“看见”磁场的候鸟 | 《环球科学》新刊导读

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封面故事 COVER STORY

'看见'磁场的候鸟

每年春秋季，候鸟都要在繁育地和越冬地之间长途迁徙。它们可以准确找到迁徙路线，甚至年复一年地在同一棵栖木上越冬。候鸟如何利用地磁场进行定位和导航，一直是个谜。最近的研究揭示了候鸟磁感应的原理：它们视网膜内的光化学反应构成了一个“量子磁罗盘”，让候鸟能够“看见”地磁场。

天文学 ASTRONOMY

星空下的她们

如果走进现在的天文台实验室，你很有可能看到不止一位女性在使用望远镜进行观测。但前几代女性却不被允许使用天文望远镜，相比于男性，她们还要以家庭为重。不过在重重限制下，她们依然做出了一番成就，薇拉·鲁宾就发现了暗物质存在的第一份确切证据。这激励了更多的女性从事天文学研究。如今的女性天文学家更是不打算默默低头做事，她们要塑造新的天文学文化。

环境 ENVIRONMENT

重建溪流：用自然对抗洪涝

曲折的溪流及周围的绿化带不仅是城市的装饰，更是城市生态中关键的一环。然而，随着美国城市西雅图的扩张，自然的溪流几乎消失不见，取而代之的是被堤坝包围、逐渐枯竭的溪流。市政改造让溪流失去了很多隐性的功能，而城市也因此陷入了洪涝、生物多样性丧失的困境。因此，一些环境学家尝试重建溪流生态，还原潜流带等十分重要的功能区域。

天体物理学 ASTROPHYSICS

暗物质去哪了？

暗物质究竟是由什么组成的，这个问题至今还没有答案。弱相互作用大质量粒子曾是最受欢迎的猜想，但随着时间的流逝，对撞机实验和直接粒子探测试验的数据都显得对它不利。现在，是时候让我们重视起轴子和类轴子了。为了验证这类模型，科学家或许会把更多的精力投入到广阔的宇宙空间中。

考古学 ARCHAEOLOGY

圣城中的考古纷争

圣城耶路撒冷具有5000年的历史，自19世纪以来就吸引着考古学家的目光。许多虔诚的学者关注的是神圣的经文：他们想要证明圣经中所描述的是历史事实，想要找到传说中的伟大君王在耶路撒冷统治的遗存。但是，另外一些学者则推崇使用现代的考古方法和科技手段，还原古代文明的细节。在两派考古学家交锋的同时，宗教和政治的介入也让这场纷争变得更为复杂。

心理学 PSYCHOLOGY

像天才一样打盹

爱迪生不讨厌夜晚，但很反感睡觉。他更乐意在疲劳时小憩，但会在自己陷入深睡前让自己被叫醒。如今，科学家发现这种睡眠方式或是爱迪生具有丰富创造力的原因。在入睡前，我们会进入一种半清醒状态，这是一段创意、灵感迸发的时期，如果在恰当的时刻被叫醒，我们或许可以记住并应用这些好点子。

神经科学 NEUROSCIENCE

语言可以重构记忆？

在人们的普遍认知中，记忆往往意味着在大脑里“重播”过去的画面。的确，大脑进行记忆表征和视觉表征的功能区存在紧密的关联。但与此同时，科学家还发现，视觉表征和语言表征的功能区也存在类似的关联，它们有所重叠，但彼此之间形成了有序的过渡区。这些研究表明，记忆并非忠实还原过去的经历，抽象的语言可能帮助大脑重构了这些经历，让我们最终形成记忆。

地质学 GEOLOGY

虚拟地球：重现板块演化

地球上持续发生着构造运动，但哪些作用力主导着这些运动？为了回答这个问题，地球动力学家在地幔岩石流变规律的基础上，模拟了整个地球表面的运动和地球内部的地幔对流。这套有着前所未有的精细度和复杂度的地球动力学模型，不仅能解答地球板块构造的动力来源，还有望帮助我们了解这些力如何塑造了其他星球。

天体物理学 ASTROPHYSICS

藏在小星系中的大黑洞

矮星系的质量只有银河系的十分之一到百分之一，以往天文学认为，这样小的星系缺乏引力将足够的质量挤在一起形成黑洞，因此不太可能存在大质量黑洞。然而最近天文学家在许多矮星系中发现了大质量黑洞进食时发出的光，他们推断，大多数矮星系中可能存在数千倍太阳质量的大型黑洞。由于矮星系与宇宙早期星系相似，这个发现可能会改写宇宙早期大质量黑洞的形成理论：它们更可能来自第一批恒星尸体形成的小黑洞种子，通过合并与吞食而慢慢长大。

生物学 BIOLOGY

脊柱：脆弱的灵活度

浑圆的脑袋、修长的双手、适宜于站立的髋和腿，这是人类典型的特征。我们似乎已经完全习惯于这些带给我们无数方便的体格和器官特征，但要是从演化的角度来探讨我们为什么会长成这样，或许会有很多意想不到的发现。比如，同源异型基因就在所有分节动物的发育中扮演了非常重要的角色，正是这种古老而又充满活力的基因决定了人们为何会具有兼具灵活性和脆弱性的脊柱。

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