你能在月球上跑得更快吗?

本周,我们将回答你等待了一整个夏天才找到答案的问题。我们会发现人类是否能在月球上跑得比在地球上快,如果茶……
2009年9月6日

本周,我们将回答你等待了一整个夏天才找到答案的问题。我们会发现人类在月球上是否能比在地球上跑得更快,瓷杯里的茶味道是否更好,与植物交谈是否能帮助它们生长。此外,我们还研究了统计世界,以了解需要多少只蚂蚁才能运载一个人,并发现世界上此刻有多少人正在做爱!另外,在《厨房科学》中,我们将为您带来一种测量上冲的方法。

在这一集里

绿色的HIV病毒从淋巴细胞中出芽

发现新的HIV疫苗靶点

研究艾滋病毒的美国科学家发现了病毒的致命弱点,这可能有助于疫苗的开发。

斯克里普斯研究所的研究员丹尼斯·伯顿和他的同事们在《科学》杂志上发表文章,梳理了来自澳大利亚、非洲、亚洲、欧洲和美国患者的1800多份血液样本,寻找能够灭活艾滋病毒的抗体的迹象,这种抗体被称为广泛中和抗体。

艾滋病病毒伯顿解释说:“通过首先找到可以灭活艾滋病毒的抗体,我们可以找出它们针对的是病毒的哪一部分,然后将这部分作为疫苗。”

以前进行这类研究的尝试只产生了针对病毒中相对难以接近的成分的抗体,这使得将它们纳入疫苗非常困难。但是现在,利用新技术和更新的方法,该团队立即在他们的第一位患者身上找到了金子,并发现了两种新的抗体,称为PG9和PG16,它们可以阻止病毒入侵和感染细胞。

通过制造表面结构略有不同的突变病毒,并测试新发现的针对它们的抗体,研究小组还发现,PG9和PG16靶向修饰HIV颗粒表面的刺突蛋白(gp120和gp41)。病毒利用这些尖刺像分子魔术贴一样,使其能够识别并感染免疫细胞,抗体可以破坏这一过程。

伯顿说:“至关重要的是,这些新抗体识别的区域可能是疫苗设计更容易接近的地方。”但是,如果感染艾滋病毒的人已经在制造这些抗体,为什么他们仍然携带这种疾病?

“首先预防感染与清除体内已存在的艾滋病毒是完全不同的挑战,后者会将自身整合到人类宿主的DNA中,使免疫系统更难检测到。”事实上,病人可以产生这些抗体——我们从我们研究的第一个病人那里得到了这个结果——真的很令人鼓舞,因为它表明疫苗应该也能做到这一点。

所以,对于没有被感染的人来说,这类抗体(由疫苗产生)应该具有保护作用。”该团队下一步将继续使用他们的“蛮力”筛选方法,现在他们知道它是有效的,追踪更多的中和抗体,以及他们识别的病毒位点,以生产一种能够抵御最广泛的HIV毒株的疫苗。

照片显示一块维可牢尼龙搭扣的钩子

钢尼龙搭扣

魔术贴-或钩环紧固件,是非常有用的东西。它们的灵感来自于一种自然传播种子的方式,比如毛刺,并被用于各种用途,从收紧口袋到阻止东西在太空中漂浮。然而,维可牢尼龙搭扣通常是由塑料制成的,因此在高温条件下使用有限,而且强度有限。

照片显示一块维可牢尼龙搭扣的钩子慕尼黑工业大学的Josef maair领导的一个小组已经开发出了一种更坚固的东西——钢魔术贴。他们使用0.2毫米厚的钢板,经过精心设计的压制和弯曲工艺,形成了一种像魔术贴一样的东西。

他们有几个版本,一个叫做火烈鸟它包括一半的孔和另一半的弹簧尖头。你把尖刺穿过洞,它们就锁在一起了。他们也有更传统的Entenkopf(鸭头)它的一侧有一组钢环彼此紧密相连,另一侧有倒钩,可以抓住环。

照片显示了一块维可牢尼龙搭扣的环如果重量将床单分开,维可牢尼龙搭扣每平方米可以承载7吨的重量,如果沿着长度拉力,每平方米可以承载35吨的重量,所以它是很坚固的东西。真正的优势在于,它可以在高达800摄氏度的温度下保持这种稳定性,因此它可以更快速、更容易地用于组装汽车和其他机器。

加州Capay的有机农场中混合蔬菜的有机栽培。

所有的农民都是从哪里来的?

