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Science · shortwave2023-08-24

俄印同月登月:一败一成,科学新闻三则

一句话:Short Wave 主持人 Regina Barber、Aaron Scott,与从 All Things Considered 借调来客串的 Ailsa Chang,一期三条科学新闻:俄罗斯与印度在同一个月内相继尝试登陆月球,俄罗斯先失利、印度后成功;加州大学伯克利分校团队靠脑电极重建出病人正在听的平克·弗洛伊德歌曲;拉布雷亚沥青坑的新化石证据,把 13,000 年前北美大型哺乳动物的灭绝与野火直接挂上了钩。

一、俄印同月两次登月:一败一成

核心发现:俄罗斯与印度在同一周内先后尝试用机器人探测器登陆月球。俄罗斯先行,周末尝试,失败——在准备触地时失去了与探测器的联系(据本集标题,该任务为 Luna-25;正文对话中主持人未点出具体任务名)。三天后的周三,印度成功登陆(据标题为 Chandrayaan-3),探测器降落在月球南极附近。

Short Wave 团队引述 NPR 同事 Geoff Brumfiel 的报道:南极这片区域特殊之处在于附近有一批常年不见光的环形山,科学家希望那里藏着冻结的水——水既可以直接当宇航员的饮用水,拆解出的氢和氧也能做火箭燃料或可呼吸的空气。月球南极因此成为热门目的地:中国计划在那里执行任务,美国也希望通过 Artemis 计划把宇航员送到那儿。

俄罗斯这次任务是苏联解体后俄方首次重返月球,花了数十年规划建造,用的是一套"经过验证的苏联设计",却仍在触地前失联。印度则是第二次尝试登月——2019 年曾坠毁过一次。Scott 解释了登月为什么难:月球几乎没有大气层,探测器不能像在火星那样靠降落伞缓慢下降,只能依赖推进器,而推进器涉及大量精密计算,对机器人来说即便有各种传感器辅助也很有挑战。2019 年印度那次坠毁部分原因正是推进器问题;工程师从中吸取教训,升级了探测器的软件和硬件,这被认为是本次成功的原因之一。印度也因此成为继美国、中国、俄罗斯之后第四个成功在月表软着陆的国家。

二、脑电波"读"出平克·弗洛伊德:走向可植入的语言假体

核心发现:加州大学伯克利分校团队想知道,仅凭观察病人的脑活动,能不能重建出他正在听的一首歌。他们选的是平克·弗洛伊德的《Another Brick in the Wall, Part 1》,播放给一批脑内已植入电极的癫痫病人听——这些电极原本是为治疗癫痫而植入的。首席研究员 Bob Knight 把这个过程比作"看一个钢琴家弹钢琴,再根据他按了哪些键把曲子还原出来":"We're treating the electrodes, in a way, like the piano keys. You know, the sound comes in, goes to your auditory regions, activates brain cells. They generate an electric field. We record that electric field. That's our piano key." 研究者把这些"琴键"电极记录到的数据统统喂给一个机器学习程序,尝试还原病人当时听到的内容——最终得到一段计算机合成、略显模糊的哼唱:"All in all it's just another brick in the wall"。Knight 说,如果每个病人植入更多电极,效果会更清晰。伯克利团队认为,这是科学家第一次仅凭神经信号就重建出旋律、节奏、语调这些音乐要素。

这项研究的长期目标是做出一种可植入的"语言假体":让因为渐冻症(ALS)或中风而难以说话的人,只靠"想"就能通过设备表达。Knight 认为,能重建音乐这件事,可以让现有这类设备——目前听起来相当机械——变得更接近真人:"It would be like, (imitating robot) I love you, as opposed to I love you. And I think music, because of its prosodic, emotional, melodic elements, will actually make an eventual implantable assistive device more human."

三、13,000 年前的野火,如何压垮北美的巨型哺乳动物

核心发现:一项新研究上周发表于《Science》期刊,触及一场持续了一百多年的争论——是什么导致了北美一次重大灭绝事件,让恐狼(dire wolves)、北美骆驼、剑齿虎等大型哺乳动物消失。研究团队把目光投向了南加州的拉布雷亚沥青坑(La Brea Tar Pits)——那些冒着气泡的沥青坑数千年来一直困住动物、把它们变成化石。团队对 7 个已灭绝物种加 1 个至今仍存在的物种(郊狼)共 172 件标本做了测年与分析,并比对同一时期的环境数据,寻找动物死亡与环境变化之间的关联。

论文作者之一、古生物学家兼进化生物学家 F. Robin O'Keefe 告诉 Short Wave,数据显示大规模死亡与野火之间存在明显重叠,而且不是他预期的那种缓慢下滑:"It was like a line in the sand. I thought we would see, like, a slow decline going down because people are getting more common, but that's not what happened. It was a kind of train wreck." 研究团队通过南加州 Lake Elsinore 湖底岩芯样本中的炭屑堆积量来推断野火活跃程度:炭屑量出现了三十倍的激增,时间点正好对应物种数量的急剧下降。未参与该研究的古生态学家 Anthony Barnosky 评论道:"what we are seeing today, increasing human pressures combined with and actually causing climate change, is like this lesson from the past on steroids." ——如果人类不改变现状,可能正在走向一场比 13,000 年前更剧烈的重演。

细节富矿与冷知识

  • 本集是 Ailsa Chang 从她平日主持的 All Things Considered "请假"客串 Short Wave,Scott 开场特意谢过她。
  • 播出的一段档案录音里,有人用非英语高声欢呼(转写标注为"Non-English language spoken",未译出,推测是印度成功登陆后的庆祝画面)。
  • Chang 把"月球背阴面"和平克·弗洛伊德专辑《The Dark Side of the Moon》生拉硬拽做了个过渡梗,还得意地问 Scott"看出我这个转场了吗?"
  • 节目末尾,Chang 感慨野火灭绝故事"整个就是准备迎接末日"("Basically brace for Armageddon"),Barber 只能回一句"抱歉"。
  • 花絮里三人聊起 K 歌,Barber 调侃 Chang"会唱歌"和"能专业唱歌"是两码事,末尾还约着一起去 K 歌。
  • 制作名单:Berly McCoy、Viet Le 与 Mia Venkat 制作;Patrick Jarenwattananon 与常务制作人 Rebecca Ramirez 编辑;Rachel Carlson 事实核查;Josh Newell 音频工程;Beth Donovan 任高级总监,Anya Grundmann 任节目高级副总裁。

跨域交叉

本集三条新闻(政府登月工程、学术脑机接口研究、古生物学野火证据)均未提及任何具体商业公司或供应链厂商,与 acquired 商业史域没有实质交集。domain 内部,Short Wave 此前的太空类集数(如 shortwave-moon-robots)也涉及月球探测与 Artemis 计划,但那一集聚焦的是着陆器机器人设计与宇航员训练,与本集"两国同期登月成败"的新闻角度不同,暂不构成需要挂接的具体概念重叠。

待建页面

  • chandrayaan-3 —— 印度第四个成功登月国家的南极登陆任务(任务名仅见于本集标题,正文对话未点名),历史性节点,未来太空类集数大概率会再提及。
  • la-brea-tar-pits —— 南加州著名化石富集地,本集用于灭绝-野火研究,古生物学/气候史类集数容易再用到。
  • brain-computer-interface —— 本集"用脑电极重建歌曲"背后的脑机接口/神经解码技术,指向可植入语言假体这一持续发展的科研方向,值得跨集追踪。

来源 · shortwave