[冷知識分享] [轉貼]難倒科學界的六個難題

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在溫帶，流感和寒冷天氣總是如影相隨：在北半球，流感高發期是在11月份至次年的4月。但流感病毒自身的活動卻沒有“周期性”，它們在一年中任何時候都可以在人群間傳播。在熱帶，流感病毒的傳播幾乎沒有季節性，而且在溫度較高的月份，還可能產生新的流感病毒，比如今年出現的HINI。tvb now,tvbnow,bttvb6 u; d9 t9 L$ X0 T' E
   目前，科學家已提出很多種可能原因，來解釋為什麼一年中，流感病毒在某些月份更易在人群間傳播。寒冷、幹燥的空氣有助于流感病毒在地表生存，而缺乏維生素D（人體內維生素D的含量與陽光照射量有關，在冬天，陽光照射量偏少），人們的免疫能力就會有所下降，給流感病毒有機可乘。另外，如果天氣過于寒冷，人們喜歡聚集在屋里、學校或辦公室，更有助于流感病毒的人際傳播。房間內的加熱系統（如中央空調）也與流感傳播有關：一旦有病人咳嗽，他咳出的帶有病毒的氣溶膠能很快傳播到其他房間。tvb now,tvbnow,bttvb# J6 \! U0 p: j. x6 L$ R7 p/ {( f
   上述原因聽起來都很合理，但實際上，幾乎沒有相關研究來支持甚至反對這些“假說”。在2007年的“流感季”，美國塔夫斯大學的埃里克勞夫格倫發表一篇綜述，他們認為，流感病毒呈季節性傳播的原因很可能是多種因素共同作用的結果。
2、高溫超導的起源
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上世紀80年代中后期，物理學家在對銅氧化物研究時發現了一個令人歎為觀止的電學特性。該材料在液氮溫度（77K，-196℃）下出現了超導現象。而在此之前，其他超導材料的工作溫度都在絕對零度（0K，-273℃）附近。圖中所示為一塊磁體漂浮在與它極性相反的強磁場中，而這個磁場是由液氮降溫的銅氧化物超導體產生的。
   由于銅氧化物超導轉變溫度（transition temperature）相對較高，它也因此掀起了超導領域的一場革命，促使物理學家重新審視已經被接受的超導理論——BCS理論。BCS理論指出，當電子對形成的時候，就會有超導電流產生。一個電子從物質中間穿過的時候，就會輕微地拉動該物質帶正電荷的晶格，它后方的正電荷密度就輕微提高了，這個正電荷密度增大的區域就可以吸引另一個電子的到來。這樣一來，這種所謂的“庫珀電子對”的聯系就變得較弱，不計其數的庫珀對就可以沒有能量損失地流過晶格。不過，BCS理論還預測，一旦溫度超過39K，周圍的熱量就會導致晶格振動過于劇烈，破壞庫珀對的穩定性。公仔箱論壇7 x6 e: T) A: k- O
   在高壓環境中，銅氧化物甚至可以在164K的溫度下進行超導，遠遠超過了BCS理論39K的極限，因此超導必須一個新的理論來支撐。而鐵基超導材料（超導轉變溫度也遠高于絕對零度，但低于銅氧化物）的發現，或許能為破解高溫超導之謎帶來新的希望。
3、語言

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當600萬年前人類和黑猩猩從同一祖先沿不同分支向前發展時，我們人類就開始發展出說話的能力——傳播八卦、爭吵、抱怨以及裝腔作勢。然而由于諸如聲帶、喉、舌頭、小舌以及大腦這樣的軟組織並沒能保留在化石當中，所以我們的祖先究竟是在什麼時候進化出說話的能力，以及經過多長時間這種能力才最終被人類掌握，我們不得而知。
      其他動物也會交流——土撥鼠警覺的叫聲是在警告其他夥伴周圍有捕食者；饑餓的貓喵喵地叫是告訴它的主人趕緊把食物放下來給它吃。然而這些動物的“語言”都沒有語法，也缺少複雜性。嬰兒是如何掌握語言能力的？這一爭論從未停歇，然而至今也沒有明確答案。或許正如諾姆·喬姆斯基所說，人類天生就具有“萬能語法”，抑或語言是我們大腦處理信息的一部分。tvb now,tvbnow,bttvb) c. ?3 w; x0 W; \! G0 g
   在喬姆斯基的著作《第一個詞語：追尋語言的起源》中，她問幾個主要研究人員一個問題：如果將嬰兒放在一個孤單上生長，它們還能否發展出語言能力？幾乎所有人都認為，嬰兒會發展出一些交流形式，但是不會形成一套完整“正常的”語言體系。5.39.217.77:88985 H: p4 c. P: ^/ n! R7 E
4、物質戰勝反物質5.39.217.77:88980 d5 M8 w8 X: R

