三维宇宙,始于四维黑洞 | 9月新刊

来源: 环球科学

发布日期: 2014-09-03

本文是《环球科学》2014年9月刊的内容摘要,涵盖了从四维宇宙理论到现代科技应用的多个科学领域,包括天文学、环境科学、教育改革、公共卫生、网络安全、生物学、神经科学等,展示了科学研究的多样性和前沿性。

有四个空间维度的超宇宙,可能在我们熟知的大爆炸之前就已经存在。我们可以想象,这个四维超宇宙充斥着四维恒星和四维星系。当高维恒星耗尽燃料的时候,就会像我们的三维恒星一样,塌缩成黑洞,而我们这个宇宙的一切,包括时间,也许就始于这个四维黑洞。

现有的净水技术,足以将肮脏的污水——哪怕它来自厕所,净化得比自来水还干净,而且每吨净化水的成本不到1美元,甚至不到海水淡化的一半。这样的污水回用技术,无疑为水危机提供了一个解决方案,但现在的问题是,如果知道水龙头中的水来自污水,你还会喝吗?

在传统教育的模式下,我们很难评判一个学生到底学得怎样,一种教学方法效果如何。科学家希望,能用科研的手段,去验证一些教学方法的科学性与合理性,更准确地评估教学效果与学生的知识水平——就像通过临床试验检验一种新药的效果一样。

在遥远的北极,寄生虫使麝牛患病;蜱虫让病毒在人类中传播;随着海冰的融化,大西洋海豹也能将一种致命的病毒传染给太平洋海豹——气候变暖影响的不仅仅是环境,一些难以察觉的危险也在威胁地球。

斯诺登事件的爆发,使我们意识到,之前在信息安全领域,我们很多习惯性的做法都是错误的。要想在大数据时代确保信息安全,防止个人隐私被侵犯,我们必须遵循三大原则:分散数据资源,让不同的机构来监管不同的数据库;每一个拥有或分享个人数据的实体,都必须对数据的传输和储存进行加密;不断开展透明的试验,寻找更有效的保护措施。

大约500年前,哥白尼提出了自己的理论——日心说,那时我们就清楚认识到,地球并不是宇宙中心,只是一个平凡而渺小的存在。但地球环境的特性,又让我们有充足的理由认为,地球及其生命是特殊的。我们该如何认识自己在宇宙中的意义?

你在不经意间接触的环境污染物,造成的危害也许远远超出你的想象:农药、空气污染物、环境压力等外界因素也许不会改变你的DNA序列,却会使DNA的表观标记发生变化,并遗传至你的后代——动物试验中,表观标记已可遗传至第5代。

有极少数人,在大脑受到创伤或患上痴呆后,反而会在音乐、数学、记忆等方面表现出惊人的才能,尽管他们之前根本没有接受过这方面的训练。这一事实,让科学家产生了大胆的想法:对这些患者进行研究,或许可以找到一种方法,在大脑健康的情况下,激发出人们的内在潜能。

目前最流行的减肥手术——胃旁路手术可将胃缩小到一个鸡蛋大小,不仅可以帮助大多数人成功减肥,还可大大降低心脏病、中风、癌症甚至死亡的发生风险。但是,这种手术是如何起作用的,仍如雾里看花。

合作是科研过程的关键环节,但当合作伙伴同时也是一对爱侣时,还会带来一些其他关系所不具备的优势。我们一起看看那些著名的科研爱侣是如何将科学与生活融为一体的。

随着科学家观测到的系外行星越来越多,科学家发现,很多系外行星都与太阳系内的行星有着很大差异,比如轨道形状、行星大小、存在位置、起源方式……宇宙中的真实情况与最初的推测有着太多不同。

补充维生素到底有没有用?目前“最准确”的回答只能是,某个剂量下,对于某些个体“或许有用”,但在其他情况下则“可能没有用”。

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