Αρχική > επιστήμη > Επιστημονικές αναζητήσεις 19.3.12

Επιστημονικές αναζητήσεις 19.3.12

Λαλίνα Φαφούτη, ΤΟ ΒΗΜΑ 9.3.12

Συμπληρώνεται το παζλ των νετρίνων

Η παράμετρος που έλειπε για τη μελέτη των ταλαντώσεών τους μετρήθηκε στον αντιδραστήρα Daya Bay στην Κίνα

Συμπληρώνεται το παζλ των νετρίνων

Ενας από τους κυλινδρικούς ανιχνευτές νετρίνων του Daya Bay προτού «γεμίσει» με τον διάφανο υγρό σπινθηριστή ο οποίος αποκαλύπτει τις αλληλεπιδράσεις των αντινετρίνων μέσω των ασθενών λάμψεων που εκπέμπουν.

Πηγή Roy Kaltschmidt, LBNL

Πεκίνο

Το τελευταίο κομμάτι ενός παζλ που βασανίζει εδώ και καιρό τους φυσικούς φαίνεται ότι βρέθηκε στις μετρήσεις του Πειράματος Νετρίνων του Αντιδραστήρα Daya Bay στην Κίνα.

Η διεθνής ομάδα ερευνητών που εργάζεται εκεί κατόρθωσε να προσδιορίσει την τιμή και της τελευταίας παραμέτρου που απαιτείται για την περιγραφή των ταλαντώσεων των νετρίνων – του τρόπου δηλαδή με τον οποίο τα σωματίδια περνούν από τον ένα τύπο στον άλλο ή, όπως λένε οι ειδικοί, αλλάζουν «γεύσεις».

Η εξέλιξη θα επιτρέψει πλέον στους επιστήμονες να μελετήσουν καλύτερα τη συμπεριφορά των νετρίνων και των αντινετρίνων και ενδεχομένως να δώσουν απαντήσεις στο μεγάλο μυστήριο της ύπαρξης της ύλης και της αντιύλης στο Σύμπαν.

Σωματίδια σε πολλές γεύσεις

Για πολύ καιρό η επιστήμη θεωρούσε τα νετρίνα μάλλον «αδιάφορα» σωματίδια με μηδενική μάζα και ουδέτερο φορτίο. Πρόσφατα όμως αποδείχθηκε ότι έκρυβαν πολυποίκιλες εκπλήξεις. Ναι μεν το φορτίο τους είναι ουδέτερο αλλά μάλλον διαθέτουν μάζα – έστω και εξαιρετικά μικρή. Επί πλέον είναι τα μόνα που κυκλοφορούν σε πολλές γεύσεις.

Η καθυστερημένη αναγνώριση είναι βέβαια δικαιολογημένη. Τα νετρίνα είναι εξαιρετικά «φευγαλέα» σωματίδια: ταξιδεύουν σε ταχύτητες παρόμοιες με αυτές του φωτός και δεν αλληλεπιδρούν σχεδόν με τίποτε – υπόκεινται μόνο σε ασθενείς αλληλεπιδράσεις με την ύλη. Αυτό σημαίνει ότι μπορούν να διαπεράσουν τα πάντα, ακόμη και το χέρι σας, ανεμπόδιστα και χωρίς να γίνονται αντιληπτά.

Οι επιστήμονες έχουν διακρίνει προς το παρόν τρεις τύπους τους, ή γεύσεις όπως τις αποκαλούν: τα νετρίνα ηλεκτρονίου, τα νετρίνα μιονίου και τα νετρίνα τ. Κατά τη διάρκεια του ιλιγγιωδών ταχυτήτων ταξιδιού τους τα σωματίδια-χαμαιλέοντες φαίνονται ξαφνικά να «εξαφανίζονται». Στην πραγματικότητα όμως, όπως ανακάλυψαν οι επιστήμονες, απλώς αλλάζουν γεύση: «μετασχηματίζονται» ή υφίστανται ταλαντώσεις μεταπηδώντας από τον έναν τύπο στον άλλο.

