Where experiences, discoveries and creative journeys meet

Adelina 艾德琳

A protocell drifts in the shallow, mineral-rich waters of the early Earth, some four billion years ago, its fatty membrane enclosing a single curling strand of RNA.

在第一个细胞出现之前

在第一个细胞出现之前 杰克·W·绍斯塔克,2025年 · 摄影:Christopher P. Michel · CC BY-SA 4.0 · 图片来自 Wikimedia Commons 诺贝尔奖得主探索化学成为生物学的那一刻 编者按 杰克·W·绍斯塔克博士(Dr. Jack W. Szostak)现任芝加哥大学化学系大学教授(University Professor),同时担任霍华德·休斯医学研究所研究员。他因揭示端粒和端粒酶如何保护染色体而荣获2009年诺贝尔生理学或医学奖。此后,他将研究重心转向科学中最深刻的问题之一:生命究竟如何起源? 他的实验室致力于原细胞研究,也就是探索最简单且在化学上可能成立的生命系统,并考察早期地球上RNA可能在怎样的化学条件下完成复制。那时尚未出现酶、DNA,也没有任何我们今天会称为生物学的复杂机制。2024年,他与多位科学家在《科学》杂志共同发表评论文章,呼吁暂停镜像细菌研究。本次对话进行于2026年6月。 Adelina 大约三十亿至四十亿年前,早期地球上的某个地方,化学跨越了一道门槛,成为生物学。没有人确切知道这一过程发生在何处、如何发生,也没有人知道它是否曾经出现过不止一次。唯一能够确定的是,它至少成功发生过一次,而今天所有生命、所有细胞、所有生物以及所有基因组,都可以将自己的起源追溯到那个时刻。 几十年来,杰克·绍斯塔克一直试图理解生命起源背后的化学过程。他追寻的不是哲学层面的答案,而是能够通过实验验证的过程。他的实验室不断构建尽可能简单的生命系统,观察它们能够完成哪些功能,又缺少哪些能力,并将每一次失败都视为下一轮实验的重要线索。 他研究的原细胞由脂肪酸膜包裹一段短链RNA组成,结构简单得近乎不可思议。从某种意义上说,它只是一个包裹着遗传物质的微小囊泡。然而,恰恰是这种极简结构,使原细胞成为探索生命起源最有力的实验模型。生命最初必须足够简单,才能由一群分子自发组装,并逐渐获得生长、复制和演化的能力。而绍斯塔克始终追问的核心问题,正是早期地球的化学与物理条件如何共同作用,跨越通向生命的门槛,并使生命得以诞生。 从端粒到核酶,再到定向进化,绍斯塔克的研究不断延伸,如今又回到了生命起源本身。他真正关心的,并不是生命由哪些分子组成,而是生命第一次学会制造自己的过程究竟如何发生。 在本次访谈中,我们讨论了RNA世界假说、镜像生命引发的争议、化学如何逐步演变为生物学,以及如果一个正在形成的生命系统真的出现在烧瓶中,科学家究竟会看见什么。 访谈 核心追求 Our Narratives你的实验室始终围绕一个根本问题展开研究:化学需要具备哪些条件,才能演变为生物学?最初是什么吸引你进入这个领域?经过几十年的探索,你今天面对的,还是当年最初提出的问题吗?还是一路走来的研究,已经从根本上改变了你对生命起源的理解? 杰克·W·绍斯塔克 我关注生命起源已经很长时间了,可以追溯到汤姆·切赫(Tom Cech)和西德尼·奥尔特曼(Sidney Altman)发现核酶的时候。