已成为生活中常见疾病,令不少人痛苦不已。然而,剑桥大学的科学家目前发现,早在400万年前人类祖先已有脊椎方面的疾病。

  据国外媒体报道,现代人存在脊椎上的疾病是由于长时间观看电视等一些不好的习惯导致的,而在远古时期,人类为何存在脊椎疾病,依旧是众说纷纭。


剑桥大学的科学家目前发现,早在400万年前人类祖先已有脊椎方面的疾病

  剑桥大学的阿斯尔(Asier Gomez-Olivencia)博士通过分析50万年前远古人类的骸骨发现,其存在严重脊椎问题。这名45岁的男性远古人隶属于海德堡人种,他的遗骸是在西班牙北部的阿塔普尔卡(Atapuerca)的遗址中发现的,该遗址保存有24个古人类骸骨。

  据阿斯尔博士介绍,这名男性远古人的脊椎至少有3处滑脱,这让脊椎间产生了摩擦,直接导致了脊椎间的错位,这种痛苦是相当难以承受的。专家分析,这类脊椎问题或许是由老年时过度劳作所致,但也不排除外伤的可能。另外,他的骨盆也有轻微的变形,这可能也是脊椎错位引发的。

  据科学网(kexue.com)了解,海德堡人已能直立行走,并且开始形成小型迁移社群,他们主要靠捕食马和鹿为生。这名男性远古人患上如此严重的脊椎疾病,肯定是无法狩猎的。然而,他却活到了45岁的高龄,这说明在那时人类之间已学会同情和帮助别人。同时,女性也同样遭受着伤痛。海德堡女人骨盆的大小和形状显示,她们在分娩时承受着相当巨大的痛苦,并且可能会有生命危险。

  另外,埃塞俄比亚的阿瓦什山谷(Awash Valley)发现的古猿"露西"也证明了这一说法。据专家介绍,直立行走的"露西"身长不到3英尺(约0.914米),在他的脊椎检测中也发现了类似疾病。专家表示,这可能是由攀登、战斗等造成的。

  (科学网-kexue.com 水离子)

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2月24日出版的《自然》杂志刊登一篇来自美国加州大学圣塔芭芭拉分校教授Jonathan Schooler的文章,文中就科学研究中出现的递减效应现象以及如何改善科学研究过程进行了讨论。以下为文章主要内容
很多已发表的科学成果都存在一种现象:其有效性似乎会随着时间逐渐降低。心灵学(Parapsychology)称之为递减效应(Decline Effect),一些科学家认为这种效应属于对夸大的初始研究结果的一种自我修正,但我们无法通过获得那些“负面的研究结果”来验证这种说法是否正确,因为它们没被公开。
我觉得,应该为所有的研究发现建立一个可开放获取的储存库,科学家们可把实验开始前的研究假说与研究方法以及实验完毕的研究结果(无论好坏)均记录入库。这样的数据库可为我们揭示发表的结果是如何与更多未发表的研究相符合,也可有助回答有关递减效应的问题。
该数据库有助我们克服目前科研过程中出现的各种缺点,并确认递减效应是否影响科学家设计实验、撰写相应论文以及期刊的发表决定等。
出版偏见(Publication bias)对递减效应也存在一定影响:研究者也许只能公布具有重大效果的的那些初始研究,而后续研究的效果变小也存在更多可能。
总之,要想区分真正的研究结果和未经证实的错误结论,我们需要以一种更好的方式将那些未公开的研究记录下来。(科学网 张笑/编译)
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科学家研制出思想控制的汽车 没有手脚也能驾驶

科学家研制出思想控制的汽车 没有手脚也能驾驶



    这组系统由德国柏林自由大学的科学家研制。首先,要在普通汽车上配备摄像机、雷达和激光传感器,这些装置能够完整拍下汽车周遭的环境;其次,驾驶员要戴上装有16个感应器的特质头盔,主要用来捕捉大脑发出的信号。

     一切准备就绪后,安装在汽车上的计算机就能解读这些来自大脑的信号,再将命令执行到汽车上。在第一次试验中,“思动车”已经能够按照驾驶员的意思,朝左开或是朝右开。在第二次试验中,“思动车”成功执行了加速和减速的命令。

     不过科学家承认,“思动车”技术还远未发展成熟,想让其上路还需一段时日。

     其实,在“思动车”诞生几年前就已有“思动椅”和“思动机械手”面世。2009年4月,西班牙科学家成功研制出一种“思动椅”,坐在这种特制的轮椅上,病人只要“灵机一动”就可以方便地操纵它到想去的地方,它能给高位截瘫的病人带来很大的方便。西班牙科学家当时表示,未来几年就可能将其大范围运用到临床上。

