諾貝爾物理學獎看不懂？！無所畏！搞笑諾貝爾獎會出手_風聞
中科院物理所-中科院物理所官方账号-10-04 13:54
你好奇地質學家為什麼舔石頭嗎？你想知道人類的屍體上有多少根鼻毛嗎？或者你喜歡死蜘蛛的爪子做成的生物可降解機械抓手嗎？你想要了解一款既能分析尿液和糞便的成分，又能對肛門進行識別的**“智能馬桶”**嗎？這些還有其他一些別緻的成果在今年的線上典禮中被授予2023年搞笑諾貝爾獎。
搞笑諾貝爾獎成立於1991年，是諾貝爾獎的滑稽版，它表彰那些**“首先使人發笑，隨後引人思考的成果”**。頒獎典禮很不合常規地以微歌劇、科學演示和24/7演講為特色，演講上獲獎者必須兩次解釋他們的工作：第一次在24秒之內，第二次只能用7個單詞。獲獎感言限制在60秒內。正如搞笑諾貝爾獎主題所寫的，被授予榮譽的研究乍一看似乎很荒謬，但這並不意味着它缺乏科學價值。
搞笑諾貝爾獎授予“先讓人發笑，後引人思考的成果”
觀眾可以收聽常規的24/7演講，同時觀看在水上舉行的“偽歌劇”頒獎儀式。在典禮結束後的一週，獲獎者們將會發表公開演講，這些演講會被上傳到“不可思議的研究（Improbable Research）”網站上。
話不多説，下面介紹2023年搞笑諾貝爾獎。
化學/地質學獎頒獎詞：“揚·扎拉斯維奇（Jan Zalasiewicz），表彰他解釋了為什麼科學家喜歡舔石頭。”
任何人都知道地質學家或者古生物學家都可能習得一個奇怪的習慣：舔石頭。他們會告訴你這是一種很好的方式來判斷一塊石頭到底是一塊石頭還是一塊石化的骨頭。因為後者會黏到你的舌頭上。用牙磨一會兒石頭能幫你確定石粒的大小，因而可以判斷石頭中是否有黏土或泥沙。扎拉斯維奇是英國萊斯特大學的一位古生物學家，他研究了舔石頭和其他一些怪癖行為的精彩的歷史，2017發表在了《古生物學會通訊》上。
“把表面弄濕可以使化石和礦物質的紋理更清晰的顯示出來，在幹表面的情況下，這些現象會隱藏在微小的反射和衍射中，變得模糊”，扎拉斯維奇在回憶他一次舔石頭的經歷時寫道。那塊石頭被發現是一塊保存完好的有孔蟲目石頭。根據扎拉斯維奇的説法，“地質學的味道”可以追溯到18世紀的採礦工程師、檢測員、自稱為教授的礦物學家喬瓦尼·阿杜諾（Giovanni Arduino），他提出了最終形成今天的地質時間尺度的地層分類。
阿爾杜伊諾給帕杜瓦大學的教授安東尼奧·瓦利斯內裏（Antonio Vallisneri）寫了一封信，在這封信中，他描述了阿尼奧山谷中所有的石頭、礦物和化石，包括相關的味道記載。例如，燃燒過的化石殼和煤塊“一樣的苦澀、有尿味”。從富含馬氏巖和煤的地層中流出的泉水“有一種酸辣的味道”，阿爾杜伊諾把這種味道類比於“酒的酸味”。我們可以想象如果阿爾杜伊諾知道他的“味道分類法”在當今的岩石愛好者中仍然是一種常見的分析工具的話，他一定會很高興的。
文學獎頒獎詞：“克里斯·穆林（Chris Moulin）, 妮可·貝爾（Nicole Bell）, 梅里塔·圖魯寧（Merita Turunen）, 阿麗娜·巴哈林（Arina Baharin）, 和阿基拉·奧康納（Akira O’Connor），表彰他們對人們重複一個單詞很多、很多、很多、很多、很多、很多、很多次之後感知能力的研究。
許多人都對“似曾相識”的感覺很熟悉，這是一種記憶錯覺，對明明沒有發生過的事情感覺似乎經歷過。相反的現象是“陌生感（Jamais vu）”，指對我們曾經見過或者經歷過的新奇或者不熟悉的事物的轉瞬即逝的感知，通常是一個詞，也可能是一個人或者一個地方。陌生感通常是癲癇或者偏頭痛的症狀。穆林等人猜想“陌生感”可能會產生“單詞疏離”的情況，於是他們就在利茲大學中招募了一些學生志願者開展實驗，來驗證這項假設。
