七大研究困惑科學(xué)家：從宇宙常數(shù)到神秘粒子

1、.七大研究困惑科學(xué)家：從宇宙常數(shù)到神秘粒子據(jù)美國(guó)?探究?雜志報(bào)道，科學(xué)研究看上去就像一段不停前進(jìn)的旅程：每一次發(fā)現(xiàn)都有助于建立對(duì)事物的理解，每一次實(shí)驗(yàn)都讓我們對(duì)大自然的根本法那么有更深化的認(rèn)識(shí)。以下是七個(gè)令科學(xué)家更加困惑的研究發(fā)現(xiàn)，它們非但沒(méi)有揭露事件的本質(zhì)，反而增添了更多的謎團(tuán)，使研究人員開(kāi)場(chǎng)疑心他們最根本的臆斷。這一名單無(wú)疑難稱(chēng)完好，只是希望引起大家廣泛的好奇心，跟隨科學(xué)家一起去探究真相。1.宇宙常數(shù)20世紀(jì)20年代，天文學(xué)家認(rèn)為宇宙的大小是固定的。即便廣義相對(duì)論預(yù)示事實(shí)并非如此的時(shí)候，愛(ài)因斯坦也沒(méi)有轉(zhuǎn)變思路，找出正確答案。相反，他在自己的理論中創(chuàng)造了一個(gè)術(shù)語(yǔ)去抵消幾乎無(wú)處不在的引力，用以

2、保持宇宙的恒定不變。愛(ài)因斯坦后來(lái)將這一術(shù)語(yǔ)宇宙常數(shù)稱(chēng)為他一生中“最大的錯(cuò)誤。美國(guó)科學(xué)家埃德溫-哈勃的研究提醒了愛(ài)因斯坦的錯(cuò)誤，讓天文學(xué)家放棄對(duì)靜態(tài)、穩(wěn)定宇宙的原有認(rèn)識(shí)，重新開(kāi)場(chǎng)提醒一個(gè)奇異而令人困惑的宇宙。哈勃在自己的研究發(fā)現(xiàn)中采用了當(dāng)時(shí)新發(fā)現(xiàn)的“宇宙卷尺稱(chēng)為“造父變星Cepheid variable的一類(lèi)特殊恒星。通過(guò)在威爾遜山天文臺(tái)掃描天空，哈勃確定了天體模糊星云被認(rèn)為是銀河系中的氣態(tài)云的間隔 。在前人的根底上，哈勃的研究不僅說(shuō)明，這些星云是它們自己的星系，而且還通過(guò)測(cè)量它們隨時(shí)間而變化的速度，證實(shí)它們快速遠(yuǎn)離地球。哈勃的研究還說(shuō)明，間隔 銀河系越遠(yuǎn)，這些星云的速度越快。這種解釋聽(tīng)上去很有

3、道理，但其他星系為何加速分開(kāi)地球的原因尚不得而知。今天，大多數(shù)物理學(xué)家認(rèn)為是暗能量在作祟，但他們尚不能準(zhǔn)確確定這一原因。2.艾滋病疫苗當(dāng)研究人員開(kāi)場(chǎng)從事“STEP研究3000人參與的雄心勃勃的艾滋病病毒疫苗試驗(yàn)，他們認(rèn)為這種疫苗會(huì)是阻止艾滋病病毒擴(kuò)散的最正確方法。但是2019年，國(guó)際制藥巨頭默克公司的研究人員突然中止了這項(xiàng)研究。原來(lái)，艾滋病病毒疫苗非但不能保護(hù)參與者，反而令他們更有可能被這種病毒感染。這項(xiàng)研究利用功能受到削弱的感冒病毒腺病毒5去傳遞在實(shí)驗(yàn)室制造的艾滋病病毒片段。研究人員希望，人體免疫系統(tǒng)可以攻擊這些艾滋病病毒片段，接著識(shí)別并消滅真正的病毒。雖然參與者就如何防止被艾滋病病毒感染承

4、受了專(zhuān)門(mén)培訓(xùn)，但最后仍有一些人被感染。僅僅這一點(diǎn)就意味著，艾滋病病毒疫苗對(duì)這些參與者不靈驗(yàn)。令研究人員警覺(jué)的一件事是，那些以前曾暴露于感冒病毒的人，在接種過(guò)艾滋病病毒疫苗以后，似乎更有可能被艾滋病病毒感染。研究人員立即停頓了利用感冒病毒進(jìn)展的同類(lèi)研究。研究人員至今未找到疫苗令有些人更易感染艾滋病病毒的原因，這次引人注目的研究失敗被廣泛視為疫苗研究領(lǐng)域的一次重大挫折。有些科學(xué)家提出放棄臨床試驗(yàn)，重新回到根底研究。美國(guó)艾滋病疫苗倡導(dǎo)聯(lián)盟那么表示，在艾滋病疫苗研究領(lǐng)域，“STEP研究提出的問(wèn)題多過(guò)解答的問(wèn)題。3.量子糾纏聽(tīng)一聽(tīng)愛(ài)因斯坦是怎么說(shuō)的吧：任何事物的挪動(dòng)速度都沒(méi)有光速快。狹義相對(duì)論聲稱(chēng)，假如

