这是 2021 年我们最喜欢的酷炫、有趣、奇异的科学故事

一系列很酷的发现、技术里程碑和彻头彻尾奇异的科学壮举——奶牛可以接受如厕训练吗?——让我们有机会谈论大流行以外的事情。

未来的融合

8 月份,核聚变实验释放了 130 万焦耳的能量,人们对使核聚变成为未来清洁能源的希望得到了增强(SN:21 年 9 月 11 日,第 14 页 11)。聚变能的一大障碍是实现点火——聚变反应产生的能量超过触发它所需的能量。这次测试释放了大约 70% 用于引发反应的能量,这是迄今为止最接近盈亏平衡里程碑的一次。

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在国家点火设施的聚变实验中,激光(在该艺术家的渲染中为蓝色)爆炸一个装有燃料胶囊(白色球体)的小圆柱体。该过程产生的 X 射线使太空舱的外部蒸发,并将燃料压缩到驱动聚变所需的极端压力和温度。劳伦斯利弗莫尔国家实验室

猪肾移植到人肾移植

首先,将猪肾植入人体,在 54 小时的监测中该器官功能正常(SN:21 年 11 月 20 日,第 11 页 6 )。这次成功的外科实验标志着真正的动物移植到人类的里程碑,这将扩大对有需要的人的救生器官的供应。

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纽约市纽约大学朗格尼健康中心的一个外科团队首次将猪肾移植到人类患者身上。在这里,研究小组检查肾脏是否有排斥反应的迹象。肾脏功能正常 54 小时。乔·卡罗塔 (Joe Carrotta) 纽约大学朗格健康中心

死亡之星

在一次令人毛骨悚然的事件中,天文学家发现一颗恒星吞噬了附近的黑洞,或者可能是一颗中子星,然后被自己的食物吃掉。由此产生的壮观爆炸留下了一个黑洞(SN:21 年 10 月 9 日和 21 年 10 月 23 日,第。6)。天文学家推测这种星吃星超新星是可能发生的,但从未观测到过。

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在这位艺术家的插图中,一颗恒星喷发出能量,吞噬了死去的同伴。查克·卡特

生命机器

青蛙细胞将自己转变为微型活机器人(SN:21 年 4 月 24 日,第 14 页 8 )。科学家们从青蛙胚胎中取出皮肤干细胞,观察这些细胞组织成被称为“xenobots”的小斑点,它们可以四处游动,甚至可以自我修复,还能移动环境中的颗粒。科学家们表示,异种机器人有一天可能会发挥出有用的作用,例如清理水道。

观看行动中的“xenobots”。

脑筋急转弯

当科学家们取出女性大脑的一小块并绘制出 50,000 个细胞的不同形状及其 1 亿个左右的连接时,他们对大脑有了全新的认识(SN:21 年 7 月 3 日和 21 年 7 月 17 日,第 17 页 6 )。庞大的数据集可能有助于揭示大脑的复杂性。

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通过检查人类大脑的一个斑点,研究人员发现了不寻常的旋转轴突的例子,即像蛇一样盘绕的信息发送神经细胞卷须(如下图的 3D 重建所示)。Lichtman 实验室 / 哈佛大学,连接组学团队 /Google

优点就是缺点

科学家在要求志愿者解决各种难题和问题后发现,即使减法是可行的方法,人们也经常会加法,包括稳定乐高结构和优化旅行行程。SN:21 年 5 月 8 日和 21 年 5 月 22 日,第 1 页 8 )。研究人员推测,以优点而非缺点来思考的倾向可能是现代过度行为(例如凌乱的房屋)的根源。

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在一项实验中,参与者必须将乐高屋顶固定在以这张纸为代表的小雕像上。尽管每件售价 10 美分,但大多数人都会添加件。只有当研究人员明确指出减去碎片是免费的时,才会有更多的人拆除不稳定的块并将屋顶放在宽柱子的顶部。亚当斯 等人 / 自然 2021

训练奶牛如厕

农民可以通过把奶牛送去厕所来减少污染吗?答案很可能是肯定的。在一项独特的实验中,科学家训练奶牛通过使用收集尿液的厕所隔间来回应大自然的召唤(SN:21 年 10 月 9 日和 21 年 10 月 23 日,第。24)。未来,收集的牛尿可能会污染环境,可能会被用来制造肥料。

研究人员成功训练了 11 头小牛(比如这头小牛)在厕所隔间小便。一旦奶牛大小便,牛栏里的一扇窗户就会打开,分发糖蜜混合物作为款待。研究小组表示,大规模训练奶牛上厕所并收集它们的尿液来制造肥料可以减少农业污染。

晶莹剔透

1945 年,第一次原子弹试验的高温和高压留下了一种被称为 Trinitite 的玻璃状物质 – 以及一种更奇怪的东西。科学家发现,在三位一体中存在一种罕见的物质形式,称为准晶体(SN:21 年 6 月 19 日,第 14 页 12)。准晶体具有像普通晶体一样的有序结构,但该结构不会重复。此前,这些晶体仅在陨石中发现或在实验室中制造。

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红色三位一体石(如图所示)是由三位一体核试验后融化的沙子、铜线和其他碎片形成的。卢卡·宾迪和保罗·J·斯坦哈特

基因缺失案例

一种散发着恶臭的东南亚植物,名叫 喜马拉雅风沙草 丢失了大多数其他开花植物中约 44% 的基因(SN:21 年 3 月 13 日,第 14 页 13)。喜马拉雅南山 它寄生在其他植物上获取营养,因此它完全清除了叶绿体 DNA 也就不足为奇了。叶绿体是通常发生光合作用或食物制造的结构。 喜马拉雅南山 似乎窃取的不仅仅是营养物质——超过 1% 的基因来自其他植物,可能是当前或过去的宿主。

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喜马拉雅风沙草 原产于东南亚,是一种体内寄生虫,在其藤本寄主体内生活多年,然后长成直径 20 厘米、有斑点的花朵。C. 戴维斯 / 哈佛大学

DNA 核算

毕竟,同卵双胞胎的基因可能并不相同。研究人员报告称,它们平均相差 5.2 个基因变化(SN:21 年 1 月 30 日,第 1 页 15)。这意味着这些双胞胎之间的差异可能不仅仅是由于环境影响。在其他 DNA 统计中,科学家估计现代人类 DNA 的 1.5% 到 7% 是人类独有的,与尼安德特人、丹尼索瓦人和其他古代亲戚的 DNA 不同。SN:21 年 8 月 14 日,第 14 页 7 )。

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