7月30日外媒科學網站摘要:宇宙深處數百“小紅點”身份曝光

7月30日(星期一)消息,國外知名科學網站的主要內容如下:

《自然》網站(www.nature.com)

從昏迷患者到章魚再到AI:科學如何捕捉看不見的意識

在腦科學研究領域,檢測意識存在的方法正經歷革命性突破。2005年一項標誌性實驗顯示,23歲無反應的腦損傷患者在聽到“想象打網球”的指令時,其運動相關腦區出現激活。這項由加拿大西部大學團隊開發的技術,開創了通過神經影像直接檢測隱性意識的新範式。2024年研究證實,約25%無反應患者能通過想象任務表現出意識跡象。

意識檢測呈現層級化發展路徑。意大利米蘭大學團隊提出“洋蔥模型”:最外層是握手、眨眼等行爲觀察;第二層通過fMRI(功能磁共振成像)檢測指令相關的特異性腦激活;第三層採用被動刺激(如播放演講音頻)誘發腦部響應;最深層則探索完全隔絕外界輸入時可能存在的內源性意識活動。美國艾倫腦科學研究所開發的“擾動複雜性指數”,通過經顱磁刺激結合腦電圖(EEG)量化腦區對話複雜度,能有效區分清醒、麻醉與無反應狀態。

該領域也延伸至非人類對象。英國《2022年動物福利(感知)法案》將章魚、螃蟹等無脊椎動物納入保護,因其實驗顯示它們能記憶並回避疼痛。數十位科學家簽署宣言,指出存在“強有力的科學證據”證明其他哺乳動物和鳥類具有意識,且所有脊椎動物(包括爬行類和魚類)以及許多無脊椎動物(如軟體動物和昆蟲)存在意識是“至少具有現實可能性”。

關於人工智能意識的研究正在興起。雖然當前大型語言模型的應答不能作爲意識證據,但研究者提出若干評估框架:包括模擬人腦信息整合過程的能力,或在排除意識相關訓練數據後對主觀體驗問題的迴應質量。澳大利亞莫納什大學與英國倫敦大學團隊提出通過“收斂證據法”建立跨物種檢測體系,即從健康人類開始逐步驗證檢測方法,再推廣至更遠緣的生物及人工系統。

隨着腦機接口和量子計算等技術的發展,意識檢測的邊界將持續拓展,對醫療倫理、動物福利和人工智能治理產生深遠影響。

《科學》網站(www.science.org)

宇宙“小紅點”之謎破解!竟是黑洞孕育的“恆星巨嬰”

美國宇航局(NASA)的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡(JWST)自2022年投入觀測以來,在早期宇宙中發現了數百個神秘的“小紅點”。這些天體存在於宇宙誕生後的前10億年內,體積微小且異常明亮,傳統理論難以解釋。最新研究表明,它們可能是一種由黑洞驅動的巨型氣團,體積超過太陽系,能量來源並非核聚變,而是黑洞。

JWST的觀測顯示,這些紅點尺寸極小,不到銀河系直徑的2%,但其亮度無法僅通過恆星密集排列來解釋。天文學家推測,它們的核心可能是一個超大質量黑洞,周圍包裹着緻密的氣體殼。黑洞的輻射加熱氣體,使其像恆星一樣發光,氣體殼還會吸收高能紫外線和X射線,因此呈現出獨特的紅色光譜。

美國普林斯頓大學和德國馬克斯·普朗克天文研究所的天文學家分析認爲,這些“黑洞恆星”可能是星系演化的關鍵環節,幫助解釋超大質量黑洞的快速生長。美國科羅拉多大學博爾德分校的理論模型進一步支持這一觀點,認爲早期宇宙中的巨型恆星坍縮後,其外層氣體可能包裹新生黑洞,形成發光的“準恆星”。

中國清華大學團隊在距離地球僅25億光年的宇宙區域也發現了類似天體,爲研究提供了新線索。哈勃太空望遠鏡的後續觀測有望揭示更多細節。

這一發現若被證實,將是JWST的重大突破,爲理解黑洞生長和星系演化開闢新視角。

《每日科學》網站(www.sciencedaily.com)

原子級秘密:科學家首次揭示電池內部的微觀世界

電化學電池(如常見的電池)是融合化學、物理、材料科學與電子學的複雜技術,不僅爲智能手機、電動汽車等提供動力,更是科學探索的重要領域。近期,美國伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校的研究團隊取得突破,首次揭示了電池固液界面的關鍵特性——液體電解質的非均勻性。相關成果發表於《美國國家科學院院刊》(PNAS)。

傳統觀點認爲,電池中的固液界面是均勻的,但實際觀測發現,界面處的“電氣雙層”(EDLs)結構會因固體表面的化學沉積而呈現出複雜變化。研究人員利用三維原子力顯微鏡,首次觀測到表面團簇周圍EDLs的分子排列規律。這些團簇在電池充電初期形成,直接影響電池性能。

研究發現,EDLs會以三種模式響應表面團簇:1. 彎曲:層狀結構環繞團簇變形;2. 斷裂:部分層脫離並形成新中間層;3. 重連:團簇上方的EDL層與鄰近層錯位連接。這些模式具有普適性,主要取決於液體分子的尺寸而非化學性質,爲預測不同電池體系的界面行爲提供了新思路。

該研究填補了電化學領域的認知空白,不僅對優化電池設計具有重要意義,還可能推動教科書內容的更新。團隊表示,未來將進一步探索EDLs在更復雜體系中的行爲,爲下一代電池技術奠定科學基礎。

《賽特科技日報》網站(https://scitechdaily.com)

科學家破解碳質隕石謎團 或改寫生命起源認知

儘管碳質小行星在太陽系中廣泛分佈,但在地球已發現的隕石中佔比不足5%,這一矛盾現象長期困擾學界。國際科學家團隊通過一項突破性研究,揭示了太陽系中碳質隕石在地球上罕見的原因,這一發現可能重塑人類對生命起源的理解。

澳大利亞科廷大學地球與行星科學學院、國際射電天文學研究中心(ICRAR)、巴黎天文臺等機構合作開展了一項大規模研究,分析了來自19個火球觀測網絡的8,500次流星體與隕石事件的數據。研究發現,地球大氣層和太陽共同充當“過濾器”,使脆弱的碳質流星體難以抵達地表。

碳質流星體在接近太陽時會因反覆受熱而解體,僅有少數能倖存並最終穿越大氣層。這類隕石至關重要,因其含有水、有機分子甚至氨基酸,與地球生命起源密切相關。然而,現有隕石標本中碳質隕石稀少,可能導致人類對太空物質構成及生命起源條件的認知存在偏差。

研究還發現,由潮汐瓦解(小行星因近距離掠過行星而分裂)產生的流星體極其脆弱,幾乎無法完整抵達地球。這一發現可能影響未來小行星探測任務、撞擊風險評估,甚至修正地球水和有機化合物來源的理論。

該成果發表於《自然·天文學》(Nature Astronomy),爲太陽系演化及生命起源研究提供了關鍵新視角。(劉春)