环球科学：江阴墓葬发现明朝用剧毒作麻醉剂的证据；新...

lameihua

　　· 考古学 ·

　　江阴墓葬揭示明代中国精湛的麻醉技术

　　所采集的仪器样本及其残留物分析结果。图片来源：Antiquity （2026）

　　从罗马化妆品到安第斯山脉的精神活性植物制剂，考古学家经常运用科学方法来鉴定古代文明的药物残留。在发表于《古代》（Antiquity）的一项新研究中，考古学家对中国江阴一座公元1348年至1411年墓葬进行分析，首次发现了有控制地使用剧毒化学物质作为麻醉剂的证据，凸显了明代医学的先进性。

　　考古学家采用了一种新型的非破坏性显微技术，分析了明代早期医生夏颧墓中出土的一把手术剪和一把镊子上的残留物。研究人员发现了乌头碱残留的证据：乌头碱是一种生物碱，剧毒无比。这种毒性在明代就已被人们认识到，并发展出多种降毒方法，例如醋煮和绿豆解毒。由此得到的粉末可用作麻醉剂，从而实现无痛手术。虽然中国古代医学典籍中已有乌头碱粉末的制作方法，但这是首次发现其用于外科手术的直接实物证据。医生很可能是在切开皮肤前将其涂抹于患者皮肤上以麻醉局部，这需要精细的操作和严格的控制，以降低毒性。这说明，明朝的医学专业人士不仅精通麻醉剂的生产，而且精通麻醉剂的安全使用，这凸显了早在公元14世纪，中国医学知识和外科手术技术就已经非常精湛。（Antiquity）

　　· 数学 ·

　　新数学模型预测：全球人口将在2064年崩溃

　　论文提出的非线性方程可以很好的拟合过去12 000年至今全球人口的演变趋势。图片来源：原论文

　　针对不同的历史阶段，科学家曾提出过很多不同的人口增长模型。比如指数增长、资源受限后的逻辑斯蒂增长、慢于指数的拉伸指数增长，以及快于指数的压缩指数增长。最近一篇发表在《混沌、孤子与分形》（Chaos, Solitons & Fractals）上的论文则提出，这些不同的人口增长模型，其实都源于同一个非线性动力学模型。

　　该论文使用同一个方程描述了人类过去12 000年的人口增长规律。结果发现，过去多种经典人口增长模型可以视为同一非线性方程在不同近似下的特例。作者用该模型重现了马尔萨斯增长、逻辑斯蒂增长、冯·福斯特型双曲增长等阶段。考虑到气候崩溃、流行病、地缘冲突和资源短缺等人类威胁，研究者刻意选择了最坏的人口假设，假设地球承载力受这些因素的冲击突然下降到20亿。结果模型计算显示到2064年全球人口将降低至当前的一半。（Phy.org）

　　· 物理学 ·

　　从噪声中获得信息

　　在微小系统中，噪声常被视为测量障碍：热涨落会淹没外界扰动带来的信号。但在统计物理中，涨落本身也携带系统信息；平衡态下，涨落-耗散定理把自发涨落与外部响应直接联系起来。问题是，生物细胞、主动物质、颗粒体系和微纳传感器往往处于非平衡状态，且实验常用周期性扰动考察不同频率响应。近日，在一篇发表于《物理评论快报》（Physical Review Letters）的论文中，研究人员推导出一个有限频率涨落-响应不等式，能将非平衡态系统中的噪声和扰动联系起来。

　　该不等式将稳态物理系统中可观测量的有限频率线性响应与涨落联系起来。该关系适用于一般马尔可夫动力学中的任意可观测量和扰动，包括过阻尼和欠阻尼朗之万系统以及跳跃过程，无论系统处于平衡态还是非平衡态。研究人员由此得到了噪声动力学宽带信噪比的普适上界，该上界仅依赖于阻尼常数和温度。研究人员还证明，在线性系统中（包括过阻尼和欠阻尼系统，以及平衡态和非平衡态），对于适当选择的可观测量或扰动，该不等式可退化为等式。（Physical Review Letters）

　　· 神经科学 ·

　　压力会损害大脑连接记忆的能力，从而削弱推理能力

　　大脑通过一种称为整合（integration）的认知过程，将新旧信息联系起来进行推断。某些精神健康问题，例如焦虑症和精神病，会影响这种能力。一项发表于《科学·进展》（Science Advances）的新研究表明，急性压力会使人难以将过去事件的记忆与新信息联系起来。

　　在实验的第一天，121名参与者被要求记住一系列成对的图像，每组图像包含一张动物图像和一张人脸或场景图像。第二天，大约一半的参与者接受了模拟面试，要求他们阐述自己为何适合某个假想职位，并进行复杂的心算。对照组的参与者则被要求就自选主题发表演讲，并完成一项简单的心算任务。随后，参与者们看到了另一组成对的图片，每对图片包含一张动物图片和一张3D形状图片。然后，研究人员逐一向参与者展示之前见过的3D形状，同时配以各种面孔和场景图片。参与者需要选择最有可能与每个3D形状相关联的面孔或场景。研究人员使用功能磁共振成像（fMRI）来确定参与者观看不同类别图像时海马体的哪些区域被激活。当高压组参与者观察三维图形时，他们大脑中与面孔和场景对应的区域活动并不活跃。这表明，与对照组参与者相比，他们的大脑并未强烈地将图形与面孔或场景联系起来。该研究结果有助于解释为什么人们在压力下难以展现洞察力。（Nature News）

　　· 生态 ·

　　“人类屏障”帮助胡狼在欧洲扩散

　　前行的亚洲胡狼。图片来自Martin Steenhaut

　　此前研究曾指出胡狼在欧洲扩散的多种原因，例如气候变暖、土地覆盖变化和缺少捕食者等。在北美的研究表明，人类驱动的狼群减少对郊狼有利，而郊狼与亚洲胡狼的体型和生态相近，但还不清楚在欧洲类似的机制是否具有重要生态意义。《自然·生态与演化》（nature ecology & evolution）发表的一项研究认为，人类活动可能通过削弱灰狼的抑制作用，促进了胡狼在欧洲的扩散。

　　研究者分析了2001-2017年欧洲13个国家、8991处地点收集的胡狼嗥叫数据。他们发现，胡狼出现与较短的积雪期、中等森林覆盖度以及靠近水体等因素有关。狼的存在是胡狼分布的最强制约因素：胡狼最有可能出现在没有狼的地方，在稳定狼群的核心区域，胡狼出现的可能性最低。然而，靠近人类聚居地似乎会减弱这种抑制效应，这支持了“人类屏障”的假说，即当捕食者回避人类时，其他动物会留在人类附近。在没有狼的地区，胡狼倾向于避开人类开发区域，但在有狼的地区，它们更可能出现在人类附近。作者提出，虽然目前欧洲的狼群恢复有可能减少胡狼的适宜栖息地，但持续存在的“人类屏障”效应——加上气候变化和土地利用的改变——有可能继续促进其扩散。

　　撰文：王昱、冬鸢