给科学一个机会亲近年轻人
是年龄吗?年轻人会觉得跟五六十岁的人之间有一道鸿沟,没话可聊,他们嘴里絮絮叨叨的那一套,好像早就过时了。
可是,比尔盖茨65岁,霍金76岁(辞世),巴菲特90岁了,谁也不会觉得他们是不值得搭理的老大爷;马云56岁,任正非76岁,屠呦呦89岁了,谁也不会觉得他们嘴里叨叨的东西已经过时了。
这么看来,青年和老年的代沟好像不是以年龄区分的,那区别在哪呢?
会不会玩电脑?懂不懂5G冲浪?有没有QQ号?够不够互联网+?能不能侃两句人工智能?
科学研究是有门槛的,不是每个人都可以成为科学家。但在这个互联网时代,获取科技信息几乎是无门槛、零成本的。
与天文、物理研究工作毫无关系的人,也能在社交网络上看到黑洞的照片;不是互联网的从业人员,也能在科普视频中感受到5G的奇妙;对医学名词孤陋寡闻的人,也能从诺贝尔奖的获奖信息中看到尖端医学的进步……科学研究可能是一小部分人的事,但是享受科学研究的成果终究是全人类的事。
科学距离普通人并没有那么遥远,你甚至不知道今天在新闻上看到的一支疫苗,会不会在未来救了你的命。所谓的年轻人与老年人的代沟,不过是日常生活中关注的信息有差别,关注更多前沿资讯,对世界有更广的视野,就能拥有更“潮”的思维,做个元气满满的社会主义年轻人。
习大大在9月份的科学座谈会上说:“要发挥企业技术创新主体作用,推动创新要素向企业集聚,促进产学研深度融合。”现在不仅仅高校和科研院所可以进行科学研究,很多高新企业也开始了产学研一体的钻研。一来科研成果可以提高产业效率,二来优秀的科研成果会成为企业的核心竞争力,同时,一些企业还希望通过举办科普活动来提升民众的科普素养,推动科学成为新风尚,让更多人热爱科学,从事科研。
每年11月份,腾讯都会举办一次全球直播的腾讯科学周,请这一年来具有优秀科研成果的科学家来做分享。只要有网,谁都能看,零成本获取最前沿的科学资讯。
今年的科学大会看点也不少,几位科学家聊到了
宇宙起源的重现;
通过复制来解决器官移植的排异反应;
可以心灵相通的电子皮肤;
能用意念控制的脑机结合体;
金星上首次出现的生命迹象;
来自宇宙深处的神秘信号;
还有史上最强加密的量子通讯;
……
我们来聊一聊几个印象比较深刻的成果。
手机对很多人来说像是影子般的存在,现在出门可以不带钱,但不可以不带手机。你有没有设想过未来的手机是什么样子?手机屏幕能不能像衣服一样穿在身上,手机的功能能不能融入这样可折叠的屏幕当中呢?
鲍哲南所研究的电子皮肤就提出了这样的一个设想,它像皮肤一样可以贴在身上随意弯曲,不会束缚人的运动,也不会因弯折而碎裂,同时它贴在身体上的时候还能正常工作。
这样的人造皮肤有什么特点呢?第一,这种电子皮肤的材料像人的皮肤一样柔软、可以拉伸,甚至可以自修复,还能够生物降解;第二,这种电子皮肤可以感受到压力和温度,甚至能够判断触碰到的物体到底是什么;第三,通过电子皮肤接收到的信号可以通过人的神经传递到大脑,这样大脑就可以直接处理电子皮肤接收到的信号。
目前这种电子皮肤已经被植入小老鼠的身体,小老鼠可以正常地运动、生活,证明这些电子皮肤确实可以和生物体系相容。如果未来能够应用到人的身上,那么安装假肢的人也可以有知觉;新生儿可以通过贴上电子皮肤来测量血压,不会因为肌肤太脆弱无法扎针而被迫放弃一些重要的身体数据。
我们经常在科幻电影或玄幻故事里看到一个人通过意念就能隔空操纵别的东西,米格尔•尼科莱利斯和他的搭档的脑机接口把幻想中的场景变成了现实。
在20年的研究历程里,他们制造出了很多不同种类的脑机接口:同时控制两只机械手臂的,还有控制腿部的,但其中最复杂的一种,是“脑-机-脑接口”。他们希望人通过大脑控制机械装置帮助人类完成动作后,人类还可以从传回的数据中感受到触觉。
大家可能都知道,脊柱一旦受到损伤,病人就会丧失感觉和活动能力,受伤部位以下的身体无法动弹,因为大脑发出的包含着运动指令的电信号,无法再通过脊柱中的神经传输至身体的边缘部位。
米格尔研究的脑机接口绕过脊柱这一环节,通过计算机电子旁路将采集到的脑电信号以数字形式传输至一个可穿戴式的全新机械身体中,病人可以通过大脑控制该机械身体使其移动到某一位置。