5、可以，那么就能改變因果關(guān)系：例如，你可以在第一球投出以前，給朋友打 ，告訴他棒球比賽的勝負(fù)結(jié)果。1935年，愛(ài)因斯坦和另外兩位物理學(xué)家鮑里斯-波多爾斯基和納森-羅森利用這一事實(shí)說(shuō)明，量子力學(xué)是不完好的理論。他們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)，尋求兩個(gè)粒子之間奇異的量子聯(lián)絡(luò)。量子糾纏那么聲稱(chēng)，兩個(gè)粒子，無(wú)論別離多遠(yuǎn)，它們之間都存在一種神秘的關(guān)聯(lián)，互相影響。三位物理學(xué)家設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)假設(shè)使兩個(gè)處于量子糾纏的粒子遠(yuǎn)離彼此。假如測(cè)量一個(gè)粒子會(huì)影響另一個(gè)粒子同時(shí)做出改變，那么兩個(gè)粒子互動(dòng)的速度應(yīng)該超過(guò)光速。這顯然是不可能的。20世紀(jì)80年代，研究人員施行了這個(gè)看似不可能的實(shí)驗(yàn)，而且成功了。想象一下，粒子穿過(guò)兩個(gè)粒子間的物體

6、或一個(gè)滿載信息的粒子。在2019年的量子糾纏實(shí)驗(yàn)中，日內(nèi)瓦城的研究人員發(fā)現(xiàn)，在他們的裝置中，那個(gè)物體可能以致少一萬(wàn)倍于光速的速度運(yùn)行。這似乎說(shuō)明，兩個(gè)粒子并沒(méi)有互相之間傳遞任何真實(shí)的信息，相反，測(cè)量其中一個(gè)會(huì)立即影響另一個(gè)。不幸的是，這種解讀讓我們回想起愛(ài)因斯坦最早對(duì)量子糾纏的苦惱這位偉大的物理學(xué)家稱(chēng)那是一種“鬼魅似的遠(yuǎn)距作用。4.人類(lèi)基因組1909年，丹麥植物學(xué)家威廉-約翰森Wilhelm Johanssen造出了“基因一詞，將其描繪成一種可令子女遺傳父母特質(zhì)的機(jī)制。到20世紀(jì)60年代，這一定義因特定原因此發(fā)生變化：基因是用以制造蛋白的DNA編碼。10年前，人類(lèi)基因組方案成功繪制出第一個(gè)人類(lèi)

7、基因組序列圖。但是，科學(xué)家卻無(wú)法對(duì)完全揭開(kāi)人類(lèi)基因組之謎感到快樂(lè)，因?yàn)檎麄€(gè)故事還有許多疑問(wèn)。20世紀(jì)80年代和90年代，研究人員發(fā)現(xiàn)只有1.2%左右的人類(lèi)DNA代碼用于蛋白制造：有些人稱(chēng)這些代碼為“垃圾。萊斯利-奧格爾和弗朗西斯-克里克在1980年發(fā)表的論文將這種DNA稱(chēng)為“終極寄生蟲(chóng)。然而，即便是在這個(gè)看似無(wú)用的DNA“垃圾堆，研究人員仍在尋找有功能的片段。似乎，就在我們對(duì)人類(lèi)基因組展開(kāi)深化探究時(shí)，我們才意識(shí)到對(duì)它們的理解遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。例如，研究人員發(fā)現(xiàn)，部分人類(lèi)DNA片段就好比基因“ 總機(jī)。依附于這些片段的分子可以翻開(kāi)或關(guān)閉生成蛋白的基因，一旦出現(xiàn)故障，可能會(huì)誘發(fā)從抑郁到肥胖等眾多疾病。此外，

8、這些“開(kāi)關(guān)在誕生以后可以調(diào)換，依附于DNA片段的分子可以被環(huán)境因素添加或刪減。例如，麥吉爾大學(xué)研究人員邁克爾-米尼最近發(fā)現(xiàn)，小老鼠母親舔舐它們的頻率改變了依附于小老鼠DNA上的分子，從而可能改變了它們的壓力程度。正在施行的人類(lèi)表觀基因組方案希望對(duì)這些DNA片段及其影響進(jìn)展研究。5.西伯利亞指骨這一切都始于在西伯利亞山洞發(fā)現(xiàn)的一塊擁有4萬(wàn)年歷史的指骨。雖然一根手指似乎并不能令研究繼續(xù)下去，但研究人員從手指中提取了DNA，用以搞清楚手指的主人。他們本來(lái)以為手指可能來(lái)自尼安德特人，或早期人類(lèi)的親屬，但分析結(jié)果卻發(fā)現(xiàn)指骨屬于一個(gè)非常特別的女士研究人員稱(chēng)之為“X女士。研究人員特別對(duì)提取自指骨的線粒體DN