這些學生受試者認真地抄寫選好的單詞，一遍一遍又一遍的重複，直到他們感覺到“奇怪”才停下來，這種感覺通常（在三分之二的受試者中）出現在重複30次之後，或者大約一分鐘之後——這是一個“語義飽和”的臨界點。例如，當一個人長時間盯着一個單詞，就會感覺這個單詞失去了意義，“他們就像是一串字母的組合而不是一個完整的單詞”，或者一個熟悉的單詞突然變得陌生，“它看起來不像是對的，多數情況下，它就不像一個單詞，而是一些人的把戲讓我以為它是一個單詞”。那些在日常生活中經常有“似曾相識”之感的人也會更多產生“陌生感”，表明這兩種感覺之間存在着關聯。
機械工程獎頒獎詞：“葉德菲（Te Faye Yap）, 劉振（Zhen Liu）, 阿努普·拉賈潘（Anoop Rajappan）, 特雷沃爾·下竹（Trevor Shimokusu）和丹尼爾·普雷斯頓（Daniel Preston），表彰他們用死蜘蛛做機械抓手。”
一天，萊斯大學的研究生葉德菲在實驗室的走廊裏看到了一隻蜷縮起來的死蜘蛛，她知道由於蜘蛛體內的內部液壓當它們死了之後會蜷縮起來。她想或許可以用死蜘蛛做一個小型的氣動夾子，用來抓取和操控小的電子器件。所以她和她的同事——包括她的導師丹尼爾·普雷斯頓——做了這件事。他們只用一步組裝就把死蜘蛛變成了一個抓手工具，他們把開闢的這個新領域叫做“屍體機器學（necrobotics）”。
萊斯大學的研究者用死蜘蛛作為機械抓手
正如之前報道的，蜘蛛的前體腔（或液壓腔）內包含內置閥門，使蜘蛛能夠單獨控制每條腿。一旦蜘蛛死亡，這種控制就會消失，它的腿就只能一起活動。他們需要做的就是把一根針插進死蜘蛛的前體部分，用一種特殊的膠水把它粘到蜘蛛的身體上形成一個密封圈。整個過程只需要10分鐘。針的另一端連接到實驗室的試驗枱或一個手持注射器上。注入少量的空氣給腔室加壓，可以瞬間激活蜘蛛腿，使它們打開，釋放腔室的壓力使蜘蛛腿閉合。
研究小組在各種物體上測試了它們的蜘蛛抓取器。例如，他們用它來移除麪包板上的跳線來斷開LED，用它來拿起一塊染紅的聚氨酯泡沫，甚至用它夾起另一隻死蜘蛛。這個蜘蛛抓取器可以抓取重量超過它自身體重1.3倍的物體，抓取力的峯值為0.35毫牛頓。事實證明，蜘蛛抓取器的堅固程度也令人吃驚。它可以開合1000次才會使關節磨損最終導致報廢。另外，蜘蛛的身體是完全生物可降解的。
醫學獎頒獎詞：“克里斯汀·範（Christine Pham）, 博巴克·赫達亞提（Bobak Hedayati）, 基亞娜·哈希米（Kiana Hashemi）, 艾拉·派克（Ella Csuka）, 蒂安娜·馬馬加尼（Tiana Mamaghani）, 瑪格麗特·尤哈斯（Margit Juhasz）, 傑米·維肯海瑟（Jamie Wikenheiser）和娜塔莎·梅辛科夫斯卡（Natasha Mesinkovska），表彰他們用屍體去探索人類兩個鼻孔的鼻毛是否一樣多。”
這項研究的起因是人們對斑禿的興趣，斑禿是一種以頭皮、睫毛、眉毛和鼻孔脱髮為特徵的疾病。克里斯汀等人注意到，許多患有這種疾病的人更容易患上呼吸道感染、過敏和乾燥症，因為這種疾病也會使每個鼻孔內的鼻毛脱落。他們意識到，沒有人真正計算過人類鼻毛的平均數量，而這正是評估缺乏鼻毛對患者生活質量有何影響的第一步。
於是，他們利用加州大學爾灣分校醫學院的 20 具屍體（10 男 10 女）進行了研究。他們不僅對每個鼻孔的毛髮進行了計數，還用捲尺測定了上鼻孔、側鼻孔和下鼻孔毛髮生長的長度。結果是：每個鼻孔的平均鼻毛在 120 到 122 根之間，鼻毛的生長範圍通常在 0.81 釐米到 1.035 釐米之間。下次在雞尾酒會上，當你急於與人攀談時，不妨把這些數據説出來。
