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  • 科普中国
  • 少吃糖可降低心血管病风险？研究显示：取决于你吃哪类糖 经常听到一种说法，“少吃碳水化合物有益心脏健康。”也有研究表明，碳水化合物的总摄入量对心血管健康既无害也无益。不过，一项最新的研究证实，与碳水化合物的摄入量相比，碳水化合物的质量可能是决定心血管疾病结果的更关键因素。这就意味着，“少吃碳水化合物有益心脏健康”的说法不成立，膳食碳水化合物的类型和来源更加重要。相关研究论文以“Associations between types and sources of dietary carbohydrates and cardiovascular disease risk: a prospective cohort study of UK Biobank participants”为题，已发表在科学期刊 BMC Medicine 上。威胁人类健康的“头号杀手”：心血管疾病心血管疾病指的是关于心脏或血管的疾病，又称为循环系统疾病。常见的心血管疾病包括冠状动脉症候群、中风、高血压性心脏病、风湿性心脏病、动脉瘤、心肌病变、心房颤动、先天性心脏病、心内膜炎、以及周边动脉阻塞性疾病等。心脏病发作和中风的病因通常是同时存在多个危险因素，比如烟草使用、不健康饮食和肥胖、缺乏身体活动及有害使用酒精、高血压、糖尿病和高脂血症等。根据世界卫生组织（WHO）公布的数据，每年有 1790 万人死于心血管疾病，相当于每 3 个死亡病例中就有 1 人死于心血管疾病；世界心脏观察站的数据显示，在短短 30 年的时间里，心血管疾病的患病率几乎翻了一番，从 1990 年的 2.71 亿增加到 2019 年的 5.23 亿。更具体地，1/3 的心血管疾病死亡发生在 70 岁以下的人群中；85% 的心血管疾病死亡是由于心脏病发作和中风；超过 75% 的心血管疾病死亡发生在低收入和中等收入国家。尽管人类过去半个世纪在心血管疾病防治方面取得了相当大进展，但它仍是当下全球致死致残的主要疾病负担之一。游离糖才是心血管疾病的“致命甜心”此前，很少有关于膳食碳水化合物和心血管疾病风险的大型观察性研究，以及对碳水化合物的类型和来源进行详细分析。牛津大学 Rebecca K. Kelly 博士团队及其合作者分析了英国生物样本库（UK Biobank）中至少完成过至少两次至多五次饮食评估的 110497 个个体的数据，他们在最初被调查时没有心血管疾病和糖尿病。在约 9.4 年的追踪随访中，这些个体在此期间的碳水化合物摄入共导致心血管疾病 4188 例、缺血性心脏病 3138 例以及中风 1124 例。为了评估膳食碳水化合物类型、来源与心血管疾病发病率之间的关系，这项研究创新性地根据世界卫生组织和英国营养科学咨询委员会在2015年修订的定义，对游离糖与心血管疾病风险的关系进行研究，并且支持了全球饮食建议——即游离糖的摄入量应少于总能量的5%。研究团队发现，碳水化合物的总摄入量与心血管疾病的结果没有关系。但是，将碳水化合物的类型和来源进行区分后，他们发现从食物中摄取的游离糖越多（来源食物包括甜饮料、果汁和甜食），相关的心血管疾病风险越高。每日摄入总能量中游离糖的占比每高 5%，总心血管疾病风险便会升高 7%，其中心脏病风险会升高 6%，中风风险会升高 10%；每天每多摄取 5 克膳食纤维，总心血管疾病的风险便会下降 4%，但这一相关性在考虑到身体质量指数（BMI）后便不再显著。图｜被试者碳水化合物摄入与三类疾病发病情况（来源：BMC Medicine）这意味着，将我们在日常生活每日摄入的游离糖替换为非游离糖并增加膳食纤维的摄入，或许能够降低心血管疾病的风险。同时，增加纤维和全麦食品的摄入还可以改善心脏代谢的风险指标（如肥胖和血压）。碳水化合物、糖还有游离糖有什么区别吗？碳水化合物在化学上被分为单糖和双糖，多元醇、寡糖和多糖（淀粉和非淀粉），也可以分为游离糖和非游离糖。其中，游离糖指的是由制造商、厨师或消费者添加到食品中的所有单糖和双糖，加上蜂蜜、糖浆和无糖果汁中天然存在的糖；非游离糖则是被排除在游离糖定义之外的所有糖，大多天然存在于水果、蔬菜和乳制品中。最后，研究团队总结道，并非所有碳水化合物都与心血管疾病风险相关，在研究心血管健康时碳水化合物的类型和来源，特别是糖类，是需要考虑的重要因素。因此，搞清楚碳水化合物的类型，以及游离糖和非游离糖的差异，能够帮助我们在日常膳食中注意摄入糖分的种类，有意识地从饮食层面保护心血管健康。面对心脏“厄运”，我们该如何应对？世界心脏联合会在世界心脏病学大会上发布了《2030 年世界心脏愿景：推动政策变革》，描绘出一个可实现的未来，即改善健康状况、节省成本和延长生命，并确保最弱势群体获得医疗服务。同时，世界心脏联合会承诺助力联合国可持续发展目标的实现——使心血管疾病过早死亡率在 2030 年前下降 33%。世卫组织已经确定了即便在资源匮乏环境下也具有实施可行性的防控心血管疾病“最合算的措施”或者十分符合成本效益的干预措施：烟草控制综合政策；实行税收以减少摄入脂肪、糖和高盐食物；铺设步行和自行车道，以增加身体活动；减少有害使用酒精的战略；向儿童提供健康的学校膳食。正如世界心脏联合会主席 Fausto Pinto 教授所说的，“如果我们建立更好的基础设施，扩大获得医疗保健的机会，重新思考我们生产和消费食物的方式以及净化我们呼吸的空气，那么多达 80% 的心血管疾病是可以预防的。” 作者： 2023/02/15 15:18
  • 征服千年麻风——20世纪人类抗疫史高光时刻 这是一种曾经令人闻之色变的疾病，甚至直到上世纪后半叶，人类对付它的手段仍然捉襟见肘，患者将不得不在长达数十年的病程中忍受身体不断残缺的折磨和被迫与世隔离的伤痛。所幸，20世纪微生物学和抗生素开发等领域取得的进步，已经足以让人类驯服这头曾经躲在黑暗中的魔鬼。战胜麻风病以及由其引起的歧视，无疑是人类20世纪抗疫史中的高光时刻。千年之前的邪恶之源麻风病是由麻风杆菌与弥漫型麻风分枝杆菌引起的一种慢性传染病，它可以危害人的皮肤、眼、鼻、肝、骨骼、神经等各个部位。患病后，病人的神经系统、呼吸道、皮肤与眼部会出现肉芽肿，导致患处失去痛觉感知，常造成四肢反复损伤而需截肢，也可能出现虚弱与视力变差的症状。麻风病主要经由飞沫传染但传染性其实非常弱。感染初期患者不会出现症状，且潜伏期可达5至20年。麻风病在世界上有数千年的流行历史，早在公元前2400年前，埃及的纸草书中就有关于麻风病的记载；公元前1400年的印度梵文经典中出现了“麻风”一词；在中国古代，有关于殷末周初时期（公元前1066年）的记载，说 “箕子漆身为厉（麻风）以避杀身之祸”，可见箕子的病是装的，但是当时麻风确实已经在中国出现了。在隋唐时代，已出现麻风病院，名曰“厉人坊”。宋代时苏东坡“大风起兮，眉飞扬，安得猛士兮，守鼻梁”一句调侃，正是借刘邦诗句嘲患麻风的朋友刘叙。因为当时麻风病造成对人身体的摧残是不可治愈的，一句“沾麻风了”足以让亲戚朋友逃窜十里之外。建国以前，麻风病无法治疗，对于这种得了“不治之症”的患者，除了同情，更多的是残忍的杀戮。官衙对麻风病人采取驱逐、活埋、火烧、枪杀等手段，让人们更加惧怕麻风病，因为得麻风病在当时成了一种被处死的“罪行”。暴露在阳光下的麻风病19世纪后期，欧洲医学科学家就明确指出，麻风病是一种由麻风杆菌引起的传染性疾病，也就是说，此时的科学家们已经为麻风病正名，这种疾病并非宗教所说的“天刑”或“因果报应”，人们开始逐渐理解麻风病人染病不幸。