     同年12月,意大利一名在车祸中失去左前臂的男青年在科学家的帮助下安装了一只体外“思动机械手”,得以重获使用手臂的感觉。

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据外媒报道,德国一个脑科学家小组研发出一种完全依靠大脑驾驶的汽车,司机佩戴上特制的耳机,通过“想”向左、向右或者加速,汽车就能够做出相应反应。
科学家将这辆原型车投入试验,以研究将来它能否被用于日常驾驶。
这种“头脑驾驶”(BrainDriver)技术通过装备摄影机,雷达和激光传感器,为汽车提供三维的环境照片。
驾驶员带上特制的头盔,这种头盔带有16个传感器,能够感知大脑的电磁信号。
这些信号通过一台专门电脑进行解读,能够分清向左和向右的不同模式。
在一次试验中,驾驶员成功操纵汽车向右转,尽管在给出指令和汽车启动之间略有延迟。
在另二次试验中,汽车被训练识别4种模式,使得驾驶员能够加速或者减速。
执行这一项目的AutoNOMOS小组是柏林自由大学的人工智能组的一部分。
研究者称,他们的试验汽车只是一种“概念证明”,距离使用大脑控制机器“还有很长一段路要走”。
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周四, 24 2月 2011 11:36

芹菜基因让玫瑰花保鲜1个月

  据英国《每日邮报》近日报道,美国北卡罗来纳州立大学的科学家发现,一种芹菜基因可帮助玫瑰花摆脱采摘之后导致其萎谢的瓣枯病,他们将这种基因注入玫瑰花后,玫瑰花在采摘后1个月仍可保持新鲜。
 

  一些真菌病原体感染植物后,会产生一种名叫甘露醇的糖醇,这种糖醇会干扰该植物对瓣枯病的抵抗能力,瓣枯病会使花瓣萎谢、叶片脆弱,将生菜长时间放在冰箱中也会产生这种后果。
 

  为了使玫瑰花采摘后能长时间保鲜,北卡罗来纳州立大学的园艺学家约翰·多利和约翰·威廉森博士从芹菜中提取出了一种名为“甘露醇脱氢酶”的基因并将其注入玫瑰花中,让玫瑰花能对抗瓣枯病的威胁。
 

  威廉森称,很多植物天生就拥有这种基因,但玫瑰是否也拥有该基因仍不确定,如果存在,它也无法产生足够多的酶帮助玫瑰花抵御瓣枯病。
 

  经过基因改良后的玫瑰花在外观和气味上与正常玫瑰花并无差异,目前,科学家正在对这些玫瑰花进行测试,以了解它们抵御瓣枯病的能力有多强。
 

  将花朵从一个地方运往另一个地方会减少其花瓣的保鲜时间。多利表示,这项研究的目的是制造出保鲜时间更长的玫瑰花。也有其他科学家致力于此类研究,比如,有科学家将水和某类糖分混合在一起,让植物在采摘之后的保鲜时间更长并对抗一些植物疾病。(刘霞) 

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公众素养是科技发展的土壤。离开了这个群众基础,即使我们能够实现“上天入地”,也很难持续不断地推动创新
第八次中国公民科学素养调查显示,2010年,我国具备基本科学素养的公民比例为3.27%,相当于日本、加拿大和欧盟等主要发达国家在20世纪80年代末的水平。
在“建设创新型国家”的语境中,科学素养作为一项基本公民素质的重要性不言而喻。在这个意义上,公民科学素养调查结果应该引发我们足够的深思。
公民科学素养可以从三个方面衡量:科学知识、科学方法和科学精神。不可否认,随着我国经济的发展和科技的进步,越来越多的中国人对科学技术持积极态度。但是否就必然意味着科学素养的提高?
这让人想到过去的一年里,那些备受关注的科学话题:从“吃绿豆能治百病”的张悟本神话、道长李一的“盖世神功”,到媒体炒作“地球遭遇千年极寒”、“世界末日将来临”,再到“引渤入疆”让新疆变江南、禁止添加面粉增白剂等争议……面对其中一些明显的科学谬误,很多人不加质疑地相信、追捧、盲从,媒体不加选择地跟进、扩大、炒作。
在专业层面,我国已是科技论文和专利数量的“创造大国”,但以衡量质量的论文引用率和国际专利来看,远谈不上“创新大国”。我国科技进步对经济增长的贡献率,与发达国家的60%—80%存在很大差距。
公众层面的现象与专业层面的表现,看似相距甚远,实则紧密相连。不从事专业研究的社会公众固然不会参与科学技术前沿的创新,但实际上,公众素养是科技发展的土壤。离开了这个群众基础,即使我们凭借少数科技精英的努力能够实现“上天入地”,也很难持续不断地推动创新,真正迈入创新型国家的行列。这给我们提出了一个重大命题:在经济高速发展、重大科技成果不断涌现的背景下,我国公民的科学素养如何与之同步?
一个公民是否具有科学素养,并不仅仅看他能否正确判断“声音是否只能在空气中传播”这样的科学问题。西方发达国家不仅测试公众对科学技术与社会、经济、文化等各方面关系的看法,更考察公众对科学技术是否持怀疑态度,是否认为科学技术需要控制,期望科学技术解决哪些问题,希望所纳的税费使用于科学技术的哪些方面等。甚至还有国家专门测试公众对于媒体信息是否具有质疑精神和过滤功能。
一个具备科学素养的公民,不仅应该掌握足够的科学知识、科学方法,更需要强调科学的思维、科学的精神,理性认识科技应用到社会中可能产生的影响,进而具备学习、理解、表达、参与和决策科学事务的能力。
不久前,科技部公布了中国科技实力“清单”:中国科技投入年增20%,科技人力资源总量居世界第一;基础研究取得多个“首次”或“第一”,部分领域比肩国际前沿。如果说,科技创新成果体现科技发展的“硬实力”,公民科学素养则是科技发展的“软实力”。而通过提高全民科学素质,激励科技创新、促进创新型国家建设,我们任重道远。
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  美国科学家研制出一种可供青光眼病人使用的植入式眼压监测器,据信这是世界首个完整的毫米级计 算系统原型。辅之以一套无需调谐便可找准频率的紧凑型无线电设备,多个毫米级计算系统就能搭建成一个无线传感器网络。这两项进展是朝着毫米级计算进军征程 上的重要里程碑,而毫米级计算被认为是未来电子学研究领域的前沿。研究人员已在22日举行的国际晶体管电路研讨会上提交了相关论文。
 

