2019年，解科学之谜我们离真相更近一步

　　本报记者 陆成宽

　　虽然科学的脚步每天都在飞速前行，为我们揭开了一个又一个真相，但在我们生活的这个大千世界里，依然有太多的“黑暗”需要科学之光来照亮。

　　2019年，我们探究了意识的产生和大脑遗忘的奥秘；解释了地球磁极逆转和青藏高原“人骨湖”形成的种种可能；“彻查”了5亿年前地球氧气猛增和先有鸡还是先有蛋的科学真相……这一年，虽然仍有许多谜团未能最终解开，但科学家们的探寻却从未止步。  

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　　水到底是一种液体还是两种液体

　　水很寻常，我们洗衣、做饭、饮用都离不开它。我们似乎对水最了解不过了，但是，这看似普通的水却仍然有很多待解的谜题，科学家甚至连它是一种液体还是两种液体都还在争论呢。

　　如果压强或温度改变，水的状态就可能发生变化。水在两种形态相互转化的过程中，总有一个过渡点，比如在液态和气态相互转化的过渡点上，水既会表现出液态水的性质，又会表现出气态水的性质。这个点被称为“临界点”。

　　通常情况下，水温越低，分子越不活跃，密度起伏应该越小。然而，研究人员却发现了一个反常的现象：低温下水的密度会发生起伏，温度越低，密度起伏越大。对于这种密度的变化，他们给出的解释是，水有第二临界点。在第二临界点之上，水会在两种状态之间快速转变。在这个临界点处，水由两种密度不同的“水”组成。这意味着水不是一种液体，而是两种液体。

　　然而，对于水是两种液体，也有不少人持怀疑态度，甚至有科学家批评这个结果是伪造的。大多数研究者认为水的性质可以用常规的理论来解释。其中一种观点认为，在非常低的温度下，过冷的水会转变成一种无序的固体，亦或是这是水在凝固时的一种特殊现象。

　　在中科院物理研究所研究员孟胜看来，虽然一直都有人认为水是两种不同性质的液体的混合，但现在还没有确凿的证据，并没有被完全证实，这种观点还处在假说的阶段。

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　　究竟是先有鸡还是先有蛋

　　究竟是先有鸡还是先有蛋，始终是一个充满争议和趣味的话题。今年12月，来自中国科学院南京地质古生物研究所等单位的研究人员，在我国贵州瓮安生物群——一个距今6.1亿年的特异埋藏化石库中找到了一类名叫“笼脊球”的化石。

　　通过对这种生物形态的研究观察，他们还原了原始“胚胎发育”的过程。如果把动物比作一只鸡，那么这类化石就相当于记录了“蛋生鸡”的过程。笼脊球化石为回答先有鸡还是先有蛋的问题提供了重要线索。

　　通过10多年的收集和研究，南京地质古生物研究所副研究员殷宗军所在团队在贵州瓮安生物群，陆续发现了233块笼脊球化石标本。

　　它们呈现了单细胞动物向多细胞动物过渡的各个形态，根据大数据集的分析，科学家找到了演变规律。从扫描效果图上，记者看到这类化石从内部呈现空心“笼”体，演变为“实心球”的各阶段“胚胎发育”过程。

　　殷宗军认为，如果将动物比喻成一只鸡的话，复杂的胚胎发育过程就是孵化出小鸡的蛋，它桥接了动物的单细胞祖先和动物多细胞祖先之间的鸿沟。而笼脊球化石的发现恰恰就表明，孵化出动物这只“小鸡”的“蛋”在6.1亿年前就已经出现了。

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　　几十吨的恐龙如何飞上天

　　在学界，关于鸟类起源于恐龙有多种假说，其中由英国学者托马斯·赫胥黎于1868年正式提出的鸟类兽脚类恐龙起源说在上个世纪70年代开始逐渐成为了学界的主流假说。

　　从体型庞大的陆地动物到体型小巧的天之骄子，这需要在形态和生理上产生许多巨大变化，这样一个过程确实难以想象。然而，许多化石证据显示，这一过程确实发生了。

　　2014年，澳大利亚等国的研究人员根据120种恐龙的1500多个解剖特征，构建复杂数学模型分析了恐龙在进化过程中的体型变化。分析结果显示，兽脚类恐龙当中的一支，它们的体型一代一代地缩小，在如此“瘦身”5000万年后终于进化成了鸟类——2.1亿年前其平均体重为163千克，当进化到始祖鸟时已经降至0.8千克。

　　恐龙想变成鸟除了要变小之外，还要会飞，鸟类飞翔靠的是翅膀。此前，古生物学家在我国辽宁建昌发现了约1.6亿年前的近鸟龙化石。中科院古脊椎所研究员徐星介绍，近鸟龙长而粗壮的前肢上长着飞羽，排列方式类似鸟类飞羽，这说明翅膀的雏形在至少1.6亿年前就在恐龙身上出现了。除了近鸟龙，还有其他几种兽脚类恐龙，像小盗龙和似尾羽龙，都有着类似羽毛翅膀的结构。