聽説拋個硬幣就能拿10萬億獎金,今年搞笑諾貝爾獎花落誰家?_風聞
中科院物理所-中科院物理所官方账号-1小时前
你聽説過用腚也能呼吸嗎?
你知道死魚也能逆流而上嗎?
你見過和平鴿開導彈嗎?還有更多**別(略)出(帶)心(瘋)裁(感)**的研究成果就在今年的搞笑諾貝爾獎。

第34次首屆搞笑諾貝爾獎頒獎典禮現場
搞笑諾貝爾獎成立於1991年,是對諾貝爾獎的有趣模仿,它會評選出那些“會心一笑後,發人深省”的研究成果。與正牌諾貝爾獎相比,搞笑諾貝爾獎更加輕鬆自然,無論是研究內容、頒獎典禮還是獎金,都透着無厘頭的喜感。每位獲獎者都必須解釋兩次他們的工作:第一次在24秒內,第二次只用7個字,同時頒獎典禮還與馬戲和歌劇等活動結合,而獎金更是極為豐厚——足足有10萬億津巴布韋元,約合人民幣24.5元。

儘管搞笑諾貝爾獎和諾貝爾獎的主辦方之間沒有什麼關聯,規格上也相差甚大,不過,參加頒獎典禮的人員裏從獲獎者、頒獎嘉賓到“掃帚管理員”可都有着貨真價實的諾貝爾獎獲得者。好了,話不多説,讓我們一起來看看今年頒佈的10個獎項。
概率學獎:硬幣正反面竟不是五五開!
拋硬幣正反面朝上的概率竟不是五五開了!難道概率學不存在了嗎?!這是來自今年概率學獎的得獎項目——一個由54名研究人員組成的團隊,用46種不同的硬幣,拋擲硬幣350757次,得出一個結論:拋硬幣時硬幣兩面朝上的概率其實不是均等的!

拋硬幣ing
研究團隊發現,大部分人拋出的硬幣落下後,向****上的那一面和硬幣拋出前的初始面相同的概率略高,約為51%[1]。

讓我們來一看下背後的原理:在理想情況下,當硬幣以速度V0被拋出,在空中翻轉時會繞着一條平行硬幣表面且平行於地面的“軸”翻轉——角動量,稍微使用你小學就學過的運動學方程就可以得到,硬幣在空中運動的時間t=2V0/g。
假設硬幣每秒翻轉x次,那麼就可以得到如下的兩種情況:

這麼看來,理想狀態下好像正反面朝上的概率還是1:1。

左圖:一個硬幣被拋擲在空中旋轉,右圖:對硬幣角動量不平行地面時的分析
但是在真實情況下,硬幣在空中旋轉的時候,它的角動量並不平行於地面,而是存在進動(也就是硬幣法線n就會繞着角動量M旋轉)!
當此時硬幣法線N(t)與垂直地面方向的向量K的夾角餘弦**τ(t)**大於0時,硬幣正面向上;小於0時,反面向上(起始面為正面)。
接着N(t)在空中劃過的區域看做一個球面,很明顯,法線在上半球(正面向上)停留的時間是大於等於在下半球(反面向上)停留的時間的。

通過一系列複雜的計算可以發現,當起始面為正面時,只有ψ=90°時,正方面朝上的概率才能是1:1,其餘情況,正面朝上的概率是大於1/2。而當ψ≤45°時,不論你拋得多高,硬幣在空中也不會翻面,最後落下來時仍然和拋出時保持相同的一面向上。這是不是就説明,我們可以通過練習,通過特定的拋硬幣方式,讓特定的面朝上呢?(魔術師往往就可以通過練習達到這種效果)下次當你再準備通過拋硬幣和別人打賭時,可以偷偷練習拋硬幣技巧 (ಡωಡ)
物理學獎:死魚可以幫助“馴服”渦流?
渦流之於海洋,相當於黑洞之於宇宙,它們就像“黑洞”一樣會將周圍的水無情吞噬,巨大的海洋漩渦中心被循環的水路緊緊包圍,任何陷入其中的東西都難以逃脱。而今年搞笑諾貝爾物理學獎的研究成果向大家揭示了一個“事實”——一條小小死魚也可以幫助“馴服”渦流!

