音乐之声

十一月十二日

本周,我们将与剑桥大学的数学家蒂姆·高尔斯和开放大学的罗宾·威尔逊一起探索声音的科学,包括音乐的数学和爵士乐的几何。我们还了解了为什么氦气会让你的声音变得吱吱作响,我们通过在音频线中使用他的声音来抓住骗子,Kirsty MacDougall解释了口音的来源。

在这一集里

以眼还眼

研究人员首次成功修复了受损的视网膜。这项技术恢复了老鼠的视力,这些老鼠经过基因编程,可以模仿人类各种形式的视力丧失。在本周出版的《自然》杂志上,伦敦大学学院的雷切尔·皮尔森、简·索登及其同事从一只供体动物发育中的视网膜上收集细胞,并将其注射到成年受体体内。通过给供体细胞贴上一种从水母中借来的发光的绿色蛋白质的标签,研究人员能够绘制出注射细胞的进展图。三周后,它们迁移到视网膜上一个叫做外核层的区域,变成了光感受器,即把光转化为大脑可以理解的电信号的杆状细胞。用一束光照射眼睛,瞳孔就会收缩,证明新细胞已经正确地连接起来了。另一只眼睛,作为对照,没有修复,对光没有反应,这证明了注射的细胞一定是造成这种效果的原因。其他研究人员此前曾试图利用干细胞实现这一壮举,但没有成功;这项研究的关键突破是供体细胞的收获时间,也就是杆状体开始形成的时候。这些细胞似乎直觉地知道如何在正确的位置将自己整合到视网膜中。 "This study proves, for the first time, that repair of the mammalian retina is possible. Now we just need to find a way to produce the cells needed to do it", says study author Jane Sowden.

大脑包装制造记忆

人类的大脑是一个不可思议的东西,它使我们能够非常详细地回忆过去的事件。但有时人们只记得经历的一部分,而他们可以完美地回忆起不同事件的所有细节。现在,加州大学的研究人员可能已经找到了解释这一现象的线索。该团队一直在使用一种称为功能性核磁共振扫描的技术来观察大脑的不同区域在某些任务中是如何被使用的,比如记忆事物。这种类型的脑部扫描使科学家能够实时发现大脑中的活动区域。科学家们对23人进行了测试,他们在扫描机时给了他们一张单词列表。这些字的颜色不同,出现在电脑屏幕上的不同区域。之后,研究人员再次向这些人展示这些单词,并与新单词混合在一起,询问他们记得哪些单词,以及他们是否能回忆起单词的颜色和位置。研究小组发现,如果人们记得单词的颜色,那么当他们第一次看到这些单词时,他们大脑中与颜色识别相关的部分就会活跃起来。同样的事情也发生在单词在屏幕上的位置上——如果人们在学习单词时大脑的空间意识部分活跃,他们就能记住单词。 But the team found that if people remembered the word, the colour and the location, then an extra bit of their brain had been active when they were learning. This region is known as the intra-parietal sulcus, and it looks like it's responsible for linking together all the aspects of the memory. The results suggest that in order to remember all the details about something, this extra brain region has to be active to bind all the memories together. In fact, people who have brain damage in this region find it hard to remember different aspects of things. The lead researcher, Michael Rugg, says the results mean that you can't get out of memory what you don't put into it. Basically, this means it's not possible to recall things later on if you don't remember them in the right way at the time. But unfortunately the team don't have any good suggestions as to how to improve your memory.

为什么人类像海胆

根据休斯顿贝勒医学院的最新研究结果,你可能觉得自己不太像加州紫海胆,但你比你想象的更像紫海胆。那里的研究人员已经破译了海胆基因组中全部8.14亿个DNA字母,揭示了23000多个基因。那么为什么海胆如此有趣呢?它们被认为和人类有着共同的祖先。我说的不是你奶奶,而是一种生活在5.4亿年前的海洋生物。这个祖先导致了一群叫做后口动物的动物——包括人类和所有其他脊椎动物(有脊椎的生物)。研究人员发现,海胆与人类的大部分基因家族相同,尽管我们每个家族都有更多的基因。最有趣的是,海胆拥有对人类视觉和听觉很重要的感觉蛋白基因。但海胆没有眼睛和耳朵,而是在一个管状的附属物上有传感器。项目负责人之一埃里卡·索德格伦(Erica Sodergren)说,海胆提醒我们地球上所有生命的潜在统一性。 It's a similar set of genes and proteins being used in different ways by different creatures to create the huge diversity of living forms on our planet.

分析声音和口音
与剑桥大学的Kirsty McDougall合作

克里斯-你的声音是什么,它是如何工作的?

当我们发出一个元音时,我们的声音有点像一个乐器,我们的嘴和喉咙(声道)就像一个共鸣器。肺部的空气使声带快速振动,声道会强调某些频率,有点像长笛或单簧管的声音。

克里斯:你有一点鼻音,意思是……下。你听起来有点不一样,为什么?

不同的语言群体对于语言的声音应该是什么以及如何实现这些声音已经达成了不同的目标。比较英国口音和澳大利亚口音,元音的发音是不同的,例如park中的a音是不同的。我用嘴发出这个音,把嘴抬高一点,再多一点鼻音。

克里斯-这都是后天习得的,不是吗?