2014年,这项研究帮助一个瘫痪的巴西青年在世界杯开幕式上完成了开球。但让米格尔都没有想到的是,通过10个月的控制脑机接口的训练,这位瘫痪了十年的巴西青年的其中7节脊椎恢复了感知和控制能力。
而且这并不是个例,当时参加训练的另外7名瘫痪病人也都在不同程度上恢复了脊椎功能,甚至有3个病人在持续的训练后获得了一定的自主运动能力。这个结果大大超出了米格尔的预期,也为全世界2500万脊柱严重损伤患者带来了恢复的希望。
器官移植目前是某些疾病最有效的治疗方法,但它依然存在着无法忽视的问题。比如器官捐献不足,仅仅在美国就有70%的人因等不到可移植的器官而死去。即使是有幸得到了器官移植的病人,也必须吃药来抑制免疫系统,防止人体对移植器官产生排异反应。
中内启光教授想要通过在动物体内培育人体器官,这样就能够有效解决器官不足和排异反应的问题。比如我们想要培育一颗可以移植给人的心脏,就要把人体的多能干细胞注入动物的胚胎,并把动物胚胎中可以分化出心脏的基因剔除掉,这样在胚胎发育过程中形成的心脏一定是由人类的多能干细胞分化出来的,这颗心脏就可以移植到人体中,并且不会发生排异反应。
那要怎么得到人体的多能干细胞呢?比如我们选用皮肤上的体细胞,在其中引入胚胎干细胞中的4个基因。我们会惊讶地发现这些体细胞变成了多能干细胞,这就是诱导多能干细胞的由来。诱导成功后的细胞就像胚胎干细胞一样可以分化出患者需要的器官组织。诱导多能干细胞的发现者山中伸弥也因此在前些年获得了诺贝尔奖。
山中伸弥
中内启光教授在活体培育器官的设想已经在鼠类身上得到了验证,目前正在进行跨物种培育的实验,我们期待着更多的好消息传来。
金星是距离地球最近的行星,它离太阳更近一点,环境非常恶劣,看起来不会有生命存在。过去对地外生命的研究更关注火星,人类发射了可以在火星表面行走和观察的探测车,也观察了火星大气层中是否存在生命迹象。
简·格里夫斯通过研究推测,金星的地表上应该不会存在生命,因为温度过高,一部分地表甚至已经被熔化了。但金星的云层中凉爽湿润,温度大概在20摄氏度左右,气压也与地球表面的气压接近,也许会有生命存在。
不过这种生命跟地球生命应该不一样,金星的云层中90%都是硫酸,而且风势极为猛烈,可以达到每小时几百公里,就算有生命,也是一些能够适应这种恶劣环境的微小生物。
金星大气层
地球上存在一种所谓的空中生物圈,微生物或者单细胞可能漂浮在云层中。并且它们很可能会返回地表以获得营养或休息,或在地表上具有自己的生命周期。但在金星上则不可能,如果这些微生物落到金星表面,它们会直接被烤干。
抱着试试看的态度,简·格里夫斯在夏威夷岛的一座高山上,用麦克斯韦望远镜(JCMT)观测到了磷化氢对射电波的吸收。磷化氢是生活在无氧环境中的微生物的副产品,而金星的云层恰恰就是无氧环境。这个结果令简·格里夫斯既震惊又兴奋,为了进一步确认,她又通过智利高山地区的ALMA天文望远镜证实了这个结果。
麦克斯韦望远镜
ALMA天文望远镜
金星上的磷化氢存在于气态环境中,也就是说有机生命体只可能存在于金星的云层中,但还无法下定论。简·格里夫斯和她的同事们进行了数千次计算,与多个大学和国家展开合作,想要确定磷化氢的来源。目前排除了金星上的磷化氢是来自火山喷发物的可能,他们不得不从生物学角度来解释磷化氢的存在。
金星大气层中的磷化氢
虽然金星的云层中90%都是硫酸,但也许,仅仅是也许,生物能以某种方式在硫酸中存活,或者是在小滴的硫酸和水的混合液体中,微生物能够建立起微型生态系统。一滴液体中可能只有几个微生物,它们可能漂浮在云层中,可能会获得一些阳光,也可能会掉落,而包裹着它们的液体可能会蒸发。这些微生物可能会经历某种孢子期,被带来带去,因此它们可能在云层中有某种生命周期。
虽然目前还无法证实,但磷化氢的发现给了我们无尽的想象空间。也许在金星那样恶劣的环境中,真的存在生命呢?
这些是在7号的腾讯WE科学大会上听到的比较感兴趣的最新科技成果,明天还有一场腾讯ME医学大会,邀请到了钟南山和张文宏来聊聊今年疫情相关的话题,我非常期待。
因为喜欢做科普,也喜欢关注科技界的最新动向,看到新的研究成果也会兴奋不已。对世界保有好奇心和求知欲,保持学习与进步,才能不会与时代产生代沟,永葆年轻。
END
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