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這一年,科技待解的謎題一籮筐

雖然科技的突飛猛進大大深化了人類的科學認知,為人們闡明了一個又一個真相,但是我們生活的這個大千世界,依然有太多謎題待解。

2018年,我們探尋了巨石陣和納斯卡線條隱藏的秘密;深挖了尼安德特人滅絕和寧武萬年冰洞形成的種種可能;梳理了蜥腳類恐龍長成“巨無霸”和斑馬“條紋控”背后的因由……這一年,一個又一個謎團雖然未能解開,但我們試圖用科學之光將其照亮。

1 誰“干掉”了尼安德特人

尼安德特人,簡稱尼人,是一群生活在距今15萬年到3萬年前的古人類。長久以來,關于尼安德特人為什么滅絕一直眾說紛紜。

有人指出,尼人的滅絕可能與氣候變冷有很大關系;也有人認為,尼人在與現代人祖先競爭中敗北;還有人表示,尼人的群體規模較小,并且有一定的近親繁殖現象,不同群體之間基因交流較少,這導致了尼人的滅絕……然而這些推測沒有一個得到了百分之百的證實。

近些年,人們通過尼人的基因組草圖,了解到尼人其實對于我們現在歐亞人群的基因有1%到4%的貢獻。“如果從尼人的整個譜系來說,他們應該算是滅絕了。但是也不能說他們的基因完全沒有蹤跡了,因為他們的基因在我們的體內還是有一些的,雖然比例很少。如果能把全世界歐亞大陸人群里每個人有尼人基因的不同部位重新拼合成一個人,這個人能夠有將近20%的基因組含有尼人基因,但是分到每個人的時候就非常少了。”中國科學院古脊椎動物與古人類研究所古DNA實驗室主任付巧妹說。

隨著古DNA測序技術的發展,有關尼人的研究成果不斷增多,但是到底尼人是怎么沒的,到現在仍然是科學史上的一樁謎案。

2 巨石陣的用途是什么

作為英國最熱的旅游景點之一,巨石陣在索爾茲伯里平原上巋然屹立了4000多年。關于巨石陣怎么來的,擺在那里又用來干什么,多年來不僅困擾著蕓蕓眾生,也困擾著考古學家。

今年4月,英國地質學家邁克·皮茨推斷,建造巨石陣的部分巨石可能在巨石陣建成之前就已經在那里了。而此前普遍認為,建造巨石陣所用的巨石都是從南威爾士彭姆布魯克郡的普雷塞利山上搬運過來的。

那么,當時人們建造巨石陣的目的是什么呢?有人說巨石陣是太陽神廟,有人說是祭壇,還有人說是天象臺……考古學家們對巨石陣的用途進行了各種推測,但其中大部分與宗教祭祀有關;然而,美國波士頓大學霍金斯教授通過仔細觀察和嚴密計算認為,巨石陣中巨石的排列可能與太陽和月亮在天空中運行的位置有關,巨石陣也許是一座推算天文歷法的古天文臺。除此之外,還有一個對巨石陣用途最新奇的說法,一些科學家的研究成果顯示,巨石陣或許曾經是一種古代樂器。

一直以來,都沒有人知道巨石陣的真正用途,古老的傳說和人們的種種猜測,為這個遠古遺跡增添了幾分神秘色彩。

3 掰手指怎么會發出響聲

掰手指會響這是件很正常的事情,但是科學家們卻一直在試圖弄明白為什么手指能夠掰響。對于掰手指會響的原因主要有兩種解釋:“氣泡潰滅說”和“氣泡形成說”。

“氣泡潰滅說”認為,在關節處,關節囊與關節面構成一個封閉的腔體,腔體內存有一種叫作滑液的潤滑劑。當你伸展關節時,滑液會析出氣體,這些氣體形成氣泡,而當你按壓關節時氣泡就會因破裂而發出清脆的響聲。

然而,加拿大艾伯塔大學康復醫學院的竺川村等人卻認為,響聲或許是氣泡形成時發出來的。通過對影像的分析,研究者們發現,當關節受到拉力時,關節面一開始并不會發生明顯的位移,而當拉力克服了阻力之后,關節腔會較快地發生拉伸,并產生一個黑色的氣體“空腔”。

