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2008/06/28 第121期 订阅/退订 看历史报份
科学头条新闻 行星创世纪
发烧新鲜事 基因组扫描华而不实
科学家观点 旋转女舞者,Psych-You-Out!
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行星创世纪
撰文╱李名扬

 

重点提要
■10年前,研究行星形成的科学家还只能以我们太阳系这唯一的例子做为建构理论的依据。现在他们已发现了数十个成熟的行星系统,以及数十个孕育中的系统,可做参照的对象。其中,没有任何两个系统是完全相同的。
■当前主要的行星形成理论的基本概念是,行星是由微小颗粒聚积并攫取气体而形成的。但这概念其实跳过了许多错综复杂的层次。各种可能机制间混乱的交互影响,使得各版本的行星形成理论之间产生巨大的差异。

 

在整个叙述膨胀宇宙的伟大故事中,行星虽然只是个无足轻重的小角色,但却是宇宙里最丰富多变且错综复杂的天体。没有任何其他天体和行星一样,同时经历了天文、地质、化学与生物等各层面复杂的交互作用。宇宙中更没有其他地方,能够像行星一样维持我们所知道的生命现象,像我们太阳系这样的行星系统,在许多方面其实差异极大;而在过去10年里,即便天文学家并未特意搜索,却已经意外发现了200颗以上的行星。

 

这些行星具有各式各样的质量、大小、组成与轨道,对于想要探索它们起源的人来说,是极大的挑战。1970年代我还是个研究生时,我们认为行星的形成是个井然有序、模式固定的过程;就像是一条装配线,把杂乱无章的气盘与尘埃,制造成许多类似太阳系的行星系统。现在,我们逐渐理解那其实是个混乱无序的过程,每个系统的结局截然不同。最终所胜出的世界,是在创生与毁灭这两种纷扰躁动、互相竞争之机制下的幸存者,其中有许多行星会爆裂开,被刚诞生的恒星吞食,或者被弹射进星际深空。我们地球也许有失散多时的兄弟姊妹,正在黯淡无光的太空中飘浮流浪。

 

行星形成的研究涉及天文物理、行星科学、统计力学与非线性动力学等领域,行星科学家已大致发展出两种主要理论。连续吸积(sequential-accretion)学说认为,细微的尘埃颗粒会聚积成坚硬的石块,然后吸引大量气体,形成木星般的气态巨行星(gas giant);若没有吸引到大量气体,就变成类似地球的固态行星。这理论的主要缺点是整个过程太缓慢,气体可能在行星建构完成前便逸散无踪了。

 

另一个是重力不稳定性(gravitational-instability)学说,它认为气态巨行星形成于不成熟气盘与尘埃崩解时的骤然撕裂声中,这是一种恒星形成过程的小型翻版。这项假说仍有争议,因为它假设必须有非常不稳定的条件存在,而自然环境可能无法满足这种极端条件。况且,天文学家已经发现最重的行星与最轻的恒星间有道鸿沟,也就是说,尺度介于两者之间的天体非常稀少。这个不连续性意味着行星的形成并非等同单纯的小型恒星,它应该和恒星有着全然不同的起源。…more

                                                                  【欲阅读完整的丰富属性,请参阅科学人2008年第76期6月号】

 
基因组扫描华而不实
撰文╱勒曼(Sally Lehrman)
翻译/林雅玲

花个1000多美元,几家新兴的公司就会扫描你完整的基因组,从中可以获得祖谱、潜在健康问题以及如乳糖不耐症等遗传性状的线索。委托人可以将他们的DNA和名人比较,或者邀请朋友及家人一起分享遗传信息。然而有些观察家相信,这些以网络为基础所提供的服务,虽然能提供易读的报告和背景数据,但其他信息的娱乐性大于实用性。

 

直销的遗传检验至少已经有10年的历史了,而近年能够选择的数量暴增,不过大部份都只提供少量的遗传变异检测。现在基因组芯片的进展,能够轻易的同时搜索大量的基因标的,价格也降低了。美国加州红木市的「基因搜索」(Navigenics)、加州硅谷的「23与我」和冰岛雷克雅未克的「基因解码」(deCODE Genetics)等公司,最近开端扫描20多种和特殊情况或性状相关的遗传标记。如果花上35万美元,美国麻州剑桥的Knome公司可以让消费者与凡特和华生这些精英并行。这些人的基因组已经完全定出序行,并供人分析和解读。

 

由于有新的工具、参考序行和大量受研究的人,遗传学家发现DNA变异和疾病发病率之间的相关越来越显着。但是美国疾病防制局(CDC)公共卫生基因办公室主任库里(Muin Khoury)警告,这些数据仍然不完整,有时甚至互相冲突。他说,现在定序个人的基因组或扫描疾病发病率的标记,无法提供有用的信息。

 

除了由单一基因突变造成的罕见疾病,在遗传上有疾病的发病率,也不能保证一定会生病。生物是由许多基因的交互作用形成,其他重要的因素如RNA、环境中的化学物等,也与疾病的发生有关。像糖尿病和心脏病等复杂的疾病,是由未知数量的基因和许多行为以及环境因子共同造成的。



   
                          【欲阅读完整的丰富属性,请参阅科学人2008年第76期6月号】

 
旋转女舞者,Psych-You-Out!

