天目新闻 记者 曾杨希 谢履冰
11月12日晚,作为2022世界青年科学家峰会主体活动之一,2022第十一届菠萝科学奖颁奖典礼在浙江温州举行,十个来自国内外的科学研究成果获奖。
菠萝科学奖活动由浙江省科学技术协会指导,浙江省科技馆主办,今年已经是第十一届。它以“向好奇心致敬”为口号,通过“有趣而严肃”的科学解读和传播,让公众了解科学,让科学走入寻常百姓家。
2022菠萝科学奖的主题是“生命,我猜你不知道”,在奖项评选上更侧重于对探究奇妙生命做出贡献的研究,更强调人类与地球的和谐共生。
本届菠萝科学奖设置数学奖、物理学奖、心理学奖、化学奖、医学奖、生态奖、发明奖、生物学奖、希望奖和科学艺术奖,其中希望奖和科学艺术奖为首次设立。
接下来,就一起简单了解一下这些获奖的研究是什么吧。
颁奖典礼现场
1、数学奖
许多宠物主发现,狗尾巴上翘、下垂、摇摆,可能代表着不同的情绪。如何精准理解狗摇尾巴传递的信息?
借助五台摄像机和计算机,中科院遗传发育所张永清团队、中科院自动化所余山/中科院深圳先进技术研究院蔚鹏飞团队多角度拍摄了小狗的行为。他们通过追踪小狗的肩膀、后背、臀部、尾巴尖等位置,建立起一个狗摇尾巴的三维模型,并利用人工智能的深度学习技术,详细分析了狗尾巴运动的规律。
科学家们发现,狗摇尾巴并不是左右对称的,对于不太熟悉的人,狗摇尾巴的角度更偏左,随着小狗和工作人员越来越熟悉,它们摇尾巴的角度会渐渐偏右。此外,不同小狗摇尾巴的方式也不一样,而是各有各的特点。
为了表彰研究团队用人工智能和数据计算分析的方法,研究“狗言狗语”。2022菠萝科学奖决定将数学奖颁发给这个团队。
2、物理学奖
在许多庆典上,人们开香槟时,常常会故意“发射”香槟瓶塞,发出一声轻响,制造狂欢气氛。
瓶塞飞出去的速度有多快?一群爱酒的法国科学家利用计算机和高速摄像机,拍摄了香槟开瓶的场面,终于把香槟开瓶的这一刻弄的明明白白。
原来,香槟在酿造时会产生大量二氧化碳,其中大部分溶解在酒中。随着温度升高,二氧化碳气体的溶解度会降低,再加上剧烈摇晃,大量二氧化碳同时析出,就会产生巨大的压力,“砰”的一声脆响,推动瓶塞飞出瓶子。
更令人惊讶的是,瓶塞飞出的瞬间速度,达到了1.6到1.8马赫,也就是实验时音速的1.6到1.8倍。此外,几位科学家还提供了全套的计算公式,对于流体力学和酿酒工艺都有借鉴意义。为了表彰这份最具狂欢气质的研究,2022菠萝科学奖决定将物理学奖颁发给这组法国科学家:法国雷恩大学物理研究所Abdessamad Benidar(阿卜杜萨马德·贝尼达尔)、Robert Georges(罗伯特·乔治斯)等。
颁奖典礼现场
3、心理学奖
人类对于孩子哭泣的声音非常敏感,特别是妈妈似乎总能分辨孩子哭声的细微差别。人类爸爸也是如此吗?
法国里昂大学的古斯塔夫森等科学家通过实验给出了答案。
科学家找到了来自法国和刚果的二十九个有娃家庭,在孩子洗澡脱衣服的时候,完成了哭声录音。科学家平衡了录音音量、时间等信息,通过分析音频信息发现,不同婴儿哭声有着微妙的声学差异。
而后,科学家给这些父母播放了两组各十五段哭声录音,要求他们判断,哪一段哭声录音来自自己的孩子。结果发现,不管是爸爸还是妈妈,辨认自家娃的哭声时,虽然都会偶尔犯错误,但父母双方的分辨能力几乎一样。
科学家进一步调查了发现,能不能听声辨娃,最重要的因素是经验。亲身参与育儿的时间长,对孩子的哭声就更敏感。
为了表彰研究团队用实验方法给广大当爹的正名, 2022菠萝科学奖决定为这个团队颁发心理学奖。
颁奖典礼现场
4、化学奖
今年的菠萝科学奖就把化学奖颁给了日本东京大学农业与生命科学研究生院应用生物化学系的村松智成等人,因为他们利用核磁共振波谱和液相色谱等科学手段证实:带着壳一起烤的花生,更香。
村松智成团队选择了一个颗粒大、最常被用于制作烤花生的花生品种,分为带壳和无壳组在烤箱中烘烤。之后,把这些烤花生分别磨碎、均质化,放到仪器里开始检查成分。
他们发现,带壳花生在烘烤过程中,氨基酸和糖的含量变化和无壳组有明显区别。
一般而言,烤花生50分钟容易呈现“最佳风味”。科学家发现,带壳组在40分钟这一阶段,糖和氨基酸都出现了峰值,却在50分钟出现了明显下降。这说明40-50分钟正是美拉德反应大规模发生的时段,在烘烤中逐步增加的那些氨基酸、从淀粉逐步转换成的糖分,在这一阶段同时被消耗掉,成为了那些说不清道不明的美味和香气——美拉德反应的产物。
5、医学奖
人们犯困、刚睡醒时都会打哈欠,甚至光看别人打哈欠,也会被“传染”。不光人,猫、狗、黑猩猩、狮子等动物都会打哈欠。可是,打哈欠究竟有什么用呢?
