有哪些需要几代人才能完成的科学实验?
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知乎用户 Takaki 发表
说一个目前世界上持续时间最长的科学实验,到现在这个实验已经持续了 139 年,而且还要一直到 2100 年才会结束。
这个实验的设计者,是一个叫 William James Beal (March 11, 1833 – May 12, 1924) 的植物学家。
因为他的那个年代还没有除草剂,对于农民来说除草是农作中最冗长乏味的一项体力工作。当时他想帮农民们解决一个困扰了他们几百年的答案,究竟要拔多少次野草,它们才会完全停止生长?他进而研究,并意识到要想找到这个问题的答案,就必须要研究出植物种子到底可以在土壤里休眠多久,为此他设计了这样一个实验:
In 1879 Beal started one of the longest running experiments in botany. He filled 20 bottles with a mixture of sand and seeds, with each bottle containing 50 seeds from 21 species of plant. Then the bottles were buried, their necks pointing down to exclude water. The goal of the experiment was to unearth one of the bottles every five years, plant the seeds, and observe the number that would sprout. Later caretakers extended the experiment by opening a bottle once every decade, and later, every two decades. The most recent bottle was unearthed in 2000, and 2 of the 21 plant species sprouted. The experiment is still running, with the next bottle due to be tested in 2020, with the end of the study due in 2100.
他收集了 23 种植物的种子,找了 20 个窄口瓶,每个里面放 50 颗种子,并放点微微潮湿的沙子用来模拟土壤,在 1879 年的秋天,他在密歇根州立大学的校园里选了一个秘密地点,将这 20 个瓶子埋了起来。
Beal 当时的计划是,每隔 5 年他会挖出一个瓶子,将里面的种子取出种植,检验种子是否会发芽。 这样一共 20 个瓶子,100 年的时间。
终于,他在退休前一共等了 30 年,并开启了 6 个瓶子。
在他退休之后,为了使实验能够继续下去,他就将此交给一个年轻同事负责,后来这个同事又传给了后面的人,一代一代的继承下去。
据说为了不让整个实验受到无关人等的破坏,他们每次只能指定一个负责人, 这一个人是他们最值得信任的,来继承以前的数据和这个实验的一切,一直到被选定的这个人守卫这个实验几十年,退休前再把整个实验交给另一个他最信任的人,就好像是在进行秘密活动一样。
一直到 1920 年,当时这项实验的掌管人发现每次实验结果都很一致,都是同一种植物的种子发芽。为了进一步确认实验结果,这个掌管人做了一个决定,将开瓶的间隔时间从 5 年延长到 10 年,而在他之后的那个掌管人,又把开瓶时间延长到 20 年,原计划 100 年的实验时间就这么被拉长了。
就这样,掌管人一代一代的流传。而且一个掌管人在他的职业生涯里也许只有一次开瓶实验的机会,但他们依旧把这个当成一个神圣的事情。 每到时间,他们就会去秘密地点挖出一个瓶子,把种子拿出来种植,最后记录实验结果。然后在他们即将要退休的时候,选出下一个掌管人,把实验的地点和继承的数据结果交给他。
不过一直到现在,农民们已经有很多现代的除草方法,这个实验似乎已经失去了最开始的价值和意义,但很多人还是很想知道这个实验的最终结果,所以这个实验就一直这么进行着。
目前为止已经有 15 个瓶子被打开,发芽能力最强的是鹅毛蕊花,一种在美国很常见的植株。
现任实验的负责人是 Telewski 教授,开瓶实验的时间是 2000 年的春天。 下一次将会在 2020 年。
Telewski 说,在 1980 年那一年,他还只是这里的一个研究生,当时他也只是知道他们这有这么一个实验,知道那一年他们开了一个瓶。
但是他当时自己也没意识到自己居然会成为一个掌管人,也没有想到自己居然有机会能够开一个瓶子,现在他已经在物色他的继任者,寻找着下一任掌管人,他们最终的计划是在 2100 年开启最后一个瓶子,似乎掌管人在他们心目中有种神圣的职责,就这么一直延续下去……
知乎用户 容謹 发表
可能是史上最无聊的实验 - 沥青滴落. 这个实验是吉尼斯上全球持续时间最长的实验, 管理人換过三个了.
这是昆士兰大学测试沥青粘度的实验, 自 1927 年开始. 每一滴高黏度沥青要約 10 年的时间才能滴进漏斗下面的烧杯中. 第一滴沥青在 1938 年滴出、接下来是 1947、1954、1962、 1970、1979、1988、 2000 和 2014 年。按实验结果可计算出沥青的黏度大约是水的百亿到千亿倍。
每滴沥青滴落所花的时间
这实验大概还可以再玩百多年吧…
知乎用户 盐选推荐 发表
20 世纪末,美国印第安人的肥胖和糖尿病比例高达 60% 以上,这是一个惊人的比例。
这引起了美国卫生部门的高度重视,从那时开始,一些生命科学家、人类学家和历史学家一起工作,试图寻找原因。
生命科学家的发现通过小白鼠实验,发现了三个结果:
- 第一,如果小白鼠怀孕时严重营养不良,生下来的第二代就会体重过低,而且,第二代小白鼠体内蛋白质、脂肪和胰岛素的平衡会被打破;
- 第二,这些第二代小白鼠如果在青春期遇上充足的食物供应,就会不可抑制地肥胖;
- 第三,上述两个机制会延续两三代。
为了证明人类也需要相似的情况,就也需要像小白鼠实验一样,跟踪研究两三代。
最后,历史学家系统分析了美国医院病历档案,发现上述三条来自小白鼠的实验结果也适用于人类。
在 19 世纪最后几十年到 20 世纪初期,印第安人被白人驱赶着走向西部,失去土地。这就是我们中学历史课本上讲到的印第安人的血泪西迁之路。
可以安全地假定,在西迁之路上,印第安人流离失所,必定有不少妈妈孕期严重营养不良,生下低体重婴儿,这些孩子体内的胰岛素、蛋白质和脂肪的平衡被打破了。
为简单起见,让我们考虑西迁后期,看看 20 世纪前后几年出生的印第安人,当他们进入青春期,正好遇上美国的经济调整,政府给印第安等弱势群体提供食物补助。
因此,这些体内胰岛素、蛋白质、脂肪平衡被打破的青春期印第安人,遇上了充足的食物供应,就开始不可抑制地肥胖。
而且,这个机制会延续两三代,也就是会延续到六七十年代出生的人群,而这些人群正是今天印第安人的主体。
这个案例听起来可能有点复杂,但它传达的一个基本思想是:
那些你没有亲身经历过的社会历史也有可能会被记录在你的身体里面,而且还有可能遗传好多代。
同样,这种问题不仅在美国,中国也有因此原因而造成的大批肥胖患者。
回想 1959-1961 年的三年自然灾害,我们可以很合理地假定那段时间出生的一部分人,体内胰岛素、蛋白质和脂肪的平衡被打破了,而他们青春期的末尾,正是经济复苏、物质生活水平开始提高的时代,他们开始不可抑制地肥胖。
对他们的第二代和第三代孩子,相同的机制还在延续,也就是说,肥胖、糖尿病还在遗传。
所以,我们不能简单地把肥胖、糖尿病问题归结于麦当劳、吃糖过多造成的。
这在人类学中是一种「社会与生物协同进化」的结果。
从协同进化理论出发,我们看到,可能更深层次的原因在于,我们的社会历史与我们的身体一直在协同变化,以往的社会苦难衍生出了今天身体的问题。
请你回想,并对比一下你家中最近三代人最容易得的疾病的类型,看看它们有什么不同?
让我们来假定你家是父亲这一代才开始进城定居,那么:
- 你爷爷奶奶那一代:可能有风湿、关节炎等跟农业劳作相关的病。
- 你父母这一代:跟城市生活紧密相关的心血管疾病和其他慢性病,比如糖尿病。
- 而你这一代:快速变化的信息时代的疾病,如焦虑、抑郁等。
这些不同是如何出现的呢?
人类学对这个问题的回答,将让我们看到,在过去六七十年
知乎用户 尞祡 发表
我不太清楚这个事情在各位朋友眼中算不算科学实验。姑妄言之吧。
我们知道,在古代的很长时间里面,世界上唯一的科学可能就是天文学,而中国于此道颇有独到之处,以至于我们历史课本上还经常提及古时候的那些成就。
而中国古代天文成就在历史课本上最后一次出现,我印象里面就是这段了:
郭守敬的《授时历》推算出的一个回归年为 365.2425 天。
中国古代的回归年测量,是以冬至到来年冬至为准的。
所以在古代中国,测量回归年,则必得精确测量冬至时刻。
中国主要处在北半球中纬度地区,我们知道,冬至是理论上一年太阳最 “靠南” 的一天。
也是立杆测影,影子最长的一天,换成官话就是 “正午太阳高度” 最低的一天。
测量正午太阳高度的工具
然而通过这个其实根本测不出冬至时刻的。
2018 年冬至前后北京正午太阳高度
由上图可以看出,实际上冬至前后太阳高度变化非常微小,当然,影长数据还要加个正切来算。然而要是想靠这个测出冬至时刻,进而测出回归年长度,无异于痴人说梦。所以人们并不 靠这个测冬至时刻。
于是从祖冲之开始,人们选择几个离冬至比较远的时间点的正午日影长度,来反推冬至时刻:
以几个时间点反推冬至时刻 E
上图选择了 A、B、C 三个时间点的影长数据 a、b、c,A1 与 A 关于冬至点 E 对称。
这种方法可以比较准确的求得冬至时刻。
而只需要连续求两次冬至时刻,就可以算出求出一个回归年的长度了。
但是这样是不够的,测量和计算会因为种种原因产生误差。
想要像郭守敬一样得出 365.2425 这样精确的答案,必需想方设法降低误差才行。
怎么降低误差呢?
说起来容易的很。就是尽量把测量年数拉 长,一些小误差自然会被极大的被除数稀释掉。
但是做起来就难了,郭守敬算是高寿,也只是八十多年岁月而已。完全是不够看的。
郭守敬得出回归年长度的实验用了多久呢?
答案是 816 年!
