飞进宇宙的“小蜜蜂”,盯上了神秘“伽马暴”

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不久前,一只飞进宇宙的“小蜜蜂”——“天极”望远镜,完成了自己的重要使命——伽马射线暴瞬时辐射的高精度偏振探测。这一成果于2019年1月14日在线发表在《自然·天文学》(Nature·Astronomy)杂志上。

“天极”望远镜在轨搭载在天宫二号空间实验室艺术效果图(根据星上相机拍摄的实物照片艺术加工而成)。图片来源:中国科学院高能物理研究所提供

“小蜜蜂”的出色表现,让科学家们拿到了迄今为止伽马射线暴偏振的最佳观测结果。这些成果将有利于帮助人们更好地理解宇宙中一些基本天体物理过程(如黑洞的形成,极端相对论喷流的产生等),为科学家们回答对宇宙中极端物理环境和条件下的基础科学问题提供重要线索。

来自宇宙的酷炫特效——伽马暴

伽马射线暴(简称伽马暴)是自宇宙大爆炸以来,人类所能探测到的宇宙中最强烈的天体爆发现象。它爆发时的亮度极高,比宇宙中其他天体的伽马射线亮度总和还要大,持续时间一般在0.1-1000秒,辐射能量主要集中在0.1-100兆电子伏。

伽马暴现象的模拟图。图片来源:中国科学院高能物理研究所提供

从1973年公布发现伽马暴以来,关于它们的研究一直是天文学和物理学中一个极其活跃的前沿领域。自1997年以来,伽马暴的观测研究四次被美国的《科学》杂志评为年度世界十大科技成就之一。

目前,人类看到的最遥远的伽马暴(编号GRB 090423)距离地球132亿光年,在它发生时宇宙尚处于儿童时期,仅仅6亿多岁。

伽马暴是如何产生的呢?一般认为有两种模式:一种模式是这种爆发是在大质量恒星死亡的过程中所产生的,另外一种模式是两个致密天体如中子星或者一个中子星和一个黑洞的并合所产生的。这两种过程一般都伴随着黑洞的诞生。

两个中子星的并合产生伽马暴的模拟图。图片来源:中国科学院高能物理研究所提供

为什么要测量伽马暴偏振?

偏振现象是光的一种特性,当光的电场矢量在垂直于光传播方向的平面内趋于某些方向振动时就会出现偏振。那么根据电场矢量振动方向趋向性的情况,可将偏振光分为完全偏振光、部分偏振光以及非偏振光三种。

偏振现象的示意图

其中完全偏振光又分为线偏振光、圆偏振光和椭圆偏振光三种。部分偏振光是非偏振光和完全偏振光的叠加。自然光即是一种非偏振光。

在自然界中的一些生物,也具有利用偏振光来感知外界的能力。我们常见的小蜜蜂就是个典型的例子:它们有五支眼,其中三支单眼、两支复眼,每个复眼又包含有6300个小眼,这些小眼能根据太阳的偏光确定太阳的方位,然后以太阳为定向标来判断方向,所以蜜蜂可以准确无误地把它的同类引到它所找到的花丛。

蜜蜂的复眼能根据太阳的偏光确定太阳的方位。图片来源:中国科学院高能物理研究所提供

那么,伽马暴偏振测量的意义是什么呢?从伽马暴现象的发现至今已长达半个世纪,但对其爆发本质的研究目前还没有一个定论。对于伽马暴的爆发机制,科学家提出了多种理论模型。不同理论模型间对于伽马暴爆发期间产生的伽马射线的偏振状态有所差别。

因此,采用测量偏振的方法,可以对伽马暴的爆发机制进行研究,从而对爆发的物理过程、辐射区结构以及周围磁场的结构进行确认。

测好伽马暴偏振,不是轻松事

宇宙天体产生的伽马射线光子具有以下四个方面的信息:光子的到达时间、能量、方向以及偏振。

目前,科学家对前三个方面都已经有成熟的方法进行探测研究,然而在最后的偏振探测上却遇到了困难。而且是非常大的困难——首先,要捕捉到伽马暴本身就不容易。由于伽马射线在进入大气层时会发生反应,从而在地面无法测量伽马暴产生的伽马射线,必须在外太空实现对伽马暴的观测,这就需要合适的卫星平台。其次,要研制有效面积大、灵敏度高的偏振探测器技术上比较困难。

在“天极”望远镜之前已经有过其他卫星尝试测量伽马暴偏振,但大部分都因为探测仪器自身的系统误差大而无法给出有效的偏振测量结果,而少数系统误差较小的实验的灵敏度又比较差,也没有给出具有统计意义的高精度伽马射线暴偏振测量结果。

纵观伽马暴的研究历史,从上世纪60年代发现至今已有约半个世纪,在过去近25年当中,共有5个空间探测实验项目共计发表了约10个伽马射线暴的伽马射线偏振探测结果。CGRO、RHESSI以及INTEGRAL等尽管报道了几例伽马暴的偏振测量结果,但都由于探测器本身偏振测量系统误差较大、测量结果粗糙,无法对伽马暴辐射机制模型进行任何约束或限制。

后来的GAP和COSI实验在偏振测量系统误差上得到了改善,但是由于有效面积比较小,偏振测量的灵敏度仍然较差,所以得到伽马暴的偏振测量结果也很少,而且精度也不高。

不负众望,“天极”望远镜脱颖而出

与之前的探测工作相比,“天极”望远镜的表现令人倍感欣喜。

“天极”望远镜在轨探测并且确认了55个伽马射线暴,对其中5个伽马射线暴进行了高精度的偏振测量,这是目前为止国际上最大的高精度伽马暴偏振测量样本,首次发现了伽马射线暴在爆发期间的平均偏振度较低(平均约为10%)的结论,并且首次发现了单峰结构的伽马暴偏振角的演化现象。

天宫二号“天极”望远镜在轨观测到的5个伽马暴的光变曲线。其中a、b、c、d、e分别对应于编号是161218A、170101A、170127C、170206A和170114A的伽马暴。f对应的是编号为170114A的伽马暴,但对其分析过程中所用到的信号进行了详细划分,从而研究其偏振演化现象。图片来源:中国科学院高能物理研究所

这些新的观测结果表明,产生伽马射线的极端相对论喷流内部的演化可能导致了偏振角的快速演化,使得观测到的伽马射线暴的平均偏振度较低。该发现与现有的主要伽马射线暴模型的预言明显不一致,表明极端相对论喷流的结构及其内部磁场的位型比以往所理解的更加复杂。

这是伽马射线暴现象自上世纪70年代发现以来所得到的最好的偏振观测结果,有利于更好的理解黑洞的形成和极端相对论喷流的产生等基本天体物理过程,为下一代空间高能天文观测仪器的发展和空间天文基础物理前沿研究奠定了坚实的科学与技术基础,并且提出了新的重要研究课题。

在“天极”望远镜的观测成果发布之前,人们都还还没有对伽马暴偏振进行过高精度的系统性探测研究。可以说,天宫二号“天极”望远镜实验为伽马暴的研究打开了一扇新的窗口,未来有望在该研究领域取得更多新的进展和发现。

“小蜜蜂”因何如此优秀?

“天极”(POLAR)望远镜全称为伽马暴偏振探测仪,它是天宫二号空间实验室上唯一一台搭载在舱外的中欧国际合作实验项目。

“天极”望远镜结构上采用1600个探测单元组成40×40的探测器阵列。这个结构和蜜蜂的复眼非常相似,因此“天极”望远镜也获得了一个可爱的昵称,叫做“小蜜蜂”。它正是是利用这些敏锐的“眼睛”去探测来自宇宙深处的伽马暴。

“小蜜蜂”捕获伽马暴的情景(示意图)。图片来源:中国科学院高能物理研究所

探测器材料采用密度低、原子序数低、机械和化学性能稳定的有机塑料闪烁体,有利于伽马光子与探测器之间发生康普顿散射相互作用,从而更加有效地测量伽马光子的偏振信息。

“天极”望远镜系统组成。左图:偏振探测器OBOX右图:电控箱IBOX。图片来源:中国科学院高能物理研究所

“天极”望远镜系统组成。探测器单内部组成,“天极”望远镜内部共有25个这样的探测器单体。图片来源:中国科学院高能物理研究所

“天极”望远镜的幕后英雄,是天宫二号“天极”望远镜载荷分系统总体单位——中国科学院高能物理研究所。从二十世纪70年代末开始进行空间探测实验,曾开展过多次高空科学气球和球载硬X射线望远镜实验,主持了多项空间探测实验仪器的研制,负责和参加多个新的空间高能天文项目。

中国科学院高能物理研究所。拍摄者:Yuki

此次,高能所“天极”望远镜团队携手欧洲科学家一起攻坚克难,历经十余年的技术攻关和科学研究,最终攻克了伽马暴偏振探测的难题,完成了在空间对伽马暴进行的高精度、系统性的偏振观测工作,在该研究领域取得了前所未有的进展,获得了国际同行的高度评价。

接下来,他们还将进一步扩大国际合作,共同解读“天极”望远镜提出的关于伽马射线暴的全新科学问题,为最终解决黑洞的形成和极端相对论喷流产生做出关键性贡献。

最后,让我们一起来围观优秀的“小蜜蜂”吧!

最新研究证实,变秃真的可以变强大!

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20世纪初,美国纽约曼哈顿的空气中总笼罩着被伤寒所威胁的恐怖。而这一切都来源于一位名为玛丽·马龙(Mary Mallon)的厨子。

1906年的夏天,玛丽在银行家查理斯·沃伦(Charles H. Warren)纽约的豪宅中寻得了一个厨子的职位。然而在她就职的两周后,这一家11人中有6人因得了伤寒住进了医院。

在现代医学和微生物学刚刚启蒙、抗生素还未发明的当时,伤寒是一种死亡率大于10%的可怕传染病。

为了查清家人受害的原因,沃伦雇了当时有名的卫生学家乔治·索伯(George Sober)来调查真相。索伯简单问询了患病者,发现他们的共同点是都吃了当地的蚌,他推测有可能是水产品携带了病原体,于是草草整理了调查结果就这么交了差。毕竟,伤寒在当时纽约卫生条件糟糕的贫民区经常发生,他觉得这次富人家中的伤寒爆发可能只是一个意外。

玛丽因东家的变故丢了工作,又辗转于多户富人家中,继续干着厨子的工作。伤寒也跟着她到处传播。到1907年的3月,玛丽一共服务了8户人家,而这8户人无一例外的出现了伤寒症状。

此时,索伯有点摸不到头脑了,在他的概念中,伤寒的出现往往与糟糕的环境和不洁的饮食直接联系,可这次伤寒却连续出现在了环境优渥、衣食无忧的富人家中,难不成出现了只感染富人的伤寒?