在合適的條件下,虹鱒魚可以毫不費力地在暗藏渦流的水中逆流——甚至連已經死掉的魚都能做到。這事還得從卡門渦街講起,當水流繞過一個圓柱體(如橋墩、高塔、電線等)的障礙之後,會在物體兩側週期性地脱落出旋轉方向相反、排列規則的雙列線渦,形成一條條類似街道兩側街燈的渦旋列。

卡門渦街
獲獎者生物學教授詹姆斯·廖(James C. Liao)[2]發現虹鱒魚非常喜歡在卡門渦街中逛來逛去,與在靜水中躺平相比,它們在渦流中逆流而上似乎更省勁兒。
當前方出現卡門渦流時,虹鱒魚就會調整搖擺幅度,變成“8”字形的走位,它的振動頻率會和卡門渦街的振動頻率相匹配,形成一種叫做卡門步態的游泳姿勢。

蜜汁走位——卡門步態
而且研究人員發現,哪怕是死魚(但是前提得是新鮮的死魚!)也可以在卡門渦流中逆流而上,和它活着的時候振動頻率幾乎一樣,可真是栩栩如生!。而死魚完成這一“垂死掙扎”的操作竟然不是靠生物驅動的,而是流體驅動的!
事實上,通過測試死魚的肌肉電流,發現虹鱒魚只需要調動身體中的一小部分肌肉,就可以形成卡門步態,無需大腦的參與。於是,事情逐漸詭異了起來,你將會看到——已死的虹鱒魚一方面藉助渦流能量,另一方面得益於它擅長從環境中汲取動力的靈活身體,從而實現了被動推進的遊動。

死去的虹鱒魚在障礙物後方的水流中“栩栩如生”地擺動身體
同時,當虹鱒魚發現其他魚的遊動產生了類似卡門渦街的渦流就會迅速跟上去,利用同類製造的卡門渦街遊動。而除了虹鱒魚以外,人們還發現剛死去的鯨魚也可以1海里/小時的速度“死亡尾隨”在隊伍後面。到此為止,廖教授他們終於發現了死魚逆流而上的真相,甚至有望創造出**“不插電”的能量捕捉設備**,將海洋中原本礙事兒的渦流“馴化”成環保能源。
生理學獎:用腚也能呼吸?
解鎖另類呼吸方式
小時候我們都曾經暢想過未來,比如未來科技的鉅變、生活環境中出現的新能源等等,但是你想象過人類的呼吸方式會發生改變嗎?

今年搞笑諾貝爾獎生理學獎的獲獎成果就解鎖了一種另類的呼吸方式——肛門呼吸!這就説明:或許有一天,屁股也能成為生命的“氧氣管”!這項得獎研究背後的靈感來自一種魚類——泥鰍。日本科學家武部貴則等人[3]發現泥鰍能通過腸道在缺氧環境下吸收氧氣,這讓它們在緊急情況下生存下來。日本人靈光一閃:既然泥鰍都可以,那咱們是不是也可以(bushi)?

於是,他們找來了老鼠和豬進行實驗,先讓這些動物處於嚴重缺氧的狀態,然後把氣體或富氧液體通過腸道注入到老鼠和豬的體內,結果發現這種灌腸方法(EVA方法)確實延長了動物們的存活時****間。

肛門呼吸的研究思路[3]
尤其是把腸道磨破的情況下,供氧效果格外喜人…因為直腸下面有一層細小的血管,使得肛門給藥更容易吸收。雖然這項研究乍聽似乎在開玩笑,但是研究人員表示,這種“肛門呼吸”的方法的推廣可以彌補現有呼吸機的不足,減少機械通氣帶來的肺損傷,日本國內最早有望在2028年實現腸道換氣療法。

