2013年2月8日 星期五

科技狂想三部曲


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2013/02/09  |  第236期  |  訂閱/退訂  |  看歷史報份 
編輯推薦 科技狂想三部曲 -- 50、100、150年後的未來
愛在網路蔓延時
名家專欄 間歇性禁食有益嗎?
科學人新聞 鸚鵡也是發明家
本月活動 知識×創新=獨特的科學人!11週年慶,訂閱滿千送千!
科技狂想三部曲 -- 50、100、150年後的未來
想像未來

 50年、100年和150年之後,人類世界會變成什麼模樣?

自從1845年起,Scientific American就開始為讀者介紹科學與科技的最新發展。如今,每每回顧過去50年、100年和150年前科學家撰寫的內容,我們看到的都是科學和科技的新里程碑。就以一個例子來說,1962年10月號SA的特別報導介紹了DNA結構的發現者之一克里克(Francis Crick),並說明這種奇妙分子的意義。另外,心理學家費斯丁格(Leon Festinger)也撰文介紹他提出的「認知失調」這個名詞的意義。

成果豐碩的過去是展望未來的良好基礎。基於這個想法,我們請專家發揮想像力,想像50年、100年和150年後的世界會是什麼樣子。汽車能飛上天空嗎?電腦是否還存在?如果存在,電腦又將擁有哪些能力?核子武器是否會消失?科技是否能讓人類躲過氣候變遷,或是會讓狀況變得更糟?在這顆越來越擁擠的行星上,老虎和其他野生動物未來面臨什麼命運?人類掌握基因及消弭疾病的能力會發展到什麼程度?如果人類離開這顆行星,這趟旅程將帶給我們哪些改變?

你可以在以下的文章中找到答案,不過那不是標準答案。我們不是憑空預測,而是在進行一項思想實驗,以科學事實為基礎,觀察現在的世界,思考未來的面貌。

50年後

車子飛上天

汽車可以飛行了,而且還能自動駕駛,你可以一邊開車一邊吃早餐囉。

撰文/康明斯(Mary Cummings)

翻譯/甘錫安

1956年,美國民用航空管理局核准飛天車(Aerocar)上路時,至少在航太工程師的心目中,典型市郊農莊式平房的車房裡,不久後一定會有飛行汽車,不過最後事與願違。外形像汽車的飛天車具有機翼,只需很短的跑道就能起飛,但價格太高,難以大量生產。最後飛天車國際公司只生產了六輛飛天車,美好前景沒有實現,充其量只存在卡通「摩登家庭」裡。

50多年後,飛行汽車捲土重來,目前已有兩款車型完成至少一項的飛行測試。美國麻州Terrafugia公司的「變形飛車」(Transition)是一款機翼可收摺的輕型運動飛機,可乘載兩名乘客和行李。這輛飛行汽車需要有傳統跑道才能起飛,所以必須先開到機場才能飛上天空。另一款車型是荷蘭PAL-V Europe公司推出的「個人空中及地面載具一號」(PAL-V ONE),只需要略長於200公尺的跑道就能起飛,這輛飛行汽車外形像三輪車和直升機的合體,推力來自裝置在車尾的螺旋槳,升力則由車體上方的旋翼提供。這兩款汽車的巡航速度都低於100節,加滿一次油的續航力還算不錯(變形飛車為720公里,PAL-V的最大航程則多出約1/3)。

然而這兩款車都無法實現把飛行汽車推廣到一般大眾的美好前景。即使製造商能把這兩款車型的預估價格從30萬美元降到大眾較能接受的水準,但由於有許多私人飛機都可從公路起飛或降落,因此市場有限。另外,現今的機場要協調幾千架次的噴射機起降已經很吃力了,如果每輛汽車都能飛行,天空將陷入一片混亂。

想要駕駛飛行汽車的人目前可選擇較新的輕型運動飛機。只要持有駕照以及運動飛行員證書(僅需接受20小時訓練)、沒有重大疾病,就可駕駛這種飛機。僅限運動飛行員駕駛顯然可以防止空域過度擁擠,同時限制飛行僅可用於個人用途,不可使用這種執照進行任何商業行為。more

愛在網路蔓延時
撰文/芬克爾(Eli J. Finkel)、伊斯特威克(Paul W. Eastwick)、卡尼(Benjamin R. Karney)、芮斯(Harry T. Reis)、斯普瑞契(Susan Sprecher)