Kirsty -是的,这是社区同意的,你从小就学会了你的口音。

克里斯——我可以开始学澳大利亚口音了……喂!伴侣……但是Rory Bremner在这方面做得很出色,听起来像tony blair等等。所以当我试着模仿你的声音时我该怎么做?就像改变你的口音吗?

在一个语言社区里,这并不是真正的采用一种口音,而是复制更多的个人习惯,如果你想改变你的口音,你就是在试图改变你的语言目标。Austrailians。

克里斯-凯特带来了一些乐器。你要用这些来说明男人和女人声音的区别。

Kirsty -我们将展示短女性声道和短男性声道共振的区别。

凯特,我有一支降B单簧管,听起来是这样的……

凯特:还有一个低音单簧管,听起来像这样……更深

Kat -所以这是相同的音色,但是大的声音要深得多。

克里斯——这就像是男声和女声的区别吗?

Kat -从某种意义上说,女性的声道比男性的短,但是不同的元音发音涉及到用舌头和嘴唇改变共振器的形状,而不是改变它的长度。

克里斯-这是否意味着真正优秀的歌手有正确的头部结构来发出真正最好的共鸣?

凯特:这与头部解剖和这些人多年来发展起来的控制能力有关。

克里斯-你会怎么分析声音?

Kirsty -这是指目击者在犯罪现场听到一个声音,并认为他们可以再次认出它。有点像识别线。

克里斯:我们可以用电脑来做吗?因为压力会扭曲人的记忆。

这类证据只在非常有限的情况下使用,证人接触到的声音应该是合理的。

克里斯:你如何使用电脑来帮助识别?

Kat:在法医的情况下,当你有一个声音的录音时,你可以使用计算机对录音进行分析,这通常是一个不同的情况,因为当你受到攻击时,你很少有录音机在运行。

声音中最容易辨认的部分是什么?

这对我们来说是一个大问题,实际上我们花更多的时间指出语音识别的问题,而不是制造它们。没有100%可靠的技术可以通过录音来识别人。我们只是把一系列的指标放在一起。

-音阶与音乐数学

数学、音乐等等……

音阶与音乐数学
蒂姆·高尔斯,剑桥大学

凯特-我们想找出数学和音乐的问题。你能给我们讲讲音乐的基础知识吗?什么是音阶,什么是音符,它们是如何组合在一起的?

Tim -音阶是指任何以小阶上升的音符序列。可以是大调音阶,也可以是小调音阶。

小音阶有什么不同?

蒂姆:出于某种我无法解释的原因,大调似乎能让你感到快乐,而小调却不能。

凯特:大调音阶听起来是快乐的,小调音阶听起来是悲伤的,在所有文化中都是这样吗?还是只有我们剑桥人这样?

蒂姆:这将是一个有趣的实验,应该做,可能已经做了,但我不知道。

Kat:在西方古典音乐中,我们有一个非常明确的大调或小调音阶,在其他文化中也是这样吗?

Tim -即使在西方音乐中,爵士乐也使用没有大调或小调的音阶。

这些是模态的,不是吗?

有些是模态的,有些更复杂。在爵士乐中,这是减音阶。一些古典音乐家称之为八度音阶。你通过一个半音和一个音的交替上升来完成它。它听起来很奇怪,因为里面有很多被称为减五度的和弦,听起来很奇怪。这是有数学原因的。两个频率之间的比值都不接近于整数。

Chris -所以我们喜欢音符是彼此频率的整数比?

蒂姆:是的。例如,两个音程相差一个八度的音符在一起听起来很好听,其中一个的频率恰好是另一个的两倍。事实上,2:1的比例似乎让我们觉得它是一样的。

如果你弹两个音符,一个半音分开,我听起来很可怕。随着时间的推移,被认为是可怕的东西发生了变化吗?

蒂姆:变化很大。很久以前,人们甚至发现以大调三度为基础的音乐是不和谐的,而所有的音乐都是以五度和八度为基础的。

克里斯-你是剑桥大学的数学教授。这是你的爱好还是你研究的一部分?

蒂姆:这绝对不是我研究的一部分,因为我认为音乐中涉及的数学并不是很复杂。所以我想说,我是一名数学家,这意味着我有一种看待音乐的方式。

有人说数学的人更擅长音乐,反之亦然。

蒂姆:我想说数学和音乐都是处理抽象的概念;所以这就好比说,擅长足球和板球是同时存在的吗?在某些方面是可以的,如果你擅长其中一项,那么你的协调能力可能还算不错,但这并不一定是必然的。

-数学和音乐是如何携手并进的

为什么数学和音乐能引起共鸣

数学和音乐是如何携手并进的
与开放大学的罗宾·威尔逊合作

克里斯:跟我们谈谈你的工作,以及为什么数学和音乐是紧密联系在一起的。

罗宾:我是一名职业数学家,我对数学历史感兴趣,但从我还是个孩子的时候起,我就对音乐感兴趣。我是一名竖笛手和歌手。近年来,我对音乐的数学基础越来越感兴趣;在音阶、和弦和音乐结构上。相当多的音乐都有数学结构,在作曲家如何从思想中构建一段音乐。

我们的音乐和音阶有十二个音符。它们是如何构建的?