后期国内外的研究数据显示，麻风病的传染性和发病率较低，超过90%以上的人对于麻风杆菌具有天然的免疫能力，并且与麻风病人密切接触的家庭成员发病率也不高，85%以上的家庭未见第二例麻风病患者。上个世纪40年代，美国科学家研制的砜类药问世，开创了麻风化疗的新时代。1940年后期，医务人员发现，口服氨苯砜可以有效杀灭麻风杆菌，大批的患者得以痊愈。到了80年代，世界卫生组织推行联合化疗治疗麻风病，从那以后该病能够治愈，人们逐渐从无谓的恐惧中走出来，患病者积极接受诊治。此后的20年中，全球麻风病患者数量下降了95%，麻风病逐渐退出了人们的视线焦点。不仅要战胜疾病，更要战胜歧视新中国的麻风病防控、救治工作起始于50年代初期。1950年，中央卫生部提出要扶助麻风病人，给予他们生活救济。之后的两年，卫生部在多所医学高校开设了进修班，大力培养麻风病防治专业人员。但是人们对于麻风病人的歧视依然存在着，虽然帮扶的口号响亮，大多数人还是没有办法接纳麻风病患者。他人异样的眼光导致麻风病人心理受到伤害，以及部分地区麻风病人集中的形势严峻，这也就是麻风村建立的重要原因。麻风村集中了麻风病人，在隔离救护的同时控制了病情蔓延。麻风村收治的病人逐渐增多后，形成了一个大规模的集体，这其中大多为年轻的壮劳力。因此病人中的共产党以及生产积极分子组成了党支部，人们兴修水利、开垦农田、植树造林，病人们在治病的同时干回了自己的老本行，村里裁缝、铁匠、理发等各个行业的人都有，在组织之下积极劳动，重获信心，走上了自给自足的道路。人性之爱浇灌的岛英国作家维多利亚·希尔洛普第一篇长篇小说《岛》，讲述了希腊克里特岛上以佩特基斯家族为代表和麻风病抗争的故事。佩特斯家族由绝望到重获希望的挣扎，从痛苦到光明的不懈寻找，让人们看到了悲凉生活中的希望，而洗濯污秽浇灌温暖的，是人伟大的爱。佩特斯家族祖孙几代人，第一代伊莲妮生活被麻风病摧残，第二代玛丽娅生活被摧残但终于重生，第三代索菲亚在亲人遭受病痛时引以为耻但最终在女儿的牵引下回归家乡，第四代阿丽克西斯从上几代人的故事中获得启发，找回自我。这个家庭在疾病中的挣扎，就是当时社会麻风病患者及亲属的缩影。有人坚强的抵抗，散发着人性光芒；有人却逃避隐瞒，疾病还没有到来就已经被吓跑，可以看到人性黑暗面的懦弱。“小岛”是悲剧开始的地方，但在小岛上积极配合治疗的人们安居乐业，最终战胜了疾病，重新回到了家人身边。这样“黑暗”的小岛，最终竟成了世外桃源。 作者： 2023/02/15 15:18
  • 睡不好到底有多大危害？补救方法来了 网上有这样的说法，睡眠质量比较差的人患肾结石的风险会升高，睡不好觉可能会伤肾……真的有这样的说法吗？睡不好到底有多大危害？如何才能降低睡眠差带来的健康风险？我们又应该如何通过改善睡眠来维护全身的健康呢？1、长期睡不好身体会发生这些变化首先，睡不好觉和肾结石之间没有非常直接的关系，肾结石的病因当中并没有睡不好觉的因素。如果有肾结石，会影响睡眠问题，比如肾结石会经常出现腹痛，会影响到睡眠，出现入睡困难或睡眠当中反复觉醒。但睡眠不好对肾脏的影响还是比较严重的，肾脏本身有内分泌的功能，同时又有排尿的功能，如果睡眠不好会造成肾脏本身内分泌功能出现紊乱，容易出现高血压、尿的排量出现异常，出现夜尿增多的现象。长期睡不够或睡眠质量不高，身体还会发生以下变化：（1）扰乱内分泌有很多重要的激素会在睡眠期间分泌，如甲状腺激素、性激素、褪黑素。此外，睡不够会引起身体应激反应，使机体交感神经过度兴奋，分泌更多的皮质醇激素，容易引起血糖调节障碍、血糖增高，增加罹患糖尿病的风险。‍（2）损伤大脑应激诱导的高皮质醇释放水平与海马体体积减少有关。睡眠时间不足会导致人体认知功能受损，睡眠障碍会造成健忘、恍惚、难以集中精神等问题。（3）心脑血管受伤有研究显示，以6小时至9小时为“合适睡眠区间”，睡眠时长不在此区间内，排除危险因素后，睡眠不足或睡太多都会增加心脏病风险。（4）降低免疫力伤口一般在睡觉的时候愈合，红肿炎症等也是在睡觉时消褪的，很少是在白天。睡眠不足会降低白细胞的吞噬能力，免疫系统无法工作，身体就无法对细菌、病毒、癌细胞等进行抵抗，导致疾病趁虚而入。（5）阻碍机体代谢睡眠状态下，吞噬细胞会主动吞噬坏死组织，进行新陈代谢，将坏死的组织、毒素、代谢产物排出体外，让白天酸痛的关节、肌肉得到休息。（6）诱发心理疾病睡眠时长太短或过长易导致焦虑、抑郁等，长此以往还可能诱发心理疾病，还会因为压力过大导致脱发（斑秃）。当有以下几个表现，说明身体正在提醒你，需要好好睡觉了： 总感觉饿、体重增加、易冲动、记忆力减退、工作能力变差、运动技能下降、经常生病、看不清、皮肤变差、白天打盹。2、睡不好运动可抵消部分危害睡眠不足、运动量不够，是威胁心血管健康和人体代谢的重要因素，还会大大拉升癌症风险。发表在《英国医学杂志》子刊《运动医学》上的一项研究，提出了一种新的补救方案：运动抵消法——那些睡眠质量比较差的人，如果能保持一定的运动量，可以抵消不良睡眠带来的一些不利影响。结果发现，与高运动水平+高睡眠质量的人相比，不运动+睡眠差的人，全因死亡风险升高了57%，因心血管疾病死亡的风险升高67%，因癌症死亡风险升高45%（其中因肺癌死亡风险升高91%）。而那些睡眠质量不佳、但能保持高水平运动量的人，死于癌症的风险几乎没有因睡眠差而增加。3、两种运动助眠效果佳适宜的运动能让人睡得更香，特别是竞技性运动和有氧运动。这些运动会使人产生疲劳感，并能使神经兴奋与抑制过程交替进行，从而有助于睡眠。发表在《临床睡眠医学》期刊上的研究也显示，多做有氧运动有助于减轻失眠问题，建议通过运动改善睡眠要坚持16周。有氧运动：低强度、能长时间进行的运动，比如快走、慢跑、长距离慢速游泳、慢骑自行车、有氧操等。竞技性运动：网球、篮球、足球等球类运动则多属于竞技性运动。可以根据兴趣，选择适合自己的运动项目：（1） 青壮年 可选择足球、篮球、排球等体力消耗较大的竞技性球类运动；中等强度的运动有游泳、交际舞；高强度运动有跑步、负重远足、有氧操、快速骑车等。（2） 老年人 可以打太极拳、做广播体操等；中到高强度运动有步行、跳舞、游泳、骑车、高尔夫球等。（3） 儿童中等强度运动有轮滑、骑自行车；高强度运动有跳绳、各种球类、游泳、武术等。孩子可以多参加游泳、爬山等，这些运动可集中人的注意力，加速神经转换，运动后容易入睡。 运动强度有不同的衡量方法，快走、跑步等耐力运动，一般采用目标靶心率作为衡量强度的标准：以最大心率（220减去年龄）为基础，中高强度有氧运动靶心率范围为最大心率的60%-80%。 增强心肺耐力时，高强度运动至少持续20分钟，每周进行3天-5天。 睡前别做强度过大的活动，以免引起过度兴奋，影响睡眠。4、除了运动还可以如何改善睡眠？晚上入睡难、早上醒得早、半夜容易醒、睡眠质量差……对付常见的睡不好，除了多运动外，还可以试试以下方法改善。（1） 晚上入睡难 很难睡着，躺下半小时后还保持清醒。 建议：将晚饭时间安排在18点~19点，吃得不要过多，好让胃部尽早完成消化任务，交感神经放松下来。 睡前1小时不要玩电脑、手机，不把手机带到床上去。 每日坚持同样的上、下床时间，有助于培养睡眠节律。失眠者可在23点左右上床，早上6点左右下床。待失眠改善2周后，逐渐延长卧床时间。一般每周延长15分钟。 如果这也不管用，可稍稍推迟睡眠时间，等你真觉得累了再上床睡觉，但不能超过12点。 （2）半夜容易醒 睡着了，但难以维持睡眠状态，觉醒5分钟以上的情况大于2次。 建议：睡前别喝太多水，减少起夜；避免摄入影响睡眠的物质，如酒精、咖啡因、烟草；如果只是偶尔出现问题，不妨下床做一些放松活动，如看书、冥想，但不要玩电脑。（3）早上醒得早 晚上入睡正常，但凌晨三四点就会醒，睡眠时间不足6小时。 建议：培养良好的作息习惯，睡前最好不要再想事情，卧室不要放过于芳香的花草；关好门窗，拉上窗帘，营造安静、黑暗的睡眠环境；睡前可洗个热水澡或热水泡脚；枕头高低、软硬合适，被子薄厚适当；多晒太阳，有助于刺激褪黑素的分泌，提高夜间的睡眠质量。 4、睡眠质量差睡眠比较浅，白天总是昏昏沉沉，影响日间行为或工作。建议：将室温控制在稍低水平，如16℃-24℃。打呼噜的人，睡觉时最好侧卧，或在背后放两三个枕头。注意：如果上述方法试过都无效，要及时到心身医学科、睡眠中心或神经内科就诊。 作者： 2023/02/14 11:26