Αίνιγμα δεκαετίας

Η ανακάλυψη των ταλαντώσεων των νετρίνων – οι οποίες είναι και αυτές που απέδειξαν ότι τα σωμάτια έχουν μάζα – έγινε εδώ και περίπου μια δεκαετία. Εκτοτε οι φυσικοί προσπαθούν να διερευνήσουν πώς ακριβώς συντελούνται. Διεξάγοντας σειρές πειραμάτων πέτυχαν να προσδιορίσουν την τιμή σχεδόν όλων των παραμέτρων που προβλέπει το θεωρητικό μοντέλο της περιγραφής τους – εκτός από μια.

Αυτήν ακριβώς την παράμετρο, τη γωνία μείξης θ13, κατόρθωσαν να μετρήσουν οι ερευνητές του Daya Bay, προσδιορίζοντας την τιμή της στις 8,8 μοίρες και όχι στο 0, όπως υπαγόρευαν ορισμένες υποψίες.

Η εξέλιξη είναι σημαντική, όχι μόνο γιατί πλέον θα επιτρέψει πειράματα και υπολογισμούς που ως τώρα ήταν αδύνατα, αλλά και επειδή το γεγονός ότι η θ13 δεν έχει μηδενική τιμή «ανοίγει» ένα μεγάλο πεδίο πιθανοτήτων για την επιβεβαίωση βασικών θεωριών της Φυσικής όπως η ασυμμετρία μεταξύ ύλης και αντιύλης (η λεγόμενη παραβίαση φορτίου-ισοτιμίας ή CP violation).

Η ασυμμετρία ύλης και αντιύλης

Ο Γιοφάνγκ Γουάνγκ του Ινστιτούτου Φυσικής Υψηλών Ενεργειών της Κίνας, εκπρόσωπος του πειράματος του Daya Bay, ανέφερε χαρακτηριστικά: «Η ακριβής μέτρησή μας θα συμπληρώσει την κατανόηση των ταλαντώσεων των νετρίνων και θα ανοίξει τον δρόμο για τη μελλοντική κατανόηση της ασυμμετρίας ύλης και αντιύλης στο Σύμπαν» .

Από την πλευρά του ο Μπίου Λουκ του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνιας στο Μπέρκλεϊ, έτερος εκπρόσωπος του πειράματος, πρόσθεσε: «Το αποτέλεσμα είναι πολύ συναρπαστικό, γιατί ουσιαστικά μας επιτρέπει να συγκρίνουμε στο μέλλον τις ταλαντώσεις  των νετρίνων και των αντινετρίνων για να δούμε πόσο διαφορετικές είναι και, όπως ευελπιστούμε, να βρούμε μια απάντηση στο ερώτημα: γιατί υπάρχουμε;».

Εξίσου ένθερμες όμως ήταν και οι αντιδράσεις ερευνητών που δεν μετείχαν στη συγκεκριμένη μελέτη. Ο Ρόμπερτ Πλάνκετ, φυσικός του αμερικανικού Εθνικού Εργαστηρίου Φέρμι ο οποίος εργάζεται επίσης σε ένα πρόγραμμα πειραμάτων με νετρίνα, τόνισε μιλώντας στην ειδησεογραφική ιστοσελίδα της επιθεώρησης «Science»: «Αυτή δεν είναι απλώς μια παράμετρος, είναι μια πύλη για ένα νέο επίπεδο».

Στο «πολιτικό» επίπεδο η εξέλιξη σηματοδοτεί την είσοδο μιας νέας δύναμης στο πεδίο της σωματιδιακής Φυσικής – της Κίνας. Ο αντιδραστήρας  του Daya Bay, ο οποίος βρίσκεται δίπλα στον ομώνυμο πυρηνικό σταθμό, είναι υπερεξελιγμένος και φιλοξενεί αυτή τη στιγμή ένα από τα μεγαλύτερα πειράματα νετρίνων στον κόσμο. Το πείραμα διεξάγεται υπό διεθνή συνεργασία της Κίνας με τις Ηνωμένες Πολιτείες, την Τσεχική Δημοκρατία και την Ταϊβάν.

Σχολείο

Λαλίνα Φαφούτη, ΤΟ ΒΗΜΑ 8.3.12

Μέτρησαν την αντιύλη!

Τα πρώτα φάσματα ενός ατόμου αντιυδρογόνου παρουσιάζονται από το πείραμα ALPHA του CERN

Μέτρησαν την αντιύλη!