9、A做了細(xì)致研究。線粒體DNA一般只通過(guò)母系遺傳，是探究人類(lèi)進(jìn)化的絕佳工具。兩個(gè)現(xiàn)代人的線粒體DNA可能只有數(shù)十處不同之處，但他們與尼安德特人的差異卻有近200處。當(dāng)研究人員將“X女士的線粒體DNA與現(xiàn)代人做了比較后，竟然發(fā)現(xiàn)了大約400處不同。這一發(fā)現(xiàn)又給人類(lèi)進(jìn)化過(guò)程增添了新的疑團(tuán)。假如“X女士代表一個(gè)新人種這個(gè)疑問(wèn)至今仍在討論之中，那說(shuō)明一個(gè)我們一無(wú)所知的原始人種從非洲遷出，與尼安德特人及歐洲和亞洲的早期現(xiàn)代人生活在同一個(gè)地方。有關(guān)潛在新人種如發(fā)現(xiàn)于印度尼西亞的“矮人族弗洛勒斯人的爭(zhēng)議進(jìn)一步證明了一個(gè)概念，即人類(lèi)進(jìn)化樹(shù)有許多分支。由于智人是唯一生存至今的人種，所以，我們可能認(rèn)為人類(lèi)進(jìn)化樹(shù)是筆

10、直的，呈流線型。6.信息素談到愛(ài)情，人們往往會(huì)說(shuō)一切取決于是否發(fā)生化學(xué)反響。但是，人的吸引力確實(shí)與信息素有關(guān)聯(lián)嗎？51年前，彼得-卡爾森和馬丁-盧徹Martin Luscher創(chuàng)造了“信息素一詞，用于描繪在同一個(gè)物種成員之間傳遞的化學(xué)信號(hào)。從此以后，研究人員發(fā)現(xiàn)了各種各樣的生物利用化學(xué)物傳遞重要話題的信息，如食物、交配和危險(xiǎn)等，其中就包括許多昆蟲(chóng)以及從老鼠到吸血鬼魚(yú)等物種。所有這一切似乎說(shuō)明，人類(lèi)也可以利用化學(xué)信號(hào)交流，科學(xué)家施行了大量有關(guān)汗液氣味的研究，試圖證明人類(lèi)信息素可以傳遞各種信息，例如，害怕什么東西，女人何時(shí)來(lái)例假。然而，令香水制造商沮喪的是，看上去沒(méi)人可以找到相關(guān)化學(xué)物或受體。即便

11、是那些堅(jiān)決支持人類(lèi)信息素存在的研究人員，也被迫成認(rèn)“沒(méi)有任何以生物測(cè)定為導(dǎo)向的研究導(dǎo)致真正人類(lèi)信息素的隔離。7.神秘粒子20世紀(jì)30年代，物理學(xué)家看上去在識(shí)別由原子決定的一切事物的道路上暢通無(wú)阻。例如，他們知道原子核是由質(zhì)子和中子構(gòu)成的，他們疑心世上一定存在某種力量，使得這些互相間強(qiáng)烈排斥的質(zhì)子可以在原子核中嚴(yán)密相連。這一猜測(cè)令他們相信，這種具有神奇力量的粒子可能是一種中間粒子“介子：比電子稍大，比質(zhì)子稍小。但是，研究人員在1936年掃描宇宙射線時(shí)，并沒(méi)有去尋找介子。他們發(fā)現(xiàn)的未知粒子最終使得美國(guó)物理學(xué)家、諾貝爾獎(jiǎng)得主伊西多-艾薩克-拉比發(fā)出這樣的疑問(wèn)，“這是誰(shuí)定的？宇宙射線包括大小相當(dāng)于假設(shè)介子的粒子，研究人員由此認(rèn)為他們發(fā)現(xiàn)了這種神秘粒子。然而，就在物理學(xué)家繼續(xù)研究這種粒子后被命名為“介子時(shí)，他們發(fā)現(xiàn)它只是在大小方面“達(dá)標(biāo)。介子是一種相當(dāng)好用的“膠水，因?yàn)樗鼈兣c原子核幾乎不發(fā)生任何作用。數(shù)十年來(lái)，這一疑問(wèn)始終縈繞在科學(xué)家心頭，直至1979年物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)了“膠子，這是一種攜