当饭圈女孩涌进相声会馆,德云社就成了DYS48

2018年10月21日,北京展览馆剧场,2700个座位座无虚席。楼上楼下绿色的荧光棒连成一片,间或还有几块亮晶晶的应援牌。

到了演出的末尾。台上人感谢粉丝,说之前在三百人的小剧场都没有几个观众,而他今天来到了北展。话音未落,少女的尖叫声此起彼伏,绿色荧光棒剧烈摇摆。

为了粉丝,演出者要加唱一首。当台上人开始唱,粉丝在台下跟着齐刷刷地大合唱:

“并非是儿臣以小犯上/有一位古人也做比方/楚庄王有道施仁政/四境安清守封疆”

唱的是评剧《乾坤带》。粉丝们就连结尾七回八转的甩腔都唱得像模像样。

这可不是一般偶像明星的演唱会,而是德云社相声演员张云雷和杨九郎的专场演出现场。

没错,今天晚上的德云社绝对算的上是偶像团体,还被大家调侃为DYS48。除了张云雷和杨九郎,郭麒麟、孟鹤堂等等都拥有颇为庞大的粉丝群体。机场接拍、演出应援、打榜、个站,饭圈的花样一个都不少。

张云雷微博截图

不光是相声圈,就连电竞圈都逃不掉“被偶像化”的命运。这让不少纯圈外人看得是一头雾水:张云雷长相不赖,可要说他就是帅得让人疯魔了,也没有吧?不过电竞选手的偶像化有时候让之前的玩家们更摸不到头脑,因为其较为恶劣的工作环境,长期要熬夜、长时间用固定姿势游戏,电竞选手的容貌、体型,经常和同年龄打游戏的小男生一样:近视、BMI偏高或过低,甚至长期不正确的坐姿会显得有点驼背。

但无论是张云雷,还是像李相赫(Faker)、刘世宇(mlxg)这些一线电竞选手,其实早都在圈子内小有名气。至于硬生生被捧成了偶像,除了饭圈少女有一双善于发现的眼睛,少不了作为传播信息媒介的哔哩哔哩弹幕视频网(B)站和微博的功劳。

偶像,零距离

今年八月的一天,围笑收到了一条来自黄牛的微信,“姐,张云雷济南场的票,你能不能6700卖回给我?”

围笑前两天买的时候,价格还是5700。而票面价格是1199。饭圈女孩的涌入,令今年张云雷和杨九郎的演出一票难求。刚开始追张云雷的时候,围笑还不懂其中的门道,买票买到过左边的小号。张云雷是逗哏,站在舞台的左边(从观众的角度看),只有买到舞台右边的票才能看到张云雷的正脸。因此,按市场规则办事儿,舞台右边的黄牛票要比左边贵。

除了第一次,围笑再也没买过左边的票。今年6月份才入坑的她,追着张云雷的演出全国飞。光是十一月份就跑了四个城市,哈尔滨(11月3日)、成都(11月10日)、沈阳(11月17日)和邯郸(11月24日)。

图虫创意

每次出发去演出的城市,燕然都会买两张和偶像同一班次头等舱的票。“能看到他们在私下最真实的样子。他们都很好,他们俩的感情也是真好,”围笑告诉果壳。

头等舱除了张云雷、杨九郎和经纪人,都是粉丝。围笑发现,在飞机上,动不动就有小姑娘拿着爱马仕的纸袋子给张云雷送去,让他多注意身体。“他收得礼物超级多。Givenchy都拿不出手,至少也得是个Prada、LV才成。我都看傻了。”

不少粉丝送的是T恤。得知张云雷喜欢在马褂里衬一件白色或者黑色的纯色T恤,粉丝便投其所好。传统的马褂里面藏着国际一线大品牌的T恤,就像荧光棒出现在相声会馆一样,矛盾而有趣。

下了飞机,围笑住的酒店也和张云雷同一家。演出当天,在大堂看到张云雷和杨九郎出发去现场了,围笑和老公才会带着器材出发。

围笑用的相机是佳能1DX+70-200镜头(追星必备镜头之一,俗称小白兔),她老公用的是索尼AX2000高清摄像机。两个人一人拍视频,一人拍照片。

围笑拍摄的两人

两个小时的演出,围笑能拍四千多张照片。其中,围笑会挑先出三百多张还不错的,再从这三百多张里挑出五十几张精修、发到微博上。“我还算拍得少的,多的人一场下来能拍一万多张,”围笑说。饶是如此,围笑还是累出了肩周炎。从邯郸回到北京,就去医院做了核磁共振。12月1日,她和老公又追着张云雷去了天津。

每次演出,她都会在微博上发布独家的视频和照片。素材供大家取用,水印和logo会打在不显眼的地方。粉丝们会剪辑围笑拍摄上传的现场、做成安利向或者腐向的视频,也会把张云雷的视频做成合集,方便“享用”。

粉丝安利链条

围笑喜欢上张云雷的契机,是在B站上刷到了一首粉丝为张云雷剪辑的视频,配乐是粉丝为张云雷写的原创曲。她的另一位闺蜜入坑,也是因为拿着她的iPad去厕所,刷了一会儿B站。

晴天也是通过B站的视频粉上张云雷的。那时候她大三下学期,学习的压力、保研的压力令她苦不堪言。为了解压,她点开了粉丝做的相声视频剪辑。然后,就入坑了。

突然有一天,晴天一直看的up主退圈了,不再更新视频。晴天告诉果壳:“当时我就特别放不下,他陪我走过了一段难熬的路,我希望能通过我的努力让更多人看到优秀的他。”

晴天还是学生,没钱买那么贵的票去现场看张云雷,也没有那么贵的设备拍照录像。2017年9月,晴天开始在B站上传张云雷的视频,也顺带着更新德云社其他成员的视频。截止目前,晴天一共更新了超过50000分钟的德云社相声视频。每个视频,她至少看过一遍。

B站搜索张云雷出现的页面截图

小枣在B站看了晴天上传的视频入了坑。她觉得张云雷长得帅,会唱歌,讲得相声又没那么传统。她喜欢和大家一起在弹幕里夸张云雷的神颜“像仙子”,争做“二奶奶”(张云雷绰号“二爷”,他的粉丝自称“二奶奶”)。为了赞美“九辫”间美好的感情(“九”即杨九郎,“辫”即辫儿哥张云雷),小枣会在lofter上分享她写的同人文。

围笑、晴天、小枣,都是通过粉丝的二次创造入坑,而不是通过在线看德云社的官方视频、在电视里或者在现场听相声。

B站,积存时间与情感

上一段反复出现的B站,是关键词。被昵称为B站的视频网站哔哩哔哩,特色是悬浮于视频上方的实时评论功能,爱好者称其为“弹幕”。一面看视频,一面看弹幕,一面发弹幕,是用户着迷于B站的原因之一。

从传播学的角度看,B站是一种传播信息的媒介。媒介即讯息。这是媒介环境学派的核心观点。该学派的著名学者麦克卢汉认为,与传播的内容相比,传播的形式——即媒介本身——更重要。任何媒介或技术的讯息,是由它引入的人间事物的尺度变化、速度变化和模式变化。

麦克卢汉认为,媒介或技术是人体的延伸。印刷品是眼睛的延伸,广播是耳朵的延伸,电视是中枢神经的延伸。电视的到来,使得人们不光调动所有感官,还调动整个意识系统去参与媒介。这种延伸带来的强烈刺激对于人的神经系统来说负担过重,会令人陷入麻木的状态。麦克卢汉的学生波兹曼正是在此基础上,写出了那本著名的《娱乐至死》。

截图出自《马男波杰克》

那么,承载了粉丝热烈情感的B站弹幕视频呢?

B站弹幕视频至少融合了三种观看场景:传统的客厅观看——几个人一起,一面看一面聊天扯淡及时品评视频内容;影院场景的观看——兴趣一致的数百或者数千观众坐在一起,但不允许大声喧哗;在线视频的观看——个人观看,随时随地。

既是单向的,又是互动的;既是单人的,又是群体的。更关键的是,弹幕间的交流,不是沿着线性时间展开,而是在积存时间。两个一前一后构成对话关系的弹幕,可能前后时间相差了几天、几个月、甚至几年。即使发弹幕的当事人变了心,观看时所抒发的情感得以在弹幕中保留。日积月累的结果,是一个带有弹幕的视频凝聚了一代又一代观看者的情感。

B站视频截图

曾经喜欢过、现在仍喜欢张云雷的人都有可能看到这条视频。而入了坑的粉丝们,通过刷视频、刷弹幕被现役或退役粉丝的情绪感染,不断巩固和强化对偶像的情感。

最近,围笑在和B站“撕”。B站总屏蔽围笑的视频,认定围笑上传的整场相声演出侵权(德云社的视频版权都在优酷)。围笑则认为,许多人用她的视频剪辑的片段都能在B站上播放,为什么她是视频的所有者,反而会侵权。B站的客服专门打电话给她解释,让她理解B站的工作,围笑表示不妥协,“B站太重要了,不能丢”。

B站也是晴天主要的活动领域。因为B站不会要求活跃度,不会像微博一样得打卡,得刷话题保持活跃度。她觉得,这样会令她的喜欢更持久一些。晴天说:“在微博超话上,总有些事儿不得不掺合。我控制不好自己和饭圈的距离,所以选择了逃避。”

微博超话,不间断的强刺激

提到饭圈“宝典”,就不得不提微博的超级话题。超级话题是微博里的兴趣内容社区,一款将话题模式和社区属性相结合的产品。超级话题只会显示带有该话题标签的微博内容。一进入微博张云雷的超级话题,粉丝就能立刻被张云雷的信息包围,不受庞杂的无关信息干扰。

张云雷超话截图

微博超话有签到的功能,签到的次数越多,在超话中等级越高。粉丝人数越多、粉丝发微博的数量越多、粉丝活跃度越多,明星在超级话题上的排名就越靠前。因而,不少明星的官方或非官方粉丝团都有硬性规定:想加入粉丝团,必须每天要在超话里发XX条微博。或者,超级话题的活跃度超过XX,才有资格申请加入粉丝团。而加入了粉丝团,能独享某些优待。比如,张云雷的粉丝团成员可以团购演出票,价格虽然不可能便宜,不过座位都相当不错(能看到张云雷的正脸)。

粉丝在意超级话题,因为超级话题对偶像明星来说很重要。超话的阅读量、发帖量、粉丝数能从一定程度上证明偶像带流量的能力。这是广告商在意的指标。

张云雷超话团队管理规范

超级话题有些类似于超女时代粉丝聚集地——百度贴吧。和贴吧不同的是,超级话题除了社交属性强得多之外,信息的暴露程度也比贴吧更甚。

百度贴吧里的帖子要点进去才能看到内容,想看到其他的内容得先退出原来的帖子,再点进去另一个帖子。而微博超级话题,内容都“裸露”在外,使用者扫一眼就能看个大概。句子精短、分行频繁的彩虹屁,精心PS后的美照,缓冲几秒就能看的短小视频,只要向下滑,看不尽的内容就会不断涌现。

视觉上不间断的强刺激会带来什么?浸入式的体验,麻木甚至恍神的状态。

微博截图

自产自消

借助B站和微博超级话题,饭圈女孩生产、创作、观看、参与,最终达到了娱乐产业对粉丝的要求——消费。

以前,只有主流的传统媒体才有发布视频的渠道与资格。现在,任何一个粉丝都拥有发布的渠道。张云雷和杨九郎演完一段后,会暂时下台休息,由另一组搭档顶上。这时,绝大多数前排的粉丝都低着头,专注于手头的事儿:挑图、把照片从相机传到手机里、用美图软件修图,然后立刻传到微博上。粉丝放出来的照片,决不允许偶像脸上有斑点、青春痘和赘肉。

演出结束后,粉丝有了新的视频音频和图片素材,着手二次创作。有人剪整场精华,有人剪MV,有人剪九辫两人间的互动。其他粉丝在B站上看到了二次创作的成品,又一次确认/升华了对偶像的爱。

粉丝自制表情包|微博

以前,宣传推广都是专门的公司在做。现在,粉丝主动伸手介入这部分工作。经纪公司所谓的宣传、推广和形象维护,也不过是发几条微博、买几个大V转发、买几块广告牌。粉丝也能做到。

粉丝吹出来的彩虹屁比公司的文案更具感染力;粉丝刷票、反黑、控评、撕对家粉丝的气势和战斗力要比经纪公司惊人得多。在为偶像做宣传推广的同时,粉丝一方面通过发微博参与超话的个体行为为群体社区做了贡献,巩固了信仰;另一方面,粉丝发出的微博成为了强化其他粉丝信仰的刺激源。

至于实体广告,基本上国内外知名的LED屏幕饭圈女孩都买过一遍了,以至于帮饭圈女孩买广告成了一门生意。围笑和几个同好想在张云雷过生日的时候,给他买登机牌背后的广告作为生日礼物。于是,她们联系上了张云雷的经纪人,希望拿到张云雷肖像的使用权。张云雷的经纪人得知后,问她们能不能买公交车站的广告,这样能让更多的人看到张云雷。围笑说:“人家有要求,我们想想也就听了。”

粉丝自制图|微博

圈里圈外

如果没有饭圈女孩,张云雷会不会红?答案多半是会。

作为德云女孩,麦麦对德云社的一举一动都很留意。麦麦说:“只要注意观察,就能发现老郭想捧谁。从去年开始,老郭就在捧张云雷。他在相声圈已经积累了不少粉丝。”

曾在天津电视台做过曲艺节目的飘飘表示,郭德纲想捧的人,是能捧红的。“可张云雷红成这样,估计老郭都料不到。如果老郭懂饭圈这一套,当年捧小岳岳哪用这么费劲?”