直到后来,索伯发现一个规律——这些染病的家庭都曾雇佣过玛丽。这时他才意识到,玛丽有可能是一位健康的病原携带者。他登门要求玛丽配合他的调查,然而却被玛丽痛骂,并赶出了房门。

索伯不得不求助于纽约市卫生局,迫使玛丽最终配合调查,并提供了自己的唾液、粪便和尿液样品。

检测结果发现,玛丽确实是伤寒病原携带者。

当时对玛丽的新闻报道。图片来源:Wikimedia Commons

随后,玛丽被隔离在纽约东河(East River)中北兄弟岛(North Brother Island)上的一家传染病医院里。两年的隔离治疗让玛丽“学乖”了,一位新上任的卫生专员同情她,并给了她一个机会重新回到社会,但警告她不能再做厨子了。

玛丽被隔离于医院中。图片来源:Wikimedia Commons

但玛丽并没有其他的专长,出院几经辗转后,她改名玛丽·布朗(Mary Brown),又做回了厨子。这次,她在3个月内传染了25人,卫生局又一次将她抓回了北兄弟岛隔离了起来。

这次,玛丽就再也没有恢复自由。

后来,玛丽成了美国的“名人”,被大家称为“伤寒玛丽”(Typhoid Mary),甚至漫威还以她为原型塑造了同名的超级大反派。

漫威超级大反派——伤寒玛丽。图片来源:Wikimedia Commons

伤寒玛丽所携带的病原菌,就是大名鼎鼎的伤寒沙门氏菌(Salmonella typhi)。这种病原菌经常出现在鸡蛋壳,不新鲜的肉制品,抑或是患病者的排泄物中。

伤寒的病原体——伤寒沙门氏菌。图片来源:US Center for Disease control and prevention

得益于现代社会卫生条件的进步,特别是现代厕所的大规模普及,污水处理技术的进步以及抗生素的推广,使得伤寒沙门氏菌的危害相比100年前显著降低了。但时不时出现的食物中毒案例,仍有可能把人们打个措手不及。

那么,沙门氏菌究竟是如何侵染人体的呢?

从某种意义上讲,它们确实算得上是“有备而来”——沙门氏菌携带着一种叫做三型分泌系统(Type III Secretion system)的武器,形似注射器,位于菌体表面。

沙门氏菌的“敲门钻”——三型分泌系统。图片来源:Wikimedia Commons

这个“注射器”能够刺穿宿主上皮细胞的细胞膜,并注射入一系列效应因子(effector),像对细胞下达了“放我进来”的指令,通过改变宿主细胞的骨架,让正常的上皮细胞敞开门户迎接(吞噬)在外排队等待的细菌。

沙门氏菌利用三型分泌系统“注射器”刺穿宿主上皮细胞,并注射入效应因子(示意图)。绘图:Yuki

上皮细胞不像巨噬细胞,它们不具有消化细菌的能耐,沙门氏菌被上皮细胞吞噬后,就像来到了桃花源,细胞内的营养物质任它吃喝,而宿主的免疫系统又找不到它。吃完一家再换一家,引发宿主产生一系列炎症反应,并造成严重的病变。

但伤寒沙门氏菌在成功侵染宿主细胞之前,还是需要谨慎行事——免疫系统时时刻刻都监控着宿主的身体,一旦发现外来入侵者的踪迹,就会主动对其进行剿灭。

免疫系统识别伤寒沙门氏菌的标签”,就是它们那一头漂亮的秀发——鞭毛。这些鞭毛的结构与三型分泌系统类似,特点是能够像螺旋桨一样旋转,推动细菌四处游走。

帮助细菌运动的“小辫子”——鞭毛

免疫系统一旦抓到这些“小辫子”,就会命令巨噬细胞去吞噬并消灭绝大部分入侵的沙门氏菌。

捕杀细菌是巨噬细胞的本职工作。图片来源:《工作细胞》

而沙门氏菌为了长期生活在人体,会想方设法不被免疫系统察觉。

比如,它们会通过刷低自己的“存在感”向宿主的免疫系统妥协——当成功入侵上皮细胞后,就降低自身的代谢水平,靠低调行事来躲避免疫细胞的追杀。而这也很可能就是伤寒玛丽一直携带着沙门氏菌却不发病的原因。

近日,加拿大麦克马斯特大学(McMaster University)的研究者又发现了沙门氏菌躲避免疫细胞监测的一种新的方式[3]——变“秃”。

为了防止被免疫细胞揪住“小辫子”,有些沙门氏菌选择了抛弃鞭毛,忍痛割“发”,从而让自己在免疫细胞面前变成“隐形菌”。

丢掉“小辫子”的沙门氏菌在巨噬细胞面前变成“隐形菌”。绘图:Yuki

这些沙门氏菌又是如何变秃的呢?

原来,沙门氏菌有一种名为SsrB的转录因子能够负向调控鞭毛合成相关的基因。当SsrB激活时,沙门氏菌的脑袋就会变秃,虽然暂时失去了运动能力,但却获得了针对免疫系统的隐身挂,从而躲过免疫细胞的攻击。确实算得上是非常机(jiǎo)智(zhà)了。

激活SsrB为自己“剃度”的沙门氏菌。图片来源:参考文献[3]

牺牲了一头秀发的沙门氏菌,最终开启了隐身特技变得更加强大。

看来,变秃意味着变强大果真名不虚传。所以,还是乐观地面对自己上扬的发际线和日渐稀疏的脑顶吧!(编辑:Yuki)

变秃了也变强了。图片来源:《一拳超人》

参考文献:

  1. “Dinner With Typhoid Mary” (PDF). FDA.(https://orauportal.fda.gov/courseware/FD202W100/SCORM_FD202_Module_3_Microbiology/Module_3_Dinner_With_Typhoid_Mary.pdf)
  2. Marineli et al. 2013. “Mary Mallon (1869-1938) and the history of typhoid fever”. Annals of Gastroenterology. 26 (2): 132–133.
  3. Ilyas et al. 2018. Regulatory Evolution Drives Evasion of Host Inflammasomes by Salmonella Typhimurium. Cell Report. In press.

作者名片

屏幕粉的狂欢:为什么追星追着追着就不快乐了?

进入20多岁的后半程,我头一次追起了星。

最初的几个月是乐此不疲的,每日在微博上签到打卡,对爱豆内容转发、评论、点赞。随着年尾应援活动增多,我白天上班,晚上再肝,线上线下,用爱发电,躺在床上油尽灯枯的时候拿起手机看看爱豆的笑脸似乎又有了动力。

追星女孩日常:奶茶聚、火锅聚、买票、PS修图、扛炮拍照、Pr剪视频、心酸又快乐的歌。图片来源:微博

这样肝了几周我肝不动了,我觉得爱豆随随便便发的几个字微博内容不能给我足够的动力。我不断地问自己,作为一个小粉丝不断表白和为ta的作品宣传真的有意义吗?Ta真的在乎吗?如果不在乎的话为什么工作室和官方后院账号屡屡组织应援?如果在乎的话为什么没有任何回应?是因为我(等一干小透明)做得还不够多?

另一方面,我告诉自己人家爱豆也有正经工作,又不是专业陪聊卖“饭撒”(fan service)。但大道理不能说服我的失望。

我忧郁了。我和爱豆陷入了冷战。

但当我向好友A分享追星的感受时,她认为这太正常。

A是心理学出身,她甩来几篇文献告诉我,追星本来就是一个两面的事情。比如,2002年的一份研究将追星态度分为三个侧面:将爱豆星作为社交话题的娱乐-社交型、对爱豆本人产生强迫性情感的强烈-个人型、对爱豆出现失控幻想的边缘-病态型。除了第一种类型让粉丝更加积极快乐外,其他两种追星态度都为粉丝带来抑郁、焦虑、冲动等负面特征。

研究似乎说明,随着追星投入程度的加强,追星狗的心态将呈现出一个抛物线趋势:刚开始是快乐,直到拐点出现向下坠落,最后比不追星时还惨淡。

好好的追星为什么会变成这样呢?手握文献,我和几位追星女孩聊了聊。

追星为什么快乐?

人类追星,早有“前科”。中国古代的四大美男组合里,每个成员都是当朝的顶级流量,其中卫玠和潘安更是喜提“看杀卫玠”、“掷果盈车”两大成语。

图片来源:微博

研究表明,人类天生就有“崇拜”的需要,而之所以选择名人来崇拜,是因为名人的条件一般比较优越,有普通群众求而不得的特质。

但如果只有这个原因,为什么会有人喜欢相貌平平的艺人甚至是废柴属性的爱豆?总不能他们这辈子的心愿就是当一个透明人吧。

原来,人们追星不仅仅是因为名人的优越特质,还有满足认同和社交自我的需要。

投射 

小K的爱豆是某偶像组合成员。

一年前,临毕业的小K被实习、论文和求职逼到筋疲力竭,这时她遇到了刚刚出道的爱豆“儿子”。那段时间,小K很少和父母或者朋友诉说生活有多苦多累,爱豆在视频那端的笑脸和舞步给了她巨大的精神安慰,“他们好像生活在伊甸园里,我在想怎么有这样无忧无虑的人,每天快乐地做料理给你看。”

小K的“儿子”不是团里最红的,有时候营业不到位或是舞蹈学得慢还会挨说。但正是这种初入职场的生涩模样分外戳中小K内心:“好像能看到职场小白努力奋斗的心情!”

初入职场,无忧无虑。我们把自己已拥有或想要拥有的特质映射到他人身上,形成一种“投射效应”。在追星的投射中,人们用曲折的方式反过来认同或安慰自己。比如,你喜欢爱豆认真的样子,实际可能是在欣赏认真的自己,并可能在爱豆的影响下加强这个优点。

ta有的,你想有。图片来源:pixabay

我们在爱豆身上既能找到自己的一部分,也能描摹出理想的另一半。美国一项青少年追星的研究表明,对偶像的喜爱可以发展出两种依恋模式:浪漫式依恋(romantic attachement)和认同式依恋(identificatory attachement),前者希望找到爱豆那样的恋人,后者则希望成为爱豆那样的自己。现实里,上述两种依恋模式并不矛盾,我们既在能偶像身上实现认同又被ta强烈吸引。

粉丝对明星单方面倾注感情形成的拟社会关系(parasocial relationship),一定程度可以满足人类社交和对亲密关系的刚需。这听起来可能有些不可思议。但想想,我们许多人都在小时候对某个电视角色、小说人物或是书本里的古人感到强烈认同,这种感觉在我们彷徨时给予力量,缓解了生活中的孤独。

这些被单方面倾注感情的对象称为“社交替代”(social surrogate),而我们的人脑没有演化到对虚拟或现实故事在情感上有质的区别对待。如果《寻梦环游记》一部动画片都能让人落泪,那么对待屏幕那头活生生的明星,真情实感不是很正常吗?