翻譯/姚若潔

了解網路交友心理學,你不會再一直碰壁,而有可能找到真愛。

重點提要

■網路交友已發展為數十億美元的產業,提供單身者前所未有的機會,和自己社交圈以外的人認識並約會。

■這些交友服務常鼓勵會員採用某些決策方式,然而這些方式對於發展成功的戀愛關係並無幫助。

■多加留意心理上的盲點,可以幫助網路交友會員善用這些服務。

浪漫的愛情隨時隨地都可能發生。丘比特射出愛情之箭時,你或許在學校、可能在教堂,或許正在下象棋或打壘球、正在某個聚會裡和朋友的朋友調情,或在火車上做自己的事。然而有時候丘比特似乎在放假或打盹,甚至是看了太多太久的真實人生電影長片而支持不住休息去了。與其等待難以捉摸的愛情射手重回工作崗位,越來越多的人選擇加入交友網站,想要取回自己感情生活的主控權。

數千年來,不同文明發展出各種方法來滿足交配與生殖的演化責任。今日的西方世界多半期待每個人要自行找到愛情伴侶,這個過程可能耗時費力又傷神。在網路上搜尋交往對象的能力,為單身者在這個看似難以捉摸的過程裡提供了些許主控權,並得以接觸數百甚至數千名可能的對象。

超越個人社交圈與居住地區尋找浪漫愛情,這種前所未有的可能性已經發展成數十億美元的產業。大部份交友網站的運作方式如下:使用者建立一份檔案來介紹自己,然後根據各種不同條件在網站上搜尋可能的交友對象,搜尋條件可能是同一城鎮、教育程度、年齡範圍或宗教信仰。有些網站試圖擔任媒人的角色,利用該網站專有的演算法幫會員配對;有些網站則完全讓他們的會員自由選擇。我們的估計是:2012年度新產生的情侶中,可能有20~25%來自網路交友。

20年前,幾乎沒有情侶是在網路上認識的,現在網路卻是找到男女朋友的第二大途徑,僅次於朋友介紹。相對於灑上香水或古龍水到城中鬧區尋找機會,單身網友追求男女朋友的時機可以是享用晨間咖啡時、上班開會時,或在床上的睡前10分鐘。簡言之,網路交友服務澈底改變了結交男女朋友的場所。

然而並非所有的改變都是有建設性的。網路交友的機制中隱藏著幾個關鍵性的假設,其中一個假設是:對於交友檔案中描述的特質,人們有能力判斷它們在真實世界中有多吸引自己。另一個假設是:把幾個可能的對象放在一起比較,是評估哪個對象最適合自己的有效方法。第三個假設是:選擇很多時,可以讓人對自己的愛情願景做出更佳的決定。有幾個不同領域的科學研究顯示:以上的假設沒有一個是正確的。more

 
間歇性禁食有益嗎?
撰文/斯蒂普(David Stipp) 翻譯/金翠庭
間歇性禁食可能會改善健康,但是臨床證據仍然薄弱。

廣受歡迎的小說《夏綠蒂的網》中,老綿羊給貪吃的老鼠鄧普頓的建議是:少吃點就可以活得更久。鄧普頓嘲笑著回答:「誰想要永遠活著?我從大餐中得到的樂趣更令人滿足。」

鄧普頓的想法很容易理解,但是老綿羊的說法也有可取之處。在許多動物研究發現:包括線蟲、果蠅和齧齒動物,熱量攝取低於正常所需的30~ 40%,通常可延長1/3或更長的壽命。但熱量限制在靈長類和人類的效果還不是很明朗,雖然一些研究顯示少吃的猴子活得久,但最近一項進行達25年之久的靈長類動物的研究認為,限制熱量並沒有延長恆河猴的平均壽命。即使熱量限制不見得能幫助人活得更久,大部份的數據都支持限制食物攝取量,可以降低常見老年疾病的風險,延長壽命。

如果不用一直挨餓還能有這些好處,是最好不過了。有一種方法可能有效。近幾年來,研究人員以間歇性禁食取代連續熱量限制來進行研究。間歇性禁食包括定期的多日禁食,或是一週中某幾天跳過一兩餐,可能會像連續熱量限制一樣,同樣對健康帶來好處。間歇性禁食可能更符合大眾的需求,因為鄧普頓將會很高興知道牠不必放棄大餐帶來的快樂。研究顯示,隔日禁食的齧齒類動物,總體上消耗的熱量比正常所需更少,而且活得和連續每天熱量限制的老鼠一樣久。

2003年由美國國家老化研究院的神經科學實驗室馬特森(Mark Mattson)主持的一項小鼠研究顯示:定期禁食的小鼠某些健康指標比連續熱量限制組還要好。例如,牠們血液中胰島素和葡萄糖含量較低,這代表對胰島素的敏感度增加,罹患糖尿病的風險降低。

