我們為何要睡覺？記憶能被篡改嗎？一文看透騰訊科學小會精華內容
[ 摘要 ]騰訊科學小會是由中國科學技術協會指導、騰訊公司主辦，專門為青少年舉辦的一場科學活動。每年年底，騰訊科學小會都將如期舉辦。
騰訊科技訊喬輝/文2019年1月20日，首屆騰訊青少年科學小會在深圳舉行。活動由中國科學技術協會指導、騰訊公司主辦，是為青少年量身打造的科普盛會，也是“騰訊青少年科普計劃”系列活動的首站。命名為“小會”有三重含義，一是指專門為青少年量身定製，而非成年人；二是指偉大的科學突破也常起源於小問題，它激發興趣和熱愛；三是指不空談巨集願，願為喚起更多青少年的探索之心盡綿薄之力。
兩個月前，騰訊成功舉辦了“騰訊WE大會”，也是一場科學的大會，該大會已經連續舉辦了6年，每年邀請全球8位頂尖科學家，來講解當年最前沿、最重要的科學突破，面向的物件是全體大眾。科學小會與WE大會不同，是專門為青少年舉辦一場科學活動。
大會嘉賓陣容強大：有美國《Science》雜誌新聞主編蒂姆·阿彭策勒（Tim Appenzelle）；有霍金的愛女、科普作家露西·霍金（Lucy Hawking）；有世界最熱門的腦神經學家大衛·依格曼（David Eagleman），他曾擔任美劇《西部世界》的科學顧問；有著名的理論物理學家，著名科普作家李淼教授；有世界上最懂睡眠的醫學家查爾斯·採斯勒（Charles Czeisle）；還有全球最受歡迎的網際網路科技作家蒂姆·厄班（Tim Urban）。
在開場致辭中，騰訊高階執行副總裁、集團市場與全球品牌主席劉勝義表示，“好奇心”是文明的原動力，加上對於“世界一定有答案”的堅信，才將人類帶入了科學的紀元。每年年底，騰訊科學小會都將如約而至，與大家一起播下種子，守望春光。他相信科學是解決現存人類社會問題的希望所在。
騰訊集團副總裁、騰訊影業執行長程武表示，科學小會希望打造一個青少年科普生態系統，為青少年創造優質的成長環境，能夠幫助青少年瞭解科學知識。邀請全球頂尖科學家和科普學者來到現場，為青少年提供面對面的學習和交流機會，從他們閃爍著科學光芒的身上感受科學的魅力，堅定科學的信念。
程武透露，今年大年初一，騰訊和騰訊影業為全國大朋友、小朋友，所有對科技，對未來，對科幻感興趣的人出品了一部影片，是根據劉慈欣的科幻小說《流浪地球》改編的電影《流浪地球》。這是中國人第一次把自己的科幻小說搬上大熒幕，希望大朋友和小朋友可以在大年初一走進電影演看一下。
蒂姆·阿彭策勒：中國的優質論文越來越多
我們知道，《Science》雜誌是國際著名的學術期刊，覆蓋了整個科研領域的方方面面。作為雜誌新聞主編蒂姆·阿彭策勒每天都能看到很多重大的科學發現。他表示，現在有越來越多的論文來自中國，例如2017年，中國墨子號量子衛星首次實現千公里級的量子糾纏，榮登《Science》雜誌封面文章。在2018年釋出的800篇文章中，有60篇的第一作者或第二作者來自中國，這個數字每年還在不斷增長。他們每年只發表800篇論文，所以競爭其實很激烈。
除了學術論文之外，他們還有新聞部，有25名記者會在世界各地尋找科研領域的重大發現。比如，中國嫦娥四號在月球背面軟著陸這種事情，就出現在了雜誌社的新聞稿件中。。
蒂姆·阿彭策勒在大會上透露，科學家其實也和普通人一樣，也會有不誠實的時候，有時候會誇大、甚至編造結果。2018年，就有兩位瑞典的科學家編造學術成果，他們這樣做是非常危險的。
每年，《Science》都會評出年度重大的科學突破。如何進行篩選呢？這就要求編輯部與科學家進行密切的溝通，通過聚會和電子郵件進行交流，選出年度最重大科學突破和十大科學突破。例如，2016年人類首次直接探測到雙黑洞合併產生的引力波，這件事毫無疑問是年度最大突破。但有時候重大突破又很難把握，例如，2013年我們選擇了癌症的免疫療法作為年度重大突破。但其實我們當年做選擇的時候是有冒險的，因為當時這種方法的影響還沒像現在這麼大，但幸運的是後來的影響是非常大了。免疫療法已經深刻改變了癌症的治療手段，甚至能夠治癒部分癌症。所以，選擇年度最大突破有時候是不太容易的。
