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• 发布时间：2025-12-05 12:03:02
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科学是咱们理解宇宙秘密的最好路子。为了理解那些难以捉摸的征象，科学界经常抛出各类观点，随之而来的新发明又会不停挑战这些现有观点——这也恰是鞭策科学成长与前进的乐趣地点。

纵然是常识赅博的人，也可能于一些深奥而具备争议性的科学观点眼前感应困惑。从神经多样性到量子生物学，从流离行星到人工智能，甚至人的思维自己，近期出书的《新科学家》杂志切磋了科学前沿的七个“烧脑”观点，从中可以窥见科学前行的脉络。

■本报见习记者刘琦/编译

理解思维

“读心术”是否可能？

思索一下，你理解你的“思维”吗？

有人把思维形容成“飘忽不定的工具”。有人认为思维就像烟花，闪耀着混乱无章的火花，却包罗一个可控的中央光源。这些描写显然没甚么科学原理，但纵然是专家也不太确定“思维”究竟是甚么。

最新神经成像研究显示，咱们可能永远没法真准确定思维于年夜脑中的体现情势。Australia莫纳什年夜学哲学家、《思维》一书的作者蒂姆 贝恩说：“没有人真正知道思维是甚么，但可以从两个方面着手理解：一是内容，二是性子。”

起首，从内容上理解，思维与感知或者觉得都不尽不异。可以说，三者都触及于脑筋中出现某种事物，但思维的差别的地方于在，它自力在被思索事物所孕育发生的任何刺激。

关在思维是怎样孕育发生的，加拿年夜不列颠哥伦比亚年夜学思惟认知与神经科学试验室卖力人卡琳娜 克里斯托夫认为，有三股信息流进入了咱们的意识，从而引发了思维——外部感知（来自外部世界）、内部感知（来自人的器官及内部心理情况）及构想（指自觉地、从潜意识中“涌现”出来的设法，包括走神或者白天梦，而非推理及解决问题等成心识的思惟）。

有内容就有情势。思维的情势是如何的？美海内华达年夜学拉斯维加斯分校的罗素 赫尔巴特设计了“思维采样”试验，想以此来摸索思维的情势。他让自愿者按照随机提醒记载本身当下的心田体验。

这个试验展现，思维可所以语言的、视觉的、感情的、成立于身体觉得之上的，也能够是无符号的，或者者是这些的混淆体。赫尔巴特说，个别之间于思维方式上存于巨年夜差异，只管许多人都没成心识到这一点。

至在思维的性子，或者者说思维于年夜脑中是甚么样的，克里斯托夫使用功效性磁共振成像技能来切磋这个问题。“思维必定有神经相干性。”她说，一些年夜脑勾当能简朴反应正于举行的思索类型，例如人于视觉思索时，年夜脑的视觉皮层会被激活。

更使人惊奇的是，于自觉思索发生3秒前，人脑中默许模式收集的部门区域以和影象相干区域体现出活跃状况，且影象区域的神经毗连异样多样，这也许有助在注释为何自觉性思维往往不拘一格、为所欲为。

虽然神经成像可让咱们大略料想一小我私家于想甚么，但克里斯托夫认为，它并没有法正确注释思维的主不雅体验，也没法进一步使读心术成为可能——而这恰是美国神经毗连公司（Neuralink）等脑机接口公司所寻求的方针。“思维是从年夜脑这一物理基础中孕育发生的，但这又不是决议性的。”

量子生物学

“类量子”触发灵感？

持久以来，量子生物学都被认为是边沿学科。人们认为，于细胞这类温暖湿润的情况中，量子效应很快就会消散。

然而，环境正于发生变化。开端证据注解，细胞内部的一些机制可能触及量子举动，而且量子生物学可能不彻底遵照传统的亚原子世界法则，这对于经典世界与量子世界的界限提出了新的挑战。

于美国普林斯顿年夜学化学家格雷格 斯科尔斯看来，量子生物学真正有趣之处于在，它或者可注释那些没法用经典物理猜测的、新呈现的宏不雅征象。

寻觅生物历程中的量子效应，凡是象征着要寻觅诸如叠加态等典型的量子特性。据美国加州年夜学洛杉矶分校量子生物学技能试验室卖力人克拉丽斯 艾洛先容，于体外细胞中，科学家已经于微管卵白质中不雅察到了叠加的迹象，“但到今朝为止，所有这些成果都只具备‘相干性’”。由于，没人能明确证实或者辩驳量子效应是否能于细胞内维持充足长的时间，从而对于生命勾当孕育发生影响。

