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发布时间:2020-07-01 00:25:55

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作者:读书堂

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神奇的科学

神奇的科学试读:

内容提要

据国外媒体报道,美国《科学》杂志刊登的最新研究指出,在过去10亿年间,随着月球的内部降温收缩,月球的外壳上已经形成了裂缝。也就是说月表也在收缩,不过我们不用太担心,因为它收缩的速度非常缓慢,你一直盯着它看也无法注意到这一变化,而且它并不会在短期内消失不见。

第一章 神奇的科学

盘点宇宙中的十大“暴力事件”

近期,一个巨大的太空星体碰撞木星,在木星表面形成一个太平洋大小的“黑眼圈”,从而暗示着宇宙中存在着“暴力事件”。下面盘点的是宇宙中的十大暴力事件,大家都来了解了解吧。

1.彗星碰撞使木星出现“黑眼圈”

近期,一个巨大的太空星体碰撞木星,在木星表面形成一个太平洋大小的“黑眼圈”,从而暗示着宇宙中存在着“暴力事件”。科学家分析称,木星表面出现的黑眼圈很可能是由一颗未探测到的彗星碰撞造成的,提示许多天文学家未来有一日可能出现类似的碰撞事件,足以对地球构成致命的毁灭,使人类重蹈恐龙灭绝之路。

2.恒星的剧痛死亡——超新星爆炸

1604年10月9日,德国天文学家约翰尼斯-开普勒(Johannes Kepler)观测发现一种新恒星比其他夜空的任何恒星都明亮。在上世纪40年代,科学家才明白这种恒星实际上是处于暴躁的剧痛死亡,并将其称为“超新星”。此后科学家继续研究当前开普勒发现的这颗超新星,将其命名为“仙后座A超新星”,进一步研究究竟有多少颗恒星最终以这种爆炸形式结束生命。如图所示,这张图片基于美国宇航局“斯皮策”太空望远镜的观测数据,从而揭示仙后座A超新星是以相同的形式的产生爆炸,当它们进入太空时仍保留其外层。

3.热核恒星爆炸

一颗恒星是太阳体积的150倍,它在遥远星系演变成为超新星,许多科学家认为它的爆炸可能性是超大质量恒星的两倍,并且更接近地球。此外,超新星是迄今所观测到拥有更强大能量和最明亮的星体。在此之前,科学家曾认为此类的超大质量恒星很可能会崩溃成为黑洞,或者分解更多的质量,最终成为超密集的中子星。目前,他们知道此类超大质量恒星能以巨热核恒星炸弹的形式变成超新星,这项发现暗示着在银河系内类似的恒星——伊塔星(Eta Carinae)将最终遭遇类似的命运。科学家称,超新星爆炸事件非常明亮,观测者能够较早期地在夜晚观测到超新星释放出的光亮。

4.伽马射线爆

距离地球75亿光年星系中的一颗恒星爆炸非常强大,所释放的光度很明亮,人们在地球上完全可以通过肉眼进行观测。天文学家通过美国宇航局“雨燕”人造卫星记录了此次恒星爆炸更详细的观测资料,称此次爆炸为“伽马射线爆”。之后他们通过全球范围内的地面和太空基础的望远镜进行了观测,相应的观测数据成功地描述出目前天文学家对伽马射线爆的最佳观测图像,并显示出该恒星释放的最接近地球的喷射流路线。天文学家称,如果在银河系出现类似的伽马射线爆,那么地球上的生命体将带来很大的麻烦。

5.黑洞吞并共同恒星的气体

一个黑洞的形成源自垂死的恒星,该黑洞正在吞噬着垂死恒星另一颗共生恒星所释放的气体,黑洞能够吸食范围之内的所有宇宙物质和光线。科学家发现了黑洞存在的证据,垂死恒星的共生恒星旋转出现异常,逐渐加热并释放X射线。同时,科学家们还能够确定该恒星和黑洞彼此环绕时速度有多快,从而能够推断出恒星和黑洞的质量。他们最终计算该黑洞的质量至少是太阳的24倍。

6.黑洞撕裂恒星

对于多数黑洞而言,恒星气体显然并不能提供完全的食物养料,黑洞需要寻求完整的宇宙物质作为食物。如图所示,这是距离地球7亿光年之遥的RX J1242-11星系中心的一个超大质量黑洞,它曾将一颗太阳大小的恒星撕裂。科学家指出,黑洞的重心牵引力使得这颗恒星延伸,实际上只有大约百分之一的恒星被黑洞所吞噬。恒星的其他部分通过交互动能被抛入星系之中。

7.星系黑洞喷射出的电子流

人马座A星系中心一个超大质量黑洞附近的电子流与无线电、X射线和可见光结合在一起,该星系距离地球大约0.13亿光年。星系内的黑洞质量相当于太阳的1亿倍,该电子流被吞入超大质量黑洞之中,电子流需要传播0.5光年。当电子流猛烈撞击在周边的气体上,就会形成一股冲击波。

8.哈勃天文望远镜拍摄到星系碰撞

天文学家认为20亿年之后仙女座星系将与银河系进行合并,并吞噬银河系全部的星体。为了研究这样的碰撞将发生什么,天文学家使用哈勃天文望远镜观测一系列星系碰撞,从中获悉星系的重心牵引力是如何彼此牵引发生作用,沿着这种方式形成恒星爆炸,从而鉴别星系的存在方式。

9.星系碰撞显示暗物质的存在

暗物质一向被认为是一种神秘且无形的宇宙物质,科学家认为暗物质在宇宙中占主要成份,当天文学家观测两个超大星系簇发生碰撞时可揭示暗物质的存在。这项观测基于钱德拉X射线天文台和其他天文望远镜,显示出星系碰撞如何从普遍宇宙物质中分离出暗物质。

10.“星系高速路”的连环碰撞

呈现的是星系高速路的连环碰撞事件,这张合成照片是由钱德拉X射线天文台、哈勃太空望远镜和夏威夷凯克天文台拍摄完成的。该图片揭示4个隔离星系簇之间沿着一条0.13亿光年长的星系高速路出现的壮观碰撞,在这个星系高速路上充满着星系、气体和暗物质。当星系彼此之间发生作用,就会释放出热量,在最高的温度条件下发生星系连环式碰撞。

揭开永远年轻的奥秘 科学家成功逆转衰老过程

北京时间11月30日消息,科学家通过一项最新研究,已经揭开永远年轻的奥秘,这为研制出“永葆青春”的药物铺平了道路。有了这种灵丹妙药,人们就能更长寿、更健康、不会受到老年痴呆症和心脏病的困扰,皮肤和头发会像年轻时一样光泽亮丽。这种药物或许还能令男性和女性在高龄以前一直能够自然生育小孩。增加健康生活的时间可以大大减少卫生服务成本、减轻家人照顾体弱多病的亲戚的负担。

这项试验真实再现了《返老还童》里的情节,由布拉德·皮特饰演的主要角色本杰明·巴顿奇违反了大自然的规律,竟以老人形象降生人世,之后越活越年轻,倒着成长。这项研究是由美国哈佛大学的肿瘤医生罗纳德·德宾霍进行的,科研成果发表在《自然》杂志上。他通过老鼠试验,第一次成功逆转了衰老过程。

在进行试验以前,这些动物的皮肤、大脑、内脏和其他器官与80岁老人的类似。给它们服用可以打开一种关键性酶的药物仅2个月后,这些动物长出大量新细胞,它们几乎是经过彻底更新,已经返老还童了。更令人吃惊的是,公鼠竟能令母鼠再度怀孕,养育大量后代。

德宾霍说:“这就如同一个40岁的人看起来像80岁,经过逆转后使他达到50岁的水平。到2025年我们将有12亿年龄超过60岁的老人,这个年龄段的人开始易患癌症、老年痴呆症和心血管疾病。我们即将面临繁重的社会负担。这项试验是我们首次成功逆转衰老过程。这说明有一个逆转衰老器官的要点是我们以前从没意识到的。”

这项重大突破主要着眼于端粒结构。这些是覆盖在染色体末端,防止它们受损的微型生物钟。随着时间推移,端粒变得越来越短,这增加了患老年痴呆症等老年疾病的风险。等到它们变得太短,整个细胞就会死亡。端粒酶逆转录酶能再造端粒,但是身体往往会把这种酶关掉。

德宾霍通过特殊方法使老鼠提前衰老,以模拟人类的衰老过程,然后利用药物刺激,成功令端粒酶逆转录酶重新恢复生机。他希望这一技术能终止或放慢衰老过程,发现它和逆转它是件令人吃惊的事情。他认为,最终应该能研制出一种可以在人类身上产生相同效果的药物。就拿中年人来说,这种药物能延缓或防止他们患老年痴呆症、心脏病和糖尿病,甚至可延长寿命。

不过人们也要注意:高水平端粒酶逆转录酶可加速肿瘤生长,单凭一种药物不可能清除所有衰老问题。德宾霍说:“衰老是由多种机制共同造成的。因此,虽然我们认为端粒非常重要,但是还有其他因素也在发挥重要作用。”美国哈佛大学的端粒专家史蒂文·亚坦迪博士称这项研究“非常漂亮”,但是他警告说,一种抗衰老药物最多只能逆转10多年时间。

盘点十大半机器人技术 电子人技术让部队更具战斗力

据国外媒体报道,美国国防部希望,未来的美军部队将会更快、更强、更具战斗力。因此,美国人一直在致力于未来电子人等技术的研究。在所谓的电子人部队中,电子人拥有更加警觉而灵活的眼睛,异常敏感的皮肤以及可弯曲、可抓握的机器假肢。在机器人技术、纳米技术和神经系统科学等相关技术的帮助下,电子人部队将越来越多地出现于真正的战场之上。以下就是十种最常见的电子人技术:

1.神经控制假肢

在不到10年时间里,美国国防部高级研究计划署“革命性假肢”计划已经改造多款世界上最先进的假肢,比如DEKA公司研制的机械手臂。这些假肢可以通过线路对手指和脚趾的动作产生反应。下一步,这些先进的假肢将会与佩戴者的神经系统整合在一起,从而能够完全对各种神经信号作出反应。美国约翰霍普金斯大学的科学家将于今年对他们的模型假肢进行人体试验。微阵列将被植入大脑中,用户可以通过思维控制假肢进行多种操作,如独立的手指动作以及负重操作等。

2.心灵控制

由美国国防部赞助的人机智能融合研究项目已经开始了多年,这也是美国国防部一个长期目标。利用计算机作为一种中间感应媒介,未来部队之间的远距离交流根本不需要说话。去年,美国国防部高级研究计划署启动了一项“无声通话”计划。该计划将首先利用脑电图扫描器读取大脑信号,然后再对这些信号进行解码,从而建立起一个脑电波字典。做到这一点后,美国国防部高级研究计划署希望这一原型设备能够真正读取、翻译脑电波,然后将翻译后的“话语”传送到对话者的大脑中,实现心灵感应般的“无声通话”。这种传心术也可以应用于心灵控制。

3.老鼠警犬

美国国防部资助了多个项目,专门研究如何利用动物“兵力”,如从鲨鱼特工到蜜蜂炸弹探测器。由于拥有超级敏感的鼻子和极小的体形,老鼠可能有朝一日取代警犬,被用来嗅探炸弹和生化威胁以及探寻灾难幸存者。当然,它们的大脑中需要恰当地植入一些电极。在美国国防部高级研究计划署的资助下,佛罗里达大学科学家将电极植入了老鼠大脑的三个功能区域,即嗅觉功能区、意愿功能区和动作功能区。受刺激的老鼠被训练去嗅探一些威胁物,如TNT炸药等。科学家可以在这一过程中探测和记录老鼠在嗅探不同目标时特殊脑电波图形。最近,日本科学家也发明了一种“老鼠汽车”。科学家们可以通过思维指挥大脑被植入电极的老鼠,进而控制小型汽车或机械装备。

4.机器人外骨骼

可穿戴的机器人服装将能够帮助部队提高战斗力和忍耐力。美国雷神公司最新研制的“Raytheon Sarcos”模型拥有爪状手部。美国士兵穿戴这种装备后,他们的力气和忍耐力将比正常情况下提高20倍。对于洛克希德-马丁公司的HULC模型,穿戴者可以轻易携带200磅(约合91公斤)重的物体,而且能以更小的能量消耗完成更繁重的任务。目前,美国陆军士兵系统中心正在对机器人外骨骼进行军事试验。