前朝多位天文前辈的记录和计算,八百多年、六组数据、六个可靠的冬至时刻点,测出的历史教科书上的一句话。
《元史 · 历一》
今自刘宋大明壬寅以来,
凡测景验气得冬至时刻真数者有六,
取相距积日时刻,以相距之年除之,各得其时所用岁余。
复自大明壬寅距至元戊寅积日时刻,以相距之年除之,
得每岁三百六十五日二十四分二十五秒。
注:此处分秒与今日意义不同。只需当作逢百进位的数位即可。
这里,“大明壬寅” 为公元 462 年,当时为 “至元戊寅”,即公元 1278 年。
知乎用户 苏澄宇 发表
牛津电铃试验(Oxford Electric Bell)| 时间:1840 至今未结束
牛津电铃
牛津电铃是物理学家罗伯特沃克(Robert Walker)为收集仪器而购买的第一批器材之一。自 1840 年以来,牛津电铃装置存放在学校实验室内。这是由 2 个干电池与 2 个铃的组合。在电池下方各有一个铃,中间悬挂直径 4mm 金属圆形钟锤。静电作用让中间的钟锤轮流敲击两个铃,频率为 2 赫兹。除了高湿度引起的偶尔短暂中断之外,自启用以来已持续响了约 100 亿次。
当钟锤碰到其中一个铃时,它会被上方的电池充电,接着因静电作用被另一个铃吸引,而碰触另一个铃,不断重复动作。钟锤在不同的铃之间摆动时,只会携带少量电荷到另一个铃上,所以电池才能使用那么久。牛津电铃有一项吉尼斯世界纪录,为 “世界上最耐用的电池 “。
因为怕拆解开来后,会使历史悠久的电铃停摆,所以至今,无人真正了解牛津电铃的电池内部组成为何,但已知电池镀有一层硫磺,以作为绝缘之用。不过有人推测这可能是 Zamboni 电池(早期的电动电池)的作用。
Zamboni piles
不知道诸位有生之年能否看到电池耗尽的时候。
威廉詹姆斯比尔的发芽试验 (Germination Experiment) | 时间:1879~2100
威廉詹姆斯比尔(William James Beal) 是杂交玉米的先驱者,也是 WJ Beal 植物园的创始人。生前他最著名的试验就是发芽试验。
1879 年,比尔开始在植物学上进行时间最长的实验。他用沙子和种子填充了 20 个瓶子,每瓶含有 21 种植物,每种植物有 50 粒种子。然后将瓶子埋起来,瓶颈朝下,以便充分排除水分。
实验的目的是每五年发掘一个瓶子,并播种种子,并观察萌芽的数量。后来的试验管理者改变了计划,改为每十年开一次瓶子,后来又改成每二十年开一次瓶子,以此来扩大实验范围。最新的瓶子于 2000 年出土,其中这 21 种植物中有 2 种发芽。
目前,这项实验仍在进行中,下一瓶将于 2020 年进行测试,并于 2100 年完成这项试验。
Experiments That Keep Going And Going And Going
戈德温地块试验(Godwin Plots)| 时间:1927 至今未结束
哈里戈德温爵士(Harry Godwin)在 1927 年建立了五个植被实验区,分布于威肯芬自然保护区,剑桥郡以及英格兰。
其中计划第一个实验区的植物不会被砍伐,第二个试验区是每四年一次砍伐,第三个是每三年一次,依次类推。试验目的是,研究砍伐植物对植物群落的影响。于 1940 年,完成了第一个阶段的实验。
第一阶段试验完成后,被砍伐的地块于 1954 年都恢复了正常的生长。并且从那时起,每年 11 月 / 12 月都重复这同样的试验方法,观察植被的变化。
长期以来,这种管理方式产生了不同的植被模式。戈德温利用这个实验证明,仅靠人工管理就可以改变植物群落 - 这是一种现在几乎普遍被接受的理论,但在 20 世纪初期被认为是难以接受的。由于这项试验,威肯芬自然保护区有时被称为 “现代生态学的发源地”。
The Godwin Plots - birthplace of modern… (C) Rob Noble
大肠杆菌长期进化试验(E. coli long-term evolution experiment)| 时间:1981 至今未结束
1988 年,著名的微生物学和分子遗传学教授理查德伦斯基 Richard Lenski 利用单个大肠杆菌(Escherichia coli)的后代创建了 12 支实验室菌株,观察它们的进化。这些细菌在包含有柠檬酸的低葡萄糖培养基中生长,每天 Lenski 研究组成员会将培养物以 1:100 的比率换到新培养基中。
20 年后,研究组发表 PNAS 论文,公布了他们的部分发现——大约是 3.15 万代细菌出现了戏剧性的变化,突然获得了代谢柠檬酸的能力,而柠檬酸是其培养基中的第二种营养物质。大肠杆菌通常并不以柠檬酸为食,因为它们无法将其携带进细胞中。不过食柠檬酸细菌中的一个突变使其产生逆向转运蛋白 CitT。该蛋白能让柠檬酸绕过细胞膜进入细胞。这种蛋白的基因已经存在,但在氧气出现时通常会被关闭。
然而 2016 年 2 月 1 日,一组研究人员发表的一篇论文中指出,大肠杆菌中延迟出现的柠檬酸代谢能力也许并不是历史偶然性发生的结果,而是实验条件的改变。来自爱达荷大学的 Scott Minnich 和他的同事发现,当某些实验室条件发生改变,食柠檬酸大肠杆菌突变(Cit+)就会更快的出现,而且表现出与 Lenski 长期进化实验(LTEE)中观察到细菌相同的遗传变化。
Lenski 于 2017 年 3 月 13 日进行了第 10,000 次实验转移,至今已超过 6 万代,试验仍在继续。
E. coli Long-term Experimental Evolution Project Site
500 年的微生物试验 (500-Year Microbiology Experiment)| 时间:2014~2514
爱丁堡大学的英国天体生物学中心和德国航空航天中心的航空医学研究所联合,Charles
Cockell 和 RalfMöller 为主要负责人,建立了一项 “500 年微生物试验”,该试验于 2014 年 7 月开始,长期耐干燥的细菌。该实验涉及营养细菌:极端耐受性蓝菌,(Chroococcidiopsis sp)和孢子形成细菌:枯草芽孢杆菌的研究。
如题
实验包括两个橡木木箱,包含重复样品,保存在爱丁堡大学自然历史博物馆。在接下来的 24 年中,每隔两年,玻璃安瓿瓶内两种生物体的三份样品将被打开,并数出活细胞的数量。第一个时间点是在 2014 年进行的。每个木箱在这个实验被复制到一个减少和不减少的背景辐射实验中,减少途径通过保存在一个铅盒中,并且将辐射的影响与干燥的影响结合在一起,进行长期研究。
试验的目的是希望了解微生物如何在沙漠,岩石,永久冻土及其在太空中的潜在生存中幸存下来。除了核心实验之外,还将研究生物分子的破坏和降解途径。
红狐驯化试验(Domesticated red fox)| 时间:1959 至今
该试验始于 1959 年,由动物学家德米特里 · 别比利伊夫(Dmitry Belyayev)在苏联开始实施,自那以后一直在持续运作。苏联解体后,该项目遇到了严重的财务问题。俄罗斯科学家 Lyudmila Trut 接手继续试验,研究项目包括细胞学和遗传学。
纪念雕像
研究员们从各皮草养殖场找来 130 只狐狸,之后,他们开始对这些狐狸进行养殖,希望再现从狼到狗的演化过程,这一转变开始于 1.5 万多年前。
每繁殖出一代狐狸幼崽,别利亚伊夫与同僚便测试它们对人类接触的反应,挑选出与人最亲近的个体进行下一代的繁殖。到了 20 世纪 60 年代中期,实验进展已超出他的预料,他们培育出像马夫里克那样的狐狸,不仅对人类没有恐惧感,还积极与人建立亲密关系。小组成员甚至对另外两个物种——貂和鼠也进行了同样的实验。
试验结果是俄罗斯科学家获得了一群驯化的狐狸,这些狐狸在气质和行为上与野生祖先有着根本的不同,产生了肉眼可见的生理学上和形态学上的显著差异。这项试验显示演化远远比人们想象的要快得多。
已经驯化的红狐
2014 年,官员表示,狐狸的数量从未减少,现在仍然稳定在 2000 只左右。截至 2016 年 8 月,该农场共有 270 只驯化雌性狐狸和 70 只雄性狐狸。
A Soviet scientist created the only tame foxes in the world
弗雷明汉心脏研究试验(Framingham Heart Study)| 时间:1948 至今
1948 年美国联邦政府赞助美国国立心脏、肺和血液研究所(NHLBI)启动了一个雄心勃勃的、可行的流行病学研究——弗雷明汉心脏研究 (FHS). 1971 年波士顿大学开始参与合作。
项目发起者 Thomas Royle
研究的目的是通过长期随访一个无 CVD、未发作心肌梗死或脑卒中的大规模人群,确定导致 CVD 的共同作用因素和疾病特征。
研究人员在弗雷明汉镇招募了 5209 名 30〜62 岁男性和女性 ,1948 年进行第一次体检和生活方式记录,以便以后分析相关心血管病发展的共同模式。自 1948 年,参与者每两年回到研究组,持续接受详细的医学史记录、体格检査和实验室检査。 现在已经进入第三代参与者。
以下为主要研究结果:
1. 1959 年报道,心肌梗死可能呈「无症状」发作,尤其是高血压与糖尿病患者。
2. 1961 年提出「危险因素」概念, 1963 年证实吸烟增加 CVD 危险。
3. 1965 年首次报道卒中自然病程与有关因素。
4. 1967 年发现体力活动可减少 CVD,肥胖伴有 CVD 增加。
5. 1970 年证实高血压增加卒中危险。
6. 1971 年开始 FHS 第二代研究。
7. 1974 年报道糖尿病常并发 CVD。
8. 1976 年正式停经后增加女性 CVD 风险。
9. 1977 年报道三酰甘油(甘油三酯)、LDL、HDL 对 CVD 的不同影响。
10. 1978 年报道房颤增加卒中风险。
11. 1981 年证明过滤嘴香烟无助于防治冠心病,报告膳食与心脏病的主要研究发现。
12. 1983 年报道二尖瓣脱垂的流行病学。
13. 1987 年发现纤维蛋白原增加 CVD 风险。
14. 1988 年发现高 HDL 伴有 CVD 死亡风险降低。
15. 1993 年正式轻度单纯收缩期高血压(ISH)也可增加 CVD 风险,评述了心衰诊断后的存活期。
16. 1996 年提出同型半胱氨酸为 CVD 风险因素。
17. 1997 年强调了吸烟、高血压、高胆固醇对动脉粥样硬化的累积效应,左室肥厚在无症状个体之间的心衰风险。
18. 1998 年提出冠心病预测的新积分模型,基因与男性高血压之间的关系。
沥青滴落试验(Pitch drop experiment)| 时间:1927 至今
介绍一些与其他答案不同的地方,这项试验还有其他好几个版本,其中最著名的版本是其他人说的,该试验由澳大利亚布里斯班昆士兰大学(University of Queensland)在 1927 年开始进行。
其目的是为了测量极高黏度沥青在室温环境下的流动速度。当时的汤玛士 · 帕奈尔教授把一些沥青放进一个封了口的漏斗内,至 1930 年,漏斗封口被剪开,沥青开始缓慢流动。每一滴高黏度沥青需经近十年时间,方能滴进漏斗下方的烧杯之中,第一滴沥青于 1938 年 12 月滴出。时至今日,这个实验还在进行中,并已滴出九滴沥青,最近一滴沥青于 2014 年 4 月 20 日滴出。从实验的结果当中,人们可计算到沥青的黏度大约是水之千亿倍。
一直到 1988 年以前,由于该实验周围的环境并没有特别控制,因此其沥青流动速度会因温度的变化而改变,但第 7 滴之后装了冷气使温度固定。
实验曾由约翰 · 梅史东(John Mainstone)教授负责,他与帕奈尔教授于 2005 年凭着这个实验,而获得搞笑诺贝尔奖(Ig Nobel Prize)。
虽然这项试验已经获得了吉尼斯记录,但我前面介绍的那个 500 年的试验必然会打破,成为新的吉尼斯记录。
有够无聊的可以看直播哈
The Ninth Watch for the ninth Pitch Drop.www.thetenthwatch.com
介绍其中另外的两个版本:
都柏林圣三一学院试验(Trinity College Dublin experiment)
从 1944 年 7 月 11 日开始,爱尔兰都柏林圣三一大学进行了类似的实验。在 2013 年 7 月 11 日,他们第一次拍到了沥青液滴的滴落。
阿伯雷斯维斯大学试验(Experiment at Aberystwyth University in Wales)
其实这个试验比最著名的那要早 13 年,始于 1914 年。但由于更粘稠(或平均温度更低),这个实验尚未产生第一次滴落,所以不为人知,但如果滴下来肯定比第一个的时间长多了。
http://physicsworld.com/a/the-drop-heard-round-the-world/
知乎用户 chenqin 发表
有一个实验似乎还没有人提过,昨天无意中看到的,顺手写下来。
伊利诺伊的玉米遗传实验,从 1896 年开始,今天仍然在持续。
1896 年,农学家、化学家 Cyril G. Hopkins 在伊利诺伊农业实验站收获了 163 颗同种的玉米,这 163 颗玉米被分为 4 组:
1,24 根蛋白质含量最高的玉米
2,12 根蛋白质含量最低的玉米
3,24 根含油量最高的玉米
4,12 根含油量最低的玉米。
这 4 组玉米被分开种植,防止相互传粉,一根玉米在一块地里种一行,最高的一组种在中间。
第一年后,四组玉米都收获了,Hopkins 将结果发表在 1899 年的《Improvement in the chemical composition of the corn kernel》中
高蛋白玉米的种植结果
低蛋白玉米的种植结果
可以看到高蛋白玉米(含量 12.54%)种植出了蛋白含量 11.1% 的玉米,低蛋白玉米(含量 9.03%)种出了蛋白含量 10.55% 的玉米,两者相差 0.55%。
当然,实验才刚刚开始,接下来的每一年,都将重复第一年的做法,从高蛋白 / 油的产出里面取 24 颗最高的,从低蛋白 / 油的产出里面取 12 颗最低的,继续种。
1900 年后,伊利诺伊玉米实验的负责人换成了 L. H. Smith,他们在 1908 年发表了实验的第二篇论文《Ten generations of corn breeding》,并公布了结果:
高蛋白和低蛋白玉米的含量和差异
十年过去,高蛋白和低蛋白的差异已经达到了 5.62%,高蛋白组的含量上升到 14% 以上,低蛋白组含量已经低于 9%。
1921 年后,负责人又换成 C. M. Woodworth,他们在 1929 年发表了论文《The mean and variability as affected by continuous selection for composition in corn》,公布了蛋白含量和含油量的差异:
三十代玉米试验的蛋白含量和含油量差异,上图为蛋白,下图为油
蛋白和油的含量差异已经超过 8%。
如果说,伊利诺伊玉米实验一开始试验的目的只是想要看不断分开选种是否会造成子代的差异越来越大,那么这个目的已经实现了。现在的实验已经有了下一个目的——完全通过选种的方式,使得蛋白质含量和含油量上升,这个上升会有上限吗?从前 30 代来看,两者的上升似乎都是线性的,并没有上限存在。
1951 年,伊利诺伊玉米实验的负责人又换成了 E.R. Leng,他们在 1952 年发表了论文《Fifty generations of selection for oil and protein in corn》,讲述了 50 代之后的情况:
五十代玉米试验的蛋白含量和含油量差异,上图为油,下图为蛋白
看起来,含油量和蛋白质含量的线性上升并没有停止,且蛋白质含量的下降也是几乎线性的。含油量的下降则趋缓——毕竟含油量不能低于 0。
到了这里,伊利诺伊实验想出了一个新的方案:如果我们这个时候从高蛋白 / 含油组里开始选择那些蛋白 / 含油最低的玉米,同时从低蛋白 / 含油组里开始选择那些蛋白 / 含油最高的玉米,反向选育,然后不断重复,结果会怎么样呢?
