【科技聯播】間歇性禁食可能引發健康危機?暗物質探索再遇挑戰
以下是科技聯播第 4 期主要內容速覽:
1. 繼中國率領團隊後,科學家再次試圖捕獲引力子
2. 歷時 280 天的暗物質地下探測結束,結果令人失望
3. 間歇性禁食的小鼠更易產生癌前息肉
4. DeepMind 員工聯名呼籲公司放棄軍事合同
5. 聯合國將爲加沙 64 萬名兒童接種脊灰疫苗
01 繼中國率領團隊後,科學家再次試圖捕獲引力子
現在的物理學有一個終極問題,廣義相對論和量子力學可以統一嗎?而其中的關鍵就是引力的量子化,也就是引力子是否存在?
自然界的四種基本力,除了引力之外的電磁力、弱力和強力都已經被成功量子化,並且也在標準模型中可以被統一描述。
最近斯德哥爾摩大學的皮科夫斯基團隊提出了一種或許可以檢測到引力子的方法。這個方法的思路受到了光電效應的啓發。愛因斯坦正是通過解釋光電效應確定了光量子的存在,並且還因此獲得了諾貝爾獎。
光電效應是指電子在吸收光子的時候會有一個能量的下限,凡是低於這個下限的能量都不會被電子吸收。
類比起來,光子是電磁波的量子化,引力子就是引力波的量子化,如果引力波真的能被量子化,那麼一個物質在吸收引力波的時候,也應該有類似光電效應的情況。
而這裏的難點是,引力波的吸收很難被直接測量到。皮科夫斯基團隊則是提出了一個叫“聲波諧振器”的裝置(acoustic resonator),看起來就像是一個非常重的圓柱體。其實就是一個類似於韋伯棒(Weber bar)的裝置,最早由約瑟夫·韋伯發明。
皮科夫斯基研究小組的最新研究結果表明,下一代量子傳感器可以捕捉到引力子
這個裝置可以將吸收到的引力波變成震動,也就是聲波。然後只需要通過測量聲波就可以知道引力波是否也具有類似光電效應的現象。
至於這個裝置的參數,則是這個團隊基於激光干涉引力波天文臺 LIGO 在 2017 年觀測到的 2 箇中子星碰撞後的引力波計算而來的。
LIGO 漢福德天文臺
這並非人類第一次試圖捕獲引力子的蹤跡。在今年 3 月 27 日,由中國科學家率領的國際科研團隊便首次觀察到了引力子在凝聚態物質中的“投影”,並同樣將結果發表在了《自然》期刊上。
02 歷時 280 天的暗物質地下探測結束,結果令人失望
關於宇宙的未解之謎,有“兩暗一黑三起源”的說法,其中兩暗就是暗物質和暗能量。而“兩暗”裏的暗物質問題又是最有希望被解決的,因爲關於暗物質我們現在至少還可以提出一些模型,暗能量則是毫無頭緒。
暗物質很多候選理論,其中弱相互作用大質量粒子(WIMP)被認爲是暗物質的主要候選粒子之一。
LUX-ZEPLIN(LZ)是一個位於美國的地下研究設施,它也是世界上最大的暗物質探測器之一。它距離地面有 1.6 公里,可以有效減少宇宙射線的干擾。設施中充滿了 7 噸的液態氙。
LUX-ZEPLIN(LZ)的地下示意圖,圖中的 1 mile(1 英里)約等於1.60934公里
根據模型預測,WIMP 應該是質子質量的 10 到 1000 倍,並且不受電磁力影響。我們之所以能站在地面,不會掉下去,就是因爲地面的電磁力提供了支持。
所以,如果 WIMP 真的在宇宙中存在,那它們將會幾乎沒有難度地穿透 1.6 公里的阻礙,然後有很小的概率撞擊到液態氙的原子核上。因爲弱力作用的過程會產生可被觀測到的光電信號。
結果是,LUX-ZEPLIN 在爲期 280 天的觀測裏沒有發現暗物質存在的任何跡象。
LUX-ZEPLIN(LZ)中央探測器組裝完畢,還未深入地下時的畫面
這個結果並不讓人意外,因爲在第 2 期科技聯播裏我們就介紹過,8 月 7 日我國的高海拔宇宙線觀測站 LHAASO,對重暗物質粒子所產生的高能伽馬射線信號進行搜尋並給出暗物質粒子性質最嚴格的限制——也就是沒有發現任何暗物質存在的證據。
波普爾認爲,科學理論的關鍵在於是否可被證僞。也就是說,一個科學模型的宿命就是要麼被證實,要麼被證僞。WIMP 屬於不幸的那一類,不知道引力子的運氣如何。
03 間歇性禁食的小鼠更易產生癌前息肉