不外，艾洛有一些关在怎样确认这类效果的设法。她的研究重点是磁场对于一系列生物历程的惊人影响——从细胞代谢到DNA修复。“整个细胞系统可能会对于微弱的磁场有所反映。”她说。这一设法是，磁场可以影响到电子的一种量子特征——自旋，而这类量子效应可能对于下流的生化反映孕育发生连锁影响。

与此同时，斯科尔斯正于构建一个新的理论框架，帮忙咱们找到生物学中的量子效应。他的重要不雅点是，凡是的量子法则——基在少数粒子之间的彼此作用——于这里其实不合用。“咱们需要接管量子生物学的繁杂性，咱们需要成长一种新的语言。”

从广义上讲，量子相关性凡是由差别波之间的同步水平（相位）来表征，以是斯科尔斯最先于生物学中寻觅近似的征象。他借用了图论的数学要领，这类要领描写了年夜量对于象之间的瓜葛，经由过程对于生物振荡举行乞降来辨认相位的呈现模式。斯科尔斯说，振荡发生于生物体内，包括细胞内的生化历程及年夜脑中的神经元收集。他认为，于试验中不雅察到的量子效应可能就与振荡有关。

斯科尔斯的研究也恍惚了量子与经典之间的边界。虽然这些生物状况近似在量子叠加态，但他的所有计较都是利用经典物理定律完成的。是以，他称这些状况为“类量子”状况。他甚至最先推测这些类量子状况于年夜脑中可能阐扬的作用——它们可能会快速高效地将差别区域的信息整合于一路，带来思维的跳跃或者刹时的灵感。

神经多样性

自闭症是差异不是病？

神经多样性是一个新兴观点，用来理解像留意缺陷与多动障碍（ADHD）及自闭症如许的神经发育差异。美国杜克年夜学的杰拉尔丁 道森注释道：“神经多样性反应了人类于感知世界以和与世界互动的方式上的差异，这些差异源在年夜脑的发育及功效。”

这一律念的焦点是怅然接纳这些差异，而不是将其视为问题。然而，神经多样性理念最近几年来激发了争议，尤其是对于在那些习气在将差异视为“障碍”的精力科大夫及神经科学家来讲。英国卡迪夫年夜学精力科大夫安妮塔 塔帕尔指出：“有些人认为神经多样性范式与医学范式对于立，但我认为二者各有价值。”

“神经多样性”一词最早由社会学家朱迪 辛格在1990年月末提出，她用这个词描写那些没有智力障碍但于与别人互动方面碰到坚苦或者有反复举动方式的自闭症患者。这一术语将自闭症视为一种差异，而不是疾病，并夸大自闭症所带来的很多长处，好比创造力、对于非凡兴致的专注及怪异的思维方式。

神经多样性其实不否定自闭症带来的挑战。道森指出，它的重点于在经由过程答应选择及自立干涉干与来降服这些挑战。这个观点已经扩大到包括ADHD、进修障碍及浏览障碍等其他神经发育障碍类疾病，甚至有人认为焦急、抑郁等生理康健问题也属在神经多样性的一部门。

但塔帕尔认为，将一切都视作神经多样性可能会掉去意义。她认为，接管神经多样性不等在彻底抛却诊断及干涉干与，而是要矫捷处置惩罚，存眷小我私家的需乞降挑战。

通用人工智能

人类智能能被抽象复制吗？

通用人工智能（AGI）是近期科技范畴最热点的话题之一。年夜型语言模子ChatGPT的乐成，使AGI的观点进入公家视线。

AGI被视为技能前沿公司寻求的方针，如OpenAI就暗示其任务是“确保通用人工智能造福全人类”。列国当局及媒体也连续存眷AGI的成长潜力及潜于威逼。

然而，AGI毕竟是甚么？很多专家认为，AGI的界说其实不明确，甚至有人质疑这一律念的科学基础。

美国新墨西哥州圣菲研究所的梅拉妮 米切尔指出，AGI并不是真实的科学观点，由于智能难以用单一尺度来权衡。她质疑，是否能将人类智能的繁杂特性抽象化并于呆板中复制，这仍是一个未解之谜。