Το «κράτημα» ενός ατόμου αντιηλεκτρονίου ανάμεσα σε μαγνητικά πεδία για ένα τέταρτο της ώρας επέτρεψε την πρώτη φασματοσκοπική μέτρησή του Πηγή Berkeley Lab, Γραφική απεικόνιση Katie Bertsche

Λονδίνο

Ενα βήμα πιο κοντά στην εξιχνίαση των μυστικών της αντιύλης έρχονται οι επιστήμονες πραγματοποιώντας τις πρώτες μετρήσεις ενός ατόμου της. Προς το παρόν τα φάσματα δεν δείχνουν αν η φευγαλέα «αντίπαλος» της ύλης με τη μορφή που τη γνωρίζουμε έχει τη ίδια συμπεριφορά με αυτήν, οι ειδικοί όμως ελπίζουν ότι εκτενέστερες μετρήσεις με λέιζερ θα δώσουν σαφέστερες απαντήσεις.

Οι μετρήσεις, οι οποίες δημοσιεύθηκαν στην επιθεώρηση «Nature», έγιναν σε άτομα αντιυδρογόνου που είχαν παγιδευτεί πέρυσι στο πλαίσιο του πειράματος ALPHA του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Πυρηνικών Ερευνών (CERN). Οι ερευνητές παρουσίασαν τα πρώτα φάσματα, τα οποία δείχνουν την ενέργεια που απαιτείται για την αλλαγή των ιδιοστροφορμών (spin) των ποζιτρονίων τους.

Αντιδιαμετρικά πανομοιότυπα

Το Καθιερωμένο Μοντέλο της Σωματιδιακής Φυσικής προβλέπει ότι η αντιύλη αποτελεί στην ουσία ένα αντιδιαμετρικό πανομοιότυπο της ύλης. Τα άτομά τους δηλαδή θα πρέπει να έχουν ακριβώς τις ίδιες ιδιότητες αλλά να διαφέρουν ως προς τα φορτία τους, τα οποία θα πρέπει να είναι αντίθετα.

Μια μέθοδος για να ελεγχθεί αυτή η θεωρία είναι η σύγκριση των φασμάτων του φωτός που εκπέμπουν τα άτομα της ύλης και της αντιύλης όταν διεγερθούν. Αν οι φασματοσκοπικές μετρήσεις είναι όμοιες, τότε η θεωρία ευσταθεί. Οποιαδήποτε διαφορά όμως την καταρρίπτει αυτόματα.

Επί δεκαετίες μια τέτοιου είδους φασματοσκοπική μέτρηση αποτελούσε άπιαστο όνειρο, όπως εξίσου άπιαστα ήταν και τα σωματίδια της αντιύλης. 

Το όνειρο αγγίζει την πραγματικότητα

Το όνειρο αυτό άρχισε να αγγίζει την πραγματικότητα το 2010, όταν οι ερευνητές του ALPHA παγίδευσαν για πρώτη φορά άτομα αντιυδρογόνου, έστω και για λίγα κλάσματα του δευτερολέπτου.

Πέρυσι άρχισε να παίρνει σάρκα και οστά, καθώς οι ειδικοί βελτίωσαν τις επιδόσεις τους κατορθώνοντας να «κρατήσουν» τα άτομα μέσα σε μαγνητικά πεδία για περίπου ένα τέταρτο της ώρας – διαδικασία η οποία επέτρεψε και την πρώτη φασματοσκοπική μέτρησή τους.

Το αντιυδρογόνο είναι το απλούστερο άτομο αντιύλης – αποτελείται από ένα ποζιτρόνιο (το αντίθετο του ηλεκτρονίου) και ένα αντιπρωτόνιο.

Σχολείο

Μπορεί η τεχνητή νοημοσύνη να βελτιώσει την ανθρώπινη σκέψη;

Απαντά ο διεθνούς φήμης καθηγητής Μπομπ Κοβάλσκι

http://www.kathimerini.gr με πληροφορίες από ΑΠΕ, 9.3.12

Στις αρχές της δεκαετίας του 1970, ένας νεαρός ερευνητής στο Εδιμβούργο κέρδισε την υστεροφημία του στο επιστημονικό στερέωμα, χάρη στην έρευνά του για τον απαγωγικό λογικό προγραμματισμό (ALP), που άνοιξε νέους δρόμους στον τομέα της τεχνητής νοημοσύνης.

