科学家平时是如何工作的

什么是科学?人类到底有多渺小?浩瀚的宇宙中究竟有多少未知事物?片中几位不同领域的科学家,分别来到世界不同的角落,来给我们揭开科学海洋中的神秘面纱,此文截取一些有趣画面,阐述一些基本道理。

科学家平时是如何工作的

探索未知的边界

导演: Ian Cheney

主演: Jennifer L. Macalady / Rachel L. Smith

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意大利格兰萨索国家实验室

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在意大利格兰萨索国家实验室,这里有世界上最大的暗物质实验设备,实验室建在1800米高的岩石下面,研究这些暗物质需要屏蔽宇宙辐射。

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上图为暗物质探测器,容器里边放入碘化钠晶体,晶体被暗物质粒子撞击时,可以看到微弱的光一闪而过,这个光可以被容器边缘的探测器探测到,然后探测器把光束转换成电脉冲进入电脑,电脑就会检测出暗物质的存在。

目前人类对暗物质的研究尚停留在发现阶段,如果真能捕捉到暗物质本身,这对于世界科学史来说又将是一个质的飞跃。

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意识,被描述成宇宙的来源和生命的来源,大脑的生物学活动怎样产生思想及精神状态,目前还是未解之谜,这里是比利时布鲁塞尔的一个实验室。

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在科学家的头上放电极,看看能不能用他的意识来控制机械手的移动 ,结果是显而易见的,科学家们正在研究这里的奥秘。

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美国内华达州黑石沙漠,我们在这里研究沙漠温泉中的微生物。

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先检测温泉里的温度范围和酸碱度,从温泉边缘采集泥沙样本,放在干冰上带回实验室。

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回到实验室后做DNA提取实验,看看有没有出现新的未知的微生物。

先将样本进行震荡,一些磁珠会将细胞捣碎,才能释放出DNA,然后放入超速离心机,电脑会告诉你,每一个发出闪亮荧光的线条,都是一种不同或者相同种类的真细菌。

下一站让我们去夏威夷,研究一下恒星的奥秘。

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凯克望远镜

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美国夏威夷,这里有全世界最棒的天文台。

凯克望远镜坐落在海拔4200多米人迹罕至的莫纳克亚山上,由加州大学伯克利分校、劳伦斯伯克利国家实验室以及加州理工学院建造,口径达10米,莫纳克亚山上的大气的清洁度很高,大部分时间里天气晴朗,凯克望远镜是目前世界上最大的望远镜之一,耗资1.3亿美元。

这里能指向银河系的中心获取光束,可以看到几个正在形成的恒星。

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哥斯达黎加太平洋海岸,这里适合研究一些海底生物。

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我们要研究岩石中生存的以甲烷为食的生物。

甲烷是一种非常强的温室气体,在大陆边缘的深海中蕴藏着大量甲烷,多数甲烷不会进入大气层,因为在甲烷释放到水中进入大气层之前,这些微生物就已经将它吃掉了。

我们需要潜入至少一千米深的水下来探索。

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海底是地球上最大的生物栖息地,海洋里到底有多少物种还是未知的。

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进入潜水装置下水,出发点是水下一千米,甲烷作为温室气体,让地球变暖的潜能要比二氧化碳强烈的多,我们会看到雪蟹在吃真细菌和甲烷。

人类正在研究微生物生态系统是如何运转的,但很可能几十年内都无法突破,这将是一个长期的未解之谜 。

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我们去往美国科罗拉多州波尔得,在这里探索一下量子物理学和量子科技的前沿。

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随着你距离地心越来越近,你就能看到钟表在变慢,这是一百年前爱因斯坦提出的相对论效应,叫做广义相对论。

时间都是相对的,如果物体的质量很大,就会扭曲你周围的空间时间,如果你把手表往上抬几厘米,时间就会有非常微小的加速,只有现代钟表才能检测到这个变化,变化大概是小数点后10到18位之间。

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随着你向着山移动,时间会变慢,就像去地心一样,因为你在向着质量更大的物体移动。

比如在黄石公园火山口周围放置钟表,我们可以通过时间速率的变化来推算出物体的质量的变化,如果得出地表下质量在加大,则表明火山熔岩在聚集准备喷发,钟表做了个很好的预警。

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随后我们还去了英国、加勒比小岛、以及阿巴拉契亚山脉等地,分别讨论了神经科学和心理学等基础领域,这里就不一一列举了。(完)

有一种神秘主义的说法是这么理解的:无论人类拥有多么急速的电脑,多么先进的技术,但还会有一些事情永远挑战我们的了解,因为我们人类在某些方面有认知局限。不论怎样通过技术放大我们的认知能力,一定会有我们无法理解的东西。好比一只青蛙,不管给它多少助力,它都无法理解量子力学是什么。


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