《紐約時報》發佈 人們最想知道的十一件事情
在《紐約時報》科學版塊成立25週年的時候，也就是2003年，《紐約時報》就科學界最緊迫問題發表了自己的看法。15年後，問題發生了變化，同樣，近期《紐約時報》推出了專題報道：“人們最想知道的十一件事情”，以下是主要內容：
1、宇宙仍然需要愛因斯坦嗎？
物理學家在研究統一理論的過程中不再是統一的。科學家愛因斯坦在世的時候為現代科學設定了目標：尋找萬物的最終理論，一個“統一理論”。他認為沒有多宇宙的組合。
但在2017年夏天，《量子》在線雜誌刊發了一篇標題為“沒有物理定律”文章，這篇文章的作者是羅伯特•戴格拉夫（Robbert Dijkgraaf）博士。 他寫道，存在着一種極其複雜的可能性“景觀（landcape）”，對於你做過的每一個好的或壞的夢，都有一個宇宙，每個夢都有自己所謂的基本粒子、力、定律和維度。
這一“景觀”，也被成為多元宇宙，是弦理論學家的設想，他們在當前的科學想象中超過了愛因斯坦。弦理論將彎曲的宇宙引力和描述宇宙內部的量子力學結合起來，將自然界的基本成分想象成11維振動的微小能量弦。
對於一些物理學家來説，這幅“景觀”是哥白尼革命邏輯的延伸，正如地球不是太陽系的中心，我們的宇宙也不是唯一的宇宙。而對於其他的物理學家來説，存在其他宇宙的想法是一種認識上的荒謬，是無法證明的死衚衕，是對愛因斯坦獨特宇宙夢想的背叛。
粒子物理學家現在已經在大型強子對撞機中篩選了數萬億次亞原子碰撞產生的碎片。大型強子對撞機是發現希格斯粒子的巨大機器。到目前為止，他們已經證實希格斯粒子的行為符合標準模型的預測。這是一個偉大的成就，但它沒有揭示更深層次理論的差異，研究人員沒有發現期待的超對稱現象。
法蘭克福高級研究所的理論物理學家薩拜因•霍森菲爾德（Sabine Hossenfelder）認為超對稱是一種錯覺。
不過宇宙學家們就他們標準宇宙達成一致，5%是原子，25%是暗物質，70%是暗能量。如果科學家想要什麼禮物，那就是新的理論，可以將這些“標準模型”打破，為我們的存在提供新的線索。
2、我們什麼時候能解決精神疾病問題？
生物學本來被期望用來治療精神疾病，但幾十年後的今天，仍然有數百萬的精神疾病患者。幾個世紀精神病原因被歸結為各種原因，從亞里士多德的“精神損壞”論到蓋倫的“體液失衡”論。
過去的幾十年，生物精神病學的出現，被期望可以詳細描述大腦的異常問題，但這一目標尚未實現，但可能在未來實現。麻省理工學院布羅德研究所和哈佛大學斯坦利精神病研究中心主任史蒂文•海曼（Steven Hyman）博士説，研究人員需要和病人待在一起，進行更多的交流，沒有精神病人，研究無法進行。
1998年修訂的《精神病學領域指南》，它有效的排除了心理學方面的解釋。研究人員現在可以使用整齊的標籤，複雜的工具，包括：核磁共振成像動物模型、基因分析，用來指導對大腦的研究。精神問題變成精神疾病，然後是大腦疾病，這些可能是由化學失衡或基因引起的。但是實際的科學並沒有支持這些解釋，生物精神病學對患者的價值微乎其微。
不過這些工作為未來的研究提供了兩個指導方向：
1、精神病學的標準系統並不能很好地映射到任何共享的生物學上。抑鬱症不是一種疾病，而是多種疾病，在不同人身上表現不同。2016年，佈德羅研究所研究員發現了強有力的證據，證明精神分裂症的發展與調節突觸修剪的基因有關。
2、關於生物學的影響，基因遺傳起到了一定的作用，但對絕大多數數人來説，精神問題遠遠不是一個獨立的原因導致的。