粉丝自制|微博

如果没有饭圈女孩,张云雷会不会成为偶像?

答案是不会。

作为相声演员的张云雷和作为偶像的张云雷之间的区别,大概就是徐峥和山争哥哥的区别。

今年《我不是药神》火爆上映的时候,有人在兔区对徐峥发出质疑:

(兔区是晋江文学城的在线匿名论坛。兔区和八组,即原豆瓣八卦来了小组、现豆瓣鹅组,堪称八卦爆料的两大重镇。)

微博截图

看不过眼的人民群众,在微博超话里刷起了“山争哥哥”,为自家idol疯狂打call。通过粉丝仅仅一天的努力,徐峥的超级话题阅读量超过了5亿,帖子5200个,粉丝数2.3万。

饭圈女孩喜欢吹自家偶像的颜值,山争哥哥的颜就是“什么神仙下凡……是天蓬元帅”;饭圈女孩喜欢突出自己对偶像的重要性,于是乎,“哥哥头发都没了,他只有我们了”;饭圈女孩喜欢称自己的偶像是“人间仙子”,山争哥哥就成了“人间卤蛋”。

微博截图

顺带地,“三水哥哥”黄渤是人间柴犬,“三石哥哥”黄磊是人间灶王爷,再加上“雨田哥哥”孙红雷,四个人被称为“中年四子”。

徐峥在接受娱乐媒体采访的时候,显然还没弄明白山争哥哥是怎么回事。他说,这是个拨乱反正的过程,因为很多人误以为他的名字是“铮”。

圈里圈外,两个世界。

山争哥哥当然是戏谑的说法,可在这一过程中饭圈女孩的反应之迅速、动作之敏捷,都说明饭圈已经形成了一套成熟的话语体系和运作机制。饭圈女孩“钦定”哪个名人或明星是偶像,他就是。

微博截图

当饭圈女孩把饭圈的逻辑引入德云社,张云雷就成了偶像。

郭德纲曾对偶像张云雷说:“你呀,灭了祖了呀你!”

对于偶像张云雷,张云雷自己说:“我没有走偶像路线,都是她们给我定的。”

爱,是我们贫贱的标志(1)

作家王小波在《明星与癫狂》中写道:“追星族常常有计划、有预谋地发一场癫狂,何时何地发作、发多久、发到什么程度、为此花费多少代价,都该由那些人自己来决定。”

看电竞的粉丝挑中了刘世宇,他就成了偶像。看乒乓球的粉丝挑中了张继科,他也成了偶像。看言情小说的粉丝挑中了沈肯尼和沈煜伦,他俩就成了偶像。除了乒乓球的国民度实在太高,刘世宇、沈肯尼和沈煜伦的名字,圈外的人听都没听过。

沈煜伦的粉丝指责江南刷榜|微博截图

铁打的粉丝,流水的偶像。以前只有出现在电视机里的人,才有成名的资格。如今,无论是明星还是粉丝,都出现在B站上,在微博中。网络媒介的特性给了每个人成名的机会。那么,至于偶像是说相声的,还是玩游戏的,似乎没那么重要。反正都是狗现场、剪视频、刷微博。反正追星流程是一样的,使用的工具是一样的,发布的平台也是一样的。只要能从偶像身上得到需要的东西。

从超女时代起一直在做粉丝文化研究的厦门大学中文系助理教授杨玲告诉果壳,粉丝对于偶像的情感,有“类似宗教”的成分在。“饭圈文化其实还是在宣扬普世价值观。粉丝吹出来的彩虹屁,一定是积极向上的。粉丝强调偶像有多努力也好,强调多有才华也好,都是些被公认为美好的东西。”

文化学者桑德沃斯认为,粉丝追逐明星,展示了自己的欲望和想象。粉丝内化了名人与明星的特质,让他们成为我们自己在想象中的一部分。通过追捧和抬高偶像,我们得到自我的确证。

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围笑以前曾追拍过李宇春。2005年,奥运会吉祥物发布会,是她和老公拍的第一场李宇春的活动。那时候,北京的宽带还只有64k,一个几百兆的视频得传一整晚。现在,“李宇春去戛纳了,不需要我了”,她转向了更需要她的张云雷。

小枣追过一段时间国家乒乓球男队。追了一段时间张云雷,她发现张云雷的“毒唯”粉丝不但吹捧张云雷,还睬德云社的其他元老。她脱粉了,成了德云社的“社粉”。

飘飘是把“努力努力再努力”写到微博昵称里的张艺兴的女友粉。她还是郭麒麟的妈妈粉。看着郭麒麟从一个小胖子瘦身成现在的模样,她觉得“挺励志的”。

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知名粉丝文化学者亨利·詹金斯认为,我们需要接受一个事实:粉丝身上有一些核心需求,而这些核心需求是目前被主流价值观和议程所主导的正规机构所无法满足的。面对不得解脱的现实,粉丝社群为参与者提供了生存下去所必需的社会资本或自尊。

 

(围笑、晴天、小枣、麦麦、飘飘皆为匿名。感谢资深相声爱好者窗窗对本文的支持。)

(1)引自西蒙娜·薇依《源于期待》

(编辑:Mo)

天才少年、DNA侦探、小行星猎人……2018年,这十人震动了科学界

|· 本文来自“我是科学家”·|

2018年马上就要过去了,这一年,又有哪些人对科学界产生了重大影响,令人印象深刻呢?就在昨天(12月19日),《自然》评选出了“2018年度十大人物”。我们一起来看看这份新鲜出炉的“风云榜”上都有谁吧!

石墨烯匠人——曹原

曹原 | 美国麻省理工学院博士

关键词:石墨烯、超导、年轻有为

上榜理由:协助发现了石墨烯的超导特性,开启了一个新的物理学领域。有望提高能源利用率与能源运输效率。

人物特写:年仅21岁就以一作身份发表了两篇《自然》。热爱拆拆装装,能自制相机和望远镜拍摄星辰。

 

洞察人类的历史学家——维维亚娜·斯隆

维维亚娜·斯隆 | 德国马普研究所人类进化实验室古遗传学家

关键词:古人类、混血、灭绝

上榜理由:从2000多份古人类骨骼化石中发现90000年前的远古混血人,找到古人类之间联姻现象的直接证据,从侧面证实尼安德特人并未灭绝。

人物特写:虽是遗传学家,但她善于从考古学、人类学、病理和解剖学等角度思考问题,不放过任何可能性。

 

CRISPR妄为者——贺建奎

贺建奎 | 基因编辑领域的门外汉

关键词:CRISPR、基因编辑婴儿、伦理

上榜理由:以非治疗目的用CRISPR技术改变了两位健康婴儿的基因。无视科研伦理的举动,遭到了国内外学术界和普通大众的广泛质疑和批评。

人物特写:十年前研究过量子物理,八年发表过与经济学、进化等相关的论文,成立过基因测序公司。后来不听劝阻把基因剪刀伸向人类胚胎。

 

平权捍卫者——杰斯·韦德

杰斯·韦德 | 英国伦敦帝国理工大学高分子物理学家

关键词:维基百科、平权运动

上榜理由:为来自弱势群体的科研工作者们创建了400余条维基百科词条。利用社交媒体曝光对女性歧视的事件。鼓舞了很多科研工作者和许多其他行业的从业人员,为提高女性和有色人种在科学界的地位付出了巨大努力。

人物特写:一天写一篇维基百科,尝试纠正存在已久的不平衡问题。愿望是改变人们对性别的刻板印象,并促进科研团队成员多样化。

 

地球监测者——瓦莱利·马森·德尔莫特

瓦莱利·马森·德尔莫特 | 法国气候和环境变化实验室气候学家

关键词:气候变暖、IPCC

上榜理由:提倡打破科学壁垒,呼吁各国政府在不增加贫困和不平等的情况下,减少碳排放,力求控制全球气温升高不超过1.5℃,推动各国政府对控制全球变暖达成共识。原本近十年才能发布的IPCC大规模评估报告,在她的努力下几周内就迅速出炉。

人物特写:为了阻止世界过热而日夜操劳,对女儿和丈夫的牵挂使她更加努力。

 

星图制作师——安东尼·布朗

安东尼·布朗 | 荷兰莱顿天文台天文学家

关键词:盖亚计划、银河系星图

上榜理由:带领400多人的团队,兢兢业业耗时六年,绘制出一张大小为551 GB的星图。星图涵盖了银河系约13亿颗恒星的位置和运动,为人类研究银河系提供了珍贵的数据库。

人物特写:协调团队,激励科学家们共同合作以确保数据中心运行顺利。为“盖亚”太空望远镜项目服务超过20年。

 

DNA侦探——芭芭拉·瑞·范特

芭芭拉·瑞·范特 | 加州退休地方检察官,遗传谱系学家

关键词:遗传谱系分析、侦探

上榜理由:利用遗传谱系分析技术,帮助警方抓获美国历史上最臭名昭著的恐怖嫌犯“金州杀手”。为DNA在破案中发挥更大的作用铺平道路。

人物特写:在一次遗传谱系分析中,她找到了自己在“开膛手杰克”时期当探长的叔祖父。

 

环保斗士——杨美盈

杨美盈 | 马来西亚新任能源、技术、科学、气候变化及环境部长

关键词:环境保护、禁塑

上榜理由:改革马来西亚的环境政策,推行绿色能源和发展生物可降解塑料技术。她的政策在全球范围内获得其他国家的积极响应。

人物特写:决心寻找一份能为全人类带来福祉的事业,坚信人类终将远离化石能源。

 

开放获取领导者——罗伯特·丹·施密特

罗伯特·丹·施密特 | 欧盟科学事务专员

关键词:文献获取、开放权限

上榜理由:提出“没有付费阻隔的科学”计划——“S计划”,倡导开放科学论文的获取权限,或对现有的科学出版体系造成巨大冲击。

人物特写:协调出版商和资助方的矛盾,希望让大家都能免费获取更多学术论文。

 

小行星猎人——吉川真

吉川真 | 日本太空和航天科学研究所天文学家

关键词:小行星、太空探测

上榜理由:领导了“隼鸟2号”太空任务,成功抵达一颗名为“龙宫”的小行星,并将从该小行星上采集岩石样品带回地球研究。他还曾帮助策划了太空探索历史上最壮观的两次救援行动(隼鸟号和破晓号)。

人物特写:童年读过《小王子》后,就迷上了小行星,致力于通过小行星探究太阳系形成的奥秘。

 

正如《自然》特写版块主编Rich Monastersky所评价的那样,

“这十大人物的故事浓缩了2018年度最难忘的科学事件,这些事件迫使我们思考我们究竟是谁、我们从哪里来、以及我们要去向何处的难题。”

(编辑:Yuki)

参考文献:

  1. Nature’s 10, Ten people who mattered this year.Nature, DOI: 10.1038/d41586-018-07683-5

地球上第一个穿上“羽绒服”的,竟然是它?

|· 本文来自“我是科学家”·|

(作者/廖俊棋)

在各种恐龙大片中,翼龙作为天空的霸主,上镜率很高,也常常能拿到自己的戏份。

1933年的电影《金刚》中,翼龙抢走了金刚的心上人

《侏罗纪公园》中翼龙“抓人”的画面(其实研究表明它们的后肢并不能抓起人)

虽然名为“翼龙”,又和恐龙生活在同一时期,但翼龙其实并不是恐龙。它们是恐龙的“旁系近亲”,也是最早翱翔于天际的脊椎动物。

翼龙一直以“清奇”的长相给人们留下了深刻印象——比如长满尖牙的嘴巴、可以折叠的翼膜和一身独特的“毛发”。

没错,与我们今天所见到的大部分爬行动物不同,翼龙的体表是“毛绒绒”的——很早以前,就有证据显示翼龙身上长有许多短毛。

不过长久以来,人们普遍认为这些毛发大概就像头发一样是简单的单根结构,并且与恐龙毛发以及鸟类的羽毛起源不同。

但就在最近,南京大学姜宝玉领衔的科研团队,在两块蛙嘴龙(anurognathids)化石上发现了四种不同类型的毛发结构,且其中许多类型的毛发结构和恐龙及鸟类的相似[1,2]。这一发现改变了人们对翼龙只有单一毛发的“刻板印象”,也将羽毛状毛发结构的起源一下子提前了约7000万年,前移到2.5亿年前的三叠纪早期。该结果发表在12月17日的《自然-生态与演化》杂志上。

本次研究的蛙嘴龙标本及四种羽毛。图片来源:参考文献[1]

会飞的爬行类“毛怪”

说起来,人们对翼龙的研究有着很长的历史(甚至早于恐龙),最早的化石可追溯到1784年意大利自然学家科西莫·科利尼的发现,只不过那时的人们对翼龙知之甚少,连翅膀都被当成用来游泳的工具[3]

一直到1801年,法国著名的比较解剖学家乔治·居维叶,根据自己研究的标本提出这是一种飞翔的爬行动物[4],并在1809年将其命名为翼手龙(Ptero-dactyle)[5]。而翼龙(pterosaurs)这一类别,则是在1834年由德国自然学家约翰·雅各布·考普所建立。

古老翼手龙(Pterodactylus antiquus)正型标本,当年居维业命名时没有按照使用拉丁语的规范,因此翼手龙的学名在1815年从Ptero-dactyle 改正为Pterodactylus 。图片来源:Wikimedia Commons

1831年,德国古生物学家奥古斯特·戈德法斯发现一种小型翼龙的身上有着类似哺乳动物的毛发[6],这令当时的科学家相当费解,不懂为何行动迟缓的冷血爬行动物会需要毛皮。后来他们才开始意识到,这种飞天怪物可能是高度活跃且有着类似哺乳动物的代谢方式,因此需要毛皮来保暖。

戈德法斯发现的标本并不是个特例,在往后的几十年间,有越来越多的“带毛翼龙”被发现,如1971年发现的索德斯翼龙(Sordes)因为毛发浓密而荣获“毛怪”(hairy devil)之称[7]

多毛索德斯翼龙(Sordes pilosus)复原图。图片来源:Wikimedia Commons

这种毛发虽然很早就被发现,但直到2009年才由巴西古生物学家亚历山大·克尔纳给出一个正式的术语“pycnofibres”,意思为“浓密的丝状物”[8]。那时候大家普遍认为这种毛发短且构造简单,与恐龙、鸟类的羽毛并没有太多关联。

时尚“羽装”登台亮相

然而,姜宝玉团队的新研究告诉人们,翼龙的毛发也很“时尚”,并不如之前想象的那样简约单调。

这两只翼龙都来自中国的侏罗纪中晚期(约1.65~1.6亿年前)的燕辽生物群,都属于短尾、阔嘴的蛙嘴龙类(anurognathids) [1,2]

它们身上很特别的地方,就是长有四种结构各不相同的毛发。第一种是中空的单丝状毛发,分布在几乎全身各部位,可能用来调节体温。第二种是刷子状的,根部是一捆的长轴,而在尾端有许多小细丝分岔,大多分布在颈部、前肢近端、脚掌和尾巴近端的部分;第三种比较直,有个明显的主轴,但在中段有些小分岔,分布在颌部;最后一种是从根部就开始分岔,成簇的丝绒分布在翅膀位置。除了第一种,后面的三种毛发都具有分岔结构[1,2]

四种羽毛在两件翼龙标本的分布位置。图片来源:参考文献[2]

这些毛发不同的形态和位置分布可以承担许多不同的功能,如第一、二和四类毛发可以保暖和控制飞行时的空气力学,而分布在颌部的第三类则类似鸟类喙部附近的鬃毛(bristles),也许可用来感应猎物或导航方向[1]

褐色彩妆,暖冬之姜

看了这些种类奇特的毛发,不禁要问,曾经可能会是什么颜色呢?时间已经过去了一亿多年,我们还有办法从黯然失色的化石里了解到蛙嘴龙“羽绒服”的原貌吗?

答案是肯定的。接下来,研究者们就借助扫描电子显微镜(SEM)将翼龙的四种羽毛内部结构,以及当年的色彩展示在人们面前。

蛙嘴龙化石毛发的采样及细部研究。图片来源:参考文献[1]

为什么电子显微镜可以“看到色彩”呢?原来,近年研究发现,化石的羽毛中能保留色素体结构,通过扫描电子显微镜观察其内部的色素体形态和排列,再和现生动物做比对,就可以复原出化石羽毛的颜色。

用色素体来观察结构可以分成色素色和结构色两种,色素色是根据色素体本身的形状来推断:杆状的为“真黑素体”(eumelanosomes),代表灰黑等比较暗色系的羽毛;扁圆形的为“褐黑色素”(phaeomelanosomes),代表赭褐色等比较鲜明的颜色;若缺乏色素体,则可能代表原来是白色。结构色是藉由真黑色体的排列来推断,当排列堆栈整齐时,羽毛在光的照耀下可以反射出金属般的缤纷光泽。

从色素体地排列和形状可以分辨羽毛的颜色.。图片来源:参考文献[9]

在对本次翼龙的羽毛采样结果中,发现大多样本的色素体形态接近扁圆形,而象征黑色系的杆状结构则相当稀少[1],因此这些羽毛应该是呈现褐色,该论文作者之——玛丽亚·麦克纳马拉称之为“姜的颜色”[10]

谁穿上了第一件“羽绒服”?

长久以来,羽毛一直被当成鸟类的专利,除了可以保暖外,更演化出辅助飞翔的空气力学功能。此外,个别类群也演化出用来炫耀、隐藏、维持平衡、打鱼虫等多样化功能的羽毛。

自从上世纪90年代末,中国辽西发现大量保存精美的带毛恐龙化石后,羽毛就不再是鸟类的专利,而是源自于其兽脚类恐龙祖先。古生物学家相继在暴龙、镰刀龙、窃蛋龙、驰龙等许多类群中都找到了羽毛的存在的证据。

四翼恐龙小盗龙身上就有许多羽毛.图片来源:参考文献[9]

而后续的研究中,一些小型的鸟臀类恐龙如鹦鹉嘴龙(Psittacosaurus)、天羽龙(Tianyulong)以及库林达奔龙(Kulindadromeus)身上也都发现了羽毛,因此羽毛演化的可能起源就随之扩展到整个恐龙类群之中。像剑龙、甲龙这些装甲类恐龙和体型庞大的蜥脚类恐龙身上没有找到羽毛,更可能只是因为羽毛生长被抑制了,就像今日大型的鲸、大象以及河马身上都没有太多毛发一样。

翼龙身躯上的短毛从发现至今虽然已将近200年,但由于结构短且形态简单,与大多数恐龙包括鸟类的羽毛都有差异,因此长久以来都被认为是有别于恐龙的独立演化的结果。

但本次研究所发现的四种毛发,其外部形态以及内部结构都与恐龙的许多类群非常相似。

如第一种未分岔的单支羽毛就与鸟臀类的天羽龙、鹦鹉嘴龙以及兽脚类虚骨龙类的北票龙(Beipiaosaurus)有相似的构造;第二种羽毛则与耀龙(Epidexipteryx)以及奇翼龙(Yi)相近;第三类羽状毛与现生鸟类非常接近,但这种构造在其他恐龙上没有发现;第四种绒状羽毛则在许多虚骨龙类恐龙都有发现,如北票龙、帝龙(Dilong)、尾羽龙(Caudipteryx)等等[1]。而内部结构从色素体到光谱也都能看到与恐龙和现生鸟类相近的结果。

这些证据表明,蛙嘴龙的毛发很可能跟现代鸟类羽毛有着相同的起源,这样的话,羽毛结构起源就从鸟类、兽脚类恐龙、恐龙类一路往前移动到由恐龙和翼龙组成的鸟跖类(Avemetatarsalia)了[1],为什么这么说呢?这就好比是两个兄妹都是金发碧眼,我们虽然没见过他们父母的模样,但至少能推测出他们的父母之中也有金发碧眼的性状。

这一发现可能让第一个披上羽装的生物跃迁到三叠纪早期——也就是二叠纪大灭绝后,恐龙和翼龙共同祖先刚刚现身的时代[8]

不过,由于化石资料有限,目前人们对翼龙类祖先的认识仍旧匮乏,仍需要更多化石证据来验证“鸟跖类羽毛起源说”。

但不论如何,本次研究都让我们更深入地领略到了翼龙这种中生代空中霸主的真实风采,和它们奇特的羽状毛发。也许,中生代的翼龙并不像许多电影动画中描绘的那么冷血、残暴,而是更加活跃、热血,以及毛茸茸。

毛茸茸的蛙嘴龙(复原图)。图片来源:参考文献[1]

感谢杨子潇博士对本文提供的写作帮助。

(编辑:Yuki)

参考文献:

  1. Z. Yang, B. Jiang, M. McNamara, S. Kearns, M. Pittman, T. Kaye, P. Orr, X. Xu and M. Benton, 2018. Pterosaur integumentary structures with complex feather-like branching. Nature Ecology and Evolution. https://doi.org/10.1038/s41559-018-0728-7
  2. Liliana D’Alba, 2018. Pterosaur plumage. Nature Ecology and Evolution: news and views.
  3. Collini, C.A. 1784. Sur quelques Zoolithes du Cabinet d’Histoire naturelle de S.A.S.E. Palatine & de Bavie`re, a` Mannheim. Acta Academiae Theodoro-Palatinae, 5, 58–103.
  4. Cuvier, G. 1801. Extrait d’un ouvrage sur les espe`ces de quadrupe`des don’t on a les ossemens dans l’inte´rieur de la terre. Journal de Physique, Chimie, et d’Histoire Naturelle de l’Institut National, 52, 253–267.
  5. Cuvier, G. 1809. “Mémoire sur le squelette fossile d『un reptile volant des environs d』Aichstedt, que quelques naturalistes ont pris pour un oiseau, et dont nous formons un genre de Sauriens, sous le nom de Ptero-Dactyle.” Annales du Muséum national d』Histoire Naturelle, Paris, 13: 424–437.
  6. Goldfuss, A. 1831 Beitra¨ge zur Kenntnis verschiedener Reptilien der Vorwelt. Nova Acta Leop. Carol. 15, 61–128.
  7. Sharov, A. G. 1971 (New flying reptiles from the Mesozoic of Kazakhstan and Kirgizia) (in Russian). Trudy Academia Nauk SSSR, Palaeontoloitscheki Institut 130, 104–113.
  8. Kellner, A., Wang, X., Tischlinger, H., de Almeida Campos, D., Hone, D., Meng, X. 2009. The soft tissue of Jeholopterus (Pterosauria, Anurognathidae, Batrachognathinae) and the structure of the pterosaur wing membrane. Proceedings of the Royal Society B. doi: 10.1098/rspb.2009.0846
  9. Li, Q. , Gao, K. Q. , Meng, Q. , Clarke, J. A. , Shawkey, M. D. , & D”Alba, L. , et al. (2012). Reconstruction of microraptor and the evolution of iridescent plumage. Science, 335(6073), 1215-1219.
  10. Sean O’Riordan (Dec. 17, 2018). Not just splitting hairs: UCC study pushes origin of feathers back 70m years. Irish Examiner.