Ο νεαρός ήταν ο Ρόμπερτ (Μπομπ) Κοβάλσκι και η έρευνά του δημιούργησε καινούργια δεδομένα, σε αυτό που τότε ήταν ακόμη μια θεωρητική έννοια για τους περισσότερους, αλλά πλέον έχει διεισδύσει στην καθημερινότητα εκατομμυρίων ανθρώπων: την τεχνητή νοημοσύνη.

Σήμερα, στη Θεσσαλονίκη, ο Μπομπ Κοβάλσκι ανέλυσε πώς προχωράς ένα βήμα παραπάνω: υποστήριξε ότι οι μέθοδοι της υπολογιστικής λογικής*, που ενσωματώνονται στον κύκλο λειτουργίας των πρακτόρων λογισμικού, θα μπορούσαν να περάσουν στην καθημερινότητα, βοηθώντας τους ανθρώπους να βελτιώσουν την ανθρώπινη νοημοσύνη χωρίς τη βοήθεια υπολογιστών και να λαμβάνουν σωστότερες αποφάσεις!

Ο Μπομπ Κοβάλσκι -που πέρυσι τιμήθηκε με το Βραβείο Ερευνητικής Αριστείας, στο Παγκόσμιο Συνέδριο Τεχνητής Νοημοσύνης IJCAI- πρότεινε αυτόν τον νέο τρόπο σκέψης, στη διάρκεια διάλεξης που διοργάνωσε το Τμήμα Πληροφορικής ΑΠΘ. Βέβαια, όπως προέκυψε, η εφαρμογή ενός τέτοιου μοντέλου, ανήκει πιθανότατα στο μέλλον.

«Πιστεύω ότι το μοντέλο της απαγωγικής συλλογιστικής μπορεί να χρησιμοποιηθεί από τον μέσο άνθρωπο για να βελτιώσει την ανθρώπινη νοημοσύνη. Μπορεί να τον βοηθήσει να εκφράσει σκέψεις απλά και με σαφήνεια και να κάνει καλύτερες επιλογές. Πιστεύω ότι η εφαρμογή τέτοιων τεχνικών αποτελεί μια καρποφόρα κατεύθυνση για την έρευνα στο μέλλον και μια πολλά υποσχόμενη ερευνητική περιοχή, για συνεργασίες μεταξύ ερευνητών, που ασχολούνται με θέματα τεχνητής νοημοσύνης και ανθρωπιστικών επιστημών», είπε.

Η «Γλώσσα της σκέψης» και τα μαθηματικά

Σύμφωνα με τον ομότιμο καθηγητή του Imperial College of London, ο λεγόμενος απαγωγικός λογικός προγραμματισμός («abductive logic programming») ή απλούστερα η απαγωγική συλλογιστική μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως «γλώσσα της σκέψης» (»LOT»). Στόχος; Οι λέξεις και οι προτάσεις της καθομιλουμένης (των ελληνικών ή των αγγλικών εν προκειμένω) να μπορούν να αποτυπωθούν στη LOT πολύ απλά και μονοσήμαντα, χωρίς περιθώριο παρερμηνειών.

Με άλλα λόγια, οι άνθρωποι θα μπορούσαν με αυτόν τον τρόπο να μετατρέψουν εύκολα την αμφισημία της καθομιλουμένης σε μια γλώσσα μαθηματικά ορισμένη, που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για ακριβέστερη αποτύπωση σκέψεων και συλλογισμών.

Επιπλέον, οι σύνδεσμοι μεταξύ των σκέψεων και των συλλογισμών θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν σε συνδυασμό με τις πιθανότητες που υπάρχουν να παρουσιαστούν στην πράξη ορισμένες καταστάσεις. Ετσι, μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε μια ανάλυση των προσφερόμενων δυνατοτήτων δράσης για τη λήψη καλύτερων αποφάσεων.

