Zach Matthews, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons

撰文 | 《环球科学》编辑部

今天早上,人类第34次迎来了“第一届”搞笑诺贝尔奖。

当然少不了纸飞机。(图片来源:Improbable Research via YouTube)

这一次,颁奖典礼终于回到了室内——美国麻省理工学院(MIT)的一间大教室内。相比往年的奖品,这一届可以说投入了巨大成本:雷打不动的10万亿元津巴布韦币,外加一个透明的塑料盒子,盒子除了在顶部贴有搞笑诺贝尔奖的一张纸外,里面还放置了不少墨菲定律的“历史文物”。

遗憾的是,墨菲定律指出,任何可能出错的事,最终都会出错。那么,根据盒子上的说明,这个盒子就变成了一个(理论上)几乎无法打开的盒子

正面的两行提示分别是:“考虑到供应链的不稳定性,胶水有可能会泄漏”和“如果胶水泄漏,盒子就可能无法打开”。(图片来源:Improbable Research via YouTube)

那么,在墨菲定律的许可下,有哪些研究获得了这份珍贵的奖品呢?



超级长寿的人,真的存在吗?

人终有一死,区别只在于早死或晚死,但有些人怎么会这么晚

我们总能听闻一些特殊的“蓝色地区”,比如意大利的撒丁岛、希腊的伊卡利亚岛以及著名的日本冲绳岛。这些地方的人似乎格外长寿,许多人可以活到100岁以上。长期以来,有大量研究围绕这些人以及他们所在的“蓝色地区”展开,试图探索他们长寿的奥秘。毕竟,谁不想活得更久些呢?

这些研究的确总结了一些与长寿有关的预测性因素,比如强大的社会关系、高蔬菜摄入量以及某些遗传特征——基本上也是我们的普遍共识。但英国牛津大学的索尔·贾斯汀·纽曼(Saul Justin Newman)调查发现了一些与既定共识不一致的情况:在意大利、英国和法国等地,贫困、人均收入低以及所在地区犯罪率高的人,寿命反而更长

令人不安的结论驱动着纽曼更深入地研究人口统计数据,他最终发现每个“蓝色地区”的数据都存在大量错误,比如,只有极少的百岁老人拥有出生证明;多数长寿者的生日都在可以被5整除的日期;而这些地区的养老金欺诈也极为盛行。纽曼认为,极端高龄记录在统计学上只是一场空谈



生活在南半球,发旋方向会相反吗?

头上的每一根毛发都是宝贵的财富,它们的每个细节都很重要——当然也包括旋转的方向。

我们都知道,在地球自转的影响下,南半球和北半球的龙卷风通常是反方向旋转的,那么类似的原理会不会也影响到我们头顶发旋的方向呢?

一岁女孩头上的发旋(NoJhan/CC BY-SA 2.5

为此,研究者特地统计了三类儿童的发旋方向:法国巴黎的普通儿童(代表北半球),智利圣地亚哥的普通儿童(代表南半球),和出生在巴黎的37对双胞胎。结果显示,双胞胎的发旋方向都相同,这可能暗示了遗传因素的重要影响。

同时,虽然南北半球的大多数人发旋都是顺时针方向的,但南半球逆时针方向发旋的比例更高,或许意味着环境也会影响发旋的方向。

至于发旋是不是像龙卷风一样,受地转偏向力的影响,“坦白说,我不认为这是一个合理的假设,”作者说道。



抛硬币时,两面向上的概率不相等

什么,抛硬币两面的概率不相等,概率论不存在了?!

这个研究的起因是一群无聊的科学家聚在一起,用46种不同的硬币抛了350 757次。结果发现,抛出的硬币落下后,向上的那一面和硬币抛出前的初始面相同的概率略高,约为51%。也就是说,假如你将硬币抛离手中时,它是正面向上,那最终硬币落下时,其正面向上的概率更高,反之亦然。他们还发现,一些人抛硬币得到和起始面相同的那一面的概率更高;而另一些人则更接近理论值,即得到两面的概率都是50%。

他们就这样抛了20个小时的硬币(来源:Coin Tossing Team via YouTube)

其实他们这是在验证数学家佩尔西・戴康尼斯(Persi Diaconis)和同事在2007年发表的一项论文中,关于抛硬币概率的一个理论。这篇论文指出,很多人抛出的硬币,在空中旋转时角动量矢量并不是平行于地面的,而是存在进动(precession),这便会导致他们抛出的硬币落回手中时,向上的那一面与抛出时向上的那一面相同的概率略高