他们的工作彻底改变了人们对早期生命的认识,也提出了一个极具吸引力的设想:最早的生命或许只依赖一种生物聚合物,也就是RNA。按照这一设想,原始细胞携带RNA基因组,而基因组的复制则由RNA酶催化。这个想法极具说服力,我觉得自己必须参与其中。 于是,我与詹妮弗·杜德纳(Jennifer Doudna)和雷切尔·格林(Rachel Green)开始尝试让一种天然存在的核酶,也就是Ⅰ类自剪接内含子,完成类似复制的反应。我们取得了一些进展,但很快意识到,要真正实现复制,需要寻找或创造一种更适合催化复制化学反应的核酶。 后来,戴夫·巴特尔(Dave Bartel)通过定向演化获得了一种核酶连接酶,能够催化与DNA复制和RNA转录相同的化学反应。此后,世界各地的多个实验室沿着这条路线不断推进,构建出性能越来越好的RNA聚合酶核酶。与此同时,随着这些分子变得越来越复杂,我们开始思考,生命是否可能拥有一个更简单的起点。这个问题最终将我们带向了如今关于RNA纯化学复制机制的研究。 因此,我们的研究方向经历过几次重要调整,但真正想回答的问题始终没有改变:生命是否起源于一个以RNA遗传复制为基础的系统?如果答案是肯定的,它究竟如何发生? 对这个问题的追寻,也促使我们在1990年开发出体外选择技术,并在整个20世纪90年代持续探索适体、核酶、DNA酶、肽和蛋白质的实验室演化。虽然那一阶段的研究成果丰硕,却也将我带向了另一个更加根本的问题:达尔文演化最初究竟如何在早期地球上启动? 关于原细胞 Our Narratives你曾将原细胞形容为一个包裹着遗传物质的“肥皂泡”,简单得近乎不可思议。然而,正是这种极简结构,成为理解生命起源的关键。从如此简单的体系,到连最原始的现代细胞都拥有的惊人复杂性,中间的巨大跨越意味着什么? 杰克·W·绍斯塔克 原细胞模型看上去或许简单得令人难以置信,但这恰恰是重点所在。生命最初必须足够简单,一群分子才能自发组装成能够开始演化、适应环境,并最终孕育出现代生物学的系统。 不过,从化学角度来看,原细胞其实已经相当复杂。与任何现代细胞相比,它所携带的RNA基因组极其微小,但RNA本身就是一种结构高度复杂的分子。它的细胞膜在化学上更为简单,由能够自行组装的脂质构成,可是我们至今仍不知道早期地球上的脂肪酸究竟如何形成。此外,生长和分裂所需的物质从何而来,哪些环境能够支持最早期的原细胞,也仍然是根本性的未解问题。研究得越深入,生命起源所呈现出的复杂层次就越多。 Our Narratives柠檬酸问题提供了一个很有启发性的例子。你的实验室发现,柠檬酸能够缓解原细胞研究中的一个关键矛盾。镁离子是RNA化学反应不可缺少的成分,却会破坏脂肪酸膜,而柠檬酸既能保护细胞膜,又能让RNA反应继续进行。柠檬酸的重要作用是否意味着,早期地球的化学环境远比我们过去设想的更加复杂,甚至已经具有某些生物学特征?当一个如此巧妙的解决方案出现时,你更倾向于把它看作一项新的发现,还是认为它只是揭示了一个原本就存在、等待被认识的机制? 杰克·W·绍斯塔克 我们仍然不知道这个矛盾最终会如何解决。柠檬酸可以通过相对简单的前生物化学反应生成,但产量很低,不足以在高浓度镁存在的情况下保护脂肪酸膜。 目前仍有几种可能的方案。第一种是寻找比柠檬酸更简单、能够发挥相同作用的分子。第二种是采用由中性脂质组成的膜,这些脂质同样可能在前生物条件下形成,而且不会被镁离子破坏。第三种可能,是降低镁离子的浓度,同时让它与短肽结合,以提高其催化活性。也可能还存在其他解决方案。现阶段,这仍然是一个开放问题,也是我们正在积极研究的方向。 关于RNA世界