作者名片

经历了恐怖的核污染,这里竟成了野生动物的“天堂”?

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“辐射固然有害,但论及对野生动植物种群的毁灭性,世界上最严重的核泄漏事故却不及人类的日常活动。”
                                      ——(美国田纳西理工大学)罗伯特·贝克教授[1]

在地球上,有这样一处地方:那里有村庄、有街道、有学校、也有游乐场,然而却唯独看不到亲手建造它们的人类。这大概是地球上人口密度最小的现代建筑区之一。因为三十二年前,在这片看似寂静的土地上,曾上演过人类迄今为止最为惨烈的一次核泄漏事故——这里就是令人闻风丧胆的切尔诺贝利禁区。

灾难

切尔诺贝利,是乌克兰与白俄罗斯交界以南的一座小镇。上世纪七八十年代,苏联在那里建造了一座由四个反应堆组成的核电站。1986年4月26日凌晨,由于技术员操作失误,再加上反应堆本身在设计上存在着缺陷,四号反应堆发生了两次大爆炸,致使反应堆损毁[2],大量的放射性物质逃逸而出,引发了骇人听闻的切尔诺贝利核泄漏事故。

切尔诺贝利的地理位置。图片来源:world-nuclear.org

切尔诺贝利反应堆里放射性物质的强度到底有多大呢?这么说吧:半分钟的暴露,一周后你会头晕目眩、四肢乏力;两分钟的暴露,你的体内会很快开始大出血;四分钟的暴露,你将发烧、呕吐、腹泻不止;五分钟的暴露,很不幸,你尚余两天在人间[3]

事故过后,核区附近将近12万居民被疏散。苏联政府陆续召集了数十万的“清理人”,前仆后继,匆匆将损坏的反应堆用混凝土石棺封印起来,希望可以借此控制残余的核辐射。一时间,切尔诺贝利一带——包括乌克兰和白俄罗斯的共计4750平方千米的土地,沦为人类禁区[4]

被损毁的四号反应堆。图片来源:参考文献[4]

苏联解体后,乌克兰政府继续使用剩余未受损的反应堆发电作业,2000年12月彻底关闭,直到今年5月完成受损反应堆的最终处理工作。

“地狱”

核泄漏发生之后,受到影响不仅仅是人类,各种生物也未能幸免。

家畜随着人类一道撤出了禁区,但仍有一部分受到了强烈的辐射影响。事故发生早期最严重的辐射来自半衰期为八天的碘-131——人和动物会从空气中吸入碘-131,并富集在甲状腺,导致甲状腺组织很快出现癌变,最终致死[5,6]

事故发生后不久,核电站周边林区树木的树叶由于受到高剂量的辐射,叶片凋零成红棕色。于是,切尔诺贝利一带的林区仿佛被恶魔诅咒一般,变成一片诡异的“红色森林”[4]

禁区内受辐射致死的红色树叶。图片来源:chernobylguide.com

哺乳动物被认为是对辐射最为敏感的动物类群之一。研究人员发现,生活在禁区白俄罗斯境内的啮齿类动物,染色体畸变的频率明显上升。不过暴露在空气中的放射性物质,由于风力、雨水等因素,在环境中的沉积并非均匀分布,这让生活在切尔诺贝利核区周边一带的啮齿类动物受到的影响相对较小[6]

无脊椎动物的境遇也很糟糕。在放射性物质污染过的森林土壤中,无脊椎动物的多样性急剧降低。强烈的辐射导致森林里蜻蜓、蜜蜂、蝴蝶等昆虫以及蜘蛛数量的锐减[7]

水生动物同样遭受了严重的危害。人们发现切尔诺贝利冷却水库中的银鲤出现了大量不育和性腺异常的现象。而生活在白俄罗斯博斯托克湖里的淡水蜗牛,染色体发生畸变的频率也明显升高[6]

空中飞翔的鸟类,也没能逃脱辐射的魔爪。它们的遭遇,着实触目惊心:外形上出现严重的畸变,白内障频发,精子发育异常,导致种群数量大幅减少[8,9]

“重生”

核泄漏发生之后,在强烈的辐射作用下,野生动物的生存状况的确很快遭受了毁灭性的重挫。如今,时光已经静静流淌了三十余年。三十年,正是主要的放射性物质铯-137的半衰期。那么,生活在切尔诺贝利禁区的野生动物,销声匿迹了吗?禁区,会最终沦为生命的不毛之地吗?为此,有不少科学家深入禁区,展开了详尽的调查。

英国的研究团队通过在野外设置红外相机,在切尔诺贝利禁区捕获到了一系列令人倍感意外的画面:相机镜头里络绎不绝地出现了欧洲獾、欧亚河狸、欧亚猞猁、灰狼、狸、赤鹿、赤狐、狍以及野猪等动物[10]。值得一提的是,通过相机他们还收集到棕熊重返该地区的证据,并且在禁区乌克兰境内首次见到了欧洲野牛的身影[11]

相机捕捉到的狼群,图片来源:chernobylguide.com

正在饮水的野牛,图片来源:www.usatoday.com

上世纪九十年代末,人们曾向禁区乌克兰境内引进了大约30匹濒临灭绝的普氏野马。此次调查中,研究人员不仅看到了之前引进的被标记的个体,同时还发现了若干未标记的成年野马、幼马和小马驹[12]。这说明普氏野马的种群似乎正在不断壮大中。

禁区内的普氏野马,图片来源:chernobylguide.com

驼鹿母子。图片来源:ifescience.com

除了哺乳动物,镜头同时也记录下了一些受保护的鸟类,比如黑鹳、金雕和白尾海雕[11]。在这片被辐射笼罩的“恐怖之地”,有幸见到这些珍稀鸟类翱翔的英姿,着实令人惊诧。

禁区内发现的乌雕雏鸟,图片来源:theguardian.com

白尾海雕幼鸟,图片来源:参考文献[4]

而另一支由多国科学家组成的国际团队,则深入禁区白俄罗斯境内,通过空中的直升机俯瞰和地面的动物雪地足印信息,对野生动物的数量进行了大规模统计。在长达五个星期的调查中,研究人员发现禁区里的麋鹿、狍、赤鹿和野猪的数量,竟与其它四个未受核污染的自然保护区里的动物数量相差无几。除此之外,也许是没有人类狩猎的缘故,狼群的密度相比未受核污染的地区竟高出了七倍之多。由于狼处于食物链顶端,它们的数量增加是整个生态系统处于健康状态的一个良好迹象[13]

禁区内一群野猪经过一个废弃的村庄。图片来源:theguardian.com

这些令人欣喜的发现,似乎让人们看见了一道希望的曙光:切尔诺贝利的野生动物并没有消失殆尽,而是惊人地繁盛了起来。

启示

灾难过去了三十余年,切尔诺贝利禁区最终没有像人们之前想象的那样,成为被死神接管的地狱。尽管某些动物个体的健康状况依旧不容乐观,比如活动范围相对广阔的鸟类,受辐射的影响仍在持续发生,近几年白化病、肿瘤、白内障[14]和雄性不育[15]等病变依旧频现。不过值得庆幸的是,禁区内许多其它野生动物的种群正在逐渐恢复壮大中,甚至还有若干新物种和珍稀动物的身影。

切尔诺贝利,似乎摇身一变,成了野生动物的庇护所。这大概是人类在此次灾难之后听到的最好的消息吧。当然,不容否认的是,核辐射依旧会是长期威胁生物体的隐形杀手——正如《切尔诺贝利:一部悲剧史》的作者,哈佛大学乌克兰史专家沙希利·浦洛基所说的那样:“当它安然无恙时,核能是世界上最洁净的能源;一旦事故发生,核能又是世界上最肮脏的能源”[16]

只是,如今在这片缺少了人类活动——没有农耕、没有伐木、没有狩猎的土地上,野生动物日趋繁盛,是否向人们道出了一个令人难堪的现状:难道在今天,只有“人类禁区”,才更有可能成为真正的“动物天堂”吗?(编辑:Yuki)

参考文献:

  1. http://nautil.us/blog/-whats-worse-unwanted-mutations-or-unwanted-humans
  2. http://www.world-nuclear.org/information-library/safety-and-security/safety-of-plants/chernobyl-accident.aspx
  3. http://nautil.us/blog/chernobyls-hot-mess-the-elephants-foot-is-still-lethal
  4. Environmental consequences of the Chernobyl accident and their remediation: twenty years of experience. Report of the Chernobyl Forum Expert Group ‘Environment’. 2006
  5. https://www.cancer.gov/about-cancer/causes-prevention/risk/radiation/i-131
  6. N.A. Beresford, et al. Thirty years after the Chernobyl accident: What lessons have we learnt? Journal of Environmental Radioactivity. 2016, 157: 77-89
  7. Anders Pape Møller and Timothy A. Mousseau. Reduced abundance of insects and spiders linked to radiation at Chernobyl 20 years after the accident. Biol. Lett. 2009, 5: 356-359
  8. Anders Pape Møller, et al. Elevated frequency of abnormalities in barn swallows from Chernobyl. Biol. Lett. 2007, 3: 414-417
  9. Anders Pape Møller and Timothy A. Mousseau. Species richness and abundance of forest birds in relation to radiation at Chernobyl. Biol. Lett. 2007, 3: 483-486
  10. Sarah C Webster, et al. Where the wild things are: influence of radiation on the distribution of four mammalian species within the Chernobyl Exclusion Zone. Front Ecol Environ. 2016, 14(4): 185–190
  11. https://thebiologist.rsb.org.uk/biologist/158-biologist/features/1493-out-of-the-ashes
  12. https://news.nationalgeographic.com/2016/04/060418-chernobyl-wildlife-thirty-year-anniversary-science/
  13. T.G. Deryabina. et al. Long-term census data reveal abundant wildlife population at Chernobyl. Current Biology. 2015, 25(19): 824-826
  14. Timothy Alexander Mousseau and Anders Pape Møller. Elevated frequency of cataracts in birds from Chernobyl. PLoS ONE. 2013, 8(7): e66939
  15. Anders Pape Møller, et al. Aspermy, Sperm quality and radiation in Chernobyl birds. PLoS ONE. 2014, 9(6): 1-8
  16. https://publishingperspectives.com/2018/11/us-author-serhii-plokhy-wins-2018-baillie-gifford-prize-nonfiction/

作者名片

寒门子弟逆袭MIT,刚刚走红就被导师遗弃,生无可恋烧毁绝世论文

|· 本文来自“我是科学家”·|

今天要讲的这个故事有两个男主,其中一个是天才,另一个也是天才。

第一位天才叫沃尔特·皮茨(Walter Pitts),1925年生于底特律穷人区。皮茨的父亲是一位喜欢用拳头说话的锅炉工,他对培养一个天才显然完全不关心,只希望皮茨早点辍学好工作挣钱。

更糟糕的是,皮茨还要面对霸凌他的邻居孩子,为了避免挨揍,皮茨常常躲在社区的图书馆。

沃尔特·皮茨(Walter Pitts)图片来源:https://www.newscientist.com

图书馆之于皮茨,可能就像是霍格沃滋之于哈利·波特,这里没有凶悍的老爹,也没有蛮横的邻居,只有各门神奇的“魔法”——知识。

年少的皮茨在图书馆自学了希腊语、拉丁语,而最令他着迷的“黑魔法”莫过于数学和逻辑学。

12岁那年,皮茨用三天的时间一页不漏地读完了伯特兰·罗素(Bertrand Russell)和阿尔弗雷德·黑特怀德(Alfred Whitehead )合著的《数学原理》三册。看完之后,这位小朋友还从里面挑出了一些错误,写了一封信寄给了罗素本人。