换成比较“人话”的解释就是,不是概率论不存在了,只是你硬币抛得不标准。想详细了解具体原理和物理过程,可以看看我们之前的报道



哺乳动物可以用屁股呼吸

如果肺不好用了,或许还可以考虑一下用屁股呼吸。一群日本科学家在足以致死的低氧环境中,向小鼠的肛门注入纯氧,结果发现它们的存活时间比未做处理的小鼠长了不少,而如果注入溶解了氧气的全氟萘烷,它们能坚持的时间还更长!接着这些科学家又在猪身上重复了这项实验,也得到了类似的结果。

实验示意图(Okabe et al, 2021/Med)

这是因为高浓度的氧,可以渗入肠道末端的毛细血管,从而参与血液循环。其实,自然界里一些动物,早就开始用屁股呼吸了,比如泥鳅。它们肠道末端只有非常薄的一层上皮细胞,其下遍布了大量的毛细血管和红细胞,因此在低氧环境下,它们可以在水中获取从肛门进入的氧气来辅助呼吸。如果想了解更多用屁股呼吸的动物,可以看看我们之前的报道

向猪的肛门注入溶解了氧气的全氟萘烷(Okabe et al, 2021/Med)

但这项研究的目的,其实是为了未来能在临床上开发辅助呼吸的技术。人类肠道末端的结构与猪和鼠类似,理论上说上述实验也有望在人身上复现,而全氟化合物已在临床上被用于肺内治疗,对人体来说较为安全。研究团队已经取得了人体研究的批准,期待在不久的将来,人类的肺出了问题的时候,或许也可以用屁股来拯救吧。



植物真的有眼睛?

美国的雅各布·怀特(Jacob White)和德国的费利佩·山下(Felipe Yamashita)曾在智利南部的温带雨林中发现了一种木本藤本植物Boquila trifoliolata

这种植物堪称“叶中变色龙”,能模仿生成不同植物的叶子。研究人员无比好奇这种能力的来源,他们在Boquila trifoliolata上方放置了人造的藤蔓,结果发现这些植物连塑料叶片的面积、周长、长宽以及叶片脉络都能模仿

具有纵向形状的人造植物塑料叶(左);B. trifoliolata尝试模仿人造植物叶片的拟态叶片(右)。(图片来源:原论文)

这不禁让他们怀疑,这些植物是否具有单眼视觉?这将是他们未来实验探索的目标。



将鸽子塞进导弹

今年的搞笑诺贝尔奖和平奖颁给了美国著名的心理学家B. F. 斯金纳(B. F. Skinner),但颇具讽刺意味的是,获奖理由是“因为探索了将活鸽安置在导弹内以引导导弹飞行的可行性”。

在20世纪40年代初,原本负责制导导弹的装置非常笨重,没有多少空间用来放置炸药。斯金纳想到,像鸽子这样的鸟类天生就有很强的导航能力,为何不加以利用?于是,他在实验室里设计了一种新型控制系统,试图“驾驭”那些鸽子。他发现三只鸽子会成为一个强大的导引系统,以防一只鸽子在关键时刻分心或发生其他意外情况

图片来源:原论文

斯金纳甚至一度感叹道,鸽子比在委员会任职的物理学家还要容易控制。1944年,斯金纳终于有机会为一个由顶尖科学家组成的委员会演示了“鸽子计划”:一只只鸽子执行任务的表现很完美,表明鸽子的行为是可以控制的。不过,最终委员会还是否决了这个项目。(现在,我们知道,那时的军事重点已转向曼哈顿计划。)留给斯金纳的只有“一大堆奇怪的无用设备,以及几十只已经对新泽西海岸情有独钟的鸽子”。



死掉的虹鳟鱼也会游泳,甚至能逆流而上

当水或气体经过障碍物时会在后方形成卡门涡街。美国哈佛大学博士James C. Liao发现虹鳟鱼在遇到卡门涡街时会改变游泳姿态,增大摇摆幅度,恰好和卡门涡街匹配。其他鱼类中从来没有发现这样的现象,他将这种游泳姿态称为卡门步态,2003年发表在《科学》Science)上。

卡门涡街(图片来源:wikipedia)