这个实验从 1947 年开始,1960 年时达到了 13 代,1962 年发表的论文《Results of long-term selection for chemical composition in maize and their significance in evaluating breeding systems》公布了该结果:
高 / 低蛋白组(实线),反向高 / 低蛋白(虚线)的蛋白质含量
高 / 低含油组(实线),反向高 / 低含油(虚线)的含油量
反向选育组的走向很有意思。虽然在之前已经经过了近 50 代的选育,无论是含油量还是蛋白质含量都达到了很高的程度,但从这些组别经过了仅仅 13 代的反向选育之后,之前的积累的优势就已经消失近半。比如在蛋白质组,反向高蛋白组和反向低蛋白组之间的差别和 20 代时已经差不多。
1966 年后,J. W. Dudley 接替了伊利诺伊玉米遗传实验,他们又在反向高油组里面进行了分叉,进行了一个「回旋」(Switchback),意思是在那些选了 47 代高油有选了 7 代低油的玉米里面再选 16 代高油玉米…… 这个玉米真的给折腾得够呛呢。
小组在 1974 年的《Seventy Generations of Selection for Oil and Protein Concentration in the Maize Kernel》发表了下列结果:
高 / 低含油(实线),反向高 / 低含油(星号线)以及反向回旋高油组(圆点线)的含油量
高 / 低蛋白(实线),反向高 / 低蛋白(星号线)的蛋白质含量
从这里我们又能看到,在含油量这一块,「回旋组」重新上升的速度还是挺快的;而在蛋白质含量上,反向高蛋白组的下降速度令人印象深刻,仅仅 20 代后,之前 47 代的优势就全部消失了。
用两句话来重复这两个现象,对含油量来说,是「浪子回头金不换」,对蛋白质来说,是「从善如登,从恶如崩」。
2004 年,Stephen P. Moose 已经成为伊利诺伊玉米实验新的负责人,他们发表了论文《Maize selection passes the century mark: a unique resource for 21st century genomics》,总结了一个世纪以来的这一场玉米试验。
左图为蛋白质,右图为含油量
从这两张图看,蛋白质的「从善如登,从恶如崩」还是在持续,从左图看,50 代后反向高蛋白组和经过了 100 年选育的低蛋白组已经几乎没有差别,把之前 50 代的优势完全抵消了;而 50 代后的反向低蛋白组到高蛋白组之间还是有很大的差距。
含油量的「浪子回头金不换」也颇为有趣,「回旋」组已经基本赶上了高油组,弥补了 7 代的差异。而反向高油组和反向低油组也才刚刚碰面。看起来,对含油量来说,用选种带来上升和下降的速度是差不多的。
当然,我们不能不注意到两张图和百年前差不多的一个趋势——无论是蛋白质含量还是含油量,他们的上升仍然是几乎线性的,还没有看到显著的停止,在含油量的上升上尤其如此。这可能意味着玉米的含油量和蛋白质含量,尤其是前者,还远未被接近。
在最近几十年,随着分子生物学的兴起,玉米遗传实验已经没有那么受欢迎了。同时我们也有更多更合适的物种来做实验,比如其他的答案里有提到的大肠杆菌实验,进行了三十多年,已经有 6 万代了,出现了很多奇妙的特性。伊利诺伊玉米实验也开始更多地关注基因上的差异,比如实验的最近一篇论文发表在 2019 年 7 月——没错,就是上个月——他们研究了高蛋白组和低蛋白组由于 RNA 的不同而在「持绿性」上产生的差异并进而由于光合作用带来的产量差异。
总之,伊利诺伊玉米遗传实验仍然在继续。100 年前,Cyril G. Hopkins 大概完全不会想到他的实验还能有那么多玩法,期待在未来的 100 年,他们还能从中发现更多有趣的东西。
虽然是很简单的选种实验,但想来却十分神奇。差不多的一批玉米,分开来种,按标准选育,一个世纪以来更换了数位实验室负责人,观察了短短的一百年。
就是这一百年,已经让一批相似玉米的子女们出现了天壤之别。含油量高的,超过 20%,含油量低的,已经无法检出。
高蛋白和低蛋白组在外观上的差异
如上图所示,高蛋白组颗颗呈现圆形,而低蛋白组的颗粒则呈现长条形,在外观上也已经出现了差异。一百代,似乎已经造成了极大的差异。
但是,在历史的长河中,一百代又何足挂齿?
根据 2014 年发表在 Nature Genetics 上的论文《Inferring human population size and separation history from multiple genome sequences》,用分子钟计算基因变化速率,中国人和日本人的共祖出现在 8000 年前,按照 20 年一代的算法,已经过了 400 代,相当于伊利诺伊玉米实验的代数重复了 4 次;中国人和墨西哥人的共祖出现在 2 万年前,相当于 1000 代,也就是伊利诺伊玉米实验的代数重复了 10 次。
再把目光放远一点,人类和黑猩猩的共祖出现在 600 万年前,就算 20 年一代,也有了 30 万代。
想象一下,600 万年前的一只猿类,她育有两个子女,其中一个是当前所有人类的祖先,而另一个是当前所有黑猩猩和倭黑猩猩的祖先,而这相当于伊利诺伊玉米实验的代数重复了 3000 次。
从这个角度看,人类的进化不也正是大自然的一场大型实验吗?会不会有「反向」、「回旋」等控制因素被人类自己施加在身上呢?光是想一想,就觉得是一件非常带(kě)感(pà)的事情呢。
知乎用户 Togoon 发表
大肠杆菌进化实验
密歇根州立大学的微生物学教授 Richard E. Lensk 从 1988 年开始进行的大肠杆菌进化实验。具体是这样的:将同一株大肠杆菌分为 12 组平行,培养在低葡萄糖的柠檬酸培养基中。之后每天传代,按比例加入新的培养基。在之后的将近 30 年时间里 Richard 发表了大量的关于大肠杆菌进化方向的论文。并在 2016 年观察到大肠杆菌出现突变蛋白可以高效利用柠檬酸作为营养物质,从而大大提高了在其实验条件下的适应性,相关结果发表在 Nature 上发表。理论上讲这个实验还可以一直继续下去。
这是他们实验室的积累的培养基:
知乎用户 黄浅 发表
上个世纪七八十年代,美国发射了寻找外星人的宇宙飞船,载着地球文明的信息去拜访太空。
那批世界上最聪明的科学家们,碰上最好的时机,用那时最好的技术,花费了超过预算很多的资金,跟着人类的好奇心,把宇宙飞船送上天,然后几代人等上一辈子看结果。
**1977 年,一队科学家和工程师们发起了一项充满野心的任务。**最初打算去看看外行星是怎样的,木星,土星,天王星,它们的大气层是怎样的,卫星是怎样的。那会对宇宙的了解很少。
**简单科普一下” 旅行者号 “星际航行的工作原理。**在太阳系中,行星们都以各自不同的速度围绕着太阳旋转,他们公转的周期不同,运行的圆弧大小也不同,所以他们都沿着自己独特的轨道运行着。▼
就在上世纪 70 年代中期,有一个百年一遇的机会出现了,太阳系里的几大行星正好运行到一个绝妙的相对位置,它们同处于一条完美的弧线上,这条弧线可以供飞行器顺利通行,而行驶在这条路线上,飞行器可以很好地和这些行星们来个近距离的接触,
这样完美的运行曲线,每隔 170 多年才出现一次,显然,任何人都没理由错过这次绝妙的机会。整个 NASA 激动了。上一次出现这样盛况的时候,人类还在探索木质帆船。▼
或许在很多人想象中,让一个飞行器在宇宙中保持飞行,你必须在后面放一个引擎来一直点火助推。并不是这样。
宇宙飞船刚发射时,只需绕着地球行走,等到合适的位置和时间,他们才需要开启引擎,点火一下,让自己的速度提升,像 “弹弓” 一样弹射出去。此时达到开普勒定律中的 “逃离速度”,摆脱太阳系的引力,向太空飞去。之后再也不需要这样的助力了。
运行轨迹即下面这张图里的黄色曲线。▼
渺小的人类啊,能在几十年前用想得到的最好的技术,在一个最好的时机,不想着赚钱,只是跟着人类的好奇心,跟着直觉,跟着理想,奋力把孤独的旅行者号送入太空,冲出太阳系,然后几代人等上一辈子看结果,实在是人生中能想到的最酷的事情之一。
自 1977 年推出以来,**它一直携带着包含来自地球的问候和关于地球的信息,即金色唱片(Voyager Golden Record)遨游于太空。**它先是到访了木星和土星,最后冲出太阳系,开启了自己的星际旅行。▼
在那张光盘上记录着的,还有一段来自总统的信息——▼
这是来自一个遥远的小型世界的礼物,它是我们的声音、我们的科学、我们的意念、我们的音乐、我们的思考和我们的情感的象征。
我们正努力延缓时光,以期能与你们的时光共融。我们希望有朝一日在解决了所面临的困难之后,能置身银河文明世界的共同体之中。这份信息能把我们的希望、我们的决心、我们的亲善传遍广袤而又令人敬畏的宇宙。
美利坚合众国总统吉米 · 卡特
1977 年 6 月 16 日于白宫
在过去的四十年中,“旅行者 1 号” 都在使用微型推进器来定位天线,以便与地球保持联络。
直到 2014 年,航行器常规发动机(即所谓的高度控制推进器)的功能急剧弱化,并且这种情况愈演愈烈。工程师们开始尝试运用辅助发动机(即轨迹控制机动推进器),它们安装在航行器的后部,与主控制推进器完全相同。
“旅行者 1 号”与地球相距 130 亿英里,无线电信号需要约 10 小时的时间,才能在航天器和 “深空网络” 之间来回传送。 2017 年 11 月 28 日,飞行团队向航行器发出了 “发射辅助推进器” 的指令。 19 个小时 35 分钟后,得到了回应。目前新的变通方案能延长 “旅行者 1 号” 航天器 2-3 年的寿命。
它一直孤独,它老了,电量越来越少,相机也出了毛病正在将就用。它得和老年人一样,多睡觉,多休眠省电才能撑得更久。不过,它还没有放弃,我们也没有放弃它,它在继续前行。
跟 “旅行者号” 一起共赏宇宙(视频时长 2:48)▼
那是连风都不曾都不曾抵达的地方
那是连太阳都无法温暖的角落
那是寂寞的远处,那是太阳系的边缘
人类的初心就是对世界的好奇心
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ref(侵删):
【BBC】旅行者号冲出太阳系_BBC 纪录片全集(中文字幕国语配音)__在线视频
National Aeronautics and Space Administration
知乎用户 燕艺丹 发表
不知道大家还记不记得一个经典的纪录片《人生七年》;
人生七年,又称 7 up,是一部 ITV 出品的纪录片,于 1964 年开始记录 14 位英国的七岁儿童的生活,到目前为止,该纪录片已经跨越 49 年(每 7 年一集)并在 ITV 和 BBC 播出。2005 年英国第四台将该系列纳入最伟大的 50 部纪录片名单中。
被选中的孩子们代表了当时英国不同社会经济背景的阶层,并做出了明确的假设,即每个孩子的社会阶级预先决定了他们的未来。每隔 7 年导演迈克尔 · 艾普特从 14 位参与拍摄的参与者生活中取材。
追踪一群人长时间的发展,就好像活了很多人的一生,能得到的启发是瞠目结舌的。而心理学史上,就有很多个这样的追踪实验,下面介绍两个最著名的:
哈佛成人追踪实验 THE HARVARD STUDY OF ADULT DEVELOPMENT | 78 年
我们如何能过好这一生?
1938 年,哈佛大学开始研究 268 名大二学生(包括约翰肯尼迪总统),并且很快又增加了 456 个在波士顿贫民窟问题家庭出生的人。从第二次世界大战到冷战直到今天,他们一直被追踪着,每两年进行一次调查,每五年进行一次身体检查(近年来,研究还包括脑部扫描、抽血以及访问受试者的配偶和成年子女等)。至今,研究已经进行了七十多年,负责人换到了第四代,被试也已成为九十多岁的老人了。
这群青少年长大成人,进入社会各行各业。有的成了工厂工人,成了律师、泥瓦匠、医生,有一位成为美国总统。有的成了酒精依赖者,一些患上精神分裂症。有的从社会底层一路爬升到上流社会。而一些人却正好相反。
由于数据丰富,科学家得到了很多意想不到的结论。
比如:人们在青年时期度假的质量能预测更高的人生幸福感。
与母亲关系亲密者,一年平均多挣 8.7 万美元。
智商在 110-115 和智商在 150 以上的人群收入无显著差别。
饮酒是导致研究中男性离婚的首要原因,而且酗酒往往发生于抑郁症之前(而不是相反)
2015 年,项目第四代主管,哈佛医学院教授 Robert Waldinger,在 ted 上介绍了他们的研究结果(我选了一个快进版本):
研究表明,比起财富和名望,只有好的社会关系,才能让我们健康、幸福、开心。
“孤独是有毒的,但五分之一的美国人都觉得自己很孤独。” 比自己预期更孤独的人,觉得自己更不幸福,到中年时健康状况退化地更快,大脑功能衰退更早,寿命也更短。
“孤独在于关系的质量,人在不佳的婚姻中也会感到孤独。” 充满冲突而没有感情的婚姻,对健康非常不利,甚至有可能比离婚还糟。而生活在良好、温暖的关系中是有保护作用的,甚至可以让你在经受更大的肢体疼痛时依然快乐。50 岁时对自己的亲密关系最满意的人,80 岁时最健康。
“良好的关系不仅只是保护我们的身体,也能保护我们的大脑。” 在 80 岁之后依然处在对另一个人安全依恋关系中是有保护性的。在关系中真的感到自己能在需要时可以依赖另一个人的人们,他们的保持清晰记忆力的时间更长。
教授说到,
我们的研究对象中很多人在一开始还是青年的时候,真的相信声望、财富以及高成就是他们想要生活得更好就必须追求的。
但随着时间的流逝,在这 75 年间,我们的研究显示:发展得最好的人是那些把精力投入关系,尤其是家人、朋友和周围人群的人。
想了解更多信息的朋友可以点击这个网站:
[adultdevelopment.wixsite.com/harvardstudy/newsadultdevelopment.wixsite.com
](https://link.zhihu.com/?target=http%3A//adultdevelopment.wixsite.com/harvardstudy/news)
特曼天才追踪研究 THE TERMAN LIFE CYCLE STUDY | 95 年
天才的生活是怎样的?
