渺小而伟大——每周科那个幻[100期]

作者:吕默默来源:蝌蚪五线谱发布时间:2018-03-08

大红斑是木星表面最著名的特征性标志,它的形成一直都是一个谜,以现在的科技水平,人类可能永远不可能搞清楚,这让我们不由得感叹人类的渺小。

渺小而伟大的人类 图自网络

渺小而伟大的人类 图自网络

宇宙的年龄超过130亿岁,地球的年龄也不少于40亿年,但算上远古人类,我们也不过短短几百万年的历史。无论时间还是空间尺度上人类甚至都算不上宇宙里的一小撮“细菌”,但仍试图在认知这个宇宙。从几百年前发明望远镜,我们开始了解宇宙另一头发生了什么,如今也正在探知微小到纳米尺度的微观世界正在发生的事情。这似乎有些不可思议,可这就是人类,一个奇怪而坚韧的物种。人类是渺小的,同时也很伟大,宇宙中还有类似的生命吗?这不,科学家通过人工智能找到了拥有八颗行星的第二太阳系,基因编辑技术已经从纳米级别改变着人类。本期我们就来聊一聊渺小而伟大的人类,以及相关的科幻作品。

围绕恒星“开普勒-90”(Kepler-90)旋转的有8颗行星 图自网络

围绕恒星“开普勒-90”(Kepler-90)旋转的8颗行星 图自网络

1、 第二太阳系

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美国国家航空航天局(NASA)宣布,谷歌人工智能对开普勒望远镜获得的数据进行分析后,“揪出了”围绕恒星“开普勒-90”(Kepler-90)旋转的第8颗行星“开普勒-90i”,这使得恒星“开普勒-90”与太阳“并驾齐驱”,成为目前发现的拥有最多行星(8颗)的恒星系统。“开普勒-90”恒星距离地球2545光年,位于天龙座。专家表示,“开普勒-90”和其行星组成的行星系统就像一个迷你版的太阳系,内侧是小行星,外侧是大行星,只不过,行星之间更“亲密”一点。尽管如此,在孕育生命方面,“开普勒-90”并不比其他行星系统更有优势。

观点:

这些年来随着技术的更新,第二太阳系、第二地球发现的并不少,这则新闻提到的第二地球其实并不适宜人类生存——大小是地球的1.3倍,更靠近恒星,公转周期只有不到15天的时间(半个月过四季?),白天温度将近500摄氏度,什么水分都不剩了。倒是新闻中提到应用于搜寻恒星系的人工智能比较引人注意。所有技术都是以前的,但人工智能能以更快的速度搜星,比以往要快许多。这对于科学家是个好消息,随着人工智能更智能,能帮我们做的事情也会越来越多。渺小的我们,也许在不远的将来可以制造出真正的人工智能来有效地帮助人类。

笔者推荐的是科幻电影《人工智能》,当AI对我们的爱超过我们对它的,这将是一个什么样的世界呢?

木星表面大红斑的形成一直都是一个谜 图自网络

木星表面大红斑的形成一直都是一个谜 图自网络

2、 大红斑的深度

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大红斑是木星表面最著名的特征性标志,它其实是一团激烈的沿逆时针方向运动的下沉气流,也就是一个巨大风暴。近日,科学家分析探测器的观测结果发现,这个木星巨型风暴其实从木星表面下探极深:木星表面的气体进行旋转,形成了温度极高的大漩涡,导致了木星大红斑的出现,而该漩涡向木星内部“植入”极深,深度可达349千米,是地球海洋深度的50倍至100倍——以我们地球上的太平洋为例,平均深度约为4千多米。

观点:

我们现在知道半人马座的α其实是一个三合星系统,也就是由三颗恒星构成的恒星系。各位朋友可知道太阳系也非常有可能变成双星系统?另一颗潜在的恒星就是一直被“忽略”的木星。这颗行星上另一个有趣的点是大红斑。大红斑的形成一直都是一个谜,以现在的科技水平,人类可能永远不可能搞清楚,这让我们不由得感叹人类的渺小。不过,渺小的我们也曾设计出来“朱诺”号探测器飞越亿万公里与木星相会。木卫二还是太阳系最有可能发现地外生命的地方,这一切都令我们着迷。假如引爆木星成为第二个太阳,那我们的太阳系会变成什么样子呢?笔者推荐的是阿瑟·克拉克的《2010:太空漫游》,木星被引爆后的太阳系何去何从,来读一读这本书吧。