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我們在對稱中發現美，但如果不是一個關鍵的不對稱，我們都不可能有機會來欣賞這些美好事物。在粒子碰撞和量子過程中，反物質和普通物質一樣，經常被產生出來。事實上，大爆炸產生的物質和反物質數量應該相等——這可不是一件好事，因為每一塊反物質都會毀滅等量的物質。因此，大爆炸應該產生一個只有光和能量的宇宙，不存在任何固體、液體和氣體。
   有可能大爆炸確實創造了足夠多的反物質，它們形成了反恒星、反行星、反星系等等，只不過它們存在于宇宙中與我們隔離的另外一塊區域。不過幾十年來的深空觀測表明，這樣的可能性極小。
   因此，一定發生了某種不對稱，讓宇宙的演化朝著物質一方傾斜。這種傾斜並不過分——每出現10億個粒子－反粒子對才會多出一個物質粒子。研究人員已經在物質和反物質的性質之間發現了一種不對稱，稱之為電荷宇稱不守恒，可能已經讓事物的演化偏向了我們的物質世界這一邊。不過，要把這種微小的偏差轉化為過剩的物質，原始宇宙必須經曆一段環境極不平衡的錯亂時期，現在還沒人知道這一過程是如何發生的。5.39.217.77:8898. T: Z* t/ j' F' n2 b* F* y
5、超高能宇宙線tvb now,tvbnow,bttvb' p% n3 Q, m; M( N/ ]/ R9 }/ S
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通常我們認為，亞原子粒子是微小而無害的。但在1991年10月15日，天文學家發現，一顆擊中地球大氣層的粒子攜帶的能量，竟然跟砸到你腳面上的保齡球不相上下。從那時起到現在，一共有好幾十顆如此“強悍”的粒子擊中地球。不管是什麼東西發射了這些粒子，與它們相比，世界上最強大的粒子加速器——大型強子對撞機與它們相比，簡直就像是孩子手里的玩具槍。甚至連一顆超新星爆炸都無法完成這樣的粒子加速任務，無論如何，如此高能的粒子應該會在傳播過程中損失能量。5.39.217.77:8898/ E1 r6 z, q+ v7 g1 L
   因此，已經有物理學家推測，它們可能涉及到物質的奇異形態及已知物理規律的失效。不過2年前，阿根廷西部的Pierre Auger宇宙線觀測站發現，這些粒子似乎來源于鄰近星系。那些星系中的超大黑洞或超級超新星能夠產生激波，給這些粒子狠狠“踢上一腳”，而且它們距離我們足夠近，粒子還不至于損失太多能量。不過，具體細節仍然不明。
6、左右手使用習慣
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通常有機分子的中心是一個碳原子，這個碳原子與其他4個原子或者原子團相連。如果至少有兩個這樣的原子（或者原子團）是一樣的，那麼這一結構就是鏡像對稱，它的鏡像就是它自己。如果這4個原子各不相同，這一分子就不對稱，它就會形成截然不同的兩個形態，就像我們的左右手。通常來講，這些不同的形態具有相同的化學機制，然而地球上的生命都只使用其中一個。這並不難理解：形態對于生化反應來說至關重要，不同形態的個體要提供兩種截然不同的鏡像，這對于大腦來說太複雜了。
那麼為什麼地球上的生命會選擇其中之一呢？有些人認為這只是幾率問題，但也有人認為，這種選擇是我們追尋生命起源的一個線索。水晶能夠將這兩種形態分開，那麼或許水晶可以為我們研究原始生命提供一個支架。抑或生命的架構來自于外星世界，不同形態是由偏振光篩選出來的。

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wwinglin

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