數百萬精神病患者要麼完全康復，要麼學會一種讓他們過上充實生活的方式來管理自己的痛苦。在未來，研究者不僅需要自下而上的研究遺傳學，還需要自上而下的和精神病患者交流，
通過那些和精神病做過鬥爭的人來指導研究。研究人員通過建立一門科學來詳細描述人類的精神痛苦還有很長的路要走。
3、我們是怎麼變成人類的？
從早期人類到現代人類，進化並沒有畫出一條直線，有一段時間，我們和許多近親共同生活在地球上。近年來，科學家提供了大量關於我們如何成為人類的見解，很多時候，新的證據和我們認知的並不符合。
40年前，科學家對我們先祖如何從其他類人猿分化而來，並進化成古人類知之甚少。最古老的化石在埃塞爾比亞一個名露西（Lucy）的女性化石。古人類的進化似乎是一條從她到現代人類的相對直接的道路。但露西和她的親屬仍然有類人猿的特徵，很明顯露西的物種不是我們進化的開始。
已知最早古人類在一個重要方面和我們相似，那就是他們能夠在地面上行走，至少短距走路。沿着不同的進化路線，古人類獨立進化出不同的特徵，我們所知道多達30種古人類。在歷史長河中，一種古人類並沒有簡單取代另一種古人類。
2017年，研究人員在摩洛哥發現了人類已知最古老的化石，距今約30萬年。在那個時候，尼安德特人也存在，同時間，直立人仍然生活在印度尼西亞，不過隨後都相繼滅絕。
2015年，研究人員在南非一個洞穴發現了25萬年前的化石，這個新物種被稱為“納萊迪人”，它的大腦結構和我們人類相似。
當納萊迪人在非洲繁衍生息時，另一種神秘的物種在印度尼西亞的一個小島上出現，這個島現在被稱為弗洛雷斯島。這些被稱為弗洛里斯人的古人類只有三英尺高，他們的大腦甚至比納萊迪人的還要小。
在西伯利亞的一項重大發現中，研究人員檢查了一塊難以描述的小指骨，發現了另一種人科動物的基因組。
事實證明，我們只是在最近的4萬年裏擁有這個星球。這也許是我們比其他物種競爭得更激烈。也許他們只是在進化中運氣不好。
4、我們能挺過氣候變化嗎?
如何你是氣候方面的專家，你會經常被問到上面這個問題。政府間氣候變化專門委員會的一項驚人分析預測：如果政府不採取強有力的行動，2040年就會出現嚴重的食品短缺，珊瑚礁大規模死亡。
巴黎氣候協議設定了一個目標，即防止全球氣温比工業化前上升2攝氏度，即3.6華氏度。在華氏2度的高温下，北極海冰可能在夏季消失。但如果我們能把全球氣温的上升控制在1.5攝氏度，北極海冰在夏季存活的可能性就會大得多。珊瑚礁將繼續受到破壞，但不會完全消失。受嚴重熱浪影響的人口比例將驟降至14%左右。受城市乾旱影響的人數將減少6千多萬人。然而，沒有一個主要工業化國家有望實現2攝氏度的目標，更不用説1.5攝氏度的目標了。
儘管情況嚴峻，但沒有想象中的那麼糟糕。但最壞的情況是製造出世界末日那樣的氣候報道。
30年前，科學家詹姆斯•漢森(James Hansen)在具有里程碑意義的國會作證中就氣候變化發出了警告。如果我們足夠聰明氣候災難是可以避免的。我們人類是一個向前看的物種。
美國國家航空航天局戈達德太空研究所的副研究員凱特•馬弗爾(Kate Marvel)説：“我們的確會考慮未來”。
德克薩斯理工大學的氣候科學家凱瑟琳•海霍(Katharine Hayhoe)指出，年輕人正在成為氣候變化的領導者，正在發展中的技術已經可以將二氧化碳從大氣中提取出來。她説：“如果我們放棄了，最壞的情況將會發生”。
凱瑟琳説，一些人從最近的一份氣候報告中推測，只剩10年多一點的時間來解決這個問題。但她認為，12年後的地球上還會有人，不過需要更多的人做事來應對氣候變化。
5、人類最長能活多久?