傳播學獎頒獎詞：“瑪麗亞·何塞·託雷斯·普里奧利斯（María José Torres-Prioris）, 戴安娜·洛佩茲·巴羅佐（Diana López-Barroso）, 埃斯特拉·卡馬拉（Estela Càmara）, 索爾菲蒂·帕爾迪（Sol Fittipaldi）, 盧卡斯·塞德尼奧（Lucas Sedeño）, 奧古斯丁·伊瓦涅斯（Agustín Ibáñez）, 馬塞洛·貝爾蒂埃（Marcelo Berthier）和阿道夫·加西亞（Adolfo García），表彰他們對擅長倒裝語序説話的人的心理活動的研究。”
西班牙拉古納有一羣居民，他們擅長倒裝語序（單詞顛倒）——比如他們説 nasbue chesno 而不是 buenos noches。他們努力爭取聯合國教科文組織和加那利語言學院承認這種不尋常的説話方式，但至今沒有成功，加那利語言學院認為這種現象沒有學術價值。託雷斯-普里奧利斯等人卻不這麼認為。他們在 2020 年的獲獎論文中寫道：“倒裝語序是一種快速顛倒單詞、假詞甚至句子的非凡能力，這需要對音素重新排序，同時保留音素的特性。”他們認為，這為進一步瞭解大腦如何處理音素排序提供了一個新的機會。
研究小組招募了兩名男性倒序説話的專家進行實驗--他們都是以西班牙語為母語的人，因為西班牙語特別適合倒序，因為無論音素的位置和周圍的片段如何，音素始終保持相同的發音。他們另外還招募了由18名男性組成的對照組進行對比。所有參與者都接受了一般認知和記憶任務，以及正向和反向語言任務。此外，他們還對兩名反向説話者的大腦結構圖像進行了全面掃描，並將掃描結果與由18名男性組成的對照組進行了比較。
這兩名逆向説話者的能力都是自然形成的，沒有經過明確的訓練，他們在顛倒單詞方面表現出明顯的行為優勢，而且這與他們的記憶能力無關。這兩人的大腦成像結果顯示，大腦中與語言有關的關鍵部分的灰質體積增大，功能連接（白質）增強。普里奧利斯等人總結説：“雖然樣本量很小，但這些發現與早先對同聲傳譯專家的研究結果一致，表明即使是非常規形式的語言專長，甚至是那些在日常生活中沒有公開使用或通過專業培訓磨練出來的語言專長，也可能出現與語言有關的神經可塑性適應。
公共衞生獎頒獎詞：“樸勝敏（Seung-min Park），因發明了斯坦福馬桶，一種綜合多種技術——包括尿液分析試紙、用於排便分析的計算機視覺系統、配有識別攝像頭的肛門紋路傳感器以及通信連接——以監測和快速分析人類排泄物的設備”
厭倦了經常用鼻拭子檢測 COVID 嗎？安裝一個 “智能馬桶”，通過定期監測你的尿液和排便，甚至檢測 COVID（以及其他病症）來跟蹤你的健康狀況如何？如果 “主動醫療 PH 馬桶 “的發明者 樸勝敏能夠如願以償的話，這也許就是我們不久的將來。這是一款集成了能夠監測心臟健康、血壓、血氧飽和度以及尿液和糞便樣本傳感器的智能馬桶。
能夠實時監測用户健康狀況的智能馬桶
例如，這裏面有內置的尿液分析條，計算機視覺作為尿流計，而深度學習將用於處理糞便分類。產品原型是為男性尿流設計的，但樸勝敏 聲稱，也可以為女性添加一個可擴展的、帶有尿液分析條的棒，或者採用 “聲波尿流計”，通過聲音分析尿流。COVID專用版將配備一個類似於浴盆的可拆卸部件，其模塊可收集糞便樣本並進行病毒快速檢測。檢測結果可在幾分鐘內發送到用户的智能手機上。樸勝敏表示，同樣的方法還可以檢測諾如病毒或導致腸胃炎的細菌（如志賀氏菌），幫助實時控制疫情爆發。
