不久前,第34次“首屆”搞笑諾貝爾獎(Ig Nobel Prize)頒獎典禮在美國麻省理工學院舉行。新冠疫情期間,搞笑諾貝爾獎的頒獎儀式一度改以線上方式舉行,今年的頒獎典禮終于回歸傳統,在線下舉行。
搞笑諾貝爾獎是對諾貝爾獎的有趣模仿。其名稱來自Ignoble(不名譽的)和Nobel Prize(諾貝爾獎)的結合。主辦方為科學幽默雜志《不可思議的研究年鑒》(Annals of Improbable Research,AIR),其評委中有些是真正的諾貝爾獎得主。這一獎項的評選目的是選出那些“乍看之下令人發笑,之后發人深省”的研究。從1991年開始,搞笑諾貝爾獎每年頒發一次。入選該獎項的科學成果必須不同尋常,能夠激發人們對科學的興趣。
新鮮出爐的2024年搞笑諾貝爾獎再次向人們展示了科學的無限可能和科學家們的無窮創意。那些看似荒誕的研究展現了科學家們對未知世界的好奇心和探索精神。
正如搞笑諾貝爾獎創始人所說:“每個獲獎者都做了一些事情,首先讓人發笑,然后讓人思考。”這些研究提醒我們,科學并不總是嚴肅的,有時候最不經意的觀察可能導致重大發現。畢竟,在科學的世界里,永遠充滿了無限的可能和無窮的樂趣。

本屆搞笑諾貝爾獎醫學獎的獲得者發現,如果在安慰劑里加入具有副作用的成分,能使之產生更大的安慰劑效應。
他們邀請了77位健康受試者進行實驗。這些受試者被隨機分成兩組,并均被告知將使用芬太尼鼻噴霧劑用于緩解疼痛以及芬太尼可能導致的副作用,即致使用藥部位產生輕微燒灼感。但受試者們并不知道所用的鼻噴霧劑中實際上并不含芬太尼—一組人使用的是惰性的純鹽水安慰劑,另一組人則使用添加了辣椒素的活性安慰劑。實驗結果顯示,和純鹽水安慰劑相比,添加了微量辣椒素、會帶來刺激副作用的安慰劑鼻噴霧產生了更顯著的止痛效果。副作用的存在似乎成了一種“藥物在起效”的信號,讓受試者對治療效果產生了更積極的預期,并且的確減輕了他們對疼痛的主觀感受。
這項研究展現了安慰劑效應的復雜性,不僅能幫助醫學界設計出更加合理的安慰劑對照研究,以避免對實驗結果造成干擾;而且,讓研究人員對藥物心理作用有了更深入的理解,也為今后臨床實驗的設計提供了重要參考。研究結果同時告訴人們,在治療過程中,病患的積極態度至關重要,即使他們服用的是安慰劑,只要心態樂觀,身體狀況也能好轉。
面對難以抉擇的問題,人們有時會把命運托付給硬幣。拋硬幣似乎是一個既簡單又公平的定奪方法:無論猜哪一面朝上,押中的概率都恰好是50%。事實果真如此嗎?本屆搞笑諾貝爾獎概率學獎的獲得者使用46種不同的硬幣進行了多達350757次的拋擲實驗,結果顯示:拋硬幣時,硬幣兩面朝上的概率并不均等。
這大概是有史以來最大規模的一次拋硬幣實驗:不僅動用了48人的拋硬幣志愿者隊伍,而且進行了長達12小時的網上直播。實驗發現,在拋擲之前,硬幣朝上的一面最終也朝上的概率會稍微大那么一點點,這種情況的概率大約是50.8%。
這項實驗還發現,決定拋擲結果的關鍵并不在于硬幣本身,而在于拋擲的人。確切地說,這種概率偏差主要源于人類拋硬幣動作的不完美性,最終讓硬幣兩面朝上的時間變得不再均等。
在第二次世界大戰期間,美國行為學家斯金納進行過一項十分離譜的研究:訓練鴿子來制導炸彈。