  • 震惊！“派大星”的原型竟然如此不可描述！ 说到星星，大家可能首先联想到派大星海星，悄无声息地匍匐于海底，偶尔在海滩上搁浅，用它那原始的身躯，感受着一次次潮涨潮落，凝望着这个蓝色星球的沧海桑田。海星广泛分布于全世界各大洋中，它们种类繁多形态各异，今天的这枚更是长得放任而不拘小节，它就是粒皮瘤海星（Choriaster granulatus）。别致的粒皮瘤海星 | hatena.ne.jp天哪，快看那不可名状的腕和所有其它海星一样，粒皮瘤海星也是棘皮动物，它属于海星纲显带目（Valvatida）下的瘤海星科（Oreasteridae）。印度洋、太平洋以及红海海域都能见到它憨憨的身影，它通常栖息于热带海域的浅海珊瑚礁水域，身体直径可达20厘米左右，是一种中大型海星。粒皮瘤海星 | curiousokinawa.com粒皮瘤海星体表光滑，没有疣突和棘刺。微微隆起并生有细密颗粒的皮鳃，有呼吸和排泄的作用，这也是它中文名称的由来。粒皮瘤海星的身体由中央体盘和五条辐射状的腕构成，体态敦厚而丰腴，既像一只舒适的抱枕又像一坨松软的面团，于是才有了“cushion seastar”（靠枕海星）和“doughboy star”（面团海星）的英文俗称。生有细密颗粒的深色皮鳃 | fineartamerica.com粒皮瘤海星那五条难以名状的腕，是它外形的精华之所在，正如你们看到的那样。它的腕短而粗，末端的四分之一不被皮鳃包裹，顶端圆润，腹面中央的步带沟往上延伸。从人类的视角来看，这五条腕的气势之恢弘犹如五军之战，让人浮想联翩，于是它又有了“一夜五次郎”的日文俗名（误），至于坊间戏称它为“古巨基”和“金城武”，不追星的我似乎不知道他们在说什么。那五条难以名状的腕 | basdiving.com造物主太有幽默感...... | Daniel / wordpress.com美国动画片《海绵宝宝》中派大星（Patrick Star）的原型很有可能就来自粒皮瘤海星。剧中那只胖胖的粉红色海星，和海绵宝宝总是形影不离，它神经大条、四肢发达，经常给大家制造麻烦，是蟹堡王的忠实拥趸，也是海绵宝宝最好的朋友。呜呜，好像终于知道为什么海绵宝宝满身窟窿了......海面宝宝和派大星 | 《海绵宝宝》海底静静的猎手海星静静地憩息在海底，那副悄无声息的摸样，和它们平时在海洋中贪婪的肉食者形象可谓大相径庭。与多数海星一样，粒皮瘤海星石灰质的骨板比较坚硬，腕只能缓缓弯曲，因此它们的挪动主要依靠“水管系统”。粒皮瘤海星的管足 | curiousokinawa.com它们的腕腹面中间有一条沟，通常生有几列具有吸盘的小管足，管足柔软而富有弹性，能够来回摆动和抓吸物体，基部具有指状液囊，里面充满液体并与全身相通形成水管系统。简而言之，海星能通过神经系统控制肌肉局部收缩，从而通过这些“液压小管足"支撑和移动身体。海星的腕呈辐射状，因此身体没有前后之分，任意一条腕都可以充当先锋，随时朝着任一方向移动，每分钟至少可以挪动5～10厘米。粒皮瘤海星发达的水管系统 | curiousokinawa.com粒皮瘤海星通常以软体动物、腔肠动物和珊瑚为食，捕猎时它们通过管足的触觉和嗅觉功能寻觅到猎物，发现猎物后会用粗壮的腕紧紧抱住猎物，或是借助管足吸盘将猎物的外壳扯开，再从口中吐出贲门胃包裹住猎物肉体部分开始消化吸收，有时甚至能将胃推入贝类紧闭的双壳缝隙中。这一令人惊奇的绝技使得海星可以捕食比自身体型大得多的猎物。紧紧抱住 | wetwebmedia.com大法螺来啦，快跑粒皮瘤海星的一生中会遇到不少天敌，诸如海鸟、海獭等等，当然还有一个来自海底的大冤家，它就是著名的法螺（Charonia tritonis）。法螺（C. tritonis） | wikipedia它是一种体型巨大的海螺，外壳最大可以长到近60厘米，是珊瑚礁海域最大的软体动物之一，它最爱的食物就是海星。和多数海星一样，粒皮瘤海星遇到天敌后，危急时刻会将被抓住的腕脱离，不过它们的腕有很强的再生能力，不久就会重新长出一只来。法螺在捕食海星 | norbertwu.com法螺也捕食棘冠海星（Acanthaster planci），相比粒皮瘤海星，棘冠海星可是珊瑚礁的大敌，它们能牢固的匍匐在珊瑚上，将自己的胃翻出覆盖在珊瑚上，同时分泌出大量消化液渗透到珊瑚石灰质骨骼细孔内，将娇柔的珊瑚虫化为一顿营养丰富的“美味大餐”。**每只棘冠海星每年要吃掉约15平方米的珊瑚组织。**棘冠海星全身长满有毒的棘刺，法螺几乎是它唯一的天敌了。珊瑚礁上的粒皮瘤海星 | casc.it棘冠海星在捕食珊瑚 | Michele Westmorland/ Animals Animals可惜，如今在很多国家，法螺依然被当做美丽的装饰物在交易。人类大量捕捉法螺，使棘冠海星的天敌数量越来越少；加之对渔业资源的过度捕捞，减少了捕食棘冠海星幼虫的部分鱼类。棘冠海星具有非常强的繁殖能力，一次产卵约10万枚以上，不到两年就能发育成熟并具有繁殖能力，暴涨的棘冠海星会给珊瑚礁带来严重的灾难，如同一场珊瑚瘟疫。刚刚捕捞上来的法螺 | natgeocreative.com海绵宝宝的好朋友是派大星，物种日历也想要好朋友们的一颗星 作者： 2023/02/14 09:37
  • 点亮“标准烛光”，Ia型超新星研究领域有了新突破！ 被称之为“标准烛光”的Ia型超新星，对于研究宇宙膨胀速度、验证暗能量领域起着至关重要的作用。超软X射线源，它是Ia型超新星最有可能的前身。研究它将对于我们相关的研究大有帮助。但是，它的准周期性光变曲线的起源仍属于未知范畴。值得欣喜的是，在关于超软X射线源研究领域，中国科学院云南天文台的研究人员近日取得了一项全新的突破。主宰宇宙的神秘“暗能量”近年来，关于暗能量的研究一直都在吸引各国科学家的密切关注。“暗物质”和“暗能量”可能将成为未来科学的核心研究方向。暗能量，这个比暗物质更神秘，更加摸不着头脑的宇宙神秘能量，很可能就是导致宇宙加速膨胀的关键因素！（图片来源：Veer图库）更加令人震惊的是，各国科学家们普遍认为，这个看不见摸不着的暗能量，在宇宙中占据着主导地位。根据2020年底发表在《天体物理学期刊》（The Astrophysical Journal）上的一份研究表示，宇宙由暗能量和其他的各种物质构成，其中暗能量占69%，各种物质占31%。此外，在这些物质中，暗物质占比高达80%。人们所熟悉的其他星体、星系、尘埃和气体等常规物质仅占20%。也就是说，在宇宙中占比近七成的部分，对于人类来说，仍然是一无所知的神秘领域。由于暗能量至今无法被直接观测，科学家们目前只能通过间接的方式推测出它们的存在。那么到底暗能量是如何被证实存在的？想进一步了解暗能量，这几个关键词你一定要知道，它们就是：宇宙膨胀、宇宙常数，以及Ia型超新星。宇宙常数与爱因斯坦一生中“最大的错误”宇宙到底是不是永恒不变的？这个论题从古至今，在物理界、数学界、天文界甚至哲学界都存在着各种各样的看法，连牛顿和爱因斯坦都曾经各自有着一套独特的宇宙观，来阐述自己对宇宙“永恒”的理解。（图片来源：pixabay）爱因斯坦就曾经提出了“有限无界的静态宇宙”模型：他认为在一定的宇宙尺度下（例如一亿光年），宇宙将不随时间变化而发生变化。