嚴重疾病最常見的風險因素是高齡。心臟病、癌症、中風、神經系統疾病、糖尿病的風險都隨着年齡增長而急劇增加。一個人年齡越大，他/她就越有可能患上多種慢性疾病。
有些科學家希望有一天能夠通過針對衰老本身同時治療所有這些疾病。
人類不是永生的。然而，人類能在最理想的環境下活多久的問題有相當大的爭議。2016年，一組科學家宣佈上限應為115歲。但在6月，查看意大利老年人死亡率的研究人員表明，人類壽命可能根本沒有任何限制。
在過去幾十年的動物研究中，科學家已經開始瞭解導致老年人身體退化的特定細胞和分子過程。上個月在《美國醫學會雜誌》上發表的一篇論文中，梅奧醫院的塔瑪拉•奇科尼亞(Tamara Tchkonia)和詹姆斯•L•柯克蘭(James L. Kirkland)博士將這些過程分為四大類：慢性炎症、細胞功能障礙、幹細胞的變化使它們無法再生組織、細胞衰老及與疾病相伴的衰老細胞在組織中積累。
研究人員發現，衰老細胞分泌蛋白質、脂質和其他增加炎症和組織破壞的物質。在一項針對小鼠的研究中，將這些細胞移植到健康動物的膝關節會導致看起來非常像人類骨關節炎的疾病。健康的年輕人很少有這樣的細胞，但是在60歲以後，它們開始累積，並且其數量增加與老年失能相關。
是否有什麼治療方法可以在留下年輕細胞的同時清除這些衰老細胞？有幾項方法正在測試中。
在一項針對小鼠的研究中發現，衰老細胞對兩種藥物的組合敏感：達沙替尼（一種抗癌藥物）和槲皮素（一種植物類黃酮）。
一些已被批准用於其他目的的藥物，正在測試作為抗衰老藥的效力。
另一種候選藥物涉及一種名為煙酰胺腺嘌呤二核苷酸或NAD的輔酶。它在細胞呼吸過程中起作用，將電子移動到產生能量的線粒體中。
伊利諾伊大學芝加哥分校流行病學教授S•傑伊•奧爾沙恩斯基(S. Jay Olshansky)是在該領域發表了諸多論文的研究者，他説我們能活多久有一個上限，大約85年。
“身體的某些部位，包括大腦，不是為了長期使用而設計的，”他説，“我們正在看到推動生存極限的後果：阿爾茨海默病、失智症、關節和髖關節問題的增加、肌肉質量的減少。”
我們都會死。嚴肅的科學是不相信永生的。但與此同時，我們距離有保障的健康晚年也更近了一步。
6、我們的星際之旅在哪裏？
在科幻系列電影《星際迷航》中，美國企業號在“曲速引擎”的推動下穿梭於宇宙之間。遺憾的是，對於太空旅行的愛好者來説，這似乎違背了愛因斯坦的方程，該方程通常禁止超光速旅行。但是如果加上“奇異物質（一種理論物質）”，上面的科幻發明實際上符合愛因斯坦廣義相對論的範圍。廣義相對論描述的是時空會發生彎曲。
因此，物理學家們一直在計算和辯論，但沒有得出結論，這樣的裝置是否可以製造出來，並用於前往恆星。
雖然廣義相對論的方程可以很容易地寫下來，但它們是不可能被解出來，除非在一些特殊的情況下。
墨西哥國立自治大學核科學研究所所長米蓋爾•阿爾庫別雷（Miguel Alcubierre）在為描述“扭曲氣泡”的廣義相對論方程構造一個特解。氣泡會在前面擠壓空間，在後面膨脹，氣泡內的星際飛船會以比光速還快的速度移動，即使它保持靜止。米蓋爾博士把這個概念比作機場裏的移動走道，“你就站在那裏，動一動，”他説。“你不必走路。它只是推動你前進。”
米蓋爾•阿爾庫別雷博士所描述的扭曲時空，最大的缺失是它需要某種未知物質的存在：能量密度小於零的物質。