湖南省衡陽市中醫醫院頸肩腰腿痛??漆t生周琪也表示,全身各處的正常關節之間都有個關節腔。當關節受到掰動或牽拉時,如果拉力超過關節腔的負壓,就會出現一個明顯的腔隙。周圍的氣體會急速向腔隙內擴散,與液體一起,發出清脆的響聲。

百年來,兩個陣營的科學家各執一詞爭論不休,到現在也沒能說清楚到底是哪種原因使得掰手指能發出響聲。

4 古人如何繪出納斯卡線條

納斯卡線條——一種只有在高空才能看清全貌的神秘地畫。這些地畫包括螺旋線、箭頭、鋸齒形和波浪線等線條;三角形、矩形和梯形等幾何圖形;蜂鳥、鯨魚、猴子、樹木和花朵等動植物圖案,以及一些無法辨認的圖形。學者們認為,這些地畫最早出現于公元前1世紀前后,線條集中于秘魯南部的納斯卡平原約500平方公里的區域內。

這些納斯卡線條動不動就幾百米長,站在地面上看,就是普通的或筆直或弧形的溝渠,只有坐上飛機以“上帝視角”才能一覽全貌,如果沒有人在空中指揮,這些線條和圖案就不可能產生。而2000年前,沒有飛行器,也沒有先進測量工具,在根本看不到全貌的情況下,古代納斯卡人是怎樣在荒原上設計和制造出這些巨大而對稱的圖案的呢?

德國女數學家瑪麗亞·雷奇猜測古納斯卡人很可能是在木樁間拉線作為畫線的標準,只要3個木樁在目測范圍內保持一條直線,那么整條線路就能保持筆直。而且納斯卡的荒原土地上層鋪滿了大大小小的深色石塊,而土地更深一層則是顏色較淺的泥土,如果把深色石塊搬走就會形成線條。而后來的考古調查發現,在一些線路的盡頭有地面木樁,這也支持了這一猜測。

此外,有人認為,這些巨大符號可能是先以合理的大小繪制圖形,再使用網格系統將圖形分成若干部分,然后在地面上將網格按比例放大,逐個繪制每個單獨網格中的圖形,最后將網格中的圖形匯聚到一起形成的。

不過,這一切都還是假說,真相有待進一步研究。在此之前,人們能做的就是保護好這些人類祖先留下的謎一樣的寶貴遺產。

5 腕龍咋就長成“巨無霸”

腕龍屬于蜥腳類恐龍,這類恐龍都是植食性恐龍,也是地球歷史上最大的陸生動物。雖然目前的研究還不能確定到底是什么因素使得蜥腳類恐龍如此巨大,但研究人員從外部環境與恐龍自身特征等角度對此給出了多種解釋。

有人認為,可能是生存競爭使得蜥腳類恐龍長成了“巨無霸”,這樣它在攻擊、逃避、覓食、確立勢力范圍、爭奪雌性等時刻,都處于有利地位,同時也不用擔心自己受到食肉動物的攻擊;有人認為,蜥腳類恐龍在進食時不需要進行咀嚼,直接將食物吞下,這樣就省去了大量時間,因而可以在一定時間內吞下更多的食物。所以,它的體型也就長得特別大;還有人認為,蜥腳類恐龍體型龐大也可能與其生長速度有關;此外,獨特的繁殖方式以及像鳥類一樣的呼吸系統也是促成其身軀龐大的重要原因。

以上這些解釋可能都對,也可能有些因素并不重要?;蛟S蜥腳類恐龍如此巨大并不是單一因素決定的,而是在內外因素的共同作用下,它們才擁有了無與倫比的龐大身軀。

6 寧武冰洞萬年“高冷”為哪般

山西寧武萬年冰洞是我國最大的冰洞,也是中緯度地帶最大的冰洞,更是世界上迄今永久凍土層以外發現的罕見大冰洞。經中科院地質研究所洞穴專家考察認定:此洞形成于新生代第四紀冰川期,距今約300萬年。

