最新研究發現，人在不熟悉的環境睡眠的時候，大腦只有一半能夠休息好，另一半則處在警惕狀態。
美國公共廣播電台（NPR）引述布朗大學認知、語言和心理學副教授佐佐木勇香（Yuka Sasaki）說，在這樣的情況下“大腦左邊似乎比右邊更加清醒”。
週四（4月21日）發表在《當代生物學》期刊的研究幫助解釋為什麼人在新地方睡眠之後會容易覺得累。
這顯示人與鳥類和海洋哺乳動物有共同之處。這些動物經常性地一半大腦睡眠時另一半處於戒備狀態。
該報導說，睡眠研究人員在數十年前在睡眠實驗室做研究時就發現了“第一夜影響”。
第一夜睡眠情況通常非常差，以致研究人員扔掉所收集的數據。
佐佐木勇香的團隊研究了35名布朗大學學生的大腦慢波活動後發現，在睡眠實驗室的第一夜，大腦右側一些部分的慢波活動比左側對應的部分更多。
在第一夜之後，這種區別就消失了。
美國公共廣播電台引述德國馬克斯普朗克學會負責人尼爾斯·羅登伯格（Niels Rattenborg）表示，人類僅讓一半大腦休息的現象此前從未被論證，很多動物會這樣做。
他幾年前曾經以鴨子做實驗，當時發現，如果身邊都有其它鴨子，那麼它們會完全睡去，雙目合閉。而在一排鴨子中靠邊的那隻鴨子卻只有一半的大腦休息，一隻眼睛似乎在警惕靠近的捕食者。
羅登伯格說，捕食者在今天不是什麼問題，但是人類大腦是在黑夜很危險的時期形成的。
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你坐在椅子上時喜歡用什麼姿勢？許多人喜歡蹺二郎腿，即把一條腿交叉放在另一條腿上。在上世紀80年代，這甚至成為英國喜劇演員Kenny Everett的標誌性動作——隨意地交叉雙腿、收回、再交叉，穿著裙子和高跟鞋，宣稱這是“所有可能中最棒的滋味”。
還有一些人根本不喜歡雙腿交叉，甚至以“像男人那樣敞開”而廣為人知，他們在公共場合的坐姿是雙腿大大得敞開，儘管在座位兩側很擁擠的情況下依舊如此。
1999年，這些人在美國還發起了一場名叫“解放雙腿的偉大一天”的奇怪活動。在這天，一家膳食供給公司鼓勵人們一整天都通過拒絕二郎腿來保持身體健康。
但是，避免雙腿交叉真的更健康嗎？可能不止一個人告訴過你，翹起二郎腿可能會引起血壓升高、靜脈曲張和神經損傷等損傷，但上面的每一條都值得好好驗證驗證。
當然，如果你長時間保持這種坐姿，腿腳的確有時會發麻。這是因為交叉雙腿會壓迫膝蓋後面的腓總神經，這會讓你產生放低腿和腳的意識，但是即便你這樣坐到腿腳發麻，這也只是暫時性的。
然而，保持一個特定的坐姿不變長達數小時的話會導致一種叫做腓總神經麻痺的情況，這種情況下你將不能抬起你的腳掌和腳趾，也就是“足下垂”症狀。
然而韓國的一個研究團隊在進行這方面試驗的過程中卻發現，一直保持一條腿交叉放在另一條腿上來坐著幾乎是不可能的，而雙腿盤起來坐在地板上卻可以。
在現實中，長期的肢體麻木不太可能是交叉雙腿引起的後果，因為一旦我們對坐姿感到不舒服時我們往往會挪挪屁股，換另一種姿勢。
那麼對血壓的影響呢？當你檢查血壓時，醫生或護士會讓你盡量放鬆胳膊，不要交叉腿並把腳平放在地面上。這或許是為了避免交叉雙腿時引起的身體傾斜影響到血壓值。
到2010年為止，有七個研究團隊證實了交叉雙腿會導致血壓升高，而還有一個團隊卻聲明交叉雙腿不會對血壓產生任何影響。然而這些研究團隊的實驗大部分是小型的，並且研究結果僅僅依靠一次血壓的讀數。
在伊斯坦布爾的一個高血壓診所裡進行了一次較大規模的研究。那裡的研究人員記錄了多次雙腿交叉和非交叉情況的血壓讀數。
雙腿交叉時血壓的確會升高，然而更關鍵的是，在恢復正常坐姿後的僅僅三分鐘，準備開始重複試驗時，血壓又升到了之前的水平。
有時坐姿引起的血壓升高值已經達到了可以被認定為需要接受治療的高血壓水平。
為什麼雙腿交叉可能導致血壓暫時上升呢？目前可以用兩種最可能的機制來解釋。
一種解釋是，當把一個膝蓋交叉放在另一個上時，會做出把膝蓋抬高至胸部這樣的動作，從而增加了心臟的供血負擔，這樣就引起了血壓的上升。
另一種解釋是，血壓上升是由於腿部肌肉的等長收縮運動（要保持一定的體位，某些肌肉就必須做等長收縮，如做蹲起動作時，肩帶和軀幹的肌肉發生等長收縮以保證軀幹的垂直姿勢）增加了血管中血流的阻力。這或許可以解釋為什麼交叉腳踝不會引起血壓升高。
為了證實這些解釋中哪個可能性最大，在荷蘭奈梅亨進行的一項研究採取了一定數量的生理測 試方法。這支團隊發現當雙腿交叉時，心率會變低，血管中血液的流動阻力不會增加，但是離開心臟的血液量卻增加了，說明了血壓的升高是由於交叉雙腿把血液推向了心臟。
因此，交叉腿會導致血壓暫時上升，但沒有任何證據可以證明這樣會產生長期的危害和影響，不過有一個例外。患有血栓的高危人群最好不要長時間交叉雙腿，因為對他們來說，血液的流動被阻礙後會增加形成深靜脈血栓的風險。
但是，儘管長時間的交叉雙腿不會讓你患上高血壓，那麼會不會讓你患上靜脈曲張呢？為什麼一些人患有這種疾病而其他人卻沒有呢？這始終是一個謎。
血管中通常存在著一些細小的瓣膜，它們防止血液反方向的流動，當這些瓣膜被拉伸和削弱後血液就會隨意流動，導致靜脈的拉伸，我們稱之為靜脈曲張。
雙腿交並沒有被證實是引起靜脈曲張的關鍵因素，不論你是否患有靜脈曲張，至少有一部分都是要歸結於遺傳因素的。
因此，如果靜脈、血壓和神經都不會受到長期雙腿交叉的影響，那麼對我們的關節有沒有影響呢？
