科研有哪些「大力出奇蹟」的例子？

01-12

有哪些重要的科研成果不需要多少天才的靈感，純粹是暴力破解做出來的？
比如之前Nature的中國科學家發現了1500種昆蟲RNA病毒。

說兩個暴力的：

1. 人類歷史上第一個真核生物的全細胞譜系繪製：Sulston的秀麗線蟲C.elegans的細胞譜系繪製, 2002年諾貝爾醫學獎

2. 魔方理論里上帝之數是20的證明

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人類歷史上第一個真核生物的全細胞譜系繪製：Sulston的秀麗線蟲C.elegans的細胞譜系繪製 [1], 2002年諾貝爾醫學獎[2]

（本人非生物專業，之前做project看了一點點而已，麻煩指正）

很多人都想過人是怎麼從一個受精卵一步步分化直至智能產生，而這一過程的的完整描述最早是在C.elegans 秀麗線蟲身上完成的。Sulston 完成了C.elegans從一個受精卵開始，一步步每個細胞分化成哪兩個細胞，直到成蟲的整個cell lineage的mapping，顯然這是個偉大的工作，而他解決的方法是

用肉眼數

看這裡：The Embryonic Cell Lineage of the Nematode Caenorhabditis elegans

"All of the embryonic lineage was followed by direct observation. " [1] 就是這麼暴力。從一個受精卵一直數到500多個細胞的成蟲，每一步分化過程都被完整記錄下來。

而且這和電腦上玩遊戲不一樣，顯微鏡下蟲子是會動的，是立體的，有背部有腹部細胞，繞身體轉；細胞是沒有顏色的，很難區分哪個細胞是哪個（實際操作中sulston利用細胞相鄰關係處理這個問題）；最可怕的是sulston論文里給的顯微鏡下蟲子照片是這樣：

這特么怎麼數出來的？？？？Sulston愣是畫出了這樣的圖（注意還是三維的，粗細線代表縱向距離）

這個絕對太暴力了，眼神好拿的諾貝爾獎，我自己拿數據畫的3d圖都能看暈。不過話說回來，要是沒有作者深厚的經驗，這樣的觀察也絕對不可能成功。

C.elegans是生物學研究常用的一種模式生物（model organism），c.elegans的基因/神經網路方面研究非常多，本人不是做這個的還是不多說了。C.elegans一個非常重要的特性是它的cell lineage有高度不變性（invariance），不管多少蟲子它什麼時刻哪個細胞要分裂成哪兩個都極其精準。（基因調控做的非常好？有沒有專業的同學來解釋一下）

References:

[1] Sulston, J., Schierenberg, E., White, J., Thomson, J. (1983). The embryonic cell lineage of the nematode Caenorhabditis elegans. Developmental Biology, 100(1), 64-119. doi:10.1016/0012-1606(83)90201-4

[2] The Nobel Prize in Physiology or Medicine for 2002 - Press Release. (n.d.). Retrieved from https://www.nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/2002/press.html

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再加一個，算自己真懂的：魔方理論里上帝之數是20的證明 [1][2]

上帝之數指三階魔方中，復原任一狀態所需的最少步數。三階魔方復原雖然不難，但狀態數的複雜程度是超過外行人理解的，三階魔方的狀態數為 43,252,003,274,489,856,000，顯然超過了暴力搜索的承受範圍。對上帝之數問題的探索如下 [1]：

解決的方法也很暴力：43,252,003,274,489,856,000種狀態被分為 2,217,093,120 個集合，每個集合 19,508,428,800 種狀態；之後利用對稱等性質集合數被縮減為 55,882,296 種；接著搞出一個0.2秒算一個集合的演算法；用google的電腦跑了幾周，用了35CPU年，完事。

類似的問題解決應該有很多吧，四色定理什麼的。

（PS. 講一個魔方理論的趣事。中學痴迷魔方理論的時候網上看到過一個帖子說，三階魔方有一個萬能公式，有幾千步，不停重複這個公式即可遍歷所有43,252,003,274,489,856,000種狀態，當時覺得我草好牛逼，可以拿來裝逼；直到大學學了群論，意識到魔方這個non-abelian群不可能是cyclic的...）

References:

[1] God"s Number is 20. (n.d.). Retrieved from http://www.cube20.org/

[2] Korf, R. E. (1997, July). Finding optimal solutions to Rubik"s cube using pattern databases. In AAAI/IAAI (pp. 700-705).

最大力的科研——手撕原子彈！

當年還是小學生的我，從一份路邊小報上看到這則新聞還是很吃驚的。

國內的通行版本：用雙手掰開原子彈的人！-搜狐

我一度懷疑這個故事是假的，大肆搜索一番之後，我現在更吃驚了！

因為這竟然是真的：

Louis Alexander Slotin (1 December 1910 – 30 May 1946) was a Canadian physicist and chemist who worked on theManhattan Project. During World War II, Slotin conducted research at Los Alamos National Laboratory. He performed experiments with uranium and plutonium cores to determine their critical mass values. On 21 May 1946, Slotin was conducting a demonstration when he accidentally initiated a fission reaction, which released a burst of hard radiation. He received a lethal dose of radiation and died of acute radiation syndrome nine days later. Slotin was the second person to die from a criticality accident, following the death of Harry Daghlian, who had been exposed to radiation by the same core that killed Slotin. Slotin was publicly hailed as a hero by the United States government for reacting quickly and preventing his accident from killing any colleagues. He was later criticized for failing to follow protocol during the experiment.

來源維基百科：Louis Slotin - Wikipedia

翻譯一下：

路易斯·亞歷山大·斯羅廷(1910年12月1日- 1946年5月30日)是一位加拿大的物理學家和化學家，在曼哈頓項目工作。在第二次世界大戰期間,斯羅廷在洛斯阿拉莫斯國家實驗室進行研究。他用鈾和鈈核進行實驗,以確定它們的臨界質量值。1946年5月21日,Slotin進行演示時,他不小心啟動了裂變反應,它釋放的輻射。他收到了致命劑量的輻射和死於急性輻射綜合症9天之後。Slotin是第二個人死於臨界事故,哈利Daghlian去世後,曾暴露於輻射的相同的核心Slotin死亡。Slotin是公開譽為英雄由美國政府反應迅速和防止事故造成任何的同事。他後來被批評未能按照協議在實驗。

我在我實驗室門口的白板上拿中文寫了一句「大力出奇蹟」

美國導師和師弟問這是啥意思。我解釋完以後表示贊。

實驗需要用激光檢測分子。

以前用總能量低的激光束怎麼也搞不定。自從換上了能量大的，實驗一下就順了。。。

我還記得我們物理老師在講課的時候，問過我們一個問題:「你們知道石墨的平面結構怎麼觀察到的嗎？」我們理所應當的保持沉默（大家應該都有這種體驗）然後他一個人很興奮的說「是科學家用透明膠一層一層粘石墨晶體，直到只剩下一層。」

哦，這樣啊。

氦化鈉的合成算一個（113Gpa)

單克隆抗體的製備啊，腫瘤細胞可以無限增殖，B細胞可以產生單一抗體，強行將腫瘤細胞和B細胞融合，最後終於發現，小鼠B細胞和人的骨髓瘤細胞可以融合產生雜交細胞，最終篩選出即能無限增殖又能產生單一抗體的雜交細胞。

大力出奇蹟融合大法好

這個還得了炸藥獎的，沒毛病

深度學習

青蒿素

那個把硫化氫壓成室溫超導的算不算～