5.自组装隐形眼镜

下一代隐形眼镜,由传感器、天线、半导体电路以及发光二极管等部件组成,可以将任何重要的可视数据,如枪支瞄准镜的范围,甚至还有文字信息,立即显示到使用者的眼睛里。美国华盛顿大学的科学家们已经在兔子身上测试过这种隐形眼镜。下一步,他们将进一步提高隐形眼镜的像素和色彩效果。在战场上,这种隐形眼镜还有第二种应用,眼镜上的额外传感器能够监测多种健康指标,如血糖水平和心率等。

6.猴子机器人心灵感应

未来有朝一日,士兵之间可以通过心灵感应进行交流。他们还可以通过一种大脑-计算机交互界面控制武器,而不是通过按钮或扳机。科学家们已经在猴子身上进行了多年试验。在美国国防部高级研究计划署的资助下,美国杜克大学神经科学家在猴子大脑中植入电极,训练这种猴类电子人利用机械手臂喂自己吃香蕉。

7.实验室人造血液

大量的人造万能血液有朝一日将能够应用于外伤治疗中,以解决血库不足的问题。在美国国防部高级研究计划署的资助下,美国生物技术公司Arteriocyte公司最近利用脐带的造血细胞制造出首批人造血液。

8.大脑植入器

事实上,并不是只有现役部队才使用电子人技术。从伊拉克和阿富汗战场上下来的部队中,有10%到20%的人大脑都曾受过外伤。将来,他们将有可能会接受脑植入手术,以修复他们受损的大脑。在美国国防部高级研究计划署的资助下,美国斯坦福大学和布朗大学的科学家团队正在研制大脑植入器,这种大脑植入器可以用作受损大脑区域的替代部件。

9.远程控制飞虫

远程控制的甲虫、蜜蜂等正在被计划应用于军事用途。在美国国防部的支持下,一些科学家们正在利用飞蛾进行试验。此前,佐治亚理工学院的科学家已经弄清楚如何使它们活更长时间。在幼虫期,微机电系统,加上麦克风和传感器都被植入飞蛾的大脑。在幼虫生长过程中,这些植入物与不断生长的昆虫身体组织融合在一起。通过远程控制,这些飞蛾可以在许多人类难以到达的区域执行多种任务,如秘密间谍、生化威胁探测器等。

10.人造皮肤

人造皮肤组织已经被应用于伤口治疗上。但是,今年初斯坦福大学和加州大学洛杉矶分校的科学家们都研制出真正的人造皮肤。这些人造皮肤的敏感度足以探测到蝴蝶的轻微碰触,它们均使用了柔韧、细腻的橡胶、纳米线以及电极等。这种人造皮肤应用于电子人上,可以有两种用途,即超敏感人类假肢,或是机器人手臂等。这种敏感性可以帮助假肢完成一些只有轻微碰触才可完成的任务。

新研究发现:月球正在变小

据国外媒体报道,美国《科学》杂志刊登的最新研究指出,在过去10亿年间,随着月球的内部降温收缩,月球的外壳上已经形成了裂缝。也就是说月表也在收缩,不过我们不用太担心,因为它收缩的速度非常缓慢,你一直盯着它看也无法注意到这一变化,而且它并不会在短期内消失不见。

史密森国家航空航天博物馆地球和行星研究中心的托马斯·瓦特斯解释说,科学家已经在月球表面确定了14处被称作瓣状陡坡的地形。瓦特斯和同事们把他们的研究成果发表在20日的《科学》杂志上。以前人们也曾注意到月球赤道附近的瓣状陡坡,但这是第一个可以证明其他地方也存在这种地形的证据,这说明它们是一种全球性过程产生的结果。

该研究称,瓣状陡坡“证明了月球上最近发生的冲断裂作用”。但这里说的是行星科学,这里的“最近”可以是指10亿年前。瓦特斯在电话采访期间解释说,瓣状陡坡或称悬崖跨越一些小陨石坑,随着时间推移,这些小陨石坑有可能会慢慢消失。另外,没有大陨石坑对其上的瓣状陡坡施加影响,这说明从行星学的角度来说,这些瓣状陡坡出现的时间相对较近。

瓦特斯说:“有关这个问题,令人感到更加兴奋的是,这些断层看起来非常新,你甚至无法排除它们是最近形成的可能性,这说明月球目前仍很活跃。”瓣状陡坡的大小,说明月球的大小已经收缩了大约100米,这一变化利用裸眼还无法注意到。月球的直径大约是地球直径的四分之一。

瓦特斯表示,这些瓣状陡坡高达10米,有几公里长。与之相比,水星的瓣状陡坡更大,这说明这颗行星收缩的速度更快。瓦特斯强调说,月球不会消失,它的收缩也不会对地球产生任何影响。

霍金爆惊人言论 地球200年内毁灭

著名物理学家史蒂芬·霍金日前在接受美国著名知识分子视频共享网站BigThink访谈时,再曝惊人言论,称地球将在200年内毁灭,而人类要想继续存活只有一条路:移民外星球。

霍金表示,人类如果想一直延续下去,就必须移民火星或其他的星球,而地球迟早会灭亡。至于这个时间期限,霍金预言:两个世纪。

霍金说:“人类已经步入越来越危险的时期,我们已经历了多次事关生死的事件。由于人类基因中携带的‘自私、贪婪’的遗传密码,人类对于地球的掠夺日盛,资源正在一点点耗尽,人类不能把所有的鸡蛋都放在一个篮子里,所以,不能将赌注放在一个星球上。”

但是,如何前往外星球?科学家估计,如果用化学燃料的飞行器,前往最近的适宜生活的星球要5万年。如果想要在人类寿命期限内移民,我们必须研制出速度接近光速的飞行器,同时还要保持舱内的人们在飞行过程中能持续抵御来自外太空的种种辐射。(据国际在线)

新闻名片

史蒂芬·威廉·霍金,英国剑桥大学应用数学及理论物理学系教授,当代最重要的广义相对论和宇宙论家,是当今享有国际盛誉的伟人之一,被称为在世的最伟大的科学家,“宇宙之王”。

不久前,霍金曾断言了外星人的存在,并称人类应避免和外星人接触。

欧洲天文望远镜太空意外发现神秘空洞

据美国国家地理网站报道,一台旨在寻找新生恒星的欧洲天文望远镜日前却收获了一个意外惊喜,在太空发现了一个神秘空洞。

空洞位于猎户星座的NGC 1999星云中。NGC 1999星云是反射星云,被附近一颗恒星的光所照亮。“哈勃”太空望远镜1999年12月第一次捕捉到NGC 1999星云的照片。天文学家原本认为,这个星云中的一个黑点是一团温度更低的气体和尘埃,由于密度太大,阻滞了路过的可见光。

但是,欧洲航天局“赫歇尔”太空望远镜拍摄的最新照片却显示,那个气体尘埃团其实是个空洞。这是因为“赫歇尔”望远镜能以红外光拍摄照片,或许使得望远镜穿透稠密的尘埃物质,看到了里面的物体。不过,即便是先进的“赫歇尔”望远镜,那团物质看上去也是一片漆黑。

天文学家认为,空洞跨度为0.2光年,源于附近“恒星胚胎”V380 Ori的不规则诞生过程。这颗原恒星的质量已经是太阳质量的3.5倍。研究小组认为,原恒星从南北两极喷射超高速的柱状气体,驱散其形成中产生的“边角料”,表明它正接近于成熟。

领导实施这项研究的美国俄亥俄州托莱多大学天文学家汤姆-梅格西(Tom Megeath)说:“我们认为,那颗恒星正在以每秒钟数百公里的速度喷射双极喷流,与周围气云中的巨大空洞产生碰撞。这些气体块基本上是被向前方喷射,消除所有的气体和尘埃。”据梅格西介绍,发现空洞的“赫歇尔”望远镜以19世纪著名天文学家威廉-赫歇尔的名字命名。

在其对夜空中的长期观测中,赫歇尔记录下多个黑斑,他原本以为那是空洞,但结果却是黑云。梅格西说:“从那时起,无论人们什么时候看到太空中像黑色空洞一样的物体,他们总以为那是云。近一个半世纪以后,‘赫歇尔’太空望远镜对所有人都认为是云的结构进行了观测,却发现它其实是一个空洞,这真是太具讽刺意味了。”

第二章 未解之谜

未解之谜:神秘海域缘何古沉船云集

新闻缘起

7月12日,记者从“南澳一号”水下考古队获悉,“南澳一号”水下考古工作近日取得新进展,考古人员陆续发现了沉船东西两侧船舷板、桅座等船体结构,同时清理出一个装载有铜钱的船舱,目前已出水铜钱11300余枚。

据“南澳一号”水下考古队队长崔勇介绍,6月18日至7月9日,南澳海域天气情况良好,“南澳一号”水下考古工作进入了攻坚阶段。考古人员新发现了船体的东西两侧船舷板和船体桅座,桅座周围分布有成摞铜板、龙纹陶罐等器物,桅座船板下方摆放着成摞的大盘。同时,考古队还在一个船舱内发现了罐装的大量铜钱,钱文多为“祥符通宝”、“皇宋通宝”、“熙宁通宝”等北宋年号,目前已统计出水铜钱11300余枚。

将新闻进行到底

沉没在汕头南澳海域的明代沉船“南澳一号”的打捞工作正在紧锣密鼓进行当中。

随着“南澳一号”抢救性发掘,这片由本岛和22个岛屿组成的南澳岛域,越来越引人注目。据水下考古透露,从珠江口至海南岛这一漫长的南中国海沿岸,探摸共发现约有2000艘古沉船,而偏居东南一隅的南澳岛域,在130多平方公里范围内就多达200多艘,类同商舶沉船的百慕大三角洲。那么,这片神秘的海域,因何成为古沉船的富集区?

发现

仅130多平方公里的南澳海域就有200多艘古沉船

2007年5月的一天,在广东汕头南澳岛附近海域,当地渔民在出海打鱼的时候,无意间从海底打捞出了一些青花瓷器,经过文物专家初步鉴定,这些瓷器属于明代期间的外销瓷,而且海底有一艘古代沉船。因为这艘沉船发现在汕头的南澳岛海域,考古人员把它命名为“南澳一号”,这条船从哪里来,要到哪里去,为什么沉睡在海底?船上还有什么东西?“南澳一号”原名“南海二号”,2009年9月25日改称“南澳一号”。它是一艘明朝向外运送瓷器而失事沉没于中国广东省汕头市南澳县附近海域的商船。“‘南澳一号’沉船海域‘三点金’区域应有不少古沉船,很有必要进一步摸清水下文物的基本情况。”南澳海防博物馆馆长黄迎涛介绍,南澳海域此前已出水了多个朝代的瓷器。渔民在海上拖网作业也不时从海中捞出盘碗罐子一类的东西。“南澳一号”水下考古还在继续。在发掘中,多个谜团能否揭开值得期待。

谜团

谜团一:南澳海域为何吞噬如此多的船舶?

土生土长的黄迎涛对岛上的地理非常熟悉。他说,南澳海域实际上是古代海上丝绸之路的一个重要节点,历史上就有“郑和七下西洋,五经南澳”的记载。此外,从宋代到明万历年间,南澳都是自由岛,是海运货物的重要集散地,也是过往船舶的补给基地。正因为此,这条繁忙的航路上,极有可能沉没了不少商船。

从中国东南沿海一路南下的“海上丝绸之路”,以陶瓷为最重要交易商品,方圆130多平方公里的南澳岛,恰好扼其咽喉。从发现“南澳一号”的“三点金”(民间对南澳岛乌屿与半潮礁之间海域的俗称)海面北望,南澳岛77公里长的海岸线曲折蜿蜒,弯曲系数高达0.714。这里礁石密布,尤其是随着潮涨潮落而时隐时现的暗礁防不胜防,使这片海域成为海难事故的高发地带。这使得整个海岛远望起来,既像一片风中辗转零落的枫叶,又如末代王朝无意间扯落的一幅裙角,孤独地漂浮于汪洋之中。

谜团二:挖掘中会不会发现新宝物?