1921 年,通过老师提名和智力测试,科学家选择了加利福尼亚州的智商为 135 或以上的 1,470 名儿童。每五年,参与者都会填写从早期发展,利益和健康到关系和个性等各方面的问卷调查。
该研究预期的目的是想弄清楚:(1)什么样的儿童是天才儿童,或者说,智商高的儿童有什么特征;(2)尽可能长时间地跟踪他们,看他们可能成为什么样的成年人,或者说发现影响他们后来成就的因素是哪些;(3)怎样更好地培养他们
在特曼的研究以前,关于天才儿童的名声并不好,认为他们通常是精神病患者,或者变态儿童,容易早熟早衰。特曼通过研究,否定了这些不正确的看法。
研究表明(1)天才儿童与一般儿童的偏差,在几乎所有特征上都是偏向其上的,这就驳斥了 “天才儿童片面发展” 的观点;(2)天才儿童在所有特征上的偏离度(amount of upward deviation)不是一样的;(3)才能的不规则性,天才不比一般儿童大,但在方向上(direction)不同,天才是更擅长思考性学科,一般儿童擅长操作性的、少概念建构的学科。
那么这些天才儿童发展的怎么样呢?
在身体和智力发展方面,天才儿童的死亡率、健康不良、精神病、酒精中毒发生北都低于同龄的一般情况;在教育方面,近 90%的进了大学,70%的人大学毕业; 在成就方面,以 800 个男子为例,1950 年,这些男子平均年龄 40 岁,他们出版著作 67 种,发表专业论文 1400 多篇,200 多篇文学作品,获专利 150 多项。78 人得到哲学博士(P.D)或同等学位, 48 人得到医学学位, 85 得到法律学位, 74 人正在或曾在四年制大学任教, 51 人从事理工科基础理论研究, 104 人任工程师, 搞应用研究。有 47 人列入 1949 年版《美国科学家年鉴》。这些数字与从总人口中抽出 800 名同龄人相比,几乎大 10-30 倍。
所以,真的是智商高强一生?
科学家表示并不尽然:
1、早期的兴趣和特殊才能决定或预示后来成就的方向。特殊才能离不开一般智力的支撑,但一般智力测验不能预见他们成就的方向,只有特殊才能是可以的。成为自然科学家的人与成为社会 - 人文科学家的人,他们早年的兴趣和社会态度有非常重大的区别。
2、非智力因素对成就影响很大。Terman 在 1947 年对成就评级最高的 150 人(甲组)和评级最低的 150 人(丙组)进行对比,发现甲组和丙组在成就动机、整个的情绪和社会适应方面差别最大。
也就是说,即使在这些聪明的人群中,像毅力这样的性格特征才是决定事业成功的最大因素:
那么我们该如何教育这些天才儿童呢?
Terman 通过对部分个案的研究,对加速教育和不加速教育进行比较,发现两组童年智商很少差别,健康记录良好,有同样良好的社会适应。但加速教育的一组,大学毕业人数比较多,在大学的平均成绩也比较高。他主张,对于智力超常儿童,应该较快地升级,使之最迟在 17 岁进大学。
所以,如果你身边有个天才小孩,可以推荐他早点上学啦!
相关引用:
Vaillant GE. Adaptation to Life. Little Brown, 1977.
Vaillant GE. Natural History of Alcoholism. Cambridge: Harvard University Press, 1983.
Vaillant GE. The Ego and the Mechanisms of Defense. Washington: American Psychiatric Press, 1992.
Vaillant GE. Wisdom of the Ego. Cambridge: Harvard University Press, 1993.
Louis M. Terman; Robert R. Sears; Lee Cronbach; Pauline S. Sears; Albert
Hastorf, 2010, “Terman Life Cycle Study of Children with High Ability,
1922-1986”, hdl:1902.1/00882, Harvard Dataverse, V3, UNF:3:VYfuzUFRIZJg5iLltokMFQ==
知乎用户 匿名用户 发表
沥青滴落实验确实挺有名,其实还有一些不怎么出名但耗时也巨长的实验,讲一个我了解的吧!
William James Beal,美国植物学家,自 1879 年起,进行了一次预计耗时 137 年的实验,目的是研究出植物种子到底可以在土壤里休眠多久,主要内容是这样的:
他收集了 23 种植物的种子,找了 20 个窄口瓶,每个里面放 50 颗种子,放点微微潮湿的沙子模拟土壤。
1879 年的秋天,他在密歇根州立大学的校园里选了一个秘密地点,将这 20 个瓶子埋了起来。
他没有将瓶子封口,把全部的瓶口向下埋了起来,这样下雨的话,水就不会泡进瓶子里。他当时的计划是,每 5 年他会挖出一个瓶子,将里面的种子取出种植,检验种子是否会发芽。 这样一共 20 个瓶子,100 年的时间。
他在退休前一共等了 30 年,开了 6 个瓶子。
退休之后,他将实验交给一个年轻同事负责,这个同事又传给了后面的人,为了不要让整个实验受到无关人等的破坏,他们每次只能指定一个负责人…. 一个他们最信任的人,来继承这个实验的一切,这样一直持续下去。
后来开瓶时间因为一些原因被延长到 20 年,这项研究现在看来已经失去了意义,不过不少自然资源保护者仍想知道实验最终结果,目前已经开启了 15 个瓶子,现在的 “胜利者” 是鹅毛蕊花(更正,应该是毛瓣毛蕊花),下一次的开瓶时间是 2020 年。
附上 Beal 的维基简介:
https://en-m.wiki.ng/wiki/William_James_Beal
(爪机打字,见谅)
知乎用户 凯叔 发表
来答一个我们学校的。
《内蒙古草原退化与恢复演替机理及治理对策的研究》
今天上课时听老师讲的,就是把一块地封禁,看看在没有人为干预情况下怎么恢复。
这是她上本科第一次出野外时开始的,1983 年,在 2015 年获得了内蒙古自治区自然科学一等奖,时隔 32 年。
知乎用户 正恩公 发表
谢邀
有那么些实验,恐怕是永远也完成不了了。由于一代代科学家们的私心,导致某些科研活动翻来覆去的重复开展,浪费了大量的人力物力,而得到的结果却是千篇一律,毫无新意。这样的实验是无聊的,而且违背了科研的初衷。
我这里只举一个简单的例子:拿海藻喂牲畜。
在青贮饲料发明,欧洲人每到冬季就要为牲畜的过冬口粮发愁。关于青贮饲料,请参见:
[有哪些诺贝尔奖的研究不那么出名,却深刻影响了我们的生活?www.zhihu.com
](https://www.zhihu.com/question/65854099/answer/235958550)
为了解决这一现实问题,欧洲先民的策略无外乎两条,开源与节流。节流的主要操作手段就是在冬季到来前宰杀掉部分牲畜,做成香肠和腌肉以便人们冬季食用。十分简单粗暴,但效果也不错。
而开源就是为牲畜寻找冬季的替代饲料。干草和秸秆等农副产品当然是首选食材。而部分住在海边的欧洲人则把目光投向了大海。他们发现浅海生长的海藻,比如海带,裙带菜之类,在冬季长得不错(冷水性海藻可以在 0 摄氏度的海水中生长),产量大不说还容易收割,捞上来就能喂牲畜。比制备干草啥的简单多了。于是,欧洲人便开始了用海藻饲喂牲畜的实验,这一做就是上千年。
最早开始这方面探索的是生活在格陵兰岛的维京人。自从 984 年挪威的维京人发现格陵兰岛后,几百年来数以千计的维京人怀揣着开辟新家园的热情来到这里并建立了若干个殖民地。同时,他们也带来了北欧老家的生活方式,比如说饲养奶牛食用乳制品。因此奶牛便成了一个人身份和地位的象征,成为了最宝贵的私人财产。但格陵兰岛的纬度更高,而且不在北大西洋暖流的保护之下。因此当地植被的生长周期更短,依靠干草等替代饲料的时间更长。但由于牧草产量低,格陵兰岛上的奶牛一直生活在水深火热食不果腹的悲惨境地中。为此维京移民绞尽脑汁,想出了打捞海藻喂牛的主意。
但事实证明这个主意很馊。奶牛根本不愿意吃海藻,没办法维京人只能强行逼迫奶牛进食,甚至搬到牛圈中居住以监督奶牛进食。但是效果依然不理想,随着冬夜渐长奶牛日益消瘦,大多数奶牛挨不到第二年春天便饿死了。尤其是在那些极端寒冷的年份,如果牧草收成不理想,格陵兰岛上的居民就会在冬季面临饥荒。到了十五世纪,随着一次全球范围的小冰期,格陵兰岛上的奶牛群全军覆没,而以之为生的维京移民们也消失在了历史的长河中。
关于这段历史,感兴趣的朋友可以阅读美国生物学家贾德 · 戴蒙的著作:Collapse: How Societies Choose To Fail Or Succeed。他还有部更有名的作品:枪炮、病菌与钢铁:人类社会的命运。
后来又有小部分欧洲本土人士陆陆续续尝试用海藻喂牲畜,但效果均不理想。等到青贮饲料发明后,海藻更无用武之地。可在上世纪四十年代,由于二战爆发,欧洲各国粮食饲料出现短缺,畜牧工作者再次打起了拿海藻喂牲畜的主意。那一时期出现了好多相关研究,比如
拿海藻喂战马:
https://www.cabdirect.org/cabdirect/abstract/19412203621www.cabdirect.org
拿海藻喂奶牛:
https://www.cabdirect.org/cabdirect/abstract/19361404345www.cabdirect.org
拿海藻喂绵羊:
https://www.cabdirect.org/cabdirect/abstract/19491405653www.cabdirect.orghttps://www.cabdirect.org/cabdirect/abstract/19471400280www.cabdirect.org
以上只是几个例子。这类实验虽然看起来五花八门,但有一个共性,就是实验结果不理想,动物不愿意吃,无法将海藻应用到实际畜牧生产中。随着战争结束欧洲逐渐恢复元气,有关用海藻折磨牲畜的实验也逐渐告一段落,无人问津了。
但自从上世纪九十年代,本已被扫进饲料历史垃圾堆的海藻再次沉渣泛起,并且扩散到了北美洲。一群缺乏原创思维的畜牧工作者为了申请经费,翻阅故纸堆后把目光再次聚焦到了海藻身上。于是乎就有了如下实验:
拿海藻喂奶牛:
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0377840107003021#bib52www.sciencedirect.comhttp://www.koreascience.or.kr/article/ArticleFullRecord.jsp?cn=DMJGDA_2004_v46n3_373www.koreascience.or.krImpact of dried seaweed meal on heat-stressed lactating dairy cattlenewprairiepress.org
拿海藻喂山羊:
拿海藻喂猪:
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/jsfa.3480/fullonlinelibrary.wiley.com
结果毫无惊喜,依然没什么卵用,无法应用到实际生产上。
而这几年,借着温室气体减排的东风,有关海藻类饲料的研究有井喷的趋势,作为海藻饲用的先驱者挪威人也不甘落后,砸下几千万挪威克朗专攻北海的海藻利用,并已取得一定实验结果:
https://www.cambridge.org/core/journals/journal-of-agricultural-science/article/div-classtitleeffects-of-supplementing-mid-lactation-dairy-cows-with-seaweed-and-vitamin-e-on-plasma-and-milk-span-classitalicspan-tocopherol-and-antibody-response-to-immunizationdiv/5BA1F27A24152C5450ED6329B10F55A7www.cambridge.orghttps://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/09064702.2017.1310287www.tandfonline.com
