新禧第一场流星雨,清理福岛原子核能发电站
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在我们身边,那些不起眼的角落里,生活着一群行踪鬼祟的住客:它们拖着长长的尾巴,在下水道和垃圾场之间“刺溜刺溜”地穿行——没错,就是老鼠。

(译 / 红猪)任务前的那晚,松崎健二(Kenji Matsuzaki)一直睡不着。

日历刚刚翻到2014年,今年的第一场值得欣赏的流星雨就来了——那就是将于北京时间1月4日凌晨3点半达到极大的象限仪座流星雨(Quadrantids)。

老鼠们相当不讨人喜欢,如果它们突然出现在人们视线中,随之而来的估计只有尖叫、拖鞋和扫把。一般人常对脏兮兮的老鼠唯恐避之不及,不过有一群科学家却是例外——他们的工作,就是想尽办法与这些神秘的城市居民们增进了解。

过去一年多里,松崎一直在和一支工程师团队开发一部小型机器人,它只有一片面包大,红白相间的机身上装了五只螺旋桨,顶部是透明的半圆,前后都有摄像机,全身上下还分布着好几只照明灯和传感器。这部机器人绰号“小翻车鱼”(Little Sunfish),设计意图是在水下的全黑环境中顶着强烈的辐射工作。经过三个月的测试、训练和调整,开发者认为它已经可以执行任务了:它将进入福岛第一核电站,找到堆芯熔毁后失踪的放射性燃料,并拍下照片。

奥门金沙网址 ,从来没听说过象限仪座流星雨?很可能是因为这个短暂却又强烈的流星雨发生在每年的1月初。寒冷的天气让任何向往流星雨的人都望而却步。不过,2014年的象限仪座流星雨,仍然给不怕严寒的观星者提供了最好的理由,让他们去守候可能是今年最棒的一场流星雨。

奥门金沙网址 1动画片里的Rémy很可爱,但现实中,恐怕没人能忍受老鼠闯进厨房。图片来自:《料理鼠王》

奥门金沙网址 2在东芝的研究所里,工程师们注视着一个池子(左图)。小翻车鱼(右图)这样的机器人在进入核反应堆之前,要在这样的池子里进行测试。图片来源:SPENCER LOWELL

奥门金沙网址 3象限仪座流星雨的辐射点,在1月4日凌晨会出现在东北方。所有的象限仪座流星,都像是从这一点射出来的。图片来源:wordpress.com

流浪耗子的研究难题

为啥要研究那些讨人嫌的城市“流浪耗子”?这主要是出于公共卫生方面的考虑,老鼠们是多种传染病的传播媒介。在实验室里,那些专为科研繁育的大鼠小鼠已经为科学家留下了非常多的研究数据,但是,总有些问题是它们无法解决的。只靠实验室研究没有办法掌握流浪耗子真实的活动规律,也没法知道它们正携带着哪些病原四处逃窜。

话虽这么说,但直到目前为止,有关城市野鼠的研究资料却十分匮乏。这并不是因为研究没有必要,也不是因为科学家不想研究,而是因为那些四处乱跑的耗子研究起来确实相当困难。

首先,如何找到它们就是个问题。老鼠们喜欢在没人看得见的地方活动,神出鬼没。而且,碍于面子,很少有人愿意主动报告自家有老鼠,更不用说那些一旦被发现闹鼠害就得支付高额罚金的商铺主人了。好不容易找到了老鼠,新的问题又出现了:要想收集样本,就得近距离接触这些很容易携带病原体的家伙,抓挠咬伤乃至粪便尿液,都可能造成疾病感染。

解决了上面这些问题,就能成功采样,对耗子们进行病原体检测,但动态监测还是个更大的难题。监测野生动物可以用无线电遥测和GPS等技术,但这些技术放到城市老鼠身上并不好使——成本太高不说,无处不在的建筑和人工设施也会严重干扰信号的接收,影响数据质量。

奥门金沙网址 4褐家鼠(Rattus norvegicus),一种常在人类居住地出没的常见老鼠。图片来自:empirepestcontrol.co.uk

2011年的地震和海啸重创了日本东北部,也将福岛电站震成了一片辐射废墟。当时有三座反应堆堆芯熔毁,几百吨核燃料下落不明,直到今天也没人能确定它们在哪。我们唯一知道的是,这些铀燃料因为温度过高化作了液体,熔穿了钢质容器,至于在那之后发生了什么,就要打一个大大的问号了。它们是全都流到反应堆外了,还是仍有一些在里面?它们是堆成了一摞,铺成了一摊,还是溅到了墙上?在知道这些问题的答案之前,要制定燃料清理方案几乎是不可能的。然而又不能不清理。现在,每天都有多达165吨的地下水渗入反应堆,并被辐射污染。而且此地随时可能再发生一次地震或其他灾难,届时反应堆将再度破裂,辐射物也将溅入空气或海洋,甚至将两者一并污染。