随着考古发掘的进行,大批长期埋藏于淤泥之下的文物得以出水。目前古沉船已发现有约6个舱位,现在基本清理完毕的是一、二号舱的文物。随着发掘进一步深入,埋藏更深的瓷器腐蚀程度轻,品相可能更好。

有专家认为,从航海角度讲,目前“南澳一号”发掘的瓷器很有可能只是“压舱”用的,非常有可能在后期发掘出档次和质量都非常高的瓷器。

谜团三:出发地和目的地?

南澳岛是从广东、福建一带的港口出口必经之地,目前尚不能断定“南澳一号”从南澳还是从漳州等地出发。南澳海域位于海上东亚古航线的十字路口,向北航行可到日本、朝鲜,向东可抵达菲律宾群岛,向南越过印尼等南洋各国,更远可抵达欧洲、非洲。“南澳一号”装载的主要是福建平和窑,据此可判断这艘船肯定不是去欧洲的。此前在东南亚等国发现过大量类似风格的瓷器,船只最可能的行驶方向是东南亚。另外,“南澳一号”出水瓷器中也有在非洲发现的相同文物,按此推理,“南澳一号”的目的地也可能是非洲或印度洋。

谜团四:身世说法为何多?“南澳一号”的身世有多种说法。打捞中曾出水不少铜件,但明朝时是禁止铜等金属出口的。有专家认为,这可能是当时的走私物品,并由此推断“南澳一号”可能是走私船。与此同时,“南澳一号”还出水了不少铁锅,这类铁锅在海底是一摞一摞的,数量很多。按照明律,铁锅在明代也是明确禁止出口的。这些铁锅是如何上了陶瓷船,是公然走私,还是顺便夹带?国家水下文化遗产保护中心研究员孙键表示:“不像是正常的出口贸易行为。”

就在铜、铁之谜未解之时,海底又发现疑为铁手铳或铁铳炮圆筒状的铁质文物,它是正常贸易船随船配备的武器,还是某种半商半武的海商集团携带的武器,或者就是武装走私船,有待进一步研究考证。国家文物鉴定委员会副主任委员耿宝昌表示,明代海盗猖獗,很多商船配有铁铳一类的武器,起一个保护作用,这并不稀奇。国家博物馆副馆长张威也认为:“出现铁铳不好说就是走私。”

谜团五:为何会沉睡海底?“南澳一号”为何会沉睡海底?专家认为,海上恶劣环境、海盗内讧还有船只超载都可能是原因。古代中国的船只远航一般都有固定的配置,最底下放金银器,中间船舱放银锭、瓷器等,上边放一些铁器,每次远航都尽量装满货物,不少船只铤而走险,吃水太深就可能翻船。“南澳一号”水下考古队队长崔勇根据打捞遇到的情况推测,这片海域天气变化莫测,海况复杂,离岸近,“南澳一号”当时也很可能是触礁沉没的。

目前对“南澳一号”本身的研究仅限于朝向方位和尺寸大小。从探摸情况看,“南澳一号”较为平稳地沉在海底,船型大且完整度较好。随着水下发掘的进一步进行,特别是船体现身后,沉没的原因估计能找到。

权威对话

孙键(国家水下遗产保护中心水下研究员、“南澳一号”水下考古队领队):

记者:此次“南澳一号”水下考古与我国前几次进行的水下考古相比有什么不同?在考古发掘上有什么难点?

孙键:本质上都是一样的,都是水下沉船被盗捞,文物遭到破坏,于是对水下文物的保护迫在眉睫,要进行抢救性发掘。所不同的是,这次“南澳一号”所处的地理环境与前几次相比有些差别。一是这里海底作业比较深,达到27米,水下停留工作时间短,遗址本体位于海底,被海泥所覆盖。该遗址属于近岸遗址,紧邻繁忙的国际水道,北面是台湾海峡南口以及台湾浅滩,周边礁石浅滩密布,海水经过海峡呈放大趋势,海洋流速很大;海水各层的流速不同且不规律;日常潮水为半日潮,每日有两个高平潮、两个低平潮,在平流及流速较低时可开展水下工作,平潮期时间根据潮汐不同,大致有2个小时左右。“南澳一号”水下考古的整体工作不是短时期内能完成的,明年还要继续开展。

记者:我国的水下考古工作目前在世界上处于什么地位?和其他国家相比有哪些特点?

孙键:我国历史悠久,在清代以前社会发展一直处于世界领先的地位,所以水下文化遗产丰富是我们的特点。但是,我们水下考古工作开始得稍晚,现在和其他国家相比大体上处于同步发展的水平。考古学本身作为一门社会科学更多的是自己的发展,没有具体的指标可比较。一般说来,欧洲和美国的科技发达,他们可以大规模地在较深的海域开展水下作业,但是有许多是科考、探险与捞宝,并不都属于我们所说的考古学范畴。

我们和欧美国家的差距,更多的是体现在科技手段和保护的理念上。此外,我们国家考古和水下文化遗产保护的体系属于国家行为;而其他许多国家和地区是允许私人介入的。

记者:在很多人眼中,水下考古是很神秘的,许多人不了解你们所从事的工作,你认为水下考古的意义是什么?

孙键:水下考古并不神秘,它是文物考古的一部分。中国除了有960万平方公里的土地,还有18000多公里的海岸线、300万平方公里的蓝色海洋。任何沉船从没入水中的那一刻起,它的历史就相对凝固了,与陆地不同,它很少会受到人类活动的扰动,是历史的最好承载体,保留了大量的历史信息。水下考古的工作目的与传统考古学基本无异,所不同者唯介质差异而已。另外,我想强调的是,水下考古只是水下文化遗产保护工作的内容之一,并非全部;同时,很多情况下水下考古也是不得已而为之的事情。国际上的理念是原址保护,尽量减少人为的损坏。

火星表面阶状陨坑壁:如地球上的雪山

美国宇航局科学家最新公布的图像犹如地球上遭受自然灾害后的情景。但实际上这是火星赞茜地质区莫哈韦陨坑的一处阶状陨坑壁,崎岖不平的结构很容易让人们联想成为地球上的雪山。

这张图片是通过人工数码技术合成的,阶状陨坑壁覆盖面积为4公里。这一陨坑深处为2.5公里,证实莫哈韦陨坑未遭受过多的腐蚀和其它物质的填充。通过研究这一陨坑,科学家将进一步揭示火星陨坑随着历史的迁移所遭受的侵蚀和沉积物质填充。而莫哈韦陨坑证实这是一个刚碰撞形成不久的陨坑。

在火星表面存在数百个类似阶状陨坑壁的陨坑,这些带有“凹痕的池塘”是陨星碰撞后残留物质熔化所形成的地质特征。

莫哈韦陨坑是火星表面最年轻的陨坑之一,勘测显示该陨坑范围内几乎没有出现重复性的陨星碰撞事件,从而推测该陨坑形成于1000万年前,在这样大小的陨坑中非常年轻。

莫哈韦陨坑的扇形冲积层和通道暗示着这个陨坑曾经从地下潜流释放水或者冰水,流至陨坑表面。或许在数千万年前火星曾短暂时期内出现过降雨或降雪。

更深入的研究暗示着火星早期气候特征与39亿年前猛烈的陨星碰撞时期有着密切联系,当时无数陨坑碰撞火星形成了类似莫哈韦陨坑,甚至更大的陨坑。

“流血”的瀑布:南极冰川流出红色液体

南极洲的一处冰川中,有一道奇特的景观,像是撕裂的伤口中流淌出的一条血色的河流。而它所在的位置也是南极大陆上最奇特的地区之一:麦克默多干谷,一个巨大的无冰区,而且是世界上环境最恶劣的沙漠之一。

这里虽然地处南极,但从来都很少有冰存在,因为向下的风以高达200英里每小时的时速横扫整个山谷和带走所有的水分。你独身徒步行进其中,经过干涸的企鹅以及其他动物的尸体,最后,你看到了它——一座“流血”的冰川。它是1911年由命运多舛的罗伯特斯科特科考队的成员发现的,其铁锈一般的颜色起初被认为是由于某些藻类的生长所致。但是随后被证实是由于铁的氧化。每隔一段时间,冰川喷出清澈的,富含铁的液体,然后迅速氧化变成我们看到的深红色。《探索杂志》称:“这些液体来源于1300英尺的冰下富含盐分的盐湖,新的研究已经发现有细菌生存在这样艰难的环境中,依靠硫和铁的化合物生活。研究人员称,自从冰川从湖中诞生,创造了这样寒冷、黑暗、无氧的生态环境时起,这种细菌菌落已被隔离了约150万多年。”更令人惊奇的是,科学家认为,细菌造就的“血瀑布”提供了太阳系中存在类似外星生命的可能,例如火星和木卫二极地的冰盖之下。

探测器在火星上观测到的9大神奇现象

据国外媒体报道,作为太阳系内和地球最相似的行星,火星一直吸引着人们关注的目光。随着观测的深入及科技的进步,人类对火星的了解也越来越多。在人类对火星进行观测的进程中,遇到了许多难以解释的神奇现象。以下是探测器在火星上观测到的9大神奇现象。

1.火星大猩猩

人人都为火星上的金刚欢呼!在勇气号发回的大量火星照片中,心细的专家发现了一张照片上竟然有一只大猩猩。美国宇航局试图掩盖此事。不过这还不是人们在火星上所发现的最神奇的事物。

不仅一些观察人士相信一只大猩猩在这个红色星球上四处跑动,而且他们认为大猩猩旁边的阴影其实也是一只大猩猩。发烧友甚至创作了一段Youtube视频,反映了大猩猩在火星上打斗的场面。

2.火星上的面孔

1976年7月,美国发射的火星探测器“海盗1号”传回地球的照片中,人们发现火星表面有一张人脸。自此以后,美国宇航局投入了大量时间和精力来证明这并不是真正的人脸,为此拍摄了大量更为详细的照片,包括3D照片。不过即使如此,专家们仍然会说那是一张脸。

3.火星上的女性

美国宇航局勇气号火星探测器2008年所拍摄的图片中发现火星岩石上有一个“女性人形生命体”。她是一名新来者。她或许是在等公共汽车,正如一家报纸如此进行报道。她也许等了一会,不过火星上并没有公共汽车。

4.火星上的树木

这是火星勘测轨道飞行器所发现的火星上的树木。事实上,这些“树木”是火星上的沙土被搅动所留下的痕迹。事实真是如此吗?