甚至为此理论，他在广义相对论中的引力场方程中，引入了“宇宙常数Λ”，以佐证这一观点——“宇宙常数Λ”假设了空间本身有一种内在能量，来抵消大尺度上的物质引力，以此保证宇宙是静止的。但在大约十年后，这一观点就被“打了脸”。美国天文学家爱德温·哈勃通过观测，并根据星系光谱红移和距离的线性关系，也就是俗称的哈勃定律，正式确定了爱因斯坦提出的静态宇宙模型并不符合实际情况，宇宙正在发生膨胀。甚至还有传闻称，宇宙常数Λ被爱因斯坦称之为自己一生“最大的错误”。事实上，引入“宇宙常数Λ”之前的引力场方程，恰恰已经能够预示不稳定的宇宙可能会发生膨胀或收缩。爱因斯坦引入“宇宙常数Λ”前后的引力场方程根据牛顿万有引力定律，宇宙大爆炸所产生的冲力在引力的作用下和牵制下，宇宙的膨胀速度应该是渐于趋缓直至稳定平衡的。但是在2011年，诺贝尔物理学奖得主们发现，宇宙正在加速膨胀。科学家们经过一系列观测和计算之后，研究显示宇宙之中应该存在着一种与引力作用方向相反（反引力作用力），至今人类还没有发现的神秘力量！物理学界把这种与引力作用方向相反、至今人类还未知的、神秘作用力称之为“暗能量”，并且认为正是这种“暗能量”推动宇宙快速膨胀，星系天体快速远离我们。而从这时起，暗能量与宇宙膨胀之间的因果关系，才随着人们的关注逐渐明朗起来。为了破解暗能量，“宇宙常数”又复活了？基于暗能量被发现的事实，爱因斯坦那作为与引力相抗衡的宇宙常数再次引起了人们的讨论。既然宇宙常数，或者说是暗能量，确实是存在的，它不仅在对抗着宇宙中的引力，并且左右着宇宙的膨胀速率，那爱因斯坦当时真的错了吗？答案是肯定的。虽然暗能量是引起宇宙膨胀的主因，但当时爱因斯坦引入宇宙常数也只是为了证明宇宙是静止的观点，同时，宇宙常数也证明了爱因斯坦的静态宇宙模型根本不是正确的。现代科学要基于严谨的观测和计算，在经历了一系列曲折后，正在时间中复活的宇宙常数，有了全新的意义。在现在的标准宇宙模型ΛCDM中，用来描述宇宙状态的方程主要与三个宇宙学参数有关，即ΩM 宇宙密度参数，ΩΛ 宇宙学归一化常数以及H0哈勃常数。公式中包含的两个主要变量——宇宙学密度参数和哈勃常数都是至关重要的。顾名思义，暗能量就是宇宙中我们无法看到的神秘能量。既然暗能量是无法直接被观测到的，科学家又要如何计算出宇宙常数的值呢？答案就是——科学家是通过观测遥远的Ia型超新星的红移和星等等信息，假设不同的宇宙学常数模型，再对观测进行拟合，就可以测量出比较精确的宇宙学常数。标准宇宙模型（图片来源:wikipedia）换句话说，天文学家们是根据遥远的超新星的观测，和宇宙微波背景的波动来估算宇宙常数的值的。此外，宇宙常数的计算还和宇宙中重金属元素的丰度息息相关。现在研究认为，宇宙中的大部分重金属元素（比铁重）是来自于超新星爆炸。超新星爆炸会向宇宙中抛射物质，包括重金属元素，这些重金属元素对星系、星团、恒星，以及行星的形成都十分重要。综上所述，暗能量的特征可以根据宇宙常数来推测，而宇宙学常数则可以从对Ia型超新星的观测来进行计算。而在所有的超新星类型中，有一类超新星，是天文学家们观测宇宙膨胀的重要工具。它就是我们即将提到的，Ia型超新星。Ia型超新星：研究宇宙膨胀的“希望之光”Ia型超新星可以说是当前国际天文界中的“热门选手”，假如相关学术界有课题热搜榜，它一定榜上有名。Ia型超新星的光谱中没有氢线和氦线，且具有基本相同的峰值光度，因此它也被称为是“标准烛光”。根据在地球上观测到的不同的Ia型超新星光度，我们就可以知道它们离我们的距离。科学家根据这个原理，通过观测Ia型超新星的光度曲线和红移值，发现了Ia型超新星离我们越来越远，且速度越来越快——这就意味着宇宙在加速膨胀。而推动宇宙加速膨胀的这个未知力量，正是“暗能量”。而天文界“网红”Ia型新星的作用也是杠杠的——在计算哈勃常数H0，以及宇宙学参数ΩM和ΩΛ 时，人们需要知道Ia型超新星的诞生率等信息，而这些与Ia型超新星的前身星息息相关；星系的演化也需要Ia型超新星的核合成物、抛射物的动能以及辐射作为物理输入；对Ia型超新星的爆炸模型的模拟和理解，可以得知发生爆炸前的初始条件和发生爆炸时的环境；Ia型超新星的前身星的证认对于双星演化理论可以提供合理的限制。因此，我们想让Ia型超新星在研究中发挥更大的作用，就需要详细地了解Ia型超新星的前身星。但是目前为止，人们仍然不清楚Ia型超新星的前身星模型。Ia型超新星的“前世”与超软X射线源在过去的几十年里，人们对于Ia型超新星的前身星提出了很多种理论，其中单简并星模型和双简并星模型是目前最流行的两种模型。两种前身星模型示意图左：单简并星模型；右：双简并星模型。（图片来源:NASA）双简并星模型是指两个CO白矮星相互旋转，由于引力波辐射而不断损失角动量，最终合并成一个新的CO白矮星。如果合并后总质量超过钱德拉塞卡质量极限，就会发生Ia型超新星爆炸。单简并星模型是指一颗CO白矮星和伴星，伴星可能是主序星，红巨星或者氦星-1714573025，白矮星吸积伴星的物质，在其表面燃烧富氢物质并不断增加自身的质量。当质量增加到钱德拉塞卡质量极限时，就会发生热核爆炸。这两种模型无论理论上还是观测上，都有一些优缺点，因此如今究竟哪一种模型是Ia型超新星的前身星仍存在争论。不过，由单简并星模型计算的光谱和光变曲线与观测符合地比较好，可以说是比较主流的Ia型超新星前身星的模型。而目前公认的最可能的单简并星模型的前身星系统，就是超软X射线源。但是目前超软X射线源的研究中，准周期性光变曲线的起源尚不清楚，这让Ia型超新星前身星的研究再次遇到了障碍。研究新进展带来“希望的曙光”值得骄傲的是，在中国科学院云南天文台研究人员的努力下，关于“超软X射线源的研究中准周期性光变曲线”这一难题，在近日迎来了全新的突破！超软X射线源，是存在吸积和热核燃烧白矮星的一类特殊密近双星系统。超软X射线源由一颗白矮星和一个大质量的主序伴星组成，白矮星吸积来自伴星的物质并稳定燃烧，超软X射线源的光变曲线表现出明暗交替的准周期性变化。根据观测，超软X射线源具有非常明亮的黑体辐射热光度，但是它的X射线光谱非常软，在典型的源中，峰值大约在20-80eV, 其黑体辐射温度在105-106 K. 伴星通常是主序星或者亚巨星，轨道周期分布在几小时到几天不等。然而，超软X射线源的这种准周期性变化光变曲线的成因仍然不清楚。为此，我们的研究人员提出超软X射线周期性照射伴星，导致伴星周期性地膨胀和收缩。因此，双星物质转移速率周期性地增大和减小，导致白矮星光球层周期性的膨胀和收缩，这很好地再现了超软X射线源的光变曲线！超软X射线照射伴星模型的演化示意图（图片来源：赵伟涛 绘制）该研究结果，不仅提供了新的途径来解释超软X射线源中准周期性光变曲线的起源，同时也为Ia型超新星前身星研究提供了新的研究思路。目前，相关成果以A robust model for the origin of optical quasi-periodic variability in supersoft X-ray sources为题于近日发表在《天体与天体物理学》（A&A）上。结语尽管对于暗能量的研究已经持续了20多年，但科学家们至今仍然无法准确地说出它究竟是什么，浩瀚宇宙中人类所探测、了解到的部分，仍然是冰山一角。但在所有科研人员的持续努力下，人类将继续运用自己的智慧探索未知领域，计算、推测未来，去不断寻找着答案。相信中国的科研人员也将能够继续用严谨、科学的态度，在天文学探索领域进行不断的突破，一个个未解之谜，终将逐渐明朗。 作者： 2023/02/14 09:36