然而,和他们的祖先用生命换来的结果一样,挪威学者们没能取得任何有价值的研究成果。海藻喂牲畜这一伟大设想依然如水中花镜中月,看起来很美好,可惜不现实。
用畜牧学知识解释海藻饲喂价值低其实并不困难:
首先,海藻异于普通粗饲料的风味(海腥味)会降低牲畜食欲,而且由于富含藻胶导致海藻类饲料的适口性(口感)极差,更加严重的影响了牲畜的食欲(维京人你们可以从牛棚里出来了,没用的)。
其次,海藻含水量远高于各种陆生粗饲料,不利于长期保存。晒干了以后倒是可以存放很久,不过适口性,嗯,想想你们在菜市场买的干海带。
再次,直接从海里捞上来的海藻含盐量较高,无法直接饲喂牲畜(齁死了)。而脱盐工序会增加饲料制备成本,不经济。
再再次,即便是脱盐处理后的海藻,其中有机质含量依然远低于其他粗饲料,导致其单位采食量所供给给牲畜的能量较低,进而单位产出较少,饲料转化效率不佳(维京人你们知道自己为啥饿死了吧?)。
最后,海藻中所含蛋白质总量不低,但品质较差,牲畜吸收利用效果不佳,如果喂给奶牛会导致牛奶乳蛋白含量降低(三聚氰胺:好像有人在喊我?)。
所以说,如果把海藻晒干了磨成粉作为微量元素补充料喂给牲畜,才是海藻饲喂利用的正途。至于为什么一代又一代的畜牧工作者把大量的人力和物力投入到利用海藻取代粗饲料上,那就不好解释了。
知乎用户 啃米 发表
建造生物圈。
这被誉为上帝的工程,事实上已经有科学家们在尝试了。
区别于地球的生物圈,这项工程被命名为 “生物圈二号”,从 1987 年建造到 1993 年初步认定实验失败历时 7 年。1996 年,生物圈 2 号由美国哥伦比亚大学管理并规划未来的走向,又在 2011 年 7 月所有权变更给亚利桑那大学,作为进行科学研究的用途至今。
首先建立生物圈的意义不言自明,人类若要走出地球殖民外太空,最基本的就是学会制造人工生态系统。
1991 年 9 月 26 日,4 男 4 女共 8 名科研人员首次进驻生物圈 2 号,1993 年 6 月 26 日走出 ,停留共计 21 个月,在各自的研究领域内均积累了丰富的科学数据和实践经验。
1994 年 3 月 6 日,工作 10 个月后于 1995 年 1 月走出。他们在这期间对大气、水和废物循环利用及食物生产进行了广泛而系统的科学研究。
生物圈 2 号的 “神经系统” 是一个完整的计算机数据采集和控制系统。居住区内的指挥室通过遍布圈内的 5000 多个传感器(每 15 分钟记录一次并读入无限增长数据库)能够有效地控制所有主要的操作参数,如温度、湿度、光强、水流量、pH 值、CO2 浓度、土壤湿度、仪器运作状态等,并能进行 数据传感器及所有报警装置的状态显示。
利用机械系统模拟地球自然环境,制造海洋波浪、潮汐、溪流、瀑布以及按照季节要求控制风、雨、湿度等,并控制盐分梯度及营养循环速度和进行海水淡化。
实验失败:生物圈 2 号的氧气与二氧化碳的大气组成比例,无法自行达到平衡;生物圈 2 号内的水泥建筑物影响到正常的碳循环;多数动植物无法正常生长或生殖,其灭绝的速度比预期的还要快。证明了在已知的科学技术条件下,人类离开了地球将难以永续生存。同时证明地球目前仍是人类唯一能依赖与信赖的维生系统。
实验虽然失败了,但这不是第一次(早些还有 BIOS-3),也不会是最后一次,在实验过程中得到不计其数的科研数据,能为下一次的生物圈 3456 号提供了必不可少的支持。
建造人工生态道阻且长,甚至目前也不清楚人类是否能最终踏入这块上帝的领地,这大概需要十几代人,无数不同领域的学者们的努力才能证明或者证伪吧。
知乎用户 谢晨 发表
超过 25 年的项目就算是两代人了吧,那天文上就有很多了,LIGO 项目探测引力波就是一个。
知乎用户 Rambo 发表
引力波探测。
爱因斯坦在 1915 年发现广义相对论,1916 年广义相对论正式发表,1917 年就得到了引力波解。然后经过漫长的一百年,2017 年,引力波确定无疑被人类发现,诺贝尔奖也发了。
一百年,应该算是几代人的努力了吧。
威伯棒,致密双星,LIGO, VIRGO,各种引力波探测装置一代代。还有一代代的科研人员。
不仅美国,日本,意大利等国家也有建设类似 LIGO 的装置,组成全球网点。
还有各种利用电磁装置探测引力波的。比如前苏联提出的用超导腔(托卡马克)里加强磁场来探测引力波的方法以及在这个方法上的很多延伸变种。还有英国,意大利,印度,美国等各种电磁探测方案。
所有方案持续失败了几代人,最后终于探测到引力波。人类探测微小位移的能力,提升了数十个数量级呀!这在军事上,工程上都有重大意义。更重要的是,探测到引力波后,我们的基础理论研究可以大大的推进。
知乎用户 呜哩哇啦 发表
嗯狐狸的驯化实验
(注意这里的驯化不是训练的训!!是从基因层面的改变!!)
狗和狼有着不远的亲缘关系,然而狼才不愿意认吐着舌头摇着尾巴的狗为亲戚。早在几万年前,狗就被人类驯化了,现在我们只能通过狼来窥探狗驯化历程的开端。为了重现这一过程,苏联动物学家、遗传学家 德米特里 · 贝里亚耶夫(Dmitry Belyayev 1917.7.17~1985.11.14)从 20 世纪 50 年代开始了狐狸的驯化实验,这一实验一直延续到了今天。
德米特里和狐狸的雕像
德米特里对比了几种已驯化的动物后发现它们具有共同的特征:下垂的耳朵、弯曲的尾巴、斑点的皮毛等一系列常见的形状,他认为:所有驯化物种都是为了唯一的标准--“驯服” 而人为选择的。也就是说驯化完全是在行为层面,而其他的解剖学特征、外形生理上的变化都是驯化的附带特征,都在一组驯服特征的基因上。
在当时,关于遗传学的实验是被禁止的,因为那时的苏联,反孟德尔论和李森科主义(指在指导农业生产上不是依靠严格的科学实验,却是借助于浮夸和弄虚作假)在政治上被广泛接受。德米特里因此被降职,他也只能将自己的研究放在行为方面,而非基因。
为验证自己的假设,德米特里选择了一种银色变体的赤狐(Vulpes vulpes),重现了驯化动物的过程。
![](data:image/svg+xml;utf8,)
(德米特里实验的狐狸)
1958 年,德米特里与他的助手特鲁特从皮毛工厂挑选能找到的最平静的狐狸。德米特里制定了严格的繁殖方案,从第一批狐狸宝宝开始,每月都会有测试,测试小狐狸对人的反应。为防止环境因素干扰,确保可遗传变异的效果,狐狸们不会接受任何训练,只有短暂的时间与人接触。
根据测试的评分,德米特里将狐狸分了几类,第一类就是对人类友好的狐狸。让这一类狐狸繁殖出下一代,再用相同的方法进行筛选。在每一代中,只有不到 20%的狐狸能够继续繁殖。渐渐地,出现了更加驯服的狐狸,它们渴望与人建立联系、呜咽着吸引人的注意、像狗一样嗅来嗅去,德米特里和他的团队称之为 “精英狐狸”。
实验很快就显出了结果。“到 1964 年,第四代已经开始达到研究者的期望了”,“国家地理” 报道中说。“特鲁特还记得她第一次看到一只狐狸在靠近她的时候摇尾巴的那一刻。” 狐狸开始变得像狗一样了。当选择性繁殖的狐狸到达第十代时,有 18% 的狐狸幼犬属于精英;到了第二十代,精英狐狸比例有 35% 。到 2009 年,精英狐狸的比例达到了 70%~80% 。
除了行为上的变化,正如德米特里所预料的,驯服狐狸生理上的第一个变化就是肾上腺素水平的下降。几代之后,又出现了斑点皮毛,类似某种狗的软耳朵、卷尾巴这样的形态变化。还有血清素升高什么的。此外,驯服的雄性狐狸的头骨逐渐变窄,更像雌性的头骨,而小狐狸的头骨变大了。
德米特里于 1985 死于癌症。他死后,特鲁特继续他的实验,她在 1999 年发表了一篇发表在 “美国科学家” 上的文章,引起了国际社会的关注。
这项研究如今仍在继续。截至 2016 年 8 月,农场上有 270 只驯服的雌狐,和 70 只驯服的雄狐。然而,它遇到了财政问题。
早期研究所通过出售狐皮来支撑研究,后来他们也出售狐狸作为宠物,算上高额运输费用,只要 8900 刀一只。怎么样,有没有人心动想买一只呢?
德米特里研究中的驯化的狐狸们
参考资料:
维基百科 驯化赤狐
https://en.m.wikipedia.org/wiki/Domesticated_red_fox
维基百科 德米特里 · 贝里亚耶夫
https://en.m.wikipedia.org/wiki/Dmitry_Belyayev_(zoologist)
BBC A Soviet scientist created the only tame foxes in the world
http://www.bbc.com/earth/story/20160912-a-soviet-scientist-created-the-only-tame-foxes-in-the-world
知乎用户 匿名用户 发表
相对于宇宙洪荒、地质变迁、生物演化等众多漫长的变化,人类是渺小的,人类的寿命也是短暂的,因此历史上不乏超长待机的试验。
1# 宇宙洪荒
1#1 旅行者号工程 (1977-)
去年(2017 年),旅行者 1 号和旅行者 2 号刚刚度过其 40 周年的发射纪念日。
两艘飞船在进行的太阳系边缘区域的带电粒子、太阳风和磁场的探测实验,这些实验仪器虽然现在看起来不难,但实验地点太过苛刻,需要投入两三代人的心血。
此时最远的旅行者 1 号已经离地球 210 亿公里,通信一次的时间需要将近 20 小时的时间。
尽管如此,旅行者 1 号重启了一台 37 年未使用过的姿态调整发动机,将天线进一步对准地球。
这两艘飞船预计还能维持到 2025 年左右,届时两艘飞船将是 48 岁高龄,如果从旅行者号工程及其前身 Grand Tour 计划算起(1964 年),这一设想从实现到退役将是花甲之年。
1#2 哈雷彗星预测实验
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1986 年簇拥在哈雷彗星附近的探测器们
1682 年,哈雷观测了一颗彗星,根据观测结果,哈雷计算出了这颗彗星的轨道,并预言 76 年后的 1759 年还会再一次看到这颗彗星。哈雷于 1742 年去世,后续每 76 年的观测均由后世天文学家完成。
1#3 木星大红斑观测实验(1830s-)
自 19 世纪 30 年代开始,天文学家就开始观测木星上的巨型风暴——大红斑,这一风暴足足有地球大小。对大红斑的研究有助于我们了解木星的大气。
2# 地质变迁
2#1 钻地研究
人类对地球内部的构造知之甚少,而深入地层内部的高温高压也对钻探提出了苛刻的要求。人们一直渴望能钻探到地幔层,这一层最薄的地方在深海。
经过了半个多世纪的钻探,苏联的科拉钻探是垂直深度最深的,于 1970 年开钻,1989 年停止,2008 年正式封闭,垂直深度最深达 12262 米。目前这一科学钻探记录暂时难以被打破。
与之类似的还有可控核聚变和高能粒子加速器领域,几代人的技术和资金的积累,进行更深入的研究。
3# 生物演化
3#1 长期持续耕作实验(1843-)
英国洛桑试验田
长期持续耕作实验考察同一土壤条件下持续耕作数十年农作物对农作物产量的影响,这一系列实验先后遍布全球各地数十处,最早的一处位于英国洛桑。
这批实验积累了大量有关土壤无机质和有机质的消耗和农作物产量的数据,其中一条是,长期持续耕作 150 年的土地也可以实现农作物产量年年增加。
[Global Science, Lasting Benefitswww.rothamsted.ac.uk
](https://link.zhihu.com/?target=https%3A//www.rothamsted.ac.uk/)
3#2 红狐狸驯化(1959-)
动物学家比利亚耶夫于 1959 年开始野生红狐驯化,来再现类似狼驯化成狗的过程。在实验中,每一代只允许最温顺的狐狸繁殖,来观测选择性育种对物种进化的作用。
3#3 海拉细胞系培养(1951-)
海拉细胞系是人类成功培养出的第一种无限繁殖的人体细胞(癌细胞),被广泛应用于临床医学,今年是第 67 年。
知乎用户 tom zhang 发表
谢邀。
这是在啪啪的打脸啊。。。