物理學不排除負能量密度存在的可能性。一些人提出，卡西米爾效應可以用來產生負能量密度。卡西米爾效應是量子力學中一種奇怪但已得到證明的現象，在這種現象中，真空可以產生電磁力，將物體拉向彼此。即使可以做到這些，早期的計算表明，曲速引擎將需要一個不可思議的龐大的能量。
如果比光速快的旅行成為可能，它也可以用於時間旅行。這將違反物理學的另一個寶貴概念:因果關係，即未來無法改變過去的概念。
曲速引擎可能會成為科學上的一時幻想。隨着科學家們進一步解開支配宇宙的基本定律，他們可能會發現一個被證明是不可能的原理。
儘管如此，休斯頓約翰遜航天中心物理學家哈羅德•G•懷特(Harold G. White)領導的一些NASA科學家已經嘗試過這個概念。他們説，他們已經找到了一種配置假想的負能量物質的方法。
7、為什麼我們還是這麼肥胖？
現在科學家希望用一種藥丸達到長期減肥效果。1976年，肥胖率在美國佔15%，現在這一比例達到40%，沒人真正知道身體為什麼發生這麼大的變化。科學家指出了我們所處的環境因素，大量的廉價快餐和美味零食出現在我們身邊。無論環境因素如何共同作用，但在基因允許的範圍內，某些環境因素正在使大多數人越來越胖。
從醫生到醫藥公司，從健康部門官員到肥胖者自己，所有人都希望有有效的治療方法將身體調節到正常水平，但為什麼還沒有這樣的方法呢？
有些人通過節食和鍛鍊達到了減肥目的，但是他們只是少數。大多數人花了幾年的時間在節食和恢復中循環。目前只有一種幾乎統一的有效方法，那就是減肥手術，這種劇烈的方法將胃變成一個小口袋，某些情況下，也可以改變腸道路徑。接受這種手術的大多數人體重減輕了，但是他們中還有很多仍然超重，甚至肥胖。不過他們的健康狀況通常會改善，許多糖尿病患者不再需要胰島素，膽固醇和血壓會降低。
研究發現，當一個非常肥胖的人節食到正常的體重，他們在生理上還是一個飢餓的人，非常渴望食物。
20世紀80年代的一系列論文證明了肥胖和基因聯繫密切，體重可以遺傳。幼兒時期被收養的孩子長大後，體重和他們親生父母相當。分開撫養的雙胞胎的體重幾乎相同。
1995年專家發現一種脂肪細胞分泌的瘦素分子會告訴大腦身體有多少脂肪，然後大腦發出信號讓人進食多少。Amgen公司用2000萬買下瘦素的專利，希望以此開發減肥新藥。他們想法是讓肥胖的人服用這種瘦素，這樣他們的大腦會認為他們的脂肪太多，減少進食。令所有人懊惱的是，瘦素的效果並不理想。
減肥手術改變可以身體荷爾蒙和信號的組合，包括瘦素和其他許多激素。通過這種手術許多病人不再渴望高熱量的食物來滿足他們。許多人發現他們不再極度飢餓。
現在的希望是找出如何在不做手術的情況下獲得減肥手術的好處。這些效果是否可以用藥物來模擬，許多研究人員正在嘗試，儘管大多數製藥公司看到沒有有效的療法已經退出了這個市場。
8、我們能治癒阿爾茨海默症嗎？
很少有藥物被批准用於治療這種痴呆症，而且沒有一種效果很好。它已經成為醫學界最棘手的問題之一。全世界約有4400萬人患有此病，其中包括美國的550萬人。
專家預測，到2050年，隨着老年人口的增加，這一數字可能會增加兩倍。為什麼至今仍沒有有效的治療方法，也沒有行之有效的方法來預防或延緩它的影響呢？答案很複雜。
近20年來，研究人員、資助機構和臨牀試驗主要集中在一個策略上:試圖清除大腦中形成與該病有整體關聯的斑塊-β澱粉樣蛋白團。