农业和城市似乎是现在的常态,但从宏观上看,它们实际上是最近才发展起来的。现代人类已经存在了大约20万年,而农业直到最近一万年才出现。农业是人类发展的一个关键门槛,因为一旦你开始耕种一块土地,你就可以在某个地区养活比大多数狩猎和采集更多的人。虽然,世界上有些地方的陆地和海洋食物非常丰富,你不需要耕种来养活很多人(但那是另一回事……)。

近东(包括伊拉克、伊朗和叙利亚)被认为是农业的发源地,后来又传播到欧洲。学术界一直在争论这种传播是如何发生的,以及它为何发生得如此之快。一些人认为,农业技术在邻近的人群中相当和平地交流,狩猎采集者逐渐放弃了他们的生活方式和语言,转而使用农民的语言。但有些人认为,农民是一个特殊的群体,他们在竞争中胜出,并最终取代了欧洲当地的狩猎采集者。

现在芭芭拉·布拉曼蒂和她的团队已经从三组人群中提取了线粒体DNA (mtDNA)样本。他们从一群1.1万年前的狩猎采集者和一些最早的农民身上提取了mtDNA,研究结果发表在本周的《科学》杂志上。他们发现,这两个群体差别太大,不可能有联系。所以他们接着研究古代狩猎采集者与现代欧洲人的关系,同样,这种关系几乎不存在。

但似乎中欧人确实是这些早期农民的后裔,至少部分是这样。因此,我们可以从中得出结论,在最后一个冰河时代结束时,一些人发展了农业,他们在欧洲各地迁徙,很可能取代了狩猎采集者。他们认为这些农民起源于现代斯洛伐克或匈牙利附近的地区,但研究人员表示,他们需要做更多的DNA研究来确定。

因此,了解人类开始农耕的时间和原因,可以帮助我们了解人类是如何在今天的城市中生活的,以及农业如何影响世界各地的狩猎采集生活方式的社区,例如纳米比亚的San或菲律宾的Aeta。

DNA片段的分子模型

电工们震惊地发现DNA是如何自我修复的

美国科学家已经证明,细胞沿着DNA发送电信号来检查其完整性。

如果DNA的突变或损伤没有得到纠正,特别是如果它影响到某些关键基因,那么对细胞或整个生物体的生存能力来说,结果可能是灾难性的,因为DNA损伤的一个后果是癌症。值得庆幸的是,细胞中含有一种酶,这种酶可以识别基因突变造成的基因拼写错误,并切除不正确的字母,用正确的字母代替。

DNA片段但一个关键的问题是,考虑到人类细胞平均含有超过30亿个基因字母——这比一堆比人还高的百科全书还要多——这种检查过程如何才能足够快地进行。为了找到答案,加州理工学院的科学家杰基·巴顿和她的同事们使用了大肠杆菌细菌来研究这个过程。

大肠杆菌它们的数量每20分钟翻一番,所以它们还需要快速的机制来检查它们的DNA序列,它们还含有许多与人类相同的DNA修复酶的细菌等等物,使它们成为理想的研究对象。研究人员专注于两种酶,特别是MutY和EndoIII,它们负责识别特定类型的DNA损伤。这些蛋白质可以沿着DNA链行走,检查序列,但它们的数量并不多(整个细胞中可能只有30个MutY蛋白质),而且它们的移动速度太慢,无法在它们所做的时间内完全筛选基因组。但研究人员还注意到,这些蛋白质携带着铁和硫原子簇(4Fe-4S),它们可以吸收和释放电子,在这个过程中改变它们的电荷。

现在,在一系列优雅的实验中,研究小组对其中一些修复酶的结构进行了特定的分子调整,研究人员已经证明,修复酶是成对工作的,它们之间的DNA像电话线一样相互传递信号。这个过程非常简单:一个修复蛋白附着在DNA上并激活自己。第二种修复蛋白沿着DNA链更远的地方着陆,并释放少量电荷,这些电荷像电线一样沿着DNA链传递。如果它到达第一个蛋白质,这表明分离这两个蛋白质的DNA区域是完整的,序列是正确的。第一个蛋白质带着电荷从DNA上分离出来,然后结合到其他地方。

但是,如果序列错误,比如由于突变或损伤,信号就无法传递,这两种蛋白质仍然附着在DNA上,缓慢地相互靠近,一边走一边费力地检查每个遗传字母。当一个错误被发现并修复后,两种蛋白质之间的信号就会恢复,它们就可以离开去筛选基因组的其他部分。通过这种方式,利用电信号,只需使用少量的修复酶就可以检查整个基因组并使其保持在最佳状态。

大熊猫

物种的网页排名

大多数保护工作似乎都是针对那些漂亮的或对人类有吸引力的物种,但如果它们的生态系统崩溃,保护它们往往是没有意义的。例如,如果大熊猫赖以生存的竹子灭绝了,阻止任何人杀死它们是没有意义的。在简单的情况下,这一结果是显而易见的,但在大多数生态系统中,一个物种依赖于或依赖于许多其他物种。这使得在不使用庞大复杂的计算机模型的情况下,很难预测失去一个物种的连锁反应。

雄性大熊猫根据Stefano Allesina和他的同事的说法,谷歌的网页排名可能会给出答案。这是谷歌用来帮助决定返回搜索结果的顺序的排名系统。基本上,如果一个网站有很多其他网站链接到它,特别是如果他们是重要的,那么它可能也很重要,应该出现在列表的顶部。

Stefano一直将此应用于食物网,所以如果狮子、鬣狗、豹子等都吃一种瞪羚,它们都会把自己的一些重要性转移到瞪羚身上,这取决于它们的饮食中有多少是瞪羚。而瞪羚则把重心转移到它所吃的草上。

然后,他们利用这些关系对物种进行排序,根据它们灭绝后会造成多大的破坏,并将其与其他更复杂的数学模型进行比较,发现结果是一样的。页面排名系统显然可以扩展到非常复杂的系统——它适用于网络,所以Stefano的系统应该适用于现实世界中复杂的食物网络,并帮助自然资源保护主义者集中精力保护最重要的物种。

一个拿着棒棒糖的女孩

19:04 -舔了几下…?