在第一个细胞出现之前 Read More »

The peaks of Torres del Paine catch the first light of sunrise, reflected in the still water below.

影像易逝,故事长留

即使照片不在,故事依然留下 Self portrait · © Carolina Aravena Costa 卡罗琳娜·阿拉维纳·科斯塔(Carolina Aravena Costa)谈记忆、失去,以及照片未能留下的瞬间 编者按 卡罗琳娜·阿拉维纳·科斯塔(Carolina Aravena Costa)踏入摄影,几乎出于偶然。 2013 年,正值婚姻结束,她的人生来到一个需要寻找新方向的阶段。然而,她真正发现的并非摄影本身,而是智利:群山、湿地、鸟类,以及为了不惊扰野生动物而学会放慢脚步、耐心等待的拍摄方式。 十次巴塔哥尼亚之行过去,她依然说不清自己为何总会回到那里。而如今,她也不再想寻找答案。 在这场对话中,她回忆了父亲始终随身携带的相机,讲述了遗落在河流与沙漠中的摄影器材,也分享了带着注意力缺陷障碍,在一项需要安静与耐心的创作中不断摸索的经历。对她而言,有时候,一段记忆远比一张未能拍下它的照片更加珍贵。 Adelina 对话 Ferns and moss line a quiet stream in a misty Patagonian forest. © Carolina Aravena Costa Our Narratives你几乎是在同一时期接触摄影和大自然。2013 年离婚后,你参加了一次工作坊。在那之前,你曾说自己与大自然几乎没有什么联系。那段经历带给了你什么意想不到的收获? 卡罗琳娜·阿拉维纳·科斯塔 老实说,我已经不太记得当时的情形了。那是很多年前的事,而我的记性一向不好,很难准确回想自己当时的感受。 过去,我与大自然几乎没有什么交集。后来,我开始走进山丘、森林和湿地,在那些地方漫步。我渐渐发现,大自然带给我的平静与安宁,是日常生活中从未有过的体验。 那也是人生的另一个阶段。孩子们已经长大,多年来第一次,我能够独自出门,不必再背负许多母亲在为自己做点事情时常有的愧疚感。那种自由,对我而言前所未有。 眼前的一切都充满新鲜感。鸟类、风景、野生动物,还有许多我从不知道存在的地方。我也认识了一群长期拍摄自然的摄影师,看着他们为每一次旅行、每一个物种、每一处目的地投入全部热情。那份热爱深深感染了我。 后来,摄影本身也吸引了我。我喜欢其中的挑战。刚开始拍鸟并不容易,你必须学会等待,一次又一次犯错,也要接受许多照片最终未必能够拍成功。奇妙的是,正因为如此,我反而越来越着迷。 我从未刻意寻找摄影。它只是在我最需要改变的时候,悄然走进了我的生活。后来,我才发现,自己找到了一件直到今天仍然能够带给我由衷快乐的事情。 A guanaco pauses in falling snow, its coat

影像易逝,故事长留 Read More »

The genetic code mapped as a spiral through time, showing how the system of codons and amino acids expanded outward from a single ancient origin. Orange traces the older operational code; blue traces the standard code that followed.

