大脑中量子效应的实验证据，发现小行星、追踪等离子湍流的新方法

文章来源：物理研究更新原文作者：大锅天眼

今天我们来谈谈最近的科学头条：大脑中量子效应的实验证据、发现潜在危险的小行星、追踪等离子湍流的新方法。

大脑中量子效应的实验证据

最近一篇论文声称发现了非经典大脑功能的证据，这里的非经典指的是量子力学。很多人对这篇论文感兴趣是因为它的摘要以量子引力相关的东西为开头。

原子是非经典的，如果没有量子力学，电子绕原子核运动会产生辐射，从而失去能量与原子核碰撞。在量子力学中，电子位于原子核周围的壳中，并且它们不辐射能量，这就是原子是稳定的原因。物质是由原子构成的，这意味着一切都是非经典的，包括大脑和大脑内部发生的所有功能。

有一个研究领域叫量子生物学，它不是关于培育薛定谔的猫，而是关于明确定义的量子的生物过程，例如它们依赖于相干状态或纠缠。文献中关于如何量化这种量子状态存在一些分歧，因为这些非常量子过程在生物系统中的作用目前还没有很好地被理解。

人类大脑中是否也发生这样的量子过程？我们认为，如果没有发生这样的量子过程，那是非常难以理解的，但很难找到好的证据。这就是这篇论文的作者试图做的事情：找到大脑中发生量子过程的证据。研究人员对大脑进行了磁共振成像，并测量了信号衰减的时间，因为这取决于细胞核与大脑内部环境的作用，其中一些是需要纠缠的自旋-自旋相互作用。他们声称这意味着纠缠对某些大脑功能起作用，这意味着某些大脑功能将是非常量子的。

这和量子引力有什么关系？没什么关系，只是作者从对量子引力的研究中获得灵感。我们目前的引力理论是爱因斯坦的广义相对论，它没有量子特性，或者正如物理学家所说它是一个经典理论。如果我们发现引力具有量子特性的证据，那诺贝尔奖非你莫属。

事实证明，如果可以使用某些东西在两个物体之间创建纠缠，那么你用来创建纠缠的东西也必须具有量子特性。所以如果你能证明引力会导致纠缠，那么它表明引力也是一种量子理论。现在有些人试图做这些实验，但我对此并不期待，因为我认为在实践中几乎不可能证明纠缠是由引力造成的。回到我们讨论的论文，他们使用类似的论点来说明，如果大脑功能导致他们在磁共振中观察到的纠缠，那么大脑功能必须具有硬量子特性。

发现潜在危险的小行星

天文学家发现了一颗新的小行星，它有朝一日可能与地球相撞，但这不会很快就发生。这颗小行星是以前没有被发现的三颗小行星之一，因为它们隐藏在太阳后面。根据发表在天文学杂志上的一篇论文，这些小行星是在智利布兰科望远镜进行的天空调查中发现的。它们出现在黄昏和黎明期间进行的观测中，当时天没有那么量，刚好足够黑可以看到小行星。

这颗潜在危险的小行星被命名为2022 AP7，它是八年来发现的最大的潜在危险小行星，估计直径在1.1到2.3公里之间。它的路径是可以预测的，我们可以证明它在数年内不会袭击我们。

如果一颗这么大的小行星撞击地球，它不会杀死地球上所有生命。据估计，杀死恐龙的小行星直径为10公里，而新发现的小行星产生的影响将会是它的一百分之一。小行星撞击的最大问题不是实际撞击，而是它会向高层大气注入大量的尘埃。这些尘埃会在那里停留数年，遮蔽大量的阳光并导致农作物收成不好。

追踪等离子湍流的新方法

麻省理工学院的一组研究人员提出了一种跟踪等离子体湍流的新方法。控制这种等离子体湍流是实现核聚变的主要障碍。发表在《科学报告》上的一篇论文中，他们解释了如何使用多种机器学习方法来识别等离子体中的湍流细丝并自动跟踪它们。他们还提供了一个公开可用的数据集，希望降低对该主题研究的进入门槛。

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编辑：六块钱的鱼