这种鱼死后还能游动，甚至能逆流而上，这么恐怖的故事竟让物理学家狂喜

百科 2024-09-21 17:26 新疆

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

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。

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？

封面来源：wikimedia

颁奖典礼：

https://improbable.com/ig/archive/2024-ceremony/

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