吃一根棒棒糖要舔几下?驮一个人需要多少只蚂蚁?亚伦·桑托斯(Aaron Santos)的新书着眼于日常世界的统计数据,以及如何估计……

舔几下…?
与密歇根大学的亚伦·桑托斯合作

现在,你有没有想过每天有多少婴儿出生,或者需要多少太阳能电池板才能为英国供电?有一个人不仅回答了这些问题,还向我们展示了如何自己解决这些问题。他写了一本书叫做《舔了多少次》这本书本周在美国出版了。它很快就会在英国出版,他的名字是Aaron Santos,他是密歇根大学的数学家和物理学家。你好,亚伦。

亚伦-你好。你好吗?

克里斯:很好。谢谢你!很高兴大家来到《裸体科学家》节目。金宝搏app最新下载首先,在我们开始“舔多少次”之前,也许是为什么叫这个名字,告诉我们一些关于你自己的情况,你是做什么的?

Aaron -我是密歇根大学化学工程系的博士后研究员我的背景是物理学基本上我就是在那里学会做这些问题的,这些计算问题。

克里斯-你在研究什么物理?

Aaron -我主要研究统计物理。所以,很多纳米级系统的东西,很多不同的自组装系统和纳米粒子,还有一点生物学,但更多的是常规的直接化学。

克里斯:那么,是什么让你走出物理世界,说:“对。让我们写一本书,试着看看我们周围世界的一些复杂计算。”

一个拿着棒棒糖的女孩亚伦::实际上,那是在我的研究生课上的时候当我在为他们学习的时候课堂上有一个问题基本上就是,你必须计算一些你不知道怎么计算的东西这是一个一般的问题最初是由恩里科·费米提出的,我想他最初用的问题是像芝加哥有多少钢琴调音师这样的问题,他希望他的学生通过简单的计算来回答这个问题。所以,把这些问题放到一本数学书里似乎是个好主意。

克里斯:“多少次舔”这个名字是怎么来的?

亚伦-嗯,有个广告。我不知道在英国,你们亲爱的辊持久性有机污染物,但它基本上是一个亲爱的卷包含在一个棒棒糖,有一个很著名的商业早在80年代,有一个猫头鹰当披风,他问猫头鹰,才能得到多少舔亲爱的亲爱的轧辊中心的流行和猫头鹰基本上只是咬去了一块,三说。这是这个问题的真正答案因为这是我们在书中考虑的事情之一。如果你真的要坐下来做的话,到底需要多少次舔?

Chris:嗯,你一直在考虑的另一件事是,比如说,你有时会看到电视广告,他们使用可扩展性和许多小增量,加起来非常大。你在书中举的一个例子是你需要多少只蚂蚁才能运送一个人。给我们讲讲这个吧。

亚伦-是的。这是书中比较简单的问题之一。所以,人们常说一只蚂蚁可以携带自身体重50倍的东西,如果这是真的,那么你需要多少只蚂蚁才能真正把一个人拎起来,让他带你到处走呢?嗯,蚂蚁有很多不同的大小。如果你看一下,我想这是维基百科,我认为最小的蚂蚁和最大的蚂蚁之间的重量是500倍。

克里斯-我不想猜测人类的因素是什么,可能取决于一些国家是相当大的。

亚伦-是的。人们可以想象,这些国家可能应该保持默默无闻。

我认为我们的国家介于两者之间,实际上可能处于领先地位!所以继续吧。我们怎么计算这个呢?

亚伦:那么,如果你看看蚂蚁,那些在我公寓里爬来爬去的蚂蚁,它们的质量大约是20毫克,如果它们能携带自己体重50倍的东西,那就意味着它们每只能携带1克的东西。一个正常人的体重大约在65公斤左右。如果我用65千克除以1克,那么你可以很简单地计算出,你需要大约65000只蚂蚁来运送一个人。

克里斯:你认为这合理吗?

亚伦:我从不讨论书里的东西是否合理。我是说,有很多事情要考虑。首先,你要怎么把那么多蚂蚁塞进去?你要么需要非常大的鞋子,要么你需要躺着,然后就会有一些问题,你是否能装下那么多蚂蚁。所以,在这些计算中,我尽量避免任何虚假的现实。这不是我们真正想要的。

克里斯-艾伦,前几天我收到一封电子邮件,上面有人说,“不要往下翻,直到你读到最上面一行”,然后说,“全世界大约有3500万人在这个精确的时刻正在做爱。”它说,现在往下翻,现在往下翻,这是一个老家伙正在看他的电子邮件那么,现在有多少人参加了性大会你是如何计算的呢?

