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2024年04期

本刊是国内历史最悠久的综合性科学刊物。现定位为高级科普，主要约请领域的专家学者，面向受过一定科学训练的人群，全视野综合性地介绍现代科学技术的前沿发展，关注科学热点及其相关的最新科学观念和科学－技术－社会问题。

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专题 | 中国环境治理经验：从大气污染防治到“双碳”目标

专题 | 中国环境治理经验：从大气污染防治到“双碳”目标

工业革命以来，人类活动加剧了以变暖为主要特征的全球气候变化，特别是发达国家大量消费化石能源所产生的CO2累积排放，导致大气中以CO2为主的温室气体浓度显著增加。从累积排放量和人均累积排放量来看，率先进入工业化的发达国家对气候变化负有不可推卸的历史责任。积极应对气候问题成了环境治理、经济发展和生态保护的核心议题，引起国际社会的广泛关注。从《联合国气候变化框架公约》（1992年）确立了全球共同应对
专题 | 全球气候行动：国际合作，协同奋进

专题 | 全球气候行动：国际合作，协同奋进

气候变化对全球安全与发展构成了重大威胁。在过去2000年内，人类活动的影响使全球气候以前所未有的速度变暖，与1850—1900年工业革命时期的全球平均气温相比，当前全球地表平均气温的增温幅度已达到1.2℃[1]。在全球变暖背景下，极端天气气候事件的频发与重发已成为新常态。自2014年联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）第五次评估报告发布以来，全球已经观测到更多更强的极端天气气候事件的证据，如
专题 | 一石二鸟：“减污”和“降碳”的协同治理

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生态环境是人类社会存续和进展的基石，构建生态文明是中华民族永续发展的千年大计。我国在生态环境保护方面经历了长期的探索和实践：从生态保护思想的启蒙阶段将其纳入经济社会发展计划，到可持续发展阶段将其视为文明发展之内在要求，再到生态文明阶段将人与自然视为生命共同体。在环境友好的社会经济发展和自然资源开发方面，这些生态保护理念发挥着越来越关键的作用。特别是党的十八大以来，将生态文明建设
专题 | 绿色低碳，让城市更美好

专题 | 绿色低碳，让城市更美好

工业化以来对自然资源的过度开发和利用，导致全球生物地球化学循环（biogeochemical cycle）发生改变，人为排放的温室气体量不断增加，全球气候变暖的趋势不断发展，进而引发气候系统多层面的变化。自然生态系统和社会经济系统面临的气候风险越来越多。例如，2023年，在全球气候变化与厄尔尼诺叠加作用下，全球平均气温屡创新高，极端天气气候事件频发。这些过程对人类社会发展产生的持续的慢性压力和偶发
前沿 | 嫦娥六号任务及我国未来探月前景

前沿 | 嫦娥六号任务及我国未来探月前景

2024年6月25日14时07分，嫦娥六号返回器准确着陆于内蒙古四子王旗预定区域，为这趟历时53天的地月往返之旅画上了圆满的句号。6月28日，国家航天局在京举行探月工程嫦娥六号任务月球样品交接仪式，经初步测算，此次采集到月球背面样品1935.3克。随后，月球样品运输至实验室，正式开启科研工作。嫦娥六号任务的完成，使我国成为世界上唯一一个两度着陆月球背面的国家，并实现了人类首次从月球背面采集月壤
前沿 | 探索骨类器官：微型骨骼工程

前沿 | 探索骨类器官：微型骨骼工程

快速发展的骨类器官技术为骨相关疾病研究和临床应用提供了新的模型。随着技术的不断优化和多学科的融合，其应用前景将进一步拓展。类器官及其发展历程类器官（organoids）是一种在三维培养体系中形成的微小、类器官结构的细胞团，能够模仿体内器官的结构和功能。它们具有以下显著特性：①多细胞类型：类器官由多种不同类型的细胞组成，这些细胞相互作用，形成复杂的三维结构。这种多细胞组成使类器官能够更准确地
前沿 | 微纳机器人：神经疾病治疗的新技术尝试