当化学学会记忆时

语言之前的语言 Prof. Gustavo Caetano-Anollés in his laboratory · © University of Illinois 古斯塔沃·卡塔诺-阿诺勒斯(Gustavo Caetano-Anollés)博士谈二肽、双重编码以及生物学意义的涌现 编者按 我第一次接触古斯塔沃·卡塔诺-阿诺勒斯博士(Dr. Gustavo Caetano-Anollés)的研究时,就被它所吸引。并非因为论文的结论,而是因为他所提出的问题格局。 他在伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的团队通过梳理跨越生命各主要谱系、逾四十亿条序列的二肽演化史,发现其时间线与蛋白质结构域及转运RNA(tRNA)的进化记录高度契合。三个独立的分子系统,共同讲述了一个连贯的故事。 真正吸引我的,是其研究方法背后的追问:化学究竟是如何转型为信息编码?分子是如何从单纯的化学反应,跨越到拥有意义与逻辑的范畴? 鲜少有科学论文会如此直白地触及这些本质问题。而在卡塔诺-阿诺勒斯博士数十年的学术生涯里,对答案的探求从未停止。 以下是我们进行的深度访谈,话题涉及遗传密码的起源、RNA世界假说的反思、二肽演化中的对称之美,以及化学如何演化为能够“记忆”自身的体系。 Adelina 生物学中最深奥的问题之一至今悬而未决。 生命依赖于一个翻译系统,通过遗传密码将核苷酸序列转化为蛋白质。然而,该密码的起源仍不确定。为什么生命依赖两种分子语言而不是一种?为什么密码子和氨基酸之间存在这种特定的映射关系?为什么是核糖体? “RNA世界假说”曾长期占据科学界的主流地位,认为RNA是先于蛋白质出现的始祖分子,独自扛起了储存信息与催化反应的双重重任。这套理论逻辑精妙,但随之而来的证据却提醒我们:生命的起源远比这复杂得多。古斯塔沃·卡塔诺-阿诺勒斯(Gustavo Caetano-Anollés)并未陷入“寻找第一个分子”的传统窠臼,而是转而求助于系统发育基因组学。他通过解构现代生物中留存的分子结构“化石”,试图还原那段被湮灭的进化史,去探寻生命基石涌现的真实序列。 在2025年发表于《分子生物学杂志》(Journal of Molecular Biology)的一项研究中,他的团队分析了涵盖古菌、细菌和真核生物的1,561个蛋白质组中的43亿条二肽序列。所得出的年代学顺序,与从蛋白质结构域和转运RNA分子中独立得出的历史相吻合。这三个系统都指向了遗传密码涌现过程中的相同事件序列。 最令人惊讶的发现之一是一种惊人的对称性:二肽及其反向对应物(即抗二肽)在进化史上是同步出现。这种模式表明,早期编码系统与分子信息的双向结构之间存在深层联系。 这些发现提出的问题远超蛋白质本身。它们触及了生物学意义是如何涌现、信息如何与功能建立联系,以及化学何时跨越了进入生物学的门槛。 How transfer RNA evolved over billions of years, growing arm by arm from a simple ancestral structure into the molecule that translates

当化学学会记忆时 Read More »

The genetic code mapped as a spiral through time, showing how the system of codons and amino acids expanded outward from a single ancient origin. Orange traces the older operational code; blue traces the standard code that followed.

When Chemistry Learned to Remember

The Language Before Language Prof. Gustavo Caetano-Anollés in his laboratory · © University of Illinois Dr. Gustavo Caetano-Anollés on dipeptides, dual codes, and the emergence of biological meaning Editor’s Note I first encountered Gustavo Caetano-Anollés through a paper that immediately drew my attention. Not because of its conclusions, but because of the scale of the

When Chemistry Learned to Remember Read More »

The opened fruiting body of Heterotrichia versicolor (previously classified as Arcyria versicolor), revealing the tangled, threadlike capillitium inside, structures that disperse the organism's spores. Photographed at Luther Pass in the Sierra Nevada, El Dorado County, California, this focus-stacked composite combines 419 exposures at 20x lifesize.