Ο πρώτος λαχνός και ο χορός της βροχής

Ο Μπομπ Κοβάλσκι ανέφερε δύο απλά παραδείγματα συλλογισμών και συσχετισμού τους με πιθανότητες: «Θα γίνεις πλούσιος αν αγοράσεις ένα λαχείο και ο αριθμός σου επιλεγεί/Θα βρέξει αν χορέψεις τον χορό της βροχής και οι Θεοί ευχαριστηθούν».

Στα παραδείγματα αυτά, φαίνεται αφενός η δυνατότητα του ανθρώπου να εκκινήσει μια δράση συνειδητά, δηλαδή να αγοράσει το λαχείο ή να χορέψει τον χορό της βροχής. Αφετέρου, φαίνεται ο τρόπος με τον οποίο η πιθανότητα επηρεάζει το τελικό αποτέλεσμα, δηλαδή το να κερδίσει τον πρώτο λαχνό ή να… ευχαριστηθούν οι Θεοί.

«Η αβεβαιότητα σχετικά με την κατάσταση του κόσμου είναι μία μόνο από τις ‘’επιπλοκές΄΄ που ανακύπτουν στην προσπάθεια να λάβουμε σωστές αποφάσεις. Για να περιορίσει αυτή την αβεβαιότητα, η κλασική θεωρία λήψης αποφάσεων κάνει απλουστευτικές υποθέσεις, η πιο περιοριστική από τις οποίες είναι η υπόθεση ότι όλες οι εναλλακτικές, επί των οποίων πρέπει να αποφασίσουμε, είναι γνωστές εκ των προτέρων», επισήμανε.

Εσύ, τι θα διάλεγες; Θέσε τους στόχους σου!

Ας δούμε ένα παράδειγμα. Ο «Χ» ψάχνει για δουλειά. Με βάση την προαναφερθείσα κλασική θεωρία, θα υποθέσει ότι θα του δοθούν όλες οι ευκαιρίες για μια νέα θέση εργασίας και το ζητούμενο είναι να αποφασίσει ποια εναλλακτική θα πρέπει να επιλέξει για να έχει το καλύτερο αποτέλεσμα. Η υπόθεση που βασίζεται σε αυτό το μοντέλο λήψης αποφάσεων, όμως, δεν είναι απλά μη ρεαλιστική, αλλά και περιοριστική.

Για να λάβει κάποιος τη σωστή απόφαση μεταξύ εναλλακτικών επιλογών, απαιτείται πρωτίστως να καθορίσει/ζυγίσει τους στόχους του. Ας υποθέσουμε ότι στον «Χ» προσφέρεται μια θέση εργασίας, σε περίοδο που δεν ψάχνει δουλειά. Με βάση την κλασική θεωρία, θα περιορίσει τις δυνατότητές του στο να αποφασίσει αν θα δεχτεί ή θα απορρίψει την προσφορά. Ωστόσο, αν κάνει ένα βήμα πίσω και σκεφτεί το ευρύτερο πλέγμα των στόχων του, θα δημιουργήσει ενδεχομένως ο ίδιος μία εναλλακτική, όπως το να χρησιμοποιήσει την προσφορά εργασίας για να διαπραγματευτεί με τον σημερινό εργοδότη του βελτιώσεις στις αποδοχές του…

Πώς πρέπει, λοιπόν, να σκεφτόμαστε; Η αναζήτηση, παρατήρηση, συνεκτίμηση στόχων και εναλλατικών, φαίνεται ότι αποτελεί βασικό παράγοντα. Ο άνθρωπος πρέπει να ξεκινάει παρατηρώντας, διαδικασία που εμπεριέχει αξιολογήσεις με βάση τις δικές του πεποιθήσεις και, ακολούθως, να θέτει στόχους με βάση τις πιθανές επιπτώσεις και εναλλακτικές, πριν καταλήξει σε ένα πλέγμα υποθέσεων και δράσεων. Φυσικά, πάντα μπορεί να… κόψει δρόμο σε αυτή τη συλλογιστική του πορεία, αντλώντας ενστικτώδεις συμπεριφορές από το πρωτόγονο παρελθόν, που ορισμένες φορές οδηγούν στο επιθυμητό αποτέλεσμα -και άλλες όχι.

