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知新
2007-02-07
刘县书
    

    大脑如何感知时间流逝

    很多复杂的人类行为,从对速度的理解到演奏音乐,都有赖于大脑准确分辨时间的能力。如果没有手表、时钟等计时工具,我们如何分辨时间呢?科学家一直相信大脑中有一个内在的时钟以保持时间感,美国加州大学洛杉矶分校的一项新研究则对此提出了一个新的理论模型。

    将一颗石子投进湖水,由此产生的波纹将记录石子投入湖水的时间——波纹扩散得越远,代表时间过去得越多。研究者猜想,大脑的时间感源于一个类似的反应扩散过程:当大脑记录到一次感觉事件,比如一个声音或一次闪光,就会在大脑细胞及其连接组成的网络中激起一阵扩散的反应涟漪,并在网络的不同位置留下反应信号,大脑细胞网络因此获得时间感。

    研究人员通过计算机模拟检验这一理论。他们在电脑中模拟了一个互相连接的脑细胞网络,在对刺激作出反应时,这一网络的连接状况会随时间而改变,模拟显示,这样一个神经网络能分辨时间的流逝。

    多维宇宙可望得到检验

    弦理论认为宇宙万物都由微小的振荡的能量弦组成,它是目前最有希望统一从微观到宏观的所有物理理论的“万物之理”,但至今尚未得到实验验证。弦论预言,在我们熟悉的四维时空(三维空间和一维时间)之外还存在6个空间维度,在宇宙的每一点这六维都卷曲成极微小的尺寸。现在,美国威斯康星大学的物理学家发明了一种办法,可以帮助我们认识宇宙的其他维,甚至可望借此检验弦论的正确与否。

    这项研究的思路是:宇宙的其他维可以通过它们对宇宙能量施加的影响而被我们看到。根据弦理论的数学计算,空间的另外六维可能有适应不同物理法则的成千上万种可能形状,但这些维过于微小,难以通过通常的观察手段看到或测量。当宇宙的物质和能量还处于高度压缩状态(当宇宙还是一个致密的点)时,其他6个微小维度对宇宙就具有很强的影响了——这一时刻也就是宇宙大爆炸刚刚发生的时刻。

    当然我们不可能真的回到那个时间点来观察宇宙的其他维度,替代的办法是从宇宙的背景能量地图中寻找线索。宇宙中有一种普遍的微波背景辐射,被认为是来自最初的宇宙大爆炸,这幅微波能量图堪称宇宙的婴儿照。正如从阴影能推断一个物体的形状,从天空中宇宙能量的状况,能推测宇宙其他六维的形状。研究人员根据不同的几何学假设,推导出不同的宇宙能量图,将这些图与实际观测数据进行比较分析,就能进行验证了。

    小心月球电你!

    美国科学家最新发现,月球表面有些地方可能带有数千伏的静电,这么高压的静电可能释放出电火花,让前往月球探测的宇航员的电子设备失灵,还可能带来堵塞仪器的尘雾。更糟的是,越是当太空中发生坏天气(如太阳风暴),宇航员最需要仪器来发出警报以避免受到辐射危害时,越容易发生这种意外。

    当太阳风中的带电粒子流扫过月球时,月球的表面就可能带电。1998~1999年间在月球轨道盘旋的“月球勘探者”曾经探测到这一现象的印迹。加利福尼亚大学的研究人员分析了“月球勘探者”收集的数据,发现月球表面的静电压可高达4500伏。如果电场集中在小区域内,就足以对设备造成损害。

    因为阳光能从月球表面驱走电子,因此通常在月球的夜晚其表面静电才会开始积累,但科学家此次在阳光照射的一面也发现了一些高压带。

    

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