一項研究發現，一些人每天都要雙腿交叉坐三個多小時，他們多有駝背和肩膀不直的傾向，但研究依賴於人們對他們採用這種坐姿時長的估算。比如當我寫這篇文章的時候，我坐在我的辦公桌前，很巧的是我現在就是雙腿交叉，然而我並不知道我坐在這幾個小時了。
今年最新發表的研究表明，如果在人們雙腿交叉時被人強制要求坐直時，坐姿的問題就會被解決。當然，當沒有實驗人員站在你身旁提醒時又是另一回事了。
順便說一句，習慣把右腿交叉放在左腿上人數是把左腿放在右腿上的兩倍之多。
如果僅僅因為你因為喜歡交叉腿就被認為是個懶散的人，你肯定會不高興，不過你可能會支持一個鹿特丹大學醫學中心發起的奇怪研究，這個研究聲稱雙腿交叉會給人帶來好處。
研究人員對年輕男性和女性進行測試，讓他們分別採用一條腿伸直、雙腿交叉、同時交叉雙腿和腳踝等坐姿。然後他們模擬各個姿勢骨盆的精確角度，使他們能夠準確測量我們在雙腿交叉時的肌肉狀態。
他們發現在膝蓋處交叉雙腿和不交叉相比，在髖關節後面活動的梨狀肌伸長了11%，而站立時的這一比值是21% 。研究人員認為，雙腿交叉增加了骨盆關節的穩定性，類似於放鬆腹部肌肉的效果。
因此，如果你喜歡Kenny Everett交叉腿的風格，那麼你不用擔心，這不會對你造成任何傷害，你可以一直保持雙腿交叉直到他們變得麻木，而且當與別人在公共汽車或火車上相鄰而坐時，你會發現你會比敞腿坐的人更受歡迎。
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俗話說“早飯要吃好，午飯要吃飽，晚飯要吃少”，足以凸顯早飯在一日三餐中的重要地位。
現在這句話首次被科學研究所證明，不吃早飯將有致命危害。
日本研究人員發現，與每天都吃早飯的人相比，幾乎不吃早飯的人腦出血的風險要高36%。
日本大阪大學和日本國立癌症研究中心的研究小組經過大規模跟踪調查後指出，由於不吃早飯，空腹的應激反應會導致血壓上升，從而提高了腦出血的風險。
1985年至2010年，大阪大學教授磯博康率領的研究小組對日本全國8個縣的約8.3萬名45歲至74歲的居民分別進行了約13年的跟踪調查。
其間，有1051人出現腦出血，3772人患上腦卒中，870人患上心肌梗塞等虛血性心髒病。
研究小組經過分析發現，開始調查時回答每週吃早飯少於兩次的人與每天都吃早飯的人相比，發展成腦出血的概率要高36%，而且吃早飯次數越少危險性越高。
研究小組認為，腦出血最重要的風險因子是高血壓，特別是早晨的血壓上升被認為發揮了重要作用。
如果不吃早飯，空腹導致的應激反應會使血壓上升，為此，不吃早飯的人患腦出血的風險就提高了。
此前，研究人員已知，不吃早飯，會提高肥胖、高血壓和糖尿病等的風險，不過確認會提高腦出血的風險還是世界首次。
如果你去參觀位於法國塞納河左岸的巴黎天文台，你會看見那裡的牆上有個牌子，上面寫著1676年光速第一次在這裡得到測量。
不過，這卻是一次意外的發現。那時，巴黎天文台的主管是著名的天文學家喬凡尼·卡西尼，他的一位助理、丹麥人奧勒·羅默在試著搞清楚木衛一掩星（木衛一跑到木星陰影裡的現象）發生的時間為什麼比理論計算的有延遲。
羅默與卡西尼討論後，認為可能的原因是光速是有限的（之前通常認為光速是無窮大的），使我們觀察有延遲。
羅默還粗略地計算出，光要是通過地球公轉軌道半徑這樣長的距離，得需要10-11分鐘。
不過，卡西尼認為如果原因真的是光速是有限的，那麼同樣的延遲現象應該也會出現在木星其他的衛星上，但事實上卻沒有，所以，爭議就隨之而來了。
直到1728年，英國天文學家詹姆斯·布拉德雷用其他的辦法測量了光速。布拉德雷以及許多後續的實驗已證實，羅默估計出來的光速比實際的低了約25%。
現在，我們已經知道光在真空中的速度為299792458米/秒，而且這是一個精確值，因為米的定義就是基於光速的。
為什麼光會這麼快？為什麼不更快一些，或更慢一些？換句話說，光速由什麼決定？
19世紀60年代，英國物理學家詹姆斯·麥克斯韋發現，當電場和磁場一起改變時，它們的相互作用會產生電磁波。麥克斯韋計算了一下電磁波的速度，發現它正好等於光速，這強烈地暗示光就是一種電磁波，而這種觀點隨後就被實驗所證實。
之後，另一項突破則發生在1905年。那時，阿爾伯特·愛因斯坦提出光速是宇宙中速度的上限。根據他的狹義相對論，一個物體不可能加速到超過光速。
因此，麥克斯韋和愛因斯坦告訴我們，光速實際上與許多其他的事情息息相關。
但是，上面這些理論都無法解釋什麼決定了光速。最近，一些物理學家認為，光速的秘密可能與真空本身相關。
量子漲落決定光速
量子理論出現之前，描述光的最完整的理論就是麥克斯韋的電磁理論。即使在現在，電磁理論對我們來說仍非常重要，但它產生了一個問題。
為了計算出真空中的光速，麥克斯韋需要使用兩個關於真空電磁性質的常數，分別稱之為真空介電常數和真空磁導率。它們具體為多少，需要通過實際測量來得到。
但問題是，這些常數究竟代表著什麼呢？畢竟，電和磁是由電子等帶電的基本粒子產生的，但是，如果我們談論的是真空，裡面什麼也沒有，那麼不是應該沒有任何粒子嗎？
此時，我們得用量子理論來解釋了。在量子場理論（一種高級版本的量子理論）中，真空不是真的空，而是一種狀態，是一個量子系統能量達到最低的狀態。它其實是一個很喧鬧的舞台，量子漲落會產生稍縱即逝的虛粒子。
那什麼是量子漲落呢？根據海森堡的不確定性原理，在物理測量中總是存在不確定性。經典物理學中，我們能同時精確地知道位置和動量，例如台球桌上的一個靜止的台球。但是，量子理論卻不這麼認為。