人设之光

洋洋喜欢日本男团“岚”成员相叶雅纪已经近3年了。2016年寒假,洋洋在B站上看到了相叶雅纪的常驻综艺《志村动物园》,立刻被对方的温柔、善良所打动。

“他的温柔和耐心就是我希望拥有的特质。”洋洋说。至今,相叶雅纪就像是融入她生活的一部分,“我觉得有他很好,我不会和他分开。他做什么我都能原谅他,我觉得他就像是我身边的一个朋友。他除了很帅之外确实有优点,我工作累的时候看到‘身边’有这样一个人会觉得好开心啊,会很有动力。”

图片来源:pixabay

即使如此,洋洋从来没有见过爱豆本人,也没为对方花过钱。洋洋说她曾经梦到相叶雅纪,并在醒来时决定去看“岚”组合20周年演唱会,但最终作罢。除了资金原因外,洋洋说自己畏惧和喜欢的明星近距离接触,反而看了不少一般喜欢的乐队现场演出。

“我喜欢的他是我心中的一个幻想,和真实的相叶雅纪是有一定的区别的。如果我去看他我心中的梦就碎了,那我还是好好维护好我心中的梦吧。”洋洋的承认没有犹豫,“相叶雅纪表现出的温柔、善良是他身上的,还有一部分是公司让他表现出的人设。”
 
粉圈内有句话叫“饭随爱豆”(虽然经常用于负面特质),这句话也表明了粉丝对明星的认同效应。特定的爱豆吸引特定的粉丝,特定人设的爱豆吸引特定心理的粉丝。在日韩成熟的流水线偶像产业里,各种设定的爱豆里不难找到为你订制的那款。

文本盗猎

在认同、崇拜甚至迷恋的另一面,是粉丝对明星和其作品持续性地投入情感,并在解读上充分发挥主观能动性,收获快乐。 

用小K的话说,她每天下班后的应援、打榜、修图、同人创作都是源于爱,“你知道吗?爱是可以发电的。”她告诉我。

20世纪90年代,美国文化学者亨利·詹金斯(Henry Jenkins)以电视剧《星际迷航》的粉丝为研究对象,指出粉丝是积极的创作者:他们借用文本上对自己有用的部分重新解读,创造新的意义甚至是在主流媒体中无法言说的想法。这一挪用文本服务自己的积极阅读,称为“盗猎”。

在社交网络上,可以找到一条解读、分享、交流的狂欢链条,高效免费。明星及其工作室、大粉发布最新的工作日程、生活信息,你可以知道ta今天吃了什么、穿着什么;你可以从ta的微博里解读隐私和喜好、和其他公众人物的关系;大量高清活动照和作品截图免费流通;影视作品、现场视频、采访录像、直播录屏也不难找到……

例如,还记得“邓布利多摇头”表情包吗?这就是一种服务于观众的简单的创造性解读。每天,我的社交媒体首页会刷出无数明星表情包,我的微博追星私信群以制作爱豆的表情包为乐。

图片来源:微博

在这一分享和交流中,在创造性活动的“投桃报李”中,用爱发电的粉丝找到了组织。他们在主流媒体上难以言说的想法在网络中得到了理解与认可。

甚至在我问小K社交网络对追星的帮助时 ,她告诉我:“最大的帮助不是更快获取爱豆资讯,不是抱团取暖的饭圈文化,而是互联网带来的话语权的平等。我认识的很多追星女孩都十分有想法、有才华,是‘英雄不问出处’的互联网赋予了她们能量。”

为什么不快乐了?

既然粉丝可以在追星中获得投射认同、社交关系的替代以及创造性解读的权利,那么为什么追着追着,就不快乐了呢?

答案也许是,追得太近,就会越过网络幻象,看到现实地位里的不对等。说到底,追星的快乐几乎全部来自追星者自己的投入,偶像在这个关系中其实并没有做多少事情。

公司才不在乎粉丝快不快乐。图片来源:微博截图

期待与回报

金钱之外,粉丝用爱发电的行为付出了大量情感劳动和体力劳动。这些劳动有一些是自发的对“文本”的盗猎;另一些则是出于利他目的的应援。后者中,常见的有生日应援、作品应援、打卡投票、反黑控评,包括每天源源不绝的精修图片、视频剪辑、宣传文案、评论和梗以及线下组织活动等等。 

追星女孩技能大全。图片来源:Bilibili截图

和很多网络内容生产活动一样,这些工作是粉丝自发且无偿的。这些工作为平台带来巨大流量和内容,为艺人公司节省巨大宣传和公关成本。与“盗猎”带来的积极反抗意义不同,有学者对数字化社会带来的不受保护的“免费劳动”后果表现出忧虑情绪。

人们对付出是期待回报的。

社交网络出现后,粉丝和明星之间超越单向的拟社会关系、发展出一段真正的关系成为可能。根据社会渗透理论,明星在网络上展现私人情感和观点,粉丝一一予以回应,随着表达内容上广度和深度的扩展,双方相互渗透,亲密感的建立也成为可能。

在人际关系中,我们需要回应,付出的代价需要得到奖赏。这个奖赏不一定马上就要。相互依赖理论认为,在追求美满的关系结果时,个体经常对自己所依赖的人宽容大度,因为这样合乎情理且很有价值。而“共有”型亲密关系比起“交换”型亲密关系,更关注对方的幸福,不会热切地希望自己的付出能立刻得到报答,如果能帮到对方则自我感觉良好,形成“期待后移”。

发电也要先有爱。

图片来源:微博

大部分粉丝所期待的回报是与爱豆更近距离的接触。这可能是一个回复、互相关注、活动名额甚至商业合作。能够走到这一步的粉丝是凤毛麟角,并在之前付出了大量免费劳动甚至大量金钱。如果是几百万粉丝里普通的一个,大概永远不会拥有姓名。而饭圈中坚力量的大粉们,又有相互竞争的苦恼。

“如果有回馈,如何持续这样的回馈?自己不喜欢倒还好,要是跟其他人争就彻底会输。最后没一个是全身而退的。”一位饭圈出身的演艺圈从业人员告诉我。

人设崩塌和脱粉

只要想想我们在社交网络上展现的自我和线下的自我,出席重要商务场合的态度和当咸鱼的态度,就不难想象明星线上和私下有多大差别。

C酱对视觉系乐队“彩虹”主唱Hyde的爱持续了15年,从最初的杂志追到现在的社交网络,也看过现场演出。用她审慎的话说:“不好说对人有多了解,只能说对表现出的一面比较了解。”

绝大部分粉丝对明星的人品足够信任,他们很少因为绯闻而动摇,对明星私生活持保留态度。令他们脱粉的原因除了生活变故和另粉他人外,还有追到线下导致的幻象破灭。

下面案例,因当事人要求进行模糊处理:

小Y是个见过大风大浪的追星粉,曾为了追星到异国攻读博士,现场、跟机、应援一个不落,表现淡定。最近,小Y粉上某地下偶像后,参与线下活动还与偶像说上了话。某次活动,小Y照例与偶像寒暄聊天。等到下一次活动,偶像问她:“你上次来了吗?我怎么没有看到你?”

小Y心态崩了。原来我们没有想象得那么特别。

都是泪。图片来源:微博

线上粉丝群体善于自我巩固并合理化爱豆的一些前后不一,到了线下(一般已经付出了更多时间和金钱)就没那么容易说服自己了。

追星的玻璃天花板

虽然一些粉丝见到爱豆后见证人设崩塌、幻想破灭,但更多的粉丝却是见过一面更想见。

C酱认为是否亲眼见过明星真人是有区别的:“去过现场会想要更多,这是正常的想法。这样也挺累的,要付出不少。但我觉得能到处去追的人也很厉害。”C酱看过现场,但不会跨国追星。

图片来源:微博

如果一种物质或行为能开启人脑的奖赏和加强通路,并刺激愉悦物质的释放,并让人一而再、再而三地不计后果地沉迷,那么就接近“上瘾”。

追星近10年的小E从去年夏天在《中国好声音》中发现了李健老师,已经看了3场演唱会。

“看得第一场演唱会在重庆,离舞台很远。第二场在广州,离舞台更远。到第三场,我觉得那么远不行,(结果)我坐在第四排,前面其实没有人了。我觉得看真人真的会上瘾,让人看完还想看。

小E认为追星给了她许多积极的影响。比如,她会因为李健老师健身而去健身,因为李健老师看书而多看书。但小E承认,不要追的太近。她明白为什么有的人见到明星真人会心态崩了或者脱粉。

小E在追某个舞台剧演员时曾经看了8次相同的舞台剧,等了多次剧院后门。而最后一场演出后的等待,让她感到受伤。

“等到凌晨两点他也没有从后台出来,从前门走了。我们只看到他上了出租车走了,好像对我们招了一下手。当时我觉得自己挺卑微的吧,我追星本来已经把自己放在很卑微的位置上了,所以我觉得都是正常的——这么想想自己挺卑微的。”小E说。

在社会学中,“玻璃天花板”一词形容女性看的到碰不到的高管职位,而粉丝与爱豆间也横着一面玻璃板。芸芸众生样的粉丝在下面仰望星空。小E说,她已经把爱豆当成一个普通人,但粉丝的心态还是让她不太讲话,最多说一句“你演的真好”、“我已经看过你3次”。 

“其实那时我已经看过他8次了,但是我不想显得太疯狂的样子。”小E承认。

2018年12月浙江卫视跨年晚会现场的荧光棒海洋。图片来源:微博

见到偶像时,脑中快乐物质的分泌也许能暂时麻痹疲惫。随后是新一轮透支与回本的循环,直到某个时刻发现透支太久太多。

“最快乐的时候就是你马上要见到ta,你有一个等待的喜悦。但是到达顶点以后很快就失落了,太近了马上又变远了。”小E说,“人的快乐是建立在对未来的期待上面,期待一旦达到就没那么快乐了。因为你会想要更多,这样人永远就在快乐和不快乐间循环,这就是为什么好多人看了一次还要再看,没得看了也就脱粉了。”

一周过去了,我和我的爱豆还处于单方面的冷战,我的微博首页被与ta无关的内容刷屏。我需要静静。看到爱豆的笑脸,我感到有些伤心。同样是追星狗的好友安慰我:“这很正常。就像谈恋爱一样,人都有倦怠期,熬过这一阵,你们就是真爱。”

听到这句话,我感到面前一个大坑在等待我。我摸摸自己的肝,电脑屏幕好像森森然浮现出“适可而止”几个大字。

其实隔着屏幕也挺好的。反正永远也追不到。

当个屏幕粉也许就能实现最初的快乐了,我想。(编辑:Ent)

(小K、小E、小Y、洋洋、C酱均为化名。)

 

参考文献

  1. Celebrity Worship Syndrome.  https://www.psychologytoday.com/intl/blog/in-excess/201307/celebrity-worship-syndrome
  2. As Elvis Turns 75, Celebrity Worship Alive and Well. https://www.livescience.com/6012-elvis-turns-75-celebrity-worship-alive.html
  3. What Explains Our Fascination with Celebrities? https://www.fairobserver.com/culture/celebrity-worship-popular-culture-entertainment-psychology-news-92871/
  4. 张晓文.追星和偶像+宁愿追星也不恋爱+投射+心理学.  https://www.bilibili.com/video/av28151945/
  5. Maltby, J., Houran, J., & McCutcheon, L. E. (2003). A Clinical Interpretation of Attitudes and Behaviors Associated with Celebrity Worship. The Journal of Nervous and Mental Disease, 191(1), 25–29. 
  6. Adams-Price, C. (1990). Secondary Attachments and Adolescent Self Concept 1. Sex Roles, 22(3/4), pp. 187-198.
  7. 胡岑岑. 《网络社区、狂热消费与免费劳动》,《中国青年研究》2018(06),第5~12,77页.
  8. [美]兰迪·拉森,戴维·巴斯,《人格心理学:人性的科学探索》,人民邮电出版社,2011年第2版.
  9. [美]罗兰·米勒,《亲密关系》第5版.
  10. [美]亨利·詹金斯,《文本盗猎者:电视粉丝与参与式文化》,北京大学出版社,2016年第1版.

