辛几何&李代数

关注

暴露在寒冷空气中可能延长哺乳动物寿命

将近一个世纪以来,科学家们就已知诸如线虫、苍蝇和鱼之类的冷血动物在寒冷环境中都能够存活更长时间,但是却不知道其中的原因到底是什么.在一项新的研究中,来自美国密歇根大学生命科学学院的研究人员鉴定出一种在寒冷环境中提高线虫寿命的遗传程序,而且这种遗传程序在包括人类在内的温血动物中也存在.相关研究结果于2013年2月14日发表在Cell期刊上,论文标题为"A Ge... 阅读全文

将近一个世纪以来,科学家们就已知诸如线虫、苍蝇和鱼之类的冷血动物在寒冷环境中都能够存活更长时间,但是却不知道其中的原因到底是什么.

在一项新的研究中,来自美国密歇根大学生命科学学院的研究人员鉴定出一种在寒冷环境中提高线虫寿命的遗传程序,而且这种遗传程序在包括人类在内的温血动物中也存在.相关研究结果于2013年2月14日发表在Cell期刊上,论文标题为"A Genetic Program Promotes C. elegans Longevity at Cold Temperatures via a Thermosensitive TRP Channel".

论文通信作者、密歇根大学生命科学学院教授Shawn Xu说,"这就提出一个有趣的可能性:暴露在寒冷空气中或药物激活寒冷敏感性的遗传程序可能提高哺乳动物的寿命."

科学家们长期猜测动物在寒冷环境中存活更长时间是由于一种被动的热力学过程,因此可以推理低温降低化学反应速率,从而延缓衰老速度.

Xu说,"但就如今而言,至少在线虫中,在低温下观察到的寿命延长并不能简单地通过化学反应速率下降来解释.事实上,它是一个受到基因调节的主动过程."

Xu发现寒冷空气激活一种在线虫神经细胞和脂肪细胞中发现到的被称作TRPA1通道蛋白的受体,然后TRPA1让钙离子进入细胞内.由此产生的一连串信号最终到达一个与寿命相关联的基因DAF-16/FOXO.缺乏TRPA1的线虫突变体在较低的温度下拥有更短的寿命.

因为Xu和他的同事们鉴定出的机制也存在于包括人类在内的许多其他有机体中,所以他们提出类似的影响也是可能发生的.这项研究也是首次将钙离子信号与寿命相关联起来,而且在脂肪组织和温度反应之间建立起一种新的连接.

研究人员已知降低诸如小鼠之类的温血动物的核心体温0.9华氏摄氏度能够将它们的寿命延长20%,但是试图降低人体核心温度一直是不现实的.

Xu说,"但是如果人皮肤细胞和脂肪细胞中开始发生的衰老过程的一些方面与线虫中一样的话,那么我们应当走出去拥抱一些冬天里的寒冷空气吗?"

Xu补充道,除了低温外,辛辣调味品芥末(wasabi)也激活TRPA1,而且给线虫喂食芥末会增加它们的寿命.他说,"或许我们应当更频繁地去寿司餐馆."

收起全文

landsboom

关注

西班牙Endesa世界微观装配冷凝器(18张)

富兰克林自修大学

关注

【推荐视频课程】全球开放式课程联盟多媒体类杰出开放式课程大奖获得视频课程:台湾国立清华大学物理系林秀豪开设的《热统计物理》

臺灣國立清華大學物理系 林秀豪教授所開設的「熱統計物理」,在全球開放式課程聯盟(OpenCourseWare Consortium)大會中,獲得多媒體(Multimedia)類的年度傑出開放式課程大獎(Course Awards for Excellence in OpenCourseWare),這也是本屆唯一來自亞洲的獲獎課程。 上課視頻http:/... 阅读全文

臺灣國立清華大學物理系 林秀豪教授所開設的「熱統計物理」,在全球開放式課程聯盟(OpenCourseWare Consortium)大會中,獲得多媒體(Multimedia)類的年度傑出開放式課程大獎(Course Awards for Excellence in OpenCourseWare),這也是本屆唯一來自亞洲的獲獎課程。

上課視頻 http://rrurl.cn/23I3sS

收起全文

SAT

关注

SAT2物理学三类常见公式

  下面为大家整理的是关于SAT2物理公式的总结,重点放在了力学,光学和电磁学三个方面。掌握SAT2物理公式是大家解答各类题目的前提条件,不仅仅要记住,还要对公式的用法了然于心才可以。  物理热力学常见公式:  Heat added or emoved: Q = m&c&ΔT  Change in Internal Energy: ΔU = Q - W  B... 阅读全文

  下面为大家整理的是关于SAT2物理公式的总结,重点放在了力学,光学和电磁学三个方面。掌握SAT2物理公式是大家解答各类题目的前提条件,不仅仅要记住,还要对公式的用法了然于心才可以。

  物理热力学常见公式:

  Heat added or emoved: Q = m·c·ΔT

  Change in Internal Energy: ΔU = Q - W

  Boyle's Law: P1V1 = P2V2

  Charles's Law: V1/T1 = V2/T2

  Efficiency of a heat engine(%): E = (W/Qhot)·100

  物理光波学常见公式:

  Snell's Law: n1·sin(θ1) = n2·sin(θ2)

  Wave speed: v = λ·f

  Velocity of light: v = c/n

  Magnification: m = -di/do

  Law of Reflection: θreflection = θincidence

  Mirror and lens equation: 1/d1 + 1/d1 = 1/f

  物理电磁学常见公式:

  Electric Fields and Forces Formulas

  Coulomb's Law: F = k·q1·q1/r2

  Electric field of a charge q: E = k·q/r2

  Work done by electric field: W = q·E·d

  Electric field between two metallic plates: E = V/d

  DC Circuits Formulas

  Ohm's Law: V = I·R

  Power dissipated in a resistor: P = I·V = V2/R = R·I2

  Resistance: R = ρ·l/A

  Equivalent resistance of series resistors: Rs = R1 + R2 +...

  Equivalent resistance of parallel resistors: 1/Rp = 1/R1 + 1/R2 +...

  Equivalent capacitance of series capacitors: 1/Cs = 1/C1 + 1/C2 +...

  Equivalent capacitance of parallel capacitors: Cp = C1 + C2 +...

  Magnetic Fields and Forces Formulas

  Magnetic force on a moving charge: F = q(v x B) = q·v·B·sin(θ)

  Magnetic force on a current carrying wire: F = I·l·B·sin(θ)

  Magnetic field created by a current: B = (μo/2π)·(I/r)

  Faraday's Law: E = -dΦ/dt

收起全文

拉普拉斯的愤怒

关注

玻尔兹曼

玻尔兹曼

路德维希&玻尔兹曼(Ludwig Edward Boltzmann 1844.2.20-1906.9.5),热力学和统计物理学的奠基人之一。   生于维也纳,卒于意大利的杜伊诺,1866年获维也纳大学博士学位,历任格拉茨大学、维也纳大学、慕尼黑大学和莱比锡大学教授。他发展了麦克斯韦的分子运动类学说,把物理体系的熵和概率联系起来,阐明了热力学第二定律的统... 阅读全文

 路德维希·玻尔兹曼(Ludwig Edward Boltzmann 1844.2.20-1906.9.5),热力学和统计物理学的奠基人之一。

  生于维也纳,卒于意大利的杜伊诺,1866年获维也纳大学博士学位,历任格拉茨大学、维也纳大学、慕尼黑大学和莱比锡大学教授。他发展了麦克斯韦的分子运动类学说,把物理体系的熵和概率联系起来,阐明了热力学第二定律的统计性质,并引出能量均分理论(麦克斯韦-波尔兹曼定律)。他首先指出,一切自发过程,总是从概率小的状态向概率大的状态变化,从有序向无序变化。1877年,波尔兹曼又提出,用“熵”来量度一个系统中分子的无序程度,并给出熵S与无序度W(即某一个客观状态对应微观态数目,或者说是宏观态出现的概率)之间的关系为S=k㏒W。这就是著名的波尔兹曼公式,其中常数 k=1.38×10^(-23) J/K 称为波尔兹曼常数。他最先把热力学原理应用于辐射,导出热辐射定律,称斯忒藩-波尔兹曼定律。他还注重自然科学哲学问题的研究,著有《物质的动理论》等。作为哲学家,他反对实证论和现象论,并在原子论遭到严重攻击的时刻坚决捍卫它。

  “如果对于气体理论的一时不喜欢而把它埋没,对科学将是一个悲剧;例如:由于牛顿的权威而使波动理论受到的待遇就是一个教训。我意识到我只是一个软弱无力的与时代潮流抗争的个人,但仍在力所能及的范围内做出贡献,使得一旦气体理论复苏,不需要重新发现许多东西。”—— 玻尔兹曼

  玻尔兹曼的一生颇富戏剧性,他独特的个性也一直吸引着人们的关注。有人说他终其一生都是一个“乡巴佬”,他自己要为一生的不断搬迁和无间断的矛盾冲突负责,甚至他以自杀来结束自己辉煌一生的方式也是其价值观冲突的必然结果。也有人说,玻尔兹曼是当时的费曼。他讲课极为风趣、妙语连篇,课堂上经常出现诸如“非常大的小”之类的话语。幽默是他的天性,但他性格中的另一面——自视甚高与极端不自信的奇妙结合——对这位天才的心灵损害极大。本书作者用了一个副标题:“笃信原子的人”,又给玻尔兹曼画出了另一个侧面像。

  如果我们摈弃具有严格“决定性”色彩的“社会建构论”,而采用一种较为“软弱”的立场,试图在当时的各种社会文化组成中寻找一些相关因素去“解读”玻尔兹曼,应该还是可行的。玻尔兹曼的“父国”处于当时被称为“多瑙河畔的中国”的奥地利。奥匈帝国外表上极其强盛,但内部矛盾重重。在学术界,人们常常为一些繁文缛节而浪费时间,不断的文牍折磨着疲倦的学者,遵从一定的礼仪“程序”比具体的事情更重要。在奥地利和巴伐利亚,教授阶层尽管地位不低,但并不属于最受尊敬的阶层,退休后还得为没有着落的养老金发愁。