前沿 | 微纳机器人：神经疾病治疗的新技术尝试

中枢神经系统由脑和脊髓组成，是人体神经系统的主体部分，其主要功能是传递、储存和加工信息，产生各种心理活动，支配与控制人体的全部行为。神经系统疾病是指影响中枢神经系统或周围神经系统的一类疾病，它们可能导致神经元的异常功能，进而影响身体的正常运作。这类疾病具有多样性、复杂性和难治性的特点。常见的神经系统疾病包括神经退行性疾病，如阿尔茨海默病和帕金森病。神经系统发育障碍疾病，包括自闭症谱
论坛 | 人类与人工智能的共轭进化刍议

论坛 | 人类与人工智能的共轭进化刍议

碳基生命系统与硅基生命系统在当前的学术体系视角下，地球上的生命通常被认为是具有能量代谢功能、能回应刺激以适应环境、进行繁殖的开放系统。任何曾经出现过的，或今后将出现的生命，都可用其物质构架最基本元素对其进行相对笼统的分类：以碳为物质构架最基本元素的生命属于碳基构架的生命体系（下称碳基生命系统），而以硅为物质构架最基本元素基础的生命属于硅基构架的生命体系（下称硅基生命系统）。以人类为代表的碳
知识讲堂 | 衍射衍说

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人类依赖光认识世界，很早就掌握了一些光学规律，如直线传播（立于山顶的烽火台）、反射（铜镜）和小孔成像（《墨子》有记载）等，对光的本质的探索贯穿了科学研究的整个历程。人类对光的认知历程据传，以《几何原本》著称的古希腊学者欧几里得还有一本几何光学著作，讲述了光的直线传播和反射定律。托勒密的著作中也介绍了大气折射问题。10世纪末阿拉伯人哈森的《光学全书》讨论了大气和水对光的折射等
知识讲堂 | 生物相分离和无膜细胞器

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细胞是生物体结构和功能的基本单位，细胞内部每时每刻都在进行着成百上千种生物化学反应以保证生命的持续维持。为实现这些反应有序进行并受到精准严格的调控，细胞演化出细胞器结构，如生物氧化反应主要在线粒体完成。另一种策略就是反应组分之间进行有序的可逆性聚集和分散，基于“合则共赢，散则俱败”原则调控反应的启动和终止，如大家较熟悉的由大小亚基构成的核糖体。核糖体是蛋白质合成场所，无蛋白质合成时大小亚基处于分散
知识讲堂 | 玻璃加工新纪元：激光技术的革新应用

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玻璃材料具有良好的化学稳定性、热力学特性、透光性、耐腐蚀性、隔热性、绝缘性、生物相容性且表面光滑，因而被广泛应用。在日常生活中，玻璃是很受欢迎的一种建筑材料和装饰材料，高楼大厦以及交通工具都常用到。随着现代化生活水平的不断提高，玻璃开始出现在城市滨水区域人文景观中，如用于保证江河航道防洪安全的挡水建筑物（防洪墙）逐渐利用玻璃建造，通透式玻璃防洪墙与航道滨水区域的空间景观相协调，营造出适合城市居民休
科学源流 | 牛顿-莱布尼茨的微积分发明优先权之争（上）

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几年前，笔者写了一篇关于牛顿万有引力和苹果故事的文章（《牛顿的苹果——真的、假的》，以下简称《苹果》），指出牛顿受苹果下落启发而发现万有引力的故事并非虚假，而是来自牛顿本人的回忆；笔者也介绍了牛顿与胡克争端的始末，牛顿的名言“我之所以看得更远，是因为站在巨人的肩膀上”并非如某些流行说法那样是对胡克个子矮的讽刺。一位前辈对笔者说，他之前受霍金《时间简史》中对牛顿负面描述的影响，对牛顿为人的印象极差，
科学书屋 | 中国鸟类学史研究的新探索

