全部分类/
学术学报/
世界科学

世界科学

2024年05期

扫码免费借阅

目录

快速导航

卷首语 | 世界需要核聚变，这只是时间问题

卷首语 | 世界需要核聚变，这只是时间问题

我们正追逐净零排放的目标，可再生能源的努力已达上限，要发展到更高阶段，需借助核聚变来完成超越想象的任务。对于核聚变领域而言，眼下这个时刻是非常有趣的——我们的重点正从证明聚变科学的有效性转向真正实现最终目标，即实现可行且实用的商业化聚变能源技术。恒星产生光和热的过程就是聚变，通过聚合氢与其他轻元素以释放巨大能量。在我看来，它就是无限清洁能源的未来，是净零碳排放事业的“圣杯”。核聚变研究
专稿 | 寻找聚变能

专稿 | 寻找聚变能

自原子时代开启以来，科学家就一直在追逐核聚变之梦。核聚变正是太阳的能量来源。世界各国对无碳能源的兴趣和投资也与日俱增。在近一个世纪里，天文学家和物理学家已经知晓了一种叫作热核聚变的过程，正是这类过程让太阳以及其他恒星连续数百万年乃至数十亿年发光。从发现热核聚变过程那一刻起，科学家就一直梦想着把这种能源带到地球上，利用它为现代世界提供动力。在气候变化日益加剧的时代，这个梦想变得愈发引人注
专稿 | 创造核聚变新纪录，向无限清洁能源迈进一大步

专稿 | 创造核聚变新纪录，向无限清洁能源迈进一大步

欧洲联合环状反应堆（JET）是位于英国牛津市附近卡勒姆核聚变中心的核聚变反应堆。2024年2月，该项目的科学家和工程师宣布，JET创造了核聚变能源纪录，让清洁、无限的未来能源离我们又近了一步。对于这个形似巨大甜甜圈的托卡马克装置，科学家仅用0.2毫克燃料就使它创纪录地维持69兆焦耳聚变能长达5秒——约等于能给1.2万个家庭供电长达5秒。太阳等恒星通过核聚变发光发热，人类则将核聚变视作解决清
专稿 | 高温超导磁体已为聚变能做好准备

专稿 | 高温超导磁体已为聚变能做好准备

2021年9月5日黎明前的几个小时，麻省理工学院（MIT）等离子体科学与聚变中心（PSFC）的实验室内，工程师们取得一项里程碑式突破：一种由高温超导材料制成的新型磁体产生强度高达20特斯拉的磁场。这是迄今为止大型磁体实现的最高磁场强度，是建造一座能产生净电力输出的聚变发电厂所需的强度，而这样的电厂将推动无限清洁电力时代到来。这场测试即刻宣布其成功结果。它满足了为新型聚变装置（称作SPARC，磁
天文学 | 土星的“死星”卫星藏着一片地下海洋

天文学 | 土星的“死星”卫星藏着一片地下海洋

这项本不太可能出现的发现有助于研究人员更好地认识冰冻卫星上埋藏的海洋，甚至有助于研究地外生命。天文学家在土星卫星弥玛斯（有时也称其为“死星”）的地壳深处发现海洋的证据。这令他们大感意外，因为那种环境下不太可能出现海洋。美国宇航局卡西尼探测器在2004—2017年间探测了土星系统，并发回了大量数据和照片。对这些珍贵资料的最新分析表明，弥玛斯绕土星运动时产生的摇摆运动——天文学家称这种现象
物理学 | 暗能量理论可能出了大问题

物理学 | 暗能量理论可能出了大问题

科学家可能发现，他们认识暗能量这种神秘宇宙力量的理论存在重大缺陷。这对宇宙的命运倒可能是个好消息。一群天文学家正在开展迄今为止对宇宙历史最大规模、最精确的调查研究。他们在2024年4月对外宣布，可能发现了当前暗物质理论中的一个重大缺陷——暗能量是一种加速宇宙膨胀的神秘力量。按照之前的主流观点，无论是现在还是过去，暗能量都是宇宙中的一股不变的力量。然而，最新的数据表明，暗能量其实也在变化
生命科学 | 怀孕对母亲“年龄”的影响

生命科学 | 怀孕对母亲“年龄”的影响

胎儿的生长会对母体产生深远影响，使各个器官发生显著代谢变化，并可能导致严重并发症，例如高血压和先兆子痫。那么，怀孕有可能缩短母亲的寿命吗？根据一项2024年3月22日发表于《细胞-代谢》（Cell Metabolism）杂志的研究结果，上述风险确实存在。论文作者报告称，怀孕的压力可能导致一个人的生物年龄增加多至2岁，不过此现象有望在产后几个月内自行逆转。在某些情况下，进入母乳喂养阶段的母亲可能
生命科学 | 生理期或可重塑大脑

生命科学 | 生理期或可重塑大脑

大脑某些区域的体积或厚度会随每月生理期扩大，不过这尚未揭示其与情绪波动的关联性。大学刚毕业的埃尔玛 · 贾丝敏（Elma Jashim）正期待着秋季入学医学院，但她也害怕每个月由生理期带来的情绪过山车体验以及这可能对繁忙的学业日常带来的严重破坏。贾丝敏形容：“在生理期开始前的两三天里，我的大概感受是，既不是那么的情绪化，也不是特别的悲伤，但也不是特别的高兴。”当生理期开始，这样的情绪平台期
医学与健康 | 猪肾移植患者出院