方寸之间的无尽之美

一株格外罕见的金属原毛粘菌(Prototrichia metallica)子实体,属于雪生粘菌。它拥有异常绚丽的虹彩孢囊,以及较同种个体更长的菌柄。拍摄于美国加利福尼亚州阿尔派恩县内华达山脉的埃尔多拉多国家森林。这幅十倍实物大小的景深合成影像由337次曝光组合而成。© Timothy Boomer, WildMacro.com 遇见 | 摄影 方寸之间的无尽之美 走近粘菌隐秘的微观世界 Timothy Boomer · 遇见 · Our Narratives 题图: Heterotrichia versicolor 是另一种雪生粘菌。成熟时,它的子实体会裂开,露出由孢丝构成的精巧网状结构,与 Prototrichia metallica 光滑而泛着虹彩的子实体形成鲜明对比。 最初是因为一位朋友的引荐,我才开始关注粘菌。很快,这种奇妙生物深深吸引了我,令我萌生了记录更多物种的想法。雨季期间,无论是当地林地还是自家后院,都能见到它们的身影。可惜的是,加利福尼亚州东湾地区的雨季格外短暂。伴随春季末尾几场细雨结束,森林环境变得干燥,新鲜的粘菌便踪迹难寻,只能等待严冬再度降临。 为了延长拍摄季,我会前往内华达山脉(Sierra Nevada)。那里有一些物种只会出现在融雪形成的环境中,统称为“雪生粘菌”(nivicolous slime molds)。 金属原毛粘菌(Prototrichia metallica)便是其中之一。它的子实体通常呈现光亮的棕色,并泛着细腻的虹彩光泽。大多数个体较为粗壮,几乎没有菌柄,即使有,也十分短小。然而,在数百个个体之中,偶尔也会出现一些例外。 我拍摄的这一株便是如此。它的孢囊泛着格外绚丽的虹彩,而菌柄相较于同种个体也显得修长许多。当然,“修长”只是相对而言。整个子实体连同菌柄在内,高度仅约一毫米。 一簇黑孢团毛粘菌(Enerthenema melanospermum)子实体,属于雪生粘菌,仅生长于积雪消融区域。拍摄于美国加利福尼亚州内华达山脉埃尔多拉多国家森林的卡森山口(Carson Pass)。这幅十倍实物大小的景深合成影像由499次曝光组合而成,展现了深色颗粒状孢囊顶端隐约泛起的金属光泽。© Timothy Boomer, WildMacro.com 人们常问我,是如何找到如此微小的生命。答案其实很简单。我只是花了大量时间,到自己认为它们可能出现的地方耐心寻找。我走得很慢,常常手脚并用,手持带照明的放大镜,在森林地面仔细留意细微的色彩变化,或与周围环境略有不同的纹理。 这一次,我在一截因融雪而保持湿润的针叶树倒木上,发现了数百株金属原毛粘菌。接下来,便是更加缓慢的过程,一株一株地仔细查看。 很快,其中一株便吸引了我的目光。它比周围的个体更加纤细,表面的虹彩在光线下格外夺目。放大镜只能让我略窥其貌,却不足以展现那些细微而复杂的结构。为了看得更清楚,也为了记录眼前的发现,我架起数码单反相机,将200毫米镜头与十倍显微物镜通过转接环连接在一起。 当影像第一次出现在取景器中时,我知道自己遇见了一件难得的作品。真正的挑战,是如何将它完整而清晰地呈现在最终的照片里。 比例参照。整个子实体连同菌柄在内,高度仅约一毫米。© Timothy Boomer, WildMacro.com 在如此高的放大倍率下拍摄,时间仿佛有了不同的节奏。日常几乎察觉不到的一丝微风,此刻却足以让整个微观世界失去清晰。 最大的挑战,在于任何细微的晃动。无论来自拍摄对象还是相机,哪怕幅度极小,都可能毁掉一张照片。稳固的三脚架、快门线、反光板预升模式和电子快门,可以消除大部分来自相机的震动,却无法阻止微风轻轻摇动眼前那些细小的生命。 电子闪光灯能够解决大部分问题。每次闪光持续时间仅约六千六百分之一秒,快到足以凝固肉眼几乎无法察觉的晃动。为了获得更加柔和自然的光线,我在闪光灯前加装了柔光罩,而它其实只是一把从一元店买来的白色塑料勺子。 摄影师在户外使用的柔光罩。一个白色塑料勺被安装在十倍显微物镜前,用来将闪光均匀散射到比一粒米还小的拍摄对象上。© Timothy Boomer, WildMacro.com 按下快门,只是整个拍摄过程的一部分。 另一个挑战来自景深。使用十倍显微物镜时,任何时刻能够保持清晰对焦的范围仅约3.5微米,大约只有一张普通打印纸厚度的三十分之一。

方寸之间的无尽之美 Read More »