之所以會產生這樣的想法,是因為20世紀40年代初期引導導彈的機器非常龐大,以至于導彈內留給爆炸物的空間很小。斯金納認為鴿子可以作為緊湊且成本異常低廉的解決方案,因為它們特別擅長對模式做出反應。
他在這種炸彈的前方設置了一個可容納鴿子的小型“制導艙”,艙內有3個洞,每個洞內配有一塊能顯示前方情況的屏幕。斯金納訓練鴿子識別地面目標的樣貌,并讓它們通過啄屏幕來瞄準目標,從而操控炸彈飛向正確的方向:啄中間的屏幕,炸彈就筆直地向前飛;啄兩邊的屏幕,炸彈就往相應的兩側飛。為了提高制導的準確性,斯金納甚至放了3只鴿子進去,按照“少數服從多數”的原則進行決策。
訓練有素的鴿子最終成功完成了制導演示。盡管這種新穎的裝置抗干擾能力強,可以對各種各樣的目標練習做出反應,且制作簡單、不需要稀缺材料,能快速量產,但軍方依然放棄了該計劃,轉而研究更加精準的制導電子設備。20世紀50年代初,該項目曾在美國的海軍研究實驗室得到短暫復興,但依舊未能得到實踐應用。好在通過完善總體思路,促成了雷達操作員的拾取顯示轉換器的開發。
不過,這個瘋狂的點子并沒有被遺忘—在80年后的今天,它贏得了2024年搞笑諾貝爾獎的和平獎。之所以將和平獎頒給這項研究,估計是因為戰爭從頭打到尾,它都沒能派上用場。但這項研究對動物行為學的潛在應用領域進行了有益探索,并促使我們思考智能與技術的邊界。
本屆搞笑諾貝爾獎的化學獎頒給了一群使用色譜法分離醉酒和清醒的蠕蟲的研究人員。這些蠕蟲被放置在一個經過專門設計的通道中,該通道的靈感來自化學中用于對大型聚合物進行分類的六角柱陣列,并被按比例放大到滿足蠕蟲的尺寸需求。該裝置被安裝在發光二極管面板上,以獲得均勻的背景光。蠕蟲則被分為兩組,分別是高活性組和低活性組。其中,低活性組被暴露于酒精濃度為3.5%的乙醇中,使它們醉酒。同時,乙醇混合物中還含有藍色染料,以便更好地區分低活性蠕蟲(藍色)和高活性蠕蟲(紅色)。活力更強的清醒的蠕蟲自然比醉酒的蠕蟲更快抵達通道末端,這表明,流經結構化空間是一種根據長度和活性對活性聚合物進行分類的可靠方法。

該項研究揭示了活性物質如何在特定條件下表現出不同的流動特性,不僅為分子化學和流體力學的研究提供了新的視角,也展示了如何通過簡單的實驗手段揭示復雜的科學現象。
事實上,這項研究的焦點并非蠕蟲或是醉酒。研究者的相關論文標題是《根據輪廓長度和活性對活性聚合物類蠕蟲混合物進行色譜分離》。這項貌似離譜的研究和化學的關系:這些蠕蟲可以作為研究模型,幫助人們更好地理解活性聚合物的動力學特性。
難道植物真的長了眼睛嗎?這事還真難說。
獲得本屆搞笑諾貝爾獎植物學獎的研究者發現,有一種來自智利南部溫帶雨林的藤本植物具有獨特的模仿能力,它能夠模仿與自己相鄰的植物的葉片形狀。
更有趣的是,這種藤本植物模仿的對象不僅限于活的植物。研究人員將人造藤蔓模型放置在幾株受試活體植物上方,發現它們試圖模仿人造葉片。與非模擬葉片相比,模擬葉片的面積、周長、長度和寬度發生了改變,長寬比更高,矩形度和形狀因子更低。研究人員還觀察到,模擬葉片的葉脈網絡密度較低、葉脈較細、自由端細脈較少。

