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  • Scientists Found a Caterpillar 科学家们找到了一种肉虫,That Eats Plastic 他们能吃塑料. Could It Help Solve our Plastic Crisis? 这种虫子有没有可能解决我们的塑料危机?
  • There are now 现在(世界上)有 more than 超过 50 known species 五十种已知的 of ‘plastivores 塑料虫,’ or plastic-eating 或者说吃塑料的 organisms 有机体, mostly 大多数是 bacteria 细菌 and fungi 和菌类, that can turn plastics 它们都能将塑料变 into energy 成能量.
  • One of these 其中一种, the greater wax moth 是大蜡蛾, is offering scientists hope 给科学家带来了希望 in the fight against plastic pollution 在与塑料污染的战斗中.
  • The researchers 研究者们 were particularly interested 特别有兴趣 in how this caterpillar 对这种肉虫, together with 以及 the microorganisms in its gut 它肠道里的微生物 — its microbiome 叫做微生物群落 — could break down 能够化解 and metabolize plastic 并且代谢塑料.
  • That work 那项研究工作 included 包括 separating out the bacteria 分离细菌 from the waxworms’ gut 从蜡蛾的肠道中 and growing it 并且培育它 on its own 单独 in the lab 在实验室. They found 他们发现 that one particular species of bacteria 有一种细菌 could indeed 的确能够 survive 存活 on nothing but plastic 只吃塑料没别的 for a year. 整整一年
  • Both 这两种生物都 can consume plastic 消化塑料 on their own 单独. However 但是, when the two 当这二者work together合作时, it rapidly 它能够迅速 accelerates 加速 the plastic biodegradation 塑料的生物化解. What’s more 还有, the researchers found 研究者们还发现 that caterpillars 肉虫 that ate plastic 吃塑料的 actually 实际上 had dramatically higher amounts 有多得多的 of gut microbes 肠道微生物.
  • These caterpillars 这些肉虫 aren’t some mutant 不是一些变种 evolved for the modern world 从现代世界进化而来的, either 也(不是). These so-called waxworms 这些叫做蜡虫的 are actually bee pests 实际上是蜂巢里的害虫 that invade beehives 它们会入侵蜂群 and live off the honeycomb 吃掉里面的蜂巢.
  • How much plastic 多少塑料 can a group of very hungry caterpillars eat 一群很饥饿的肉虫吃掉? According to the scientists 根据科学家的说法, about 60 waxworms 大约六十只蜡虫 chewed through 能吃掉 a matchbook-sized square of plastic bag 一个火柴盒大小的塑料袋 in under a week 在一周时间内. Clearly 很明显, the world would need 这个世界将需要 a lot of caterpillars 很多很多肉虫 to solve its plastic problems 来解决它的塑料问题. 
  • But 但是 LeMoine (叫做LeMoine的相关项目负责人)says that’s not really the point 说这并不是重点. “Waxworms are not 蜡虫不是 an immediate solution 直接解决方案 to plastic pollution 针对塑料污染的,” he says. 他说
  • However 然而, if scientists can 如果科学家能够 unravel 解开 what makes 是什么使得 these caterpillars 这些肉虫 and their gut bacteria 它们肠道里的细菌 flourish 生机勃勃, they might be able to 他们也许能够design tools 设计出一些工具 to wipe out plastic 来解决掉所有的塑料. “A better understanding 更好的理解 of how this synergy works 这种协同工作是如何发挥作用的 may guide 也许能够指导 future efforts 未来的努力 to design the ‘perfect’ 去设计一个完美的 plastic 塑料 biodegradation 生物降解 system 系统,” he says 他说. 
  • That goal 那个目标 is still far 仍然很遥远 from complete 距离实现.

我接触的学生中有不少是异类,其中大部分都对那些抽象的世界特别感兴趣,有些是哲学和人文,有些是诗歌,有些则是天文物理。

相对而言,有些孩子则是相反的,他们喜欢的是化妆、武器、机器人。

下面这篇文章我把它翻译给上面那些和我同一阵营的孩子 – 擅长抽象思维的同学,也许看不太懂,没关系,了解一些就可以了。

String Theory: Putting the Universe in a String 弦理论: 将宇宙放在一根弦上

两位作者: Tannishtha Bag / Sunam Biswas

原文地址

As we go along with the scientifically accepted Big Bang theory stating that our universe originated from the singularity, the tendency to unify various theories and models explaining disparate phenomena which arose around the nineteenth and twentieth century seems very likely.

科学界已经基本接受了大爆炸理论,它指出,我们的宇宙起源于一个奇点,从那以后,找到一个可以统一各种理论和模型,可以解释 19 世纪和 20 世纪出现的不同现象的理论似乎变得很有可能实现了。

Presently, modern physics rests upon the theories of General Relativity (focuses on gravity for understanding the universe in regions of both large scale and high mass: stars, galaxies, clusters of galaxies)

目前,现代物理学有两大基石: 第一个是广义相对论(专注于引力,帮助我们理解大尺度和高质量区域的宇宙:恒星、星系、星系团)。

and Quantum Mechanics (concerning with the three non-gravitational forces, small scale, and low mass: sub-atomic particles, atoms, molecules).

