科學家平時是如何工作的

什麼是科學?人類到底有多渺小?浩瀚的宇宙中究竟有多少未知事物?片中幾位不同領域的科學家,分別來到世界不同的角落,來給我們揭開科學海洋中的神秘面紗,此文截取一些有趣畫面,闡述一些基本道理。

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探索未知的邊界

導演: Ian Cheney

主演: Jennifer L. Macalady / Rachel L. Smith

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意大利格蘭薩索國家實驗室

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在意大利格蘭薩索國家實驗室,這裡有世界上最大的暗物質實驗設備,實驗室建在1800米高的岩石下面,研究這些暗物質需要屏蔽宇宙輻射。

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上圖為暗物質探測器,容器裡邊放入碘化鈉晶體,晶體被暗物質粒子撞擊時,可以看到微弱的光一閃而過,這個光可以被容器邊緣的探測器探測到,然後探測器把光束轉換成電脈衝進入電腦,電腦就會檢測出暗物質的存在。

目前人類對暗物質的研究尚停留在發現階段,如果真能捕捉到暗物質本身,這對於世界科學史來說又將是一個質的飛躍。

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意識,被描述成宇宙的來源和生命的來源,大腦的生物學活動怎樣產生思想及精神狀態,目前還是未解之謎,這裡是比利時布魯塞爾的一個實驗室。

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在科學家的頭上放電極,看看能不能用他的意識來控制機械手的移動 ,結果是顯而易見的,科學家們正在研究這裡的奧秘。

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美國內華達州黑石沙漠,我們在這裡研究沙漠溫泉中的微生物。

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先檢測溫泉裡的溫度範圍和酸鹼度,從溫泉邊緣採集泥沙樣本,放在乾冰上帶回實驗室。

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回到實驗室後做DNA提取實驗,看看有沒有出現新的未知的微生物。

先將樣本進行震盪,一些磁珠會將細胞搗碎,才能釋放出DNA,然後放入超速離心機,電腦會告訴你,每一個發出閃亮熒光的線條,都是一種不同或者相同種類的真細菌。

下一站讓我們去夏威夷,研究一下恆星的奧秘。

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凱克望遠鏡

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美國夏威夷,這裡有全世界最棒的天文臺。

凱克望遠鏡坐落在海拔4200多米人跡罕至的莫納克亞山上,由加州大學伯克利分校、勞倫斯伯克利國家實驗室以及加州理工學院建造,口徑達10米,莫納克亞山上的大氣的清潔度很高,大部分時間裡天氣晴朗,凱克望遠鏡是目前世界上最大的望遠鏡之一,耗資1.3億美元。

這裡能指向銀河系的中心獲取光束,可以看到幾個正在形成的恆星。

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哥斯達黎加太平洋海岸,這裡適合研究一些海底生物。

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我們要研究岩石中生存的以甲烷為食的生物。

甲烷是一種非常強的溫室氣體,在大陸邊緣的深海中蘊藏著大量甲烷,多數甲烷不會進入大氣層,因為在甲烷釋放到水中進入大氣層之前,這些微生物就已經將它吃掉了。

我們需要潛入至少一千米深的水下來探索。

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海底是地球上最大的生物棲息地,海洋裡到底有多少物種還是未知的。

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進入潛水裝置下水,出發點是水下一千米,甲烷作為溫室氣體,讓地球變暖的潛能要比二氧化碳強烈的多,我們會看到雪蟹在吃真細菌和甲烷。

人類正在研究微生物生態系統是如何運轉的,但很可能幾十年內都無法突破,這將是一個長期的未解之謎 。

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我們去往美國科羅拉多州波爾得,在這裡探索一下量子物理學和量子科技的前沿。

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隨著你距離地心越來越近,你就能看到鐘錶在變慢,這是一百年前愛因斯坦提出的相對論效應,叫做廣義相對論。

時間都是相對的,如果物體的質量很大,就會扭曲你周圍的空間時間,如果你把手錶往上抬幾釐米,時間就會有非常微小的加速,只有現代鐘錶才能檢測到這個變化,變化大概是小數點後10到18位之間。

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隨著你向著山移動,時間會變慢,就像去地心一樣,因為你在向著質量更大的物體移動。

比如在黃石公園火山口周圍放置鐘錶,我們可以通過時間速率的變化來推算出物體的質量的變化,如果得出地表下質量在加大,則表明火山熔岩在聚集準備噴發,鐘錶做了個很好的預警。

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隨後我們還去了英國、加勒比小島、以及阿巴拉契亞山脈等地,分別討論了神經科學和心理學等基礎領域,這裡就不一一列舉了。(完)

有一種神秘主義的說法是這麼理解的:無論人類擁有多麼急速的電腦,多麼先進的技術,但還會有一些事情永遠挑戰我們的瞭解,因為我們人類在某些方面有認知侷限。不論怎樣通過技術放大我們的認知能力,一定會有我們無法理解的東西。好比一隻青蛙,不管給它多少助力,它都無法理解量子力學是什麼。


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