没错,核聚变商用确实需要几代人,或者是众所周知的永远的五十年。。。
可是,我们做聚变实验一年一轮没跑。所以准确的说,我们应该是需要几代人才能完成的科学计划。
所以,求不黑。
知乎用户 猪小宝 发表
我以前在这个答案里提过 https://www.zhihu.com/question/30538769/answer/48492414
美国内政部复垦局的实验,硫离子对混凝土性能的影响,横坐标的单位是年。复垦局的一项主要工作职责就是美国中西部的水资源管理和开发利用,负责兴建维修养护大量的混凝土水坝等水利设施,这也是他们关心混凝土长期性能的原因。
知乎用户 Hao6 发表
我现在就在昆士兰大学读书,就是那个沥青滴落实验所在学校,如果有机会来昆士兰大学可以去 7 号楼,实验就摆在门口的展示柜中。
本来准备昨天答题的但是想今天来拍张现场照片再发,没想到有人已经答出来。看来这个实验还是蛮著名的哈哈。
下午刚拍的图,最近的一滴是在 2014 年滴落,这个实验已经进行了 90 年,目前为止只有 9 滴的沥青滴下。
知乎用户 Eagles 发表
沥青滴落实验
知乎用户 大嘎嘎嘎鸭 发表
知乎用户 乳糖菌 发表
反转基因人士口中的转基因有害实验。
当然如果几代之后还找不到有害的证据,那就再来几十代,子子孙孙无穷匮也。
什么,你说几十代之后还找不到怎么办,拜托,几十代后反转基因的早被淘汰了好吗。
知乎用户 韩憨憨 发表
强调一下,海拉细胞就是癌细胞,只不过用了这个 “志愿者” 的名字命名而已,癌细胞是能够不断的分裂的,研究癌症是一个漫长的课题,需要人类复出几代甚至几十代的努力。
以下原文:
她去世已经接近 70 年,但是她的癌细胞还在分裂。
她虽然死于癌症,并且去世前痛苦万状。但从她身上提取到的癌细胞却被称为永生细胞,能够无限存活下去。她的细胞在今天被不断复制、销售、购买、打包,帮助科学家攻克了一个个医学难题,但她的真名却一直被人忘却。
她的名字叫海瑞塔 · 拉克斯 (Henrietta Lacks)。但大部分人,把她叫做海拉细胞 (hela cell)。
1951 年 2 月的第一天,约翰 · 霍普金斯医院接收了一名腹痛难熬,下身出血的女病人,当天,她被诊断出患有晚期宫颈癌。
而当时对癌症没有更好的治疗方法,只能依靠镭——当时的科学家发现放射性元素中的γ射线对细胞有杀伤力,就使用它来治疗癌症。
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(海瑞塔的病历卡)
但他们治疗海瑞塔的方式实际上加速了她的死亡。
治疗她的医生,把装了镭的试管塞进她的子宫颈,缝上。与此同时,医生也取走了一部分她的癌变组织留作研究。
那是 1950 年代,医生们尚未知悉放射性物质对人体的危害,因此也不会去控制放疗的剂量。从病人身上采集病变组织用于研究也不需要事先征得同意。
(研究海瑞塔细胞的医生以及她的照片和墓碑)
无论如何,医生的努力并没能治愈海瑞塔,相反她的皮肤被放射线烧焦了,癌症更加来势汹汹并且大范围转移。8 个月后,痛苦万分的她死于并发的尿毒症。
“棒球一样大的肿瘤几乎完全取代了海瑞塔的肾脏、膀胱、卵巢和子宫,其他器官也像塞了珍珠一样,密密麻麻地长满了白色的小肿瘤。”
而在死神的阴影悄然到来之前,她是五个孩子的母亲,刚刚 31 岁,年轻漂亮。在这张照片里,她涂了深色的口红,直视着镜头,皮肤光滑双眼灵动,丝毫不知道在自己的身体里,肿瘤正在慢慢生长着。
(海瑞塔和丈夫戴维)
至此,我们的主角已经退场了,但故事才刚刚开始。
海瑞塔就医的那所约翰 · 霍普金斯医院是全美最好的医院之一,当时医院里的乔治 · 盖伊博士正在尝试在试管中培养人类细胞,但始终不成功。
原因在于,人类的细胞存在端粒——一个在染色体末端的一小段 DNA 蛋白质复合体。细胞每分裂一次,端粒会损失一段。分裂 50 次左右细胞就再也不能分裂了,这被称为海弗利克上限。
在这种情况下,他们得到了海瑞塔的癌变组织切片。助手玛丽把这些组织丢到放了培养基的试管里,并没有抱多大希望。但很快,他们就被震惊了。
海瑞塔的癌细胞里存在一种端粒酶,可以无限次把分裂损失的端粒重新加上去,这就导致了它们没有分裂极限,能够无休无止的增殖下去。
只要有充足的养分,这些细胞就能疯狂的生长,24 小时它们的数目就能翻一番,不受分裂次数的限制,不受器材的限制。当大多数人体组织培养都只能在试管壁上薄薄的覆盖一层时,这些细胞可以在培养液中野蛮的堆积起来。
这些细胞杀死了海瑞塔,但却让科学家们欣喜若狂。
他们把它叫做 “海拉细胞 (hela cell)”,取了海瑞塔姓和名的前两个字母拼在一起。
(海拉细胞电子三维图像)
海拉细胞的出现,为人类打开了病毒学和基因学的大门。
海瑞塔去世的那个冬天,美国爆发了有史以来最严重的一次小儿麻痹症疫情。1952 年,匹兹堡大学宣布研制出第一支小儿麻痹症疫苗,但必须在人体上实验它是否有效。
他们想到了海拉细胞。
实验非常成功:海拉细胞比一般人体细胞还容易感染病毒。而且容易养活,方便繁殖,量大便宜。借助这些细胞,科学家们终于证明疫苗是有效的。在这不久之后,小儿麻痹症终于被攻克,海拉细胞也开始为医学界所知。
海瑞塔已经死了,可她的癌细胞还活着,并且遍布世界上所有的医学或生物实验室。这些细胞里都有她的 DNA,因而,她从某种意义上,得到了永生。
有的科学家,用她来试验某种化学物质对人体细胞的作用,最终研制出了化疗方法。他们还用海拉细胞开发出了治疗疱疹、白血病、流感、血友病和帕金森症的药,用海拉细胞试验环境污染对人体的危害。
有的科学家,用她来研究人类基因组和遗传学。科学家利用培养海拉细胞和繁殖迭代,弄清楚基因表达和调控的原理,并最终促成了克隆技术的成熟——在成功克隆出多莉羊之前,他们先克隆了海拉细胞。
有的科学家,用她来研究怎么攻克绝症,他们把海拉细胞注射到大鼠体内,让它们长出和海瑞塔相似的肿瘤,科学家再依靠它们研究免疫控制和癌细胞扩散。利用海拉细胞,科学家正在一点点探索癌症的原理和可能的治疗方法。
我们没有办法知道今天究竟活着多少个 “海拉” 细胞。
一名科学家估计,如果可以把所有生长过的 “海拉” 细胞堆起来的话,它们可能重达 5000 万吨。另一名科学家估计,如果将所有生长过的 “海拉” 细胞从头到尾排列起来,它们可以绕地球至少三圈,相当于 1 亿多米,而她本人的身高不过 1.5 米。
没有海拉,许多现代医学的突破,都无从谈起。
至于题目说的几代人,我想,癌细胞的研究治疗要经历的远比几代人的时间还要长,这不仅仅是医学界需要研究的课题,更是整个社会需要不断探索讨论的话题。
知乎用户 蛋蛋 发表
某种社会科学实验。
知乎用户 手写的从前 发表
合金或者陶瓷的相图,就算是平衡相图的测定都是非常麻烦的事情!更别提想要达到理想状态,必须要求冷却速度非常慢,原子有足够的时间扩散,排列成规则的晶态,而在实际生产条件下,合金溶液在浇筑后由于容器壁温度低,冷却速度较快,扩散过程不充分,偏离平衡条件!
像复杂的三元相图,只能通过实验测定得到,如果合金相不只是固溶体,还存在一些中间相,不稳定化合物,亚稳相的话,整个相图的测定就会变得非常麻烦!
这是在工程方面,在理科方面如数学的一些猜想,如哥德巴赫猜想,黎曼猜想这种,几百年也没有得到很好的证明,往往得花费好几代人的时间去努力,如著名的费马大定理,怀尔斯在结合前人在椭圆函数论方面的诸多结论,证了 20 多年才证出来,像这样的猜想在数论里还有不少,每一个都可以说是世纪难题!
另外我们的核聚变工程,托卡马克,计算机里面的 NP 问题也有发展成世纪难题的趋势!
知乎用户 匿名用户 发表
可控核聚变,物理书上永远不变的 50 年后可能将会实现。
知乎用户 darkknight 发表
哈佛大学用 76 年熬出一碗浓浓的鸡汤!
故事从 1938 年开始。那一年,时任哈佛大学卫生系主任的阿列 · 博克教授觉得,整个研究界都在关心 “人为什么会生病 / 失败 / 潦倒”,怎么没有人研究下 “人怎样才能健康 / 成功 / 幸福 ”?于是,博克提出了一项雄心勃勃的研究计划,打算追踪一批人从青少年到人生终结,关注他们的高低转折,记录他们的状态境遇,点滴不漏,即时记录,最终将他们的一生转化为一个答案——什么样的人,最可能成为人生赢家?
人生赢家的标准十分苛刻。主持这项研究的整整 32 年的心理学者乔治 · 瓦利恩特(George Vaillant)说,赢家必须 “十项全能”:十项标准里有两条跟收入有关,四条和身心健康有关,四条和亲密关系和社会支持有关。
譬如说,必须 80 岁后仍身体健康、心智清明(没活到 80 岁的自然不算赢家);60-75 岁间与孩子关系紧密;65-75 岁间除了妻子儿女外仍有其他社会支持(亲友熟人)等; 60-85 岁间拥有良好的婚姻关系;收入水平居于前 25%。这就是著名的 “格兰特研究 (The Grant Study)”。研究名字缘于最初的赞助者,慈善家威廉 · 格兰特( William T. Grant)。如今,这项研究已经持续了整整 76 年,花费超过 2000 万美元。
从 1939 年到 1944 年间,这项研究选择了 268 名当年正在哈佛就读的本科生作为研究对象。入选者当年都在 19 岁上下,全部是家境良好的美国籍白人男性,身心健康,仪表堂堂。每隔 2 年,这批人会接到调查问卷,他们需要回答自己身体是否健康,精神是否正常,婚姻质量如何,事业成功失败,退休后是否幸福。研究者根据他们交还的问卷给他们分级,E 是情形最糟,A 是情形最好。
每隔 5 年,会有专业的医师去评估他们的身心健康指标。每隔 5-10 年,研究者还会亲自前去拜访这批人,通过面谈采访,更深入地了解他们目前的亲密关系、事业收入、人生满意度,以及他们在人生的每个阶段是否适应良好。
这批人可谓 “史上被研究得最透彻的一群小白鼠”,他们经历了二战、经济萧条、经济复苏、金融海啸,他们结婚、离婚、升职、当选、失败、东山再起、一蹶不振,有人顺利退休安度晚年,有人自毁健康早早夭亡。最终,这 268 人里确实涌现了不少成功人士,迄今有 4 个美国参议员,1 个州长,甚至 1 个美国总统——约翰 · 肯尼迪,不过,肯尼迪的研究档案早就被政府单独拿走,预计到 2040 年才有可能解密。
那其余 267 份人生档案又得出了怎样的结论呢?首先,以下因素不太影响 “人生成功”:最早猜测的 “男子气概” 没用,智商超过 110 后就不再影响收入水平,家庭的经济社会地位高低也影响不大,外向内向无所谓,也不是非得有特别高超的社交能力,家族里有酗酒史和抑郁史也不是问题。真正能影响 “十项全能” ,帮你迈向繁盛人生的,是如下因素:自己不酗酒不吸烟,锻炼充足,保持健康体重,以及,童年被爱,共情能力高,青年时能建立亲密关系。
如下数据可能会让你大吃一惊——与母亲关系亲密者,一年平均多挣 8.7 万美元。跟兄弟姐妹相亲相爱者,一年平均多挣 5.1 万美元。在 “亲密关系” 这项上得分最高的 58 个人,平均年薪是 24.3 万美元。得分最低的 31 人,则平均年薪没有超过 10.2 万美元。只要能在 30 岁前找到 “真爱”—— 无论是真的爱情、友情还是亲情,就能大大增加你 “人生繁盛” 的几率。乍一看,感觉哈佛用 76 年熬了一碗浓浓的鸡汤——人生成功的关键是“爱”?这答案看上去太过普通,以至于让人难以置信。
但瓦利恩特说,爱、温暖和亲密关系,会直接影响一个人的 “应对机制” 。他认为,每个人都会不断遇到意外和挫折,不同的是每个人采取的应对手段。“近乎疯狂类” 的猜疑恐惧是最差的;稍好一点的是 “不够成熟类” 比如消极、易怒;然后是 “神经质类 ” 如压抑、情感抽离;最后是 “成熟健康类” 如无私、幽默和升华。一个活在爱里的人,在面对挫折时,他可能会选择拿自己开个玩笑,和朋友一起运动流汗宣泄,接受家人的抚慰和鼓励…… 这些 “应对方式 ”,能帮一个人迅速进入健康振奋的良性循环。反之,一个“缺爱 ” 的人,则遇到挫折时往往得不到援手、需要独自疗伤,而酗酒吸烟等常见的 “自我疗伤” 则是早死的主要诱因。
瓦利恩特最后说道,“温暖亲密的关系是美好生活的最重要开场。”当然,并不是每个人都能幸运拥有美好童年,但好消息是,不论你几岁,都机会 “在爱里重生 ” 哈佛那批人里,一个化名卡米尔的入选者直到 35 岁才第一次知道被别人全心关爱是什么感受——当时他因肺结核住院 14 个月,而医护人员给了他一直渴望的爱与温暖。此后,卡米尔从一个自杀未遂的神经症患者,变成了一个负责的医生、丈夫和父亲,他的家人、病人、下属和朋友都衷心爱他,最终他在 82 岁时攀登阿尔卑斯山的过程里因心脏病突发去世,许多人出席了他的葬礼,向他致意告别——虽然开场并非最佳,但收尾时确实是段丰盛繁茂的成功人生。