其實，科學也有負能量和不受控的情況發生，《Science》也會有年度負面科學事件盤點。我們知道，氣候變化的後果已經非常明顯了，但還是有科學家對證據視而不見，做出與科學共同體背道而馳的結論，影響全球應對氣候變化的政策，這是非常不好的行為。蒂姆·阿彭策勒還舉了賀建奎基因編輯人類胚胎的事情，他表示，這種科研會永久改變這對雙胞胎的基因，可能會帶來不可預測的負面後果，而且還會影響她們的後代。基因編輯要慎用，不到萬不得已是不能在人類身上做實驗的。
露西·霍金：想象力是推動科學進步的原動力
霍金的愛女、科普作家露西·霍金在現場擁有超高的人氣。她從父親那裡繼承了優良的基因，對科學充滿好奇。目前，她與眾多科學家一起去寫關於宇宙的故事，來激發青少年對科學的熱愛。他希望能夠為青少年開啟一扇門，讓他們進入到科學世界。
開場，露西PPT上放了一張中國嫦娥四號拍攝到的第一幅月球背面的照片，這張照片令她非常感嘆，認為是一個非常了不起的成就。我們都知道，在上世紀六七十年代美國實施了阿波羅登月計劃，成功把人類送上月球，阿姆斯特朗的一句名言響徹全球“個人的一小步，人類的一大步”。當時，人們曾幻想在不遠的將來人類應該能旅行到更遙遠的地方，但到目前為止還沒有做到，宇航員主要在近地軌道的“國際空間站”上活動。當然，國際空間站也非常重要，能夠做各種地面上無法完成的實驗。宇航員還經常與地面的人們進行社互動動，這使人深深感覺人類是一個整體，需要彼此關愛。
露西表示，斯蒂芬·霍金也是她的偶像。霍金去世的那天是愛因斯坦的生日，出生的那天是伽利略的祭日，這一點她感覺是非常有意思的巧合。露西透露說，霍金生前就希望人類能夠進行更遙遠的星際航行。大家都知道，霍金生前曾為“突破攝星計劃”站臺，該計劃設想在地面上建設鐳射陣列，然後利用鐳射產生的光壓推動極薄、極輕的光帆高速前進，並使光帆的速度達到光速的20%！以這樣的高速奔向最近的半人馬座阿爾法恆星系統（4.3光年）僅需20年。
霍金曾給露西說，人類探索宇宙中的生命要跟著水走。如果看一下我們這個星球，就很容易理解了。我們這個星球有很多很多不同形態的水，而且液態水的儲備量也非常大。地球上的水孕育了生機勃勃的生命。地球上的水可能是一顆彗星撞擊地球帶來的，同樣，我們可以猜想在宇宙中的其他地方同樣也能夠找到水，比如火星。霍金曾告訴露西，人類要在整個太陽系中尋找水。
黑洞是霍金畢生研究的課題。黑洞的引力場非常強大，一旦越過視界，沒有什麼東西能夠逃脫黑洞，黑洞是宇宙中最神祕的區域。曾經有個小孩問霍金：“如果我被黑洞吸進去，會怎樣？” 霍金回答說：“你會變成義大利麵麵條狀“。
露西還談到近日比較火爆的，來自15億光年外的“快速射電暴”訊號。她表示，這並不是什麼外星人訊號，而是一種自然現象。但可以用“有沒有外星生命”，“掉進黑洞會怎樣”這類話題激發孩子的好奇心。她舉了兩個例子，牛頓看見蘋果掉在地上，想到了事物背後的關係，構造出萬有引力定律，知道了為什麼月亮繞著地球轉；愛因斯坦是想象著自己追逐一束光線會看到什麼樣的景象，才構造出狹義相對論。想象力是推動科學進步的原動力。
大衛·依格曼：記憶可以被篡改
劉德華有一首流行歌曲《忘情水》，描繪了人們在痛苦回憶中無法自拔的情景。這世界上真的存在能改變記憶的方法嗎？世界最熱門的腦神經學家大衛·依格曼來到騰訊科學小會的現場，給大家帶來一場生動的腦科普講座。他首先給大家普及了一下大腦的基礎知識，大腦有860億個神經元，每個神經元又通過多個突起與其他神經元連線，形成一個非常複雜的網路，我們所有的記憶都儲存在裡面。