根據不確定性原理，我們總是不能同時精確地知道位置和動量，就好像台球始終有著微弱的抖動，不過這種抖動太微弱了，我們人類無法直接感覺。
而在真空中，這些抖動會使得能量（或同等的質量）發生漲落，會不斷地產生稍縱即逝的虛粒子。
這些虛粒子如同幽靈一般稍縱即逝，但是它們卻能產生可觀測的影響，其中就包括電磁的影響。電場或磁場作用到它們身上，會產生相應的電磁反應。這種現象使得物理學家可以測量到真空的電磁性質，進而能算出光速的大小。
2013年，法國巴黎第十一大學的馬塞爾·厄班和他的同事利用量子漲落，正確地計算出了光速的數值。他們發現，真空中虛粒子的密度決定著真空介電常數和真空磁導率的大小，進而決定著光速的大小。
這個結果看起來很令人滿意，但這並不能完全解開光速之謎。如果繼續問下去，仍有許多問題。例如，真空中虛粒子的密度決定著光速的話，那麼虛粒子的密度又是由誰決定的？它會發生改變嗎？
真的是常數？
所以問題依舊懸而未決，而且，並不只是光速有這樣的問題。
我們知道，光速只不過是許多基本物理常數中的一個，其他的基本物理常數還有萬有引力常數（表示引力強度的常數）、普朗克常數（表示量子效應有多大的常數）、基本電荷（一個電子或一個質子所帶的電量）等等。
這些基本物理常數被認為適用於整個宇宙，並且不隨時間發生改變。
果真如此嗎？
基本物理常數是否始終不變，其實是一個古老的哲學爭論。
亞里士多德曾認為，地球的構造與上天的構造是完全不同的，那麼基本物理常數也會因此而不同。哥白尼卻認為，我們這裡其實與宇宙其他任何部分都是一樣的。
今天，科學家們都採用的是現代版的哥白尼觀點，認為物理定律在時空的任何地方都是完全一樣的，但這仍只是假設。
因此，20世紀英國理論物理學家、量子力學的奠基者之一保羅·狄拉克就曾質疑過萬有引力常數。1937年，根據相關的宇宙學觀測，狄拉克猜測萬有引力常數可能每年大約會減少100億分之一。
不過，之後的天文觀測表明並不存在這種減少，而且也沒有任何跡象表明萬有引力常數隨著空間的不同而不同。
而且，利用在地球上的萬有引力常數測量值，我們可以準確地描述整個太陽系行星和航天器運行的軌道，以及宇宙深處的天文學事件。
同樣，目前沒有任何證據表明，光速會隨著時間或空間的不同而發生變化。
誰是“基本”的常數？
所以，讓我們假設這些常數是真正的常數。那麼它們是基本的嗎？有沒有哪些比另一些更為基本？儘管有多種提議，物理學家通常認為普朗克常數、光速和萬有引力常數是最為基本的。不過，並不是所有人都認同這個觀點。
我們知道每一個測量出的物理量都是由數值和單位構成的。我們不會說光速約為300000，而是300000千米/秒，或186000英里/秒，或0.984英尺/納秒。雖然前面這些數字和單位都是不一樣的，但是它們的“量綱”（物理量的屬性）卻是相同的，都是長度除以時間。
同樣，萬有引力常數和普朗克常數也有自己的量綱，分別是[長度3/(質量×時間2)]和[質量×長度2/時間]。
但是一些常量卻不具有任何量綱。這些常數就是所謂的無量綱常數，它們就是純數字，在各種單位制下都是一樣的。例如，質子與電子的質量之比就是無量綱常數，約為1836.2，後面不需要加任何物理單位。
倫敦大學帝國理工學院的物理學家邁克爾·達夫認為，只有無量綱常數才是“基本”的，因為它們是獨立於任何的單位制。
他認為，有量綱常數僅僅是人類構造出來的，因為其數量在不同單位制會有所不同。
人擇原理
也許最有趣的無量綱常量就是精細結構常數。1916年，物理學家利用量子理論解釋氫原子光譜線的精細結構（指的光譜線靠得比較近）時，首次引用了它。
物理學家發現，精細結構常數相當於電子繞著氫核的速度除以光速，其數值約為0.0072973525698，與1/137幾乎相等。
今天，在量子電動力學（光與物質相互作用的理論）中，精細結構常數則被認為是電磁力作用到一個電子上的強度。這一下使得它變得很重要了起來，畢竟電磁力與引力、強核力和弱核力一起決定了宇宙是如何運行的。
但是，還沒有人解釋精細結構常數這個數值是怎麼來的，它與哪些基礎理論有聯繫。
美國物理學家理查德·費曼曾寫道：“ 所有優秀的理論物理學家都將這個數貼在牆上，為它大傷腦筋……它是物理學中最大的謎之一，一個該死的謎：一個魔數來到我們身邊，可是沒人能理解它。你也許會說'上帝之手'寫下了這個數字，而'我們不知道他是怎樣下的筆'。”
無論是“上帝之手”還是一些真正的基本物理過程產生了這個常數，一個令物理學家不安的假設是，精細結構常數可能是一個隨機的結果。果真如此嗎？那麼為什麼會是這個數字呢？
這個問題常用的辦法是採用人擇原理來回答。人擇原理是一種哲學思想，認為我們所觀察到的宇宙必然具有能允許我們存在於這裡並能觀測宇宙的生存條件。
精細結構常數稍微不同，就可能改變整個宇宙的樣子，例如使得恆星燃燒的過程中無法產生碳，這樣的話，以碳為基礎的生命將不復存在。
簡而言之，我們之所以會發現精細結構常數以及其他的常數會是這個數值，是因為如果它們不是這個數值，我們就不會存在了。
根據量子電動力學，物理學家發現，精細結構常數必須處在1/170和1/80之間，因為超出這個範圍，我們同樣也就不會存在了。
人擇原理看似很好的解釋了基本物理常數之謎，但也有許多物理學家把人擇原理看作一種狡辯而已，並認為問題並沒有真正得到解決。
也許，光速等基本物理常數之謎將長時間困擾著我們。