知乎用户 八月三十一日 发表
实现共产主义。
这个必然是科学的,所以必然符合题意~~
知乎用户 萧半杨 发表
二更
有评论区的朋友提到我少考虑了质子的总数。我做一下解释。
之所以不用考虑质子总数,是因为意义并不是很大。
宇宙中质子总数是有争议的,但是绝不会是一个小数目。目前主流倾向于认为宇宙的粒子总数是 70-80 的数量级,即使质子总数只有零头,也确实非常可怕。如果这样算来,即使质子寿命有 30 + 的数量级,宇宙中每年也应该有大量的质子衰变发生。
但是这仅仅是以年和宇宙级别的体量为单位,换算到更短时间(这个短,可以以人类文明史来计算)区间和更小的空间(这个小,可以以目前人类文明触及范围计算)内还是相当少的。然而,未被观测到衰变事件哪怕理论预言值确凿,也只是严格的概率问题,并没有任何笃定性意义。
只有实验实千平万方空间内的质子衰变才有意义。
物理实验不同于理论。需要考虑结果数据的可重复性。要是像密立根测定分子电荷数一样前无古人,后也好像没来者一样,那就自然很难算是成功了。
质子衰变和探测引力波或者中微子都不同。小柴昌俊到梶田隆章两代人做神冈探测器和超级神冈探测器,收集到的中微子数量也寥寥无几(少是相比于其他探测)。毕竟打穿地球的中微子是海量的,能诱发切伦科夫辐射的微乎其微。之所以能被认可,是因为中微子打穿了地球,日本能接收到,加拿大 SNO 也可以。
引力波探测的 LIGO 项目同理,利文斯顿和汉福德的两架 4 公里的干涉仪相互验证了每一个信号,可信度瞬间可以上来。加上爱因斯坦在上世纪就留下了预言的波形,只需要比较萝卜和坑就足够了。
相比之下,质子衰变的理论依据就已经相当让人咋舌,GUTs 们关于质子寿命的理论预计能够足足相差四五个数量级。虽然不至于像暗能量模型那么坑爹(有一个天体物理学家就有一套暗能量模型,算是调侃,却也不全是),但是相差一个手掌的数量级和天方夜谭也几近无二了。而标准模型预言质子不会衰变,甚至可以让人怀疑人生。
无法同时验证是另一个短板。一颗质子的衰变(如果有的话)只会发生在一座切伦科夫探测器中。而且也不知道有没有,也不知道什么时候有。
就算能咬定一个预言值,要在几千吨纯水里找到一丝微光,还要确定这一丝蓝色辉光不是中微子一干粒子等诱发,然后还要再等若干年(这个若干是以宇宙当前寿命为单位)一直到能有这么几组数据,彼时宇宙还在不在不知道,研究者能衰变的都衰变重组那是一定的。
所以质子总数巨大,但是没什么卵用…… 人类想活着并且确凿的证明质子衰变,绝非轻易
———————————————————————————————————第二次更新在上,第一次更新在中,原答案在下—————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————
更新
补充两个严格标准的(这个严格标准原答案提到过)
一个是质子衰变实验。质子的半衰期向来众说纷纭,SU(5)的 GUT 理论认为有 10^32 年,要知道我们宇宙的年龄目前才仅仅是 10^10 量级,所以不要说我们有生之年,哪怕宇宙有生之年(要看宇宙加速膨胀的趋势如何变化)也未必有这样的事件出现。不过,实验还是要有的,万一运气好呢(智力圈的人都熟悉陶神陶哲轩,他 sd15 iq230 + 的智商可谓是 10^10 的人口规模才可能出现的个例,但是我们这一代人还是碰到了),据说当年日本天体物理学家小柴昌俊(2002 年诺贝尔物理学奖金获得者)推动神冈探测器项目最初动机就是为了观察质子衰变可能诱发的切伦科夫辐射。无奈什么都没看到,最终走上了用切伦科夫辐射观察中微子的不(kang)归(zhuang)之(da)路(dao)。运气还不错,退休前又碰到了 SN1987A 的事件,记录了大约 11 个中微子(貌似是这么多),顺手赚了炸药奖。
再补充一个,大概是黑洞蒸发的问题,因为 Hawking 辐射告诉我们,黑洞的蒸发速度是和质量的平方成反比,几个太阳质量的恒星黑洞一百万年的蒸发量不过一颗质子质量左右。所以哪怕有足够先进的设备,想完整记录一次黑洞蒸发,也是史诗级别的。
———————————————————————————————————更新在上,原答案在下—————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————
大家比较熟悉的人工可控核聚变和 LIGO 项目已经有不少答主提到了。
无论是可控核聚变还是 LIGO 项目,都是在持续不断的改进直到技术成功乃至技术成熟稳定。虽然不像著名的沥青低落实验一样严格的由一个实验持续数十年,但是从逻辑和技术顺承上持续多年,也算是能符合题意。
从结果来看,LIGO 无疑苦尽甘来,获得了巨大的成功。
而可控核聚变方面,即使美国国家点火装置的激光聚变和德国文德尔施泰因 7—X 仿星器设备不断进化,但乐观估计可能还需要至少一代人。
流行文化中的可控核聚变已经是非常热门(超人复活时的那套过程,超人下落,能量聚集……,有一次听讲座,做光栅开发的吴教授特别提到了激光核聚变的问题,其中一张料块滴落,激光聚能的 ppt 让我印象尤其深刻),但中国物理学泰斗王淦昌关于激光核聚变的经典预言被质疑程度也已经到了一个史无前例的新高度。
但愿能尽快获得成功吧,尽管王淦昌教授预言的能量门槛已经上调了好几个数量级……
嗯,我再补充一个类似的,1988 年格林贝格尔和费尔先后独立发现的巨磁阻效应(GMR)实际上可以溯源到 1857 年开尔文勋爵用铁磁材料在磁场中发现的磁阻效应。
随着纳米技术的发展,Fe—Cr 相间的薄膜可以做到了几个纳米的厚度,磁阻效应也变成了巨磁电阻效应。其价值也从实验室中的无关紧要变成了海纳宇宙的强大储存力,成为了硬盘技术的物理基础。
知乎用户 路遥知马力 发表
混凝土耐久性试验也应该算一个。
知乎用户 狗头昊 发表
氟元素被发现很多年后,氟单质才被人工制取出来
甚至有很多执着的化学家在寻找氟单质的过程中献出了生命
https://zhuanlan.zhihu.com/p/32167567
https://zhuanlan.zhihu.com/p/32168162
知乎用户 卜林 发表
有一个测沥青滴落速度的实验……
网址:http://itech.ifeng.com/44682958/news.shtml?srctag=pc2m&back
沥青滴落实验
是干啥的?
简单说,这个实验就是看着沥青滴落(废话)。它展现了沥青的特别性质:它常温下看起来像固体,还能被锤子敲碎,但如果给它足够长的时间,却又会发现它能流动起来。沥青的粘度实在太高了,实验估计的数值是水的百亿倍到千亿倍之多,得放足够长的时间才能看出来,所以就有了这个又慢又长的演示实验。
以最著名的昆士兰大学版为例,沥青滴落实验是这样做的:首先加热沥青,这样它虽然还是很粘稠但至少还容易流动了,然后把它倒进下口封住的一个漏斗。接下来,等上三年让沥青完全平稳下来,然后打开下口的密封,接下来就交给时间了……
(昆士兰大学版的实验装置,外面有玻璃罩保护,图片来自:wiki)
沥青多久会掉一滴?这个根据具体条件会有差异,不同的沥青样品粘度也存在差异(毕竟是混合物,成分复杂)。还是以昆士兰版为例,两滴的间隔时间在八年到十几年不等,可以粗略地认为是十年等一回。近年来他们那儿沥青的滴落速度比原来慢了,这可能是因为过去的实验没控制环境温度,但现在控制在了比较凉快的环境中。
对这个实验已经有一些基本概念了吗?下面我们就进入故事环节。
明明是我先
说到沥青滴落实验,人们一定会首先想起昆士兰大学的版本。1927 年时,Thomas Parnell 教授开始了这个版本的实验准备(正式开始是三年后),他是昆士兰大学的第一位物理学教授。而后,这个实验装置由二代目管理人 John Mainstone 教授接管。Mainstone 教授去世后,现在管理人已经传到了第三代,可以说是历史悠久了。
但事实上,这个实验还有更早的版本。2013 年的时候,人们在威尔士的亚伯大学(Aberystwyth University)发现了一个 1914 年的沥青滴落装置。这个元祖版本的实验毫无名气,而且就算不被人遗忘大概也出不了名——因为这个版本的沥青粘度实在是太大,结果这么多年一滴都没有滴下来……_(:з)∠)_
据估算,如果要看这个版本滴落需要再等上 1300 年……
错过,错过,
妈蛋又错过了……
昆士兰版的沥青滴落实验并不是第一个开始的,不过它无疑是最有名的一个,还获得了吉尼斯世界纪录的加持。不过这个经典版本的实验也充满了一次又一次的遗憾。
这个版本目前掉了九滴沥青,但是前八滴真正落下的瞬间全 • 都 • 没 • 人 • 看 • 见,而且也没有被记录下来…… 在这个过程中,最难过的恐怕就是实验的二代目管理人 John Mainstone 教授了。他对这个实验非常上心,一直在努力地宣传,可以说这实验如今名气这么大主要都是他的功劳,但他直到去世都没能亲眼见证沥青滴落的瞬间。
(二代目管理人 John Mainstone 教授,也是本实验的最佳代言人,十分可爱的老爷爷。图片来自:JOHN MOTTERN / AFP)
2000 年的时候,他们的第 8 滴沥青落了下来,Mainstone 教授本来是架起了摄像头准备记录的,但结果紧要关头摄像头突然故障,正好错过了…… 之后,二代目老教授一怒之下装了仨摄像头。
(让你丫再坏!右边就是那三个摄像头)
第九滴沥青让他们等了格外长的时间,一直等到了 2014 年。然而,就在 2013 年的 7 月,另外一个版本的实验(都柏林圣三一大学版,开始于 1944 年)就率先拍下了沥青滴落的画面_(:з)∠)_
(都柏林圣三一大学拍下的滴落画面,延时摄影)
而更遗憾的是,Mainstone 教授在 2013 年 8 月就不幸去世,没能赶上来年的第 9 滴沥青。
这事儿想想真是很伤心,最期待的人却和激动人心的时刻永远地错过了……
我们换个烧杯吧——
我 x!怎么断了!
而且,昆士兰版的第九滴沥青本身其实也遇到了麻烦:烧杯里已经积了不少沥青,而且漏斗也没有架得很高,所以它其实已经没有自由下落的空间了。在能够自由下落之前,它就会直接 “坐” 到烧杯里的沥青上面,这画面就没有滴落那么美了……
(这就是下落空间不足的第九滴,截图来自:ThePitchDrop)
Mainstone 教授之前其实就在纠结这个问题:是把玻璃罩打开重新调整,还是保持原来的样子?二代目老教授选择了暂时不去动它。
2014 年 4 月 12 日的时候,第九滴沥青触碰到了烧杯里的第八滴,但是它还挂在漏斗上没有掉下来,实验陷入了有点尴尬的境地。三代目管理人觉得,是时候换个烧杯了。
不过,就在这时候,事故又发生了……2014 年 4 月 24 日的时候,White 教授决定打开玻璃罩更换烧杯。但是,White 教授没想到的是(其他活着的人也都不知道),在玻璃罩和木质底座之间其实有一个密封条,而且年深日久已经老化了。White 教授以为自己只会把玻璃罩的部分拎起来,结果因为密封的存在,整个装置连底座都被拎起来了一点,然后下半部分又摔了下去……
是的,这么一折腾,挂在上面摇摇欲坠的第九滴沥青,就这样直接断掉了!!!
感觉二代目老教授简直要气得当场活过来(不)。
(三代目管理人,对就是他弄断的。图片来自:University of Queensland)
好在现在第十滴终于是把各种障碍都扫清了…… 让我们期待十年后再相会吧_(:з)∠)_
虽然观测屡遭劫难,不过昆士兰版的沥青低落实验还是获得了一些意料之外、情理之中的殊荣——
2005 年,这项自 1927 年开始并一直进行到今天的漫长实验,赢得了
搞笑诺贝尔奖 · 物理学奖!
搞笑诺贝尔奖,是对诺贝尔奖的幽默模仿,专门奖励那些 “乍一看好笑,细想一下又引人深思” 的科学研究 / 科学事件。这个奖堪称 “一本正经的胡说八道” 本人,虽然每个获奖研究都让人想大喊“什么鬼”,但它们统统都是严肃认真的成果呢!颁奖典礼更是一场科学大趴体,甚至连负责拉幕布、扫舞台的都是正经研究人员,其中不乏真 · 诺奖得主哦!