記憶能被篡改嗎？科學家曾經拿小鼠做過實驗，首先將小鼠放在一個特定的箱子中，標記和這個箱子記憶有關的腦細胞，並使得這些細胞對光敏感。然後將小鼠放在一個完全不同的第二個箱子中，並將鐳射通過光導纖維傳入大腦，啟用這些標記的細胞，從而喚起第一個箱子中的記憶。正當小鼠身處第二個箱子，回憶第一個箱子時，他們給予輕微的電擊，於是小鼠錯誤地認為它是在第一個箱子中受電擊。當把小鼠放回第一個箱子時，它們會因為這個虛假記憶而對第一個箱子產生恐懼。簡而言之，研究人員人為啟用小鼠大腦中一個特定記憶，並同時給予新刺激，使兩者聯絡在一起轉化成一個新記憶，但這個記憶的內容在現實中從未真正發生，是一個虛假的記憶。
但你不要太擔心，目前是無法把光感蛋白植入人類大腦細胞中的。我們大腦也沒那麼容易被控制。
其實，無需主動操控記憶，生活中就有很多虛假記憶。他舉了一個例子，他同事曾經與志願者的父母配合講述志願者小時候的故事，其中三個故事是真的，一個故事是虛構的。虛構的故事是說志願者小時候走丟了，被一個好心的老奶奶送回了家。後來實驗證明，有四分之一的志願者竟然說記的這個事情，他們甚至開始描述當時的場景，一週之後回來甚至“想起”了更多的細節。這說明把假的記憶放入人的大腦中並不難，因為我們的記憶並不像攝像機一樣準確。
你是誰取決於你的記憶，沒有記憶也就沒有策劃未來的能力。他用《西部世界》這部電影做例子，闡述了記憶對自我意識的重要性。在這部影片中，機器人扮演接待員，每次被殺死之後他們的記憶都會被重置，這些機器人對於上一代的自己發生了什麼，完全沒有記憶的。每一次都是像全新出生一樣，後來機器人突然開始找到部分的記憶，才開始能夠一點點反擊。
在醫學史上，也有這樣類似的經典案例，1953年，一個名叫Henry的年輕人，當時發生了一場很嚴重的癲癇發作，醫生做了手術將他大腦的一部分去除掉。當他從手術中醒來以後，沒有再發作癲癇了。醫生問他很多的問題，比如說過去的事情，發現也沒事。但是過了一段時間發現，他無法產生新的記憶，也就是說他只有大概15分鐘的記憶，他可以記住15分鐘之內的事情，沒辦法產生長於15分鐘的記憶。就像是《西部世界》的機器人一樣，他的記憶一直被重置。
大家有沒有這個感覺：小時候覺得時間過得很慢，長大後覺得時間慢慢變快？對於這種現象，他表示，這是因為我們小時候接觸到的事情都是新鮮的，大腦可以記住很多細節，而長大後就沒有那麼多的新鮮感了，大腦記錄的細節變少了，因此就感覺時間過得快了。
這其實告訴了我們一個生活態度，要在生活中不斷嘗試新鮮事物，這樣才能使你的人生更豐富，感覺更長久。例如，上下班經常嘗試走不用的路線，不定時改變辦公桌上的擺設等小技巧。
李淼：看好神經晶片的發展，但揭開大腦的終極奧祕或許要到量子層面
這次，理論物理學家李淼教授給我們帶來的是關於對大腦和神經晶片的理解，而非以往以物理為主題的演講。李教授表示，他花了前半生研究宇宙，而後半生開始思考不同的問題。科學對創造性要求很高，需要在年輕的時候去挑戰，而到了一定年齡就要進入對經驗要求更高的領域。李淼教授逐漸把精力用在了科普創作甚至詩歌方面。
我們知道，人類大腦是個非常神奇的器官，擁有上千億個神經元，每個神經元又有無數突觸，這些突觸的連線方式更是天文數字。如果把每個神經元看做一顆恆星，那麼大腦就相當於銀河系一樣浩瀚。人腦的計算能力和高效率是非常驚人的，消耗的功率僅有20瓦，像當今的超級計算機功率動輒上百萬瓦，比人類大腦消耗的能量多幾十萬倍，還無法完成人腦能夠完成的事情。人類大腦能夠容錯，做錯了事情不必從頭再來。
李教授表示，大腦神經元不同於電腦中的電晶體的工作原理，要想讓計算機真正擁有人的能力，要往神經晶片方面努力，而不能僅僅用寫軟體的方式來模仿人類大腦，這樣是行不通的。現在的神經元晶片雖然只有一二十個神經元，但就可以做平行計算，這是非常了不起的突破。神經晶片的目的是要模仿人類的智慧。在2014年，神經晶片就被列為十大突破之一。
如果我們有了強大的神經晶片是不是就能夠製造出像牛頓、愛因斯坦這樣的超級物理學家呢？李教授表示，這恐怕還有困難！因為我們仍然沒有完全解開大腦的奧祕。人類的大腦或許是一個量子計算參與的過程，等我們有了量子計算機，或許才能夠最終有確定的答案。
查爾斯·採斯勒：睡覺讓大腦清理代謝廢物，還能鞏固白天所學的知識