需要指出的是，智能馬桶的概念早在 20 世紀 70 年代就已出現，但由於隱私問題，其發展一直比較緩慢。除了收集有關個人大小便的敏感醫療信息外，樸勝敏 的概念還將通過生物識別技術（即指紋和 “肛門皮膚”）來識別每個用户。“是的，我對內置馬桶攝像頭拍攝我的肛門照片感到非常興奮——只要保證是我的就行（眨眨眼）。”“我們保證，所有這些敏感數據都將在加密的雲服務器中進行存儲和分析，突然間，那些鼻拭子似乎不那麼具有侵略性了，不是嗎？”
營養學獎頒獎詞：“宮下荷美（Homei Miyashita）和中村裕美（Hiromi Nakamura），表彰他們對帶電的筷子和吸管如何改變食物味道方面的研究。”
我們的味覺相當重要，它不僅能讓我們享受最喜歡的食物和飲料，還能幫助我們避免食用已經變質或可能無法食用的食物。在 2011 年的論文中，宮下荷美和 中村裕美對我們只有舌頭上有味蕾感到惋惜，不像鯰魚的味蕾遍佈全身，因此它是一條 “會游泳的舌頭”。他們的解決方案是：用電刺激來增強我們的味覺，產生一種酸的或金屬的 “電味”，這種 “電味 “早在 1752 年就有記載。作者稱，先前的研究已經表明，人們可以通過電刺激來改變味覺。
宮下荷美和中村裕美在兩根不同的吸管上分別插入負極和正極，然後將兩根吸管分別插入兩杯含有電解質的飲料中的。當使用者喝飲料時，電路閉合，電刺激從吸管傳向口腔，產生 “電味”。他們對食物做了同樣的處理，插入正負極，用筷子代替吸管作為用户端。顯然，感知這種電味的能力取決於電壓，因此作者添加了電壓調節功能。他們總結説：“我們的目標是讓舌頭到達新的階段，讓它可以嚐到到我們以前無法感知的味道。”
教育學獎頒獎詞：“凱蒂·譚（Katy Tam）, 潘青茜（Cyanea Poon）, 維多利亞·慧（ Victoria Hui）, 維南德·範蒂爾堡（Wijnand van Tilburg）, 克里斯蒂·王（Christy Wong）, 薇薇安·鄺（Vivian Kwong）, 袁婷婷（Gigi Yuen）和克里斯汀·陳（Christian Chan），表彰他們對師生之間厭煩感的系統研究。”
根據凱蒂等人的研究，學生上課無聊、打瞌睡、盯着窗外或在本子上亂塗亂畫等，是一種普遍現象，這對教育來説不是個好現象，因為無聊的學生往往展現出更低的學習積極性和學習成績。同樣教師也會感到厭倦，尤其是當他們年復一年地向冷漠的學生教授同樣的內容時。
在 2020 年的一項研究中，凱蒂等人調查了教師的無聊程度如何影響學生在課堂上的無聊程度，以及由此對學生學習積極性的影響。研究人員要求香港兩所本地中學的437名學生和17名教師連續兩週記日記，記錄他們的無聊程度；還要求學生記下他們感受到的老師的無聊程度以及他們自己在課堂上的積極性。研究人員發現，的確，當教師感到無聊時，學生的學習積極性就會降低。儘管學生對教師何時感到無聊的判斷並不準確，但他們的感受卻是導致了學習積極性的降低。無聊導致無聊，不管是真實的還是感受到的。
凱蒂等人在2023年發表了一篇論文，詳細介紹了後續研究，以確定對於講座或者課堂將會是無聊的這種單純的預期是否是一種自我滿足的預兆。第一項研究涉及倫敦國王學院本科生心理課的一次講座，結果證實，學生越是預期講座無聊，隨後就越覺得無聊。第二項研究涉及香港大學的一個類似講座，研究人員也試圖控制學生的預期--儘管結果與第一項研究一致，但這一嘗試失敗了。第三項也是最後一項研究（也是在香港大學進行的）在控制預期方面更加成功，並再次證實了假設。如果你預期講座會很無聊，那麼你很可能會感到無聊。
心理學獎頒獎詞：“斯坦利·米爾格拉姆（Stanley Milgram）, 倫納德·比克曼（Leonard Bickman）和勞倫斯·伯科維茨（Lawrence Berkowitz），表彰他們在馬路上開展的實驗——觀察有多少行人在看到陌生人向上看時會停下來向上看。”