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太陽係其實是個相對平靜的所在。早年的混亂和騷動，天體間的碰撞和引力衝突，在經歷了45億年後已經平靜下來。四個岩石行星在內太陽系靜靜地圍繞太陽運行，誰也不礙著誰。向外，則是成千上萬，分佈在小行星帶內的小天體。再向外，是四個氣體巨行星。它們其實是失敗的恆星。它們各自擁有復雜的天體系統，擁有大量自己的衛星。再向外，則是柯伊伯帶和奧爾特雲。
柯伊伯帶和奧爾特雲擁有數不清的冰雪小天體。這些遙遠、寂寞的小天體，偶爾會太靠近海王星，偶爾會被掠過的恆星、流浪行星擾動，偶爾彼此間會相互影響。在這些情況下，它們的行進方向將被改變，它們將朝著太陽進發。
當它們靠近我們，當它們跨越木星軌道，由於和太陽的距離越來越近，它們會感受到越來越多的熱量。
長尾開始出現，碎片開始剝離，一種被稱為“彗星”的天象出現在我們面前。人們通常認為，彗星是一種穩定的、週期性的天象——就像哈雷彗星，每76年就會回歸一次——但實際情況更為複雜。
彗星在進入內太陽係時，經常會從距離行星和太陽較近的地方掠過，因此它們的軌道會被這些天體產生的引力影響。
一旦機緣巧合，彗星將面臨兩種災難性命運：離太陽過近，被太陽吞沒；或被徹底彈出太陽系！
兩年前，艾桑彗星的命運就是第一種，而第二種命運正擺在下一顆來臨的彗星——卡塔琳娜彗星面前。這顆彗星將在本月晚些時候接近地球。
這顆來自奧爾特雲的冰雪天體曾經圍繞著太陽，以數百萬年為周期轉圈，但是不知為什麼，某種引力接觸導致她闖入了內太陽系。
11月15日，她到達了離太陽的最近點——近日點，在地球軌道以內，從距離太陽約1.23億千米的地方掠過。然後，她開始向地球靠近，逐漸變成一顆裸眼可見的彗星。
12月17日，她將穿越天赤道，在北半球的所有地方都可以看到。她會向橙色的巨星，北半球最亮的恆星——大角靠近，並在2016年1月1日元旦，從離大角只有1度的地方經過。隨後，她將逐漸暗淡，穿越北斗，向太陽系外飛去。
她將永遠離開太陽系。在這次太陽之旅中，卡塔琳娜只獲得了很少的額外動能。在近日點，她和太陽的相對速度增加到了46400米/秒，只比太陽逃逸速度高了25米/秒，但這已經足以使她一去不回。
她將用去上千年時間，回到奧爾特雲，並逐漸減速，但她將穿越這個她熟悉的地方，從她的出生地掠過，飛向真正的星際空間，注定要在那裡漂浮幾十萬年。
在靠近太陽期間，她將擁有一條80萬千米長的彗尾。
在這段時間，每當黎明前，只要天空夠黑，我們就能在空中發現一團昏暗的斑點。除非有什麼未知的原因再次改變彗星的軌道，否則人類將注定只有這一次機會能夠看到她。
和宇宙中的一切一樣，她注定將離開我們的視野，但她走得太快。
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上帝給了我們一雙眼睛讓我們去發現更美麗的世界，但有時候我們也會被自己的眼睛所欺騙，眼見不一定為實。
科學家研究發現，人們的眼睛的確能購最真實的收集到現實世界的圖像，但經過大腦的一番編譯後，不同人卻出現了差異很大的判斷結果。
這種差異的存在是由於人們的經歷、認知以及邏輯思考能力的不同所造成，而這也是造成視覺錯覺的重要原因之一，即大腦不能最真實的解釋眼睛所看到的畫面。
近日，再由Georg Rüschemeyer編寫的新書《視覺錯覺新解》（The New Book of Optical Illusions）當中對視覺錯覺的形成進行了闡述，同時還分享了150張錯覺圖，界面新聞挑選了其中最具代表性的12張圖，看看有多少圖會讓你產生視錯覺。
棋盤
棋盤中間的幾個白色斑點造成了一種是視錯覺。科學家至今尚不能給出準確的解釋，但是這一效應應該是由於乾擾圖案導致的。你的大腦假設棋盤是一個具有統一性的圖案，並把白色斑點組成的圖案視為是一個向外扭曲的隆起。
漫畫女孩
這個漫畫女孩的眼睛是不同顏色的嗎？不，兩隻眼睛顏色是完全一樣的。紅色的濾層讓左眼看上去像是藍色的，而實際上兩隻眼睛的顏色是一樣的，都是灰色的。這和藍裙子金裙子之爭有異曲同工之妙。你的大腦能夠根據視覺環境的不同而以不同的方式接受同一種顏色。
咖啡屋視錯覺圖
上世紀70年代早期，布里斯托爾大學（University of Bristol ）的研究人員在一家咖啡館的瓷磚牆上發現了這一視錯覺圖像。這一圖像因此被稱為咖啡館牆幻象（Café Wall Illusion）。黑白方塊之間的灰線似乎被彎曲了，但實際上它們是平行。你的大腦被緊密排列的黑白方塊形成的強烈對比所佔有，從而不自覺地將灰線視作是瓷磚上面或者下面的一部分。結果就是，這些線條在連接部分看上去比實際更高，從而造成了這種梯度幻象。
箭頭
與咖啡館牆幻像有異曲同工之妙，這些箭頭看上去是彎曲的，但是事實上，它們是平行的。科學家到目前為止還不能對其進行解釋，但是雙向的箭頭和強烈的顏色對比導致了這一視錯覺效應。
透視棋盤
前縮透視法是造成這一視錯覺效應的主要原因——透視法的規則讓你的大腦認為後面的藍線比前面的綠線要長的多。但是如果你移開紅白格棋盤，你會發現這兩條線其實是一樣長的。
紫羅蘭畫
你可能不知道這張19世紀的紫羅蘭雕刻畫背後藏著拿破崙·波拿巴和他的第二任妻子瑪麗·露易絲以及他們的兒子。在觀看這種模糊的畫像時，你的大腦被迫選擇或是看畫或是看臉，要同時看到這兩樣東西是很難的。（提示：你可以找到拿破崙的帽子。）直到今日，這種類型的圖畫還被用來研究注意力等精神能力。
我的妻子和岳母
1915年，美國諷刺雜誌《Puck》刊登了威廉·艾力·希爾（William Ely Hill）創作的這張經典雙視圖。你能發現這兩個女人嗎？