罗素回信了。

他不仅回了信,还在信里邀请皮茨来剑桥读他的研究生——这时的皮茨连高中都还没上。

由于家庭因素,皮茨没能去成剑桥成为罗素的学生,但是罗素的回信促使皮茨决心成为一个数学和逻辑学家。

到15岁那年,皮茨得知罗素访问芝加哥大学的消息,选择永远离开自己毫无留恋的“家”,只身前往芝加哥寻找属于自己的天地。

 “芝漂”的皮茨,没有高中文凭,没有学生身份,靠打短工为生,但是这些既不能磨灭他追求学术的决心,也掩盖不了他耀眼的天才光环。

比如,他在十五岁那年曾经径直走进著名哲学家鲁道夫·卡尔奈普的办公室,没经过任何自我介绍,拿着一本卡尔奈普的著作《Philosophy and Logical Syntax》,开门见山地说:“来,我跟你讲讲你哪里写的不对。”说完就扬长而去。让可怜的卡尔奈普教授在芝加哥大学奔走了几十天,就为了找到那个“懂逻辑的报童”。

18岁的时候,皮茨认识了神经学家沃伦·麦卡洛克(Warren McCulloch)。彼时的麦卡洛克正在思考一个问题,神经元是如何工作的呢?作为神经学家的他对于心理学家弗洛伊德那一套很不买帐,他认为讲清楚神经元的工作方式,才是理解认知的正解。

数学和逻辑天才皮茨的适时出现给了麦卡洛克最强助力。皮茨将麦卡洛克的神经网络抽象成了数学模型,提出了阈值逻辑单元(threshold logic units,TLU)这个函数模型来描述神经元,并且用环形的神经网络结构来描述大脑记忆的形成。

这就是著名的麦卡洛克-皮茨(M-P)论文《A Logical Calculus of Ideas Immanent in Nervous Activity》,这篇论文对人工神经网络和人工智能技术具有开创性的意义,TLU也被称为M-P神经元模型,被沿用至今,奠定了未来深度学习技术的基石。

不过,这篇文章在当时并没有引起很大的轰动,论文的相当一部分受众是神经学家,他们并不能完全理解其中的数学模型,况且这个模型比起人脑还是简单太多了。

直到另一位天才,诺伯特·维纳(Norbert Wiener)出现,才将麦卡洛克-皮茨模型的潜力充分地发掘了出来。

维纳的天才属性从儿童时代就已展露无遗。他9岁入读高中,11岁高中毕业入读塔夫茨大学,14岁取得数学学士学位,17岁从哈佛取得数学博士学位——迄今为止维纳都是哈佛历史上最年轻的博士,曾被誉为“世界上最神奇的男孩” (the Most Remarkable Boy in the world)。

维纳曾被誉为“世界上最神奇的男孩”。图片来源:history-computer.com

博士毕业后,维纳先后去了英国剑桥和德国哥廷根继续深造,回到美国后,他辗转在几所大学任教,最终在麻省理工(MIT)扎根,研究数学、信息理论和控制理论。

维纳渐渐成为了信息论的大牛导师,但有那么一阵子,他却因为招不到中意的学生而烦恼。就在这时,有人给他推荐了皮茨——自学数学、逻辑学、希腊语和拉丁语并得到罗素和卡尔奈普赏识的天才。

起初,维纳根本不相信有这样的人存在。但是事实证明,他错了。

维纳和皮茨的初次见面是在维纳MIT的办公室里面。两个人都省去了寒暄的部分,直接切入了正题。维纳把皮茨领到黑板前面,然后自己开始在黑板上推公式,而皮茨很自然地在维纳的推导过程中提出了一些自己的见解。

坐在办公室里的维纳。图片来源:history-computer.com

推完两黑板的公式之后,维纳就决定要留下皮茨。

皮茨无疑是维纳见过的最厉害的年轻人,他认为皮茨将会远超同龄人,成为那个时代全美国、乃至全世界最重要的两三个科学家之一。

在维纳的力保之下,MIT破格录取了既没有高中学历也没有本科学历的皮茨。

于是,皮茨正式成了维纳的博士生,继续神经模型的研究。

皮茨在维纳的指导下,准备在博士期间将他原本的二维平面神经网络模型拓展成三维模型,并原有的固定函数模型替换成概率模型——而概率正是维纳的长项。

即使是在今天,一个基于概率的三维神经网络模型也不是什么稀疏平常的博士课题,更何况是在70年前!大家都觉得三维神经网络的数学复杂性不可想象,但是大家——特别是维纳——都对皮茨充满信心。

此外,信息论大咖维纳还从麦卡洛克-皮茨模型看到了另一种可能性。麦卡洛克-皮茨是以神经学为切入点,希望通过对神经元的建模来理解大脑是如何工作的。但是维纳认为,既然这个数学模型可以用来描述大脑,那么反过来,如果用电子机械系统搭建一个这样的模型,这不就成了“电脑”了吗?

好,让我们猜一下在20世纪40年代,谁会对一个叫作“电脑”的东西感兴趣呢?

答案当然是计算机之父——冯·诺伊曼(von Neumann)!

维纳把皮茨和麦卡洛克的工作积极地介绍给了冯·诺伊曼,冯·诺伊曼从麦卡洛克-皮茨模型中获取了灵感,提出了冯·诺伊曼结构。1945年6月,冯·诺伊曼在划时代的报告《EDVAC报告书的第一份草案》(“First Draft of a Report on the EDVAC” )中唯一引用公开发表的文章只有一篇,就是麦卡洛克-皮茨这篇论文。

除了顺手推动了一下计算机发展,维纳又集结了一批神经学家,成立了他的跨学科研究梦之队,风风火火地推进他的控制理论(Cybernetics)大业,致力于将生物体和电子机械设备统一在同一个系统理论的框架下。

维纳认为,生物体的通信和行为可以被建模,电子机械设备也可以具备像生物体一样的学习能力,依托控制理论的电子机械设备用不了多久可以代替人类完成大量任务。

维纳成功了,1949年正式提出“控制理论”之后,他俨然成为了学界明星,他的控制理论著作《控制论:关于动物和机器中控制和通信的科学》和大众科普版的控制理论《人有人的用处》都是经典中的经典。

《控制论:关于动物和机器中控制和通信的科学》,维纳在标题中简短地定义了“控制理论”,就是“关于动物和机器中控制和通信的科学”。图片来源:monoskop.org

维纳的在《人有人的用处》中提到:科学技术可能给人类社会造成的冲击,对部分人群可能造成压迫和剥削。这些问题在人工智能火热今天来看也毫不过时。图片来源:goodreads.com

维纳为计算机科学、人工智能、机器人技术以及自动化等领域都做出了开创性的贡献,并成为名副其实的“控制论之父”。

但是令人意外和惋惜的是,相同的故事并没有在皮茨身上上演。

就在皮茨刚刚成为科学界的新星,开始闪耀光芒时,1952年,维纳突然单方面宣布与皮茨和麦卡洛克断交。

为什么会这样?

据说是维纳的太太厌恶麦卡洛克,因此从中挑拨,让维纳远离克洛克和皮茨。也有人说是维纳自己傲娇古怪的个性发作。

总之,维纳既没有解释,也再没见过皮茨,就这样突然、彻底地切断了他与那个他曾经无限看好的年轻人的联系。

皮茨从此一蹶不振。

而在这之后,他对于青蛙眼睛的研究结果更是将他推入绝境——大脑和神经元的关系异常复杂,并不能用纯粹的逻辑来回答。这完全颠覆了他的世界观。

皮茨与莱特文曾合作研究青蛙视觉与大脑的联系。图片来源:web.csulb.edu

不过他并没有预见到,自己先前的观点对于生物学大脑虽然不完全适用,但却推动了数字计算、机器学习中的神经网络方法等。

后来,皮茨失去了对研究以及对一切事物的热情。他拒绝了MIT授予他博士学位,甚至一把火烧光了自己的博士论文——那篇让整个学术界翘首期盼的关于三维人工神经网络的论文。

在人生的最后岁月中,心灰意懒的皮茨与酒精相伴,于1969年死于酗酒的并发症——食管静脉曲张破裂。

作为当代的吃瓜群众,我们除了惋惜也无能为力,二十世纪最伟大科学家名单里,从此不会有皮茨。

也许在某个平行宇宙中,维纳和皮茨可以一直愉快地合作,提前几十年发展起来人工智能和深度学习。也许在今天,无人驾驶和各种自动化设施早就普及。

然而,在我们这个宇宙中,并没有这个“也许”。

只希望,当我们在享受人工智能带来的各种便利的时候,大脑里有那么几个小小的神经元稍微一放电,闪过两个发光的天才,他们的名字是诺伯特·维纳和沃尔特·皮茨。(编辑:Yuki)

参考文献:

  1. F. Conway and J. Siegelman, “Reintroducing Wiener: Channeling Norbert in the 21st Century [Keynote],” in IEEE Technology and Society Magazine, vol. 34, no. 3, pp. 41-43, Sept. 2015.
  2. Ioan James, “Remarkable Mathematicians: From Euler to von Neumann”, Cambridge University Press (6 Feb. 2003)
  3. Anderson, James A.; Rosenfeld, Edward (editors), “Talking Nets: An Oral History of Neural Networks”, 1998. The interview with Jerome Lettvin discusses Walter Pitts.
  4. Gefter, Amanda (February 5, 2015). “The Man Who Tried to Redeem the World with Logic”. Nautilus. No. 21. MIT Press and NautilusThink.

下辈子死也要当男生,多么“痛”的领悟!

每个女生都有一个亲戚——大姨妈。姨妈每个月都开着卡车来看我们,把车停在我们的小肚子上碾压。我们满头大汗、不敢动弹、脸色苍白,想尽办法安慰她,希望她早点走。说的是什么?没错,就是痛经!

图片来源:图虫创意

痛经是什么感觉?看看女同胞们怎么说:

“每次痛经,我都以为我要生了。”

“痛到想变性。你会感到很委屈,我为什么是个女生?上辈子造了什么孽?”

“死去活来,坐立不安,身体冰凉,手脚冒汗,脑袋昏沉,连走路都是飘的。”

“每次大姨妈的第一天,吃什么都吐。”

“那个时候会特别难过,特别想妈妈”

“白天来还好,如果晚上来,一晚上就别睡了。”

……

痛经能有多痛?

痛经是指月经期的时候,女性下腹出现的痉挛性疼痛。

痛经真的可以很痛。有人的痛,重如泰山,突然猛如潮水,仿佛一道闪电劈中你的腹部;有人的痛,轻如鸿毛,徐徐而来却一浪高过一浪。你屏息凝神,细微地体会着那份疼痛是不是开始缓解,每有一秒松弛便不禁令人喜出望外。

痛经最严重的后果是什么?BBC报道,2016年,英国一位28岁的女孩因为严重的经前期综合征伴痛经以及情绪问题,多次去医院治疗,最后忍无可忍在医生的建议下手术摘除了子宫。

“我的生理周期使我想自杀,所以我在28岁时接受了子宫切除术。”图片来源:bbc.com

这么折磨人的痛经,其实很多年轻女性都经历过。而香港一项针对13~19岁女性的调查显示,93.2%的痛经者痛经时只能忍着。那么,面对痛经我们该怎么办呢?

“多喝热水,少吃凉的!”“忍一忍,心理上要战胜它!”这些是长辈们最常告诉我们的方法。其实,很多人不知道,还有更科学的方法来控制痛经,不再让它兴风作浪、为所欲为。

这些因素会引起痛经

正常情况下的子宫就像一颗没有充气的小气球,肌肉是松弛的,收缩也很协调和规律。痛经时,子宫就像充气以后的气球,不仅整体的张力升高,收缩的频率加快,而且收缩也不规律,这会造成子宫血流的减少,从而引起痛经。那么,造成子宫收缩异常的因素具体都有哪些呢?