Σκεφτόμαστε όπως μιλάμε; Επικοινωνείτε απλά

Κατά τον Μπομπ Κοβάλσκι, αν κάποιος θέλει να «ανακαλύψει» τη φύση της «γλώσσας της σκέψης» μπορεί να ξεκινήσει μελετώντας τρόπους επικοινωνιών που γίνονται πολύ εύκολα κατανοητοί και αντιληπτοί. «Αν θέλεις η επικοινωνία σου να γίνεται εύκολα κατανοητή, πρέπει να εκφράζεσαι με τρόπο που βρίσκεται κοντά στις νοητικές απεικονίσεις των εννοιών που περιγράφεις [κοντά στη σκέψη όχι τη φυσική γλώσσα]. Αυτά που λες πρέπει να είναι ξεκάθαρα, να βγαίνει εύκολα νόημα. Για παράδειγμα, μην πεις ‘’κάθε πουλί, που ανήκει στην ομοταξία των πτηνών (class aves) έχει φτερά’’, αλλά πες ‘’το πουλί έχει φτερά, αν ανήκει στην ομοταξία των πτηνών’’ ή ‘’κάθε πουλί έχει φτερά. Κάθε πουλί ανήκει στην ομοταξία των πτηνών’’».

Υπάρχει »τρικ» για να πετύχει κάποιος αυτή τη μορφή σαφούς επικοινωνίας; «Ένας τρόπος είναι αυτός που προτείνει ο Γουίλιαμς. Να βάζουμε στην αρχή των προτάσεών μας τις ‘’παλιές’’, οικείες ιδέες και στο τέλος τις νέες και ασυνήθιστες», κατέληξε ο καθηγητής.

Αλεξάνδρα Γούτα

*Η έρευνα στην Τεχνητή Νοημοσύνη (ΤΝ) στηρίζεται πάνω σε τεχνικές πολλών διαφορετικών επιστημών, συμπεριλαμβανομένης των: Μαθηματικής Λογικής, Θεωρίας Πιθανοτήτων, Θεωρίας Λήψης Αποφάσεων, Επιστήμης της Διοίκησης, Γλωσσολογίας και Φιλοσοφίας. Η γνωστότερη από τις συνδυαστικές μεθόδους είναι η υπολογιστική λογική, που συνδυάζει μαθηματική λογική και ΤΝ.

Σχολείο

A Conversation With Eric R. Kandel
A Quest to Understand How Memory Works

 

Librado Romero/The New York Times

INSIDE THE MIND Dr. Eric R. Kandel at Columbia University Medical Center.

By CLAUDIA DREIFUS, Published: March 5, 2012

At 82, the Nobel Prize-winning neuroscientist Dr. Eric R. Kandel is still constantly coming up with new ideas for research.

This winter, he has been working on a project that he hopes will lead to a new class of drugs for treating schizophrenia. Last year he collaborated, for the first time, with Denise B. Kandel — his fellow Columbia University research scientist and wife of 55 years — investigating the biological links between cigarette and cocaine addiction. And this month his newest book, “The Age of Insight: The Quest to Understand the Unconscious in Art, Mind and Brain, From Vienna 1900 to the Present,” is to be released by Random House.

A condensed and edited version of our two interviews follows. As in his new book, the conversation begins with memories of Vienna, his birthplace.

How old were you when the Nazis marched into Vienna?

I was 8 ½. Immediately, we saw that our lives were in danger. We were completely abandoned by our non-Jewish friends and neighbors. No one spoke to me in school. One boy walked up to me and said, “My father said I’m not to speak to you anymore.” When we went to the park, we were roughed up. Then, on Nov. 9, 1938, Kristallnacht, we were booted out of our apartment, which was looted. We knew we had to get out.

Fortunately, my mother had the foresight to apply for visas to the United States earlier. For more than a year, we waited in the terror of Vienna for our immigration quota number to come up. When it finally did, my older brother, Ludwig, and I made the Atlantic crossing alone. Our parents came later. On the trip, it’s amazing how unfrightened I was, considering that even before the Nazis, I was an apprehensive child. You rise to the occasion.

After you won the 2000 Nobel Prize in Physiology or Medicine, did the Austrians reach out to you?

