Friday, 4 October 2019

为什么人类不考虑吃虫子?

虫子富含营养、环境适应性强、产量丰富,考虑到虫子有如此之多的优点,作为蛋白质来源再合适不过。那么,为什么人类不考虑吃虫子呢?

今天早些时候,我们(原文笔者)查看了美国人过去吃的几种有限的肉食(基本上是猪、牛、鸡),美国人基本上不吃兔子和山羊。但是你有没有想过还有一些肉类也是我们不会吃的——在小卖部的货架上爬来爬去的昆虫。

DWGRS:
未来几十年时间里,占用相同资源产出的肉类产量将比现在更高,但是随之而来的是碳排放、空间占用和周转时间的问题,所以食虫在未来是非常有可能的。

西方国家对于食虫最大的文化障碍还是最大的问题,而且现在还不具备能够满足目前和未来对食物/能源需求的大规模生产食用昆虫的设施。

CircuitFreq:
私以为,在美国,要想消除昆虫的恶心感官和吃虫子的不良名声,人们只有把昆虫搅成泥再放进模子里压成型再吃,或者是放到油里炸得脆脆的。未来几十年里我们可能会看到美国全食超市公司里推销“新一次的健康食物大轰动”——辣辣的昆虫,这些虫类食物可能会成为人们的主流食物。

最近来自FAO的一份报告指出,全球已经有20亿人选择昆虫作为每天饮食的一种搭配,如果进行大规模饲养,昆虫完全可以满足人类日益增长的对肉类的需求。饲养昆虫不需要消耗那么多的资源喂食、处理废物,也不用像养牛、猪、鸡那样需要建造屋棚。不过难点还是在于怎么向不吃昆虫的人们推荐这种蛋白质来源。报告同样指出,作为折中的方案,可以用昆虫喂养牲畜。


Thursday, 3 October 2019

Together Part 2


人类并非位于食物链顶端 而是中等位置

国外媒体报道,与流行的观点相反,人类其实并非位于“食物链顶端”,事实上,我们是位于食物链中央某处,一项对全球196个国家中176个国家的人类食物消耗49年的分析这样表明。这是首次对人类营养级进行测量,营养级是指一个物种在食物网络里的位置。顶级捕食者的营养级高达5.5,然而2009年全球平均的人类营养级大约只有2.21,这可以与猪和凤尾鱼的营养级相比拟。

“为什么会这么低呢?”你可能会这么问。为了解答这一问题,我们先来看看营养级是如何划分的。营养级大约分为1-5,植物(以及其它的初级生产者)大约为1,它们制造自身的食物,除了少数食肉物种,它们不再以其它物种为食。对于其它的物种来说,营养级的指数为1加上所食用的生物的营养级的加权平均值。因此,只以植物为食的动物(例如奶牛和严格的素食主义者)的营养级为2,而那些一半吃植物一半吃奶牛(或者植物、素食主义者)的生物的营养级则为2.5。

具有最高营养级的物种并非仅仅是肉食动物,它们是以其它肉食动物为食的肉食动物。人类虽然是肉食动物,但他们不是什么时候都能保持这种饮食结构。如果我们想要上升一个营养级,那么我们得抛弃奶牛,将食物对象关注于狮子、秃鹰等生物。在我们变得具有竞争力之前,让我们先来分析下为什么改变这样的饮食结构并非明智的选择。

这项研究并非给予科学家们纠正我们日常对话中将人类视为顶级捕食者的错误的机会,计算人类营养级(HTL)使得我们能够更好地理解我们自己对生态系统和地球上资源的影响。地球上的所有植物只能产生一定能量,有些能量在食物网流通中的不同阶段丢失了。从效率的角度看,我们需要更多植物以满足全人类的肉类饮食习惯,而非素食饮食习惯。当然,孟加拉虎的饮食可能会耗费更多能量。

在此,我还必须提及2009年的HTL指数比1961年的指数提高了3%,考虑到更高营养级饮食的能量成本,我们的问题应该是,“为什么变高了这么多?”而非“为什么我们的营养级只有2.21?”问题的答案主要在于饮食数量的增加。作为一个物种,我们并非食用了具有更高营养级的动物,而是整体食用了更多肉类。但这是全球平均水平,当按国家分类,2009年的营养级数值其实非常广泛——从布隆迪素食主义的2.04至冰岛以肉为主的2.57。

综合考虑HTL随着时间推移发生的变化,这项研究发现了以下五种样式:

1. 较低和稳定(主要是由撒哈拉以南非洲和东南亚国家组成)

2. 较低但在增长

3. 较高仍在增长

4. 较高但相对稳定(这个群体里包括美国)

5. 较高但在减少(包括冰岛)

第二个群体里包括中国和印度,它们表现出上升的趋势。但是如果将中国和印度从分析里全部移除,那么2009年全球HTL的指数将从2.21上升至2.31,这意味着虽然这两个国家的肉类消耗急剧增长,但他们并非主要的肉食国家。

这些肉类消耗转移是值得我们忧虑的问题,因为虽然我们处于中等的营养级,但我们消耗资源的能力并不逊色。根据这项研究,人类消耗了25%的净初级生产量(这指的是我们之前讨论的有限的植物能量),食物消耗占据了其中的35%-40%,考虑到农业并非我们消耗全球资源的唯一方式,因此我们没有位于食物链顶端可能并非坏事。


Wednesday, 2 October 2019

Together Part 1



什么是伽马射线?

伽马射线是电磁辐射的一种,就像无线电波、红外辐射、紫外辐射、X射线和微波一样。伽马射线可用于癌症治疗,伽马射线暴更是天文学家研究的一大重点。

  电磁辐射可以通过波或粒子的形式传播,有不同的波长和频率。波长覆盖的范围名叫电磁光谱,一般被分为七个部分,随着波长递减,能量与频率会随之递增。七个部分通常为无线电波、微波、红外光、可见光、紫外光、X射线和伽马射线。

  伽马射线在电磁光谱中的位置高于“软X射线”,其频率超过每秒1018赫兹,波长不到100皮米(1皮米相当于1米的1万亿分之一)。

  伽马射线与硬X射线在电磁光谱中的位置相互重叠,因此很难区分这两者。在天体物理学等领域中,科学家会强行划一条区分线,将高于特定波长的射线列为X射线,低于特定波长的则为伽马射线。伽马射线和X射线都属于高能辐射,可破坏生物组织。不过,宇宙中几乎所有的伽马射线都会被地球大气层阻挡在外。

  伽马射线的发现

  伽马射线最早于1900年由法国化学家保罗•维拉尔(Paul Villard)在研究镭辐射时发现。几年后,化学家、物理学家欧内斯特•卢瑟福(Ernest Rutherford)按照核反应产生的阿尔法射线和贝塔射线,提出了“伽马射线”这个名字,这一叫法便一直保留至今。

  伽马射线的来源与效果

  伽马射线主要由四种核反应产生:核聚变、核裂变、阿尔法衰变和伽马衰变。

  核聚变是太阳与其它恒星的能量来源。该反应分几步进行,在极端高温高压下,四个质子、或氢原子核被强迫聚合为一个拥有两个质子和两个中子的氦原子核。该氦原子核的质量比原本四个质子的质量约少0.7%,而根据爱因斯坦的质能方程E=mc^2,这部分质量差会转化为能量,其中三分之二的能量以伽马射线的形式释放出来。(剩余的能量则以中微子的形式进行释放,这是一种相互作用极弱的粒子,质量几乎为零)。在恒星生命末期、氢燃料耗尽之后,通过核聚变生成的元素会变得越来越重,一直到铁元素。但各个阶段生成的能量也会随之递减。

  伽马射线的另一来源是核裂变,人们对此应该并不陌生。劳伦斯•伯克利国家实验室对核裂变的定义是:一个较重的原子核分裂为大致相等的两半,这两半再分别成为较轻元素的原子核。这一过程需涉及与其它粒子的撞击。当铀、钋等较重原子核受到其它粒子轰击后,便会分裂成氙、锶等较轻元素。而轰击产生的新粒子又会撞上其它重原子核,形成链式反应。这一过程中也会释放能量,因为裂变产生的粒子质量总和低于原始重原子核的质量。这部分质量也会转化为能量,以较小原子核的动能、中微子和伽马射线的形式存在。

  阿尔法衰变和伽马衰变也可产生伽马射线。当重原子核释放出氦-4原子核,原子数减少2、原子重量减少4时,便会发生阿尔法衰变。这一过程会导致原子核能量过剩,而多余的能量便会以伽马射线的形式释放出来。如果原子核中能量过多,便会发生伽马衰变,发射出伽马射线,同时不会改变原子核的电荷或质量成分。

  伽马射线疗法

  伽马射线可破坏肿瘤细胞DNA,因此有时会用于治疗恶性肿瘤。但在采用该疗法时必须多加小心,因为伽马射线也会破坏周围健康组织细胞的DNA。

  要想让癌症细胞受到的辐射最大化、同时让健康细胞受到的辐射最小化,一种方法是让多束由不同方向的伽马射线通过一台线性加速器、集中到一块很小的区域上。这就是射波刀(CyberKnife)和伽马刀疗法的运作原理。

  伽马刀放射手术利用一台特殊设备,将近200道辐射击中到大脑肿瘤处或其它目标上。每束辐射对穿过的脑组织影响很小,但交汇点处所受的辐射剂量很大。

  伽马射线与天文学

  伽马射线暴是伽马射线最有趣的来源之一。这是一种能量极高的天文事件,时长从几毫秒到几分钟不等。科学家最早于上世纪60年代观测到这一现象,如今观察到它们的频率约为每天一次。

  NASA指出,伽马射线暴是“最高能的一种光线形式”。其亮度可达一般超新星的数百倍,约为太阳的一百万万亿倍。

  据密苏里州立大学天文学教授罗伯特•帕特森(Robert Patterson)介绍,科学家一度认为伽马射线暴来自正在蒸发的迷你黑洞的末期阶段。但如今科学家认为,伽马射线暴应源自中子星等致密天体的相撞。还有理论指出,超大质量恒星坍缩形成黑洞时,也会产生伽马射线暴。

  无论其来源如何,伽马射线暴在几秒内产生的能量都足以点亮一整个星系。但由于地球大气可将大部分伽马射线阻挡在外,只有高海拔观测气球和轨道望远镜才能观察到它们的存在。(叶子)

Tuesday, 1 October 2019

My Shoe House Part 2



太阳系为何由九大行星变为了八大行星,冥王星为什么会被踢出去?

  在我们小的时候,上地理课的时候,老师会告诉我们我们生活的地球属于太阳系,而在太阳系之中和我们一样围绕着太阳运行的行星还有八个,算上我们,太阳系正好是九大行星。按照距离太阳的距离由近及远来说,分别是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星和冥王星,太阳系有九大行星的这种说法深深的印在了我们的脑海里,以至于到今天为止,还有很多人认为太阳系仍然有九大行星,殊不知,距离太阳最远的一颗行星,也就是冥王星,早就已经被踢出行星的行列了,我们的太阳系早就变成了八大行星。

 冥王星被从太阳系的九大行星之中除名并不是什么新闻了,事实上大多数人都知道。但是却很少有人知道这到底是为什么。现在,先让我们来了解一下冥王星。在还没有被除名之前,冥王星是太阳系内距离太阳最远的一颗行星,同时也是九大行星之中最小的一颗,正是因为它又远又小,处于太阳系的边缘地带,所以也是最晚被发现的,冥王星的发现,还要追溯到1930年。那么,你知道冥王星到底有多小吗?冥王星的直径大约只有2000多公里,如果你对于这个数字没有什么概念,那么让我来告诉你,我们的小兄弟月球的直径是3000多公里。说白了,冥王星比月球还要小。

       那么,我们将冥王星从九大行星之中除名仅仅是因为它个头小吗?当然不是,如果是这样,那么最初我们就不会将其加入到九大行星之中来了。要弄清冥王星被除名的原因,还要追溯到16年前,也就是2002年。在这里,先进行一个简短的科普,在太阳系的边缘,冥王星的外围有一个柯伊伯带,在柯伊伯带中存在着很多大小不一的天体,而在2002年科学家在柯伊伯带上发现了一颗叫做夸瓦尔的星球,03年又发现了处于冥王星外围的一颗叫做齐娜的星球,这两颗星球的大小和重量都在冥王星之上,如果说冥王星是行星,那么这两颗星球无疑也是行星。

       一步的观测发现竟然有23颗星球的大小和重量都超过了冥王星,如果都算成行星,那么太阳系的行星数量就会陡然增加,而且不排除随着观测手段和科学的进步,未来会发现更多的行星。这可不行。为什么不行呢?这里面就涉及到了一个科学理论问题,科学追求的是什么?科学追求的是简单明了,一下子给太阳系整出了几十颗行星实在是有些过于繁琐了。而如果不将这些发现的星球都算作行星,那么只有一个办法,那就是提高行星的准入门槛。

  毕竟是宇宙中的大事,科学家们也不能擅自决定,于是一场在捷克首都进行的投票开始了,最终以237比157票通过了修改行星认定标准的决议,决议规定,行星的认定标准有四点,第一,行星必须是近似球型拥有足够重量的星球。第二,行星必须在轨道上围绕恒星运动。第三,行星必须具有清除临近轨道其他天体的能力。第四,行星必须没有发生核聚变。根据这四个标准,处于太阳系边缘的冥王星很自然的就被除名了,其他几十颗比冥王星更大更重的星球也没有挤进行星的行列,太阳系变为了八大行星,而冥王星降级成为了矮行星。