狐狸
你的大腦同樣還能創造出鬼魅般的餘像，就像這副狐狸圖。你先註視左側的狐狸30秒時間，然後再注視右側的狐狸。你會在右側的狐狸上發現一個紅色的閃影。餘像效應只有在你高度集中看兩幅圖片時才可能發生。目前，科學家還無法解釋大腦是如何產生這些餘像的。
女人
先註視這個女人的鼻子30秒，然後將注意力轉移到白牆上。這張圖和其他大多數餘像一樣，視錯覺產生的原因在於強烈的顏色對比，從亮色轉換到深色，反之亦然。白牆充當了投影屏幕，你會在上面發現一個放大了的女人臉。
“比拉里”（Billary）
你能夠在這張圖上同時看到比爾·克林頓（Bill Clinton）和希拉里（Hillary Clinton）。你的大腦有能力從部分像素和片段的視覺信息中提煉出完整的圖像。沒有這種能力的話，你將不可能安全地穿過馬路或者駕車。
文本
當你最初開始學習閱讀的時候，你可能會需要記憶每一個字母順序從而把它們拼接成一個詞。但是當你熟練了之後，你的大腦會不自覺地將短的、常見的詞彙當成一個整體。而你也只需要記住長單詞的首字母和尾字母就能辨認出整個詞。
六邊形
視角不同，你會發現黃色的六邊形一會在藍色六邊形裡面，一會又浮到了藍色六邊形前面。正如其他的視錯覺圖一樣，視覺環境影響了你觀看圖片的方式。這一錯覺圖跟你的深層感知有關。因為你的大腦總是在嘗試著找出真實的情況是什麼，你對圖片的解讀也因此不斷地發生著變化。
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瑞典皇家科學院宣布，日本科學家梶田隆章(Takaaki Kajita)和加拿大科學家阿瑟-麥克唐納(Arthur B.McDonald)因為發現中微子震盪而獲得2015年度諾貝爾物理學獎。
今年的諾貝爾物理學獎獲獎人解決了中微子之謎，從而開啟了粒子物理學研究的嶄新篇章。物理學家梶田隆章以及阿瑟-麥克唐納(Arthur B. McDonald)分別來自兩個大型研究團隊：超級神岡探測器團隊以及薩德伯里微中子觀測站，他們發現了中微子在飛行過程中的轉變現象。
搜尋正在進行——在地下深處，巨大的研究設施中數以千計的探測器正等待著時機，以揭開中微子的謎團。1998年，梶田隆章首先發現中微子似乎存在轉變現象。在它們抵達日本超級神岡探測器的過程中，中微子的形式似乎發生了改變。這一探測設施所捕捉到的中微子是宇宙射線與地球大氣層相互作用所產生的。
與此同時，在地球的另一端，加拿大薩德伯里微中子觀測站的科學家們正在開展對來自太陽的中微子的研究工作。2001年，由阿瑟-麥克唐納率領的研究組首次證明這些中微子同樣存在類似的轉變現象。
於是這兩項實驗的結果導致了一種新現象的發現——中微子震盪。更進一步的意義還在於，曾經長期被認為是沒有質量的中微子其實是有質量的。這不管是對於粒子物理學還是對於我們理解宇宙的本質都具有極重要的意義。
我們生活在一個中微子的世界裡。每一秒都有數以萬億計的中微子通過你的身體。但你看不到它們，也感受不到它們的存在。中微子幾乎以光速在宇宙中傳播，幾乎不與物質發生相互作用。那麼它們究竟來自何方？
其中一些中微子是在宇宙大爆炸中產生的，其他則產生於空間或地球上的各種不同過程之中——從恆星衰亡時的超新星爆發，到核電站內的反應堆，以及自然發生的放射性衰變過程等等，甚至在我們的身體內部，平均每秒也有超過5000個中微子在鉀的同位素衰變過程中被產生出來。
在抵達地球的中微子中，大部分都源自太陽內部的核反應過程。在整個宇宙中，中微子的數量僅次於光子，是宇宙中數量最多的粒子之一。
然而，長期以來科學家們甚至都無法確認中微子是否真的存在。事實上，當中微子的概念最早由物理學家沃爾夫岡·泡利(Austrian Wolfgang Pauli)提出來時(泡利是1945年諾貝爾獎獲得者)，他的主要目的是想為由於β衰變過程中似乎表現出來的能量不守恆現象而感到絕望的物理學家們找到一個解釋。
β衰變是原子核衰變的一種形式。在1930年12月，泡利以“親愛的(從事)放射性(研究的)女士們和先生們”開頭，致信給他的物理學同行。
在這封信中，泡利提出，β衰變過程中的一部分能量可能是被一種具有電中性，弱相互作用且質量極小的粒子所帶走了，但甚至是泡利本人也幾乎不相信這樣一種粒子是真實存在的。
據說他曾經說過這樣的話：“我做了一件糟糕的事情，我提出了一種不可能被探測到的粒子。”
不久之後，意大利物理學家費米(Enrico Fermi，1938年諾貝爾物理學獎獲得者)提出了一種優雅的理論，並且其能夠將泡利所提出的這種質量極小且具有電中性的粒子也包含在內。這種粒子被稱作“中微子”。沒有人會想到，這種小小的粒子將引發粒子物理學乃至宇宙學的革命。
但人們還需要等待大約1/4個世紀才能真正等來中微子被真正發現的日子。機會出現在1950年代，當時由於核電站的建設，大量中微子從中產生。在1956年6月份，兩名美國物理學家弗雷德里克·萊因斯(Frederick Reines，1995年諾貝爾獎獲得者)以及克萊德·科溫(Clyde Cowan)給泡利發去一封電報——中微子在他們的探測器中留下了踪跡。這一發現證明這種鬼魅般的粒子是真實存在的。
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9月29日凌晨消息，NASA美國航空航天局剛剛舉行發布會，公佈了該機構有關火星的“重大發現”。研究人員表示，最新證據表明此前在火星表面一些隕坑坑壁上觀察到的神秘暗色條紋可能與間歇性出現的液態水體有關。來自NASA衛星的數據表明這些出現在坑壁上的暗色條紋可能是含鹽水體沉積過程產生的結果。
