| 沙漠之虎 | 2021-09-29 08:11 |
人类与光的关系最为亲密。迄今为止唯有光，可在宇观世界、宏观世界和微观世界中，自由穿越左右逢源，给人类带来无限丰富的信息。据国外媒体报道，在爱因斯坦的相对论框架中，光速被认为是无法“超越”的。 宇宙真空环境中传播速度最快的光也无法逃脱人类的控制，特殊的晶体介质将光的速度降低，并彻底让它“停止”，来自英国圣安德鲁斯大学科学家托马斯·克劳斯认为一分钟对于控制光速的实验而言已经是非常非常长了，这是一个重要的里程碑! 哈佛大学的科学家们此前已经成功将光“限速”，并再次恢复光的速度，但是哈佛的实验只将光速限制在千分之一秒内，光速被限制后仅为48公里每小时(38英里每小时) 早在1999年，哈佛大学的物理学家Lene Vestergaard使用接近绝对零度的超流性气态原子云成功将一受控光束的速度降低至每秒17米，两年后将光速受控停止在一个时间区间内。光速是目前宇宙真空环境中的“极限速度”，爱因斯坦相对论不允许物体的运动速度超过光速，光的速度为每秒186,282英里，确切说只要1.2862秒就能抵达月球，为了使宇宙速度最快的光“停止”下来，德国科学家使用了一种被称为电磁感应透明效应(EIT)技术，通过量子相干效应使得光原子共振吸收频率上变得透明，在EIT形成的频谱上，只有一定频率范围内存在透明和不吸收的通道，因此德国科学家在设计实验过程中需要对光脉冲的频宽进行控制。  在本次实验中，科学家将受控光速指向含有镨元素的硅酸钇晶体，通过控制激光束调节晶体的透明态和不透明态，使入射光束无法折射，最终在原子自旋的介入下控制光子携带的信息。此前也有相关实验将受控光速注入低温铷(87Rb)原子介质，达到降低光速的目的，利用偏极梯度冷却法和压缩式磁光陷阱增加受控原子团的密度。 另外，哈佛–史密森天文物理中心也对该课题进行了研究，同样采用玻色–爱因斯坦凝聚体原子团将光子携带的信息冻结，速度开始降低，最终存储时间达到1毫秒，这些实验对量子通讯有着很大的意义。 人类科学发展史上著名的实验 达尔文和他的兰花 关于达尔文和他的南美之旅，我们都非常熟悉。我们都知道，达尔文在加拉帕戈斯群岛对物种进行了详细的观察，并构建了适者生存理论的雏形。然而，却很少有人知道达尔文回到英格兰之后的实验，而这些实验中，有一些是关于兰花的。  解码DNA 沃森和克里克帮助人们揭开了DNA之谜，然而他们之所以有如此大的成就，有很大一部分原因是他们站在了巨人的肩膀上。阿尔弗雷德 ·赫尔希和马莎·蔡斯在1952年进行了一个著名的实验，结果证明遗传物质是DNA。他们利用的是一种利用噬菌体病毒感染细胞，病毒在其中繁殖后，获得病毒后代，他们用放射化学的原子示踪方法最终确定了DNA是遗传基因的载体。除此之外，罗莎琳·富兰克林对沃森和克里克发现DNA双螺旋结构也有极大的帮助。 第一次接种疫苗 天花病毒在20世纪末期以前曾一度严重威胁到人们的健康。在18世纪的瑞典和法国，十分之一的婴儿死于天花病毒引起的疾病。而人们却对此束手无策。爱德华詹纳医生发现，他所在地区的奶场女工会感染到牛痘，而感染牛痘的人却不会得天花病。为了进一步研究，1796年，詹纳将牛痘脓包中的物质注射到一个8岁的孩子身上，孩子牛痘痊愈后，詹纳又给他注射天花痘，结果，孩子没有出现天花症状。  原子核式结构模型 1911年，卢瑟福进行了一个十分著名的实验，他将金箔片放在射线源和屏幕之间，将第二个屏幕放置在射线源旁来观察阿拉法粒子是否被反射回来。在金箔后面的屏幕上，成的像类似于放云母片时的像，而在金箔前的屏幕上，卢瑟福很惊讶地发现，有少数阿拉法粒子被反射回来 。这就是著名的卢瑟福"α粒子大角度散射实验"，当年，卢瑟福把结果公布于世：并证实了原子中除电子外，还存在着"原子核"，建立了原子的"有核模型"。 X射线的系列实验 我们都知道富兰克林在x射线衍射领域取得了很大的成就，但是，他的实验在很大程度上是以霍奇金的研究成果为基础的。霍奇金是研究x射线衍射技术的先驱者，她利用这项技术成功的揭示了复杂的化学药品——青霉素的结构。1928年，科学家亚历山大发现了这种杀菌药品，科学家们致力于提纯该药品以便研究出一种可行的治疗方法。通过测绘青霉素原子的3D排列图，霍奇金研究出了新的青霉素合成方法，为医生们治疗感染带来了新的希望。 几年之后，霍奇金采用同样的技术，明白了维生素B12的结构。她在1964年获得了诺贝尔化学奖，这是其他女性无法企及的一项荣誉。 米勒—尤列实验 实验开始一周后的观察中发现，在冷却的液体中大量地存在着有机化合物，约有10%到15%的碳以有机化合物的形式存在。