在回答这个问题之前,我应该说我曾经在一次演讲中回答过一个类似的问题。然后被人群中的一个女人无情地起哄她认为我认为人们真正发生性行为的时间百分比太低了。所以,你可能会接到一些愤怒的电话,但是…

克里斯-我们不会以你自己的标准来评判阿伦。没关系的。

亚伦-好的。要解决这样的问题,你可能会说,“好吧,一个正常人多久做爱一次这显然取决于你是什么类型的人。”如果你是一名牧师,这种情况要比你在20岁出头就有一段稳定的感情要难得多。但是我用来计算这个的数字,我想说每三周一次似乎是一个合理的数字。你肯定不会每天做爱一次,至少按照我的生活方式不会。一年一次似乎太长了,所以一周一次似乎是一个不错的妥协。然后你会说,好吧,一次典型的性接触持续多久这取决于你算不算前戏,算不算性接触。但我觉得15分钟似乎是一个合理的时间。所以,这给了你…

演播室里的人都在点头。他们认为这没问题。

亚伦-很好,很好。虽然我不得不说,我通常问这些问题的人都是科学家,所以我认为我的结果可能有点偏,但你们符合这个人口统计。所以,也许这就是你们点头同意的原因。但这是三周中的15分钟,所以你可以计算出这大约是0.05%的时间,然后如果这个百分比也适用于发生性行为的人数,那么它只是人口的0.05%,即大约330万人。

所以我的估计也太高了。我当时收到的邮件可能高出了十倍。

Aaron:可能是,也可能是我搞错了我给你的其中一个数字,但我更怀疑的是邮件而不是数字,因为我至少知道这些数字是从哪里来的。

但这一切的重点是它基本上向人们展示了如何将科学家经常遇到的一个大而复杂的问题分解成一系列的小步骤,并在每一步中做出一些小的假设,从而得出一个大致的数字。

亚伦:没错。我的意思是,你想先从你知道怎么做的事情开始。我的意思是,你不能只是猜测有多少人在做爱因为你可能会猜错。但是如果你开始做一些你熟悉的东西然后把它们乘在一起通常,你会得到一些非常接近的结果。

剃须会使头发长得更快吗?

戴安娜:嗯,简短的回答是否定的。我们从论坛上得到了一个很好的答案实际上是在数据库里,他说头发实际上是圆锥形的。所以,当你让它自然生长时,发梢看起来更薄,因此,头发看起来更薄。但是当你刮胡子的时候,你会在最厚的地方剪掉它,这样看起来就更厚了。所以,一旦你开始剃掉头发,胡茬看起来会更厚,让它看起来更像是在生长,但事实并非如此。这是一样的。

克里斯:我想说的另一点是,当你剪掉已经在生长的头发时,它已经有了一个良好的开端,因为它已经是一个活跃的头发,与不活跃的毛囊相比,因为毛囊经历了各种活动和不活动的周期。因此,你剪掉了一根正在生长的头发因此,它已经在生长了。因此,它会长得更快。

戴安娜-没错。你把所有的头发都拉回到相同的生长水平,所以,看起来好像它们都在同时生长。

阿波罗宇航员在月球上

你能在月球上跑得更快吗?

戴夫:在月球上,重力大约是地球的六分之一,所以你可以跳得更高。

这是否对跑步有帮助,我认为这取决于你在做什么样的跑步。

如果你要冲刺,如果重力是原来的六分之一那么你的脚和地板之间的摩擦力就会是原来的六分之一,因为摩擦力基本上取决于你推地板的力度,但你的质量还是一样的,所以你仍然需要同样的力来加速。

所以,他能以正常速度的六分之一加速。所以,在100米短跑中,他几乎肯定会慢很多。

但如果你要跑很长的路,你可能会获得优势,因为你可以大步前进。

所以,你可以迈出一大步,然后在空中飞行三四秒钟,什么也不做,然后你可以着陆,做一点运动,在空中飞行一会儿。所以你会有一些时间来恢复,所以我认为你可能会跑得更快,但是短距离可能不会那么快。

戴安娜:所以,这将是有史以来最懒惰的比赛,不是吗?

戴夫:哦,这要看你开得有多快了。

什么是柠檬烯?