  玻尔兹曼出生于维也纳,在维也纳和林茨接受教育,22岁便获得博士学位,之后就有好几个大学向他提供职位。他曾先后在格拉茨大学、维也纳大学、慕尼黑大学以及莱比锡大学等地任教。其中曾两度分别在格拉茨大学和维也纳大学任教。

  在玻尔兹曼时代,热力学理论并没有得到广泛的传播。他在使科学界接受热力学理论、尤其是热力学第二定律方面立下了汗马功劳。通常人们认为他和麦克斯韦发现了气体动力学理论,他也被公认为统计力学的奠基者。

  按理说,玻尔兹曼的学术生涯应该很平坦,可事实上却充满了艰辛。其中有不少是社会的因素,但更多地应该与他个人的性格有关。

  玻尔兹曼与奥斯特瓦尔德之间发生的“原子论”和“唯能论”的争论,在科学史上非常著名。按照普朗克的话来说,“这两个死对头都同样机智,应答如流;彼此都很有才气”。当时,双方各有自己的支持者。奥斯特瓦尔德的“后台”是不承认有“原子”存在的恩斯特·马赫。由于马赫在科学界的巨大影响,当时有许多著名的科学家也拒绝承认“原子”的实在性。后来大名鼎鼎的普朗克站在玻尔兹曼一边,但由于普朗克当时名气还小,最多只是扮演了玻尔兹曼助手的角色。玻尔兹曼却不承认这位助手的功劳,甚至有点不屑一顾。尽管都反对“唯能论”,普朗克的观点与玻尔兹曼的观点还是有所区别。尤其让玻尔兹曼恼火的是,普朗克对玻尔兹曼珍爱的原子论并没有多少热情。后来,普朗克的一位学生泽尔梅罗(E. Zermelo)又写了一篇文章指出玻尔兹曼的H-定理中的一个严重的缺陷,这就更让玻尔兹曼恼羞成怒。玻尔兹曼以一种讽刺的口吻答复泽尔梅罗,转过来对普朗克的意见更大。即使在给普朗克的信中,玻尔兹曼常常也难掩自己的“愤恨”之情。只是到了晚年,当普朗克向他报告自己以原子论为基础来推导辐射定律时,他才转怒为喜。

  玻尔兹曼沉浸在与这些不同见解的斗争中,一定程度上损害了他的生理和心理健康。

  尽管玻尔兹曼的“原子论”与奥斯特瓦尔德的“唯能论”之间的论战,最终玻尔兹曼取胜,但这个过程对于一个科学家的生命来说,显得太长了。玻尔兹曼一直有一种孤军奋战的感觉。他曾两度试图自杀。1900年的那次没有成功,他陷入了一种两难境界。再加上晚年接替马赫担任归纳科学哲学教授,后几次哲学课上的不大成功,使他对自己能否讲好课,产生了怀疑。

  玻尔兹曼的痛苦与日俱增,又没有别的办法解脱,他似乎不太可能从外面获得帮助。如果把他的精神世界也能比作一个系统的话,那也是一个隔离系统。按照熵增加原理,孤立系统的熵不可能永远减小,它是在无情地朝着其极大值增长。也就是说,其混乱程度在朝极大值方向发展。玻尔兹曼精神世界的混乱成了一个不可逆的过程,他最后只好选择用自杀的方式来结束其“混乱程度”不断增加的精神生活。1906年,在他钟爱的杜伊诺Duino,当时属于奥地利,一战后划给意大利,他让自己那颗久已疲倦的天才心灵安息下来。

  这就带来了一个学术界熟知,但绝非是无可争议的“普朗克定律”。其表述如下:“一个新的科学真理照例不能用说服对手,等他们表示意见说‘得益匪浅’这个办法来实行。恰恰相反,只能是等到对手们渐渐死亡,使得新的一代开始熟悉真理时才能贯彻。”对普朗克来说,学术争论没有多少诱惑力,因为他认为它们不能产生什么新东西。

  由于上述说法后来又被学界有重大影响的其他学者,如托马斯·库恩等多次引证,它似乎成了一条自明的真理。果真如此吗?如果普朗克所言不虚,那么科学争论在科学思想发展史上的意义就要大打折扣了。普朗克为人平和、正直,被誉为“学林古柏”,其高尚的人品是值得人们敬仰的,但并不是他所说的每一句话都是正确的,哪怕这句话多次被人们引用。附带说一下,普朗克还说过一句常常被引用的话:“女子从事学术研究是与她们的天性相违背的。”这句话当然也是大大值得商榷的,不管你是不是一个“女性主义者”,都不会赞成普朗克的这个偏见。

收起全文
人人小站
拉普拉斯的愤怒
顶尖小站
人工智能
顶尖小站
SAT
顶尖小站
辛几何&李代数
顶尖小站
landsboom
顶尖小站
富兰克林自修大学
顶尖小站
X 人人网小程序,你的青春在这里