Dr. Giovanni Barontini of University of Birmingham

时间由什么构成

时间由什么构成 Inside the lab · © University of Birmingham 一项实验提出,时间或许并非宇宙最基本的存在,而是从内在秩序中涌现出来 编者按 乔瓦尼·巴隆蒂尼博士(Dr. Giovanni Barontini)是英国伯明翰大学物理学教授,隶属于原子量子系统研究组,长期从事超冷量子气体及其在基础物理学中的研究。2026年6月,他在《物理评论研究》(Physical Review Research)发表了一项独立实验研究,首次证明时间可以从一个孤立量子系统内部自然涌现,而无需借助任何外部时钟。这项研究为理论物理学和量子宇宙学长期以来关于时间起源的相关理论提供了首个可控的实验室证据。本次访谈于2026年6月进行。 Adelina 时间是人类经验中最熟悉的存在,却是物理学中最难理解的概念之一。我们能感受到它的流逝,能不断测量它。然而,一些最严谨的宇宙理论却提出,在最基本的层面上,时间或许并不存在。 二十世纪六十年代提出的惠勒–德威特方程(Wheeler–DeWitt equation)将整个宇宙描述为一个单一且静止的量子态,其中不存在任何内置的时间参数。在这一框架中,没有任何外部时钟在宇宙之外持续计时。我们所体验到的时间,无论是流动、方向,还是看似不可逆的演化,都必须源自其他机制。那么,它究竟从何而来? 为了探索这一问题,巴隆蒂尼博士在伯明翰大学实验室构建了一个微型宇宙。他利用二万四千个仅比绝对零度高出几十亿分之一度的超冷铷原子,创造出一个与外部时钟完全隔绝的封闭量子系统。在这个系统中,一个明亮区域不断扩张与收缩,如同微缩版的宇宙大爆炸及随后的引力坍缩。而就在这个封闭世界内部,时间的概念开始自然浮现。它并非来自外部赋予,而是伴随着系统内部熵的重新分布逐渐形成。 即便如此,巴隆蒂尼博士并未急于得出更进一步的结论。他强调,这项实验并不能证明真实宇宙中的时间同样源于涌现。然而,它首次以实验方式表明,这一长期停留于理论层面的设想不仅符合物理规律,而且能够在实验室中被构建、观察和检验。 我们与巴隆蒂尼博士讨论了这项实验的设计过程、其中最令人意外的发现,以及他如何理解这些结果对于时间本质所带来的启示。 Illustration · © Dr. Giovanni Barontini 对话 关于研究动机 Our Narratives多数实验物理学家的工作,通常是在既有理论框架下进行验证。时间是否属于宇宙最基本的属性,则始终处于物理学与哲学的交汇处,长期以来也被认为过于抽象,难以进入实验室研究。是什么吸引你关注这一问题?又是什么让你相信,现在已经具备了开展实验的条件? 我想,大多数物理学家真正着迷的,始终都是那些最根本的问题。随着职业的发展,我们不可避免地会越来越专业化。实验变得愈发复杂,专业知识也越来越重要,这是一件再正常不过的事。但与此同时,我们也容易渐渐远离那些最初吸引自己走进物理学的宏大问题。 对我而言,我一直希望保留这种更宽广的视角。我曾在不同的实验平台上工作,但背后的动力始终没有改变。我热爱物理,也始终着迷于另一件事:是否能够构建一个真实存在的物理系统,让原本停留在理论中的抽象概念成为可以观察、可以检验的现实。这项实验正是这种想法的体现。 当然,它不仅源于好奇心,也建立在二十多年操控量子系统的实验经验之上。如果没有这些积累,这个想法大概永远只会停留在纸面上。 真正促使我开始这项研究的契机,其实十分平常。有一天,我看着六岁的儿子搭建属于自己的小宇宙,忽然意识到,从某种意义上说,这也是我们在冷原子物理学中一直在做的事情。我们创造高度可控的小型系统,并尽可能将它们与外部世界隔离。