知乎用户 KobeAX 发表
沥青滴落实验,不过这个已经很多人说过了。
对太阳结构的研究大概要好几代人咯,因为直接探明太阳结构是十分困难的,一个光子从太阳内部出发可能要十几万年才能到达太阳表层,而中微子与物质的相互作用实在太弱,大概要技术能够发展到更高阶段才能更加有效研究太阳。就目前来看,中微子的捕捉率还是要弱了些……
知乎用户 小豆苗 发表
HPV 疫苗早就上市,但我们翘首以盼的 HIV 疫苗却迟迟不来。
为了攻克艾滋病,已经有很多人费尽心力。关于艾滋病治疗方法和 HIV 疫苗研发的科学实验从未停止。
「艾滋病疫苗」的百度百科里有一段讲述「疫苗命运」的内容,其中三个小标题可谓道尽了 HIV 疫苗的曲折历史,分别是:
- 命运多舛的 HIV 疫苗
- 研制成功希望渺茫
- 行进中的疫苗开发
艾滋病的定义是:
艾滋病,全称是「获得性免疫缺陷综合征」(英文名:Acquired Immunodeficiency Syndrome,缩写 AIDS)。它是由艾滋病病毒即人类免疫缺陷病毒(HIV)引起的一种病死率极高的恶性传染病。HIV 病毒侵入人体,能破坏人体的免疫系统,令感染者逐渐丧失对各种疾病的抵抗能力,最后导致死亡。目前还没有疫苗可以预防,也没有治愈这种疾病的有效药物或方法。艾滋病于 1982 年定名,1983 年发现其病原体,是当前最棘手的医学难题之一。
凡是牵扯到人体免疫系统的问题,一般都不会太容易被解决,因为免疫系统本是人体自身保护系统,就好像社会的警察安保系统,如果它自身出了问题,又怎么能及时发现偷窃等各种危害社会安全的行为呢?系统自身被侵蚀、被腐化,要想肃清就难了。这是为什么 HIV 疫苗研发困难重重最容易理解的原因。此外,HIV 病毒变异能力超强、变异速度超快,也给疫苗研发增加了难度。
最初是由 VaxGen 公司开发的疫苗 AIDSVax,是 HIV 外膜糖蛋白 gp120 的重组体,虽然采用了乙肝疫苗的成功经验,但是在志愿者中进行的试验表明,该疫苗不能预防感染的发生,显然,AIDSVax 不能诱导产生广谱的中和抗体。还有一种组合疫苗,先给予基础剂量的 vCP1521(一种重组的金丝雀痘病毒载体,SanofiPasteur 公司开发),再同时给予加强剂量的病毒载体以及 VaxGen 公司的 AIDSVax,从而可以既能诱导 T 细胞,又能诱导抗体的产生,这种疫苗之前在泰国进行了大规模的临床试验。
网图,侵删
如今 HIV 疫苗研发的种类已经有很多,包括 HIV 灭活疫苗、HIV 减毒活疫苗、亚单位疫苗、活载体病毒蛋白疫苗、DNA 疫苗等。从 2008 年 3 月 3 日英国广播公司报道到今天,HIV 疫苗的研发已经走过了 30 多年,却没有一种疫苗能上市造福人类。
还记得 17 年的「马赛克」吗?
2017 年 7 月 24 日,强生公司宣布「全球首次 HIV 疫苗人体临床试验」的结果:志愿者对 HIV 疫苗耐受性良好,并且 100% 产生了对抗 HIV 的抗体。于是媒体争相报道,舆论对科学研究解读错误,导致人们都欣喜万分,因为 HIV 疫苗马上就要上市的节奏。
不过很多就被科学家打脸了,首先「马赛克」并不是全球首次 HIV 疫苗人体试验,当时获得的结果也只是早期结果,志愿者产生免疫应答,不代表该疫苗就一定能预防艾滋病。其次,疫苗从研发、临床试验、获批上市、生产到最终上市,还有很长一段路要走。什么时候能在全球范围内被普及使用更是无法预估的。
图片来源:果壳网。侵删
可能 30 年对于一项科学研究来说不算太久,但今后还有几代人要为 HIV 疫苗的研发不懈努力,是可以肯定的。
参考资料:
艾滋病疫苗要来了?还差得远呢 | 科学人 | 果壳网 科技有意思
其实各种疫苗都是好几代人的科学研究成果,从 16 世纪英国人发明牛痘消灭天花开始,人类已经研究疫苗 400 多年啦。
知乎用户 南山 发表
证明转基因食品不会导致 3 代以后不孕不育…
知乎用户 尖尖有毒 发表
人类补完计划……
知乎用户 马车夫 发表
广泛地说,任何一项通过收集数据,分析数据,从而得到普遍性结论的工作都可以叫科学实验。因此,只要数据收集过程需要的时间足够长,一个科学实验往往需要几代人,甚至几十代人。如各种社会 “实验”。
知乎用户 小七 发表
实验:上帝的日常
实验目的及意义:闲着无聊 打发时间
实验对象:一颗小石头(前几天)46 亿年前;大约(数不过来了,上帝很忙的)1 万亿种生物(今天);
实验流程:两个字——不管;
实验记录:忘了啥时候开始的,发正就是小石头大概是前天有动静的;
昨天一直都是小东西在闹腾,没啥意思,看得直打哈欠;
今天有点意思:几个钟头前有个叫恐龙的大块头闹的挺欢,可惜没一会儿就完了,唉,没劲儿;现在有个叫人类的猴子挺厉害的:一开始只靠吃别人剩下的,现在只有和他们在不同进化路线上的病毒、细菌可以威胁到他们了(话说我要不要和撒旦下个赌注呢?看看他们谁跑得更快)
实验总结:业务好几天不做了,看完这波要开始工作了,看完就走。
知乎用户 Kevin Wayne 发表
不知道转基因食品的安全性算不算~
知乎用户 夜色 发表
社会主义
知乎用户 Even Far 发表
不请自答。
看了这么多人的回答,难道没有人知道著名的沥青滴漏实验吗?
此实验被称为世界上最长的实验,和最无聊的实验。一个从 1927 年持续到至今的实验。
沥青滴漏实验_百度百科baike.baidu.com沥青滴漏是一项长得让人难以相信的物理实验,这项实验最初由托马斯 · 帕内尔教授实施,旨在向学生证明物质的性质并不像看上去那样简单。一些物质看上去虽是固体,但实际上是粘性极高的液体,比如沥青,它在室温环境下流动速度极为缓慢,但最终会形成一滴。现在这项实验仍在继续,并可能持续数百年。从 1944 年 7 月 11 日开始,都柏林圣三一大学进行了类似的实验。在 2013 年 7 月 11 日,他们第一次拍到了沥青液滴的滴落。
![](data:image/svg+xml;utf8,)
在百度百科中,介绍的很详细,这的确可以称得上是好几代人才能完成的科学实验。
沥青滴出时间表
日期 事件进展 持续时间(月)
1927 年 实验开始
1930 年 切开封口
1938 年 12 月 第 1 滴沥青滴出 96 至 108
1947 年 2 月 第 2 滴沥青滴出 100
1954 年 4 月 第 3 滴沥青滴出 108
1962 年 5 月 第 4 滴沥青滴出 97
1970 年 8 月 第 5 滴沥青滴出 99
1979 年 4 月 第 6 滴沥青滴出 104
1988 年 7 月 第 7 滴沥青滴出 111
2000 年 11 月 28 日 第 8 滴沥青滴出 148
2013 年 7 月 9 日 第 9 滴沥青滴出 156
![](data:image/svg+xml;utf8,)
[沥青滴漏实验成世界最长实验:十年等一回v.youku.com
](https://link.zhihu.com/?target=http%3A//v.youku.com/v_show/id_XNzAxMDgzMTY0.html%3Fspm%3Da2h0k.8191407.0.0%26from%3Ds1.8-1-1.2)(我是知乎新手。。有谁能教我怎么上传视频吗?)
此实验的意义在于,它向人们展示了,沥青其实是一种液体而并非是一种固体,然而这个实验并没有成功,因为人们没有看到沥青从漏斗中滴落下来。
从实验开始到现在的 86 年,还没有人真正看到过沥青滴落的时刻(此句话写于 2013 年)
上面的视频中,沥青马上就要滴下来了,可惜这时摄像机的存储系统出现故障,并没有把那个滴落瞬间保存下来,真是可惜啊,这一等还得等上十年。
所谓的十年,是个抽象模糊概念,这个和日食月食真的不一样,由于温度等环境因素,谁也不能确定他到底是什么时候滴落,巨大的不确定性导致这个实验很难做成功。温度高滴落的就快一些,温度低则反之。
于是,该实验还在进行中,说不定几年后,我们就能听见他们成功的喜讯,但愿如此吧。
其实,每个人都知道,这个实验已经成功能证明沥青是液体,而那些科学家们对于科学的那份执着让他们废寝忘食的研究,拍摄,这个实验并不无聊,只是时间长一些,他们的这种精神值得我们学习(上面比较正能量,其实我们并不应该学习,而是对照改正,以后不能再浪费时间了(滑稽))
^_^ 哈哈~
知乎用户 匿名用户 发表
现有的例子中,耗费几代人类的,已经有好多。
比如火星上是不是有水,几百年前的法国人英国人德国人就开始在猜想,最近几年也出过”发现水 “,和” 发现不是水“的新闻(比如是干冰),再把问题退化成有没有冰,再退化成,表层没有,里层有没有,在哪里? 虽然现在已经有一些说法,在未来,应该有一个更加确定的答案,比如说哪个时期的哪一地质层,曾经有水,存在了多长时间,能造就什么样的环境,诸如此类。
还有一个最著名的,“地球到底是平的还是圆的,有没有边界?” 对这个问题的探讨,全世界各族人民经历了好几千年的幻想,猜想,合理化,验证,否定之否定。在处理风格上历经了神话,航海冒险,海外奇谈,科学直接验证等阶段。
最近一个刚完成的是关于引力波的存在,历经三代人,最终靠谱确认。由于是近年热点,各中细节,知乎有特别详细的资讯,故不搬运。
当然还有历经三代人还没有完全解决的,耗费许多经费,比如高能物理中的 QGP 相关的问题。(夸克 - 胶子等离子态,这时夸克们自由了,即解禁闭了【deconfinement】, 与黏合它们在一起的胶子们混成一锅汤,此为理论上认可预言的物理状态)自上世纪七十年代,欧洲美国,日本和中国陆续投入许多人力物力,现在实验上已经能实现原先理论计算说能实现 QGP 态的高温和高密度状态,然而呈现的物质并非一开始以为的是一个夸克自由的物质形态。关于这一点,其实在组建实验后几年(八十年代),理论物理学家也预言了,预计当下能实现的高温和致密状态,得到不是完全的 QGP,(重离子)碰撞实验产生的残余物质牵制夸克的解禁闭,这就产生了许许多多大数据计算的硬件和软件革新,和各种基于经验参数的模型,来拟合实验数据。就目前理论物理的主流认知, QGP 的基本问题在理论上是和我们宇宙的诞生有直接联系,直至今日,理论上可以理解的宇宙模型认为宇宙在创生之初,是一个 QGP 态,那么由人工控制的实验环境,小尺度上再现这一过程,能帮助我们发现更多细节和弄明白许许多多已经知道和还未知道的问题。虽然实验室上 QGP 目前是没有完完全全实现,但这半个多世纪,基于这个问题发展了许许多多科学方法和工程技术,我觉得这钱花得正当,花得好。(总比军备竞赛,各国搞阴谋好,不如一起合作)
还有一个比高能物理年轻几岁,花费略小的,高温超导,曾经也比较高调,说 “室温超导”,呵呵。这个问题比上面那么简单明了,就是弄出一个不要太冷的超导态物质来。原先从上世纪五十年代发展的量子场论方法,在假定物质材料是像银啊黄金铜啊铁啊这些正常金属的脾气下,可以计算出最高的产生超导的温度,此为 BCS 理论限制的温度,大概 40k,江湖称 McMillan 极限。然而八十年代,欧洲有人做出了超出这个理论上限制的温度,很快,日本人还有一波台湾人(不好意思,八十年代初,我们大陆还比较忙。。。)在高强压力环境下制造了远超经典预期的超导材料,之后,由于我们忙完了不该忙的事情,清醒过后,转而投入到追求这个问题的答案,中国大陆也产生了一大波稀奇古怪的高温超导材料,成果很好。 但是,压力太大了。这些飙高的超导温度,都是在高强压力下产生,就算如此,实现的温度对于人类来说还是太冷了。那么在未来,升高超导温度大概会如同大多数城市的房价一样,缓慢提升,能不能达到水凝固成冰附近的温度(不管附加多少额外条件)也会是一个问题。目前没有成型的理论可以来解释超出 BCS 理论框架外的实验事实,有的都是“模型” 阶段的各种奇妙说法和新颖的尝试,期盼在未来能尽管得到一个能柔和现有合理假定的猜想,真正解释超出 BCS 理论的高温超导理论。或者,再来一个什么极限说:高温超导的限制是 XXX K,死了这条心也好。
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知乎用户 紫琉璃 发表
可控核聚变。
知乎用户 秃头猴子 发表
“黑暗森林” 法则验证试验。
该理论由来自中国的 “面壁人” 罗辑博士于危机纪年 30 年提出,基本内容如下:
基于 “生存是文明的第一需要” 和“文明不断增长和扩张, 但宇宙中的物质总量基本保持不变”两大公理,推导出 “猜疑链” 和“技术爆炸”。最终得出 “黑暗森林” 法则。
宇宙就是一座黑暗森林,每个文明都是带枪的猎人,像幽灵般潜行于林间,轻轻拨开挡路的树枝,竭力不让脚步发出一点儿声音,连呼吸都必须小心翼翼:他必须小心,因为林中到处都有与他一样潜行的猎人,如果他发现了别的生命,能做的只有一件事:开枪消灭之。在这片森林中,他人就是地狱,就是永恒的威胁,任何暴露自己存在的生命都将很快被消灭,这就是宇宙文明的图景,这就是对费米悖论的解释。
一旦被发现,能生存下来的是只有一方,或者都不能生存
为验证该法则,面壁人罗辑于危机纪年 30 年向银河系广播了 187 J3 X1 恒星系的坐标,该星系距离地球 54 光年,之后于危机纪年 205 年观测到该星系已被摧毁。
该理论由提出到验证,共耗时 185 年。
(理论相关内容来自百度百科 “黑暗森林法则” 词条)