第二是量子力学(关注三种非引力,都具有小尺度和低质量的特征:亚原子粒子、原子、分子)。

Though thoroughly proven in their separate fields of relevance, none of the two justify phenomena at the Planck scale requiring a single unified force.

尽管这两种理论在它们各自的相关领域中都得到了充分证明,但它们都不能证明普朗克尺度的一些现象,那需要的是单一的统一的力量。

Thus, a hypothetical framework, capable of fusing these incongruous theories and thus unveiling deeper realities of the universe — ’Theory of Everything’ was assumed to exist.

因此,科学家们开始假定,存在这么一个框架,能够融合这些不协调的理论,从而揭示宇宙的更深层次的现实——它叫“万物理论”。

String Theory has been one of the contenders in this conquest of stringing the universe together in a single theoretical model.

弦理论就是这么一种可以成长为万物理论的潜在竞争者,它一直在努力描述一个单一理论模型,将宇宙全部串联在一起。

Since the early 20th century, Nature’s fundamental constituents have been considered to be indivisible, dot-like particles — electrons, quarks, and neutrinos — bereft of internal machinery.

自 20 世纪初以来,大自然的基本成分一直被认为是不可分割的点状粒子——电子、夸克和中微子——再没有内部机制。

String theory challenges this by proposing that at the heart of every particle is a tiny, vibrating string-like filament.

而弦理论不认同这一点,它提出,上述每个粒子的核心还有内部结构,是一个微小的、振动的弦状细丝。

It claims that the differences between one particle and another — their masses, electric charges, spin and nuclear properties — all arise from differences in how their internal strings vibrate and twist themselves in various complex ways.

它声称,一个粒子和另一个粒子之间的差异——它们的质量、电荷、自旋和核特性——都源于它们内部的弦,以各种复杂的方式振动和扭曲,从而产生了差异。

Switching from dimensionless particles to unidimensional strings also adds extra dimensions to our currently approved 3-dimensional space model.

从无维度的粒子切换到一维的弦,也为我们目前所熟悉的 三 维空间模型增加了额外的维度。

Delightfully, the mathematics revealed that one of these notes had properties precisely matching those of the ‘Graviton’, a hypothetical particle that, according to quantum physics, should carry the force of gravity from one location to another.

令人高兴的是,数学揭示了其中一个特性与“引力子”的特性完全匹配,“引力子”是一种假设粒子,根据量子物理学,应该能将引力从一个位置传递到另一个位置。

Researchers have used results from anti-de Sitter/conformal field theory (AdS/CFT) correspondence in the formulation of string theory to answer many fundamental questions in quantum field theory, condensed matter physics, cosmology (specifically attempting to explain events just after the big bang) as well as quantum gravity (explains Black hole information paradox to some extent).

科研人员使用反德西特/共形场论 (AdS/CFT) 对应的结果来构建弦理论,以回答量子场论、凝聚态物理、宇宙学中的许多基本问题(特别是试图解释大 爆炸)以及量子引力(在一定程度上解释了黑洞信息悖论)。

It has also sparked the idea of the possibility of a multiverse (Each having a separate seemingly consistent vacuum model and cosmological constant).

它还引发了多重宇宙可能性的想法(每个宇宙都有一个独立的,看上去一致的真空模型,和宇宙学常数)。

While this theory seemed to lead the scientists closer to reality, several variables popped into the picture.

虽然这一理论似乎的确让科学家们更接近现实,但其中也出现了几个变数。

Current comprehensions of String theory devices an enormous number of vacuum states (corresponding to the various shapes suggested for the extra dimensions of space), estimated to be around 10⁵⁰⁰, might be sufficiently diverse to accommodate almost any phenomenon that might be observed at low energies, and thus destroys the hope of using the theory to predict anything.

目前对弦理论机制的理解有大量的真空状态(对应于为那些具有额外维度[超过三维]的空间提出的各种形状),估计约为 10⁵⁰⁰,这个可能足够多样化,以适应几乎任何可能在低能下观察到的现象, 从而破坏了使用该理论来预测任何事情的希望。

None of the confirmed vacuum models in the string theory landscape is known to support a metastable, positive cosmological Constant on contrary to some popular dark energy models.

与一些流行的暗能量模型相反,弦理论领域中已确认的真空模型中,没有一个支持亚稳态的正宇宙常数。

In string theory, one must typically specify a fixed reference geometry for spacetime, and all other possible geometries described as perturbations of this fixed one.

在弦理论中,通常必须为时空指定一个固定的参考几何,以及所有其他可能的描述为这个固定参考的扰动的几何。

This contradicts the fundamental property of Einstein’s theory of relativity being Background independent.

这与爱因斯坦相对论中,背景无关这个基本特性相矛盾。

Lack of technologies to function high energy experiments required for probing this infinitesimally small structure and several inconsistencies as compared to the presently approved theories have left String theory unresolved.

目前人类缺乏进行探测这种极小结构所需的高能实验的技术,同时它与目前广泛认可的理论相比,有一些不一致之处,这两个原因使得弦理论并没有得到解决。

An unresolved mystery that still holds some hopes to give new definitions to the universe or many other universes that might be existing out there.