克里斯-太棒了。柠檬烯,是让橙子和柠檬闻起来有橙味和柠檬味的物质。所以,如果你拿一个橙子,稍微刮一下果皮,闻一闻你的手指,那是一种非常强烈的柑橘味,不是吗?唐:是的。克里斯-那是柠檬烯。橘皮中含有大量的橙皮。它是一个很大的有机分子。它是大量的碳和氢原子粘在一起形成巨大的环状结构。事实上,我们不久前在《裸体科学家》上做了一个实验。金宝搏app最新下载戴夫在厨房科学课上做了这个实验你把柠檬烯挤进蜡烛里然后把柠檬烯喷到火焰里。戴夫:没错。你在火焰中产生一种柠檬烯气雾柠檬烯非常易燃,所以它会着火。Chris - But the reason that fruit makes it is because it's also quite nasty for things other than humans who haven't got fingers to peel an orange. If you try to borough through the peel of an orange, you'd have to eat the peel and the peel doesn't taste too good. Limonene is mildly toxic and being organic and unpleasantly tasting as it is, it puts off insects and that's a way that the tree uses of keeping its fruit in good condition.Don - Okay. I find it also in my shower gel. Why is it in there?Chris - Sure. Well the answer is rather than trying to invent artificial flavours and colourings and things which would do the same job as a molecule which is already doing the job very well in nature, sometimes it's easier just to use the natural product and then you can also have a marketing benefit because you can say, "Hey! This is a natural product. It's got limonene in it." So, rather than having to use orange flavored stuff or a small molecule that smells the same, then you can just use the natural product and then you get two bangs for your buck. So, what it's doing in your shampoo is contributing a nice orangey aroma and which also, because it's fatty and oily, it will stick to your skin quite well. It won't get washed off by the water and it leaves you smelling vaguely with a faint aroma of oranges. Have you noticed that?Don - Yeah. I have.Chris - Then we've got the answer right. Thank you very much, Don.

为什么光不能逃离黑洞?

Chris -他想说的是黑洞是一颗坍缩的恒星。所以,恒星的所有质量最终都进入了黑洞。所以,如果光一开始就能从恒星中出来,假设黑洞坍缩时没有更多的质量,是什么改变了光不能出来?戴夫:没错。当你将一颗恒星转化为黑洞时,通常会损失大量质量。它包括各种各样的爆炸和释放出的大量能量,所以黑洞的重量通常比原来的恒星小得多,但质量靠得更近,密度更大。重力,甚至牛顿的重力,本质上和平方的反比成正比。所以,如果你离它的距离是原来的两倍,力就会减弱四倍。所以,如果你把一颗恒星的所有质量都压得很近然后你站在它的表面上,除了被烧毁之类的,你站在它的表面上你会离得更近,质量会大得多。所以重力会非常非常大。一旦你进入相对论和广义相对论,那么质量可以足够弯曲空间,以至于光总是被弯曲,它永远无法逃脱。Chris - So, if the black hole blew up again and you took the same mass and put it back to something that was the original size of the star - so in other words, the density was low again then it would start to emit light again.Dave - Yeah then light could escape no problem.

人类细胞

34:55 -细胞的中心

本周,我们看到了细胞中心的启动,这是一个新的面向儿童的科学中心,位于伦敦塔哈姆雷特的中心。我们派米拉去了解更多……

细胞的中心
伦敦玛丽女王大学的弗兰·巴尔克威尔教授;Fiona Haddesly Smith & Esmee, Petchley Academy;海伦·斯凯尔顿,我是蓝彼得。

米拉-本周,我们看到了细胞中心的启动,这是一个新的儿童科学中心,位于塔哈姆雷特的中心,我现在就在中心里面,它的结构非常令人印象深刻,因为它基本上是一个巨大的橙色吊舱,悬挂在一个工作实验室的天花板上。现在和我在一起的是这个项目的负责人,来自伦敦玛丽女王大学的Fran Balkwill教授。弗兰,给我讲讲细胞中心吧。它到底是什么?它希望达到什么目标?

弗兰:细胞中心旨在激励下一代科学家和医生,这也是一个独特的项目,不仅因为它位于工作研究大楼内,而且因为它实际上是由科学家领导的项目,其内容来自我们80多名科学家。

细胞中心米拉:那内容到底是什么呢?那么,科学家们是怎么想的呢?

弗兰:最重要的信息是,你的身体是由数百万个微小的细胞组成的。当你真实存在的时候,你的细胞出了问题,这栋楼里和世界各地的科学家们都在试图找到让细胞恢复正常的方法,让你变得更好。

米拉:你觉得这个中心的目标是什么呢?因为它位于陶尔哈姆莱茨,这里不一定是最富裕的地区。所以,这是它的主要目标之一,不是吗?

弗兰:是的。这是关于提高教育的社会抱负。这是对陶尔哈姆雷特的孩子们说:“你们值得拥有。”这是一个非常地方性的项目。到目前为止,我们已经让8000名当地儿童参与到项目的每个阶段的评估中,但我们的网站也具有全球影响力,因为我们的网站已经有来自140个不同国家的1000多万次点击,而且我们的网站上也有许多游戏。但是,就豆荚本身而言,它是为了吸引我们当地的年轻人,激发他们对科学的兴趣,并与他们进行对话。

米拉:那么典型的访问包括什么呢?

弗兰:免费的。预订是在网上进行的,因为这是一种天文馆式的体验。当孩子们进来的时候,他们向下看了看研究实验室,然后进入了豆荚。然后是一个关于细胞和细胞生物学的视听序列,然后在豆荚的中间,灯光变化,这个叫做细胞核的神奇结构打开,在里面,你会发现关于细胞和细胞生物学的游戏。

米拉-现在,我只是在细胞中心里闲逛,这个pod已经开放了各种各样的互动游戏,我和来自Petchley学院的Esmee在一起。你好,Esmee . .