美国纽约州立大学的演化生物学家盖洛普追踪了大量爱打哈欠的动物,他发现, 大脑有清醒和睡眠两种状态,而觉醒就是两种状态转换的尺度,当觉醒程度降低,大脑就会转入睡眠。打哈欠之后,觉醒程度就能短暂升高,人在犯困时哈欠连连,就是大脑在和困意做最后的抵抗。不仅如此,盖洛普还发现,打哈欠和体温有关,体温升高的时候,人就更容易打哈欠,而打哈欠的时候,大脑的温度也随之降低。
为了表彰研究团队用忍着困劲儿坚持研究的精神, 2022菠萝科学奖决定为这个团队颁发医学奖。
颁奖典礼现场
6、生态奖
在昆山杜克大学,有这样几位科学家,他们不是坐在实验室里,而是在校园里转悠,专门收集死掉的小鸟。这群科学家是李彬彬带领的生物多样性与可持续发展团队,他们调查的就是鸟撞。
在人类眼中美观现代的玻璃,在鸟类眼中却完全不同,它们会误以为玻璃的反光是天空的一部分,或者以为可以穿过玻璃。高速飞行的鸟类撞到玻璃上,轻则受伤,重则直接死亡。
他们的工作揭示了中国鸟撞的常见鸟类,容易发生鸟撞的建筑,以及鸟撞的时间等。2022年,他们的团队和国内多家自然保护公益机构发起“全国防鸟撞行动网络”,联合众多社会力量,推动解决鸟撞问题。
为了表彰李彬彬团队的研究不局限在论文上,还发起行动,一起挽救小鸟的生命。我们决定,和城市里的小鸟一起,授予他们菠萝科学奖生态奖。
颁奖典礼现场
7、发明奖
在哈尔滨工业大学读博的孙猛猛向导师谢晖提出想要做一个介于二者之间、像史莱姆一样的半固体机器人。博士毕业后,他又在攻读博士后的香港中文大学跟随张立教授继续这一研究。
最终,“毒液”机器人诞生了——在聚乙烯醇(PVA)溶液中,按比例依次加入钕铁硼(NdFeB)和硼砂,就可以得到一坨磁性泥。这一坨磁性泥,无论外表还是性状都很像电影里的“毒液”。
通过控制磁场,操作员可以无接触地控制它改变形状、做出各种动作,它的拉伸与收缩特性可以被用于“抓住”和“吞噬”目标物体。为了让“毒液”变得无毒,科学家还要给它包裹上二氧化硅薄膜。
为了表彰他们的奇妙创意和科学贡献,决定将今年的菠萝科学奖发明奖颁给毒液机器人的研究团队:香港中文大学张立教授团队和哈尔滨工业大学谢晖教授团队。
8、生物学奖
2022年的菠萝科学奖生物学奖,颁发给了美国辛辛那提大学生物科学系Joshua B.Benoit(约书亚·B·贝努瓦)团队,因为他们对蚊子下手,替人类报了一箭之仇。
贝努瓦团队的研究针对三种常见的吸血蚊子:埃及伊蚊Aedes aegypti、淡色库蚊Culex pipiens和斯氏按蚊Anopheles stephensi。
他们发现,蚊子的睡眠和进食都受到昼夜节律的调控。和绝大多数动物一样,蚊子们按时吃饭,按时睡觉。它们会保持120分钟不动,也就是说它们至少能连续睡上两个小时。
和人一样,埃及伊蚊和斯氏按蚊在被迫失眠后,都在次日晚上(或白天)出现了睡眠反弹——多睡了好几个小时,以弥补前一天失去的睡眠时长。
科学家研究蚊子睡觉,不仅能加深人类对于睡眠本质的理解,还可以根据蚊子行为的特点,制订更好的防蚊策略。
为了表彰研究团队干扰蚊子睡觉的功劳,同时奖励他们弄清楚蚊子怎样睡眠的好奇心,2022年菠萝科学奖的生物学奖颁发给了他们!
9、希望奖
月球到底什么样?2021年12月17日,我国的嫦娥五号飞船在月球表面自动采集了月球土壤样本,并成功返回。自此,我国科学家获得了第一手月球表面物质的研究资料。
这项研究的科研人员来自多个单位,分属不同学科,既有航天工程的总指挥、总设计师,又有来自基础科学领域的科学家。他们发现,月球土壤样本中包含钛铁矿、氧化钛、羟基磷灰石,以及多种铁基化合物等8种成分,有较好的光催化性能。人们可以在月球表面,利用太阳能来加工这些物质,生产出氧气、氢气、甲烷和甲醇等等。这些物质都是人类工业生产需要原材料。
根据科学家的设想,如果人们要登陆月球,这些材料无疑会推进人类建立月球基地的进程。
为了感谢科学家们用实际研究,给我们带来了畅想未来的可能,所以决定授予中国空间技术研究院嫦娥五号探测器系统总指挥、总设计师杨孟飞院士,中国科学院物理研究所汪卫华院士,以及南京大学邹志刚院士领衔的研究团队2022年菠萝科学奖希望奖。
10、科学艺术奖
今年菠萝科学奖的科学艺术奖,颁给了百万粉丝科普博主“曳尾菌”。
这个年轻姑娘却专注于一个少有人关注也更加神秘的领域:菌类。从餐桌上会出现的食用蘑菇,到罕为人知的黏菌,从随处可见、剩饭菜里都能长出来的霉菌,到精心伺候、仔细摸索培育条件才最终养成的独家菌种,都在她的拍摄名单上。
经过数年在菌类这一领域的深耕,曳尾菌已经是微博和B站上知名的科普博主,有了上百万的关注者和一批同样热爱真菌、黏菌和分类学的同道之人,更有许多人或许完全没注意到up主的ID,却也通过她的视频了解到了菌类的神秘世界。
(主办方供图)
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