這些深色、狹窄、100米長的條紋稱為“季節性斜坡紋線”，從火星的陡峭山坡上延伸而下，科學家推斷這是由同時期的流動水所形成的。近日，行星科學家在海爾火山口（Hale crater）探測到了水合鹽，證實了最初的假說，即這些條紋確實是由於液態水流動而形成的。據推測，深色條紋上坡處的藍色可能與其本身的化學組成無關，而是來自礦物質輝石的存在。該圖片是由一張正射投影[紅外-紅-藍/綠（IRB）]的假彩色圖像（ESP_030570_1440）覆蓋在一張同地點的數字地形模型（DTM）圖像上製成的，後者是亞利桑那大學高分辨率影像實驗（High Resolution Imaging Science Experiment，HiRISE）獲取的影像。圖像的垂直放大倍數是1.5。
狹窄的深色條紋稱為“季節性斜坡紋線”，從火星的Garni隕石坑外壁上發散而出。圖中深色條紋長度可達數百米，據推測是由於火星上含鹽的液態水流動而形成。該圖由一張正射投影[紅外-紅-藍/綠（IRB）]的假彩色圖像（ESP_030570_1440）覆蓋在一張同地點的數字地形模型（DTM）圖像上製成的，後者是亞利桑那大學高分辨率影像實驗（High Resolution Imaging Science Experiment，HiRISE）獲取的影像。圖像的垂直放大倍數是1.5。
尤為關鍵的一點在於，這種含鹽水體將能夠改變火星表面水體的冰點與沸點，從而使得液態水體在火星地表的存在成為可能。
佐治亞理工學院的魯詹德拉奧哈（Lujendra Ojha）和同事們將相關研究論文發表在了《自然·地球科學》雜誌上。
火星地表發現液態水存在的證據增加了火星上存在微生物類生命的可能性，因為任何液態水的存在都會為環境的宜居性加分。而對於未來前往火星的宇航員而言，火星近地表存在的液態水也將讓他們在那裡“更容易生活”。
長期以來，科學家們一直想知道在今天的火星表面是否有液態水體流動，而此次這一發現首次證據確鑿地回答了這一問題。
這個問題看似簡單，實際牽扯非常複雜。首先火星表面的溫度遠低於攝氏零度，而火星地表的大氣壓強也非常低，任何液態水都會立即沸騰蒸發殆盡。但在過去的15年間，探測器不斷在火星地表各處發現隨季節變化的細小溝渠以及暗色條帶，這種現象使科學家們不得不產生這樣的懷疑：這些現像是否與液態水的存在有關？
奧哈博士利用NASA火星勘測軌道器（MRO）獲得的最新數據嘗試解決這一難題。MRO探測器搭載了一台科學載荷，名為“CRISM”（緊湊型勘測成像光譜儀），其可以從軌道上確定火星地表物質的成分。
這台設備獲取了四處地點的光譜數據，在這幾處地點上，夏季期間均存在有暗色條帶的出現與消失現象。
CRISM設備的數據顯示，這些所謂的“季節性斜坡條帶”（RSL）被一層鹽類所覆蓋。這些鹽類的主要成分是高氯酸鎂、氯酸鈉和一些氯化物。這些鹽類溶入水體後可以使液態水的冰點降低達80攝氏度，並使其蒸發效率減低10倍以上。這樣的鹽類物質組合讓這種鹽水得以有可能在火星表面穩定存在足夠長的時間，使其能夠沿著火星上一些隕坑的坑壁留下，從而形成軌道器所觀察到的暗色條紋。
遺憾的是到目前為止科學家們仍然不能判斷造成這種暗色條帶的水體究竟來自何處。MRO飛船考察的區域接近火星赤道，而根據此前的認識，在這一地區如果地下存在結冰狀態的水體的話，那麼也應該存在於很深的深度上。
其中一種可能性是，是存在於火星地表的鹽類從空氣中附著了水分。好奇號火星車曾經發現這種機制存在的強烈證據。但存在的問題是，研究人員無法確認這一機制是否可以提供足夠的水量來解釋我們所觀察到的暗色條帶現象。
另外一種理論則認為這可能是地下蓄水層的出口，但這種說法與衛星圖像上觀察到很多這種暗色條紋實際上都是從一些高山的頂部區域流出的事實並不相符。科學家們認為形成這些暗色條帶的水體在火星的不同位置上擁有不同的來源。
污染問題
喬·米卡爾斯基（Joe Michalski）是倫敦自然歷史博物館的火星研究人員。他認為此次發布會是令人激動的研究進展，尤其是考慮到這項發現對於火星上當前仍然存在微生物型生命可能性的意義。他說：“通過對地球上嗜極生命的研究，我們了解到生命不僅可以在超酸性，超鹼性或其他在我們人類看來非常'極端'的環境下生存下來，還能在這樣的環境中生長繁盛。事實上，在地球上只要我們發現水的地方都發現了生命的存在。這就是為何在過去的20年裡，我們會因為在火星上發現水的存在而感到如此興奮。”
不過，這一發現的一個有趣後果便是，各國的研究機構未來在執行火星探測計劃時就需要更加細緻地考慮將著陸器或火星車降落到火星表面哪個地點了。當前受到國際公認的一項原則是，各國在向火星表面可能存在液態水的地點派遣探測器時必須格外小心謹慎。
一名英國火星著陸選址專家皮特·格林多特（Peter Grindrod）對英國廣播公司（BBC）表示：“行星保護原則認為，我們不應當前往任何地球之外存在液態水的地點，因為我們無法確保我們的探測器得到徹底的消毒，從而確保我們不會對那些地點造成'污染'。因此如果在未來的著陸器選址中發現著陸器附近存在類似的暗色條帶，那麼我們就不能在那裡降落。而這一原則對於歐洲空間局規劃中的'ExoMars'火星車項目而言就顯得極具諷刺意味——因為這輛火星車的設計目的就是去搜尋火星上的生命。”
這些深色、狹窄、100米長的條紋稱為“季節性斜坡紋線”，從火星的陡峭山坡上延伸而下，科學家推斷這是由同時期的流動水所形成的。