其中2%属于氨基酸，以甘胺酸最多。而糖类、脂质与一些其他可构成核酸的原料也在实验中形成;核酸本身，如DNA或RNA则未出现。尤里和米勒得出结论称，有机分子形式能够来自于无氧大气层，同时最简单的生命体也可能孕育在这种早期环境中。 光的测速 1878年，物理学家迈克逊设计了一项实验来计算光的传播速度，他证实了光速是有限的可测量量。首先，他在海堤上间隔地放置两个镜子，对它们进行特殊排列，当光投射在一面镜子上时可以反射到另一面镜子上。然后他测量了两面镜子之间的距离，发现其间的距离为1986.23英尺(约605.4029米)。接下来，迈克逊利用蒸汽动力以每秒256转的速度旋转一面镜子，而另一面镜子则保持静止。 解密放射线 对于玛丽·居里来说，1897年是非常重要的一年。她决定去研究铀放射线。铀放射线是亨瑞·贝克勒尔首先提出的。有一次，贝克勒尔在一个暗室里遗留了铀盐，当他返回再次发现时，并将铀盐暴露在感光片下，他意外地发现了铀放射线。居里夫人选择了这种神秘的铀放射线研究，她想确定其他物质是否也可以释放类似的放射线。 犬类研究 俄罗斯生理学家和化学家巴甫洛夫对犬类进行唾液分泌实验是因为他对动物的消化能力和血液循环十分感兴趣，他想要了解唾液分泌和胃的蠕动之间的相互作用。巴甫洛夫注意到，只有唾液分泌以后，胃才开始消化。也就是说，这只是犬类神经系统连接胃部和唾液分泌的一种条件反射。帕维洛维于1903年发表了这项发现，一年之后，他因此荣获诺贝尔医学奖。 权威性指令的力量 1960年代早期，斯坦利的著名服从实验震惊了科学家。在这项实验中，斯坦利告诉实验自愿者这是对记忆学习的惩罚性实验，他叫一个自愿者记忆一系列单词，而叫其他自愿者大声读出这些单词组，当这些自愿者回答错误时便给予电击惩罚。随着错误回答的增加，电击将逐渐加强 。 科学家发现人类大脑中的“开关装置” 在座的小伙伴有没有看过《超体》这部电影，我们的主人翁斯嘉丽·约翰逊因为意外，大脑开发到了100%，成为了一个Superhero(超级英雄)。大脑开发到了100%?这是有多可怕啊! 科学家最新研究发现“大脑开关”，这是一个特殊的大脑区域——屏状核，通过刺激该组织有助于恢复昏迷患者的知觉。  人类大脑中的“开关装置” 目前，科学家发现人类大脑中的“开关装置”，能够帮助昏迷患者恢复意识。 美国科学家穆罕默德-考贝西(Mohamad Koubeissi)教授和同事在研究癫痫患者时，意外发现对大脑一个特殊区域进行电脉冲刺激，能够使患者进入重复场景“睡眠状态”。一旦停止对大脑刺激，将使患者脱离植物人状态，同时，患者无法回忆刚才所发生的一切。  在临床测试中，研究人员使用低频深度脑刺激去尝试帮助降低患者癫痫病发作，研究小组负责人考贝西发现低频深度刺激在不损害患者记忆能力的前提下，能够减少92%癫痫发作。他说：“这是一项创新临床试验，旨在确定新颖的方法来减少颞叶癫痫症发作。”据悉，颞叶癫痫症是一种难治的医学疾病，患者面临着手术移除颞叶，记忆力减退的危险。 考贝西说：“未来几年，我们希望这项研究结果类似于之前的研究，将对患者群体带来更好的治疗选择。”当他们至高频电脉冲刺激，吃惊地发现“大脑开关”。 一位54岁患者大脑屏状核(大脑中心下方 一个较薄的神经组织)受到高频刺激时，研究人员发现患者失去知觉处于昏迷状态。这意味着她无法响应外界指令、两眼发直和呼吸减慢，一旦对屏状核的高频刺激停止，这位患者将恢复知觉，同时对于刚才发生的一切全然不知。  当患者处于昏迷低意识状态，刺激大脑屏状核将有助于恢复知觉。科学家下一步将在其它患者进行实验，进而确定屏状核对于意识知觉的真实作用。 大脑由1000亿个神经细胞构成 在人的大脑中有和银河系内的恒星数量差不多的神经细胞，由1000亿个神经细胞构成，重量和一个罗马甜瓜差不多一样。 大脑只有身体重量的2%，但是大脑内的血管却有16公里长，是不是很吃惊，正是因为大脑有着这样长的血管，所以消耗了大约17%的能量和20%的氧气。在清晨，大脑产生的电量可以点亮一个灯泡。  大脑无时不刻在变化 也许大脑真正可怕之处那就是在我们短暂的一生它发生了多少变化，称它为“神经发生”的过程。从出生开始，我们的大脑在不断的产生数十万全新的神经细胞，在八十九十岁我们的神经细胞和四十五十时一样多，不同在于传导速度可能更慢了。 在这之外，我们的大脑承担着可能变化出某种神经系统疾病的风险，某些特定时刻，只要有特定的遗传因素与环境就可能发生。 |
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