近些年來用輕斷食的方式減肥的人越來越多,其中還分出了 168 法、52 法等不同流派。
168 法是一天 24 小時裏 16 個小時完全不喫食物,剩下的 8 個小時不控制飲食;52 法是在一星期的 7 天中,選擇 2 天只攝入平時 25% 的熱量,其他時間正常。
輕斷食
輕斷食法在減肥上肯定是有用的,畢竟能量是守恆的,只要遵守要求沒偷喫,總攝入的能量就會減少。
很多研究表明,輕斷食除了減肥之外還有延緩衰老、改善身體指標等額外好處,甚至能促進神經再生和修復。
8 月 21 日,《自然》期刊又發表了一篇關於“間歇性禁食”的論文。
來自麻省理工和埃森大學的團隊在研究小鼠時發現,“輕斷食”的確會帶來種種好處,但是這些好處並非毫無“代價”。
研究中將小鼠分爲三組:斷食 24 小時的小鼠,斷食 24 小時後再進食 24 小時的小鼠,以及想喫就喫的小鼠。
研究結果表明,在斷食後再進食,小鼠機體尤其是腸道幹細胞(ISC)增殖速度最快。而正是這些幹細胞促使了腸道內壁的修復和再生。活躍的幹細胞更容易發生癌變。研究表明,斷食後再進食的小鼠與完全禁食狀態下的小鼠相比,也的確更容易產生癌前息肉。
研究者猜測,禁食後再進食期間的幹細胞活躍,會讓它們處於一種脆弱狀態,這個階段更容易受到損傷 DNA 物質的影響,發生癌變。
其實一直以來對於斷食是否真的有除了減肥之外的其他收益,並沒有一個科學定論,正方和反方都有許多論文發表。
早在 2017 年的時候,就有國外媒體報道過在硅谷流行的輕斷食熱潮。
當時曾經擔任獨角獸企業 Evernote CEO 的 Phil Libin 就聲稱自己正在進行輕斷食,在這期間他除了減重 40 斤之外,還“變得心情更好,更有專注力,而且感覺到源源不斷的能量”。除了更健康,輕斷食也讓他成爲了更好的 CEO。
對於這些硅谷精英來說,減肥只是輕斷食的副產品,而能讓自己更成功纔是更根本的驅動力。爲了達到這個目的,即便是一些不成熟的研究成果他們也願意相信並且願意親自嘗試。
而這些硅谷精英們也爲自己的行爲賦予了一個前衛的概念——“黑客”,標榜自己是“生物黑客”(Biohacking)或“生活黑客”(Lifehacking)。
其中核心的特點就是,他們總是願意冒險使用未經長期驗證的所謂“最新研究”去提高自己生活、工作和學習的效率。
這種“黑客”作風現在也成爲了硅谷精英們的文化潮流。
2013 年開始流行起來的防彈咖啡,利用了當時非常流行的“生酮飲食”的理念,號稱不只可以快速燃燒脂肪,還可以快速補充精力。而發明它的是一名硅谷技術主管。
“防彈咖啡”是黑咖啡、草飼黃油和椰子油的混合物
2021年,斯坦福大學神經生物學教授安德魯·休伯曼創辦了Huberman lab播客,讓多肽治療成爲硅谷新潮流。安德魯·休伯曼認爲肽是介於“補充劑和處方藥之間”的藥品,根據效果定期注射多種肽藥物可以改善身體狀態和延長壽命。安德魯·休伯曼本身也在身體力行多肽療法,但是他曾經服用並且認爲可以抗衰老的 NMN,也就是 β-煙酰胺單核苷酸,現在已經被學術打假爆出醜聞。
2023 年 4 月,美國科技富豪布萊恩·約翰遜,希望通過和自己 17 歲兒子換血的方式延長自己的壽命。他這麼做僅僅是因爲有科學研究表明,將年輕小鼠的血液輸送給老年小鼠,可以延長老年小鼠壽命。
布萊恩·約翰遜(中)與父親和兒子進行三代人換血
精英們願意拿自己冒險我們可以表示尊重,不過作爲普通大衆,我們一定要明白“潮流的歸潮流,科學的歸科學”。“生物黑客”更多還是硅谷的這些新派精英將自己和別人區分開的“新奢侈品”,真正嚴肅的科學研究不是在自己身上扎幾針“親測有效”就可以得出結論的,而是要像馬斯克一樣投入真金白銀做出一個 Neuralink。
04 DeepMind 員工聯名呼籲公司放棄軍事合同
8 月 23 日,據《時代》週刊報道,今年早些時候,谷歌旗下的人工智能部門 DeepMind 近 200 名員工聯合簽署了一封內部信,呼籲這家科技巨頭終止與軍方機構的合同。他們聲稱,AI 實驗室的技術正在被出售給參與戰爭的軍事組織,這違反了谷歌當初制定的人工智能規則,並且也背離了 DeepMind 創立時所秉持的初衷——“以解決複雜問題和推動全球積極影響爲導向來推進 AI 領域發展,造福全人類”。