一、前列腺素过量合成和释放

很多女生不知道,自己之所以痛经,真的不是因为管不住嘴吃了冰棍,而是激素的原因。大量的研究已经证实,痛经和前列腺素的合成及释放增加有直接关系。这也是绝大多数女性痛经的原因。

图片来源:图虫创意

前列腺素,名字听起来很man,但实际上即便你没有前列腺,身体里也是有前列腺素的,它并不专属于男性,比如子宫就可以合成和分泌它。

当来月经的时候,子宫内膜增厚,前列腺素的合成和释放都会增加。前列腺素会使子宫的小血管和平滑肌剧烈地收缩,于是便出现了痛经。

二、血管加压素和催产素兴风作浪

血管加压素和催产素,光是看名字就可以猜得到,会让压力增加,还能催促生产,它们会让子宫过度收缩,进而发生缺血。

月经期的女性体内的血管加压素是升高的,一定程度上也会加重痛经。

三、其他因素

疲劳、吃麻辣等刺激性的食物也会导致子宫收缩,引发痛经。此外,精神因素和痛经也有关系,抑郁、焦虑、内向的人更容易痛经,相关机制尚没有达成统一的定论。一部分学者认为抑郁、焦虑的人普遍压力更大,容易紧张,子宫也更容易不规律收缩;另一部分学者则认为精神状况不好的时候,人们可能对疼痛更加敏感。

四、继发性痛经

前面几种因素导致的痛经都是原发性痛经,还有一类痛经是因为其他疾病导致的,叫继发性痛经,比如子宫内膜异位症、子宫肌腺症、慢性盆腔炎、子宫肌瘤等等。

长辈们常说“等你生过孩子就不疼了”。实际上对于继发性痛经,生孩子并不能治好基础疾病,所以对于这类女生来说,生孩子并不会缓解痛经。

妊娠不能解决所有的痛经。图片来源:Pixabay

而一部分原发性痛经的女生,生过孩子后痛经确实会好转。这可能是由于她们未生育时,宫颈管相对较紧,经血和子宫内膜不容易排出,这时子宫会剧烈收缩引起疼痛。而生过孩子以后宫颈管变得松弛,痛经也随之缓解。但这并不适用于所有原发性痛经的女性。

5种方式缓解痛经

上文提到,痛经有原发性和继发性两类,首先要明确自己的痛经是原发性的还是继发性的。如果是继发性痛经,只有先治疗基础疾病,痛经作为并发症才会随之减轻。而原发性痛经主要是子宫不规则的收缩、缺血导致的,所以要从控制子宫收缩减少缺血这两个源头入手缓解:

一、一般性治疗

常见的方法是卧床休息,用暖水袋热敷下腹部,这可以一定程度上缓解痛经。一些研究甚至表明,单用热敷与单吃药对痛经的缓解效果是相当的。

热敷可以有效缓解痛经。图片来源:图虫创意

同时,要注意经期卫生。经期子宫内膜的血管破裂,再加上子宫内环境的变化,容易让细菌有可乘之机。所以,月经的时候要比平时更注意卫生,避免因为感染带来的继发痛经。

另外,适当的运动不仅不会加重痛经,还有可能缓解痛经哦。研究发现,保持一定量的运动,比如每周3次每次30分钟,可以减轻月经时的身体反应。

二、阻止前列腺素的合成

前列腺素释放增加是痛经最主要的一个原因。有一类药物是专门抑制前列腺素合成的,这类药对治疗痛经非常管用,可以达到迅速止痛的效果,比如布洛芬、吲哚美辛片、氟芬那酸片。在月经来潮、痛经刚开始出现的时候服用,可以在1-2个小时内达到药效的最大值,从而很大程度上缓解痛经。

痛经严重的女性可以合理用药。图片来源:Pixabay

加拿大妇产科医生协会发布的临床指南专家共识里,更是将这作为大多数痛经女性的一线治疗方法。

三、抑制催产素

此外,有部分女生的痛经是因为月经期间身体里的另外两种激素(血管加压素和催产素)升高。钙离子通道阻断剂(比如处方药硝苯啶)对这种痛经有很好的止痛作用。这种药过去一般是治疗高血压、心绞痛等疾病的,但是近几年临床上发现可以有效地治疗痛经,不过这类药需要在医生的指导下服用,不可擅自用药。

图片来源:图虫创意

其实痛经的女性在月经期都既有前列腺素也有催产素的升高,服用不同种类的药时,哪种药最对症、最管用,就说明你主要是受哪种激素影响。

四、口服联合型短效避孕药

避孕药也有预防痛经的神效吗?没错!如果你正好想避孕,可以一举两得。通过口服联合型短效避孕药,50%的原发性痛经都可以完全缓解,90%明显减轻。这是因为短效避孕药中含有雌激素和孕激素,在抑制排卵的同时,可以抑制子宫活动、减少前列腺素的生成,从而止痛。

五、注意预防其他疾病

如果是其他妇科疾病导致的痛经,要尽早治疗这些源头疾病。

痛经的常见误区

误区一:经期不能吃甜食,不然会肚子痛。

真相:吃适量甜食可以缓解肌肉紧张,让心情愉悦,从而一定程度上缓解痛经和经前期综合征。

图片来源:Pixabay

但是,有些甜食却有可能加重痛经,比如饼干、蛋糕这些含有花生四烯酸的。也就是说,不能一概而论,需要结合实际情况确定。

误区二:痛经只能忍着。

真相:正如上文所述,痛经的时候服用一些前列腺素抑制药物可以有效地缓解疼痛,不需要硬撑着。布洛芬没有成瘾性,不要以为自己吃止痛药就是在吃大麻,只要按照说明书合理使用是足够安全的。

误区三:痛经不能有性行为。

真相:性行为不仅不会加重痛经,相反还有缓解的作用。不过,在经期进行性行为要特别注意卫生,最好使用安全套,以免病菌的感染。(编辑:黎小球)

参考资料:

  1. https://www.bbc.com/news/stories-43242003
  2. 董悦,魏丽惠.《妇产科学》,2013. 北京大学医学出版社.
  3. Cho Lee Wong. Health-related quality of life among Chinese adolescent girls with Dysmenorrhoea. Reprod Health. 2018; 15: 80.
  4. Igwea SE, Tabansi-Ochuogu CS, Abaraogu UO. TENS and heat therapy for pain relief and quality of life improvement in individuals with primary dysmenorrhea: A systematic review. Complement Ther Clin Pract. 2016 Aug;24:86-91.
  5. Wei B, Pang Y, Zhu H, et al. The epidemiology of adolescent acne in North East China.Gynecol Obstet Invest. 2000;50(3):170-7.
  6. Society of Obstetricians and Gynaecologists of Canada (SOGC): Primary dysmenorrhea consensus guideline (2017)
  7. https://www.uptodate.com/contents/primary-dysmenorrhea-in-adult-women-clinical-features-and-diagnosis?search=dysmenorrhea%20influence%20factor&sectionRank=2&usage_type=default&anchor=H3&source=machineLearning&selectedTitle=1~150&display_rank=1#H3
  8. 王玉萍, & 杨 倩. (2008). 原发性痛经与不良心理因素的关系. 中华现代妇产科学杂志.
  9. 高璐. (2012). 青春期原发性痛经与体质的关系及影响因素调查. (Doctoral dissertation).
  10. 周幼龙, 王莉娜, 曲爱丽, 罗南慧, 赵锦华, & 彭晖. (2009). 心理因素对女大学生原发性痛经的影响. 中国预防医学杂志(4), 253-256.
  11. 韩蓁, 郭菊英, & 段玛瑙. (1998). 原发性痛经有关的社会心理因素探析. 中国妇幼健康研究(3), 97-99.

天敌来袭?不怕,我会“凌波微步”

|· 本文来自“我是科学家”·|

“水面行走”这样的高超本领,在各种武侠小说和影视作品中可以说是屡见不鲜了——各路大侠和超级英雄们天赋异禀,常常藐视地球引力的存在,迈开双脚就能在江河湖海上之上来去奔走,如履平地。

古往今来,生活在现实世界里的人们,对水面行走这般绝技可谓满怀憧憬,不断有仁人志士挑战“水上漂”和“水上跑”等极限项目。然而尴尬的是,不论大家的入水姿势多有创意,结局似乎永远都只有一个——沉下去。

这次一定能成功——诶?怎么又沉了……

看来,“笨重”的人类暂时是学不会水面行走了。还是让我们来看看其他动物的表现如何吧!

其实,对于大部分动物来说,水面行走也是一项不可能完成的任务(所以人类不必太沮丧)。

不过,仍有一些身怀绝技的高手,能够轻松活跃于水面之上——

比如水黾的家族成员,大多可以长期生活在水面上——它们的身体非常轻巧,加上修长美腿上无数密集的腿毛刚毛提供的超强疏水性,再借助水的表面张力,就可以自由自在地在水面漂浮移动了。

“水上漂”的行家——水黾。

一些身形娇小的壁虎也能掌握这种本领,比如南美洲热带雨林中有一种侏儒壁虎,同样能够凭借轻盈的身体和防水的皮肤完全“立足”于水面之上,即使一动不动也不用担心会沉下去。

身长不到5cm的侏儒壁虎能轻松站在水面上

可以看出,这些体型微小的生物,仅仅依靠天然装备和体型优势,就能泰然若之地在水面行走。但对于体重更大一些的生物来说,水面提供不了足够的表面张力来抵消重力,想保持站立又不沉下去,就得多费些腿力了。

比如某些蜥蜴、水禽甚至海豚,会借助宽大的脚掌(或鳍)和强大的肌肉力量,通过高速“踩水花”产生额外的动力,让自己的身体持续保持在水面之上。

蛇怪蜥蜴在遇到天敌时,会跳入水塘发足狂奔,让岸边的猎食者目瞪口呆。

䴙䴘在求偶过程中会在水面踩着小碎步跳“踢踏舞”。

这些动物虽然不能“水上漂”,但掌握“水上跑”的本领也不赖。

壁虎也有绝学

而就在最近,科学家们无意间发现,东南亚常见的一种壁虎(Hemidactylus platyurus),竟然也深藏不露,掌握着一项集“水上漂”和“水上跑”于一体的技能。他们仔细研究了壁虎的这项绝技,并将结果发表在2018年12月的《当代生物学》(Current Biology)杂志上。

为躲避天敌,小小的壁虎掌握着多种贴身绝技——被逼入墙角时能飞檐走壁,被咬住尾巴时会壮士断尾,被追到水边,则会毫不犹豫冲进水里。

“游”过水塘的壁虎。来源:参考文献[1]

乍一眼看去,壁虎仿佛是在游泳,但仔细观察就会发现,它们大半个身子都保持在水面之上,更像是半漂半跑的“凌波微步”。

从慢动作来看,壁虎其实是在水面“凌波微步”。 图片来源:参考文献[1]

但这样的举动着实令人惊诧,毕竟论个头,它们不够小,不能像侏儒壁虎那样完美利用水面张力;而论脚力,它们也远远赶不上蛇怪蜥蜴。按理说,这种壁虎下水多半会沉底,它是如何做到在水面凌波微步的呢?

科学家对壁虎凌波微步的本领进行了详细的测试和拆解,发现它的这项绝技可谓集齐武林各家门派之所长。

招式拆解之——“连环掌”

蛇怪蜥蜴(Basiliscus plumifrons)能用双脚在水面上快速奔跑,得益于强有力的后肢和一双大脚板,它们能以站立的姿态快速地用后脚蹬踏水面,利用在水面形成的空腔提供向上的升力。

壁虎没有那么强劲有力的后肢,它们采用的是四肢并用,连环出掌拍击水面,同时头部微扬,在水面上保持一个小的向前的纵倾角(Trim angle),以提供足够的升力。

“连环掌”的技术细节(动力学分析)。图片来源:参考文献[1]

招式拆解之——“神龙摆尾”

除了用连环掌划水外,壁虎还会用动灵活的腰身和尾巴扭出一道优美的正弦,配合四肢的动作,像鱼类一般摆动游走,为壁虎在水面前进增添推动力。

高速摄像机下,壁虎“神龙摆尾”的慢动作。来源:参考文献[1]

招式拆解之——“水上漂”

然而,仅仅依靠四肢和尾部出力,仍不足以让壁虎待在水面之上。科学家们推断,壁虎皮肤的疏水性应该也在其中起到了重要的作用,它们也会利用水面张力去支撑大部分体重,同时减少水滴落在身上产生的阻力。

为了验证这一假设,研究者们邀请了壁虎的亲戚——蛇怪蜥蜴来一起参加测试。他们准备了一个大水缸,录制壁虎和蛇怪蜥蜴在水面行走的情况,然后又在水中添加了肥皂,降低了约一半的表面张力,再次观察它们的表现。

结果发现,肥皂水对蛇怪蜥蜴的表现丝毫没有影响,而壁虎的速度却降低到了58%左右,身体也有明显下沉。也就是说,蛇怪蜥蜴的“水上跑”完全是腿脚功夫过硬,而壁虎则会巧妙借助水面张力来节约体能。

加肥皂前(上)和加肥皂后(下),壁虎“凌波微步”的表现明显不同。来源:参考文献[1]

“凌波微步”可以帮助壁虎迅速划过水面——科学家们通过计算得出,集齐上述招式,壁虎就能以0.6米每秒的速度在水面前进,平均每秒移动10.5个身位。而人类目前的百米自由泳世界记录保持者——巴西游泳选手西埃罗·费罗,平均每秒只有1.3个身位。

“凌波微步”的分解动作。图片来源:参考文献[1]

这些小动物的表现确实令人羡慕不已,那么,人类能不能通过模仿它们,实现在水上奔跑的梦想呢?