5.火星上的摇滚巨星面孔

同样,你只需将火星勘测轨道飞行器的黑白照片着色,就会出现明显的图形。如图,这是滚石乐队主唱米克-贾格尔的面孔。

6.火星上的笑脸

美国宇航局(NASA)的探测器拍到了火星上一张有趣的笑脸照片。“笑脸”出现在一个陨石坑中,有一双滚圆的“眼睛”,一个小巧的“鼻子”,和一张笑成月牙儿似的“嘴”。

7.火星神秘之门

在火星一座山峰的山麓,有一个神秘之门,仿佛直通秘密的山峰要塞。或许这里是一条火星龙的巢穴。我们能揭开其中的奥秘吗。

8.火星上的热带鸟

这些热带鸟的形状被发现存在于火星勘测轨道飞行器发回的一些照片上。只需正确着色,就能显现出热带鸟的形状。一些鸟甚至有人脸。

9.一段木材

同样是在2008年发现的,这段木材成为一个巨大的谜团。火星上并没有森林。此外,这段木材看起来好似是在过去数十年间随水漂流到此的。

科学史上最让人不可思议的重大错误 肉眼看到木星

据《每日电讯报》报道,最近一连串的事件表明,任何一位科学家都有可能犯错,即便是最伟大的科学家也不例外。英国作家、《新科学家》杂志顾问迈克尔-布鲁克斯(Michael Brooks)在他的新书《十三件没道理的事情:史上最令人感兴趣的科学之谜》中,盘点了科学史上最让人不可思议的重大错误。

伽利略肉眼“看到”木星

近来发生的一系列事情令公众对科学的信心出现动摇:围绕气候变化的研究陷入混乱,同行评审未能阻止加拿大医生安德鲁-韦柯菲尔德(Andrew Wakefield)有关麻疹、腮腺炎、风疹三联疫苗(MMR)的论文发表,欧洲大型强子对撞机出现了近乎荒唐的故障。所以,公众的质疑并不足为奇,他们尚不习惯科学家犯错这种令人大跌眼镜的事情。

鉴于此,科学家应该承担部分责任——他们努力将自己的缺点留在实验室里。用获得诺贝尔奖的生物学家彼得-梅达瓦的话说,科学家思维缜密、不会犯错的形象,“只是帘子打开,公众看到我们的时候,我们更愿意展现的一种姿态。”梅达瓦指出,科学家不是圣人,偶尔也会犯错。事实上,即便是历史上最伟大的科学家,他们也犯了许多今天看来似乎十分愚蠢的错误。

让我们从1611年说起。之前一年,伽利略-伽利莱对外宣称他看到了木星的卫星。另一位备受尊崇的佛罗伦萨天文学家弗朗西斯科-辛济(Francesco Sizzi)则试图解释伽利略这是自欺欺人。辛济说,木星的这些卫星“用肉眼是看不到的,因此不会对地球造成任何影响,因此没什么用,也不存在。”

伽利略虽然在与辛济的较量中胜出,但这一错误概念却让他深受其害。二十年过后,为了说明地球绕太阳运转,伽利略向教皇乌尔班八世提供了细致的数学依据。不幸的是,他将潮汐作为自己的理论基础。数学书上说,潮汐活动应该是一天而非两天出现一次高潮,但伽利略拒绝承认自己的错误,对那些指出潮汐其实是由月球引起的人冷嘲热讽。

开尔文不信X光存在

一个世纪以后,同样是在意大利,现代电学先驱路易吉-伽伐尼(Luigi Galvani)也犯下了一个重大错误。当他将许多青蛙腿串起来,放在铁篱笆上时,青蛙腿开始抽搐。伽伐尼自以为理解了这一现象,提出了“动物电”的新理论,宣称生物组织可自己产生电流。一段时间以后,亚历山德罗-沃尔塔指出,用铜钩勾住青蛙腿,可以将整个装置变成由化学能驱动的“大电池”。

历史上,医学领域也曾出现过一系列重大失误,其中,最为可怕的或许是美国医学院学生斯塔宾斯-弗斯(Stubbins Ffirth)犯下的错误。弗斯生活在19世纪初期的美国,由于黄热病发病率在冬天减少,他由此认为,这种疾病是发热和压力的产物,并不是传染病。为了证实这一点,他在自己身上进行了一系列令人作呕的试验,甚至直接对着患者的嘴,吞食令人恶心的黑色呕吐物。

弗斯活了下来,但不是因为黄热病不是传染病,而是因为这种疾病只能直接通过血液进行传播。此外,一些在其研究领域出类拔萃的顶尖科学家也会犯错。1896年,即辞去英国皇家学会会长一年后,开尔文爵士宣布,有关“X光”的最新报告是如此的荒谬可笑,它无疑是一个骗局。不过,在知道自己犯错以后,开尔文表现得比伽利略大度:同年晚些时候,在亲眼看到X光的证据后,他不再坚持原来的主张,甚至同意让人对自己的手做X光检查。

宇宙膨胀问题搞晕爱因斯坦

1917年,在发表广义相对论前,爱因斯坦向许多天文学家请教过宇宙是否膨胀这个问题。爱因斯坦之所以要知道这一点,是因为他的方程式描述了一个要么膨胀要么缩小的宇宙。天文学家们告诉爱因斯坦,宇宙其实很稳定,于是他对方程式做了改动,加了个“宇宙常数”(cosmological constant),企图用来解释宇宙为何能稳定地存在。十年后,埃德温-哈勃发现宇宙的确在膨胀,爱因斯坦所做的修改根本没有必要。

爱因斯坦曾表示,加入“宇宙常数”是他一生中犯下的“最大错误”,此话说得太早了——近年来有关空间和时间性质的发现表明,我们看上去需要一个宇宙常数,以便令我们的理论与观测结果相匹配。不过,爱因斯坦在别的方面确实犯下过错误。在晚年,他将全部的时间和精力用于追寻一个终极物理学统一理论,与爱因斯坦同在一个时代的天文学家亚瑟-爱丁顿也追随到了这条堂吉诃德式的科学道路。

1921年,爱丁顿发现一些涉及宇宙学的数字明显具有巧合之处。他希望证明,这种巧合是最终导致一个终极宇宙理论横空出世的线索。当另外一位研究人员证明,其中一个数字更接近于137而非136时,爱丁顿最终对自己的理论进行了改动,间接承认了自己的错误。

宇宙如同一个难缠的妇人,不仅让爱丁顿阴沟翻船,还愚弄了前苏联物理学家雅可夫-泽尔多维奇(yakov zeldovich),令其提出了被广泛认为是物理学历史上最尴尬的理论。1967年,对星系的观测表明宇宙膨胀速度出现异常。泽尔多维奇认为,异常是因为量子论的测不准原理(Uncertainty Principle)引起的。遗憾的是,他对这种“零点能量”的计算不知比实际影响高出多少倍。

探测器因计量单位纰漏坠毁

科学家犯下的一些错误有时并不难理解。例如,1999年,美国宇航局“火星气候探测者”号发现它距离火星比科学家预测的近了60英里左右。这不是因为时空关系出现了问题,而是因为在“火星气候探测者”号开发中出现了文化冲突。美宇航局科学家在计算中采用的是公制单位(如米和厘米等),但提供导航软件的洛克希德-马丁公司的工程师在研究中采用的却是英尺、英寸等英制单位。结果,由于运行轨道总不稳定,耗资8000万英镑建造的“火星气候探测者”号最终撞向火星表面报销。

或许,最令人忧虑的错误是由地中海大学的法国生物学家酿成的。2003年,他们宣布发现了世界上最大的病毒——“米米病毒”(mimivirus)。这种病毒的个头是鼻病毒的30倍,而且无法根除。鼻病毒是引起感冒的病毒。让每个人稍微松口气的是,实验结果表明米米病毒可能不会感染人类。但是,一年后,地中海大学实验室的一名技术人员却患上了米米病毒诱发的肺炎。

调查结果发现,虽然米米病毒在科学上讲是新病毒,但人类对它并不陌生:检查发现,10%的肺炎患者血液中都存在米米病毒抗体。从以上的事例,我们能吸取怎样的教训呢?科学家是凡人,一旦他们出现了错误,我们不要感到吃惊或失望。科学进步已经使得我们所有人的生活更安全,生活质量更高,寿命更长。人类在科学发现的道路上总会有挫折,无论是现在,还是将来,科学发展都是人类进步的标志。

第三章 科学史上的未解之谜

阿波罗飞船带回月球岩石样本中含有微量水

据美国国家地理网站报道,据美国国家地理网站3月10日报道,美国科学家3月3日宣布,他们在“阿波罗”飞船带回地球的月球岩石中发现了微量水的证据。

近来,美宇航局的两个探测器撞向月球,同时月球轨道器也在扫描月表寻找光线信号——这一切的努力都是为了证实月球并不是一个完全干燥的星球。然而,令人始料未及的是,月球有水的确凿证据竟然就在我们眼皮底下。美国科学家在“阿波罗”飞船带回地球的月球岩石和火山玻璃中发现了水的证据,而含量最多只有千分之几,这一定程度上解释了科学家在20世纪60年代末和70年代初对样本分析后为何会得出月球绝对干燥的结论。

美宇航局约翰逊太空中心月球样本管理员加里-洛夫格伦(Gary Lofgren)表示:“过去十年,科学仪器的敏度得到显著提高,甚至能分析出含量如此少的水。”洛夫格伦没有参与最新研究,但他称这项研究是“可靠的工作”,值得进一步调查。月球岩石样本中含有水的线索最早是在2008年《自然》杂志的一项研究中浮出水面的。科学家当时报告称,在“阿波罗”飞船带回地球的月球火山玻璃样本中发现了水分子。

不过,水分子是否是因某种原因(如操作失误)到了地球才有的,那个研究小组未能证明。美国康涅狄格州卫斯理大学地球与环境科学教授詹姆斯-格林伍德(James Greenwood)表示,一个确定水分子诞生地的途径是,测量水样本中不同氢同位素的含量,那个在《自然》杂志发表论文的研究小组尚未掌握这项技术。

同位素测量数据的作用类似于人的指纹,例如,来自地幔的水的同位素比值不同于来自彗星的水。在发表于《自然》杂志上的那项研究公开时,格林伍德正在开发一种技术,通过这种技术,他可以研究火星陨石的化学构成。他后来将这一方法应用于从各种月球岩石遴选出的矿物磷灰石样本,用以确定里面水分子的“指纹”。

格林伍德在德克萨斯州休斯顿召开的第41届月球与行星科学大会上公布了他的研究发现。他表示这项研究证明月球岩石中的水“并不是来自于地球。”在这次大会上,第二个研究小组宣布了在含有磷灰石的月球岩石中发现了水的证据。这些岩石取自阳光照射不到的月球阴暗区,科学家认为该地区形成于古代月球熔岩流。

研究人员利用来自电子微探针的粒子束轰击磷灰石,可以计算出岩石样本内氟气和氯气这两种气体的含量。根据用以计算磷灰石的已知公式,氟气和氯气的存在表明,要使得磷灰石的晶体结构趋于完整,还需要另一种化合物。研究人员得出的结论是,缺失的分子可能是氢氧化物——磷灰石的常见组成部分和水分解后的副产品。

据参与这项研究的华盛顿卡内基科学研究所地球学家弗朗西斯-麦克科宾(Francis McCubbin)介绍,最新发现是“最先在月球岩浆矿物中发现水的努力之一”,进一步证明月球岩浆中含有微量水。但是,麦克科宾同时指出,虽然月球有水的发现会越来越多,但它们其实只是杯水车薪:“尽管月球上存在远比我们以前想象更多的水,但与地球和火星相比这只是杯水车薪,因此,与过去40年对月球样本的研究结果完全吻合。”

研究人员还计划调查月球上水的来源。最常见的几种猜测集中在月球的早期历史,即在火星大小的天体与地球相撞产生月球后不久。格林伍德说,一种可能性是,冰质彗星在月球固化过程中撞上了这颗年轻的星球,在上面留下了水。麦克科宾表示,另一种可能性是,月球上的部分水在地球分裂飞向太空形成月球过程中“捎带”过去的,换句话说,它们可能来自于古代的地球。

专家绘曹操后裔迁移图 测基因有望找到后人

日前,复旦大学专家通过史料推演,画出曹操后裔“迁移地图”,基因科学相关检测将在此基础上进一步展开。

曹操并非夏侯之后

传言中,曹操父亲曹嵩原姓夏侯,后来成为大宦官曹腾的养子而改姓,曹操实际是夏侯氏的后人。那么,要辨别曹墓真伪,对全国夏侯家族DNA进行检验比对是否也是一条“捷径”呢?对此,复旦历史系教授、中国魏晋南北朝史学会副会长韩昇予以否认。他说,根据多项历史记载,已经大致可以排除曹操为夏侯之后这一可能。《三国志·武帝纪》是这样记载的:“太祖武皇帝,沛国谯人也,姓曹,讳操,字孟德,汉相国参之后。桓帝世,曹腾为中常侍大长秋,封费亭侯,养子嵩嗣,官至太尉,莫能审其生出本末。嵩生太祖。”这段话再清楚不过地点明了,曹操之父曹嵩是中常侍曹腾的养子,至于其生出本末已不可考。

而“曹氏源于夏侯氏”一说,未见陈寿本传记载,乃是出于裴松之所注。三国史学者都熟知,裴松之注虽然可以作为陈寿《三国志》的补充,然其收集的稗官野史,当中的讹谬乖违之处不可尽信。“古人的过继原则,都是从宗族中其他家的孩子过继到自家作为自家的子嗣。而根据历史考证,曹腾虽然是宦官,但是他是有兄弟存在的。多项历史考证可以排除曹操来自夏侯氏。”韩昇说。