撰文╱曾志朗                          

 去年底,中研院物理所所长吴茂昆院士忽然来了一封伊媚儿,附了个网址说:「我儿子在站点上看到这则信息,觉得很好玩,也许你这位研究认知与脑神经的心理学家可以告诉我们这是什么现象?为什么我们的脑会有这样的反应?!」

 

伊媚儿上的信息不够清楚,我就打电话找到吴院士,问他到底在讲什么?他兴致勃勃的说:「你点了网址看到那个旋转的舞者吗?还没有!那你一定要先看一下,真的很令人惊奇!看了之后,再告诉我你们认知神经科学的看法!」

 

我的好奇心全被勾起来了,就赶快点入网址,不一会儿,一位女舞者的画面出现了,她的一只脚直立地上,而另一只脚往前抬高,以同样的速度不停转圈圈。我看到她曼妙的舞姿以顺时钟方向旋转了起来,但是,等等,她怎么忽然间就转了个方向,变成逆时钟方向旋转了?我把眼睛眨一眨,再仔细看一会儿。咦!又转回去了,变成顺时钟旋转了。怎么一回事?我可以确定那屏幕上的移动程序是不变的,如果有变化,则一定是来自我这位观看者的知觉变化。

 

而且,舞者总是无预期的时而逆时钟方向,时而又顺时钟方向,再看一会儿,又是逆时钟旋转过去?顺时钟?逆时钟?。天哪!我到底是怎么了?昏了头吗?当然不是!因为我清醒得很呢!

 

盯着屏幕看了好一阵子,我又发现一个新的现象:我只能看到顺时钟方向的旋转,不再看到逆时钟方向了!我眨眼,揉眼,闭上眼,又张开眼,再看画面,舞者仍在旋转,我再努力也没辙儿让她往逆时钟方向旋转了!这也告诉我,之前会看到一下顺时钟一下又逆时钟的旋转方向,绝不能用习惯化(habituation)和反习惯化(dehabituation)的生理机制来解释,也许是我们脑在面对环境中的矛盾信息之后,做了选择,而一旦确定了选择的方向,就不再三心二意了!

 

我关上计算机,抛开女舞者旋转的身影,就去忙别的日常事务,晚上和同事们去狠狠打了几场竞争激烈的羽球赛,让自己累个半死,洗个澡,再到实验室听同学报告他们的研究成果,回到家里已十一点半,看了半小时的小说,眼睛疲倦了,熄上灯,希望好好睡一觉,看看第二天一早,休息够了,会不会有自发性的复元现象(spontaneous recovery),让我重新看到舞者顺时钟和逆时钟交替旋转的现象。

 

所以,起床之后,一如平常生活步调,洗脸刷牙,换衣服,乘车,进办公室和同事打招呼,一切料理妥当,我启动计算机,打开女舞者的文件,屏幕上的图象一出现,我就知道,没有什么自发性的撤销,因为我看到的就是不停的顺时钟旋转,根本看不到另一个方向的旋转。当然,这个结果再次证实旋转方向的轮替变化,不是来自生理的机制,而是知觉系统对周遭环境的冲突信息所做的选择,而一旦做了选择,就有从一而终的执着了!

 【欲阅读完整的丰富属性,请参阅科学人2008年第76期6月号】

 

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●为何查找科普接班人?

科普写作有着可贵的价值,它让科学知识的累积与传承,贴近普罗大众,甚至跨越了科学的界线,深入各个思维,在众多面向上影响人类生活。希望藉由集成之自然科学知识,生动引人的文笔经验交流,激发想像力与创造力,培养科普写作人才,拓展台湾科学研究的深度与广度。

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更多专题文章请参阅《科学人》杂志2008年6月号

1.Science 2.0:预见科学新世代 (纸本杂志P.50)            

2.驯服血管治肿瘤(纸本杂志P.70) 

3.从微尘埃解析行星起源(纸本杂志P.28)                    

 
数位信息·主编精选》

·Wii公司货 没有中文界面
Wii确定7/12在台上市,销价八千五百元,随机赠送一片中文版Wii Sport游戏,但台湾版不能上网,无法链接任天堂官网下载和更新游戏,也没有中文界面,只算是「阳春版」的Wii。
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