關于寧武萬年冰洞的形成原因,至今都是地質界爭論的焦點,科學家們對此提出了各種猜測。

有些專家認為,是冰川運動使大量的冰涌進了寧武縣一個沖刷成形的洞中,形成了今天這個非常神奇的萬年冰洞。但是,如果冰是同時期涌入的,冰的形成年代應該一致,然而經過專門取測后科學家發現,洞里冰的年齡卻各不相同。也有人推測,很可能萬年冰洞巖石下面也存在某種未探明的制冷機制,這種機制不僅能保持洞中的溫度,并且仍在日復一日地制冰。

中科院專家楊少華和石耀霖曾用數字模型研究萬年冰洞形成的原理,發現洞的形狀讓冬天的冷空氣可以進入洞穴,但是夏天的熱空氣卻進不去,所以形成了天然冰庫。中科院地質研究所專家陳詩才也認為,整個洞的形狀對洞內溫度的保持起到了很好的作用。

這諸多說法,不僅難以真正說清萬年冰洞的成因,反而使其更加撲朔迷離。

7 斑馬身上的條紋有啥用

今年7月,英國《科學報告》雜志官網發布的一項新研究顯示,條紋并不能幫助斑馬“降溫”。其實關于斑馬條紋的作用,早在100多年前人們就展開了爭論,甚至連達爾文也曾參與其中,但直到現在,依然眾說紛紜。

昆士蘭大學的科學家馬丁·郝認為,斑馬的條紋樣式可以產生一種視覺假象,在斑馬成群運動的時候這種迷惑性特別強大,能幫助斑馬在關鍵時刻逃離食肉動物的魔爪。

有科學家研究發現,虻科昆蟲會比較喜歡純色反射的整齊光譜模式,而斑紋圖案反射回的是多種光圖樣。因此,與純色相比,斑紋圖案對虻科昆蟲的吸引力更低;還有專家認為,條紋會擾亂昆蟲大腦,讓昆蟲們覺得這種表面不易降落。中國科學院動物研究所博士、中國科普作家協會會員張勁碩比較認同斑馬的條紋有利于“防蚊蟲叮咬”的說法。他指出,條紋會影響偏振光,模糊昆蟲的視線。

此外,也有研究者認為,通過相互觀察條紋,斑馬可以認出彼此以及它們的家人。達爾文曾寫道:一只母斑馬不會接受一只公驢的求愛,除非那只公驢被涂上條紋,看上去像一只斑馬。

雖然科學家提出了有關斑馬條紋功能的多種不同解釋,但是至今也沒有哪種說法能夠獲得一致認可,這一謎題還將繼續困擾我們。

8 大腦的錯誤記憶因何而來

大腦,雖然是人體的最高司令部,控制、指揮著人的一切行為活動,但是我們對它卻知之甚少。

比如,關于“大腦中錯誤的記憶是怎么來的”目前還是個謎,科學家雖然提出了多種解釋,但仍然莫衷一是。

有科學家指出,人受到情緒影響,尤其是受強烈情緒影響的時候,會對某些事物特別注意。此時,人們的注意范圍會變得狹窄,自己感興趣的一些細節記得非常清楚,而另一些同樣比較重要的細節會完全忽略。這樣,在不經意的時候就會產生一些記憶上的錯覺。

同時,人們在看到一些不連貫的事物時,會不自覺地將自己所看到的片段組合成一個很有邏輯的畫面,這也可以導致記憶的扭曲。

也有心理學家認為,記憶是一個信息編碼的過程,人們獲得信息以后首先會對其進行歸類,然后命名,最后再將歸類后的命名儲存在大腦里;相應地,回憶就是一個信息解碼的過程。這兩個過程都具有主觀性,由于主觀因素的存在,所以在信息編碼和解碼的過程中很容易出現錯誤。

不過,對于錯誤記憶發生時,大腦究竟發生了什么?還有待科學心理學的進一步研究,目前為止并沒有統一的說法?,F在能肯定的是它的產生跟神經元有關系,并且能證明的是大腦參與制造錯誤記憶的部位不同于儲存真實記憶的部位。大腦依靠連接海馬和海馬前回的白物質活動來儲存真實的記憶,而錯誤記憶具體在哪還沒有答案,并且錯誤記憶的多少主要與白物質有關。

相信隨著科研人員的深入研究,遲早會揭開這些問題的神秘面紗。

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