  按照计算机发展的有效经验法则之一贝尔定律的描述,大约每过10年,技术进步就会促成一个全新的尺度更小、成本更低的计算机平台的出现,从大型 主机、个人电脑、笔记本直至智能手机,这一定律得到了充分印证。研究人员表示,他们新开发的这种几乎微不可见的毫米级计算系统将会推动计算机工业的未来 ——普适计算(一种全新的计算理念,强调把计算机嵌入到环境或日常工具中去,让计算机本身从人们视线中消失)的发展。
 

  该眼压监测器由密歇根大学电子工程和计算机科学系教授丹尼斯·西尔维斯特和大卫·布洛乌以及助教大卫·文茨洛夫负责研发,他们将一个超低功耗微 处理器、一个压力传感器、存储器、一个薄膜电池、一块太阳能电池和一个带有天线的紧凑型无线电设备整合在一起,整个系统大小不过一厘米见方。该系统每隔 15分钟进行一次测量,平均功耗为5.3纳瓦,暴露在室内光线下10个小时或者阳光直晒1.5个小时就可完成电池充电,并能够储存一周之内的测量信息。研 究小组称,该装置有望在未来几年内投放市场。
 

  这套新系统虽然是专门针对医用人体传感器网络而开发的,但其在追踪环境污染、监测结构的完整性等方面也有广泛的应用前景。
 

  不过,这一毫米级计算系统虽然很完整,但所携带的无线电设备还无法让它和类似的其他系统进行“交谈”,而这种节点对节点通信是一个无线传感器网 络必须具备的重要特征。为此,研究人员正在研制一种带有集成片上天线(on-chip antenna)的无线电设备。他们采用先进的互补型金属氧化物半导体(CMOS)工艺来控制天线的形状和尺寸,由此可控制天线对电子信号的反应,从而避 免使用目前两个孤立的设备之间“通话”时必须依赖的粗重的外置平衡线,大大缩减了无线电系统的尺寸。
 

  研究人员现正在研究如何降低该无线电设备的功耗,以使其与毫米级电池兼容。他们同时也希望为这些看上去微小但意义重大的进展申请专利,并寻找商业伙伴将这些技术推向市场。

  (陈丹) 

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近期在微型“宇宙大爆炸”实验形成了一种新类型的反物质,并且这是迄今发现最重的反物质
 

  科学家在纽约布克海文国家实验室使用相对论重离子对撞机(RHIC)时形成这种新型反物质,该对撞机以光速释放重离子(移除电子的原子),结果使这些原子分解成微粒成份。
 

  科学家将该物质称为“反超氚(antihypertriton)”,这是目前探测到最重的反物质,也是包含反奇夸克(antistrange quark)的第一种类型微粒,该物质现成为元素周期表中一种新物质。据悉,科学家在纽约布克海文国家实验室使用相对论重离子对撞机(RHIC)时形成这 种新型反物质,该对撞机以光速释放重离子(移除电子的原子),结果使这些原子分解成微粒成份。
 