事情到这里看起来还算正常,但很快情况很快诡异了起来。在2006年一篇发表在《流体物理学杂志》Journal of Fluid Mechanics)的论文中,James C. Liao发现卡门步态中的虹鳟只动用了一小撮肌肉,甚至无需大脑参与。卡门步态实在是太节能了,节能到死虹鳟都能在卡门涡街中游出卡门步态,甚至还能逆流而上。死虹鳟和活虹鳟在卡门涡街里的泳姿完全相同(新鲜的死鱼才可以,腌成咸鱼肯定不行)。唯一的区别是,生鱼忧患,它能看到前方的障碍物,所以能及时刹车不撞上去;死鱼安乐,它只是机械地往前游,最终会撞到产生卡门涡街的障碍物。如果你想详细了解更多,我们曾与大家分享过这个故事

这是一条死掉的虹鳟在游泳。(图片来源:Lauder, Harvard)



醉酒的蠕虫,连过柱子都慢人一步

活性物质中的单元可以从外界吸收能量,并将它转为机械能,一大团细菌、一堆微小的蠕虫都是活性物质。科学家想知道,活性物质的活性,会如何影响它的流体力学性质。他们决定用一堆几毫米长的蠕虫进行实验,并用色谱法(过柱子)来测量流体力学性质。

问题是,怎么控制活性物质的活性呢?科学家选择给把蠕虫放到酒里(酒精浓度3.5%,与啤酒相当),给它们灌醉,活性就下降了

结果发现,果然还是正常清醒的蠕虫更快抵达色谱柱末端,扩散速度更快。相关论文2022年发表在《科学·进展》Science Advances)上。科学家在论文里还推荐了这套实验方案。或许未来,会有更多科学家为了研究活性物质,对蠕虫做一些奇奇怪怪的事。



带来疼痛的假药比一般假药效果更好?

即使服用的是安慰剂,只要病人心态乐观,状况也能好转,前提是不能让病人知道——这种善意的谎言正是我们所知道的安慰剂效益。而在一项于今年8月发表于《大脑》Brain)的研究中,德国汉堡-埃彭多夫大学医学中心的Lieven A. Schenk、Tahmine Fadai和Christian Büchel证实,病人积极的心态真的很重要:就算安慰剂有一些不好的副作用,只要病人认为这是代表药物有效的刺激,也能有效果。他们也以此获得了搞笑诺奖医药方向的奖项。

图片来源:Pixabay

研究人员共招募了77名参与者,一部分被告知,他们会遭受到热疼痛,但无需担心,因为在此之前他们会喷可以阵痛的芬太尼喷雾,只不过可能有一些刺痛感。然而,对于另一部分参与者,研究人员比较直接,说了里面没有芬太尼。而实际是,所有的喷雾中都没有芬太尼,甚至一部分还加了有轻微烧灼感的辣椒素。出乎意料的是,有灼痛感的喷雾剂,甚至比没有副作用(盐水)喷雾效果更好——仅仅是因为参与者预期有烧灼感,就代表喷雾剂有效,而正是这种想法影响了他们的疼痛调节系统

然而,在生活中还有一种反安慰剂效益:如果人们提前知道了药物的副作用,并预期它们会出现,病情反而更不容易好,这是不是证明吃药听医生的就好,不要自己偷偷看说明书…..



想喝牛奶,不要让奶牛紧张

奶农们可能会熟悉:在挤奶开始时,一些奶牛会倾向于“保留”牛奶。1931年,美国肯塔基农业实验站的Fordyce Ely和William E. Petersen(均已离世)想要更多地了解奶牛排出牛奶的生理过程,于是他们尝试在一只站在牛背上的猫旁边引爆纸袋,探索牛了如何以及何时喷奶。

图片来源:Pixabay

他们尝试在给奶牛连接机械挤奶器时,将一只猫放在这一奶牛的背上,然后每十秒爆炸一次纸袋,持续2分钟。显然,光是爆炸纸袋就足够令牛震惊了——结果是,一滴牛奶不都会有,而“可爱的猫后来因为不必要而被取消了”。两位研究者得出的结论是,由于血液中存在肾上腺素,肾上腺素会阻止肌肉收缩,因此奶牛不会排出牛奶。相反,血液中的催产素则会促使奶牛乳腺导管的肌肉收缩,释放乳汁。这么复杂的生物机制,确实值得搞笑诺奖的生物学奖项。

然而单从实验来讲,如果不需要猫或纸袋,这个实验又有什么乐趣呢?


颁奖典礼:
https://improbable.com/ig/archive/2024-ceremony/

作者 环球科学

《环球科学》杂志