但是，儘管一些藥物減少了澱粉樣蛋白的積累，但沒有一種藥物能夠成功阻止或逆轉痴呆。澱粉樣蛋白並不能解釋阿爾茨海默症的一切，不是每個有澱粉樣蛋白斑的人都有這種疾病。也有一些人把注意力集中在tau蛋白研究上。
目前只有五種藥物被批准用於治療這種痴呆症，但它們都是針對早期症狀的，而且沒有一種藥物長時間有效。
2018年夏天，研究人員報告了一種新藥物的第一個大型臨牀試驗的結果,五個劑量最高的測試,不僅削減了澱粉樣蛋白水平也，而且在早期階段人的認知能力下降時，減緩了記憶和思考惡化發展問題。
不過，儘管幾位專家表示，他們持謹慎樂觀態度，但仍需要對這種名為BAN2401的藥物進行更多的測試。
阿爾茨海默症的研究充斥着失敗的臨牀試驗，其原因不在於澱粉樣蛋白和tau蛋白的問題。首先，研究人員發現很難設計出模仿人類痴呆症狀的動物，這樣他們就可以在對人進行測試之前有效地在動物身上試驗藥物。
另一個問題是:越來越複雜的掃描技術顯示，阿爾茨海默症患者的大腦損傷可能在痴呆症症狀出現前幾十年就開始了。
正因為如此，近年來許多研究人員開始在患有早期痴呆症或者有風險患有痴呆症的人身上測試抗澱粉樣蛋白藥物。
有效的阿爾茨海默症療法來得再快也不為過。有關研究發現，通過活動、音樂、舒適的食物和鍛鍊來幫助激發積極情緒，可以讓患者感覺更好，減少焦慮和沮喪。但是這和逆轉疾病的趨勢是不一樣的。
9、我們怎樣辨別人工智能的謊言？
2016年美國總統大選之前的那個夏天，美國的兩名研究人員約翰•西摩(John Seymour)和菲利普•塔利(Philip Tully)推出了一種新的Twitter機器人。這款機器人通過分析社交網絡上的活動模式，學會了欺騙用户點擊推文中的鏈接，鏈接可能是危險網站。
這個名為SNAP_R的機器人是一個自動的“釣魚”系統，誘使某些人在不經意間將間諜軟件下載到自己的機器上。
這兩位研究人員建立了所謂的神經網絡，這是一個複雜的數學系統，可以通過分析大量數據來學習。神經網絡可以通過從數千張小狗的照片中學習識別小狗。
今天，同樣的數學技術正在為機器注入從語音識別到語言翻譯等各種各樣的能力。在很多情況下，這種新型的人工智能也是互聯網上欺騙人的理想手段。
許多技術觀察人士對人工智能的崛起表示擔憂。人工智能會產生深度造假，看起來像真品的假圖像。
頂尖的人工智能實驗室，甚至像谷歌這樣的大型上市公司，都公開發布了他們的研究成果，在很多情況下，還公開了他們的軟件代碼。
今天，大多數Twitter機器人看起來像機器人，尤其是當你開始回覆它們的時候。將來，它們回應方式將使你難以辨別它們是機器人。
谷歌的工程師設計了專門用於訓練神經網絡的計算機芯片。其他公司也在製造類似的芯片，隨着這些芯片的問世，它們將進一步加速人工智能的研究。
OpenAI政策主管傑克•克拉克(Jack Clark)表示，在不遠的將來，各國政府將創建機器學習系統，試圖讓其他國家的民眾變得激進，或者將觀點強加於本國民眾。
“這是一種新的社會控制或宣傳”，他説，“政府可以開始發起針對個人的運動。同時，為了一個更大的目標，政府可以操縱更多的人蔘與”。但理想情況下，人工智能也可以提供識別和阻止這種大規模操縱的方法。
也許阻止錯誤信息的唯一方法就是以某種方式教育人們以極度不信任的態度看待他們在網上看到的東西。但這可能是最難解決的問題。
10、為什麼我們沒有針對所有疾病的疫苗?