题图来源:微博

佟大为:为什么渣男还会有人爱?

|· 本文来自“我是科学家”·|

我问科学家

花心、劈腿、撒谎……为什么渣男都这么渣了,还会有姑娘喜欢?
刚在电影中扮演了渣男的佟大为也想知道。
听听心理学家黄扬名老师怎么说。

“我最近在电影《来电狂响》中饰演了一个情场浪子,在戏里做了很多“渣”的事情。其实我也特别好奇,为什么他这么渣,还会吸引一些姑娘喜欢。听说“我是科学家”这里有特别多的科学家,不知有没有科学家可以解答我的疑问。”

首先,可能跟他们平常会用一些伎俩有关系,比如,我知道有些渣男,会把同时交往的每一位对象都叫同样的名称(比如“宝贝”),从心理学角度看,这样做可以节省一些认知资源。

除了这些小伎俩,还可以从两个不同的方面来去探讨。

第一个方面,这些渣男呢,可能有比较多的雄性荷尔蒙的分泌,在外表上有一些体现,比如声音比较低沉、喉结比较明显或者身材比较魁梧的,那这些外观上的特质,都会让女性更着迷。

另外,进化心理学里一个说法“sexy son hypothesis”——“性感儿子”假说,有时候呢,女性有意无意地,希望找到一个她们很欣赏的对象,或者说,具有更高繁殖成功率的对象,然后期待跟这个对象,能够生出很性感的孩子,也更有利于将她们自己的基因延续下去。而有些渣男可能恰好具备这样的特性,令女性欣赏。

Wi-Fi探针窃取了你多少隐私

孩子刚满两岁,王鹏就坐不住了,到处打听幼儿英语补习机构。作为九零后,他搜寻育儿信息的方式和全靠口口相传的长辈不一样:先在各个育儿论坛里反复比对,然后又去各个家长群里多方打听,列出了备选名单。接着他按图索骥,线下一家一家咨询。他知道绝不能留下号码,不然未来每天都少不了推销电话。因此,当店员缠着登记联系方式时,他顺嘴说了串138开头的11位数字。每家留的号码都是乱编的。虽然还没决定去哪家,但王鹏很快接到了单子外培训机构的电话,卖力推销幼儿英语课程。

准备送孩子学英语就接到幼儿教育培训的电话,概率上本该微乎其微。因为哪怕泄漏了联系方式,别人未必会知道你的具体消费需求。

为黑产分子打开安全城门的,也许正是你面前的手机。

就算没连上Wi-Fi,别人也能认出你的手机

每一次信息泄漏事件都如同一次退潮,总能漏出大波没穿泳裤的人。潮退得多了,游泳者有了经验,知道主动做好防备:不随意填写联系方式,经常更换登录密码,不点开看着刺激实则危险的小网站……用户一动,黑产乱动。既然没人主动暴露信息,那就主动出击搜集信息。Wi-Fi探针技术就是手段之一。

(图片来自pixabay)

手机也好,电脑也罢,连接Wi-Fi上网的过程和一则经典笑话有着异曲同工之妙:醉鬼在院子里冲四周大喊“看看我是谁家的”。要联网的设备放出信号帧(Probe Request),内含设备名称、连接时间等信息。其中,最关键的就是MAC地址(Media Access Control Address)。

MAC地址又被称为媒体访问控制地址,用来标示网络中的设备。在TCP/IP这一互联网通信基础架构还未诞生前,不同的厂家有着不同的操作系统和连接协议,互不共通,只有同一厂家生产的设备才能组成局域网。但局域网连接标准太多,不便于组建更大的网络。于是,电气电子工程师学会(Institute of Electrical and Electronics Engineers)标准化了一些局域网协议——IEEE 802。MAC地址就此诞生,标明每一台连接网络的设备,相当于独一无二的身份证号。

以智能手机为例。只要打开Wi-Fi开关,手机就会不断播散含有MAC地址的信号帧,让周边路由器“听到”自己。如果某个连接过的路由器就在附近,那么手机就能连上Wi-Fi。醉汉的太太听到了呼号,探头认出自己的丈夫,就会赶忙把他拖回家,以防继续丢人现眼。

不过醉汉的叫喊并不私密,整个院子里的居民都能听到。虽然他们不会把醉汉接回家,但清楚某某的老公喝多了撒酒疯,记下来当成谈资。同理,给路由器增加记录的功能,就能记录向它发送信号的设备,即便没有连上Wi-Fi。

事实上,想搜集MAC地址不用特地改装路由器。专门记录MAC地址的设备早已诞生,名为Wi-Fi探针。它能记录附近发送信号帧的设备的MAC地址,储存甚至发送到远程服务器上。在上海易念信息科技Hack Demo网络安全实验室,IT时报的记者打开手机Wi-Fi但没联网,而是使用流量,但手机的MAC地址、IP地址、连接过的WiFi名称列表、Hostname(手机型号)都出现在了监控电脑的屏幕上。

不要以为这是多么高深的技术。在某网购平台上,几十块钱就能买到Wi-Fi探针。老板还附送详细的使用教程,生怕购物者拿到货后搞不来别人的MAC地址。

Wi-Fi探针大有玄机

由于MAC地址具有唯一性,一台设备对应一组号码,探针就能记录下具体的时间段内有哪些设备在附近。这天然解决了线下销售的一大痛点——客流统计。

统计到店人数很简单。雇人手持计数器,立在门口数人头。但人会累,会偷懒,会出错。进出口布置一个踏板,倒是能代替人力。但只知道有多少人来店里是不够的,还要分辨出多少人买了东西,才能判断有效客流。

此时,踏板就不够用了,视频系统就派上了用场。摄像头识别出个体,再分辨出有多少人手上提着袋子。但这个数据依然不能满足零售行业对精准营销永无止尽的追求。只知道单次到店人数其实没什么用,拿不到复购的数据就难以制定更有针对性的策略,吸引不来回头客。

而上述客流统计方法的局限,Wi-Fi探针都能填补,为店家制定更好的销售策略打好数据基础。

商店宣传的好坏,直接体现在到店率上。一个小时内门口经过了一千人,只有两位走进去,那店长肯定要反思一下哪里做错了。如果店独门独院,开在没多少人的小街小巷,人力也好,摄像也罢,统计到店率并不复杂。一旦开在闹市区,每天从附近经过的人都以万计;要是店铺位于商业综合体中,找出顾客到底去了哪家店就难。

而Wi-Fi探针的覆盖半径可达30-50米,可以轻而易举识别到附近经过设备的MAC地址,进而为设备持有者计数,得出附近的人流。店里再布置一个Wi-Fi探针,探测手机与探针的距离,就能发现进店顾客的MAC地址。两相比较,就能得到进店率。有了这一数据,商家能有的放矢地提升宣传效率。

出门习惯关闭Wi-Fi的人有多少呢?随机与近百位熟人聊天,只有1个做到这点。

统计MAC地址,对制定宣传策略提高复购率大有裨益。如果99%的MAC地址只出现一次,那非汽车、房产等大宗商品的店铺就要琢磨为什么没有回头客。如果大多数MAC地址两次出现的间隔高达半年,商家就应该考虑发放有期限的代金券给顾客,吸引他们尽快到店购物。

(图片来自pixabay)

比起过去人力搜集来的数据,这已经是极大的进步。但营销方案没有停下脚步,出现了一大票所谓的大数据营销公司。他们会为商场制定用户画像,列出顾客的特征——性别、年龄段、教育背景、收入级别等。如果商家发现主力购物顾客都是刚结婚的年轻女性,那就会增加年轻主妇常用的商品,从而优化商品配置,提高营业额。反之也成立。如果你开了一家豪华车行,想吸引“高净值人群”来消费,营销公司就会带着Wi-Fi探针去同价位车行设点,搜集MAC地址,帮你抢来竞争对手的客户。

虽然此类用户画像相当宽泛,没有涉及到用户信息,不能算作隐私,但从MAC地址找到具体消费者的过程,却有可能侵害隐私。

mac地址如何泄漏你的隐私

9月27日,北京。京东和曲美联手开办家居商场,主打智能零售。智能的表现之一就是广告牌,会“读心”,为顾客推荐产品。

但知情人士透露,智能背后其实是Wi-Fi探针。如前所述,只要打开Wi-Fi开关,不管有没有连上网也会被侦测到MAC地址。而来京东参与的体验店,手机里往往会有京东的APP。它会记录设备信息,京东因此在法条允许的范围内拥有了你的MAC地址和联系方式。当店铺内的Wi-Fi探针记录到MAC地址后,与服务器中海量的MAC地址做匹配,就会知道这个进店的人是谁。京东便轻易调出此人在软件内的搜索记录和购物记录,进而推荐商品,打在广告牌上。

这就是Wi-Fi探针获取用户信息、开展精准营销的原理。只不过你遇到的不是面前的电子广告牌,而是打上门来的骚扰电话。更大的区别在于,京东用自家的APP采集并使用数据,在法条的范畴上合规——因为用户只有同意协议中允许搜集设备信息的条款,让渡部分隐私才能使用服务;而遍地开花的“大数据营销公司”没有能力在用户许可的情况下(比如订立用户协议),搜集成千上万的用户信息匹配具体场景。

那它们如何用MAC地址找到具体的身份信息呢?

爆料人举例称,如果在家门口偷偷装了Wi-Fi探针,即便你没有连上,MAC地址也会泄漏。黑产分子获取MAC地址后,就去找大型互联网服务商,“比如京东”。如果你注册过京东,黑产分子就能从京东获取你最近的购物记录——一套装修工具,还有联系方式。黑产分子“付钱给京东,让京东提供这些信息给他”,从而将你锁定为装修公司和装修材料店铺的客户。“比起满大街宣传装修材料,或者随机打电话给陌生人,这样效率高,费用也少”。

谁泄漏了我们的MAC地址和隐私?

爆料人又提到,参与这种事情的公司不只京东,“大型的数据公司都有在做”。三言两语之间,勾勒出一个黑暗的互联网世界。这种可怖的气息也在部分数据营销公司的宣传中得到印证。某家公司的主页赫然写道自己与“国民APP(QQ、微信、百度直营APP)合作,有丰富的资源“。
  

(某“大数据营销”网站截图)
虽然如此,依然很难坐实巨头向小公司贩卖用户信息的结论。顶级网络安全专家于旸创办了腾讯玄武实验室。他接受果壳采访时表示,在腾讯公司内部,对数据的使用有着相当严格的规范,即便不同的事业群,想跨部门拿数据也有着严格限制,还要经过层层审批。在《网络安全法》的背景下,搜集用户数据的代价相当高昂,巨头们没必要堵上花巨资建立的声誉,与来路不明的第三方小公司合作变现。而且,从新世纪初起,于旸就纵横国内信息安全届,如此老资历也没有听闻大公司贩卖用户信息的情况。

在于旸看来,精准营销公司自称与大公司合作可能只是噱头,骗取客户信任。“就像在过去,某人和你说他认识火车站站长,能帮你搞到车皮拉货,但实际上他完全没这个能力,(只是想骗你给他好处)。”

但数据泄漏总有源头。虽然相对小的厂商能产生的数据不如巨头那么庞大,但爆料人指出“国内(众多互联网厂商)出现了一定联合”。”软硬件厂商都有参与“,相互利用信息。这样一个”联盟“的存在,甚至攻破了Apple引以为傲的虚拟MAC地址算法。

有人戏言,Apple和Google比你更重视你的隐私。虽然有戏谑的成分,但早在2014年的IOS8中,Apple就添加了随机MAC地址功能,确保用户连接Wi-Fi前播散的信号帧中不包含真实的地址。几个月后,Google也推出了相似的功能。  