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观鸟活动起源于西方，在西方已有悠久的历史[1]。观鸟爱好者通过鸟类绘画、制作收藏标本与记录观察笔记等形式参与到鸟类学研究中。随着博物学理念的不断深入和自然观察实践在中国的广泛开展，越来越多的民众参与到观鸟活动中来，鸟类学已然成为公民科学参与最为广泛的科学领域之一。各种鸟类图鉴与观鸟主题文学作品大量涌现，为鸟类科普带来了极大便利。相比于西方鸟类学史的颇具规模，中国鸟类学史的研究还存在很大的发展空间和
跟踪·扫描 | 量子融雪态：一种新奇的分形量子态

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[本刊讯] 上海交通大学物理与天文学院蔡子课题组基于里德堡原子阵列系统，提出了一种新的量子多体态：量子融雪态。相关工作于2024年5月17日发表在《物理学评论》（Physical Review Letters）上。凝聚态物理的研究目标是揭示物质的相与相变。以超冷原子、超导量子线路为代表的一批新型人造量子系统的出现，量子物态的探索有了新的机遇。其中，里德堡原子阵列系统由于其高度的实验可调节性，在
跟踪·扫描 | 科学家实现磁斯格明子弦的几何弯折

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[本刊讯] 上海科技大学拓扑物理实验室张石磊课题组利用极小的温度梯度实现了对磁斯格明子弦的几何弯折，为三维拓扑磁结构的调控提供了新的思路。研究基于磁有序体系在有限温度下的磁振子摩擦效应，构筑了精准的二维温度场，设计了原位中子散射实验，在经典的斯格明子体系MnSi中成功实现了三维弦的操控。研究成果于2024年6月7日发表在《自然·通讯》（Nature Communications）上。磁斯格明子
跟踪·扫描 | 蚂蚁会做截肢手术

跟踪·扫描 | 蚂蚁会做截肢手术

[本刊讯] 德国维尔茨堡大学与瑞典洛桑大学的研究团队发现佛罗里达木蚁可以为它们受伤的同伴施行有针对性的截肢手术，从而大大提高受伤蚂蚁的生存率。更令人惊奇的是，这种蚂蚁会针对伤情选择不同的治疗方法。相关成果于2024年7月 2日发表在《当代生物学》（Current Biology）上。利用微型剪刀，研究人员从蚂蚁的股骨处切断了它们的腿，并将伤口暴露在铜绿假单胞（一种常见于土壤的病
跟踪·扫描 | 胶球有望被发现

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[本刊讯] 北京正负电子对撞机北京谱仪Ⅲ合作组首次测得X（2370）粒子的量子态性质。该粒子很可能是标准模型所预言的胶球。相关成果于2024年5月2日发表在《物理评论快报》（Physical Review Letters）上。根据量子色动力学理论的预测，传递强相互作用的胶子可以彼此结合，形成稳定的无夸克束缚态粒子，即胶球。但迄今为止，尚未有实验证据能表明胶球的存在。在北京正
跟踪·扫描 | 我国学者首次实现光子的分数量子反常霍尔态

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[本刊讯] 中国科学技术大学潘建伟、陆朝阳、陈明城等利用基于自主研发的等离子体跃迁型超导高非简谐性光学谐振器阵列，实现了光子间的非线性相互作用，并构建出作用于光子的等效磁场，进而构造了人工规范场，首次实现了光子的分数量子反常霍尔态。相关成果于2024年5月3日发表在《科学》（Science）杂志上。 1981年，美籍华裔科学家崔琦等发现了分数量子霍尔效应，并于 1998年获得诺贝

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专题 | 中国环境治理经验：从大气污染防治到“双碳”目标

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专题 | 全球气候行动：国际合作，协同奋进

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专题 | 一石二鸟：“减污”和“降碳”的协同治理

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专题 | 绿色低碳，让城市更美好

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前沿 | 嫦娥六号任务及我国未来探月前景

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科学源流 | 牛顿-莱布尼茨的微积分发明优先权之争（上）

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