  • “飞天巨眼”，中国造！ 原标题：计划今年发射，将与天宫空间站共轨独立飞行 “飞天巨眼”，中国造！对2023年可能发生的世界科技热点事件，多家国际主流媒体进行了展望，均把中国空间站工程巡天望远镜（即“中国巡天空间望远镜”，英语简称“CSST”）列入其中，认为它的飞天将与美国发射新型火箭、启动小行星采矿任务等成为人类探索或利用太空新的年度里程碑。根据最新版的中国航天白皮书，在天宫空间站全面建成以后，我国将适时启动CSST发射、部署工作，开展更加广泛的天文调查。中国载人航天工程办公室曾向外界表示，我国首个大型巡天空间望远镜计划于2023年发射，开展广域巡天观测，将在宇宙结构形成和演化、暗物质和暗能量、系外行星与太阳系天体等方面开展前沿科学研究。空间光学观测领域将升起的新星说到天文望远镜，很多人第一时间想到的可能是“中国天眼”，即位于贵州平塘的500米口径球面望远镜（FAST）。作为我国近年来建成的重大科技基础设施，FAST以其超大的体量规模、优异的探索能力和丰硕的初期探测成果收获了超高的人气，享誉海内外。与FAST相比，CSST目前的知名度虽然不那么高，但是对于业内人士来说，它是一颗在光学望远镜开展天文观测领域正在冉冉升起的新星。FAST与CSST之间除了知名度大小不同之外，当然还有诸多相异之处，其中最根本的区别在于它们分属不同的天文望远镜类型。FAST是射电望远镜，接收的是天体发出的无线电波，而巨型球面镜就是其接收无线电波的天线，它把微弱的宇宙无线电信号收集起来，然后传送到接收系统中去放大，接收系统从噪音中分离出有用的信号，并传给后端的计算机记录下来。计算机记录的结果显示为许多曲线，供天文学家研究分析，从而获得各种宇宙信息。因为无线电波可穿透宇宙空间，所以射电望远镜不太会受光照和气候的影响，可以全天候、不间断地工作。CSST是光学望远镜，捕捉的是近紫外至可见光波段，通过组成望远镜的直径大、焦距长的物镜和直径小、焦距短的目镜，实现远距离物体近处成像。这样，人们通过光学望远镜，就可以观察到很远的天体。由于受到地球浓厚的大气层、电离层、臭氧层和地磁场等综合因素影响，地基光学望远镜观测能力有限。随着航天科技的进步，消除上述因素影响的太空光学望远镜应运而生，这就是分别于1990年4月和2021年12月升空的哈勃太空望远镜和韦伯太空望远镜。中国巡天空间望远镜将紧随其后，成为人类新的“飞天巨眼”。分为两大部分，拥有5大装备CSST将是一个块头超大的太空飞行器，对其具体个头大小，中国空间站工程巡天望远镜科学工作联合中心主任、国家天文台副台长刘继峰曾这样描述：“大小相当于一辆大客车，立起来有3层楼高，口径为2米。”从目前披露的信息来看，巡天空间望远镜总长约14米，最大直径约4.5米，发射质量约16吨。CSST巡天光学设施责任科学家、中科院国家天文台研究员詹虎介绍说，CSST主要分成两部分即“平台段”与“光学设施段”，前者其实就是CSST的“资源舱”，负责为其太空飞行提供动力，后者则是CSST主体载荷，包括5台观测设备，即巡天模块、太赫兹模块、多通道成像仪、积分视场光谱仪和系外行星成像星冕仪。正如其名字所表明的那样，CSST的主要使命是“巡天观测”，也就是对天体进行普查，能够清晰、精细地观察到成千上万的星系，带来全景式宇宙高清图，因此该望远镜占据最主要观测时间的是巡天模块。据詹虎透露，“巡天观测”约占CSST运行时间的70%。据中国科学院国家天文台研究员李然介绍，为了保障“巡天观测”成像质量和能够接收广阔视场的信息，CSST巡天模块安置了30块探测器，总像素达到25亿。其中18块探测器上设置有不同的滤光片，这使得它可以获得宇宙天体在不同波段的图像，留下彩色的宇宙样貌；另外12块探测器则用于无缝光谱观测，每次曝光可以获得至少1000个天体的光谱信息。在整个巡天周期里，巡天模块将会覆盖整个天空面积的40%，积累获得近20亿星系的高质量数据。詹虎和李然在介绍CSST超强“巡天观测”能力的同时，强调其精细观测能力也很强。该望远镜配备的太赫兹模块、多通道成像仪、积分视场光谱仪和系外行星成像星冕仪都是精测模块，它们将依托各自特点开展系外行星探测、星系核心区域空间可分辨光谱观测，近邻星系中性碳研究，宇宙超级深场观测等众多特色科学观测。更适于巡天，便于维护升级同为太空光学望远镜，CSST与哈勃望远镜相比有什么特点呢？对此，詹虎回答说，CSST更适于巡天，其巡天相机的镜片口径为2米，虽然略小于哈勃望远镜的约2.4米，但是其视场约是哈勃望远镜的300倍，可以比较快地完成大范围宇宙观测。李然打了个形象的比方：好比山上有一群羊，哈勃望远镜能看到其中一只羊，而CSST可以把成千上万只羊都拍下来，而且每一只的清晰度都和通过哈勃望远镜看到的一样。CSST的巡天特长可以说是“与生俱来”的。作为我国载人空间站旗舰级项目，CSST是我国迄今为止最大的空间天文基础设施，在项目设计之初就瞄准了大视场、高像质、宽波段等方向。对此，李然解释说，哈勃望远镜是人类空间望远镜先行者，已经取得了丰硕的科研成果，CSST只有采取与之不同的创新设计，才能更进一步促进空间天文学的发展，进一步拓展人类认识的边界。创新设计可供选择思路有两种：一种是建造更大口径的太空望远镜，以看得更深，获得更暗弱天体的信息；另一种是建造可以观察更广阔天区的太空望远镜，以更高的效率巡天观测，更系统地研究宇宙空间。中国有关方面根据相关实际情况，为CSST选择了第二种思路。CSST的另一个显著特点是与空间站相得益彰。从CSST的中文全称“中国空间站工程巡天望远镜”可以看出来两者之间的密切联系。具体来说，CSST以天宫空间站为太空母港，平时观测时远离空间站并与其共轨独立飞行，在需要补给或者维修升级时，主动与“天宫”交会对接，停靠太空母港，不仅能够保障其在10年寿命期内可以正常运行，有效避免出现类似哈勃望远镜遭遇故障约3年无法修复的情况，而且能够延长在轨寿命，实现超期“服役”。历时10余载不断调整完善CSST是中国科学家特别是光学、天文学界专家和航天科技工作者长期通力合作的结果。詹虎介绍说，2009年12月，中国载人航天工程空间应用系统的总部组织召开一系列研讨会，探讨空间站在微重力科学、天文学、生命科学、地球科学等领域的科学目标与研究方向，由此拉开了CSST项目的序幕。 2013年11月，CSST正式立项。詹虎特别指出，根据立项时的方案，CSST是与空间站实验舱直接相连，但由此带来一些问题。比如，空间站组合体的姿态变化、结构形变以及各种振源对其形成的扰动都会使凝视观测的像质严重退化。再比如，空间站周围可能存在的污染环境和颗粒物、空间站大致对地定向的姿态其结构对观测方向的限制以及舱体和太阳帆板等各处表面产生的杂散光等因素，都不利于天文观测。鉴于此，2015年，该方案被调整为CSST与空间站共轨独立飞行并获得批准。之后经过遴选，CSST配备的巡天模块、太赫兹模块等5台仪器被确定下来。2022年4月，CSST初样研制进入关键期。当年底，初样鉴定件研制完成。据巡天光学设施总体主任设计师、中科院长春光机所研究员徐抒岩透露，在完成望远镜各个子系统、组件、单元集成测试试验工作后，即转入正样研制和飞行件的研制工作，随后与巡天平台集成开展联合试验，进行发射场测试，最后择机发射。在CSST研制等工作紧锣密鼓推进的同时，观测数据处理准备工作已经着手推进。据李然介绍，CSST在全周期将会产生50PB的科学数据产品，有关部门已建立了一个由天文学家、数据专家和计算机专家组成的团队，致力于开发CSST科学数据处理系统，产生供全国乃至全世界天文学家使用的天文图像和星表，开展进一步研究。有望为世界天文学发展作出重要贡献CSST还未升空，但是其致力于打造的面向国际开放的、先进的空间天文台，将为人类认识世界提供新的可能性，吸引了全球科学家特别是天文学家、物理学家的目光。在CSST科学工作联合中心网站上，人们可以看到CSST瞄准的7大科学目标，其中涉及宇宙学、星系和活动星系核、银河系及近邻星系、恒星科学、系外行星与太阳系天体等，每一项都指向当代科学最前沿。比如，利用CSST大天区巡天和超深场观测提供的丰富观测数据，对宇宙加速膨胀和暗能量、暗物质等进行研究，对星系的形态结构及其演化、活动星系与超大质量黑洞等进行研究。李然表示，CSST有望帮助人类探索并解答关于宇宙的物质构成、结构、演化等基本问题。詹虎指出，天文探测能力的提升推动人类对宇宙认知，每次观测深度、广度、波段、测光精度等方面的突破，都会带来重大发现，甚至引发天文学和物理学革命性发展。CSST综合性能优异，在一些指标上大幅超越以往项目，在同期巡天项目中像质最好，近紫外波段的观测能力独一无二。李然满怀信心地表示，CSST不仅有望在宇宙加速膨胀机理的研究等方面取得突破，而且将打开更广阔的发现空间，为世界天文学的发展作出重要贡献。（记者 张保淑）来源：人民日报海外版 作者： 2023/02/14 09:35