对于系统自身而言,没有外部环境,没有外部观察者,也没有任何外部时钟。 于是,一个问题自然浮现出来:如果一个系统无法接触任何外部时钟,它如何知道时间正在流逝?又如何仅凭自身的演化,为事件建立先后顺序?这正是量子宇宙学中著名的“时间问题”的一种具体形式。冷原子实验之所以适合研究它,是因为我们能够在实验室中构建这一情境的简化模型,并直接观察一个内部时间变量是否会随着系统自身的演化而产生。 Our Narratives惠勒–德威特方程提出于二十世纪六十年代,它描绘了一个没有内置时间参数的宇宙。为什么直到今天,人们才开始尝试通过实验去检验这一思想,即便只是间接验证?究竟发生了什么变化? 我会谨慎使用“验证”这个词。惠勒–德威特方程属于量子引力理论,我并没有直接检验量子引力本身。我真正研究的是它提出的一个核心概念,也就是一个封闭系统如果不存在外部时间变量,会发生什么。我只是建立了一个实验系统,使这一原本停留在理论层面的问题能够真正进入实验室。 事实上,这个方向已经取得了一些重要进展。例如,许多实验都研究过佩奇–伍特斯机制(Page–Wootters mechanism)。这一理论认为,时间可以从时钟子系统与系统其余部分之间的量子关联中涌现。它是一个非常优美的思想,说明即使整个量子态保持静止,系统内部依然能够存在关联,而对于身处系统内部的观察者来说,这些关联便表现为演化。 我们的工作则建立在另一种物理直觉之上。作为实验物理学家,我并不认为脆弱的量子纠缠是时间涌现唯一的机制,甚至未必是最稳健的一种。 热力学告诉我们,当我们放弃完整的微观信息,对系统进行粗粒化处理,只关注其中一部分自由度时,时间箭头便开始出现。熵因此具有意义,事件也开始拥有先后顺序。 我的问题正是由此出发。我关注的不是时间是否能够从理想化的量子关联中产生,而是一个封闭的量子系统,是否能够仅凭自身不可逆的信息重新分布,构建出属于自己的内部时间变量。 从这个意义上说,时间诞生于一种“无知”。这里所谓的无知,并不是认知上的缺陷,而是热力学中不可避免的粗粒化过程。正因为我们无法掌握全部信息,熵才得以定义,时间也因此获得了方向。 Our Narratives这项实验由你独立设计、独立完成,并以单独署名发表。在实验物理学中,这样的情况并不多见。这是刻意的选择吗?独自完成整个项目是一种怎样的体验? 这并不是一开始就制定好的计划,但确实是经过认真思考后的决定。随着科研生涯不断推进,人总需要寻找新的挑战。去年,我发表了一篇单独署名的理论论文,那之后我开始想,也许下一步真正值得尝试的,是完成一篇单独署名的实验论文。 独立完成整个项目,也改变了研究本身的发展方式。最大的不同在于,我能够让想法按照自己的节奏自然演化,而不必在每一步都向别人解释自己的思路,或者不断证明某个转折为什么合理。 团队合作当然有它的重要价值,我的大多数研究也都是这样完成。但一个新想法最初萌芽的时候,往往并不是线性的。它需要不断试错、修正方向,有时甚至需要暂时接受混乱。独自工作让我能够更加直接地跟随自己的直觉,也让实验本身不断反馈新的启发。 除此之外,还有一种非常纯粹的快乐。 我依然喜欢待在实验室里,亲手操作自己搭建的设备,亲自完成实验。直到今天,这仍然是我最享受的事情。随着资历增长,许多实验物理学家都会逐渐离开实验台,把更多时间投入项目申请、团队管理和行政事务。我理解这是科研发展的必然过程,但我始终没有真正适应那样的角色。我仍然觉得,作为一名物理学家、一名实验者,我还有很多事情希望亲手完成。 这项工作的诞生,也与当前英国科研环境有关。如今,人们越来越强调应用导向,量子技术成为最受关注的话题,而愿意长期投入基础研究、以纯粹好奇心驱动探索的人反而越来越少。因此,这项工作的独立性既是个人选择,也是现实环境共同促成的结果。

时间由什么构成 Read More »