埃斯米-你好。

Meera -你在学校通常对科学感兴趣吗?或者这对你的学习有帮助吗?

Esmee -我喜欢科学,但我更喜欢更实用的科学,它能帮助我学习。所以,我认为这很有帮助。我的意思是,这真的很有趣,在实验室里,你可以看到真正的科学家工作。这让我们有了新的视角。

在细胞的内部中心米拉:我们已经听到了该中心的目标,以及一位参观该中心的学生的意见。但它真的能教育游客吗?菲奥娜·哈德斯-史密斯是佩奇利学院的副校长。菲奥娜,你觉得这个中心怎么样?

菲奥娜:我认为最重要的事情是这里正在进行的一系列互动游戏。它的互动性非常强,学生们在课堂上学到的所有东西,他们都可以在课堂外实际使用,并看到它在实践中发挥作用。尤其是当学生们看到科学家在楼下工作时,他们意识到科学家有真正的工作,而不仅仅是我作为老师在课堂上教的东西。

米拉:那么你会说这里的游戏和活动真的与他们在教室里所做的相匹配,所以它们与课程相匹配吗?

菲奥娜:它们确实与课程相匹配,我四处看了看,非常有趣的是,关键阶段3和关键阶段4提出的许多挑战在这里都得到了精确的解决,尤其是现代科学,现代医学治疗。看看癌症,看看基因是如何遗传的,看看基因特征是如何从一代传给下一代的。很高兴看到你现在正在和一位真正的科学家交谈他说耳聋的基因是代代相传的。虽然我可能是在课堂上教的,但他们实际上可以看到它在这里发挥作用,这绝对是聪明的。

米拉-今天的发布会由《蓝色彼得》的主持人海伦·斯凯尔顿主持。你好,海伦。

海伦-你好。

戴安娜:海伦,你对这里的细胞中心有什么看法?

海伦:嗯,我被邀请一起去,老实说,当我走进来的时候,我只是站在那里,我想,“哇!这太酷了。”我必须握住我的手,老实说,如果你对我说,“海伦,我们去看看科学实验室吧,”我会想,“嗯。我宁愿不要。听起来有点无聊。”但这不是那样的。里面有很多游戏,里面有很多真实的人体器官,你可以用鼻子摸到这些器官,我认为这让它变得生动起来,对我来说,科学在学校里一直是一门无聊的学科,但这当然不是一次无聊的经历。

米拉:你怎么看挂在圣巴茨实验室上空的这幅画,你认为这能让人们看到科学家是做什么的吗?

海伦:对,我当然喜欢,因为我认为去博物馆很容易,而且那里的东西离你有点远。但实际上,你所看到的一切就发生在你的脚下。可悲的是,每个人都可能与癌症或艾滋病毒或其他疾病有关,事实上,有人在他们的脚下工作,与这些疾病作斗争,这真的很了不起。

冰箱能不能更有效率地发电?

彼得-你好。嗯,我的问题相当复杂,所以你得耐心听我说。我们从冰箱开始。现在,冰箱,实际上,你得到的好处比你投入的能量要多。从某种意义上说,你投入一定量的电力,把热量从热的地方转移到冷的地方,或者把热量从冷的地方抽走。你可以在你输入的能量中抽出更多的热量。所以,你有一种反向效率,你可以移动几次,可能,我不知道三到四次。我不知道确切的数字。能量反应了进来。戴夫:这取决于你的温度——冰箱工作的温度差异。彼得:是的,所以你实际移动的热量比你输入的能量要多。 Now given that, can't we do the same thing in reverse and use the fact that we've created a heat differential to power a heat engine to generate the electricity back again. And now, one or two things will happen. Either will get more electricity out than we should in a sense that we've got an efficiency which is greater than the factor. For an example, let me say, if we pump in four times as much heat and to convert the heat back to electricity, we need only 25% efficiency or better to actually win in the game.Chris - So, this is worth making tons of free electricity just by running your fridge for cooling your beer down, Dave.Dave - Okay, so basically you're asking if a fridge can pump far more heat than the energy you put in, that's definitely true. In fact, if it's pumping for very small temperature difference it can pump 100 times more heat than the energy you put in. Can you make a heat - temperature difference with that and then use that temperature difference in order to generate electricity? We can use that temperature difference to generate electricity, we do use temperature differences to generate electricity all the time. Essentially by using a heat engine - something like a car engine is a heat engine. And basically they can produce high quality electrical energy by moving heat from a hot place to a cold place. But a fridge is essentially just a heat engine running backwards and again with a normal heat engine the amount of energy you can get out compared to amount of heat you can move is to do with the difference between the two temperatures. The bigger the difference in two temperatures, the more efficient it is. And so you'll never, ever going to get more energy out by going around to the circle like this.Chris - You'll just be violating the laws of physics basically, it's just not going to happen. Dave - Yeah, there's a really, really fundamental law of physics. Which essentially says you can't generate useful energy from nothing and this would violate it completely.Chris - It's an analogous question to, if I have a propeller on my car as I drove along, could I connect that to some kind of generator. And then power the car with the generator, it's kind of getting a free lunch isn't it? And it just doesn't happen, energetically speaking it's just not going to happen.Dave - Yeah, and I think actually with this one it would be far, far worse than, it would work far less well than that.