排查了118份族谱

排除了夏侯家族与曹操血缘关系的可能性,通过DNA验证曹墓真伪,无疑将聚焦曹姓男子。然而全国曹姓公民有700多万人,要从中验出曹操后代,无异大海捞针。为此,复旦专家从上海图书馆中收藏的118份曹氏族谱入手,绘出“曹氏分布图”,为基因提取、检测进一步缩小了范围。

韩昇说:“一份完整的家谱其实是很珍贵的文献资料,通过家谱研究,可以划定更接近曹操后裔的采样地点。”目前全国公布的曹家著录的族谱共285件,其中上海图书馆收藏了118件。专家介绍,由于同一支里面往往有好几个分支,现有族谱中也有一定的重复性,因此,这118件虽然仅为全部公布族谱数量的一半,但已经完全具有“代表性”了。

通过对这100多件族谱的全面查阅、辨别梳理,曹操后裔可能的分布迁移图逐渐显现,甚至精确到县——古曹氏主要在汉时名为沛郡的地方活动,也就是如今江苏北部、安徽的一部分、河南到山东交界地区。从族谱的反映情况来看,此后曹家发生了很大的迁徙,方向往南走的居多,且主要是分布在长江流域,如浙江的东阳、萧山、绍兴、余姚、金华,江苏的宜兴、镇江,安徽的泾县、歙县、绩溪,湖南的郴州、益阳、长沙,甚至包括上海。专家指出,这些都是DNA采样应该重点关注的地区。

找到曹操后裔非常可能

有了历史学家提供的坐标,通过DNA检测方法真能找到曹操后裔吗?对此质疑,复旦大学现代人类学实验室项目负责人李辉的答案是“非常可能”。

专家解释,同一类型Y染色体的曹姓男子,应该可推断是同一个家族的后裔或者是支系。因此,如果能征集到大量的曹姓男子Y染色体类型,进行测序分类,可推断出曹操应有的特征标记。李辉解释:“Y染色体有9000万个位点,在检测曹操家族的时候,我们只要把所有志愿者Y染色体从头到尾测一遍,就能比对出共性最大的那个‘特征点’,这几乎是接近百分之百的正确率。”只要样本充足,课题组的检测分析工作半年即可完成。

专家介绍,目前已有50余名志愿者响应。课题组征集曹姓男子志愿者信息发布以来,每天基本都有人打电话或者发电子邮件,至今已有来自全国各地数百人报名参加。

天文学家发现:超级地球为首颗新类型系外行星

据美国国家地理网站报道,天文学家在2009年发现了一颗表面遍布火山的岩质系外行星,并将其命名为“CoRoT-7b”。天文学家认为CoRoT-7b是迄今太阳系外最像地球的行星。然而,最新一项研究表明,地球可能并不是CoRoT-7b的最佳参照物。研究人员认为,CoRoT-7b其实是第一颗新类型的系外行星:超级木卫一(super-Io)。

潮汐非唯一热源

据领导实施这项研究的美国华盛顿大学天文学家洛里-巴恩斯(Rory Barnes)介绍,与木星的卫星木卫一样,CoRoT-7b很容易处于适当的轨道,体验所谓的潮汐加热现象。在木卫一上,潮汐加热现象是因木星引力的推拉作用令其地壳不断变形所致。巴恩斯表示,这种活动产生了足够的热量,为数百座活火山提供了能量,CoRoT-7b同样存在这种情况。

与木卫一不同的是,CoRoT-7b紧靠一颗恒星而非行星轨道运行,所以,潮汐并不是这颗系外行星的唯一热源。基于以前的大量观测,天文学家认为CoRoT-7b表面温度在1832至2732华氏度(1000至1500摄氏度)之间。巴恩斯说,表面温度如此之高,CoRoT-7b一定会有“熔岩池塘甚至是熔岩海洋”。

科学家还了解到,CoRoT-7b有潮汐锁定现象,所以,有一面总是面向恒星。所谓潮汐锁定,是指一个天体绕另一个天体公转时,会产生潮汐摩擦,让自转减慢,到了最后会以同一面持续面对另一天体的状态。巴恩斯说:“这颗行星的背面可能存在火山活动。根据我们的猜测,CoRoT-7b的一面表面已经熔化,另一面则是剧烈的火山活动。”

相当于两个地球大小

CoRoT-7b是天文学家利用以法国为首的行星寻找任务CoRoT发现的。CoRoT任务旨在探寻天体从恒星前面经过(即穿越)时引起的星光周期性微降现象。当发现CoRoT-7b的消息在2009年2月宣布时,天文学家将其称为是迄今发现的绕类日恒星运行的最小系外行星。

根据CoRoT-7b的穿越,天文学家可以知道,这颗行星大概相当于两个地球大小。地球的直径约为7920英里(12760公里)。木卫一的直径约为2260英里(3630公里)。后续研究测量了CoRoT-7b的质量和密度,证实它是一颗岩质行星。基于这些特征,CoRoT-7b被称为“超级地球”。

这一术语被用来依据系外行星与太阳系内天体的相似程度,对它们进行非正式分类,比如“炽热木星”、“超级海王星”等。在最新研究中,巴恩斯和同事根据CoRoT-7b的大小、质量、与恒星的远近程度及其同附近“姐妹行星”CoRoT-7c的相互作用,对这颗系外行星的可能轨道做出估计。他们在今年1月召开的美国天文学会大会上公布了这一研究结果。

与木卫一更相像

研究人员发现,即便CoRoT-7b轨道的运行稍显异常,也能产生足够的潮汐热量,为大量火山活动提供能量,使得它更像木卫一而非地球。据巴恩斯介绍,首先,就像木卫一的运行轨道非常接近木星一样,CoRoT-7b也近距离绕其主恒星运转,所以,引力的影响尤其强烈。

其次,木卫一和CoRoT-7b都存在潮汐锁定现象。以木卫一为例,这意味着这颗卫星的一面始终面朝木星。这一侧受木星引力的推拉作用更为明显,以致这个原本圆球状的天体稍显椭圆形,中心位置鼓起。巴恩斯说:“地球也存在这种现象,由于同太阳和月球的相互作用,地球中间也鼓了起来。海洋潮汐式缘于引力潮,而岩石也因潮汐作用而变形。”

此外,由于同木星附近卫星的相互作用,木卫一的运行轨道呈不规则的椭圆形,所以,它与木星的距离会随时间变化。在距离木星更近时,木卫一会被更多地拉长,而远离木星时,它则会变得更圆。巴恩斯说:“我们以网球为例,如果你不断挤压,它会因摩擦而产生热量。木卫一就存在这种情况,只不过它是同一颗行星产生了这种作用。”

眼下,CoRoT-7b距离我们过于遥远,当前技术和望远镜无法对其轨道做出精确估计,所以,这颗行星是否真像木卫一还是一个谜。美宇航局下属喷气推进实验室行星科学家罗萨莉-洛佩斯(Rosaly Lopes)说:“我认为他们的研究结果很可靠。”她认为,1979年,在“旅行者”号飞船发现木卫一火山喷发的羽状尘埃物质之前,科学家就已成功预测了木卫一表面的火山活动。

火山活动难以证明

洛佩斯说:“斯坦-皮尔(Stan Peale)和同事分析了木卫一的轨道,认为它可能存在潮汐加热现象。”紧接着,“旅行者”号飞船发回的照片显示了大量羽状尘埃,后来,“伽利略”号飞船拍到的照片又发现了170多座活火山。皮尔现为美国加州大学圣巴巴拉分校名誉教授,他也认为“最新研究的结论可行的”。

皮尔指出,CoRoT-7b附近第二颗行星的存在意味着,这颗行星的轨道可能不断变化,“足以将内部加热至超级木卫一的状态,最终像木卫一样表面具有火山活动。”洛佩斯则表示,“最新研究令人感兴趣的是,像木卫一这样的天体可能存在于其他太阳系中。不过,在目前条件下,CoRoT-7b是否存在活跃的火山活动非常难以证明。

巴恩斯称,像“斯皮策”太空望远镜这样的先进观测手段或许能看到CoRoT-7b火山喷发释放的气体。他说:“CoRoT-7b行星轨道周围或许遍布火山喷发形成的气云。我们利用‘斯皮策’望远镜可能会根据光的信号观测到,但这非常困难,因为CoRoT-7b行星距离我们过于遥远,且光线微弱。”

不过,巴恩斯认为,随着CoRoT这样的行星寻找任务以及最新发射的“开普勒”望远镜不断深入太空,人类将会发现数千个与CoRoT-7b相似的表面炽热的岩质天体。巴恩斯说:“我将‘开普勒’望远镜看作是寻找超级木卫一的理想探测器。”每发现一个“超级木卫一”,都“距离发现真正的‘超级地球’更近了一步。”

科学家发现两种远古巨鱼 曾统治地球海洋上亿年

据美国《连线》杂志网站报道,科学家在博物馆里对几乎被遗忘的古生物化石进行研究,发现了两种巨大的滤食性史前鱼类物种。这两种大鱼曾经统治地球海洋上亿年,它们在生态系统中的位置之后被鲸鱼和鲸鲨占据。

英国牛津大学古生物学家马特·弗里德曼说:“我们知道曾经存在巨大的史前鱼类,但是认为它们只存活了2000万年。人们认为它们并不重要,只存活了很短的时间就灭绝了,在生物进化史上是个失败的例子。现在我们意识到它们的进化史很长而且很重要。”

在2月18日《科学》杂志上刊登的一篇论文中,弗里德曼和其他5名古生物学家对这两种学名分别为“Bonnerichthys gladius”和“Rhinconichthys taylori”的史前巨鱼进行了描述。这两种鱼属于已灭绝的pachycormids属。它们会在水中缓慢游动,张开大嘴将浮游生物和其他海洋生物吞下。

事实上,这种史前巨鱼的发现颇具戏剧性。弗里德曼教授有一次在参观堪萨斯大学时,偶然发现了一种远古巨鱼化石。他将这种远古巨鱼命名为“B.gladius”。据了解,这种巨鱼的化石是在19世纪被发现的,并被错误地归类为利兹鱼。弗里德曼研究发现,最古老的“B.gladius”化石有1.72亿年历史,距今最近的“B.gladius”化石有6600万年历史。在伦敦自然历史博物馆,弗里德曼发现了另外一种远古巨鱼:“R.taylori”。不过这种远古巨鱼的化石刚发现时却被吉迪恩·曼特尔错误定性,后来被其遗忘。曼特尔是19世纪英国地质学家和古生物学家。他长期致力于中生代的古生物学,并在白垩纪的地层中首次发现了著名的恐龙类爬行动物。

总之,化石发现表明pachycormids属巨鱼在物种进化史上并不仅仅是个注脚,而是谱写了自己的篇章,其存活时间长达1亿年。弗里德曼说:“这比新生代还要长。在新生代哺乳动物崛起为生态系统中的统治力量。”

从化石记载来看,“B.gladius”的消失同白垩纪大灭绝相吻合。在白垩纪大灭绝中,恐龙从地球上消失,地球上出现了鸟类、哺乳动物和昆虫。白垩纪大灭绝很可能是由于小行星撞击或长时期火山活动所导致的。小行星撞击或火山活动使得食物链底层的植物全部死亡。

日内瓦自然历史博物馆古生物学家莱昂内尔·凯文在一篇评论中写道:“由于以依靠光合作用的藻类为食,pachycormids属巨鱼不幸成为受害者,并因此灭绝。”

在B.gladius消失1000万年后,鲨鱼和鳐鱼开始占据重要地位。B.gladius消失2500万年后,进化出现代鲸鱼。在《科学》杂志另一篇论文中,研究人员写道鲸鱼的进化同一种依靠光合作用的藻类的再生同时发生,B.gladius也曾经以这种藻类为食。

弗里德曼计划继续研究pachycormids属巨鱼,而且希望自己的故事能够启发其他研究人员。

科学家发现1.65亿年前完好蜘蛛化石

据美国《连线》杂志网站报道,科学家近日在中国发现了距今1.65亿年、保存完好的蜘蛛化石。这种蜘蛛生活在侏罗纪中期,比其它两种已知的距今1.2亿年的蜘蛛物种更为古老。

美国堪萨斯大学古生物学家保罗·塞尔登表示,化石完美地记录下这种远古蜘蛛的各种细节,这一发现令人震惊。塞尔登是该项研究的第一作者,并将研究报告发表在2月6日的德国《自然科学期刊》(Naturwissenschaften)上。“如果你用显微镜进行观察的话,你会惊呼真是太美妙了!”