圖為梅拉斯深谷（Melas Chasma）地區觀察到的暗色條帶
圖為牛頓隕坑坑壁上的暗色條帶。
這個古老的火星隕坑邊緣附近可以看到一些冬季冰霜的沉降，在這幅經過色彩增強的圖像中呈現藍色。MRO探測器的長壽命使其能夠追踪觀察這類地區的季節性變化乃至年際變化
這是帕利基爾隕坑（Palikir Crater）坑壁上的季節性暗色條帶
科普里茨深谷（Coprates Chasma Ridge）地區觀察到的暗色條帶
科普里茨深谷（Coprates Chasma Ridge）地區觀察到的另一處暗色條帶區域
這是阿西莫夫隕坑（Asimov Crater）內觀察到的暗色條帶
凡塔深谷（Juventae）內觀察到的暗色條帶
這是海爾隕坑（Hale Crater）東南部邊緣區域。在搜尋火星表面的暗色條帶分佈區域時，這個直徑約150公里的隕坑及其附近地區是一塊經常被觀察的重點區域。但目前我們還尚未獲得海爾隕坑東南部區域的高清圖像。
這張圖像展示的是拉格隕坑（Raga Crater）坑壁上觀察到的暗色條帶
這是海爾隕坑內中央峰四周展現的季節性暗色條帶。這是火星上目前發現的季節性暗色條帶分佈最為活躍的區域之一
這是阿西莫夫隕坑坑壁上觀察到的暗色條帶。這種條帶在夏季發育生長，變得明顯，而到了秋冬季氣溫降低時則逐漸萎縮消失並在第二年太陽光使隕坑坑壁升溫時再次出現
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廣義相對論是愛因斯坦在1915年提出來的一個精確描述牛頓萬有引力的理論。這個理論比牛頓萬有引力更加優美，也更加精確。
當時正值第一次世界大戰期間，愛因斯坦在德國提出了這個理論。
因為這個理論可以解釋水星近日點的進動，所以大家對這個理論還是有點相信的，但物理學家需要找到更多的證據來判斷此理論是否正確。（進動，一個自轉的物體受外力作用，導致其自轉軸繞某一中心旋轉，也叫做旋進。）
星光偏析實驗
於是，1919年，第一次世界大戰結束的時候，馬上有幾個英國物理學家投入到了檢驗廣義相對論理論的實驗之中，這個實驗就是星光偏折實驗。
星星，在夜空中眨著眼睛。其實，這些我們人類肉眼能看到的星星，至少離我們地球有幾光年甚至更遠。
那麼遠的距離，對地球人來說，星星發過來的光就是一束平行光線。但是，因為地球是在太陽的引力場中運動的，所以我們可以使用廣義相對論的語言：這束平行光線也是一根“類光測地線”。因為廣義相對論使用的數學工具是微分幾何學，所以測地線的方程很容易用微分幾何的語言寫出，因此可以從數學的角度來描述星光在引力場中的運動軌跡。
那麼，星光偏折又是怎麼回事情呢？
原來，在廣義相對論中，引力場的存在被等價為時空的彎曲，所以，光線在太陽的引力作用下走出 來的這條“類光測地線”在空間上看起來就是彎曲的 ——這非常像一根筷子插在有水的杯子裡，在水面附近筷子好像折斷了，這是光的折射現象。星光偏折也類似一種光的折射現象。
那麼，如果物理學家能測量出星光被太陽的引力場偏折了多少，就可以來檢驗愛因斯坦的廣義相對論到底正確不正確了。
在日全食下觀測星光偏折
當時相信愛因斯坦廣義相對論的物理學家鳳毛麟角，很多人不懂他的理論，因為這個理論對數學要求太高，而且在物理上很反傳統。所以，1919年，這個實驗剛開始的時候，很多外行物理學家對實驗能結果的看法可謂莫衷一是。
這個實驗應該怎麼做呢？
我們可以把地球繞太陽的運動看成一個橢圓，那麼，某顆恆星與地球的連線交這個橢圓於兩個點，我們可以在這兩個點上拍攝星星的照片，然後把這兩張照片進行對比。（這兩點，一個點是地球在太陽與恆星之間，另外一個點是太陽在地球與恆星之間，位置關係是不同的。）
當太陽在地球與恆星之間的時候，太陽光線太亮，恆星發的光會被太陽光淹沒，根本就測不出來。所以，需要找到日全食的時候，這個時候太陽光不見了，恆星發的光可以在地球上拍照拍出來。
為了進行1919年的日全食觀測，英國的物理學家們共準備了三架望遠鏡，包括兩架10英寸口徑的，一架4英寸口徑的備用望遠鏡。
愛丁頓帶領的劍橋大學小組在非洲西岸的普林西比島（Principe）使用一架10英寸的，克羅姆林帶領的格林威治天文台小組在巴西的索布拉爾（Sobral）使用另兩架。
由於雲彩的影響，愛丁頓小組獲得的數據不多，只有兩張可用的底片。而且，因為當地輪船公司即將罷工，他們只好提前離去，所以他們缺乏在當地拍攝的同一高度同一天區的對照底片。最後愛丁頓拍了一張另一天區的照片，然後在英國拍攝對照底片。
克羅姆林小組的10英寸望遠鏡是在夜間對好焦距的。當早晨發生日食時，由於溫度已經升高，熱脹冷縮導致望遠鏡對焦不准，因此星像大多不清晰。
4英寸望遠鏡得到的底片效果則比較好。4英寸望遠鏡底片上共有7顆可用恆星，得到的偏折角是1.98 角秒；愛丁頓小組10英寸望遠鏡上有5顆可用星，得到的結果是1.61 角秒。這兩組數據是當時愛丁頓等人公佈的數據，具體數據到底有沒有被動手腳，科學史上存在一定的爭議。
根據廣義相對論，遠處恆星發出的光線經過大質量的天體如太陽時，由於引力的作用將發生偏折；日全食期間，太陽被遮蔽，這時拍攝的恆星，與平時在夜間拍攝的同一天區的恆星進行比對，會發現星體的位置發生變化。
實際測量的時候，不同的恆星偏折角不同。通過數據擬合，給出在太陽邊緣處的偏折角。在建立完整的廣義相對論後，愛因斯坦計算發現在太陽邊緣處星光的偏折角是1.74角秒。