尽管如此,作为是一个未解之谜,弦理论仍然有希望为宇宙或可能存在的许多其他宇宙,提供全新的定义。

和国内其他学堂不一样,我们的教育理念立足于西方的 STEM 综合教育系统,就是整合了 科学 S、技术 T、工程 E 和 数学 M的学习方法,以项目任务导向。国内大多数学堂都很强调国学,而我们更侧重工程技术。

STEM 涵盖其实挺广,文科理科都涉及到了,当然也包括电脑编程技术,这就是工程E的范畴,另外其实还包括心理学、艺术等。我们的学习任务也会涉及到很多方面,比如公益环境项目就会涉及到生物,而我们的科幻写作会涉及到物理、社会学等等。将来学生们进入大学,有了这种跨学科做项目的经验,会适应得很快。以后走入社会,这种从小就以实用和职业为导向的学习,最终会结出硕果,对国家和民族而言,也会受益。只可惜,中国的基础教育还和民国时期一样,甚至还不如民国,别说走到这一步了。

百年计划

从2017年第一期夏令营开始,我就要求学生们每人写一封信,写给100岁的自己,因为我相信现在的孩子将来可以轻易活到100多岁,所以需要让他们开始思考一个非常遥远的未来的世界,和一条长长的人生道路。对于未来的山水学堂的学生,这样的思考更是会成为我们的日常学习的一种常态,我将和我的学生一起,以讨论会、合作写小说、合作做项目等形式,来勾画他们的未来,让他们眼下的学习有一个日渐清晰的目标,不需要稀里糊涂地跟着教育局的指挥棒走。

社会责任

即使不是将来社会上的精英,即使你的孩子只是一个资质普通的公民,社会责任也是必不可少的。能力是一方面,敢于承担社会责任会让一个普通人成为受尊敬的领袖,一个受到很多人保护的人。所以,培养孩子的社会责任感不仅仅是为了履历表上好看,也是融入集体的一种举动。对于那些个性不太强的孩子,融入集体是一种有效的保护措施。在未来一百年的人生旅途中,受到集体保护是一种很重要的措施。

健康养生

即使在未来,医疗技术包括基因编辑能力可以让我们每个人成为一个没有缺陷的完人,这种从小对健康的呵护也是必须培养的习惯。在这方面,体制外教育有巨大的优势。

【数学】比物理化学更重要,但是个人认为数理化都不如生物地理历史政治这些文科重要。在山水学堂,我们不会主动去教这些科目,除了数学,那只是为了参加美国高考而已。其他科目都通过阅读去学习。如果某个孩子将来还是想回到体制内学校去读书,在国内参考中考或者高考,那可以单独制定学习计划。自学能力是所有学堂重点培养的一种能力,相信你的孩子也可以通过自学达到中考或者高考的能力要求。

有些家长可能不赞同我的观点,觉得懂一点生物、化学、物理、历史没坏处。当然没坏处,我只是说没必要花那么多时间并且要求所有学生去学。孩子的学习时间很珍贵,应该优先学那些将来会影响他的谋生的必要技能,数理化课堂上学的绝大部分东西都是不必要的。感兴趣的话,自学好了。

每个月只做一件事

熟悉我的家长老师可能知道,我是不太倾向于给学生制定很严格的学习计划的,那是学校的老套路,实际上并不太符合学习本身的天性。我更倾向于让孩子们【养成好的学习习惯】,每天在固定的时间必须做同一件事,不管天晴下雨都不间断,这样做的目的是提高学习效率,提高自己每天的时间使用率,效率比计划更重要。

我个人目前的习惯是【每个月只做一件事】,避免自己分心,这也是我这种发散性思维的人一个弱点,就是容易走神,容易分心。将来有学生和我生活在一起,我们也会这样规划每个学期的时间,就是每个月只做一件事,将事情做到极致再收手。

项目式学习

我们的学习都是以项目导向的集体学习,不同年龄层不同兴趣爱好的孩子可以在这个集体项目中找到适合自己的角色,比如说,合作写一本书,合作建一栋小房子,合作组织一次乡村马拉松,合作组织一批学生去美国游学,合作和国外某所学校展开一次科研活动等等。一个月或者两个月做一个项目。在所有这些项目中,我们都要争取将整个活动用两种甚至三种语言介绍给全世界。每天的任务完成,就是自学时间。我们的项目大部分以能够赚到钱为目标,少数是公益项目。

高考和大学

我们的学生默认是不参加国内高考的,特殊情况再说。将来考什么大学,主要取决于孩子们的兴趣,和选择的专业。如果某个孩子很早就确定了某所大学,而那所大学不用英语教学,那就提早开始学习那门语言。一般来说,两年时间足够将一门外语学好,词汇量达到5000以上,平均每天7个单词,即使是语言天分不高或者有些厌学的孩子。毕竟我们这里是没有那么多课程去学那些没多大用的数理化生物地理的。

至于考哪些大学,什么专业,这些都没什么必要在这个阶段去讨论,这个阶段应该是找到孩子的天份所在,兴趣所在。这比什么都重要。