据了解,距今1.65亿年的蜘蛛化石是在中国北部一个化石遗址发现的,这里还有蝾螈化石、小型原始哺乳动物、昆虫和水生甲壳动物化石。塞尔登说,在侏罗纪,这一化石遗址是火山区域的一个湖泊,生活着大量远古生物。

由于蜘蛛的身体非常柔软,难以保存,因此侏罗纪时期的蜘蛛化石极为罕见。图中所示的蜘蛛化石很可能是当时的蜘蛛被火山灰包裹所形成的。塞尔登说,非常细小的火山灰将蜘蛛包裹起来,并未破坏它们柔嫩的外皮,如果没有这层火山灰的保护,沉积物会将蜘蛛化石损毁。

这种远古蜘蛛学名Eoplectreurys gertschi,同在北美洲发现的其现代成员特征非常相近,这表明这种蜘蛛自侏罗纪起到现在基本上没发生太大的改变。塞尔登说:“这只雄性蜘蛛的曲剑形构造非常与众不同。同这种蜘蛛的现代成员相比,你会认为它们毫无区别。”

这一发现还表明,这种蜘蛛在远古时期的分布范围要远大于今天。如今,这种蜘蛛仅发现于美国加州、亚利桑那州、墨西哥和古巴。而在1.65亿年前,这种蜘蛛分布在被称为“北中国断块”(North China Block)的小型大陆。塞尔登说:“在某一时期,这种蜘蛛的分布范围缩小到北美大陆的南部。”他推测说冰河时期的植被变化或其他的气候事件使其他区域的这种蜘蛛灭绝,“但是它们至今仍快乐地生活在北美洲西南部的干燥地区。”

美科学家发现新型闪电 持续时间仅数毫秒

据美国国家地理网站报道,一种可能是由火山作用引发的闪电现象长期以来令科学家大惑不解,这其实并不奇怪:此类闪电只有约3英尺(约合1米)长,持续时间仅数毫秒。不过,借助先进的仪器,美国科学家经过两个月的精心研究,最终证实了阿拉斯加里道特火山最近一次喷发期间的“微小火花”。

当里道特火山在2009年1月晚些时候开始显露喷发迹象时,美国阿拉斯加火山天文台的火山地震学家史蒂夫-麦克纳特(Steve McNutt)和同事匆忙在火山口附近安装了各种仪器。麦克纳特曾在2006年阿拉斯加州奥古斯汀火山喷发期间观测到类似火花。他表示,里道特火山的数据证实火山闪电确实存在。

据麦克纳特介绍,新发现的闪电加入到另外两种火山闪电的行列:一种是有时伴随着喷发的更大、更壮观的“天然焰火”,另一种则属于中间类型的闪电,后者从火山口喷射而出,长度约为1.8英里(约合3公里)。麦克纳特说,当水滴和冰粒与火山羽状带电灰烬相互作用时,两种更大、更明显的闪电出现,从而形成某种“肮脏的雷暴”。

目前尚不清楚更小的闪电是如何形成的,一种可能性是带电硅石(岩浆的成分之一)从地壳喷射而出,与大气相互作用的结果。佛罗里达大学闪电专家马丁-乌曼(Martin Uman)指出,很难说麦克纳特研究团队观测到的火花是否确属一种新类型的闪电,这是因为闪电没有科学定义,基本上就是任何形式的发电过程。

乌曼表示,某种程度上讲,从触摸门把手时产生的静电冲击到照亮木星湍流大气的巨大雷电,几乎所有的火花都有可能被认为是闪电。他说,这种模棱两可或许是件好事,“称其为闪电更具吸引力,科学家同样具有这种感觉。”据乌曼介绍,无论你怎么称呼它们,火山口附近的微小火花对预测火山喷发可能都有帮助。

当火山显露出喷发的迹象(这被称为先兆事件)时,科学家可以在火山口附近安装仪器,通过观测火花预知火山喷发,这样一来,当局就能提前获得相关警示信息。这种警告对空中交通非常重要,因为火山释放的灰烬对喷气发动机尤其有害。乌曼说,观测闪电事件还给人带来视觉上的完美体验:任何类型的火山闪电“都是超级华丽的篇章”,“是最令人不可思议的自然现象之一。”乌曼没有参与麦克纳特团队的研究。

月球起源新理论:地球核爆炸促使地月分离

据英国《每日邮报》报道,月球是如何形成的以及是如何进入地球轨道的,这些问题长期以来一直困扰着科学家。最近,南非和荷兰的两位科学家又提出了一种新的理论和解释。他们认为,月球并非是由于太空撞击或太空爆炸所造成的,而是由于地球自身的一次核爆炸而从地球分离出去的。

南非西开普大学科学家罗伯-德-梅耶尔和荷兰阿姆斯特丹自由大学科学家维姆·范·维斯特伦恩是根据一种核裂变理论提出这种最新观点的,这种核裂变理论早在19世纪初就有科学家描述过。该理论认为,地球和月球都来自宇宙中同一滴旋转的熔岩,后来一部分分离出去形成了如今的月球。然而,除了撞击原因以外,当时的科学家无法用其他理由来解释形成月球的那一部分熔岩是如何分离出去的。

两位科学家认为,形成月球的那部分熔岩是在地球的一次核爆炸中脱离出去的。在他们的最新研究论文——《月球起源的另一种假设》中,两位科学家解释说,如果月球是由于一次撞击性的外部力量而从地球分离出去的话,那么它应该由撞击天体和地球的某些物质组成。他们说,“太阳系进化的模型显示,地球的化学组成和撞击天体的化学组成不可能是同样的。”

然而,近期探测到的月球标本显示,月球在化学组成上几乎与地球是相同的。这一发现表明,月球的分离过程没有撞击天体的介入。科学家们在研究论文中解释说,“月球的化学组成与地球越相似,说明月球越有可能是直接形成于地球物质。”

因此,科学家们相信,造成月球直接从地球分离出去并进入轨道的能量是由地球地幔边界的一种超临界反应堆所产生。这种反应堆产生足够的热量使得地球上的硅酸盐等物质被蒸发并喷射出去。美国《科技新时代》杂志科学家克雷-迪洛维也支持两位科学家的观点。迪洛维认为,“根据他们的解释,地心引力在地球的赤道平面附近的地表浓缩了大量的重金属,如铀和钍等。当这些重金属积聚到足够多,浓度足够大,就会产生一种失控的核链式反应,这和核电站的某些原理有些相似。”

迪洛维解释说,“通过这种方式,一种自然形成的地球核反应堆被推到了超临界水平,然后就会爆炸。月球从地球分离出去后,被巨大的核爆炸力量推动进入公转轨道。当然,这种理论很难检验。但是,我们确实知道地球核反应堆的存在,它所产生的遗留物就是我们如今开采的铀矿。”

梅耶尔和维斯特伦恩认为,要想证明他们的理论,需要依靠未来的月球探测任务带回月球更深内部的物质样本。

天文学家发现距离地球最远黑洞:600万光年外

据美国《每日科学》网站报道,欧洲天文学家近日利用欧洲南方天文台甚大望远镜在NGC 300螺旋星系中发现了一个恒星质量大小的黑洞。这个新发现的黑洞与地球的距离大约为600万光年,比此前已知的任何黑洞都要远得多。它的质量超过太阳质量的15倍,因此它也是迄今发现的所有恒星质量大小的黑洞中质量高居第二位的黑洞。目前,这个黑洞正与一颗即将成为黑洞的沃尔夫-拉叶星缠绕在一起运行。

据天文学家介绍,在银河系中所发现的恒星质量大小的黑洞质量至多为太阳的10倍左右,这一质量已经不能看作是轻量级了。但是,在银河系之外,这种质量则只能算是小儿科。天文学家近日发现的这个银河系外恒星质量大小的黑洞至少比太阳重15倍。它也是迄今所发现的仅有的三个类似天体之一。

这个新发现的黑洞位于NGC 300螺旋星系之中,距离地球大约600万光年。英国谢菲尔德大学天体物理学教授保罗-克劳特尔介绍说,“这是迄今发现的最远距离恒星质量大小黑洞,这也是在本星系群之外首次发现黑洞。”克劳特尔教授是这项研究的主要负责人和论文的第一作者。

天文学家还发现,这个黑洞正缠绕着一颗奇怪的伴星共同运行。这颗伴星是一颗沃尔夫-拉叶星,质量相当于太阳质量的20倍。沃尔夫-拉叶星生命即将结束,并将以超新星形式爆炸。在爆炸前,它正向外部空间喷射出大部分外层物质,而它的内核也会爆聚从而形成黑洞。

2007年,美国宇航局“雨燕”天文台X射线观测仪对NGC 300螺旋星系明亮的X射线源的周围环境进行了详细探测。欧洲航天局此前已利用XMM-Newton X射线天文望远镜发现了NGC 300螺旋星系。来自欧洲航天局的项目组成员斯蒂法尼亚-卡尔帕诺介绍说,“当时我定期对这种极端强烈的X射线进行了记录。经研究发现,这种现象是该区域存在一个黑洞的线索。”

根据欧洲南方天文台甚大望远镜的最新观测数据,天文学家证实了此前的预感和推测。新的观测数据表明,这个黑洞和这颗沃尔夫-拉叶星正周期性地在恶魔圆舞曲中大跳华尔兹,一个周期大约为32小时。此外,天文学家还发现,黑洞在与沃尔夫-拉叶星相互缠绕运行的同时,还不断从伴星身上吸取物质。研究小组成员罗宾-巴尔纳德解释说,“这事实上是一对非常亲密的伴侣。这样一个如此紧密的联合系统是如何形成的,至今仍是个谜。”

此前,天文学家也只发现过一个类似的系统。但是,这并不代表天文学家对这种由黑洞和伴星组成的系统一无所知。根据这些系统,天文学家研究了黑洞质量与星系化学组成之间的联系。克劳特尔介绍说,“我们注意到,最大质量黑洞大都发现于较小的星系中,而且这些星系通常含有较少的重化学元素。而较大的星系,如银河系,则富含重元素。但是,这些较大星系反而产生较小质量的黑洞。”因此,天文学家认为,重化学元素的浓度越高,就越会影响大质量恒星的进化,恒星释放的物质也就越多。当恒星残留物最终崩塌时,也就形成了质量较小的黑洞。

不到100万年后,这颗沃尔夫-拉叶星就会形成超新星爆炸,最终也会变成一个黑洞。克劳特尔认为,“如果这个系统能够在沃尔夫-拉叶星爆炸后仍然存在,那么这两个黑洞就会合并,并以引力波的形式释放出大量的能量。”然而,这一过程可能要持续数十亿年才可实现两个黑洞的真正合并,这一时间也远比人类的生存历史长得多。克劳特尔解释说,“不管如何,我们的研究旨在证明这些系统的存在。利用引力波探测器,如激光干涉引力波天文台或激光干涉引力波探测站,也可对那些已经演化成形的双子黑洞进行研究。”

考古学家发现1100年前玛雅文明末期古墓

据国外媒体报道,墨西哥考古学家近日在墨西哥南部恰帕斯州托尼纳玛雅文明定居点遗址上发现了一座拥有1100年历史的玛雅文明末期的古墓,并在其中发现了其他文明的陶制品。这一发现表明,曾经有其他文明在玛雅文明从辉煌走向衰败之后占领过这个定居点。考古学家认为,这一发现有助于解开玛雅文明衰败及消失之谜。

究竟发生过什么而致使这样一个高度发达的古代文明突然消失,这是长期以来一直困扰考古学家的一个不解之谜。许多专家曾经提出了各种观点和解释,比如玛雅文明城市王国之间的内战以及环境恶化等,这些都是可能造成玛雅文明从大约公元820年开始走向衰败并消失的原因。