为什么用瓷杯喝茶味道更好?

克里斯:我想说,这是安慰剂效应,你说呢?我认为这只是因为你下意识地认为它更好,因为它是玻璃的。戴安娜:是的,我断断续续当了六年的学生,我想过一段时间后,它的味道还是一样的。戴夫:你从一顿饭中获得的很多体验都与周围环境有关,这就是为什么餐馆花那么多钱在房间里摆放漂亮的东西,而不仅仅是食物。

烟草植物

和植物说话能让它们长得更快吗?

克里斯:答案可能是否定的。但是我做了一些调查,事实上我们在几年前报道过一个关于裸科学家的故事,由韩国的科学家(参考文献是Meh Jong Jong)发表在分子育种杂金宝搏app最新下载志上。

他们所做的是,出于某种原因,他们没有在论文中说明原因,他们给不同的植物播放了古典音乐。

他们尝试了14种不同类型的古典音乐,看看这对植物生长有什么影响。毫不奇怪,这些植物根本没有反应。所以他们认为这可能是一种混合的音调,也许植物对一个范围或一组特定的音调很敏感。于是,他们开始在植物上播放特定频率的声音,并监测基因表达。

所以他们会把植物磨碎,看看在一段时间内,哪些基因在对音调的呈现做出反应时被关闭或打开。当他们以50赫兹的频率播放某些植物时,一系列基因下降,关闭。

当他们给同一种植物播放150赫兹、125赫兹或250赫兹的声音时,相同的基因增加了它们的活性。

当它们使用分子机制时,基因序列的片段打开或关闭这些基因,并将它们与另一个基因连接起来,使细胞改变颜色,这被称为“报告基因”;他们可以通过对植物播放特定的声音,让这些植物改变颜色,这表明植物对声音很敏感,所以也许在谷物的例子中,我们知道它们有耳朵,所以也许它们对声音很敏感!

因此,也许说你应该对他们说话是有道理的。我认为更有可能的是,当你和植物交谈时,你呼出的二氧化碳会产生比频率范围更大的影响。但也许布洛克的声音频率更低,会比女性的声音有更好的效果,我不知道。

戴安娜:那么,查尔斯王子是对的?

克里斯-也许查尔斯王子是对的,也许。

戴夫:植物对振动敏感吗?因为当风吹过它们时,它们会振动,如果有风,它们就会想要有各种不同的设置,而如果没有风……

克里斯-是的,植物肯定会对移动做出反应。因为它们意识到这使它们弯曲,因此它们需要加强,因此它们储存更多与生长相关的产物,然后它们在茎的另一边打开与生长相关的基因到它们弯曲的那一边。所以它们的力量来自弯曲的方向。换句话说,它使这一边更硬。这就是为什么树木看起来有点弯曲,但尽管有海风或其他什么,它们仍然站着。这就是原因。

为什么行星不像恒星那样被引力压缩?

戴夫:嗯,是的。恒星,实际上并不是核聚变直接支撑着恒星。实际上是它们的温度。如果你有气体,它越热,它施加的压力就越大,它推出的力就越大。所以恒星基本上是有支撑的,它们基本上是由非常非常热的气体组成的,等离子体是由它们的温度支撑的。如果恒星变热它会膨胀,冷却它会收缩。行星不需要这样支撑,行星是由固体组成的,它们基本上是由原子和分子之间的排斥力支撑的,就像桌子被支撑着或者你被支撑着一样。所以它们不够大,不需要温度来支撑它们,基本上只有分子和原子足够强大。克里斯:因为像木星这样的行星就在我们所说的褐矮星的临界点附近,不是吗?它们是失败的恒星,它们的体积不够大,不足以挤压自己,从而引发聚变。戴夫:是的,小恒星也可以通过分子强度来支撑。

为什么洗衣棉总是蓝色的?

戴安娜:这是个好问题。现在,Karl Kruszelnicki博士在这方面做了一些工作,他确实因为他的绒毛研究获得了诺贝尔奖。但他说,肚脐绒毛和洗衣棉实际上是你衣服所有颜色的平均值。所以所有从衣服上掉下来的东西,即使是白色的衣服,最后都会变成有点灰,有点蓝,很可怕的颜色。如果你想一下即使你有很多黑色衣服,我敢肯定大多数人至少会有一件黑色衣服,它们会逐渐褪成灰色,而那些部分更容易分解脱落,变成绒毛。戴夫:不总是蓝色的。有一次,我从地板上洗掉了一块浴室垫子,它已经是蓬松的鲜红色了。它完全脱落了,它堵塞了整个洗衣机,从里面出来的棉绒肯定是红色的。克里斯:还有一些额外的信息,你们可能想知道,也可能不想知道卡尔博士的研究,他实际上邀请了他们的肚脐绒毛,看看那是什么颜色。我想结果是一样的,不是吗?戴安娜:是的,那些卑鄙的人告诉他永远不要再研究这个了。

枕头、床单和床单

床单能让荧光灯泡发光?