但虚拟MAC地址功能并不保险。MAC地址随机化只有4096个结果,攻击者每发送一个测试信号,就能得到一个地址,拿到所有MAC地址后,攻击者就能发送包含全部MAC地址的追踪包,定位被监视的设备。另一方面,每款手机都有不同的卖点,从而与生俱来一些独有的特征。随机算法虽然不会暴露真实的MAC地址,但依然会暴露这些特征元素。将之组合后,攻击者依然能得逞。

爆料人拿到软件后,发现营销公司的办法,是二阶MAC地址审查过滤加上服务器大数据。前者大致确定真实的MAC地址,后者根据软硬件特征元素进一步查清真实MAC地址,并与设备持有者的信息挂钩。虽然随机生成MAC地址的算法起到了一定作用,但国内的营销公司能保证准确度达到“70%-80%”。

对于爆料人所言,于旸认为从技术层面上有可能实现。当进一步询问“大数据营销公司”是否已经形成了上述运作体系,跨公司来获取MAC地址背后的信息时,他表示自己专注技术,对此了解不多。

何为隐私?很难给出一个万能答案。如果某些信息能精准定位到个人,那它毫无疑问是隐私。比如身份号、手机号。如果某些信息只是泛泛之辞,比如下午来三里屯的人中有三分之一是男性,并非针对个人,那么就不构成隐私。MAC地址在自身的维度上不是隐私,因为没人能从一堆48比特的字符中找到你是否想送儿子学英语。可叠加搜索记录、登录账户等信息后,MAC地址成为了事实上的隐私。

《网络安全法》规定网络运营者收集、使用个人信息,应当遵循相关的法律法规,并经被收集者同意。进入APP时不假思索点击同意的用户协议,给信息搜集者以权利。而线下用Wi-Fi探针狩猎MAC地址的人,他们不是网络运营者,自然无从受到管制。就算被发现,他们也大可搪塞”我鼓捣路由器呢“。IEEE制定的传输协议,决定了设备联网时必须播散MAC地址,给了黑产分子保护衣。这也难怪,在所谓的”大数据营销公司”的宣传页面上,敢宣称自己合法。

尽管无力短期内改变现状,但依然希望读者能警觉,重视MAC地址这串小小设备字符后的宏大隐私叙事。至少,下次出门前,主动关上Wi-Fi开关,别让它乱撩附近的路由器。(编辑:雪竹,Mo)

 

感谢不愿意透露姓名的爆料人,主动提供线索。

感谢腾讯玄武安全实验室的于旸先生,以及某司两位不愿意透露姓名的专家,为本文提供专业的技术支持与审校。

参考资料

  1. DAN GOODIN.(2017). Shielding MAC addresses from stalkers is hard and Android fails miserably at it.
  2. MEGAN GEUSS. (2015). Creepy but legal phone-tracking company gets wrist slap for empty privacy promise.
  3. 默默. (2018). 黑产最前线:卧底记者亲试,一个小盒子就能获取任意手机号码.腾讯. (2018). 腾讯隐私政策. 
  4. 刘嫚, 冯群星. (2018). 检察机关近三年起诉侵犯公民个人信息犯罪8719人,呈增长趋势
  5. 中国教育和科研计算机网. (2009). 美国电气电子工程师学会(IEEE)简介.

熬完夜,心脏忽然有一下跳得不太对?

通宵加(zhui)班(ju),第二天早晨一大杯咖啡灌下去,怎么感觉心脏忽然有一下跳得不太对?有人将这种感觉描述为心脏少跳了一下,也有人形容自己的心脏有一下跳得特别有力,像提到嗓子眼或是被人锤了一下胸口,还有些人会出现心慌、胸闷和没力气等不舒服的感觉。是心脏太累了,所以才时不时地少跳一下么?其实多数情况是心脏提前跳了一下。

图片来源:图虫创意

我的心脏到底发生了什么

这种心脏提前跳一下的情况叫做期前收缩,也就是常说的早搏。按起源部位可将早搏分为室上性期前收缩和室性期前收缩(室早)。前者通常不需要处理,室早则要根据具体情况判断。总体来说,室早是很常见的现象,无论有没有心脏病,大约半数人都出现过室早。[1]。

冠心病、心肌病、瓣膜性心脏病、药物中毒及电解质紊乱等会诱发室早。没有心脏病的健康人,当过度劳累,精神紧张,烟、酒及咖啡摄入过量时,会更易诱发室早。室早发生时,可能出现上面提到的症状,也可能没有任何感觉。无症状的室早只能在体检做心电图时被发现。

如何确定自己得了室早

心电图就可以明确室早的诊断,包括体检时做的普通12导联心电图,以及把电极片贴在胸前持续记录24小时的动态心电图。普通心电图可以帮助医生判断室早在心脏起源的部位,动态心电图则可以统计室早出现的数量,而且也更易发现其他的心律失常(如果是室早合并其他的心律失常,治疗方式可能和单纯的室早不同)。

正在做普通心电图检查的人。图片来源:图虫创意

普通心电图和动态心电图记录的都是此次检查过程中的心跳,所以,只能记录下来在检查过程中发作的室早。如果这期间室早没有发作,那无论之前室早发作了多少次,都无法被发现。所以在心电图中没有看到室早,不能说明患者从来没有过室早。应当尽量在发作频繁的时候进行心电图检查,及时记录动态心电图检查过程中出现的不适,及其开始和结束时间。

确诊室早后,可能还会进行一些检查,来确定要如何治疗。超声心动图能够了解患者有没有其他心脏病,以及心脏结构功能是否受到室早影响。部分人还需要进行运动试验、心脏核磁、CT及冠状动脉造影等更复杂的检查。如果室早数量很多,还需复查。

有室早怎么办

被诊断为室早后,首先应去除诱发室早的因素,多数人在熬夜或喝咖啡之后出现室早,或室早的数量增加,也有人在劳累、紧张、吸烟或饮酒之后出现室早。每个人的诱因不同,发现个人诱因后尽量避免,可减少室早发生。

无论是否合并其他心脏病,室早通常不需要特殊治疗,只有以下情况需要进行处理:

1.已经了解室早不会危害健康,仍感觉室早导致的不舒服难以忍受;

2.室早数量很多(超过每日1万次或总心跳数量的5%~10%),并因此导致心脏大小及功能受到影响,去除室早后心脏恢复的可能性大;

3.为提高心脏功能而植入起搏器,室早数量过多影响起搏器发挥作用[2]。

图片来源:图虫创意

治疗方式包括药物及导管消融手术。治疗室早的药物疗效因人而异,而且有一些副作用,医生会权衡利弊决定患者是否需要服药。不愿服药、药物副作用明显或治疗效果欠佳的患者,可进行导管消融手术。这是一种微创手术,器械通常从数毫米的创口进入血管,在血管内走行进入心脏,找到室早起源的肌肉,用射频电流让引起室早的心肌坏死。造成室早的心肌不再乱跳,心脏就能够恢复正常的跳动。

导管消融可消除绝大多数患者的室早,手术的成功率与室早起源部位、起源数量及手术中室早是否发作相关,手术风险相对较低。室早数量明显减少后,与室早相关的不舒服症状会减轻,由室早导致的心脏扩大及心功能降低的问题也会好转。

孩子也会有室早么

室早在孩子中也很多见,特别是婴儿及青少年阶段。孩子出现室早时通常没有明显症状,多数人的室早会随年龄增长而消失,通常不需要因此限制孩子的体育活动[3]。

但是建议定期检查,不过多数情况下,无需药物或导管消融治疗。因为对于小于5岁的儿童来说,导管消融手术风险较高,而且心肌手术瘢痕可能会随生长而扩大[4]。

所以心脏偶尔早跳一下对健康没有危害,尽量避免诱发室早出现的情况就可以了。实在不舒服或者室早导致心脏扩大及功能降低时需要治疗,导管消融手术是安全有效的方式。(编辑:木易杨杨)

参考文献:

  1. Ng GA. Treating patients with ventricular ectopic beats. Heart. 2006;92(11):1707-1712.
  2. 中华医学会心电生理和起搏分会, 中国医师协会心律学专业委员会. 室性心律失常中国专家共识. 中国心脏起搏与心电生理杂志. 2016;30(4):283-325.
  3. Crosson JE, Callans DJ, Bradley DJ, Dubin A, Epstein M, Etheridge S, Papez A, Phillips JR, Rhodes LA, Saul P, Stephenson E, Stevenson W, Zimmerman F. PACES/HRS expert consensus statement on the evaluation and management of ventricular arrhythmias in the child with a structurally normal heart. Heart Rhythm. 2014;11(9):e55-78.
  4. Priori SG, Blomström-Lundqvist C, Mazzanti A, Blom N, Borggrefe M, Camm J, Elliott PM, Fitzsimons D, Hatala R, Hindricks G, Kirchhof P, Kjeldsen K, Kuck KH, Hernandez-Madrid A, Nikolaou N, Norekvål TM, Spaulding C, Van Veldhuisen DJ; ESC Scientific Document Group . 2015 ESC Guidelines for the management of patients with ventricular arrhythmias and the prevention of sudden cardiac death: The Task Force for the Management of Patients with Ventricular Arrhythmias and the Prevention of Sudden Cardiac Death of the European Society of Cardiology (ESC). Endorsed by: Association for European Paediatric and Congenital Cardiology (AEPC). Eur Heart J. 2015;36(41):2793-2867.

设定一个小目标,送嫦娥五号上月球

本文为2018年12月15日“我是科学家”第七期线下活动——迈出地球第一步 | 彭兢 演讲实录:

在嫦娥五号探测器系统副总设计师彭兢看来,自己的工作和导航软件有相似处:确定目标后,选择路线、工具和时间,更重要的是,要考虑途中可能遇到的各种未知因素,然后做好相应的设计和意外情况的解决方案,最大限度地按时、按标准实现预定的目标——只不过,他和同事把目的地设定在月球。嫦娥五号探测器系统副总设计师彭兢为大家带来演讲《设定一个小目标,去月球》,聊聊深空探测和嫦娥的故事。

我叫彭兢,我来自中国空间技术研究院,是一名航天器的设计师。

月球探测器听起来有点神秘,也很遥远。但对于我们这些天天从事相关工作的人,它其实也很普通。简单说,就是选择月球作为探测对象,设计一架机器,去实现一个特定的任务目标——

演讲嘉宾彭兢:《设定一个小目标,去月球》

比如嫦娥一号,我们设计它的目标就是去环绕月球,并在绕月飞行的过程中拍摄月球的照片,对月面进行遥感探测;而嫦娥三号就是要到月面去实现软着陆,就近对月球表面进行科学探测;我现在正在做的嫦娥五号,则是要到月球表面去取一些样品,把这些样品带回到地球的实验室开展相应的科学研究。

 嫦娥三号

“绕、落、回”——这三个字就是对我们国家探月工程这三个目标最好的概括。

作为月球探测器,为了让它完成预定的任务,它会像一颗普通的人造地球卫星(比如东方红一号),或者是载人飞船(比如神舟五号)这样,经历设计、生产、制造、装配、测试、发射和在轨飞行等等过程。

因为月球和地球不同,所以,在这个过程中,有些地方又和普通的地球卫星或载人飞船不同,比如,一些针对月球特点的特殊设计和地面实验。

说到月球的特别之处,最容易让大家想到的就是月球的特殊环境:月球表面几乎是真空的,表面还有无处不在的月尘颗粒,大小都有,最小的只有几个微米,比PM 2.5还要细微。