AGI一词约莫20年前由计较机科学家本 戈特泽尔及googleDeepMind的配合开创人肖恩 雷格初次利用，旨于鞭策人工智能从局促的运用范畴走向周全模拟人类能力的体系。DeepMind尤其夸大，AGI应专注在“认知使命”，并提出了一个六级框架，此中第一流另外体系可以或许于“广泛的非物理使命中逾越100%的人类”。

DeepMind的梅雷迪斯 莫里斯认为，技能的前进应被视为一个渐进历程，鞭策对于AGI共鸣的成立，“咱们很但愿那些研究智能及呆板进修的专家能与咱们的研究职员互助，配合制订新的评估尺度”。

同时，美国俄勒冈州立年夜学的托马斯 迪特里希指出，将人工智能界说为“人类的复成品”是一个误区。他建议，将AI视为“智能辅助装配”，更能表现实在际用途。这类不雅点更切合AI成长初期的方针，即设计能为人类履行特定使命的智能体系，而非盲目寻求模拟人类智能。

癌症进化

肿瘤也懂“适者保存”？

癌症曾经被简朴界说为一种或者一组疾病，指体内一群细胞不受节制地增殖并扩散到身体其他部位。然而，美国约翰霍普金斯年夜学的肯尼斯 皮恩塔指出，这类传统描写未能表现学界对于癌症熟悉的蜕变。“人们曾经将癌症视为一种恶运，跟着时间的推移，癌症会发生变化，而咱们其实不理解这些变化的缘故原由、机制及动因。”

最近几年来，科学家们最先从全新的角度对待癌症——将其视为一个繁杂的生物生态体系，此中癌细胞与宿主免疫细胞共存，彼此争取资源、适者保存。皮恩塔注释，癌症会跟着情况的变化而进化，“假如癌细胞不进化，它们就会死亡”。

归根结柢，这就是癌症的可怕的地方。癌细胞破裂迅速，还有常常发生随机突变，留下的都是最具上风的变体。

美国佛罗里达州莫菲特癌症中央癌症生物学及进化项目结合主任罗伯特 盖恩比指出，虽然医学界对于年夜大都癌症有了开端的药物及疗法，“但于转移性情况中，咱们险些从未治愈过癌症”。

幸运的是，从进化视角对待癌症，可以为其医治提供新思绪。此中之一是，咱们不该该试图覆灭癌细胞，而应该像医治糖尿病等慢性病同样医治这类疾病。

传统的化疗及放疗要领凡是会留下极少量耐药细胞，这些细胞于竞争敌手被覆灭后会迅速增殖，致使癌症变患上更难医治。盖恩比的试验室正于测验考试新要领，让一些对于医治有反映的癌细胞存活下来，以便它们可以或许与耐药性细胞竞争。

另外一种计谋是针对于癌细胞的顺应能力。皮恩塔的团队发明，当患者接管化疗时，一小部门癌细胞会住手破裂并进入休眠状况，这些多倍体癌细胞可以或许遁藏化疗药物。他认为，经由过程捣毁这些休眠细胞，可以粉碎整个肿瘤的生态体系。

还有有一种可能的计谋是于癌症成长以前就制止其发生。英国伦敦弗朗西斯 克里克研究所的查尔斯 斯旺顿发明，慢性炎症（如空气污染、烟草烟雾或者酒精致使的炎症）可以激活免疫细胞，促使癌症发生。

这斥地了另外一种医治路子：从那些鞭策癌症发生的免疫细胞入手。斯旺顿暗示，人体正常体系不存于癌症中的基因组不不变性，是以靶点越发不变，比拟直接靶向肿瘤可能更有用果。

科学家们信赖，对于癌症的新熟悉将带来治愈的但愿。盖恩比总结道：“癌细胞只能顺应当前的情况，但没法猜测将来，而人类可以。这是人类比拟在癌细胞最年夜的上风。”

流离行星

亿万孤星或者有宜居？

想象这么一个世界：没有太阳，没有日夜节律，只有伸手不见五指的黑夜，以和星际空间里无尽的流落……

尽人皆知，“流离行星”确凿存于，并且数目可能很是重大。按照美国国度航空航天局戈达德太空飞行中央的年夜卫 班尼特和其同事于2023年完成的一项数据阐发，流离行星的数目多是恒星的20倍。这象征着仅于星河系中，就可能有数万亿颗如许的行星。