他們猜測,這種藤本植物可能通過某種特殊的“視覺”實現了模仿—但這一點并未得到證實。
其實,植物視覺概念早在1905年已被提出。其后,進一步的研究認為,植物的“眼睛”由具有平凸或凸出形狀的上表皮細胞組成,可以起到透鏡的作用,使光輻射能夠聚合到感光的表皮下細胞中。
研究人員認為,植物視覺系統理論為該現象提供了一個合理的解釋,同時也為人們進一步研究植物的感知系統打下了基礎。最新的研究顯示,植物不僅可以通過化學揮發物進行交流,還可以感知聲音。或許,這一切都只不過是植物對環境的一種適應而已。

當水或氣體經過障礙物時會在其后方形成卡門渦街。研究者發現,虹鱒魚在遇到卡門渦街時會改變游泳姿態,增大身體的搖擺幅度,且恰好和卡門渦街相匹配,這樣做可以減少游動時消耗的能量;人們在其他魚類中則從來沒有觀察到這樣的情況。研究者將這種游泳姿態稱為“卡門步態”。這項研究成果于2003年發表在《科學》雜志上。
到了2006年,這位研究者又在《流體物理學》雜志上發表了一篇論文,稱自己使用肌電圖監測處于卡門步態中的虹鱒魚,發現它們只動用了很少的肌肉,甚至無須大腦參與。也就是說,新鮮的死虹鱒魚和活虹鱒魚在卡門渦街里的泳姿完全相同。死虹鱒魚也能在卡門渦街中游出卡門步態,甚至還能逆流而上。唯一的區別是,活魚能夠機動靈活地避開前方的障礙物,而死魚只是機械地往前游,最終會撞到產生卡門渦街的障礙物。死虹鱒魚之所以能游泳,一方面源于適宜條件下產生的渦流,另一方面得益于它們擅長從環境中汲取動力的靈活身體。
這位研究者使用的是純實驗手段,即把電極插到魚的身體里測量肌電圖。雖然這種非物理學的實驗方法為許多專業人士所詬病,但最終,這位用電流研究魚類運動的研究者還是獲得了本屆搞笑諾貝爾獎的物理學獎。
研究人員還將實驗擴展到使用剛性箔片進行運動測試,結果相似。簡而言之,“魚或箔片可以從渦流中獲取足夠的能量來克服自身的阻力,這意味著一個能進行拍打運動的物體可以跟隨另一個產生尾流的物體前進,即使身在遠處,也不需要消耗任何能量”。