我们的音阶是由半音构成的。每上升一个八度,就上升12个,频率就会翻倍。还有其他文化使用不同数量的音符。巴拉尼斯伽马兰管弦乐队以七个音符的音阶为基础;一些中国音阶在八度中有53个音符;一个有趣的比例是31。八度中有这么多音符的原因是你可以得到非常精确的三度,四度和五度。

Kat -这是一段基于31音符音阶的叫做Organum的音乐。西方音乐以十二音符系统为基础有多久了?

罗宾:十二音符已经存在很长时间了。古希腊人对寻找比率非常感兴趣。如果你有一个八度音程,比例是2:1,完美的五度音程是3:2等等。直到大约13世纪,大部分音乐都使用八度,四度和五度,还有其他音程,比如三度和六度。事实证明,在一个键上它是有效的,但在其他键上它听起来是错误的。这就是平等脾气量表被引入的时候,所以你可以用任何你喜欢的键来演奏。

凯特-我记得当他们学习钢琴调音时,我听过巴赫的《良律克拉维尔》。

Robin:肯定是在那个时候,有很多不同的调音在进行,但不确定巴赫是用哪一种调音来写的。但调律键琴的理念是让你可以用所有24个键来演奏音乐;大调和小调。

-太阳耀斑与全球温度变化

金宝搏app最新下载裸体科学家采访了切尔西·沃尔德和鲍勃·赫森

太阳耀斑与全球温度变化
切尔西·沃尔德和鲍勃·赫森

Jan -我们发现了大约250万年的周期和大约100万年的周期,这些相同的频率描述了地球轨道和倾斜的变化,这让我们认为可能存在联系。

切尔西-范达姆说,地球轨道和倾斜的这些变化可能造成了全球变冷的时期,这反过来又会导致一些哺乳动物灭绝,而另一些则繁盛。

科学家发现,强大的太阳耀斑可能导致一些GPS接收器失灵,包括飞机导航用的GPS接收器。康奈尔大学的工程师保罗·金勒说,幸运的是,他们现在发现了这个问题,而此时太阳正处于11年周期中活动的最低点。

Paul - GPS主要是在太阳活动极小期进入我们的技术基础设施。下一个高峰将在2011年左右出现,预计比之前的高峰更为强烈。公布这些结果的原因是让人们知道,尽管他们已经习惯了GPS不受太阳天气的影响,但几年后它将受到影响。

鲍勃-金勒解释说,伴随强烈太阳耀斑的无线电波恰好与GPS工作的频率相同。金勒说,现在航空当局知道了这一点,他们正在制定备用计划来处理这个问题。除了正常的天气延误外,乘客可能还要面对空间问题。让金勒担心的是,其他组织可能没有后备方案可以依靠。

保罗- GPS以许多人不知道的方式与我们的电网结合在一起。例如,美国电网使用GPS信号与互联网的许多部分同步,一些安全的金融交易使用GPS接收器来确保交易是有效的。

Bob -他说,GPS只是一个例子,说明在出现意想不到的困难时,应该谨慎地接受新技术。

给女人的头发涂染发剂

你的头发为什么随着年龄的增长而变白?

为什么你的头发随着年龄的增长而变白?

为什么你的头发随着年龄的增长而变白?

头发是由角蛋白组成的,这种蛋白质和指甲是一样的,指甲是白色的。在你的头上有一组专门制造角蛋白的细胞,在它们附近还有一种叫做黑素细胞的细胞,这种细胞产生一种叫做黑色素的深棕色的黑色色素(它的作用是吸收紫外线并保护皮肤),很多这些制造角蛋白的细胞被压扁,涂上色素,通过一个叫做毛囊的喷嘴喷射出来,形成头发。有时,由于一些尚不清楚的原因,这些黑素细胞似乎会燃烧殆尽,使头发保持自然的白色。白头发实际上是正常的深色头发和白色头发的混合物,如果你站在远处,白色头发看起来是灰色的。

蚊子不吃我的时候在吃什么?

蚊子不吃我的时候在吃什么?

蚊子不吃我的时候在吃什么?

只有雌蚊子才会喝你的血,它们需要这种蛋白质来产卵。雄蚊和雌蚊其余时间只吃花蜜。消灭蚊子是非常困难的,因为它们对从哪种动物身上吸血并不十分挑剔。然而毒箭蛙可以反击。它是剧毒的,当蚊子喝了它的血,它们很快就会死亡。

为什么泡泡总是圆的?

为什么泡泡总是圆的?

为什么泡泡总是圆的?

你可能听说过表面张力,这是由于水分子聚集在一起,试图减少表面上的水分子数量,而不是被其他水分子包围,它可以支撑池塘溜冰者和浮子等。现在,肥皂膜中的水也在试图缩小它的面积,由于气泡中有固定数量的空气,并且其体积表面积最小的形状是球形的,因此气泡是球形的。

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