  • 坚持吃维生素D，或可减少新冠重症？真相是…… 经历“阳过”与“阳康”，大多数人对新冠病毒的防范更加重视。除了疫苗、日常防护措施，我们还有什么对策？最近，国外针对维生素 D 与新冠病毒的防治关联性有不少报道，多国研究者都对这一研究主题跃跃欲试。维生素 D 真的可以预防新冠感染吗？01好预兆：相关研究不断出现人体内的维生素 D 水平与新冠感染是否存在相关性？这种讨论早在 2021 年就有，2021 年 2 月刊登在《柳叶刀-糖尿病与内分泌学》（The Lancet Diabetes & Endocrinology）的社论中就引述了当时部分小型研究的结论及学术研究者当时对维生素 D 对防治呼吸道感染性疾病乃至新冠病毒的态度：仍然缺乏足够的证据可以支持补充维生素 D 能够预防或治疗新冠病毒，需要进一步探究。目前，针对这个话题的相关研究正在不断出现。根据美国梅奥诊所的新闻资讯，美国一项针对 489 人的研究发现，维生素 D 缺乏症的人比维生素 D 水平正常的人更有可能感染新冠病毒。美国另外一项小型随机研究发现，在 50 名因新冠病毒感染住院并服用高剂量维生素 D（骨化二醇）的人中，只有一人需要在重症监护室接受治疗。相比之下，在未给予骨化二醇的 26 名新冠患者中，有 13 人需要在重症监护室接受治疗。2022 年 5 月，法国 9 间医疗中心进行的临床试验（总病例数n=254）并发表文献，揭示在高危人群中，感染新冠的 72 小时内口服高剂量维生素 D 三组与口服标准剂量维生素 D 三组相比，高剂量组感染后 14 天死亡率明显降低，但 28 天死亡率无明显差别。02回归现实需要更多证据明确答案维生素 D 是否对防治新冠病毒有效仍处于研究阶段。虽然有研究结论指向体内维生素 D 的水平与新冠病毒的感染有相关性，但是到目前为止，仍然缺乏足够证据及临床试验证明维生素 D 对新冠的防治明确有效，也并没有任何官方机构或权威组织能够“官宣”这件事。因此作为“吃瓜群众”我们可以继续关注这方面的消息，但没必要听风就是雨。然而，孩子们对维生素 D 的补充需求，却是家长们必须关注的！图库版权图片，不授权转载03为什么儿童一定要补维生素D？维生素 D 能不能预防新冠得靠科学家继续努力研究，但可以明确的是：如果您现在已经在给孩子补充维生素 D，那您可以继续坚持；如果您还没开始，那就建议及早开始补充了！美国儿科学会（AAP）建议婴儿在出生后的前 6 个月内只喂母乳。在营养充足的情况下，宝宝也许不需要使用任何维生素补充剂。但却建议母乳喂养的婴儿却需要额外补充维生素 D。那么维生素 D 要吃到几岁呢？晒太阳或者食补可以吗？今天我们就借此机会再回答一下维生素 D 的常见疑惑！1. 新生儿什么时候开始补充维生素 D？根据中华医学会儿科学分会在 2022 年 5 月发布的《中国儿童维生素 D 营养相关临床问题实践指南》显示，大部分孕妇有维生素 D 缺乏或不足的情况，这导致不能提供适宜量的维生素 D 来满足其新生儿生后 2 周内的需要。因此，多数国家建议新生儿出生后数日即开始补充维生素D。2. 不同年龄段儿童补充维生素 D 的剂量？《中国儿童维生素 D 营养相关临床问题实践指南》表示，从婴儿期到青春期都需要补充维生素 D，至少 400 国际单位/天。3. 太阳可以补充维生素D吗？不推荐。维生素 D 在皮肤中的转换效率很高，紫外线能使皮肤中的 7-脱氢胆固醇转化为维生素 D。但是，想要通过晒太阳摄入维生素 D 受到很多因素影响，所在地区纬度、云层厚度、天气/季节、一天中的时段、空气污染、肤色、皮肤裸露面积、是否涂抹防晒霜、是否隔着玻璃等都会影响维生素 D 的合成。所以，实际通过晒太阳获得的维生素 D 的量很难估计。更重要的是，儿童皮肤娇嫩容易晒伤，而且晒太阳本身可以导致皮肤老化、增加皮肤恶性肿瘤的发生。建议 6 个月以下的婴儿应避免阳光直射。美国儿科学会认为婴幼儿过度晒太阳可能会导致孩子皮肤癌发病率增加，因此推荐孩子应该尽量避免直接晒太阳（尤其是过度暴露在正午阳光下），并且要带遮阳用品或者涂抹防晒霜。综上所述，尽管晒太阳可促使皮肤合成维生素 D，但鉴于皮肤癌的相关风险，我们不推荐晒太阳补充维生素 D。带孩子去晒太阳当然可以，不为补充维生素 D，是为了孩子多接触大自然、增加户外活动。4. 食补可以吗？量少补不够。很少有食物（鱼肝除外）天然含有维生素 D，而强化食品中的维生素 D 含量通常很少。举例来说，配方奶中添加的维生素 D 约为 400 国际单位/32盎司（不同品牌奶粉略有不同），计算下来大约 1000 毫升的配方奶粉才含有 400 国际单位的维生素 D。但是大部分孩子一天不会喝这么多的奶，即使孩子进入了辅食阶段，因为摄入的量有限，所以很难通过食物补充足量的维生素 D。5. 维生素D补充剂有必要吗？推荐使用维生素D补充剂。《中国儿童维生素 D 营养相关临床问题实践指南》建议可优先选用维生素 D3 制剂。维生素D滴剂每粒的维生素 D3 含量为 400 国际单位。相比维生素 D3，维生素 D2 是植物来源的维生素 D，维生素 D3 是皮肤接受阳光照射合成的维生素 D。 作者： 2023/02/13 15:29
  • 狡兔三窟是真的吗？这些有趣的兔子冷知识你知道多少 → 中国人对兔子一直不陌生，木兰诗中有一句关于兔子的描述：“雄兔足扑朔，雌兔眼迷离，双兔傍地走，安能辩我是雌雄？”这句话是从兔子的外在表征来区分雌雄，其实现实中操作很难，且也不准确。科学的方式是查看兔子的生殖器。这对于3-4个月以上的兔子很容易，因为那个时期雄兔子的生殖器以及基本上发育完全，可以清晰看到雄兔的睾丸。但是，不足三个月的兔子，区分雌雄还是比较困难的。一般来说雌兔的阴部孔洞呈扁纵形离肛门较近，而雄兔的阴部孔洞呈圆形离肛门较远。图虫创意01兔子爱不爱吃胡萝卜呢？印象中兔子爱吃胡萝卜的印象早已深入人心，那么，现实中兔子究竟喜不喜欢吃胡萝卜呢？在分类学上野兔属于兔形目兔科兔属下的动物，野兔在全球有几十个亚种，它们可以适应多样的环境，从森林、草原、荒漠，都有它们的足迹。野兔属于典型的草食性兽类，在野外的食性很广，包括各种无毒的杂草，植物的种子、果实以及树木的枝叶和嫩皮。这些食物中，野兔最爱的是苜蓿科和豆科植物的幼苗和嫩叶，并不包括伞形科的胡萝卜。再说，胡萝卜属于人类种植的作物，在野外野兔取食胡萝卜的机会并不多。家兔则是野兔的驯化种，绝大多数习性和野兔无异。然而，家兔在饲养的过程中，由于失去了主动觅食的能力，在人类投喂的情况下无法自主选择，加上它们本身食性比较广，如果投喂胡萝卜的话，它们也无法拒绝。