DeepMind 成立於 2010 年,於 2014 年被谷歌收購。在 2016 年的“人機大戰”中,擊敗了 14 次圍棋世界冠軍李世石,徹底改寫了圍棋傳統生態的 AlphaGo,便是 DeepMind 最爲大衆所知的神經網絡模型。在今年 5 月 8 日,DeepMind 發佈了最新的 AlphaFold3——一款可以用於預測蛋白質、DNA、RNA、小分子等幾乎所有生物分子結構和相互作用的人工智能模型,並將結果發表在了《自然》期刊上。從這些成果來看,DeepMind 似乎一直在良好地踐行着它的初衷。
位於英國倫敦的谷歌 DeepMind 總部
尤其在當初,DeepMind 被谷歌收購的談判過程中,三位創始人更是堅持在收購協議中強調了兩個條件用以維護他們的理想:一是禁止谷歌將任何 DeepMind 技術用於軍事目的;二是要求谷歌設立一個獨立道德委員會,負責監督 DeepMind 通用人工智能技術的使用。
其中,第二個條件已經實現。2017 年 10 月,DeepMind 正式宣佈成立了倫理和社會部門,旨在專門研究人工智能帶來的社會倫理問題。但第一個條件現在看來卻已被谷歌辜負,此次被披露的內部信中提到,谷歌在與包括以色列、美國在內的多個政府和軍方機構簽訂的銷售協議中,涉及了許多 DeepMind 內部開發的 AI 模型,並進一步被認定直接幫助了以色列在加沙地帶的大規模監視行爲,以及轟炸行動時的目標選擇。
在 8 月中旬,誤將網絡直播當作私密分享會的谷歌前 CEO 埃裏克·施密特,因爲講了很多大實話而被關注。其實很多人並不知道,施密特一直和軍方關係緊密。2016 年到 2020 年,他擔任過美國國防創新委員會的主席。2018 年至 2021 年期間,他擔任國家安全人工智能委員會的主席,專注於如何利用人工智能來增強美國的國防能力。在2023年,Schmidt 創辦了一家名爲 White Stork 的軍事無人機公司,專注於開發使用人工智能的無人機。
谷歌前 CEO 埃裏克·施密特
谷歌一直都以“不作惡”作爲自己公司的信條,但是和軍方的緊密關係很難不讓人產生懷疑,“不作惡”的信條還剩下多少。
不過也有幸運的一面,畢竟他們的員工們還可以要求自己不參與軍事項目,而不被認爲是叛國行爲。
05 聯合國將爲加沙 64 萬名兒童接種脊灰疫苗
8 月下旬,加沙一名 10 個月大的嬰兒被確診感染脊灰。這是 25 年來在加沙首次發現此類終身致殘疾病。早在今年 7 月,在加沙的廢水樣本中就發現了脊灰病毒。
脊灰病毒示意圖
在科技聯播第 2 期,我們介紹過脊髓灰質炎疫情非常特別,它從 2014 年開始被認定爲“國際關注的突發公共衛生事件”以來,持續 10 年至今仍然未被宣佈結束。
脊髓灰質炎,也即俗稱的“小兒麻痹症”,除了靠糞便-口腔傳播之外,還可以靠水傳播,防護起來非常困難。在上世紀 90 年代、2000 年前後,因爲疫苗的普遍接種,這個病才逐漸淡出人們的視野。甚至一度認爲這個病已經像天花一樣在自然環境中消失,許多地區都不再要求接種脊灰疫苗。
但是很不幸,2014 年前後還是發現了自然感染的病例。這種情況的出現就代表着,脊灰病毒這種作爲疫苗可以預防的最嚴重的疾病之一,並沒有被完全消滅。在許多地區並沒有繼續接種疫苗的情況下,如果脊灰病毒再度傳播開,後果將不堪設想,這也是爲什麼世衛組織一直如此關注和重視。
9 月 1 日,聯合國正式發文宣佈,將開始爲加沙 64 萬名 10 歲以下的兒童進行脊髓灰質炎疫苗的接種。考慮到加沙已經經歷了近 11 個月的戰爭、大量人員傷亡、民衆流離失所,開展這場運動堪稱一項“與時間賽跑”的巨大挑戰。
聯合國在加沙開展大規模脊灰疫苗接種活動
好,這就是本期想跟你聊的幾條有亮點的科技新聞,你對哪條新聞印象最深刻?歡迎留言告訴我們,咱們下期再見。