你相信嗎,如果我們的肺出了問題,或許可以改用屁股來呼吸?
獲得本屆搞笑諾貝爾獎的生理學獎的研究者發現,小鼠和豬等哺乳動物都可以通過直腸來吸收氧氣。如果用純氧或溶入氧氣的全氟萘烷給患有呼吸系統疾病的老鼠和豬灌腸,有助于緩解其呼吸困難的癥狀,顯著提高它們的血氧水平,且不會導致重大并發癥,能有效延長這些動物的壽命。
這是因為,高濃度的氧可以滲入腸道末端的毛細血管,從而參與血液循環,提高動物體內的血氧濃度。其實,自然界里的泥鰍等動物早就開始用屁股“呼吸”了。它們的腸道末端只有一層非常薄的上皮細胞,其下遍布了大量的毛細血管和紅細胞,在低氧環境下,它們可以在水中獲取從肛門進入的氧氣來輔助呼吸。
這項研究的目的是為了將來能在臨床上開發輔助呼吸的技術。人類腸道末端的結構與豬和小鼠類似,從理論上講,上述實驗也有望在人體復現,而全氟化合物已在臨床上被用于肺內治療,對人體來說較為安全。研究者設想,未來或許可以將這種“肛門呼吸”的補充氧氣方法推廣到醫療中,彌補現有呼吸機的不足,減少機械通氣帶來的肺損傷。目前,研究團隊已經獲批進行人體研究。也許在不久的將來,一旦人類的肺出了問題,可以用屁股來拯救。
死亡是一個人們無法回避的現實,但也有少數人能順利活到100歲,那些壽命在110歲以上的老人則被稱為超級百歲老人。長期以來,有大量研究將這些人的長壽歸因于強大的社會關系、高蔬菜攝入量和某些遺傳標記等原因。不過,研究人員發現,有關超級百歲老人的統計資料與人們原有的認知不一致,大多十分可疑,更確切地說,大多來自錯誤或欺詐。
在美國,超級百歲老人多產生于人口統計信息不全的地區;在意大利、英國和法國等國家,超級百歲老人則多產生于人均收入較低、預期壽命較短、犯罪率較高、衛生狀況較差的貧困區域,不然就是產生于偏遠地區或海外領地。研究者發現,當一個地區開始完善人口出生記錄后,那里的超級長壽老人的統計數量就會有所下降。由此看來,一部分長壽老人可能并沒有正確記錄自己的出生時間和年齡,他們實際上有可能并沒有那么長壽。這些老人不一定是有意說謊,可能只是產生了錯誤的記憶,但這會對有關長壽的研究產生不利的影響。
20世紀40年代,有兩位研究者進行了一項有關奶牛產奶的研究。這項研究分析了受到驚嚇后奶牛的產奶情況會發生哪些變化,其“精彩”之處在于研究者驚嚇奶牛的方法:“最初的恐嚇方法是把一只貓放在奶牛背上,并且每10秒捏爆一個紙袋,整個過程持續2分鐘。后來發現沒有必要,就不放貓了。”受驚后的奶牛的產奶量果然變少了。

當然,這項研究對于人類的貢獻并非要告誡人們:在奶牛場要保持安靜,并使奶牛遠離貓與紙袋。事實上,這項研究大有科學深意。
研究者發現,奶牛排乳是由神經系統間接控制的,而非直接控制。由于奶牛的血液中存在會阻止肌肉收縮的腎上腺素,因此,受其控制的奶牛不會產奶。相反,血液中的催產素則會促使奶牛乳腺導管的肌肉收縮,導致奶牛排出乳汁。也就是說,若要奶牛多產奶,應該給它注射催產素,而不是腎上腺素。
從實驗本身看,貓與紙袋并非必需品,而只是用來驚嚇奶牛的實驗工具而已;不過,若沒有它們,這項科學實驗該是多么無趣,也注定不會獲得本屆搞笑諾貝爾獎的生物學獎。
本屆搞笑諾貝爾獎的解剖學獎得主研究了人類的發旋問題。他們發現,大部分人的發旋都是按順時針方向旋轉的,但在南半球,發旋按逆時針方向旋轉的比例似乎會比北半球更高一些。
一個偶然的機會,某位來自法國的醫生開始關注人們的發旋方向。他觀察了74對北半球同性雙胞胎,以研究頭發的螺紋圖案形成的遺傳基礎。他還比較了25名出生在北半球(法國)的兒童和25名出生在南半球(智利)的兒童的頭發的螺紋數據。結果發現,雙胞胎的發旋優先朝同一方向旋轉,而且在南半球,按逆時針旋轉的發旋更為常見。
這一現象的成因尚不清楚。研究者認為,發旋的形成是一個由基因決定的發育過程,并且可能會受到外部環境的影響。他在相關論文中提到,“地轉偏向力”是可能的影響因素之一。由于該力的作用,北半球的風向右偏,南半球的風向左偏。研究者也坦承,這個解釋聽起來有些草率,真正的原因可能還需要進一步探索。他希望未來能有人進行更大規模的統計,以確定影響發旋方向的各種因素。
【責任編輯】趙 菲