泥鰍:你要來試試“肛門呼吸”嗎?
不過,難以想象如果在浮潛時使用肛門呼吸,那場面豈不是全是屁股 (ಡωಡ)
和平獎:和平的終極兵器——鴿子導彈!
本屆和平獎的得獎項目充滿諷刺意味——一項來源於二戰時期的奇葩發明:鴿子導彈。二戰期間,當時的飛行員在攻擊敵艦時常常面臨難以準確命中的問題,美國心理學家斯金納(B. F. Skinner)想出一個“天才”方案——讓鴿子通過啄食引導導彈飛向目標。

他設想的方案是:先訓練鴿子識別地面目標,再把鴿子裝進導彈的駕駛艙,通過啄擊屏幕上的目標圖像,來控制導彈的正確方向。他甚至發現三隻鴿子會組成一個強大的導引系統,以防一隻鴿子在關鍵時刻分心或發生其他意外情況。鴿子版“導航系統”甚至在實驗中表現得相當不錯——這些可愛的小鳥確實能在導彈內精準操作,達到目標。

鴿子在駕駛艙裏通過啄屏幕來控制導彈
儘管鴿子的表現非常“專業”,這個瘋狂的計劃最終還是沒有投入使用。畢竟,戰場上的鴿子導彈不僅聽起來像個笑話,操作起來可能也是個噩夢。

鴿子:我要鴿了這份工作!
鴿子可能會想:“我只是想在公園裏撿點麪包屑,誰想到要開導彈呢?”
醫學獎:疼痛假藥或許更有效?
安慰劑是指沒有藥物治療作用的藥劑(所以也叫假藥),它往往利用患者積極的心理暗示和期望來緩解症狀。而今年醫學獎的獲獎研究告訴我們:越疼的假藥似乎越有用(怎麼有着自虐的感覺?)

來自瑞士、德國和比利時的研究團隊[4]對77位健康志願者進行了實驗,這些志願者被隨機分成兩組,一組被告知將使用可以陣痛的芬太尼鼻噴霧劑,只不過帶有輕微痛感,而另一組則被告訴噴霧劑中沒有芬太尼。但事實上,兩組噴霧劑中都沒有添加芬太尼,甚至有一組還被加入了微量辣椒素,會有些燒灼感。

令人意外的是,儘管都沒有加入芬太尼,有灼痛感的噴霧劑,甚至比無副作用的噴霧表現出了更好的鎮痛效果——這是因為那部分志願者預期有燒灼感就表示有效果,而這種想法影響了他們的疼痛調節系統。

所以説,假藥不能治百病,但是可以治腦子?這好像給賣假藥的打開了一個新的思路呢?
人口統計學獎:長壽的真相竟是…
家族羣裏,你可能有時會被長輩們轉發的營銷號刷屏——什麼“長壽村的秘訣”、“就是因為這件事——7位百歲老人的長壽秘訣”等等,就像下面這樣:

但是他們長壽的秘訣真的與牢固的社會紐帶、親密的家庭關係和健康的飲食習慣…密切相關嗎?**不!統統無關!**人口統計學獎得主英國牛津大學的索爾·賈斯汀·紐曼(Saul Justin Newman)[5]調查發現了一個不同尋常的結論:在意大利、英國和法國等地,老年貧困、犯罪率高和人均收入低等因素反而與極端長壽呈正比。紐曼進一步研究發現:早些年人口普查沒做好,很多人把自己的生日記錯了,或者是純吹牛皮。研究人員發現當一個州開始好好記錄出生時間後,活到 110 歲的人會立馬減少 69% ~ 82% 。還有很多出生證明等重要文件丟失,或者存在明顯的人為編造行為——超級百歲老人的出生日期集中在每月的第一天和可以被五整除的日子。

日本貧困縣和百歲老人分佈
一方面是老人可能自己也記不住自己到底多少歲了,另一方面有些人還會刻意編造自己的年齡以騙取養老金,這些地區的養老金詐騙問題盛行。所以,極端長壽在人口統計學上可能不存在!
解剖學獎:看髮旋就能分辨南北半球?
由於地球自轉的作用,南北半球的龍捲風旋轉方向相反,北邊的通常逆時針轉,南邊的則往往順時針旋。那麼,人類頭上的髮旋是否因所在半球而異呢?解剖學獎得主統計了三類兒童的髮旋方向[6]:北半球的普通兒童(法國巴黎),南半球的普通兒童(智利聖地亞哥),和出生在巴黎的37對雙胞胎。