所以，愛丁頓等人公佈的數據與愛因斯坦計算出來的數據是接近的。這意味這什麼？
這意味這愛丁頓等人的實驗是支持廣義相對論的。
這對愛因斯坦後來在全世界聲名鵲起，起到了十分重要的作用。後來有人還把這個事情拍攝成一部電影，叫做《愛因斯坦與愛丁頓》。
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2015年8月23日，被譽為“中國科幻第一人”的劉慈欣憑藉其科幻小說《三體》獲得“雨果獎”最佳長篇小說獎，這是亞洲人首次獲得雨果獎，也是中國科幻第一次獲得世界級的認可。
在小說中，三體叛軍通過《三體》遊戲向社會傳播三體文化，遊戲玩家們建立了各種模型來躲避亂紀元、預測恆紀元的到來。
在遊戲第一關中，一個文明在“三日凌空”中毀滅，玩家哥白尼成功揭示出宇宙的基本結構；遊戲第二關，另一個文明毀滅，它最終證明了三體問題無解，人們放棄了徒勞的努力，並確定出全新的走向。至此，遊戲的終極目標發生變化，調整為飛向宇宙，尋找新的家園。
《三體》三部曲中有無數讓人腦洞大開的經典創意，而它們的創作基礎就是天體力學中基本的三體模型。那究竟什麼是三體呢，下面我們就來揭開神秘科幻面紗下的科學真相。
什麼是三體問題？
1900年，數學家希爾伯特在他著名的演講中提出了23個困難的數學問題以及兩個典型例子，第一個是費爾馬猜想，第二個就是所要介紹的N體問題的特例——三體問題。對於20世紀數學的整體發展，這兩個例子所起的作用要比23個問題中的任何一個都更加巨大。
最終，費爾馬猜想在1994年被美國的懷爾斯解決，而三體問題卻仍然是數學大廈上的一朵烏雲，揮之不去。
三體問題是天體力學中的基本模型，即探究三個質量、初始位置和初始速度都為任意的可視為質點的天體，在相互之間萬有引力的作用下的運動規律。
如下圖所示，它們有無數種可能的運動軌跡。最簡單的例子就是太陽系中太陽，地球和月球的運動。
三體問題是否有解？
套用小說中數學家魏成的描述：三體問題的真正解決，是建立一種數學模型，使得在已知任何一個時間斷面的初始運動矢量時，能夠精確預測三體系統以後的所有運動狀態。
一般的三體問題，每一個天體在其他兩個天體的萬有引力作用下，其運動方程都可以表示成6個一階的常微分方程,因此，一般三體問題的運動方程為18階方程，必須得到18個積分才能得到完全解。
然而，現階段還只能得到三體問題的10個初積分，遠遠不足以解決三體問題。
我們常說的“三體問題無解”，準確地來說，是無解析解，意思是三體問題沒有規律性答案，不能用解析式表達出來，只能算數值解，沒有辦法得出精確值。
然而,對於三體問題的數值解，時間會無限放大初始的微小誤差，因此數值法幾乎沒有辦法預測當時間趨於無窮時，三體軌道的最終命運。
這種對於軌道的長時間行為的不確定性，就被稱為“混沌”現象。
此圖為藝術家描繪從“三星系統”中一顆行星的衛星上看到的情景。這種恆星系統處於極不穩定的混沌運動狀態。
三體問題的特殊情況
三個物體在空間中的分佈可以有無窮多種情況，由於混沌現象的存在，通常情況下三體問題的解是非週期性的。尋找三體問題的通解是枉費力氣，但在特殊條件下，一些特解是存在的。
必須找到合適的初始條件：位置、速度等等，才能使系統在運動一段時間之後能夠回到初始狀態，即進行週期性的運動。
在“三體問題”被提出的三百年內，僅僅三種類型的解被發現，而在1993年，兩個物理學家又發現了13類新解。
(1)、8字型族 ——三個物體在一條8字形的軌道上互相追逐。
(2)、拉格朗日-歐拉族 ——三星成三角形，圍繞三角形中心旋轉。
(3)、布魯克-赫農族 ——軌跡複雜，兩個物體在裡層來返往復，第三個物體在外層旋轉。
(4)、塞爾維亞物理學家Milovan ?uvakov和VeljkoDmitra?inovi?發現新的13族特解，三個天體在空間中的排列組合有無限種。他們利用計算機模擬，從現有的特解出發，調整初始條件直到新類型的軌道被發現。
限制性三體問題
其實，三體運動已經是對實際物理簡化得很厲害了，比如說對質點，球體自轉、形狀已經統統不考慮了，然而即使是這樣，牛頓、拉格朗日、拉普拉斯、泊松、雅可比、龐加萊等等大師們為這個問題窮盡精力，也未能將它攻克。
科學發展到現在，三體問題的求解和應用其實就是一部心酸的簡化史。
研究三體問題的意義
目前三體問題的研究主要集中在限制性三體問題上。
1772年，拉格朗日在“平面限制性三體問題”條件下找到了5個特解，也就是著名的拉格朗日點。在該點上，小天體在兩個大天體的引力作用下能基本保持靜止。
比如上面這張圖上，地球和太陽連線上有L1、L2、L3三個拉格朗日點，在地球軌道上則有L4、L5兩個點，它們和太陽以及地球構成等邊三角形。
L1、L2、L3是不穩定的，如果小天體離開這三個點，就會越跑越遠，無法在穩定的軌道上運行，而L4、L5是穩定的。
L4、L5的穩定解在太陽系裡確實存在實例，木星的L4和L5點上各有一群小行星，就是著名的特洛伊群和希臘群小行星。
拉格朗日點在深空探測中具有很高的科研價值，主要體現在兩個方面：科學觀測的極佳位置和深空探測的中轉站。位於L4和L5的航天器能與兩個天體保持相對靜止，這樣非常有利於一些長期的科學觀測。
而共線拉格朗日點存在著穩定流形與不穩定流形，使得航天器在其上運動時，可不需耗費任何能量地趨近或遠離週期軌道，利用這一點，可以為設計行星間的轉移軌道提供巨大的幫助。
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