  当金离子碰撞达到十万次以上,研究人员从微粒“瓦砾”中筛选出大约70个反超氚,这些微粒的质量大约为200毫电伏,这比之前纪录的任何反氦微 粒的质量都大。在粒子物理中习惯用能量来表示质量。相对论重离子对撞机研究员许长补(Zhangbu Xu)说:“人们会非常不理解我们,这是因为任何人都希望将其它物质转变成为金子,而我们却是将金子转变为奇特的反物质。”
 

  该原子内核是由叫做质子和中子的次原子微粒构成,它们将转变为叫做夸克和胶子的更小微粒。相比之下,由微粒构成的反物质核与它们具有相同质量, 却具有相反的电性和磁性。起初,宇宙大爆炸形成相同数量的物质和反物质,但是大量的物质的引力作用使这些微粒避免扩散,在微小的空间里,反物质和物质彼此 碰撞和消灭,转变成纯净的能量。
 

  目前,物理学家仍置疑为什么反物质和物质碰撞湮没过程中会有残留,以及为什么现今宇宙中物质会比反物质的数量更多。在实验室里模拟较小等级的宇宙大爆炸是科学家试图揭开其中奥秘的一种方法。
 

  许长补在上周五华盛顿召开的美国科学促进协会会议上阐述了这项最新研究,他指出,相对论重离子对撞机以令人难以置信的快速彼此碰撞,过程中形成 “夸克和胶子汤”。这种夸克和胶子汤的冷却仅在瞬间完成,这些基本粒子形成超氚和反超氚,科学家认为这是在“大爆炸”之后瞬间形成的。(悠悠)

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  好奇号火星车将携带新型化学元素分析仪用于分析火星岩石和土壤中的化学成分,评估火星环境曾是否支持微生物的生存。它的体积和 重量都超过2004年登陆火星的机遇号,经过改进升级的电子设备集成车体内部的小盒子中,火星车的头部则安装在一个机械臂 上,可全方位转动。在机械臂的远端,安装有阿尔法X射线光谱仪、化学成分探测器和高分辨率相机等仪器,可对火星岩石进行抵近检测。
 


好奇号火星车


阿尔法X射线光谱仪
 

  对岩石和土壤的检测将是任务的重点,由加拿大安大略省圭尔夫大学Ralf Gellert设计的阿尔法X射线光谱仪,使用X射线轰击目标,产生阿尔法粒子和X射线辐射。火星车上X射线探测器将对这些X射线辐射进行分析,以判明在 岩石和土壤中存在哪些元素以及含量的多少。
 

  对岩石和土壤中相关元素(轻元素:钠、镁和铝;重元素:铁、镍和锌)的识别将帮助科学家更好地确认火星地层的基本构架,将其与以前掌握的火星岩石数据进行对比,以确定这些岩石在形成后的风化情况。
 

  火星车收集到的岩石将存储在一个容器中,这个容器最早出现在1997年登陆火星的“火星探路者”号火星车上,而2004年登陆火星的“勇气”和“机遇”号也使用了同样的收集装置,这种技术储备在后续的火星任务中将继续得到改进。
 

  而阿尔法X射线光谱仪是为本次火星任务量身定做的,可以更快地检测岩石和土壤样本。勇气和机遇号火星车一次检测需要5-10个小时,而目前只要 2-3个小时,这样极大地缩短了单位监测时间,有利于探测更多的火星岩石。除了缩短单位监测时间,还对X射线设备芯片进行了冷却处理,使之能进行全天候开 机,而勇气号上的岩石检测仪器只能在晚上工作。
 

  据科学网(kexue.com)了解,目前将使用阿尔法X射线光谱仪(APXS)或其他科学仪器探索火星过去的环境变迁,因为这些变迁的信息则体现在岩石和土壤中,所以科学家这么做能了解火星的环境变化。

  (水离子)

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当得知海泥中充斥着鱼粪,你是否依然还会享受夏季脚趾陷入沙滩的快感呢?
研究人员在本周发表于美国《国家科学院院刊》的一篇文章中说,构成热带浅海泥泞海底的碳酸钙中有14%是鱼粪(如上图)。来自于包括梭鱼和鲷鱼在内的11种常见热带鱼类的粪便样本显示,碳酸钙构成了这些排泄物中的一种关键成分。研究小组估计,热带鱼类每年会排泄610万千克的碳酸钙,这相当于1000头成年大象的体重,其面积超过了111577平方公里。每种鱼甚至还拥有自己独特的“粪烙印”,即独特大小和形状的碳酸钙晶体,这将让未来的海洋学家能够通过分析一种海泥来跟踪鱼类种群的数量及多样性变化。(来源:科学时报 群芳)  更多阅读  PNAS发表论文摘要(英文)
 
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