世界上最懂睡眠的醫學家查爾斯·採斯勒教授在科學小會上表示，對於每個人來說，睡眠都非常重要，一週7天，一天24小時，我們受到各種各樣的複雜事物的刺激，由於現在有電視、電腦、手機的影響極大壓縮了我們的睡眠時間。我們大腦還沒有進化出24小時不睡覺工作。在美國每發生5次車禍中就有1次車禍是因為開車的時候打盹而發生的。每年有7000人因為疲勞駕駛而死亡，就是因為大家一天當中睡眠不夠。
為什麼我們需要睡覺？我們的大腦消耗了吸入氧氣產生25%的能量，而且也消耗了25%的葡萄糖。大腦這個器官在白天的時候消耗我們非常多的能量，必須要在睡覺的時候休整。如果我們不睡覺，大腦就會變得非常緩慢，睡眠不足的時候反應時間是正常情況下的5到10倍。我們睡覺的時候，大腦需要清除有害的代謝物，有害的代謝物清除掉之後就會變得更加有效率。這是因為，腦內淋巴系統就像大腦管家一樣，在我們睡覺的時候，淋巴系統會變得非常活躍，幫我們把更多的代謝有害物帶走，如果我們睡得不夠，就會出現認知障礙，會有比較高的概率患上一些疾病，例如阿爾茨海默症等。
我們進入深度睡眠的時候會把白天的短期記憶進行整合變成長期記憶，或是將白天學的東西再進行重複，比如說白天彈鋼琴，晚上睡覺的時候就在大腦中進入重複的學習，第二天起來會更加熟練。如果我們睡眠不夠，喪失一定的神經元后我們的記憶也會受損。
進入深度睡眠，我們會把大腦中已知的知識進行整合，這就是我們為什麼有創意的能力，能夠製造出非常多的資訊，解決非常多神祕的問題，這些就是大腦在睡覺的時候做得非常有意思的事情。如果我們睡不夠可能會有精神紊亂，出現焦慮，出現抑鬱症，出現多動症等一些可能的後果。
蒂姆·厄班：從整個生命進化史來看人類文明才很短暫
對於“我們從哪裡來？”這種終極問題，網際網路科技作家蒂姆·厄班信手拈來。他沿著時間軸從宇宙大爆炸講起，然後是銀河系的形成、太陽系的形成、地球的形成。
地球出現生命以後，經歷了從原核細胞到真核細胞，從單細胞到多細胞，從水生到陸生的演變過程。然後爬行類、鳥類以及哺乳類高階生命相繼登場。
他把人類的進化史拿出來著重強調，人類的原始祖先是齧齒類的小動物，在恐龍滅絕後才興盛起來，然後又經歷了從靈長類的精細進化後才一步步形成人類這一獨特分支。
出現了語言後，大腦中的思想才能夠繼續延續下去的，才形成了文明積澱。其實，人類歷史在很長時間裡都處於低速發展狀態，直到最近幾百年發生了數次科學革命，才把人類的文明急劇提升，現代文明其實是一個非常短暫的、爆發的過程。
騰訊攜手《Science》釋出青少年科學看點榜單
騰訊與《Science》共同推出全球首個“青少年科學看點榜單”，該榜單綜合了權威性與關注度，由Science權威科學編輯聯合頂尖科學家，從近十年來的前沿科學突破中遴選初篩，入圍二十個科學問題，並結合騰訊內容平臺QQ看點上的10萬名中國青少年興趣調研，最終出爐十大科學看點，並由《Science》新聞主編蒂姆·阿彭策勒在現場揭曉。
榜單囊括了巨集觀層面的科學突破，如火星上液態水的發現、270萬年前大氣層的模樣，也有微生物、分子等微觀層面的最新進展。其中，一些話題歷史久遠，如追尋人類最古老的起源；一些則方興未艾，如人工智慧、機器人等領域的突破。關乎人類自身的話題，如人腦記憶原理、睡眠作用等，也登上了十大看點榜單。
其中，最受關注的五項熱門看點，被製作成科普短視訊在現場首映。視訊中，“嫦娥之父”歐陽自遠院士、進化生物學及古鳥類學家周忠和院士等小會科學顧問團成員化身“網紅”，將深奧的科學問題講解得生動有趣。騰訊科學家也結合最新進展，為青少年講解了人工智慧領域的突破。
騰訊還攜手中國科學技術協會，現場釋出了“中國青少年科學年曆”科普小程式。這款小程式彙集了來自中國科學技術協會、中國科學院、探月與航空工程中心等權威機構的全年科學事件、科普活動和科技競賽，內容涵蓋創新科技、航天太空、科幻科普及人工智慧等豐富主題，中小學生可以由此一站式獲取活動資訊、分享科普內容、參與科學活動。