今年的象限仪座流星雨,峰值预计出现在北京时间1月4日凌晨3:30。如果这个预报准确的话,包括中国在内的东亚就成了今年这场流星雨的最佳观测地点,不过所有北半球的观测者都可以在当地时间晚上11点过后期待一下流星的出现。记住:流星雨非常“调皮”,它的峰值经常会提前或者推迟到来。2014年象限仪座流星雨的预报峰值流量,跟刚刚过去的双子座流星雨不相上下,ZHR都是120左右。

守株待鼠

而这一次,霍夫斯特拉大学的研究者们给出了研究耗子的新方案:既然主动追踪不好做,那不如守株待兔,引诱耗子上门吧。

用什么来当诱饵呢,奶酪吗?不不,这可不是《猫和老鼠》。且不说老鼠是不是真爱吃奶酪,食物诱饵的效果本来就不够好,聪明的老鼠能够很快察觉食物和危险之间的联系,并在下次再遇到同样的陷阱时选择绕道而行。

奥门金沙网址 5食物诱饵?老鼠才不会一直上当呢。图片来自:《猫和老鼠》

事实上,研究者们选择了一样对老鼠颇有吸引力,但只会让人感到恶心的东西——实验室大鼠们使用过的、臭烘烘的脏垫料。这些脏垫料散发的气味中含有多种“信息素”,对老鼠们来说是重要的交流媒介。闻到信息素的老鼠会误以为有同类出没并上前查看,结果正落入了研究者的圈套。

和食物诱饵不同,同类气味的引诱能够成功地让老鼠反复上钩。在2014年1月至2015年5月期间,同一研究小组对气味诱捕法进行了初步实践。他们收集到了来自8只褐家鼠总计397次“回访”的数据,其中有4只不仅反复回到观察点,还多次进入观察点附近的捕鼠笼,这一结果充分证明了信息素诱饵的魅力。

人类无法进入福岛反应堆的核心去寻找失踪的燃料,否则就会因为吸收大剂量辐射而丧命。这项工作只能交给机器人来完成。问题是此前并没有机器人执行过这样的任务。很多试过的机器人都失败了:它们有的被碎片绊倒,有的被近一米厚的混凝土墙挡住了无线信号,还有的被辐射搞乱了微处理器和摄像元件。现在当务之急是造出一部有去有回的机器,不能像之前派去的那些一样变成反应堆里的一具具机器尸。任务落在了松崎健二的肩上,这个眼神害羞的41岁男人是东芝公司核技术分部的高级科学家。

尽管象限仪座流星雨的活跃时段可以从1月1日一直延续到1月10日,但流量较大的峰值平均来说只会持续6到10个小时。因此,没有月光干扰的1月4日星期六凌晨,是欣赏这场流星雨的最佳时刻。在日出前的几小时内,象限仪座流星雨的辐射点都会出现在东北方向,并且位置不低。北半球高纬度地区观测条件最好,不过北纬二三十度、气温更加宜人的南方地区,也能看到不少象限仪座流星。

城市野鼠研究指南

在几经试验之后,研究者们总结了研究方法,并发表论文分享了他们的逮耗子经验。

通过寻访确定老鼠可能出没的地点之后,就可以安放好捕鼠笼、诱饵和观察用设备。为了实现对单只动物的追踪,第一次被研究者捉住的老鼠会接受一个简单的小手术:以注射的方式在后颈部的皮下植入一个米粒大小的芯片。这枚芯片是频射识别(radio frequency identification)系统的一部分,相当于身份标签。当老鼠再度出现在观察点时,频射识别天线便能读出芯片对应的编号,结合地面的重力感应器,记录下这只老鼠的体重、出现的时间以及停留时长。

奥门金沙网址 6左上:存放在观察点附近的便携式实验台,配备了麻醉及采样所需工具;右上:捕鼠装置;左下:用异氟烷气体麻醉动物;右下:芯片植入手术现场。图片来自参考文献1

这些捕鼠笼配有警报装置,一旦有老鼠落网,研究者就能在手机上收到消息。如果有采样需要,他们就可以第一时间赶到观察点,将老鼠麻醉后收集血液、排泄物等样本,带回实验室分析病原携带状况。

尽管一些人为阻碍依旧存在,研究者相信他们的方法依旧是个进步。他们的全套实验设备只花了不到1万5千美元,对比美国每年因鼠害导致的高达190亿美元的经济损失,这还是相当划算的。

老鼠们依然会和人类一起长期共存在城市里,无论捕鼠夹还是老鼠药恐怕都很难把它们赶尽杀绝。不过现在,至少我们不会再对它们那样一无所知了。(编辑:窗敲雨)

奥门金沙网址 7松崎健二,小翻车鱼计划首席科学家。图片来源:SPENCER LOWELL

那么,为什么象限仪座流星雨会有一个这么陌生的名字呢?这个流星雨得名于一个现代星图上已经不存在的古老星座。象限仪座最早出现在1795年版的《Fortin天图》中,是由法国天文学家杰罗姆·德拉朗德(Jérome de Lalande)创立的。《天图》中绘制的象限仪是一架呈弧形的大型天文设备,当时用于测量天空中的角度。很显然,文艺复兴时期的天文学家对他们的新发明一定相当得意,一有机会就把它们放到了天空中加以纪念,就好像是那个时代的智能手机一样。

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