现在还不知道上百亿的神经元如何进行有效的信息处理 图自网络

我们现在还不知道上百亿的神经元是如何进行有效的信息处理的 图自网络

3、 脑科学与人工智能

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清华大学自动化系教授、中国工程院院士戴琼海介绍,随着卷积神经网络和深度学习的快速发展,人工智能的发展态势已经超过了预期,但人工智能和人的智能尚有难以逾越的距离,只有通过建立脑科学与人工智能的桥梁,才能产生质的飞跃。

“我们现在还不知道上百亿的神经元如何进行有效的信息处理。”戴琼海说,脑科学要作用于人工智能,首先要进行脑成像研究,建立起大脑神经元的动态连接图。通过计算成像获取海量神经元的结构和动态功能整合数据,将神经科学和数据科学相结合,揭示大脑的认知模型,从而推动人工智能的跨越式发展。

观点:

脑科学与人工智能碰撞会有什么样的火花?科学家想了很多,也做了很多,首先需要把人脑内部神经结构搞明白——神经元是如何传递信息的,这样才能研究出更好用的人工智能。但人脑有上百亿的神经元,细胞更是以万亿计算,倘若只是人工来分析,不知道要到什么时候。这就需要人工智能学会如何分析。但让人工智能归类数据,需要其拥有更智能的算法,这不是矛盾吗?

笔者曾经有个想法,把研究用的人脑切片,然后用散裂中子源在分子层面研究结构,最后用超级计算机来分析,也许会得到人脑最详细的构成图。这是一个超大的工程,同样需要先进的算法和程序。笔者推荐的是阿瑟克拉克的《神的九十亿个名字》。

生物钟能按照24小时一个周期循环调控地球生物的活动 图自网络

生物钟能按照24小时一个周期循环调控地球生物的活动 图自网络

4、 生物钟与免疫系统

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生物节律所描述的生物钟,能按照24小时一个周期循环调控地球生物的活动。爱尔兰都柏林大学圣三一学院研究人员金斯顿·米尔斯、安妮·库提斯及其同事,证明了免疫应答的诱导和自身免疫的调控受一天中免疫系统调节时间的影响。研究人员以小鼠为模型生物,发现一个主要生理基因BMAL1,BMAL1负责感知时间提示,并根据这些提示来抑制炎症。BMAL1的缺失或免疫系统在中午而非午夜工作,会加重实验性自身免疫性脑脊髓炎(多发性硬化症小鼠模型)。

观点:

2017年诺贝尔生理学和医学奖颁给了三位在生物节律方面有重大发现的科学家,科学家在分子层面上解释了生物的节律行为。近期还发现癌细胞可以更改宿主细胞的生物钟,以此获得更多的营养为癌细胞增殖做铺垫。假如医生在适当的时候使用正确的药物,调节细胞的节律,就很可能把癌细胞饿死。同理,也将对免疫系统起作用。

在不远的未来,当科学家完全破解人类身体各种细胞的秘密时,人类永生就不再是梦了。笔者推荐的是科幻小说《血音乐》,基因工程专家弗吉尔违反公司规定,利用实验室设备研制微小智能生命体。并将其注入自己的血液,这群毫不起眼的小家伙将彻底改变整个世界。

用CRISPR技术对β地中海贫血病患的血细胞进行基因修改,从而治愈该疾病 图自网络

用CRISPR技术对β地中海贫血病患的血细胞进行基因修改,从而治愈该疾病 图自网络

5、 战胜遗传病

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美国《麻省理工技术评论》杂志近日报道,生物科技公司CRISPR基因编辑技术目前最大的卖点,即将其“变身”为一种精准的基因疗法来对付疑难杂症。其中一家基因编辑治疗公司(CRISPR Therapeuics)日前表示,他们计划在人身上测试这一想法,现在已准备就绪。这家初创公司发表公告称,他们已向欧盟监管机构递交申请书,希望尝试用CRISPR技术对β地中海贫血病患的血细胞进行基因修改,从而治愈该疾病。如果获批,临床试验将于明年启动。

观点:

近期中国科学家攻克了克隆猴的技术难题,在非灵长类克隆技术上取得了长足的进步,意义重大。这项技术结合新闻中提到的技术,更是如虎添翼。通常新技术和新药物最先用在小白鼠身上,然后是灵长类动物,如今有了遗传背景完全一致的克隆猴,对照实验就更有说服力,更能精确找到导致遗传类疾病产生的“坏”基因,加快这一进程。也许在不远的将来,科学家在实验室“修改”出完美的人类将不再是幻想。

人类是渺小的,一颗不大的陨石就能毁灭人类。人类是伟大的,从一团原生质发展到今天可以到达其他星球的智慧生物,这是多么伟大的跨越啊。笔者推荐的是《人类简史》,渺小又伟大的我们是如何一步一步走到今天的呢?来读这本书吧。

本期就到这里,我们下期再见。


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