早期的禁食

許多宗教長期以來認為禁食有益於靈魂,但是對身體的好處則沒有廣泛受到認可,直到20世紀初,有醫生開始建議用它來治療各種疾病,如糖尿病、肥胖和癲癇。

熱量限制的相關研究始於1930年代,美國康乃爾大學的營養學家麥克凱(Clive McCay)發現,從小每天接受嚴格節食的老鼠活得更久,和不禁食的對照組比起來,老的時候不易得到癌症及其他疾病。把熱量限制和定期禁食連結起來的研究出現在1945年,芝加哥大學的科學家報告說,隔日禁食延長老鼠壽命的程度與早期麥克凱的每天節食實驗結果相近。此外,這位芝加哥大學的研究者認為間歇性禁食「似乎會延緩致死疾病的發生。」

接下來的幾十年中,因為醫學技術的進步,例如推陳出新的抗生素和冠狀動脈繞道手術等,抗老化飲食的研究停滯好一陣子。然而最近,馬特森和其他研究人員開始推廣間歇性禁食可能會讓老年腦部退化疾病風險降低的觀念。馬特森和同事發現,在齧齒動物中,定期禁食能保護神經免於各種破壞性的壓力。

他最早期的研究顯示:隔日餵養讓老鼠的腦部在老化過程中對損傷細胞毒素的抵抗力增加。在後續的齧齒動物研究中,他的研究小組發現,間歇性禁食可以防止中風造成的傷害、在帕金森氏症的小鼠中能抑制行動障礙症狀,以及在具有阿茲海默症症狀的遺傳工程小鼠身上,可以減緩認知下降的速度......more

 
鸚鵡也是發明家
撰文/高德曼(Jason G. Goldman) 翻譯/張薰文
鸚鵡不僅會說話,竟然也懂得使用工具!

自1960年代初期以來,「工具使用者俱樂部」的成員已經從人類擴展到黑猩猩以及其他物種,至今包括有大象、海豚、章魚、烏鴉、渡鴉、白嘴鴉、松鴉、澳洲野犬和某些品種的狗。其中鳥類僅鴉科有使用工具的文獻記載,其他種類的鳥兒則缺乏相關記錄。

如今一隻名叫費加洛的戈芬氏鳳頭鸚鵡(Cacatua goffini),可能率先替牠的族群取得工具使用者俱樂部的入場券。費加洛是奧地利維也納大學認知生物學系飼養的鳳頭鸚鵡,有一天,這隻雄鸚鵡把一個鵝卵石弄出了圍繞鳥舍的鐵絲網,掉落在外面的木樑上,費加洛想用腳爪撿回鵝卵石,但失敗了。感到挫折的費加洛飛走後,找了一小段竹子叼在嘴裡,並試著用這個小工具把鵝卵石搆回鳥舍。牠仍然沒有成功,但幸運的是,有位學生觀察到費加洛令人興奮的行為,並報告給研究人員。野生的戈芬氏鳳頭鸚鵡尚未有使用工具的記錄,因此費加洛的行為十分引人注目。

但這可能是巧合嗎?為了釐清這點,研究人員進行了一連串實驗。在三天內進行的10種不同試驗中,研究人員把腰果放在鳥舍外面的木樑上,就像一開始費加洛的鵝卵石所掉落的位置。在第一次試驗中,費加洛試著用鳥舍地上的樹枝去搆腰果,但樹枝太短了,接著牠從木樑上扯下一小段裂片叼著,並成功取回腰果,總共花了25分鐘拿到牠的點心。牠不僅懂得利用現有工具,也會自行加以改造。在第2到第10次試驗中,費加洛的表現明顯變快,並連續10次成功找到或製作工具來取得腰果。

這個發現令人興奮之處在於費加洛是鸚鵡,而非鴉科。通常鴉科會用嘴喙修改樹枝用以築巢,因此牠們在認知上發展出製造工具的能力,從解剖學和生態學的角度而言是很合理的。但鸚鵡不同,牠們通常以天然的樹洞為巢。費加洛的例子顯示,工具的使用可能自發於某個個體,且其智能尚未受到演化需求的影響。

鸚鵡是具有發聲學習能力的鳥類,因此長期被用來研究語言學習的問題,然而牠們似乎也具有使用工具解決問題的能力,至少在某些特定的情況下如此。目前研究人員正在研究鳳頭鸚鵡的哪些不同經驗,將有助於牠們發展出使用工具的能力,並且透過社交學習,把此能力傳授給同伴。more

 
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