Yes. Their newspaper people said, “Oh, wonderful, another Austrian Nobel Prize!” I said: “You’ve got this wrong. This is an American, an American Jewish Nobel Prize.” The president of Austria wrote me a note: “What can we do to recognize you?” I said, “I do not need any more recognition, but it would it be nice to have a symposium at the University of Vienna on the response of Austria to National Socialism.” He said, “That’s fine.” I’m very close to Fritz Stern, the historian, and he helped me put the symposium together. Ultimately, a book came out of it. It had a modest impact.

As a student at Harvard in the 1950s, you aspired to be a psychoanalyst. Was this because of your Viennese background?

In part I was drawn to it because it promised much. In the 1950s and early 1960s, psychoanalysis swept through the intellectual community, and it was the dominant mode of thinking about the mind. People felt that this was a completely new set of insights into human motivation and that its therapeutic potential was significant. It was seen as the treatment that solved everything in the world, from schizophrenia to ingrown toenails. It’s amazing how it was oversold. When this turned out to be more hope than reality, things flipped in the other direction. In my case, I didn’t pursue it because I fell in love with research.

Did this overselling discredit psychoanalysis?

I think so. And it’s a shame. There are many fantastically interesting components to it that are worthwhile. The problem of psychoanalysis is not the body of theory that Freud left behind, but the fact that it never became a medical science. It never tried to test its ideas. When you asked, “How come there are not outcome studies?” you were told, “You can’t study this. How are you going to measure it?”

In fact, there were questions it was possible to ask. For instance, under what circumstances does psychoanalysis work better than a placebo? Does it work better than other kinds of therapy? Who are the best therapists for what kinds of patients?

Talk about your Nobel research on the biology of memory.

I’ve long been interested in memory. What does it look like on a physical level? When I was a very young man, my mentor Harry Grundfest said, “Look, if you want to understand the brain you’re going to have to take a reductionist approach, one cell at a time.” He was so right.

So what’s the biggest problem in psychoanalysis? It’s memory! In the late 1950s, I and a colleague, Alden Spencer, had a very significant finding when we recorded the signals a hippocampus nerve cell puts out when it communicates with other cells. A psychologist named Brenda Milner had just shown that complex memory involves the hippocampus part of the brain, which is why we picked that type of cell to study. We were able to stimulate the various pathways coming into the cell and record the synaptic input. We saw how the hippocampus cell worked, but alas, that didn’t give insight into memory.

So in the 1960s, we went to a more reductionist approach. Instead of studying complicated mammalian brain cells, we studied the neural system of a simple animal — Aplysia, a snail with a very large nerve cell. We subjected them to learning and reflex tests similar to those that Pavlov had done. We’d stimulate the animals and see what kind of reflexes were produced, and then we tested them. We discovered that the snail’s reflexes could be modified by several forms of learning, and that learning involved alterations in how nerve cells communicated with one another.

We next looked at short- and long-term memory in the snail. I began to see what happens when you convert short-term memories to long-term ones. It would turn out that short-term memory involves transient changes of the connections between the cells. There is no anatomical change. Long-term memory involves enduring changes that result from the growth of new synaptic connections.

Did this surprise you?

It was astonishing! You could double the number of synaptic connections in a very simple neurocircuit as a result of experience and learning. The reason for that was that long-term memory alters the expression of genes in nerve cells, which is the cause of the growth of new synaptic connections. When you see that at the cellular level, you realize that the brain can change because of experience. It gives you a different feeling about how nature and nurture interact. They are not separate processes.

As neuroscience moves forward, there are all kinds of new possibilities emerging. There are people who are experimenting with ways to erase unpleasant memories. Do you approve?

I have no difficulty about enhancing memory. Removing memory is more complicated. If it’s to reduce the impact of a particular trauma, I have no difficulty with that, but there are other ways to deal with it — cognitive behavior therapy, exposure therapy, drugs. To go into your head and pluck out a memory of an unfortunate love experience, that’s a bad idea.

You know, in the end, we are who we are. We’re all part of what we’ve experienced. Would I have liked to have had the Viennese experience removed from me? No! And it was horrible. But it shapes you.

Σχολείο

Data Hint at Hypothetical Particle, Key to Mass in the Universe

Reidar Hahn/Fermilab

The main ring of the Tevatron accelerator at the Fermi National Accelerator Laboratory. Physicists say that they have data that could indicate the Higgs boson.