不过，在长期的适应进化中，兔子的消化道以及消化菌群完全适应消化各种杂草，胡萝卜中糖分含量比较高，并不适合野兔的消化系统。兔子的“三瓣嘴”和它的“饮食习惯”息息相关，是长期适应性进化的产物。兔子属于典型的植食性动物，它们拥有发达的门齿帮助其啃食各种草类、草根以及树皮。在兔子啃食草根的过程中，三瓣嘴有利于将门齿翻出来。这样在啃食很矮的草以及草根的时候，就不会受到嘴唇的羁绊。另一个深入人心的谣传是“兔子的红眼睛”。这个现实不符合实际。现实中兔子研究的颜色多种多样，有黑色的、蓝色、灰色的等，红色只是其中之一。兔子眼睛颜色是由身体里所含色素决定的。我们看到的红色眼睛的兔子，其实并不是兔子眼睛本身的颜色，而是眼球中毛细血管中血液的颜色。红眼睛其实是透明的。在进化上，兔子眼睛的颜色是对周围环境的适应，并且是可以遗传的。图虫创意02顺风耳很多人喜欢捏兔子的耳朵，觉得很可爱。站在兔子的角度，兔子的耳朵属于身体的“雷达”，高度敏感，自然不希望人类触碰。在自然界野兔生性怯懦,天敌很多。对其威胁较大者有狐、狼、狗、鹰。为了躲避天敌，野兔凭借一双大耳朵密切关注周围的情况。野兔的大耳朵就像一台搜寻敌机的雷达，其耳内的密毛则恰如天线一般。每当它们把两只耳朵高高竖起并稍作转动的时候，数10米外的微小声音都会被那灵敏的听觉接纳。因此，即便是兔子不用回头也能判断身后的敌情。在判断出声源的方向后，兔子会处于高度警惕状态并随时准备逃逸。只有在它们休息时，才会把耳朵耷拉下来并紧贴在颈背上。一旦发现敌情，野兔立即逃跑。善跑是野兔在长期的生存斗争中锻炼出来的一个过硬本领。野兔前肢较短，后腿稍长，腰部肌肉发达，四肢强健有力，整个身体又始终保持着一种前倾姿势。逃跑时爆发力极强，犹如弹簧一般，短距离的最高时速可达80千米，并具有惊人的耐久力。即便是猎物接近野兔，聪明的野兔在危急关头会来了个急转弯，而把天敌甩开。就算是被抓住的那一刻，经验丰富的野兔，还会用尽全力，不顾疼痛把天敌蹬开。野兔的后腿非常发达，产生的力量足以把金雕的爪子踢断，把狼的门牙踢掉。图虫创意03狡兔三窟在被天敌追杀过程中，善于奔跑的野兔也不会盲目地奔跑。它们还有避敌的妙招。野兔善于利用洞穴避敌。平时，在野兔活动的地域内, 所有洞穴它都要去“调查”一番, 并且不厌其烦地反复这样做。当白天被敌害追击时，野兔能很快地准确地逃入附近的洞中。野兔虽有借洞逃生的本领了，但它并不喜欢长时间待在洞中, 总喜欢栖息在地表。夏季多伏在植物丛下,冬季则选择地表背风向阳处掘穴而居, 或者在田间的适当部迎风而卧。野兔生性狡诈，行动诡秘，经常调换隐藏位置。常说“狡兔三窟”，但有种穴兔有至少5个洞穴，它在主要洞口处留有隆起的土堆。穴兔是出色的建筑师，它的洞的深度可达3米，长40多米，洞道直径约15厘米，其卧室有30-60厘米高。那些没有土堆的洞口，主要是用来临时逃避天敌的。在一些沿海岛屿上，往往有许多兔子在彼此相邻的同一地域做窝，一眼望去，地面上的洞口星罗棋布，密密麻麻一大片。每当发现险情时，受惊的穴兔常用后肢敲击地面，发出咚咚声。这无疑是一种传递警告信号的声响，能使左邻右舍的伙伴们听到，伙伴们也都心领神会, 一个个不约而同地迅速钻进洞中。 作者： 2023/01/24 16:54
  • 电视剧《三十而已》中的蓝色烟花，有多难生产？ 在电视剧《三十而已》中，“蓝色烟花”作为烟花设计师许幻山心中的最高梦想被反复提及，更是作为推动剧情的重要元素不断出现。那么，在现实中，蓝色烟花真的没人做出来过吗？当然不是。加入含铜化合物，就可以让烟花呈现蓝色。不过，蓝色烟花的确是烟花行业的圣杯，色泽纯正的蓝色烟花不仅好看，而且少见。图片来自周星驰电影《美人鱼》，有加工Part. 1为什么烟花有颜色？蓝色烟花为什么难制造？直到今天，色泽纯正的蓝色烟花仍然是烟火秀中的卖点，将其称为烟花行业的圣杯也并不为过。为什么蓝色烟花如此少见？首先我们要了解下烟花是如何“上色”的。你能记起常见的烟花有哪些颜色吗？（图源：Veer图库）烟花能呈现各种色彩，并不是真的加入了我们画画用的颜料，而是加入了不同的金属化合物，产生了一种叫“焰色反应”的物理变化。焰色反应，就是金属的原子或者离子在火焰中呈现不同颜色的现象。从左到右依次是钡、锶、锂、钠、铜、钾的焰色反应（图源：Fine Art America）当将金属元素置入火焰中时，金属的外层电子会吸收火焰能量发生“跃迁”——即本来拥有稳定轨道的电子会到达一个具有更高能量的轨道上。这就好比棒球运动中的击球手挥棒击球，让本来径直飞向自己的棒球飞向更高更远的地方。不过，跃迁后的电子并不稳定，它们会马上回到曾经较低的能量状态。这就好比棒球无论飞到多高，最后还是会掉落到地面上一样。这个过程同样称为跃迁，只不过跃迁方向是从高能量轨道回到低能量轨道。此时，电子会将原本吸收的能量以电磁波的形式释放出来。不同元素原子中的电子在跃迁时会释放出特定波长的电磁波，这个波长与具体的元素种类有关，是原子的特征属性。不少金属原子的电子在跃迁时释放的电磁波正好位于可见光波段，因此人们可以清楚地看到五彩缤纷的颜色，这就是焰色反应得名的由来。我们看到的蓝色烟花，其实就是无数的电子在以蓝色光的形式向外释放能量。一般，人们会利用铜或者铜的化合物作为发色剂来产生蓝色，包括铜粉、硫酸铜、碳酸铜、硝酸铜、氢氧化铜、碱式碳酸铜、氯化亚铜等。其中又以氯化亚铜（CuCl）释放的420-460纳米波长的蓝光最为纯正，因为其它铜盐产生的蓝色通常带有明显的绿色色调。好了，说清了蓝色烟花的原理，回到我们的主题，蓝色烟花为什么很难制造呢？这主要是以下几个方面的造成的。首先，夜空虽然看起来是黑色，但其实仍然有相当浓重的蓝色调。如何让蓝色烟花从背景中鲜明地凸显出来，并不是一件容易的事情。因为成分的细微改变就会造成燃烧温度、火焰颜色的极大变化，所以调控焰火剂的配比，从而让它们呈现出期望中的颜色本来就不是一件容易的事情。蓝色烟花更是还得考虑与夜空背景的对比度，难度可想而知。此外，还有一个天然存在的矛盾制约着蓝色烟花的制造。一般来说，焰火剂燃烧时的温度越高，焰色反应的颜色就越明亮，视觉观感就越好。但同时，过高的温度又会让作为发色剂的金属盐类发生分解，导致金属原子的状态改变，无法释放预期的颜色。最有希望产生纯正蓝光的氯化亚铜的分解温度只有几百度，当它发生焰色反应时，实际上已经开始分解了。因此，想要呈现蓝光时温度最好控制在1200摄氏度以下，否则就会产生其它白亮的杂色，影响蓝光的纯正性。不过归根结底，蓝色烟花难以制造的原因还是与材料的稀缺性有关。其它色系对应的无机金属盐种类繁多，但能够产生蓝光的却几乎只有氯化亚铜一种。当然，如果我们把有机铜盐也列入考察对象，那么可供选择的对象确实会大大增加。问题是，生产烟花需要消耗大量盐类，成本是非常关键的因素，而有机盐类显然太贵了。蓝色烟花（图源：林文城）为了寻找氯化亚铜的替代品，人类已经努力了几个世纪，不过直到今天，它还是蓝色烟花的首选原料。烟花工程师们只能通过不断调试焰火剂的配方来让最后呈现的蓝色尽量绚丽夺目。从这个意义上来说，电视剧中的情节确有一定的现实依据，我真的想为编剧渊博的知识鼓掌。Part. 2“GJ”“UU”……这些烟花图案都是怎么打出来的？除了蓝色烟花的制造难题，电视剧中还出现了“拼字烟花”。有厂家为了给剧中人物应援，在现实中也打出了女主姓名缩写图案的烟花。左侧为剧中出现的烟花，右侧为现实中的烟花，都属于拼字烟花（图源：微博）那么，这些拼字烟花，还有我们日常观看到的图案烟花，是如何打出来的呢？这就不得不提到大型烟花要使用的烟花弹了。烟花弹是烟花的一种，它的核心部分是焰火剂，也就是燃烧时产生各种颜色火焰的药剂。焰火剂的主要成分包括：氧化剂、可燃物、发色剂和粘合剂。它的工作原理是氧化剂在可燃物的作用下受热分解，释放出的氧气再供可燃物进一步燃烧产生高温，从而促使（金属）发色剂发生焰色反应，粘合剂则起到将各种成分粘结成整体的作用。发色剂通常由能够呈现焰色反应的各种金属盐类构成。如果仅仅需要耀眼的白光，还可以加入以镁粉和铝粉为代表的光辉剂。普通烟花燃烧时的温度在2000摄氏度左右，但加入光辉剂后，燃烧温度能达到3000摄氏度，可以呈现异常明亮的白炽光芒。烟花弹通常是球形或者环形构造，制成球状的焰火剂位于球或环的外周部分，中心处是用来起爆的火药，起爆火药直接连接着引信。将烟花弹装入发射管时，其实管内已经有了一定量的发射火药，发射火药的作用是将烟花弹发射到空中。发射火药点火的同时，引信也同时被引燃。等到烟花弹正好升到了预定的高度，引信也燃烧到了烟花弹内部，之后起爆火药发生爆炸，焰火剂中的可燃成分随之被引燃。烟花弹结构（图源：加藤烟火|株）人们常将焰火剂制成多层结构，由外向内的每一层中包含有不同成分的发色剂。这样，在上空发生爆炸时，外层发色剂就会最先爆炸，然后是中层，最后是内层。这样的好处是烟花会呈现出明显的阶段性变色效果，增强观赏性。至于拼字烟花和图案烟花，则主要是通过控制起爆火药的装药方向和装药量，达到以不同力度、向不同方向喷射焰火剂球的效果。心形烟花结构（图片来源：加藤烟火|株）Part. 3烟花虽美，也要时刻注意安全存储、安全燃放大阪2019年淀川烟火大会（图源：林文城）烟花是易燃易爆物品，制造、使用以及存储等每一个环节都可能发生危险。不论是需要由专业人士进行操作的大型烟花弹，还是普通的民用烟花，都曾造成过多起爆炸、火灾事故。对于烟花制造厂家和专业燃放人员而言，把控好每一个生产、流通环节，是对确保自身以及公众安全必须尽到的责任。对于一般消费者而言，了解烟花燃放中可能发生的隐患，是必须具备的生活常识。大型烟花使用时常见的安全问题有以下三种。第一，引信失效造成的哑弹，装载着大量火药的哑弹最终会落回地面。虽然一般的烟花表演都会尽量确保即便有哑弹或残留物落下，也会直接落入湖面海面，但如果真的遇到了烟花哑弹，务必要第一时间联系消防部门进行处理。第二，点火器失效造成的点火失灵，电子设备都有发生故障的可能，历史上也多次出现因为此类原因导致烟花表演失败或者终止的实例。此时如果需要进行临时人工点火，操作员应该务必做好防护，另外装药量超过了某一程度后必须进行远距离点火。第三，烟花发射过程中还可能出现发射筒倒伏之类意外，因此务必需要提前确保设备处于最佳状态。对于普通的民用烟花来说，虽然装药量与大型烟花比相去甚远，但发生危险的概率也不可忽视，基本的安全事项必须遵守。首先必须明确，在禁放区域和禁放时间内燃放烟花爆竹是违法行为，燃放前务必确定清楚相关信息；燃放时千万不能对准人以及其它动物，也要务必留意周围是否有易燃易爆物品的存在；燃放之前，记得查看天气预报，强风天气容易导致火灾，应该避免在这类气象条件下燃放烟花；当点燃管状烟花后，如果没有顺利引燃，千万不要用眼睛直视烟花的喷出口；最后，将烟花外包装分解，再倒出火药点燃的行为非常危险！我们一定要注意安全，严格遵守相关安全规定，珍爱生命与健康。人们常用生如夏花来比喻短暂的美好，可是烟花却比夏花还要易逝。星河如梦，烟花易冷，绚烂以后是什么却很难确定。电视剧中的烟花设计师就曾经拥有很多，在最后却都荡然一空。我们的生活和烟花也有相似之处，既要追求烟花绽放时的闪耀，但也记得要走好生产存放中不起眼的每一步，否则，绚烂的下一秒很可能就是烟消云散。 作者： 2023/01/24 16:53
  • “五星出东方利中国”！春晚这个舞蹈“暗藏玄机”！ 今年春晚的舞蹈《锦绣》大家看了么？这段舞蹈是舞剧《五星出东方》的选段，如主持人所介绍的，灵感来源于一件国家一级文物，叫做汉代织锦护膊“五星出东方利中国“。遗憾的是，主持人对这件文物的介绍比较简略，不熟悉这件文物的观众们，可能难以理解舞蹈表现的内容。大过年的我们简单展开唠唠~2023 年癸卯春晚舞蹈《锦绣》，图片截取自 CCTV 2023 春节联欢晚会01“五星出东方”是什么文物？1995 年 10 月，考古人员在位于古丝绸之路上的新疆尼雅遗址的一座汉墓中，发现一对合葬尸体，其中一人右臂上绑着一件织锦护膊，长18.5厘米，宽12.5厘米，上有云纹、兽纹等图案，还织有篆体汉字：“五星出东方利中国”，因此我们现在用这几个字代指这件文物。“五星出东方利中国”锦护膊，图片来源：Wikipedia织锦不同于刺绣，织锦上的花纹是直接织出的，这依赖于一种叫做“提花”的技术：不同颜色的经纬线交错，就可以在制成的织锦上呈现不同的图样。这件文物上的图案和文字，都是这样织出来的。图片截取自：《国家宝藏》第二季另一幅出土的织锦图样，1957 年湖南长沙左家塘楚墓出土的《朱色彩条对龙对凤纹锦》：战国《对龙对凤纹锦》复制品，图片来源：中国丝绸博物馆织机织出来直接就是龙凤纹，可见战国时的织造技术已经非常“卷”了……对龙对凤纹锦组织结构图，图片来源：赵丰等《战国对龙对凤纹锦研究》乍一听，织出这么繁复的花纹似乎需要非常高超复杂的工艺——那你就小看了汉代人，这些图样并不是靠人来一一挑线织成的，而是靠机器来实现的。成都老官山汉墓出土过几件织机模型（汉代人真是什么都往墓里带），可能就是织造这种织锦的机器（《国家宝藏》里称之为“汉代的计算机”）。这种机器有若干“综片”，每片设置就是一条经纬线位置信息，循环使用，就能织出循环图样的织锦。图片截取自《国家宝藏》第二季中国丝绸博物馆的复制品，文字“五星出东方利中国 诛南羌 四夷服 单于降 与天无极”：后面的文字是后人脑补出来的，因为同一个墓里还出土了一小块花纹相同，织有“诛南羌”的织锦碎片，后人推测这些文字是连着的。图片来源：中国丝绸博物馆一匹织锦中剪裁下来一片，加工之后就可以制成这种护膊或者其他装饰品。春晚舞蹈背景中大量出现的彩丝，就是想体现这种技术。2023 年癸卯春晚舞蹈《锦绣》，图片截取自 CCTV 2023 年春节联欢晚会感兴趣的朋友推荐去看《国家宝藏》第二季，里面对织机的原理和运行有更形象的展示。02“五星出东方利中国”是什么意思？“五星出东方利中国”锦护膊，图片来源：Wikipedia织锦上这几个字，简单来说就是金木水火土五大行星都出现在东边的天空，汉代人认为这种天象对中国有利。尽管目前的考古只发现了一块这样花纹的护膊，但是你想，古人织造，至少也得一匹起步吧，考虑到这是织机量产的一大匹有着重复图样的织锦中裁下来的一块，那我们有理由推测，有同样图样的织锦制品在当时大概为数不少。03“五星出东方”的象征意义汉人十分看中金木水火土五大行星，《史记·天官书》中就有类似的记载：“五星分天之中，积于东方，中国利”，就是讲按正南北方向将天空一分为二，金木水火土五大行星如果都在东方，于中国有利。《汉书》中记载刘邦在灞上时候，“五星聚于东井”（这是他们为了所谓祥瑞而编造的假天象）；汉宣帝也说过：“今五星出东方，中国大利，蛮夷大败”。电视剧《汉武大帝》里面也用到了这个典故：图片截取自电视剧《汉武大帝》我们过去就一直知道，汉代人特别喜欢“五星出东方”这个天象，但是这件护膊的出土无疑表明：汉代人对这个天象的喜爱，大概比我们从文献中了解到的更甚——他们把“五星出东方”织成花纹，戴在身上，带进墓里。在告别过去这艰难的一年迎接崭新的 2023 年这个时点舞蹈《锦绣》中想要传达的不仅是惊艳世人的中国古代织锦工艺更是从两千多年前延续至今的中国人民对家园和未来的美好期盼五星出东方利中国愿大家在 2023 年都能越过越好此处应有陈宝国老师出镜： 作者： 2023/01/24 16:52
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