这一数字看似难以置信，由于咱们凡是认为行星都是绕着恒星运行的。但流离行星的存于与行星形成理论彻底相符。“诚实说，我其实不惊奇流离行星的数目可能跨越恒星。”英国伦敦玛丽女王年夜学的加文 科尔曼暗示。

只管云云，这类征象仍让天文学家感应震撼。“亿万孤星，流离星河。”美国康奈尔年夜学的丽莎 卡尔滕格说，“想象一下都是极美的”。

不外，咱们没法直接不雅测到这群自由“流离”的行星。自2012年发明首颗流离行星以来，科学家一纵贯过引力微透镜效应来推测它们的存于。年夜大都流离行星的巨细与地球相近。较年夜流离行星的形成可能近似在恒星，但地球巨细的流离行星怎样降生仍是个谜。

科尔曼认为，流离行星必然是于恒星系内形成，然后被抛射出去的——或许是因为一颗外部恒星的擦过拉扯，但这凡是发生于恒星密集的区域，如球状星团；或者者是星系中的另外一颗行星与恒星发生了争斗，一颗被拉近恒星，另外一颗则被抛向宇宙深处。

于星河系中，流离行星最有可能于双星体系中形成。由于于这类体系中，行星很轻易被置在终极致使其被抛出的轨道上。

至在这些流离行星的星体构成和其外貌环境，可能与正常缭绕恒星运行的行星相似——从小型的岩石世界到年夜型的气体巨行星，也多是比海王星还有年夜的冰巨星。“我想象流离行星会及这些行星很是近似。”科尔曼说，但独一的差别是，因为没有恒星提供光及热，它们独一的热源只能来自行星内部，是以它们的外貌极可能呈冰封状况。

热喷口是流离行星上一种可能的热源。这些喷口由行星冷却时的总体紧缩所驱动，这也是冥王星上发生冷喷发的机制。“但也有可能这些流离行星比咱们想象的更温暖。”美国加州理工学院的戴维 史蒂文森提出，假如它们的年夜气中含有年夜量氢气，这类气体于高压下是一种温室气体，流离行星的外貌温度甚至可能近似地球。“如许的行星可经由过程内部放射性元素的衰变来连结温暖。”贝内特增补道。

模仿研究甚至注解，一些流离行星可能具有宜居前提。它们可能于酷寒外壳下拥有液态海洋，或者者于外貌形成厚厚的氢年夜气层，以接收充足的热量来维持生命。

量子纠缠

时空秘密的体现？

量子纠缠是指原子等粒子之间的神秘接洽，纵然相隔很远，也能刹时影响相互。这一征象挑战了咱们对于空间及时间的理解，就连爱因斯坦都对于这类征象感应不解，曾经称其为“鬼魂般的超距作用”。

量子纠缠看似难以注释，但物理学家已经逐渐接管了其神秘性，并使用它开发新技能。如今，它已经被视为一种通例资源，是量子计较及量子暗码学等范畴的技能焦点。

2017年，理论物理学家已经证实量子纠缠是宇宙存于的须要前提，与量子理论公式无关。纵然量子理论过错，纠缠征象仍旧存于。波兰格但斯克年夜学的安娜 塞恩斯指出：“咱们于一样平常糊口中看不到它，让它显患上希奇，但这只是宇宙的一个事实。”

然而，这其实不象征着咱们已经经彻底理解了量子纠缠。“许多未解的问题真的很是基础。”塞恩斯说，此中一个就是怎样丈量纠缠的强度。

但也有专家认为，量子纠缠征象被过分吹嘘了。例如，它一直被吹嘘为时空自己孕育发生的底子征象。近来，有人提出要于欧洲核子研究中央的年夜型强子对于撞机上探测高能量下的纠缠征象，以此作为研究量子理论展现实际素质的路子。

研究量子纠缠的科学家对于此持审慎立场。英国牛津年夜学的阿图尔 埃克特暗示：“空间及时间的秘密还有有许多，但纠缠是否就是这类秘密的体现，咱们其实不确定。”

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