这些月尘颗粒虽然细小,但对于月球探测器的设计影响却非常大。如果它们附着在太阳电池表面,会降低太阳电池片进行光电转换的效率,造成探测器供电不足。如果大量月尘附着在探测器的表面,会改变表面的热特性,妨碍我们对探测器的温度进行精确的控制。如果月尘进入了运动机构的核心部位,比如齿轮、轴承,有可能会使机构卡死,导致整个任务失败。

所以,我们在设计月球探测器时,必须要针对月尘做特殊设计。比如,我们在设计一些重要机构时,一定要采用密封设计,不能让月尘在任何条件下进入这些机构的核心部位。还有太阳翼,为了避免月尘污染太阳翼上的电池片,我们会在着陆之前将太阳翼收拢起来,将有太阳电池线的那一面向内,这样在月球软着陆的过程中,激起的月尘就会比较少地、甚至尽可能不落到太阳电池片表面,从而降低相应的风险。

设计月球探测器时,必须要针对月尘做特殊设计。

还有“月球软着陆”,包括嫦娥五号要完成的采样返回任务,都要经历这个过程。要实现探测器平稳安全着陆,就一定要设计一个特殊的装置,我们称之为“着陆缓冲装置”。

我们为嫦娥三号设计了四条着陆腿。大家知道,三点可以确定一个平面。历史上也有过三条腿实现着陆的设计,比如下面这张图片,就是上个世纪美国的月球勘察者着陆器的设计。

上个世纪美国的月球勘察者着陆器的设计。

我们考虑的稍微多一点:如果有四条着陆腿,万一其中一条腿没有着陆,剩下的三条腿也足以平稳支撑着陆器,同时,也出于设备布局以及对称性方面的考虑,所以,最终我们选择了四条腿的设计。这也是大部分月球着陆器用到的设计。

在着陆缓冲腿的末端,我们也做了特殊的设计:在嫦娥三号着陆腿的末端,有一个直径大约50厘米的足垫,就为了增加着陆缓冲腿跟月面的接触面积——这个设计有点像小猫的猫爪上的肉垫,更好地缓冲着陆冲击。

你可以想象一下:家里的小猫从高处跳下时,落地是很平稳的,也很柔软,这样冲击很小——我们在设计着陆腿和着陆腿的足垫时也是要追求同样的效果。

在每一个月球探测器里,都有很多这样不同的特殊设计,而每一个特殊设计都跟一般的卫星或者飞船不一样,涉及很多不一样的细节,要设定各种各样的参数,并且要进行相应的验证。

那么,怎样证明设计在月球上是好用的?

通过地面试验。

还是以“月球软着陆”举例。

月球表面重力只有地球的1/6,如果直接在地面上按照月球着陆过程来做着陆冲击的实验,是无法真实反映月面情况的。怎么办呢?

为了模拟六分之一的重力,我们想了很多办法。

其中一个是:我们做了一块倾斜的木板,跟水平面夹角80度,然后将着陆器的模型吊在一根吊绳上,让它摆起来。摆动的最后当这个着陆器的模型,它的着陆腿跟这块木板接触时,它在这个垂直于木板,平面的这个方向上的受力恰好是它重力的1/6,用这个办法我们就能在地面用实验来验证我们关于着陆缓冲的设计是不是正确的。而且,这个木板也选择了特殊的材质,保证它的表面和着陆腿末端足垫表面的摩擦系数跟在月球表面一致。

还有一个实验:着陆冲击之前,我们还要确保着陆器在月面上“从一定高度向下降落”的过程,严格按照预定的策略来执行。

为了验证控制效果,我们专门设计和建设了一个塔架。这个塔架最高有110米,用它加上电机和吊绳,吊着这个着陆器,我们就可以模拟在月面上以70米左右高度往下降的过程。

在这个过程中,上面的电机和吊绳会提供着陆器模型重量的5/6,那么剩下的1/6重力作用在这个着陆器上,我们就可以模拟在1/6重力加速度条件下,看着陆器的运行情况和我们的控制是否正确。

在北京东南郊建的试验场。

这个实验场就在北京的东南郊,大兴的朱庄。2015年夏天,我带领了一支试验队,在朱庄做了三个月左右实验。当时遇到了很多的困难,其中最大的困难是天气。

实验对时间有要求,我们每天把实验设备从厂房推出来,推到实验场安装好,再做实验,做完实验回收,把这些设备运回到厂房,至少需要六个小时。这六个小时的过程,不能中断,而且,因为月球上没有空气,也没有雨水,所以设备没有做任何防水设计,不能淋雨。所以,当时我们要做这个实验,最重要的一个条件就是:天气预报要告诉我们“今天没有雨”。

但是非常不巧,我们在的那个夏天,正好做实验那段时间,每天都是乌云密布,说不准什么时候就会下雨。那怎么办?我们就专门咨询了大兴地区的气象预报机构,问他们,天气预报准确度怎么样。他们很遗憾地告诉我们说,局部天气预报是非常不准的。后来我们调侃,大兴怎么就成了传说中的“局部地区”,好像总是有雨。

到了我们计划要做实验的那一天,就碰到了这样一个状况:前一天的天气预报告诉我们,第二天很大概率要下雨。做实验的前天晚上,我睡得很晚,也睡不踏实,半夜总醒。每次醒了,我都会从宿舍窗户往外看看外面下没下雨。

一直都没下。

一直到早上5点钟,天蒙蒙亮了,我再起来看,还是没下雨,但天空布满乌云。我赶紧给气象预报部门打电话,他们说最新结果今天有可能午后才会下雨。实验队的同事头天晚上早就做好了准备,睡得也都很轻。当我告诉大家“可以做实验了”,所有人都急忙爬起来,赶紧去做实验。

那天中午12点左右,我们按照预定计划顺利做完了实验,赶紧就从塔架下面把实验设备往厂房里运。也是巧,设备刚刚进厂房,外面就开始下雨,而且是瓢泼大雨,下了整整一个下午。

事后,我们所有的实验队员都觉得特别庆幸:一方面,气象预报部门那天挺给力,预报比较准;另外,当时我们其实也有犹豫的,万一下雨了怎么办?最后是冒了一定的风险,果断决定要做实验,所以那天才能按时做完实验。事后回想:万一那天天气预报不准,有可能我们的设备就会在下雨的过程中做实验,有可能受损,或者干脆我们就不做了,实验计划就会推迟——不管是哪种结果,我们其实都不太能接受。

这个照片拍摄于2014年10月,我负责的嫦娥五号飞行实验器执行在轨飞控任务时候的一张照片,看起来是不是有点紧张?确实挺紧张的,因为当时心里有一根弦一直紧绷着,直到任务圆满完成之前,心才能放回肚子里。

做完所有研制工作之后,我们是不是就可以静静等着火箭把探测器送到太空了呢?

当然不是。

月球探测器系统构成十分复杂。在执行任务过程中,它要经历很多特殊环境,很多都是没有在近地轨道上经历过的,有很多风险和未知因素。所以,只要我们的探测器还没有发射,我们的工作就不能停止。

我们有一位很著名的院士,曾用八个字总结我们在发射前的心理状态,叫:疑神疑鬼,捕风捉影。只要距离发射哪怕还有一天的时间,我们也要绞尽脑汁反复琢磨,检查我们的设计上还有没有漏洞,做的实验是不是覆盖了所有我们认为有风险的环节,看所有我们能看到的参数,看它们的范围是不是跟我们预计的一样。如果大家在媒体上看到发射前的采访,大部分情况下,航天的设计师,无论是搞火箭的还是搞探测器的,基本上都比较紧张。

在这种心理状态下,我们这些看起来本应是不折不扣无神论者的人,也难免会有一些小迷信——我们把这视作减轻压力的一种方式。

比如,有一段时期,如果可以选的话,我们航天设计师选发射日期都不愿意选尾数是8的日子,宁愿选择尾数是7日子——因为有个成语“七上八下”,我们都希望它发射的时候顺利一点,能上不要下。可能有人会想到,最近,刚刚发射的嫦娥四号就选在2018年12月8号——这个也有新的解释,因为嫦娥四号是要返回的,所以选择8号发就预示着它能顺利地落下去。

我自己其实也有类似的经历。也还是上面这张照片,拍摄的时间大概是在2014年的10月,还是我负责的这个任务将要发射了,那时候是我人生第一次自己亲手做的这个任务发射,所以内心是非常紧张的。这时候我的一个同事看见这种状态就来安慰我,他说,没事,咱这项目肯定能成,我说,你凭啥这么说?他说你看咱们嫦娥一号是10月24号发射的,咱们嫦娥五号飞行实验器发射日期也是10月24号,嫦娥一号飞行得很好,那我们这个任务肯定也没问题,发射肯定能成功。

从2004年我亲身经历嫦娥一号进入工程研制,到现在已经过去了15年。在这15年里,咱们国家先后发射了嫦娥一号,嫦娥二号,嫦娥三号,嫦娥五号飞行试验器,嫦娥四号中继星和刚刚发射的嫦娥四号月球背面着陆任务。自人类进入21世纪以来,全世界总共发射了12次月球探测任务,中国就占了6次,排第二的美国只发射了3次,另外还有欧洲,日本和印度各发射了1次。

其实,早在十多年前,印度和日本同时跟我们开始研制月球软着陆任务,到现在他们还没有发射,而我们的嫦娥四号已经发射成功,马上就要去月球背面着陆了。毫不夸张地说,我国的探月工程虽然起步晚,但我们无论在数量还是在质量上,在全世界都是领先的。作为嫦娥月球探测器研制队伍中的一员,我感到很自豪,对我们国家探月工程所取得的成就感到非常的骄傲。

有时,我会回想起小时候,在西瓜地里守夜,仰头会看到满天的星斗和灿烂的银河,引发了很多想象。其中,有一个梦想,就是长大了我能进入太空。

现在,几十年过去,我可以说如愿以偿,有幸成为嫦娥月球探测器研制队伍中的一员,有机会将自己亲手做的探测器送到了月球,探索未知世界。在这个工作过程中,不断解决问题,克服各种困难,也获得了很多成就感和满足感,而且,每一个任务取得的新发现和成果,又激励着我更加努力工作。目前,我的小目标是月球。其实,我还有更大的梦想,希望未来有天还能走得更远。

而所有这些,都和我们国家还有社会各界对我们我国深空探测事业和嫦娥月球探测器研制工作的支持是分不开的。我也希望,未来有更多人,包括在座的各位小朋友,能够有机会加入我们,共同开始深空探测的伟大事业,在人类探索星辰大海的事业中做出中国人应有的贡献。

演讲嘉宾彭兢:《设定一个小目标,去月球》

孩子老盯着那块屏幕,该不该担心他的大脑发育?

(球球/译,EON/校)家长们曾担心电视对孩子的影响,很早以前甚至还担心过收音机。如今,随着电脑、手机、平板和电子游戏的泛滥,家长们又有了新的担忧:自家孩子花在屏幕设备上的时间总量。

对于家长们来说,这种担心似乎有着一定的道理。毕竟在青春期阶段,孩子们沉浸于屏幕的情况陡升;也是从这个阶段开始,大脑的发育速度加快了,在向成年的转变过程中,神经网络被修剪和巩固。于是,很多人提出“屏幕上瘾”一词,认为过度使用屏幕设备会改变孩子的大脑。

图片来源:图虫创意

“改变大脑”这话没错,但孩子们参加的其他活动也能这样:睡觉、做作业、踢足球、争吵、在贫困中长大、读书、在学校后面抽烟。青少年的大脑不断变化,或“重新连接”,以应对日常的经历,这种适应持续到二十岁出头至二十五岁左右。

当然,这个答案并不足以让家长信服。他们更担心的是,孩子的大脑是否真会受到危害。最近的一项大型研究就对该问题做了调查,发现部分被试的能力倾向测试得分和大脑发育等方面的确有一些差异。但这些只是初步的结果,科学家们还不能给出有力的解释。看来,家长们还得持续纠结一段时间了。

大脑究竟变了没?

科学家们想知道,在一定的阈值下,屏幕时间是否会导致青少年大脑结构或功能的任何可测量的差异,以及这些差异是否有意义。它们是否会导致注意力不足、情绪问题、阅读上的延迟或解决问题能力的延迟?

这方面的研究尚无令人信服的结果。100多份科学报告和调查研究了年轻人的屏幕习惯和幸福感,寻找情绪和行为上的差异,以及态度(如身体形象)的变化。2014年,贝尔法斯特女王大学的科学家回顾了43个实验设计最佳的此类研究。研究发现,社交网络可以拓宽人们的社交圈,可能带来好的影响,也可能带来坏的影响,比如让年轻人接触到虐待性内容。

该述评的作者总结道,“关于社交媒体对年轻人心理健康的影响,缺乏强有力的因果研究。”简而言之:结果形形色色,有时甚至相互矛盾。

图片来源:图虫创意

心理学家还研究了玩暴力电子游戏是否与攻击性行为有关。在已有的200多项这类研究中,有人发现了其中的联系,也有人没有。研究这一点以及屏幕时间的其他方面的一个挑战是确定因果关系的方向:玩大量暴力电子游戏的儿童会因此变得更具攻击性吗?还是他们被这些内容所吸引是因为他们从一开始就更具攻击性?

即使科学家们发现了强有力的证据,证明有一种单一的、可测量的影响——比如说,每天看电视三小时与被诊断为注意力缺陷多动障碍的风险增加有关——如此明确的联系并不一定意味着在大脑结构上有任何一致的、可测量的差异。

个体差异是大脑发育的规则。大脑特定区域(如前额叶皮层)的大小、这些区域编辑和巩固其网络的速度,以及这些参数在人与人之间的差异,使得解释研究结果非常困难。为了解决这些障碍,科学家需要大量的研究对象,并对大脑有更好的理解。

有新的发现吗?

美国国立卫生研究院目前正在进行一项“青春期大脑的认知发育研究”。研究人员将对11800名青少年进行跟踪调查,每年对他们做一次核磁共振成像,看看大脑的变化是否与行为或健康有关。这项研究始于2013年,招募了21个学术研究中心,最初主要研究药物和酒精对青少年大脑的影响。从那以后,这个项目扩大了范围,现在包括了其他目标,如脑损伤的影响、屏幕时间、基因和一系列“其他环境因素”。

加州大学圣地亚哥分校的研究团队参与了该项目,他们分析了4500多名青春期前儿童的脑部扫描结果,并将扫描结果与孩子们的屏幕时间(孩子们自己在问卷中报告的时间)以及他们在语言和思维测试中的得分联系起来。调查结果好坏参半。一些重度屏幕使用者的大脑皮层在比预期年龄更小的时候就显示出变薄;但是这种变薄是大脑自然成熟的一部分,科学家们并不清楚这意味着什么。一些重度使用者在能力倾向测试中的得分低于曲线,另一些则表现良好。

图片来源:Pixabay

但是自我报告估计的屏幕时间的准确性很难确定。而大脑结构上的细微差异与人们实际行为之间的联系则更加模糊。因此,研究人员实际上是将一种不确定的关系乘以另一种,需要进行统计调整。要得出明确的结论是极其困难的,而脑部扫描只不过是一个时间上的快照,这一事实使结论变得更加复杂:从现在起一年后,观察到的一些关系可能会逆转。

作者也承认这一点。他们总结道:“这些不同的发现提供了一个重要的公共健康信息,即屏幕媒体活动不是简单地对大脑有害,或对大脑相关功能有害。”

换句话说,测量到的效果可能是好的,或者更有可能根本没有意义,直到进一步的研究证明并非如此。

屏幕成瘾可能好坏参半

屏幕成瘾可能对大脑既有好处也有坏处,这取决于个体及其观看习惯。由于受到虐待,有些个人怪癖,或者存在阿斯伯格综合症这样的发育差异,许多人在社交上处于孤立状态,他们通过屏幕建立社交网络,但很难通过面对面交流建立这样的联系。对于这样的儿童来说,依赖于屏幕未尝不是一件好事。

考虑到潜在的许多其他影响因素:大麻的使用、饮酒和吸烟的影响、遗传差异、家庭或学校的变故,以及整个青春期的情绪风暴,要把对大脑发育的负面影响从正面影响中分离出来是极其困难的。

大多数家长可能已经意识到了屏幕时间的最大弊端:它会在多大程度上取代其他童年经历,包括睡觉、翻栅栏、精心设计恶作剧和惹麻烦。事实上,许多家长——也许是大多数家长——年轻时每天看几个小时的电视。他们的经历可能比他们所知的更像他们的孩子。(编辑:Ent)

c.2018 New York Times News Service

编译来源

The New York Times, Is Screen Time Bad for Kids’ Brains?

世界最丑动物——原本不丑还很温柔?

本文来自我是科学家”·|

如果让你选出世界上最丑的动物,你会选哪种动物呢?可能每个人对于丑的定义不同,给出的答案也会不同。但是在历史上唯一一次关于最丑动物的票选中,一种叫做水滴鱼的动物脱颖而出,荣登榜首。

水滴鱼。图片来源:MichaelHearst丨UnusualCreatures

2013年,英国丑陋动物保护协会(竟然有这样的协会)举办了一次“世界最丑动物”的网上投票评选活动,其中有种身体化成一滩,长着大鼻子,看上去心情超级不美丽的的古怪生物——水滴鱼最终成为网友票选的冠军。而和他竞争冠军位置的还是人类的远亲长鼻猴,只能感慨,比最丑的人类还要丑,果然是“丑王”,也难怪人们会拿水滴鱼和特朗普开玩笑了!

A,B分别为水滴鱼和长鼻猴[1],C为网友将水滴鱼和特朗普恶搞的图片[2]

出自深海的“丑王”

水滴鱼,学名Psychrolutes marcidus,属于隐棘杜父鱼科(Psychrolutidae),生活在新西兰、澳大利亚和塔斯马尼亚附近水深600-1200米的深海海域里。虽然不少人对水滴鱼的大名有所耳闻,但是其实我们对于这个物种的了解还知之甚少。水滴鱼的英文别名叫做Blobfish,blob的字面意思就是“难以名状的一团”(假如水滴鱼知道自己被人这么简单粗暴的形容,一定很受伤)。不过,这也反映了人们对这种鱼一个重大误解:水滴鱼长的就是我们看到的照片上的样子。

各种“难以名状的一团”A[3],B[4]。

水滴鱼的“证件照”不是本尊?

水滴鱼生活在深海中,那里的压强是陆地的100-200倍。和其它深海生物一样,为了适应深海的生活,水滴鱼进化出了一整套的适应机制。它们没有很坚硬的骨骼,肌肉含量很少,身体更多是由一些密度比水小的凝胶状物质构成,这样才会有更好的韧性,承受住海底巨大的压力[5]。水滴鱼也没有鱼鳔,因为充满空气的鱼鳔在深海也会轻易被压碎,成为一种自杀式的器官[2]

这些身体特性能帮助水滴鱼很好的适应深海的生活,但是当它们离开深海来到陆地上的时候,一切就会变成灾难。因为压强急剧改变,而它们又缺少骨骼和肌肉,所以才像我们在它出水后被拍到的那样,化为“难以名状的一团”。所以说,虽然“证件照”被人到处传,但离开深海的水滴鱼并不是“水滴鱼”真正的样子。

现在看水滴鱼,是不觉得有点可怜.。图片来源:参考文献[6]

真实的水滴鱼是啥样?

虽然科学家目前还没有拍摄到活着的水滴鱼,但是科学家相信,在深海,它们会和陆地上我们看到它们的样子完全不同[7]。科学界推测,在深海,它们保持着正常的鱼的身体形态,而不是软绵绵的一团。水滴鱼会潜伏在海底,不经常游动。这一点也可以在水滴鱼近亲Psychrolutes phrictus在水底的样子得到印证[5]

A.科学家猜想水滴鱼在海底的真实样子[7]。B.水滴鱼的近亲Psychrolutes phrictus在水底的样子[5]

水滴鱼吃什么呢?科学家认为,水滴鱼主要以深海的软体动物和节肢动物为主,但是由于它们缺少肌肉组织,游动能力和掠食能力相对来说很低,主要还是以伏击的方式捕食。

放过我吧,我很温柔!

不幸被曝光“丑照”的水滴鱼,日子过得并不好。

随着近海捕鱼的收获越来越少,人类已经将捕鱼的重心逐步转移到更深的深海,不善运动的水滴鱼经常沦为深海捕鱼的牺牲品。

很多科学家也推断,水滴鱼的数量已经明显下降,很可能已经属于濒危物种了[8]。而且,离开深海的水滴鱼,既不能人工饲养,也不能作为食材(就算能,大概很难有人愿意对这样一团黏糊糊的“史莱姆”下口吧),被捕捉后只能白白陪葬。

水滴鱼身上仍有很多未解之谜,人们目前仅对它生活在世界各地的远房亲戚们有了一些了解——水滴鱼所属的隐棘杜父鱼科目前一种有9个属40个物种被发现。这些物种共同的特点是都长着个大脑袋,喜欢栖息在水底。

想象中两只水滴鱼在海底缠绵的场景。图片来源:Rachel Caauwe | Wikimedia Commons

其中最出名的应该是变色隐棘杜父鱼(Psychrolutes phrictus,也叫做Blob sculpin),一个原因是Blob sculpin在很多地方都被找到,另一个重要原因是科学家们通过它发现了隐棘杜父鱼科鱼类与众不同的特点——这类鱼的雌鱼在产卵后会守护在鱼卵附近,直到幼鱼孵出为止。所以不得不感叹,虽然人家长得“丑”,却是非常尽职和温柔。(编辑:Yuki)

正在守护鱼卵的变色隐棘杜父鱼。图片来源:参考文献[9]。

作者名片

切开大脑,看纳米粒子在里面“翩翩起舞”,一个分子工程博士的别样人生

|· 本文来自“我是科学家”·|

有这样一种博士,他们的日常工作竟是切大脑?!没错,在给动物大脑注射纳米粒子或药物后,他们要把动物大脑切成切片进行培养,了解纳米粒子在脑中的行为。他们把纳米颗粒比作脑中的“舞者”,自己则是这些“舞者”的观测员,当纳米颗粒在大脑间舞蹈的时候,他们评估舞台的灯光效果,测试舞鞋对舞姿的影响,了解妆容和舞蹈故事的相容性,并为纳米舞者设计更好的舞蹈效果。

切开大脑,看纳米粒子在里面“翩翩起舞”,一起来看看分子工程学博士的日常吧!
(**专栏中所涉及的内容为嘉宾自身的经历,仅供参考,不同院校/专业/研究方向的博士在研究和生活方面都会有不同的体验哟**)

什么是分子工程?

