环球科学：你开心的时候，你的狗可能看起来很伤心；你...

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　　· 心理学 ·

　　当你开心时，你的狗可能会显得悲伤

　　论文作者和他的狗。图片来源：Samantha Chow/Arizona State University

　　快乐的人更可能认为其他人也很快乐，伤心的人更可能认为其他人也很伤心。但对于狗并不是这样。近日，一篇发表于PeerJ的论文通过实验发现，我们对宠物狗心情的理解可能陷入了一个巨大的误区。

　　论文共涉及两项实验。在第一项实验中，研究人员先用标准视频将被试人员引导至积极、中性、消极的心理状态，接着向他们展示各种心情的宠物狗视频，并要求被试评估视频中狗的心理状态。此时，被试人员对宠物狗情绪状态的判定比较准确。在第二项实验中，研究人员将引导视频替换成了各种心情的宠物狗视频，例如在公园里玩耍的狗、茶杯里的小狗、在栏杆后面看起来很悲伤的狗、或者是在路边被遗弃的狗。结果研究人员在后续的实验中发现，所有看到快乐宠物狗图像的人都认为其中的狗更悲伤，而看到悲伤宠物狗图像的人都认为视频中的狗更快乐。研究人员表示，这项研究或许能用于改善人与动物的互动。（ARIZONA STATE UNIVERSITY）

　　· 材料科学 ·

　　中国科学家制造出新型超梳水性木材

　　随着对可再生资源需求的增长，超疏水性木材被广泛视为户外建筑应用的首选材料。然而，在长期磨损和紫外线照射下，超疏水性木材仍存在机械强度和耐久性不足的问题。在发表于《生物质资源与工程》（Journal of Biresources and Bioproduct）的新研究中，中国科学家制造出新型超梳水性木材，能经受沙尘暴、剥离测试和长达33天的紫外线照射。

　　研究团队通过聚硅氧烷-氧化锌复合涂层赋予木材超疏水性。机械损伤测试结果表明，即使经过400厘米1200目砂纸打磨和2千克载荷后，材料接触角仍然超过140°，这是因为断裂的纳米棒吸收了能量，而下方的弹性体回弹，从而保持了表面的粗糙度。表面锌含量下降了30%——这证明牺牲层发挥了作用——但表面仍然保持疏水性。持续66小时的60毫升/分钟水射流也只能去除最外层的纳米棒，下方的晶格结构使水滴能够弹跳。且即使经过1000次模拟风吹碎屑的强力胶带剥离，也无法露出裸露的木材。将样品浸入pH值为1的盐酸或pH值为13的氢氧化钠溶液中30小时，超疏水性依然完好无损，而传统的二氧化硅纳米颗粒涂层则会在数小时内失效。该工艺不使用氟，只需常温固化，适用于从轻木到冷杉的六种木材，这意味着木材厂可以改造现有的浸涂生产线。（JOURNAL OF BIORESOURCES AND BIOPRODUCTS）

　　· 生态学 ·

　　这种蝴蝶的视觉系统会随季节变化

　　从温暖的夏季到凉爽的秋季，气候的转变对许多动物来说都是一种压力。为了适应每个季节的变化，动物需要具备多种不同的生理和行为特征。发表于《功能生态学》（Functional Ecology）的一项新研究发现，常见蝴蝶鹿眼蛱蝶（Junonia coenia）不仅会随季节改变翅膀颜色，还会从生理层面改变视觉方式。

　　鹿眼蛱蝶成虫寿命只有8-10天，所以它们一生只经历一个季节。夏季成虫翅膀颜色浅淡，秋季成虫翅膀颜色深沉。研究团队于2018年至2021年间，在美国阿肯色州西北部草原捕捉并记录了鹿眼蛱蝶的行为。他们从捕获的蝴蝶身上提取眼组织，研究了秋季深色蝴蝶和夏季浅色蝴蝶的基因表达模式差异。研究发现，与夏季浅色蝴蝶相比，秋季深色蝴蝶更倾向于晒太阳。虽然研究团队没有发现鹿眼蛱蝶对颜色的敏感度会随季节变化，但他们确实证实了许多其他对视觉和眼睛发育至关重要的基因的表达存在季节性模式。这表明，鹿眼蛱蝶对周围环境的感知可能因其从幼虫发育为成虫的季节不同而有所差异。下一步，研究团队希望确定发育环境中的哪个部分导致了视觉系统的这些变化。（UNIVERSITY OF ARKANSAS）

　　· 物理学 ·

　　描述生命系统的热力学定律

　　生命体通过主动消耗能量来维持体内的平衡态。经典热力学定律能够很好地描述非生命系统的状态，但在解释复杂的生命活动时却稍显不足。一般在细胞生物学中，用“有效温度”来量化当受到外界扰动时，系统偏离平衡点的程度；用“熵产生率”描述细胞耗能后所产生的熵；用“时间不可逆性”来描述细胞耗能达到的非平衡态。不过，一项德国德累斯顿工业大学的新研究表明，“有效温度”等概念可能不再适合来描述生命的动态非平衡，该论文目前发布于预印本平台arXiv上，还未经同行评审。

　　科学家利用原子力显微镜观察了人类癌细胞，海拉细胞在生理活动受到扰动时的细胞膜波动。他们抑制了细胞肌动蛋白皮层中基质的周转和相关运动蛋白的活性，发现当细胞膜被探针戳刺时，前者导致熵产生率显著降低，后者导致波动的有效温度显著下降。同时，二者的时间不可逆性都有所下降。值得注意的是，两种抑制方式导致的熵产生率和时间不可逆性变化趋势一致，但和有效温度的变化趋势并不相对应。这表明，有效温度作为度量系统偏离平衡点的指标的有效性仍待商榷。（New Scientist）

　　· 数学 ·

　　拉马努金的π级数和共形场论有紧密关系

　　1914年，著名印度数学家尼瓦萨·拉马努金（Srinivasa Ramanujan）提出了17个关于的π数学公式。这些公式效率极高，能够快速计算出π的值，现代计算机依然会用它们进行快速计算。最近，一篇发表于《物理评论快报》（Physical Review Letters）的论文发现，拉马努金的公式与共形场论，特别是二维对数共形场论具有高度联系。

　　共形场论描述了具有尺度不变对称性的系统，这样的系统具有分形特征，无论放大多少，看起来都会存在相同的特征。二维对数共形场论出现在分数量子霍尔效应、渗流、聚合物甚至全息术等不同场景中。研究人员发现，拉马努金的公式背后的数学结构也出现在二维对数共形场论中，并且因为这种联系，研究人员可以加速计算理论中的某些量，有助于科学家更好的理解湍流或渗流等现象。（Indian Institute of Science）

　　撰文：王昱、冬鸢、马一瑗