2008年1月23日
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刘县书

中青在线-中国青年报    2008-01-23    [打印] [关闭]
    

    用软件解读狗的语言

    匈牙利罗兰大学(Eoetvoes Lorand University )的研究者利用一个新开发的软件,对不同的狗在不同情景下的叫声进行研究,结果显示,该软件能比人更准确地分辨出狗吠的细微区别,将成为动物语言研究的有力工具。

    为测试该软件的能力,研究者用软件分析处理了6000次的狗吠。这些吠声来自14只匈牙利牧羊犬,可能是在6种不同的情景下发出的:遇到陌生人时、打斗时、散步时、独自呆着时、玩球时、玩耍时。研究者先用磁带录下狗叫声,然后传给电脑进行数字化,让软件将每次吠声进行编码分类分析。

    结果显示,该软件能将43%的吠声准确分类,指出发出吠声的不同情景,其中对“打斗”和“遇到陌生人”这两种情景分辨的准确率最高,而“玩耍”时的叫声分辨率最差。这表明狗在侵略、友好、顺从等不同状态下发出的叫声有所不同。当该软件分辨不同的狗发出的吠声时,准确率达到52%,这比人耳的分辨能力强得多。

    演示雪花生长的秘密

    至少从1611年起,雪花美丽复杂多变的形态就迷住了许多科学家。现在,美国加州大学戴维斯分校及威斯康星大学麦迪逊分校的数学家利用一个程序,模拟生成了与真实雪花一样的三维雪花,这有助于揭开雪花的形态之谜。

    雪花是水蒸气围绕某种核心(比如一粒灰尘)生长形成的,在生长的晶体表面有一层复杂的半液体层,周围蒸汽中的水分子会在其中进进出出,而水分子总是更倾向于附着在晶体的凹陷处。数学家模拟这些情景,并考虑温度、空气压力、水蒸气密度等变量,建立起一个数学模型,演示在不同条件下如何生成不同形状的雪花。

    在电脑模拟形成的雪花中,针状六角形是最常见的,那种我们常从图画中看到的六角树枝状或羽毛状的雪花其实比较少见。研究者用该模型也生成了一些最奇异的雪花形状,比如像三只蝴蝶叠加在一起的“蝴蝶雪花”。研究者称,类似的特异雪花在自然界应该也能生成,只是非常不稳定。对真实雪花的电子显微镜研究曾经发现,雪花的复杂结构往往是基于两种基本的模板生长起来的,电脑模拟也证实了这一点。

    找到宇宙弦存在的可能证据

    宇宙弦假说是物理学家在解释宇宙起源中某些特异现象和探索大统一理论过程中提出的。据宇宙大爆炸理论,在大爆炸后的最初阶段,引力、电磁力、弱力和强力之间没有区别,存在于一个统一场中,而宇宙弦就是这一时期超高温相变的遗迹——如果把宇宙比作一块爆炸后开始冷却结晶的冰面,宇宙弦类似于冰面中蜿蜒的不规则裂缝。

    宇宙弦是极高密度的能量线,直径只有原子大小的亿万分之一,密度却达到每立方厘米10吨。有些物理学家相信,早期宇宙的这种遗物在今日宇宙仍然存在,最近,英国苏塞克斯大学与伦敦帝国理工学院的科学家宣布发现了宇宙弦存在的某些迹象。

    研究者分析了从美国航空航天局(NASA)得到的威尔金森微波各向异性探测器(WMAP)的观测数据,得到了宇宙弦存在的线索。他们研究的方法是,假设宇宙弦存在或不存在,将导致宇宙的微波辐射有所不同,他们利用一台超级电脑计算了宇宙弦将如何影响宇宙微波辐射背景,并与实际观测数据进行对照。

    研究者指出,他们还没有最后确证宇宙弦假说,为此还需要更精确的数据。

    睡眠是为了弱化神经连接

    美国威斯康星大学麦迪逊分校的研究者提出一项新的睡眠理论,认为人们之所以需要睡眠,是为了通过睡眠弱化白天的神经连接,为新的一天做准备—新的一天大脑将开始新一轮的学习,建立新的神经连接。人脑将多达80%的能量用于形成神经的突触连接,以不断应对各种刺激,如果不通过睡眠来休养生息的话,神经突触活动的这种能量消耗是巨大的,将无法持续。这就是生物需要睡眠的原因。

    为检验该理论,研究者对老鼠在清醒或睡眠状态下的神经连接情况进行了分子水平、电生理方面的研究。谷氨酸受体分子能反映突触连接的活动水平,实验显示,相比于睡眠中的老鼠,清醒状态的老鼠谷氨酸受体水平增加了约50%。电生理的研究也同样显示,醒时老鼠大脑中的神经连接更强,睡眠时神经连接被弱化。

    

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