By DENNIS OVERBYE, The New York Times, March 7, 2012

After 40 years, more evidence is being reported Wednesday that the end of the biggest manhunt in the history of physics might finally be in sight.

Physicists from the Fermi National Accelerator Laboratory in Batavia, Ill., say they have found a bump in their data that might be the long-sought Higgs boson, a hypothesized particle that is responsible for endowing other elementary particles with mass.

The signal, in data collected over the last several years at Fermilab’s Tevatron accelerator, agrees roughly with results announced last December from two independent experimental groups working at the Large Hadron Collider at CERN, the European Organization for Nuclear Research, outside Geneva.

“Based on the current Tevatron data and results compiled through December 2011 by other experiments, this is the strongest hint of the existence of a Higgs boson,” said the report, which will be presented on Wednesday by Wade Fisher of Michigan State University to a physics conference in La Thuile, Italy.

None of these results, either singly or collectively, are strong enough for scientists to claim victory. But the recent run of reports has encouraged them to think that the elusive particle, which is the key to mass and diversity in the universe, is within sight, perhaps as soon as this summer.

Beate Heinemann, a professor at the University of California, Berkeley, who has been deeply involved in analyzing data from the Large Hadron Collider, said recently of the CERN results, “This very much smells like the Higgs boson.” But, she noted, the signal could also go away when more data is obtained.

The Higgs boson is the key piece of the Standard Model, an ambitious suite of equations that has ruled the universe of high-energy physics for the last few decades, explaining how three of the four fundamental forces of nature work. But the boson itself has never been observed. The theory describes how it should work and behave but does not predict one of its key attributes, namely its mass.

Last December, two groups, which run giant particle detectors named Atlas and C.M.S. from the CERN collider, reported that they had found promising bumps in their data at masses of 124 billion electron volts and 126 billion electron volts, respectively, those being the units of mass or energy preferred by particle physicists. (By comparison, a proton is about a billion electron volts, and an electron is about half a million.)

The Fermilab physicists have found a broad hump in their data in the same region, between 115 billion and 135 billion electron volts. Those results came from combining the data from two detectors operated on the Tevatron: the Collider Detector at Fermilab, and DZero. The chances of this signal being the result of a random fluctuation in the data were only about 1 in 100, the group said.

Dmitri Denisov, a leader of the Fermilab effort, wrote in an e-mail on the way to La Thuile, “It is clearly not the answer to crossword, but an important piece of the puzzle!”

Rumors of sightings of the Higgs boson have come and gone at both CERN and Fermilab in the last few years, but invariably where one group saw a bump, another saw a dip in the data, and with more data the bumps went away.

This is the first time in the long search for the particle that different groups, indeed different colliders, are in vague agreement.

It has led to a joke in physics circles now: The Higgs boson has not been discovered yet, but its mass is 125 billion electron volts.

The Atlas and C.M.S. groups will be trying to combine and reconcile their data in the coming weeks. The Hadron collider, now on winter break, will start up again in April, with protons colliding at four trillion electron volts apiece. CERN has said that the collider will gather enough data this year either to confirm the existence of the Higgs boson or to rule it out forever.

Either outcome, physicists say, will be exciting. If the Higgs does not exist, they will have to come up with a new model of how the universe works. If they do find the Higgs, studying it might give them clues to deeper mysteries the Standard Model does not solve.

The Tevatron, which was the most powerful accelerator in the world for 20 years, shut down last September. 

Κατηγορίες:επιστήμη Ετικέτες: , , , ,
  1. Δεν υπάρχουν σχόλια.
  1. No trackbacks yet.

Σχολιάστε

Εισάγετε τα παρακάτω στοιχεία ή επιλέξτε ένα εικονίδιο για να συνδεθείτε:

Λογότυπο WordPress.com

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό WordPress.com. Αποσύνδεση /  Αλλαγή )

Φωτογραφία Twitter

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Twitter. Αποσύνδεση /  Αλλαγή )

Φωτογραφία Facebook

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Facebook. Αποσύνδεση /  Αλλαγή )

Σύνδεση με %s

Αρέσει σε %d bloggers: