这一年，新发现颠覆你的认知（二）古代巨型企鹅最古老的智人化石人造子宫

古代巨型企鹅
最古老的智人化石
人造子宫

孕育的小羔羊
琥珀化石藏有寄生恐龙的蜱虫
马约拉纳费米子在拓扑绝缘体中运动

科学有啥用？它可以吓人一跳，让人口眼歪斜，神游天外。待到灵魂回壳，顿觉周身舒泰。

你知道非典病毒从哪里来吗？你知道人类十三万年前到了美国吗？你知道吃什么能够返老还童吗？你知道有比你还高的企鹅吗？你知道有负质量的物质吗？

2017年，科学家继续挑战常识，叫人类惊叹：宇宙啊宇宙，你咋就猜不透？科学啊科学，你玩得真叫绝！

4 人类祖先

13万年前就有人去美国？

科学家今年在非洲西北角，摩洛哥的杰贝尔依罗，分析了至少五具可追溯至28-35万年前的人类遗骸化石，认为是已知最早的智人化石。

摩洛哥的古代遗址开掘于1961年。当年出土一些人类头骨的时候，就有科学家觉得奇特，认为既不像现代人，也不像尼安德特人（生活在远古欧洲的现代智人的远亲）。2000年后又出土了一些骨头。重建的人头骨，前后径比现代头骨明显长，面相与现代人没有明显不同。新的研究认为，发掘的5个头骨属于一个未被发现过的人类支系。

通过同时期石器的测年，确定这些头骨有30-35万年历史，而之前发现最早的智人化石来自19.6万年前，发掘于埃塞俄比亚。摩洛哥曾经是人类演化史上一个无足轻重的角落，现在它成了中心。现代人的发源地，看来不局限于东非。

十年前科学界主流还认为，世界各地的人类都繁衍自20万年前东非的一个小部落，同期其他人种都灭绝了。但随着近些年基因技术进步，考古材料的丰富，这个观念已经过时。我们激动地发现，其实是几十万年前的各种血统，杂糅出了我们。善于迁徙的成功繁衍的种族，也不光是20万年前的那个小部落。

今年，瑞典科学家在南非基因测序了一个2000年前的小男孩，确定他是现代人26万年前的旁系亲戚。也就是说，至少2000年前，与现代人血脉极不相同的另一支系还活在南非。现在，世界民族树上最偏离其他姊妹民族的古老的桑人，就活在南非，不排除有一天，会在某个南非现代人中发现更古老的血缘。

另一个惊愕级的消息，来自美国的研究团队在《自然》发表论文：加利福尼亚州一具13万年前的乳齿象遗骨上有被人类石器砸过的痕迹，还发现了很像石器的石块。之前大家普遍认为，率先到达美洲的是印第安人，来了不超过2万年。而这项研究表明，13万年前，北美就有人了。或许他们是智人的远亲——丹尼索瓦人或者尼安德特人，之前没想过这些古人种能走到新大陆。或许，分布在北美的几万年前的疑似人类遗迹，以及南美原住民基因中未知来源的组分，与这种古人类相关。

北京也出土了神秘古人类。在房山田园洞的一块4万年前的骨头上，验出了一种之前未发现的新基因（也是东亚发现的最古老基因），他带东亚特征，但不是现代东亚人的祖先，倒跟一块3.5万年前的比利时骨头亲缘较近。

今年考古领域有一件事，吸引了很多人的好奇心：法国与日本的科学家团队，用宇宙线成像技术，去侦测最大的金字塔——胡夫金字塔，居然发现里面有一个隐藏的空洞。这还是现代粒子物理学首先用于揭示古代构筑物的内部。这个空洞在墓道的上方，从未被发现。

宇宙线包含的μ子，穿过石头和空气的轨迹是不一样的。研究者用了三种不同的μ子，发现了中空结构大概长30米，横截面跟下面的过道差不多。这结构是干嘛用的，有没有装东西，仍然是个谜。

物理发现

时间晶体，永远的运动系统？

今年，中国人在寻找一种叫做“天使”的神秘粒子中立下大功。1937年，意大利的马约拉纳预言，自然界中存在一类粒子，其反粒子就是它们自身，预言中的粒子被称为马约拉纳费米子（马约拉纳其人后来失踪了，跟他预言的粒子一样找不到）。

中国和美国科学家今年找到了马约拉纳费米子。2009年，一个团队在探索低功率电子芯片时，研究了大量拓扑绝缘体薄膜，逐渐发现了一种叫做“量子霍尔反常”的效应。2013年有新理论认为马约拉纳费米子可以出现在量子霍尔反常薄膜和超导薄膜之间。今年终于实验成功。

也有人撇嘴说，新发现的“粒子”不算是真正的粒子。不论如何，发现“天使粒子”让微软公司很高兴。因为他们前几年独辟蹊径，试图用马约拉纳费米子成为量子计算机的单元，找到天使粒子让他们坚信前途光明。

物理学家今年另一项奇怪的发明，是一种有负质量的超流体，推它，它不前进，而是向后走。物质有质量，也有负质量。人们熟知，当一个小球撞另一个小球，两小球应该远离彼此。但如果其中一个小球有负质量，相撞后就会朝相同方向加速。

科学家用冷却铷原子创造了负质量流体。他们将铷原子温度降到接近绝对零度，形成玻色—爱因斯坦凝聚态，它就像光波一样遵循量子力学原理缓慢移动，凝聚态粒子最后变成步调一致的超流体。

科学家使用激光让铷原子蒸发逃逸，它们运动越来越慢，就像被放入冰箱。铷原子慢慢局限在一个直径不到100微米的碗状区域。另一组激光抽打它们，使其改变自旋方向。再撤掉束缚，冲出小碗的铷原子就表现出负质量。负质量的模拟研究早就有了，但新技术首次实现精确调控负质量物质。这一成果为探秘中子星、黑洞与暗物质等宇宙现象，或可提供全新实验工具。

同样闻所未闻的发明是时间晶体。它打破了时间对称性。2012年提出的这个概念，不违背物理学理论，但却引起了巨大争论。现在居然制造出来了。

一般来说，处于势能最低状态，意味着一件东西是静止的，然而新制造出的时间晶体处于势能最低状态，却仍然是“运动”的，类似于一个不用上发条的永远旋转的钟表（是不是想起了永动机？）。这种运动不意味着它能做功，而是你在不同时间观测它，它呈现出不同的样子。

今年，两支美国团队分头模拟出了时间晶体，一条路径是使用激光干涉金属镱离子链，另一条是用掺杂的钻石。我们熟悉的世界，是平衡态物质的，而时间晶体是一种非平衡态的物质。超导体永恒导电，时间晶体永恒运动，物理世界比我们想的更奇怪。

来源：科技日报