戴夫-不,这很正常。事实上我们做到了厨房科学实验几年前在这个问题上。

基本上,聚酯是一种很容易充电的聚合物。所以,如果你用它摩擦你的头发或其他材料,当它接触到材料时,电子会慢慢地转移到它身上(或者转移到它身上,我不确定聚酯是哪种方式),所以它会获得电荷。

这意味着如果你把它移到荧光灯管附近——荧光灯管基本上是一个中空的管,里面有一些非常低压的汞气体——一些汞气体会被电离:它会失去电子。如果你移动一个带电荷的物体,其中一些离子会靠近或远离这个带电荷的物体,这意味着它们会加速,撞到其他的汞原子,把电子也撞到它们身上。然后你会得到一个级联效应,有一点电流从一个方向流过管子。当你把它拿走的时候,它又会流回来,这将把能量传递给汞原子。其中一些会以紫外线的形式释放出来。

这将击中管内的白色涂层,这将发出可见光,你可以看到这个闪光。

克里斯-所以你的床上没有放射性物质,那就没事了,你没事了!

为什么我们不能获得对普通感冒的免疫力?

克里斯-我希望我知道答案。其实就是一些简单的数字。这有两个原因。一种是免疫,你的免疫系统首先要看到它。所以你必须感染这种东西,这样你才能学会在未来中和它。如果只有一种病毒,那就很简单了,但实际上有数百种。如果你看看鼻病毒家族,它是引起普通感冒的原因,在一年的大部分时间里,大约有一百种这样的病毒。如果你看看肠道病毒家族,大约有一百种。腺病毒有50或40种,其中许多会引起上呼吸道和眼睛感染。还有冠状病毒,副流感病毒,流感病毒更糟糕的是,这些病毒也会变异。 So not only are there hundreds of them around for you to get your immune system's head around but also they are moving target. They are changing their molecular appearance, so even if you have learned to recognize it, there's no guarantee that you'll recognize it again the next time. And given that there are all these hundreds of viruses and the average person gets about two or three colds per year, that's three life times worth of cold infections before you've actually got any chance of being immune to all of them, by which time they probably have changed.So, I don't think there's really any prospect of ever being able to cure the common cold with the exception that what scientist including Steven Legit who is a researcher of University of Maryland had done, is they've sequenced genetically all of the rhinoviruses so far. And they know how they divide up to a little subfamilies and it might be that if you a made a vaccine based around some members of some of those subfamilies, then every time you immunize someone who gets one of the subfamilies you are protected against all the other members of that family. So you could make a vaccine but it would have probably be based around lots and lots a different members and probably be unfeasible. Who knows, let's hope though that we come up with some kind of common cold cure soon because since you have children you're into a whole different ball game.

56:48 -植物有免疫力吗?

动物有奇妙而复杂的免疫系统,有抗体、补体、t细胞……但是植物呢?

植物有免疫力吗?

剑桥大学植物与科学系的约翰·卡尔:大多数微生物,如细菌、真菌和病毒,都不能感染植物。但有些通过进化,已经获得了打破最初的感染屏障的能力,比如细胞壁等等,这些会导致疾病。现在作为回应,植物已经进化出了对特定类型的病原体做出反应和识别的能力。所以,这就是为什么有些植物有抗性基因,这是一种遗传机制,使它们能够传递抵抗特定疾病的能力。当这种情况发生时,你可能会发现最初被病毒、细菌或真菌感染的细胞实际上是自杀。这是一种制造对抗病原体的焦土的方法,也是一种制造信号的方法,很多有趣的化学物质漂浮在植物组织中。有时植物会产生水杨酸,它是阿司匹林的母体化合物,是一种非常非常强大的抗性诱导剂。所以如果植物产生水杨酸,它们就能更好地抵抗第一个攻击它们的病原体它们也能抵抗很多其他类型的病原体。所以水杨酸本身,类似阿司匹林的化合物可以产生一种叫做水杨酸甲酯的物质,这种物质可以漂浮到其他植物上影响其他植物,使它们变得更有抵抗力。Jonathan Jones,塞恩斯伯里实验室,诺维奇:Jonathan -嗨,我是Jonathan Jones。我在诺维奇的塞恩斯伯里实验室工作。 Humans have two kinds of immune system, they've got the innate immune system, which recognize molecules that pathogens can help making like flagellum of bacteria for example. And they've got the adaptive immune system which involves antibodies and that's what is triggered when you immunize against viruses for example. Plants and many others sort of less sophisticated organisms have only an innate immune system. They can recognize molecules and pathogens and activate defense. The defense components involve making a sort of bleach - an active oxygen cocktail that inhibits microbes and can culminate in cell death. They also in plants make a lot of anti-microbial proteins that inhibit growth of microbes but also many pathogens squirt proteins into plants cells, to shut down that immune system. And then there's another immune system involving proteins inside the plant cell that recognizes when these molecules show up inside the plant cell and activate defense.

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