社會心理學家斯坦利·米爾格拉姆最為人熟知的就是他的六度分隔理論（小世界實驗），以及他在1963年進行的一項落人話柄的關於服從權威的研究，在這項研究中，一組參與者被命令對另一組參與者實施越來越高的電擊。結果確實令人震驚：65%的實施電擊者在實驗允許的最高電擊水平上一直服從命令，儘管隨着電壓的增加他們表示不情願。米爾格拉姆在 1969 年還進行了一項不那麼有爭議的關於人羣聚集的實驗研究，特別是考察了不同規模人羣的匯聚力。他把紐約市繁華的人行道上一段 50 英尺長的地方作為實驗室。
當街對面一棟辦公樓六樓的窗户發出信號時，指定的 “刺激 “人羣（1、2、3、4、5、10 或 15 人）會進入觀察區，停下腳步，抬頭看窗户整整一分鐘，然後收到信號散開。實驗重複進行了多次，並拍攝下來供日後分析，以瞭解在 1425 名路過的行人中，有多少人改變了他們的行為，是停下腳步抬頭看，還是邊走邊抬頭看。
結果顯示：刺激人羣的規模是影響路人駐足的關鍵因素。如果只有一個人抬頭看，只有 4% 的路人會停下來抬頭看，而當刺激人羣有 15 人時，有 40% 的路人會停下來抬頭看。同樣的情況也發生在沒有停下腳步的路人身上：如果刺激人羣只有一個人，42% 的人會抬頭看，而當刺激人羣有 15 個人時，86% 的人會抬頭看。這與現有模型的假設相反，現有模型假設可以加入一個羣體（本例中為行人）的人數是關鍵因素，而不是刺激人羣的規模。
不過，米爾格拉姆和他的合作者強調，刺激的性質——刺激人羣在看什麼——也會對這些數字產生影響。他們的實驗場景並不特別有趣，因此沒有太大的吸引力；路人很快就走了。但是，如果有一個雜技演員在窗台上表演，他們的興趣可能會保持得更久，從而使人羣迅速膨脹達到最大值。
物理學獎頒獎詞：“費爾南德斯·卡斯特羅（Fernández Castro）, 瑪麗安·佩尼亞（Marian Peña）, 恩裏克·諾蓋拉（Enrique Nogueira）, 米格爾·吉爾科託（Miguel Gilcoto）, 霍普·布魯隆（Esperanza Broullón）, 安東尼奧·科梅薩尼亞（Antonio Comesaña）, 達米安·布法德（Damien Bouffard）, 阿爾貝託·納維拉·加拉巴託（Alberto C. Naveira Garabato）和比阿特麗斯·穆斯·卡梅爾（Beatriz Mouriño-Carballido），表彰他們對海洋混合和鳳尾魚性活動之間關係的研究。”
海洋混合是氣候科學的一個關鍵研究領域，因為它在影響氣候方面起着舉足輕重的作用，影響着水的温度、鹽分、含氣量和營養物質等特性。風和潮汐在全球範圍內都是海洋混合的主要能量來源，但一些科學家認為，某些海洋生物——浮游生物、魚類或海洋哺乳動物——也可能是更大區域範圍內海洋混合的重要能量來源。但這種生物物理湍流很難在湖泊和海洋中捕捉到，而且先前的研究表明，這種活動的混合效率太低，不可能產生重大影響。
鳳尾魚的性行為導致生物物理湍流的示意圖
費爾南德斯·卡斯特羅等人提出，生物混合可以作為一種非常有效的海洋混合劑。他們在 2022 年的一項研究中分析了 2018 年夏天收集的為期兩週的數據，結果顯示夜間存在 “強烈的生物物理湍流”。罪魁禍首就是產卵的鳳尾魚。雖然研究小組沒有直接探測到魚類的存在，但聲波背散射數據與魚類聚集行為是一致的，而且每天早晨打撈上來的浮游生物網中都有高濃度的鳳尾魚卵。根據其發育階段，這些魚卵的產卵時間大概在 4 到 14 小時之間，相比之下，夜間收集的魚卵更新鮮，產卵時間不到 4 小時。因此，產卵的鳳尾魚顯然在夜間相當活躍。作者總結説，他們的研究結果提供了 “令人信服的證據，證明魚類可以在長時間內產生強烈的湍流"。作者：Jennifer Ouellette
翻譯：小聰
審校：Sheri