分子工程是一门关注于分子性能、行为和相互作用,并以此来设计用于特殊应用的材料或者系统的新兴学科。听上去好像很玄乎?我个人的理解是,任何分子层面的研究和设计都可以称之为分子工程。

因此,这门科学的涵盖范围非常广,囊括了包括生物工程、化学工程、材料工程、电子工程、合成生物学、免疫学等等。举几个简单例子,利用计算机以原子水平的分子模型来模拟分子结构和行为,纳米结构新型清洁能源的设计,都可以算得上是分子工程。

因为研究单位大小都是纳米分子级别的,分子工程在概念上和纳米科技其实非常相似。在历史的洪流中,早期的工程途径都是非常依赖于物质本身的特性。随着分子原子概念的不断出现,科学家们开始思考:是否可以换一种思考方式?与其从物质本身的宏观特点出发去设计可能的应用,我们能不能反其道而行,由微观的原子分子单位,去建造一个符合想要目的的材料呢?

与此同时,与传统的试错(trial-and-error)这样的依据经验和反复实验的方式不同,分子工程更加关注理性研究方法(rational approach),要求首先学习了解分子间的基本原则,由知识出发去精确操纵系统或者材料上的特性。

不会脑科学的化工博士生不是好的纳米科学家

当我向家里人介绍我的研究方向时,会出现如下的场景:

以上只是想表达我所在的课题组研究方向的交叉性(皮一下)。

简单来说,我们组想要利用纳米颗粒来了解大脑中的细微差别对于疾病治疗的影响,并且利用这些知识来更好地设计应用于大脑的纳米材料。

图片来源:Curtis et al (2016) WIREs Nanomed Nanobio

为什么要了解这些呢?大家知道,大脑是身体中非常重要又非常复杂的器官。除了严格控制进出的血脑屏障,大脑的微环境会随着实验对象和疾病程度的不同,产生很大的差异。而这些差异会对疾病的治疗或者材料的选用有非常大的影响。

比方说,当大脑有炎症时,大脑中的“管家”——小神经胶质细胞会大量增殖,形状也会从“树杈状”变成更加圆形的“变形虫状”。被激活的变形虫状的小神经胶质细胞有更强吞噬外来“入侵者”的能力,也会分泌更多的细胞因子。这样的特性可能会造成后续的炎症,也有可能被研究者用来对大脑给药等等。

纳米颗粒具有给药效率高、容易渗透进入细胞等适用于医学领域的一些独特性质。但是纳米医学在向前推进的过程中,还存在各种亟待解决的问题。这其中就包括纳米颗粒在生物体内(尤其像大脑这样的复杂器官)的行为和影响,而我们组的研究,就是为了帮助人们了解这些问题。

纳米颗粒在大脑的环境中是否具有毒性呢?如果我们给颗粒加了这样一层“外衣”,它是否能够渗透得更深呢?在炎症环境下,怎样的纳米颗粒设计可以更加稳定地给药呢?有时候我会把纳米颗粒比作脑中的“舞者”,而我们自己则是这些“舞者”的观测员,当纳米颗粒在大脑间舞蹈的时候,我们评估舞台的灯光效果,测试舞鞋对舞姿的影响,了解妆容和舞蹈故事的相容性,并为纳米舞者设计更好的舞蹈效果。

我的读博日常

像我们组这样研究处于不同专业的交叉面的,往往做的东西或者角度比较新,而且什么领域都会涉及一点。按照我导师的话说,就是高风险高回报(high risk, high reward)。好处是我们一直处于学习状态中,而且学习的内容横跨了包括神经科学、化工、生工、免疫学等各种方向,不会觉得枯燥。但是坏处也很显而易见:一是成果可能出得慢,二是学习的感觉可能会是“杂而不精”。

说起来,我和我的导师同一年来到学校的,我和另两位同学都是导师的初代弟子。导师年轻而富有激情,并且愿意从学生的角度来思考问题,相处起来非常愉快。不过第一年和第二年开头,我们三个基本上是处在建设实验室的阶段,需要从学习如何用仪器,自己学习摸索实验方案开始。比起有成熟实验技术的课题组,我们上手的速度就非常慢了,而且在前期设定实验方案的时候就要经历反复试错,心理压力有时候很大。

但是作为一个“初创公司”的“元老”,其实是一件很有趣的事情。看着一个被大家喜爱的实验室文化的诞生本身就让很有成就感。在交叉学科中,你会去学习如何良好地合作,如何去虚心请教其他领域的专家。有时候我需要去问研究神经疾病的朋友,或找临近的癌症中心和免疫学家合作。这些博士生涯中学习到的软实力也许在毕业之后会使人受益匪浅。

我们组的instagram账号,记录了很多学术和非学术的日常

等实验室规模有点雏形,实验方案更加完善并且自己掌握了基础技术后,实验周期就相对固定了。因为我们组的主要研究对象是动物的器官型大脑切片,我们每个博士生都几乎会在每个周一花上一到五个小时将大鼠的大脑切成300 μm的切片进行培养。如果做动物实验,实验时间就会更长了,我们经常会一大早去动物房给动物注射纳米粒子或药物,然后傍晚趁着动物房的灯还没关溜进去把动物带出来。因为动物产仔时间不可控,周末加班做实验也是在所难免的。有时候鼠妈妈不按照预期怀孕,我们还为了他们的交配问题抓耳挠腮……

很多生物技术在我们组也是常规。因为我的研究项目需要很多荧光成像的实验,共焦显微镜陪我度过了许多日夜。为了避免仪器使用高峰的工作日,我也会周末在显微镜的“暗房”里一呆七八个小时,结束时,出门重见光明那一刻仿佛感觉自己被“闪瞎”……但是当看到纳米粒子在神经间舞蹈,幻化出美妙色彩的碰撞,就觉得什么辛苦都值得了。

在闸刀下瑟瑟发抖的白鼬大脑

在读博士之前,我以为的博士日常是全天都在做实验。而事实上,除了做实验,我们还会花很多时间在收发邮件,和别人讨论和合作,完善实验设计,阅读文献或者是练习写作上。尤其是锻炼写作,无论会议报告还是写论文,讲好故事是至关重要的。因此日常训练里对于讲故事能力的多加练习,尤其是英语环境下的流畅写作和陈述,占用的时间会比想象得多。

我的业余生活

对于博士生来说,只要能高效地完成任务,业余生活就可以交给自己打理了。特别是压力大的时候,进行一些非学术的活动能够有效解压。比如周末偶尔约上三两个朋友来家里吃饭打游戏,比比谁是尬舞之王(任天堂是世界的主宰!)。或者天气不好的时候,窝在家里打毛线……

旅行也是我业余生活中很重要的一部分。我学校所在的城市西雅图交通便利,而且四周风景优美,背山临海。如果能请假的时间大于三天,我会去别的城市旅游;但是如果仅仅是天气好的周末,我会就近去爬山或者看风景。

左:拍的夏威夷火山和马蹄湾大自然的壮丽景观。右:西雅图本身就是颜值很高的城市

学校每年三四月的樱花非常美。因为我自己和室友喜欢汉服,每年的春天我们都会一起去赏樱花。听到越来越多的人赞赏汉服之美真的很开心!

小朋友蜜汁表情凶凶的

关于读博的一些心得体会

  • 分子工程博士项目

分子工程这个专业其实还很新。新到什么程度呢?据说我们学校这个专业是世界还是全美前二,因为目前总共只有两个学校有这个专业……

分子工程专业交叉领域多,相较于传统专业博士项目有所不同。以我所在的学校来说,分子工程博士项目是在一个机构(institute)里而不隶属于任何学院(department),加盟的100多位老师都来自学校各个不同的学院。我们的主要研究方向可以分为生物技术(biotech)和清洁能源(clean tech)两大块。在第一年的博士学习过程中,学生有为期三个学期的轮转(rotation)。在轮转期间,学生可以选择学校里任何分子领域的教授作为导师。

这样的好处是可以自主尝试不同的组和研究方向,直到找到自己喜欢的研究领域(重要)和导师(十分重要),比较适合在考虑博士项目时不能完全确定自己感兴趣方向,或是想感受不同导师风格再决定研究方向的同学。但同时,因为轮转定组是相对自由的“导师与学生双向选择”的方式,不像传统的“套磁-定导师-进项目-研究很多年”,因此决定导师前的压力可想而知。并且,因为项目的多元化,在确定导师以后,同学们基本扎根在导师所在的各自学院,因此专业同学之间的联系反而没有那么强。但是新兴交叉学科项目还是有优势的,那就是资金充足!我们第一年是由学院保证提供资金,这样学生就可以没有后顾之忧地去了解和选择导师啦。

我们专业的另外一个特点是广泛接收来自不同专业背景的学生。换句话说,这个项目对于想要换方向,或者想要尝试新领域的同学比较友好。我自己就是一个例子。我的本科是纯粹的生物科学,即便在生物材料研究组做过一年多的研究,直接转到生物工程专业还是有一定难度。除我以外,我们专业还接收过数学和物理背景的同学(现在在做骨骼的机械工程)。在接触新知识的过程中,如果能快速掌握新研究的基础知识,并同时利用自己原专业的优势,将会是对你的博士研究有很大的帮助。

  • 你对你要做的研究,有真正的兴趣吗?

我导师说过一句话,感到酷和真正有兴趣是不一样的。你可能觉得这个研究方向很有趣很新奇,但是也许要潜下心埋头往下做五年甚至更多,就是一件极其枯燥的事情。尤其像分子工程或者我们组的纳米医学/神经学,由于太新,所以不确定的东西也太多了,你不能保证自己每尝试一个新东西就能出结果。在研究过程中,往往想出一个点子和实验方案花一个月,而反复实验改进直到出结果可能会花十一个月。所以我觉得,确保自己对这个领域真正的热爱,能够去自己思考并脑暴出新颖的点子,以及能沉下心花较长时间钻研一个看来微不足道但可能有潜在价值的小问题,是读博士的原动力。

我自己引以为豪的全部由女生组成的研究小队

  • 你有抗压能力和抗压方法吗?

Nature在今年三月发文称,超过三分之一的博士生被报道抑郁。博士生压力大是一个老生常谈的话题,但也是很现实的话题。毕业压力、论文压力、就业压力、实验失败的压力、跟隔壁组早早发文的赵铁蛋相比的压力、脱发压力等,无时无刻在折磨博士生的神经。我不是很建议大家一拍脑门就决定去读博士,因为你可能并不知道将要面对怎样的困难,也不了解自己的抗压能力真正如何。提前知道自己抗压能力和抗压方式也有助于你确定自己的研究组和学校。也许自己不能承受导师过度push的压力,那么一个人美心善但是放养的导师更适合你。

导师在今年情人节给我们做的饼干

也许攀岩爬山是你的减压方式,那么可能一个有这样地理条件的学校更适合你。如果跟人打交道让你感到压力,那么也许一个独立的埋头苦干的组更适合你。当然了,去运动、去旅游、甚至向学校心理室咨询都是很好的解压方式。

总结

以上就是我的分子工程博士日常。当然说到最后,每个人读博的体验都不一样。最重要的是,知道自己想要什么并为之奋斗。如果不知道也没有关系。迷茫的时候,就往前走吧!(编辑:Yuki)

作者名片