但是,墨西哥考古学家胡安-雅顿却在这座玛雅古墓中发现了托尔特克文明的古器物。雅顿是墨西哥国家人类学和历史学协会的一名考古学家,主要负责托尼纳玛雅文明定居点遗址的考察与研究。他认为,在古墓中发现托尔特克文明的古器物,这说明玛雅文明的消失可能存在另一种解释。据雅顿推算,这座古墓大约可以追溯至公元840年到900年。雅顿介绍说,“很明显,这是一种新型的侵略。当时的人建造了这座托尔特克风格的墓穴。这非常有趣,我们将根据古墓中的骨骼残骸判断这些人究竟是谁。”

托尔特克人是公元十世纪到十二世纪在墨西哥占统治地位的印第安人。他们被认为是来自墨西哥中部高原,文化中心在图拉。在阿兹特克人崛起之前,他们统治着整个中部墨西哥。后来他们将影响扩大到位于墨西哥南部的玛雅人地区,因此托尔特克文明很明显受到玛雅文明的强烈影响。

当然,也有一些未参与这项挖掘的考古学家警告称,不能仅仅根据一个考古遗址的发现就随便得出结论。他们指出,玛雅帝国覆盖的范围很广,拥有复杂的历史。美国德克萨斯大学玛雅碑文研究专家大卫-斯图亚特认为,“即使这座古墓非常迷人,但只此一个也不能说明全部的玛雅历史和所有地区的玛雅文明。也许它代表局部性。”佛罗里达大学考古学家苏珊-吉列斯派认为,“如今,关于托尔特克人由图拉向玛雅地区迁移的说法已完全被遗弃了。”

在托尼纳玛雅文明定居点遗址上,遍布着由典型玛雅文明留下的庙宇和其他建筑。这座新发现的古墓就位于一座古庙附近。这座古墓最初发现于去年12月,直到最近才开始正式挖掘。在古墓中,有一个石制的碗形棺材。石棺位于一个狭窄的洞穴之中,上面盖有厚重的石制棺盖。在这种石制棺盖上,通常会刻有碑文,但是这一个棺盖上却没有任何碑文。很明显,玛雅人在文明的末期已经开始放弃他们发达的文字系统。

考古学家还在古墓中发现了一个陶制骨灰瓮和一位女性的遗骨。她的头骨很明显被特意整形过,这种情况是玛雅文明中很常见的一种做法。人类学家正在研究这些遗骨,希望能够识别出她究竟来自哪个部落。

考古学家认为,这座古墓至少可以证明,在玛雅文明衰败之后,在西班牙人到来之前,曾经有其他文明接管了这处遗址。墨西哥国家人类学和历史学协会认为,这位女性的遗骨被转移至陶制骨灰瓮中,很明显这是由策尔塔尔人酋长于15世纪末期置放于那里的。这一时间恰好比西班牙人入侵早一点。

第四章 最美的数学结构

外星人特征大胆猜测:有社交能力的食肉动物

据《新科学家》杂志报道,每当说起外星人,我们总是充满想象,脑海中会浮现各种各样的奇异镜头:有触须的猛兽,皮肤苍白、瘦骨嶙峋的类人怪物,以及释放纯净能量、微微发光的生物。由于科学家仍未找到有关外星人体貌特征的证据,所以,没人知道人类在与外星人面对面时会是怎样的一番情景。尽管缺乏确凿证据,不过天文学和生物学仍会为这种接触提供一些线索。一些科学家甚至对可能存在于遥远世界的外星人特征做出大胆猜测。

取决于遭遇地点和方式

这些外星生命的模样取决于人类遇到它们的地点和方式。除了飞碟外星,还有两个可能性:一是通过造访地球附近的行星和卫星,与我们的邻居亲密接触;二是给居住在绕外星人恒星运转的、更为遥远行星上的生物打“星际电话”。上述两个不同选择也让我们在那里发现的外星人相貌上存在差异。如果人类与外星人的首次接触发生在太阳系内,至少我们还对外星人的居住地有所了解。

太阳系中有多个星球可能适于类地生命的存在,这种生命基于碳生物化学特性,将水作为生存要素。例如,火星地下土可能很温暖,足以支持像地球细菌一样的微生物,而在太阳系的一些外层卫星的海洋中,可能还有更大的猛兽存在,特别是木星的卫星木卫二。木卫二冰层下面甚至有可能存在深海,并延伸至这颗卫星的岩质核心,在那里,火山口不断往外喷射富含营养物的热水。

据美国华盛顿州立大学天体生物学家德克-舒尔策-马库奇(Dirk Schulze-Makuch)估计,火山口提供的能量可以养活大批微生物,而这些微生物反过来又能支持无数的食肉动物。木卫二上最高级的食肉动物(相当于地球上的大白鲨)可能是体重只有1克的可怕生物。他说:“木卫二可能支持虾一般大小的生物体。”当然,虾一般大小的生物体并不意味着它们具有虾一般的外形。

舒尔策-马库奇说:“很难对它们的外形特征做出估计。”即便在地球上,动物也能进化为各种各样的惊人外形,尽管如此,舒尔策-马库奇仍对外星生物做出大胆猜测。他说:“我猜测它们应该像蠕虫一样,这是地球上一种非常成功的生物体。”虽然有科学家认为,木卫二上可能有冰虫在冰冷海水中游动,但一些天体生物学家甚至发挥更大的想象空间,提出不以水为生的生命的可能性。

脉络由玻璃构成

美国佛罗里达州应用分子进化基金会的史蒂文-本纳(Steven Benner)表示,太阳系多数地方不是太热就是太冷,不适于液态水存在,不过还有其他几种液体可以支持某种生物化学进程。例如,金星的云团就拥有颗粒状硫酸,数十亿年前,金星表面可能还有满是硫酸的池子。虽然这对像地球海洋一样的水体极具破坏性,但可能却是那些具有合适生物化学特性的生物的“美味佳肴”。

这些以硫酸为生的生物必须由抗化学性的物质形成。本纳说:“生活在液态硫酸的金星多细胞生物或许拥有由玻璃构成的脉络。”他还凭空想象出透明“玻璃生物”从金星岩石上翻滚的画面。玻璃并不是唯一的选择:更为机械和坚实的材料也符合要求。本纳指出:“有些柔韧性很强的聚合物根本不怕酸,比如特氟纶、聚乙烯和硅酮。”

在太阳系中的其他天体,表面至今存在湖海,尽管里面已经没了水。比如土星的卫星土卫六,湖海形成于碳氢化合物(由乙烷和甲烷构成),舒尔策-马库奇对土卫六可能存在的生命形式做出了猜测。他的最终结论是:“生命形式可能更大。水有很高的表面张力,限制了单细胞的大小。这是地球上的细菌如此小的原因。”

甲烷与乙烷混合物的表面张力更小,所以,单细胞可能会很大,舒尔策-马库奇在自己的小说《永恒空虚》(Voids of Eternity)中谈到了这种可能性。他说:“我想象着,如巨石一般大小的微生物在表面活动,大量消耗碳氢化合物。这当然是科幻小说,但现实世界可能真的存在这种可能性。”

聪明的食肉动物

在我们的眼中,土卫六看上去相当友好。这颗卫星的海水温度在93 K(0摄氏度相当于273.15K)左右,非常寒冷,使得化学反应极为缓慢。舒尔策-马库奇说:“生物体活动和生长的速度非常慢。这种生物体的寿命可能长达一万年,甚至是一百万年。”

同我们遭遇这些猛兽一样吃惊和不可思议的事情是,它们可能没有多大兴趣与我们交谈。对于智力水平与人类不相上下、甚至远远超过人类的外星人来说,我们几乎肯定需要摆脱太阳系的限制。为了寻找地外智能,一些天文学家不断改进地球无线电设备,试图截获外星生命传播的声音信息。“SETI计划”研究人员现在正讨论人类应该更加积极主动,开始发出善意信息。如果我们确实建立了接触,哪种生物将会出现在世界的另一端?

即便不知道外星生命的化学特征和栖息地细节,但也不妨做出大胆的猜测。首先,它们可能对肉情有独钟。位于加利福尼亚洲的美宇航局埃姆斯研究中心进化生物学家林恩-罗斯柴尔德(Lynn Rothschild)说:“食肉动物往往更聪明。它们必须具备更多活动能力,才能比竞争对手更聪明。如果单纯是争抢一片叶子,你不必很聪明就能搞定这件事。如果这一点适用于外星生态系统,我们可以期待与食肉动物对话,至少是像人类一样的杂食动物。”

或具备社交能力

事实上,要想与我们取得联系,外星人必须具备发送和接收无线电波或激光束的能力,或者可以使用其他一些手段穿越覆盖光年的区域。所以,它们要么是体形庞大的生物,经过进化拥有了彼此交谈和倾听的天生无线电波器官,要么已经掌握了高科技。鉴于此,仅仅拥有智能还是不够的。

舒尔策-马库奇说:“推动我们作为一个物种不断进步的因素是,人类懂得社交,仅是个体并不十分聪明——我是哑巴,所以不能造出无线电。只有精诚合作,我们才登上月球。”所以,传递信息的外星人可能具备某种形式的社交能力,但不一定是像人类社会一样的圈子。舒尔策-马库奇说:“蜜蜂和白蚁的栖息地存在‘后智能’(meta-intelligence)特征。我能想象如白蚁窝或蚂蚁窝的群体真正变聪明的场景。”

但是,我们并不能从中得知,外星人是否长有毛发、是否有鳞片,或是否有黏液。即便在地球上,不同动物也具有聪明的大脑:海豚和灵长类动物,鹦鹉和乌鸦、海獭、蜜獾等。也许,我们能够从趋同进化原则中得到启示。生物学家杰克-科恩(ack Cohen)说:“有些东西已在地球上进化了很多次,如心脏、眼睛、连在一起的肢体以及‘四F’——飞行、毛皮、光合作用和性。它们独立发生在生命树的不同分支。”“如果让地球重新开始进化一次,我们可能会再次得到这些结果。”科恩曾帮助许多科幻小说作家在其作品中设计外星人的外形特征。所以,如果外星人来自一个拥有众多栖息地的行星,而这些栖息地又与地球的栖息地存在诸多相同之处,它们可能也具有上述一些特征。一个像地球一样完善的世界可能会进化出有眼睛的生物,由此具有一张我们可以识别的面孔。

无法逾越的障碍

外星人可能需要一些运转良好的器官,以处理它们所开发技术的基本特点。它们可能有手,但为何不是可以卷曲的尾巴或鼻子呢?罗斯柴尔德说:“可能是天线,也可能是触手。或许,一条章鱼看着我们,心里想,‘你们怎样可以想到这个生物体竟然开发出具有两个笨重前肢的技术呢?’”