一歲女孩的髮旋
結果顯示,雙胞胎的髮旋方向都相同,這説明了遺傳因素的重要影響;而南半球兒童髮旋的方向為逆時針的佔比高於北半球兒童,這意味着可能存在環境因素的作用。當然,研究者也表示,髮旋沒法像龍捲風漩渦一樣,受到地球偏轉力的“直接”影響。
植物學獎:植物也能觀察外界?
植物學獎授予雅各布·懷特(Jacob White)和費利佩·山下(Felipe Yamashita),他們證明了自然界的某些植物會模仿周圍人造塑料植物的形態[7]。
他們找了植物界的“模仿者”——避役藤(Boquila trifoliolata),這種植物具有超高的模仿能力,不僅能夠模仿其他植物葉子的形狀,而且“做工”精細,連細節都模仿得十分到位——顏色、葉脈和葉子方向都十分相似。

左圖:具有縱向形狀的塑料葉片,右圖:避役藤對人工塑料葉的模仿
再經過與其他植物的對比實驗後,懷特和山下排除了揮發性信號和水平基因轉移的可能性,因為避役藤在不直接接觸的情況下也能模仿塑料葉子。這讓他們不禁懷疑:難道植物也可以看到外界?
生物學獎:受驚的奶牛不產奶
1931年,福代斯·伊利(Fordyce Ely)和威廉·E·彼得森(William E. Petersen)為了探究奶牛排出牛奶的生理過程,他們在一隻站在奶牛背上的貓旁邊引爆了一個紙袋。他們在給奶牛連接上擠奶器時,將一隻貓放在牛背上,每隔十秒鐘弄爆紙袋一次,這一過程持續2分鐘。結果是,不斷受到驚嚇的奶牛,最後一滴牛奶都擠不出來。

而研究者給出的背後原因——由於血液中存在腎上腺素,腎上腺素會阻止肌肉收縮,因此奶牛不會排出牛奶。相反,血液中的催產素則會促使奶牛乳腺導管的肌肉收縮,釋放乳汁。
最後,在實驗中沒有起到什麼實際作用的小貓後面也直接被取消了!貓咪:沒有人為我發聲嗎?!我要找我的律師!沒有人考慮過我受到的驚嚇嗎?!
化學獎:如何分離喝醉的小蟲?
今年化學獎的得獎成果是——用色譜法(俗稱過柱子)分離了醉酒的蠕蟲和清醒的蠕蟲[8]。

獲獎得主赫斯曼斯團隊選擇了一種叫做正顫蚓的蠕蟲,將它們放進充滿層層阻礙的特製通道進行“過柱子”考驗:蠕蟲們被分成了兩組,一組清醒,另一組被放進酒精中“灌醉”,讓兩組小蟲相互競爭到通道的終點。結果表示,清醒的蠕蟲跑得更快。實驗中的蠕蟲就像大型聚合物的鏈狀結構,而酒****精暴露可以減慢這類活性物質的擴散速率,這為尋找根據活性來分離活性聚合物的方法提供了一種可能的途徑。
不得不説今年還是一如既往地發揮了搞笑諾貝爾獎的水平(非常荒謬)!
但是從這些獲獎研究中我們仍然能夠發現很多引人深思的地方,比如,肛門呼吸可以減少呼吸機帶來的機械損傷;用酒精可以分離蠕蟲(活性聚合物);甚至連加了辣椒素的安慰劑的療效都更好了…
就像搞笑諾貝爾獎的初衷:荒謬中透露着大用處!
參考鏈接
[1]https://arxiv.org/abs/2310.04153
[2]https://www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(22)00709-6
[3]https://www.cell.com/med/fulltext/S2666-6340(21)00153-7
[4]https://academic.oup.com/brain/article-abstract/147/8/2643/7664309
[5] https://www.researchgate.net/publication/334497888_Supercentenarians_and_the_oldest-old_are_concentrated_into_regions_with_no_birth_certificates_and_short_lifespans
[6]https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2468785523002859
[7]https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8903786/
[8]https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abj7918