一组来自意大利米兰大学的研究者,就从蛇怪蜥蜴的“水上跑”获得灵感,特地对这一问题做了详细地分析和研究。

他们通过计算发现,人类想像蛇怪蜥蜴那样在水面奔跑,有三种实现的途径:

1.加快奔跑速度——以超过30米每秒(约为人类在陆地上奔跑速度极限的3倍)的速度在水面奔跑。这显然很不现实。

2.增大和水面的接触面积——比如穿上一双面积为1平方米左右的踩水专用鞋,并以10米每秒速度奔跑。这看起来也难以实现。

3.换个星球——既然我们没法减少地球引力,那不如找个引力更小的星球去尝试“水上跑”吧。研究者们通过模拟低重力环境测试得出,当相对重力降低到地球重力的22%时,人类就可以轻松地实现“水上跑”了。而我们的邻居月球,以及太阳系中木星的4颗卫星,土星的两颗卫星,冥王星等都是不错的选择。不过等等,就算我们能抵达这些星球,好像也没有可以用来练习水上跑的池塘啊……

研究者们正在通过模拟低重力环境测试“水上跑”的条件。图片来源:参考文献[2]

只能说,这项研究更进一步证实了人类在水上行走的难度(顺便帮研究者拿到了2013年的搞笑诺贝尔奖物理学奖)。

说到底,水上漂、水上跑、凌波微步等极限水上项目,人类是没法凭空做到了,不过没关系,机智的现代人早就想出了各种“作弊”的方法来实现这个美好的心愿。

比如,非牛顿流体作弊法,

水下藏玻璃作弊法,

吊索作弊法,

以及,使用终极作弊武器——脚上喷水装置。

所以,不用去月球,大家一样可以玩得很开心嘛!(编辑:kamin)

参考文献:

  1. Jasmine A. Nirody, Judy Jinn, Thomas Libby, Timothy J. Lee, Ardian Jusufi, David L. Hu, Robert J. Full. Geckos Race Across the Water’s Surface Using Multiple Mechanisms. 2018, Current Biology 28, 1–6
  2. Alberto E. Minetti, Yuri P. Ivanenko, Germana Cappellini, Nadia Dominici, Francesco Lacquaniti. Humans Running in Place on Water at Simulated Reduced Gravity. 2012, Plos One, 7:e37300

作者名片

 

眼前有墙,心中无墙,我设计了一套“穿墙术”,教墙一套读心术

本文为2018年11月17日“我是科学家”第六期线下活动——透过科学滤镜,看到别样之美 | 师丹青 演讲实录:

道家自古就被世人看作是一个神秘的学派,他们有一门绝技叫做穿墙术。动画片《崂山道士》中,道士在师傅的指点下可以从墙上穿过去,这到底是真的还是假的呢?清华大学美术学院信息艺术设计系副教授师丹青现身说法,他不仅从墙里穿过去而且将为你揭秘穿墙术背后的秘密。师丹青为大家带来演讲《新媒体艺术:跨界融合的“穿墙术”》。

大家下午好,今天的主题叫做“看到别样之美”,我想无论从我的名字“丹青”,或者说我来自清华大学美术学院,我想我在各位嘉宾当中应该是离美最近的一位了。我具体的专业是新媒体艺术,学院的这个系叫信息艺术设计系,听起来媒体、信息这两个关键词跟科技不太一样,但是好像又跟科技非常沾边。

实际上在美术学院,我的专业稍微有一点另类,别人有时候会吐槽我们有点不务正业,你们也不老老实实拿笔画画,天天在那写代码,天天在那搞一些传感器,马达小机器人什么的。新媒体艺术到底是什么?或许有人觉得我们这个专业更应该去计算机系,自动化系,其实这是真的。我认为新媒体艺术天然地就跟科学家们共享一种基因,我们说着一种共同的语言。那具体是什么呢?我先卖一个关子。

演讲嘉宾师丹青:《新媒体艺术:跨界融合的“穿墙术”》

大家先跟我一起设想一个场景:你跟我兴致勃勃地说,“来,我们不听讲座了,来下一次棋。”刚刚摆好棋子发现我的一匹黑马丢了,棋盘上少一个子。我们是不是就不能下这盘棋了?不是的,捡个石子替代黑马就可以了。

通过这个案例,大家想一想,左边这个非常棒的、雕工非常精美的大理石黑马,不论从它的材料、造型,都是一个艺术之美、一个造型之美或者形式之美,那么右边的一块破石头,它有什么美的?但是在下棋过程当中,我们体验的是马走日,象走田这种规则之美。

在这种规则的系统下,从古至今千千万万盘棋从来不重复,大家乐此不疲地享受着这种规则之美。我这里引出了一个词叫做规则,也就是我刚才想跟大家说的,新媒体艺术跟科学或者技术两者之间,它们有的一种共同的基因就是规则上的设计。

演讲嘉宾师丹青:《新媒体艺术:跨界融合的“穿墙术”》

新媒体艺术的创作,它的重心往往并不在最终画面或者最终形式的结果之美,而是去关注在艺术创作过程中,艺术家、设计师如何设计出一种优美的规则,让这种规则运行起来,并且让观众参与到设计的规则当中,来获得一种艺术的体验之美。基于这样一种共同的语言,或者我们叫共同的基因,我们可以看到科学家和设计师、艺术家之间其实并没有壁垒。

举个例子,程序员就是在设计一种规则,他不论用java还是用C都在设计一种计算机能执行的规则来生成各种各样的应用。机器人也是在按照各种各样的规则来做动作,甚至生物学家去剪辑一段基因,也是改变了基因的规则来生成新的物种或者品种,也是在针对规则进行创新的设计。因此,挡在文科生跟理科生、挡在科学家跟艺术家之间的这堵墙,其实在这个层面上是不存在的。

下面我跟大家分享几个案例。我的第一个案例的作品名字叫做墙。它有一个灵感的来源,就是动画片《崂山道士》。

这个故事讲的是崂山道士跟老道士学穿墙术,老道说:“这个事其实很简单,你看那有堵墙,你就玩命一头撞过去好了。但是你心里边一定要觉得你眼前没有这堵墙,你只要能够达到百分之百认为你眼前没有这堵墙你就穿过去了。”他练了很多次终于做到心中无墙,他真的穿过了这座实在的墙。这个小故事讲了东方哲学中关于唯物跟唯心的一点很有意思的思辨。

 咦,真的穿过来了,真的过来啦。

我带学生的时候就想,我们能不能也做一个这种实验。我们做一个墙,前面放着一个跑道,跑道旁边有速度传感器,当你玩命地向这个墙冲过去的时候,不许犹豫,不许减速,只能加速。甚至当你最后离那个墙还剩一步两步的时候,你也不要有丝毫的减速,到最后那一刹那,墙里边的机关会根据你的速度判断是打开墙让你穿过去,还是把你拦在墙的这边。

一件艺术装置能不能读你的心,我想即使是最前沿的脑科学家,也很难从纷杂脑波当中读取某一个具体东西在你心里是否存在。但是通过艺术家的一个创意,这个创意并不是墙的造型,而是整个互动的规则,根据观众奔跑的速度变化来决定墙开或者合。

沿途20米传感器所捕获的人奔跑速度的变化。

上面这条曲线是在沿途20米传感器所捕获的人奔跑速度的变化。奔跑速度同时也是映射着你心里边的速度。你的每一次减速,每一次停顿都是内心在挣扎:我真的能穿过去吗?

我们也运用一些简单的科学技术,比如沿途的超声波传感器,能够迅速断开的电磁铁,能够迅速把门打开的机械装置。我们做了一系列的硬件、软件和算法的设计,最终呈现了一个作品。在最权威的奥地利的林茨电子艺术节上,我们在广场上展示了这个作品。

你不断加速并且中途不能减速,到最后一刹那,门会一下打开。如果中间突然减速或者慢慢停顿都会把你给卡在门的这边。大家玩得不亦乐乎,这就是自己在跟自己挣扎的过程。

这件艺术作品规则很简单,开或者关,好像不是很高科技,但是大家一眼看到这个装置就觉得高科技来了。

这个大家都认识,苹果的Siri,我们手机里的一个助手,它可以帮我们报天气,报股票,查路线,它除了是我们的助手,其实它是一个不太有存在感的AI。

有一部美剧《西部世界》,在美国的西部小镇的居民,其实都是AI驱动下的机器人。编剧给这些机器人植入一个一个的故事,而且这个故事并不是一个写死得像看电影剧本一样的故事,而是非线性发展的故事。游客扮演其中一个角色进到乐园里边,相当于回到了过去的西部时代,在这里边你可以跟这些AI的角色去说话去互动,你的每一个举动每一句话都会影响情节朝不同方向发展。

《西部世界》剧照。

这样一个全智能的未来式的游乐场的构思启发了我们的团队,我们有没有可能设计一个编剧的软件呢?通常编剧会有起因、经过、发展、高潮跟结果,但是在这个过程当中观众是被动地去感受悲欢离合,是一个旁观者。如果观众作为第一人称视角,进到这个故事里边跟角色去互动,那情节就会朝不同方向发展。

上面大家看到这些有点像电路上的线是我们这套系统的一部分。在每个黄颜色的关键节点上,观众语音的输入或者他行为的输入会导致情节朝不同方向发展。针对我们设计的这套系统,我们做了一个APP叫做必果世界,手机APP可以下,它分别有几个版本,一个版本叫如果英语,还有一个叫魔岛英语,面向的对象是小朋友。这一款由艺术家创意构思出来的一个非线性的剧情编辑器,正在面向语言学习的市场进行商业化。

我想我们在座的各位都经历过从小背单词学语法的痛苦,我也是一样,出国留学前去考托福,感觉自己英语不错,一下飞机却懵得一塌糊涂。但是如果从小学或者从中学就出国的小朋友就不会有这种感觉,因为他天天生活在那个语言环境里边,而不是在记单词。

所以我们创造这个叫blingo world,不是西部世界了,叫必果世界。我们设计了一系列的虚拟人物,在这里边有第一人称视角的角色扮演,比如你是一个特工,你要潜伏到美国,混过海关的检查等开启你讲英语的第二人生。

为什么这个设计很重要?因为当你说英语的时候,在真正的语言情境当中你会获得一种反馈,这正是在普通的英语课堂里所缺少的。比如说在海关的时候,你可以扮演各种各样的身份,你可以跟他说我是学生,也可以跟他说我来出差,也可以跟他说我来旅游。如果你是学生,这个海关警察会来问你去哪儿上学、要学什么专业等。如果你来旅游,警察会问你去哪里旅游,所以这是一个真正的实景训练。

人机互动,真正的实景训练。

再举个例子,生活中的很多情节,比如买机票、改机票、直飞还是连乘、然后时间对不对、这个票价怎么样,都可以跟这个AI去互动。甚至是在酒店里边找房间,你一定要竖起耳朵听,到底是第二个路口左转,还是第三个路口左转,不然你就敲错门了,进到别人家房间里。

上面提到的都是艺术创作编剧、语音语义的理解和 AI进行的一个高度的结合,科技让艺术的边界进行了无限扩展。

不论是新媒体艺术专业还是更多的从事这种交互设计的专业,它们打开了一扇巨大的门去跟各个科学领域拥抱,不仅仅是计算机领域,未来,我们也会尝试跟更广阔的领域,更多不同的学科进行交叉跟互动。

演讲嘉宾师丹青:《新媒体艺术:跨界融合的“穿墙术”》

艺术能跟各个学科发生哪些跨界呢?

第一,我们跟生物学家一起探讨在未来的动物园里,你有没有可能跟动物去讲话。因为生物学家已经破解了萤火虫尾巴上闪光的密码,我们把人工的LED光源放在野外的环境,让音乐家做一段音乐控制LED的闪光,这种闪光的频率让萤火虫可以听得懂,它可以是吸引萤火虫,也可以是吓唬萤火虫,在自然光和这种生物之间建立一种美妙的艺术化的体验。

第二,我们跟心理学家合作研究梦境。我们做梦的时候其实是一个身临其境的虚拟现实的体验,它甚至比任何一款VR头盔的体验都来得真实。那么我们有没有可能在我们做梦的时候,通过人眼快速转动期以及清醒梦的科学理论的研究,利用一款软件跟一个智能耳机跟睡梦中的人产生交互,被导演并且产生新的故事。

第三,跟月亮互动。我们现在说的都是地球上的事,那么艺术能不能做到月亮上去,能不能走得更远?我们的同学设计了一款手机,当你抬头的时候可以拿着手机跟头顶上的那个月亮进行互动。月亮上有什么?我们做的互动装置叫做月亮上的日晷,通过日晷向地球报月亮时这么一个方式来建立地球上的观众跟月亮之间的一个互动。

艺术的探索边界已经远远超过了美术馆,远远突破了画框,突破了放雕塑的台子,扩展到了生物、心理学、潜意识,甚至到了外太空。其实早在几百年前达芬奇的文艺复兴时代,艺术跟科学就不分家。所以我希望在这个时代,艺术跟科学更紧密地结合在一起,产生对未来更有趣更美好的一个幻想。所以今天我在《我是科学家》这个演讲舞台上来定义自己到底是科学家还是艺术家,也许说不清楚,也许永远不需要说清楚,谢谢大家。

演讲嘉宾师丹青:《新媒体艺术:跨界融合的“穿墙术”》

阿司匹林,停不下来的百年老药

“阿司匹林”这个名字1899年被注册,但这种化学物质的应用却可以追溯到公元前1534年。这期间很多药物出现又被淘汰,留存下来的也更新了好几代,阿司匹林却仍然是世界上服用人数最多的药[1]。

图片来源:PxHere

如此经久不衰,是因为它的经典作用难以被其他药物取代,并且这种老药的新疗效也不断被发现。阿司匹林最初用于止痛和抗炎,20世纪进入心脑血管疾病领域,并成为预防及治疗的基石,近年还发现它能降低结直肠癌等肿瘤的风险[2]。

不过,长期服用阿司匹林的心脑疾病患者,常常因为担心药物的副作用、依赖性等,陷入“要不要停药”的考虑中。实际上,绝大多数心脑疾病患者,服用阿司匹林的收益是大于风险的,因此不可随意停药。

阿司匹林广泛用于心脑血管疾病领域

人体的各个器官都需要动脉供给富含营养的血液才能正常运转,心脑血管疾病发作往往是因为动脉血管内形成血栓堵住血管,相应部位组织因缺血而坏死,堵在心脏就是心肌梗死,堵在脑子里就是脑卒中。

心肌梗塞发作。图片来源:图虫创意

在这个过程中,血小板会在酶的作用下,生成促进血栓形成的关键物质。而阿司匹林可以使这种酶失去活性,从而抑制血栓形成,这样心脑血管就没那么容易被堵住了。

目前阿司匹林应用最广泛的领域就是心脑血管疾病。风险高的人规律服用阿司匹林可以预防意外的发生和复发。

服用阿司匹林可预防心血管意外

阿司匹林主要用于预防心脑血管意外的发生,对于已经确诊心脑血管疾病的患者作用更为显著,可将疾病发作的风险减少五分之一[3]。

妊娠期高血压风险较高的孕妇,如有子痫前期史、胎盘疾病史及肾脏疾病等,应在妊娠3个月后开始服用阿司匹林以预防高血压对孕妇重要器官、胎盘及胎儿的损害[4]。

图片来源:Pixabay

75岁以上的老年人,心脑血管疾病和出血风险都升高,但其中已经确诊的心脑血管疾病患者多数服用阿司匹林有益[5]。

服用阿司匹林总体上收益大于风险

很多人提起吃药,习惯先问有没有副作用、会不会产生依赖。不可否认,服用阿司匹林也可能出现不良反应,包括消化道损伤、出血、过敏及胎儿畸形(妊娠前3个月服用)等[6]。其中最常见的是消化道损伤,通常在开始服药时出现,风险较大的情况包括曾经有过胃肠道溃疡或出血、同时服用其他容易导致出血的药物、高龄、吸烟及饮酒等。

不过,有些人虽然不良反应风险较高,但获益依然明显大于风险,总体来看服用阿司匹林还是对健康有益处的。这就像站在即将沉没的船上,跳进水里有十分之一的概率被鲨鱼吃掉,不跳的话有一半几率随船沉至海底,那总不能因为怕鲨鱼就不跳吧?

总体上来说,服用阿司匹林收益大于风险。图片来源:图虫创意

而且长期服用时,也有一些方法可以降低出血风险,如选用肠溶制剂,不要掰开或咬碎药片,这样可以减少药物对胃黏膜的刺激[7]。胃肠道容易出血的人,可以同时服用抑制胃酸分泌的药物降低出血风险[8]。实际上,即使发生出血,如果是皮肤黏膜等风险较小的少量出血,也不必停药[9]。如果因胃肠道出血暂时停用阿司匹林,在病情稳定后也应恢复服药,这样可以明显降低出现血栓的可能,并且一般不会造成再次出血[10]。所以医生会根据个人当时的具体情况,权衡收益和风险,然后决定是否需要服用阿司匹林。

提到依赖问题,大多数药不能停是因为疾病伴随终身,需要持续治疗,而不是人体对药物产生依赖,阿司匹林也是这样。停用阿司匹林不会出现类似戒烟戒酒时的不舒服。但擅自停药会明显增加心脑血管意外的风险。

不要随意停用阿司匹林

第一次拿到阿司匹林处方,很多人会想“现在没什么不舒服的感觉啊,我没那么倒霉心梗脑梗之类的吧”,于是犹豫要不要吃药。一番心理斗争之后,一部分人终于开始吃药,但他们又会听到“你在吃阿司匹林?副作用很大,会胃出血诶!”这类的话语,便又纠结要不要停药。

图片来源:图虫创意

对于很多人来说,阿司匹林要吃一辈子,几十年的时间里很容易出现因为某些原因不想继续服药的情况。即使是已经诊断心脑血管疾病的患者,规律服用阿司匹林的人还不到一半,其中部分人甚至从未服药或完全停用。

至于停药的原因,多数是害怕药物的副作用,或认为没有服药的必要[11]。副作用方面前文已经做了解释,对于多数心脑血管疾病患者,规律服用阿司匹林获益远大于风险。至于服药的必要性,阿司匹林的作用是预防心脑血管意外的发生,很多人服药后觉得症状没有缓解,于是认为没有必要继续服药,或是感觉症状好转就认为病已经治好了,不需要再继续用药,这都是不对的。

实际上,除了特殊情况,比如要接受手术或严重出血等,停用阿司匹林会使心脑血管意外的风险明显增加。刚停药时的风险甚至比未开始服药时还要高。这是因为停药后体内的阿司匹林逐渐减少,当浓度很低时,其促进血栓形成的作用强于抑制作用,所以意外发生的风险反而升高。这不是停药后的反弹,而是体内仍残留少量阿司匹林的表现[12]。已确诊的心脑血管疾病患者,停药后风险是继续服药的1.5~3倍,做过冠状动脉支架手术的患者风险可升高近百倍,并且风险是在停药后立即上升[13, 14]。

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作为一种流行至今的百年老药,阿司匹林在心脑血管疾病领域的地位无法被取代,并且它价格低廉,可以说是效价比最高的药物。服用阿司匹林时需要警惕不良反应的出现,但也不要因噎废食,擅自停药会带来很大风险。(编辑:黎小球)

参考文献:

  1. Fuster V, Sweeny JM. Aspirin: a historical and contemporary therapeutic overview. Circulation. 2011;123(7):768-778.
  2. US Preventive Services Task Force, Bibbins-Domingo K, Grossman DC, Curry SJ, Davidson KW, Epling JW Jr, García FAR, Gillman MW, Harper DM, Kemper AR, Krist AH, Kurth AE, Landefeld CS, Mangione CM, Owens DK, Phillips WR, Phipps MG, Pignone MP, Siu AL. Screening for Colorectal Cancer: US Preventive Services Task Force Recommendation Statement. JAMA. 2016;315(23):2564-2575.
  3. Berger JS, Brown DL, Becker RC. Low-dose aspirin in patients with stable cardiovascular disease: a meta-analysis. Am J Med. 2008;121(1):43-49.
  4. 中华医学会妇产科学分会妊娠期高血压疾病学组. 妊娠期高血压疾病诊治指南(2015). 中华妇产科杂志. 2015;50(10):721-728.
  5. 海峡两岸医药卫生交流协会老年医学专业委员会. 75岁以上老年抗栓治疗专家共识. 中国循环杂志. 2017;32(6):531-538.
  6. 中华医学会老年医学分会, 《中华内科杂志》编辑委员会, 《中华老年医学杂志》编辑委员会. 阿司匹林在动脉粥样硬化性心血管疾病中的临床应用: 中国专家共识(2016). 中华内科杂志. 2017;56(1):68-80.
  7. 中国医师协会心血管内科医师分会, 中国医师协会心血管内科医师分会血栓防治专业委员会, 中华医学会消化内镜学分会北京神经内科学会, 急性冠状动脉综合征抗栓治疗合并出血防治多学科专家共识组. 急性冠状动脉综合征抗栓治疗合并出血防治多学科专家共识. 中华内科杂志. 2016;55(10):813-824.
  8. 中华医学会老年医学分会, 《中华内科杂志》编辑委员会, 《中华老年医学杂志》编辑委员会. 阿司匹林在动脉粥样硬化性心血管疾病中的临床应用: 中国专家共识(2016). 中华内科杂志. 2017;56(1):68-80.
  9. 中国医师协会心血管内科医师分会, 中国医师协会心血管内科医师分会血栓防治专业委员会, 中华医学会消化内镜学分会北京神经内科学会, 急性冠状动脉综合征抗栓治疗合并出血防治多学科专家共识组. 急性冠状动脉综合征抗栓治疗合并出血防治多学科专家共识. 中华内科杂志. 2016;55(10):813-824.
  10. 抗栓治疗消化道损伤防治专家组. 抗栓治疗消化道损伤防治中国专家建议(2016·北京). 中华内科杂志. 2016;55(7):564-567.
  11. 段英伟, 宋建敏. 阿司匹林不合理停药的原因及干预探究. 中国病案. 2011;12(7):62-63.
  12. Doutremepuich C, Aguejouf O, Desplat V, Eizayaga FX. Paradoxical thrombotic effects of aspirin: experimental study on 1000 animals. Cardiovasc Hematol Disord Drug Targets. 2010;10(2):103-110.
  13. Sundström J, Hedberg J, Thuresson M, Aarskog P, Johannesen KM, Oldgren J. Low-Dose Aspirin Discontinuation and Risk of Cardiovascular Events: A Swedish Nationwide, Population-Based Cohort Study. Circulation. 2017;136(13):1183-1192.
  14. Biondi-Zoccai GG, Lotrionte M, Agostoni P, Abbate A, Fusaro M, Burzotta F, Testa L, Sheiban I, Sangiorgi G. A systematic review and meta-analysis on the hazards of discontinuing or not adhering to aspirin among 50,279 patients at risk for coronary artery disease. Eur Heart J. 2006;27(22):2667-2674.

NASA正式宣布:“旅行者2号”离开太阳风层,飞向遥远星际

|· 本文来自“我是科学家”·|

美国国家航空航天局(NASA)于2018年12月10日宣布,“旅行者2号”探测器已经穿越了日光层,进入了星际空间。“旅行者2号”是继“旅行者1号”之后,第二个进入星际空间的人类探测器。

“旅行者2号”于1977年8月20日发射,经历了41年峥嵘岁月和180亿公里的漫漫长路之后,终于也离自己的太阳系家园越来越远,义无反顾地冲向星际空间。

让我们一起来回顾“旅行者”的历史,展望“旅行者”的未来。

(编辑:Yuki)