資金投入只是表面問題。一些疾病，比如艾滋病到目前為止，科學家也沒有好的辦法治療。
疫苗是最具獨創性的發明之一。一些全球殺手，如天花和小兒麻痹症，已經完全或幾乎被根除。還有一些，比如瘧疾和艾滋病儘管有了基因編輯等令人吃驚的新武器，但美國科學家至今還是沒有有效的方法根治。
在17世紀的英國，三分之一的兒童在15歲之前死亡。今天，多虧了疫苗的發明，這種情況不在發生。
但是，儘管經過30年的努力，仍然沒有艾滋病疫苗，沒有通用的流感疫苗，也沒有針對瘧疾或結核病的長效疫苗。
梅奧診所疫苗研究小組主任格雷戈裏•A•波蘭(Gregory A. Poland)博士説，疫苗研究要想取得更快的進展，存在兩個困難，一個是科學，一個是資金。
通常情況下，如果一種疾病通常只留下少數完全沒有疾病且終生免疫的倖存者，那麼就有可能研製出針對這種疾病的疫苗。天花符合標準，但艾滋病、瘧疾和肺結核則不然。
儘管如此，根據對6位專家的採訪，如果全世界投入更多的資金，目前肆虐的許多疾病可能會被疫苗打敗。
最近在一種新的結核病疫苗和一種舊疫苗的新用途方面的進展鼓舞了專家。
“如果你在18個月前問我是否有可能研製出結核病疫苗，我會説不可能，”新成立的醫學研究所的首席執行官彭妮•希頓(Penny Heaton)博士説。“但我認為這個領域現在非常有前途”。
萊姆病疫苗於1998年獲得許可，但4年後被撤回，這被稱為“公共衞生的慘敗”，因為謠言、訴訟和危言聳聽的媒體報道嚇跑了消費者。現在，據估計每年有30萬美國人感染萊姆病，一種改良的疫苗正在研製中。
但是，就像所有其他正在進行的項目一樣，疫苗研究需要更多的資金。
11、我們如何釋放免疫系統？
雖然免疫療法對癌症有奇效，但並不是對所有人都有幫助，副作用可能非常嚴重，成本也很高。
癌症具有隱藏天賦，可以逃避自然防禦。免疫療法的不斷發展正在深刻地改變着癌症的治療方法，挽救了許多晚期惡性腫瘤患者的生命。
《美國醫學會雜誌》最近的一篇社論説，“晚期癌症患者的壽命越來越長，可以活幾年，而不是幾個月。”免疫療法在其中起了很大作用。儘管如此，它並不能幫助所有人，副作用可能非常嚴重，費用也可能很高。
總的來説，免疫療法對不到一半的患者有效。到目前為止，美國食品和藥物管理局批准的兩種主要癌症免疫療法藥物，分別是檢查點抑制劑和CAR-T細胞。兩者都涉及到免疫系統的主力：t細胞。
但科學家們也在嘗試開闢一種全新的免疫療法，這種療法的重點不是t細胞，而是免疫系統的另一部分，一種被稱為巨噬細胞的白細胞。
在本月發表在《新英格蘭醫學雜誌》上的一項研究中，研究人員對22名淋巴瘤患者進行了測試。11名患者的腫瘤縮小，8名患者完全消失。該研究的科研人員説，副作用很小，尤其是與其他形式的免疫療法相比。
對於研究中的一個病人來説，結果非常驚人。一位71歲的病人患濾泡性淋巴瘤已有五年左右的時間，幾種不同的治療方法都未能控制這種疾病。他大約一年前進入斯坦福大學進行這項研究。
在試驗開始時，他的PET掃描上出現了10到15個光點，表明他得了癌症。現在，他説：“當我看新的掃描時，除了一個小點，其他的點都不見了，研究人員不認為這是癌症，也許只是死癌的殘餘。”
對巨噬細胞和t細胞的研究也是基於同樣的基本觀點：癌症有時會欺騙這些防禦者，通過關閉身體的用來阻止免疫細胞攻擊的組織的“關閉”開關。
檢查點抑制劑阻斷了“關閉”開關，釋放t細胞去追蹤癌症。兩位研究人員發現了t細胞上的檢查點，他們的工作導致了檢查點抑制劑的產生，他們分享了諾貝爾生理學和醫學獎。
CAR-T細胞涉及一種複雜得多的治療方法，即從血液中提取數百萬個患者的t細胞，通過基因重組攻擊細胞上的特定目標，然後增殖，然後滴回患者的靜脈。2012年，這種治療方法在費城兒童醫院進行實驗，挽救了一名6歲的晚期白血病患者艾米麗•懷特海德(Emily Whitehead)。目前研究人員正在測試CAR-T療法在其他血癌中的應用。
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