此类生物是否来自水里(比如地球上的八腕目动物)还是一个疑问。人类的部分技术开发(从肉类加工到金属冶炼)都是以火为基础,即便对于智商很高的水栖生物来说,掌握用火的方法可能都是一个无法逾越的障碍。对于长有触须、颇具才干的怪物来说,爬上陆地建造自己的“星际帝国”恐怕才是更好的选择。

综上所述,天体生物学家可能准备好下一个小小的赌注,那就是SETI类型的外星人其实是拥有社交能力的多细胞食肉动物,有眼睛、有性和某种黏液。否则,那就是外星人被智能机器所控制,或决定使用生物技术改造自己。只有在这种情况下,我们才会发现有触须的怪物,皮肤苍白、瘦骨嶙峋的类人怪物,以及释放纯净能量、微微发光的生物。

科学家成功复原食肉恐龙中华龙鸟的羽毛颜色

中华龙鸟发现于我国东北辽宁省一个具有1.3亿年至1.23亿年历史的沉积带——义县组。自此,考古学家已从那里挖掘到数千个带有羽毛的化石。在发表于最新一期《自然》杂志上的研究报告中,一个由古生物学家和扫描电子显微镜专家组成的国际研究小组表示,中华龙鸟的背部具有红橙色羽毛,而尾部有斑纹状羽毛。恐龙为何需要有斑纹的尾巴呢?据专家介绍,许多鸟类(非鸟类恐龙的现存后代)都将色彩艳丽的尾巴作为求偶的工具。

中华龙鸟的羽毛自考古人员首次描述以来便一直是争论的焦点。肉眼看上去,中华龙鸟的羽毛化石就像毛发一样的细丝,给人感觉十分柔软,如羽绒一样。部分研究人员提出,这些根本不是羽毛,而是尾巴内部的胶原蛋白残余。最新研究表明,这些细丝状结构中具有黑色素体。

黑色素体是在现存鸟类羽毛而非胶原蛋白中发现的携带有天然色素的亚细胞结构。这强化了毛般结构是原始羽毛的说法。原始羽毛是羽毛进化的早期阶段,此时羽毛尚无身体两侧有短毛的中心轴,而现代鸟类就具有这种特征。在这张中华龙鸟的化石照片中,背部和尾部上的黑块就是细丝状结构。

据最新研究称,已灭绝的孔子鸟(Confuciusornis bird)的羽毛颜色可能与斑胸草雀的现代羽毛颜色相同。孔子鸟是一种有喙鸟类,在我国辽宁省一个具有1.2亿年至1.3亿年历史的化石层发现。研究人员根据保存在化石样本中的微小黑色素体推断出孔子鸟的羽毛颜色。研究人员在化石中发现了两种黑色素体——真黑色素(Eumelanosome)和褐黑色素(Phaeomelanosome)。

真黑色素呈杆状,与现存鸟类羽毛的黑色和灰色具有联系。褐黑色素呈球形,可生成从红褐色到黄色等各种颜色。如果没有黑色素体,物体会呈现白色。研究人员通过扫描电子显微镜,发现孔子鸟羽毛化石含有两种黑色素体,这种鸟类活着时羽毛可能有多种颜色。

一个国际研究小组报告称,他们在拥有1.25亿年历史的中国鸟类和恐龙化石上发现了杆状真黑色素(如这张扫描电子显微图所展示的结构)和球状褐黑色素。真黑色素和褐黑色素是名为黑色素体的亚细胞结构的两种类型。黑色素体具有黑色天然色素——黑色素。刊登在《自然》杂志上最新研究称,来自已灭绝孔子鸟的真黑色素表明黑色是其颜色构成的一部分。

现存鸟类羽毛中具有丰富的黑色素体,而最新研究是科学家首次在来自我国辽宁省的非鸟类恐龙(如中华龙鸟)羽毛化石和保存极为完好的鸟类化石中发现黑色素体。在恐龙身上发现黑色素体意味着,在许多有羽毛恐龙化石中找到的颇具争议的毛状结构确实与羽毛有关。对生活和死于数百万年前的生物化石黑色素体的分析,有望开辟新的研究领域,让我们对史前颜色的未知世界有所了解。

西安发掘西汉大司马卫将军张安世家族墓

南郊发掘西汉大司马卫将军张安世家族墓,是目前唯一完整发掘的汉代“列侯”级家族墓。

张安世是谁?汉宣帝十一功臣排第二他排名仅次于名臣霍光

当一排排赤身裸体的陶俑被发掘出时,考古人员惊呆了,这些在汉阳陵常见的大批裸体陶俑,竟在南郊一大墓的陪葬坑出现,且数量众多。这里,埋藏着哪位王侯将相?

随着一年多考古发掘,谜团解开,该墓葬群就是西汉大司马卫将军张安世的家族墓地。

遗憾的是,无论是张安世的墓葬,还是其夫人的墓葬,均发现有诸多盗洞,而墓室还有焚烧的痕迹。

大型“甲”字墓为王侯级别“驷马一车”疑为皇帝所赐

2008年7月,省考古研究院在西安航天产业项目基地考古勘探时,大型“甲”字墓的出现引起专家的特别关注。

昨日,在对外公布正在发掘的凤栖原西汉家族墓地考古情况时,负责该墓葬群发掘的领队、省考古研究院副院长张仲立说,这一西汉墓地东距杜陵陵园约6公里,规模大、规格高,最引人注目的是墓园中部的大型“甲”字大墓,编号M8。M8大墓总长60多米,而其中的墓室部分长35米,宽24.5米,距离地面有15米。考古专家说,只有王侯级别的人员才可能有如此大型的甲字墓。

在墓室东、南、西三个壁面上,均有“之”字状的台阶,推测可能为修复时往上运土的道路。在M8的周围则分布着6座大小不一的陪葬坑,最长的有38米,最短的有6米。而在距离M8不远处,又现一座“甲”字大墓,但与M8相比,小了很多,专家推测为墓主夫人墓。在墓园东部,则保留着祠堂的建筑基址,在墓园之外的东、西、北各侧分布有一些规模不等、形制有别的祔葬墓。

两千年过去了,墓道中部的前箱中的黑色木炭依然保存完好,底部铺设着整齐的方砖。“这里出土了实用的驷马一车两驾,极其珍贵。此外,还有很多明器车马。”史全平说,驷马一车是当时真的车马陪葬,两千年后,马匹只剩下白骨,车早已腐朽,幸运的是车马遗迹十分完整,依然可以看出当年的华丽。考古专家推测,该“驷马一车”应该为皇帝御赐,在前箱内保护。前箱的南面则是主墓室,埋葬着一代大将。而在墓道两侧的三个耳室内,出土了不少珍贵的器物。

陪葬坑“千军战俑”很难找到同样的脸

在M8的周围,考古专家先后发现了6座大小不一的陪葬坑。发掘一座座陪葬坑,惊现“千军战俑”,有陶俑、木俑。

正在发掘的k6号坑内,数以百计的陶俑虽倒在坑内,却个个精神抖擞,面部清晰,红红的嘴唇,浓黑的眉毛,神情各异。“虽然陶俑这么多,却很难找到同样的脸。”史全平说。“这些陶俑与汉阳陵的陶俑相似,约60厘米高。”张仲立说,现在虽然陶俑都是赤身裸体,没有胳膊,但在胳膊处都留有孔,而在坑内,专家们还发现了盔甲的残片,可见陶俑原先都穿有各种各样的衣服。而在坑内,出土了大量的铜镞、刀、箭等兵器,还有十分少见的鎏金银的青铜钟以及做饭用的陶釜。“这些陶俑最初都是一排排站立,身着甲衣甲帽,手持各种武器,陪伴在墓主人身边,可想当时之威武。”史全平说。

如此重要的考古发现,人们都想亲眼目睹。有消息称,这里有望建博物馆,向人们展示。

墓主

张安世是谁

汉宣帝11功臣中 排名仅次于霍光

据史书记载,张安世是西汉重臣,字子儒。杜陵(今陕西西安东南)人,张汤之子。性谨慎,以父荫任为郎。汉武帝时,因其记忆力强,擢为尚书令,迁光禄大夫。汉昭帝即位,拜右将军,以辅佐有功,封富平侯。昭帝死后,他与大将军霍光谋立宣帝有功,拜为大司马。

甘露三年(公元前51年),汉宣帝因匈奴归降,回忆往昔辅佐有功之臣,乃令人画十一名功臣图像于麒麟阁以示纪念和表扬。在这十一人中,霍光为第一,其次为张安世、韩增、赵充国等人。可见张安世之地位。

张安世还是个为官廉洁之人。他曾举荐一人为官,后该人来向其道谢,张安世说自己举贤达能乃是公事,岂能私谢,于是与之绝交。

验证

没有墓志铭如何认定是张安世

考古专家说,那个时期并没有墓志铭,但通过多方资料均证实该墓葬为张安世之墓。

史书记载验证

张仲立说,史书对张安世墓葬记载得十分详细:安世赐茔杜东,将作穿复土,起冢祠堂。此次发掘地刚好与此验证。

多枚印章验证

在陪葬坑内发现了多枚军队的印章,上面刻有“卫将长史”、“军侯之印”等,而更为重要的一枚特殊的大型铜印上面仅刻着一个字“张”,该印章为4厘米乘以7厘米,如此大的印章十分少见。

墓葬级别验证

从墓葬的形制、规模及出土的文物分析,该墓葬应该属于“列侯”级别。

谜团“千军战俑”有望揭开古代军事秘密

张仲立说,张安世家族墓是目前唯一经过完整发掘的汉代“列侯”级别的家族墓。目前,6座陪葬坑只发掘了3座,张安世的主墓室还没有发掘,诸多谜团将随着发掘而解开。

为何山东也有张安世家族墓

记者查阅资料了解,在山东也有张安世家族墓,缘何会出现两座张安世家族墓呢?专家说,张安世后代的一支到了山东,山东的张安世家族墓属于张安世的后人墓葬,但不是张安世的墓葬。

张安世夫人安葬时是否穿玉衣

在夫人墓中,考古专家发现了一些玉器,专家推测与玉衣相似,张安世的夫人极有可能在安葬时身着玉衣,但是否如此,目前还是个谜团。“千军战俑”隐藏着哪些军事秘密

此次发掘出的完整的军旅用品,极为罕见。这6个陪葬坑大小不一,故专家推断其代表着不同的等级,如现在军、师、营等级别,专家对陶俑的修复和墓葬的进一步发掘,是否能揭开古代军事秘密,目前还不得而知。

意大利科学家拟复活古代欧洲野牛

据英国《每日电讯报》报道,欧洲野牛曾广泛分布于欧洲各国,体型巨大,力量惊人。但是这一物种在400多年前已经灭绝,不过在许多史前洞穴的壁画中能找到欧洲野牛的图像。目前,意大利科学家正计划利用基因技术和选择繁育等方法,复活欧洲野牛。

欧洲野牛(Aurochs)生活在14万年前至17世纪,肩高近2米,体重可达1吨。欧洲野牛长有弯曲的牛角。由于欧洲野牛身形庞大、有很强的蛮力,就连古罗马皇帝凯撒都对其赞不绝口。凯撒描述其“比大象稍小一些”,而且是古日耳曼部族人喜欢的狩猎对象。由于欧洲野牛笼罩着一种神秘色彩,因此它成为许多古代欧洲城邦的标志物。在古代,捕杀野牛成为勇气的展示,牛角会被制成覆盖银箔的酒器。

这种野牛曾经漫步于欧洲中部的森林里。然而,到了1400年左右,森林的消失使大部分野牛死亡,仅有波兰还有少量野牛存在。1627年,最后一只野牛死于波兰的森林里。而现在驯养的牛很可能是这种野牛的后代。如今,人们可以通过一些洞穴中古代人的绘画一窥欧洲野牛的形象。在法国南部的拉斯柯(Lascaux)洞穴和西班牙奥尔塔米拉岩窟,发现了古代欧洲野牛的绘画。

尽管欧洲野牛难逃同渡渡鸟和猛犸象一样的灭绝厄运,但是在最后一只欧洲野牛从地球上消失近400年后,意大利科学家计划复活这种古代巨兽。

意大利科学家将借助基因技术,通过对现代野牛进行选择繁育(Selective Breeding),最终让欧洲野牛重返地球。科学家声称他们已经首次绘制了欧洲野牛的基因图谱。这样,复活欧洲野牛的工作就有了蓝本,科学家们也知道了他们将要“复制”何种动物。

研究小组带头人多纳托-玛塔西诺说:“我们能通过保存下来的骨头等分析出欧洲野牛的DNA,绘制出其基因图谱,这样就可以培育出同欧洲野牛几乎完全一样的物种了。”多纳托-玛塔西诺是意大利南部坎帕尼亚大区贝内文托市的实验生物技术联盟主席。

多纳托-玛塔西诺说:“我们已经在三种野牛物种中进行了第一轮杂交。这三种野牛分别原产自英国、西班牙和意大利。现在我们只需等着看会生出怎样的牛崽。”

其实意大利科学家的计划并非人类首次试图复活欧洲野牛。希特勒曾经下令两名生物学家复活欧洲野牛。戈林希望在占领的东欧土地上建立狩猎场,将复活的欧洲野牛作为主要的狩猎对象。但是这两位生物学家的努力并未成功。

许多基因学家对复活欧洲野牛表示怀疑。稀有物种保护基金的克莱尔-巴伯说:“我们认为只能复活同灭绝物种相似的物种,从基因学角度上讲,不可能制造出完全相同的物种。你需要杂交在基因上接近欧洲野牛的物种。如果现在还有保持着欧洲野牛特性的物种的话,那么这一计划就是可行的。

这无疑是令人振奋的计划”

如果意大利科学家的计划最终成功,人们还将面临另一个难题:如何制服像犀牛一样易怒、庞大的欧洲野牛。“即使今天的野牛已很难对付,而对付欧洲野牛将更为棘手。欧洲野牛将比目前存活的野牛大许多,而且极为危险。”

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