医学与健康 | 猪肾移植患者出院

2024年3月，一名62岁的非洲裔美国男性理查德 · 斯莱曼（Richard Slayman）于波士顿麻省总医院接受异种肾脏移植，供体来自eGenesis公司的基因工程猪。这是全球首例转基因猪肾移植手术。4月3日，也就是手术结束两周后，状态良好的患者出院。科学家表示，此次移植及其令人鼓舞的结果是医学领域的一个美妙时刻，可能预示着跨物种器官移植时代即将到来。此前两例转基因猪器官移植均告失败：两名
生态与环境 | 核能在净零世界中的作用

生态与环境 | 核能在净零世界中的作用

在能源不断摆脱化石燃料的过程中，核能是不是扮演了一个不可或缺的角色？在相关争议愈演愈烈的同时，新技术和体积更小的反应堆或许会打破这种平衡。在超安全核能公司发布的一段动画模拟了海啸摧毁核电站并切断未来城市电力供应的场景。接下去会发生什么？也没什么：核反应堆会安静地自行关闭。这段令人颇感安慰的视频说：“它就在那儿，慢慢地冷却，最后没有任何工作的部分，也没有任何液体，没有任何指令、操作。那个时候
计算科学 | 量子计算的最佳量子比特可能就是原子

计算科学 | 量子计算的最佳量子比特可能就是原子

在为量子计算机寻找最具可扩展性的硬件的过程中，由单个原子构成的量子比特正在迎来突破性的时刻。 2023年年底，科技巨头IBM宣布了一个听起来像是量子计算领域里程碑事件的消息：他们推出了有史以来第一款拥有1000多个量子比特（qubits，又称量子位）的芯片，名为“秃鹰”。考虑到仅仅在两年前，该公司才刚推出首款拥有100多个量子比特的芯片“鹰”，这似乎表明该领域正在飞速发展。要制造出能解决今天
走近科学 | 变废为宝，打造“自运行环保厕所”

走近科学 | 变废为宝，打造“自运行环保厕所”

本文围绕2022年上海市技术发明奖二等奖项目“资源循环型生态厕所构建及其低碳自持运行关键技术研发与应用”展开，该奖项由上海理工大学刘洪波教授领衔的团队获得。新陈代谢是所有生物的基本特征，生物吸收营养，排出废物。如厕是人类社会的日常所需。印度河流域文明的考古证据显示，冲水式马桶从大约公元前3000年起便已存在。今天，各种前沿技术被应用到厕所中，出现了很多环保厕所，但在一些不发达国家和地区，卫
大家·科技前沿 | 合成生物学：扮演“造物主”

大家·科技前沿 | 合成生物学：扮演“造物主”

米开朗琪罗在梵蒂冈西斯廷教堂的天顶上创作了油画《创造亚当》，展现了西方宗教中上帝将智慧传递给了人类的场景。而对于生物学家而言，如果真有什么东西被传递了下来，那一定是遗传物质。遗传物质中几乎包含着生命的所有信息，而且所有生命形式都在使用一套编码系统，这就为科学家改造生命甚至创造生命提供了逆天利器。人类终于有机会通过合成生物学，扮演“造物主”的角色。合成生物学（Synthetic Biology）
今日启明星 | 我的梦想：从书架到货架，再从货架回书架

今日启明星 | 我的梦想：从书架到货架，再从货架回书架

许凯亮复旦大学信息科学与工程学院生物医学工程系青年研究员 2024年3月初，2020级星友许凯亮发来消息：江老师，波达脑功能超声成像仪已经下线销售，成功突破5微米分辨率，实现毛细血管成像，感谢启明星项目给予的支持。这是两年多来许凯亮带来的让人为之兴奋的消息之一。自启明星协会主办的《今日启明星通讯》2021年报道了许凯亮星友的参赛项目“超快超分辨率超声脑功能成像方法、仪器与应用”获得首届全国博
今日启明星 | 没有那根“杠杆”，如何撬动地球？

今日启明星 | 没有那根“杠杆”，如何撬动地球？

阿基米德曾说：“给我一个支点，我就能撬起整个地球！”这句话说的便是杠杆原理，正如牛顿的万有引力定律、爱因斯坦的相对论一样。其实能撬动整个地球的“支点”之力除了万有引力定律、相对论等一类改变人类对自然规律认知的理论外，还有一类来自工具、装置、工艺等创新技术和方法的进步，典型的如轮子、造纸术、指南针、火药、显微镜和内燃机等。这些工具和工艺上的进步与科学理论的建树一样，深刻地改变了世界，推动了人类文明的
科学学探索 | 战略科学家与科学学

科学学探索 | 战略科学家与科学学

随着以人工智能为代表的新一轮科技革命和产业变革的加速演进，科技成为世界战略博弈的主要战场。可以说，今后的发展，世界的竞争，需要依靠科技实力。而一段时间以来，战略科学家成为一个热点名词，不少学者对其进行了研究。战略科学家对于构建国家战略，制定国家长期科技发展规划，确保科技资源合理配置，有效合理进行产业升级，推动经济结构优化，应对发展中的复杂性和不确定性来说十分重要，能为国家提供强大的科技支撑。战略科
科技传播智见 | 科学传播的新时代挑战：交叉学科

科技传播智见 | 科学传播的新时代挑战：交叉学科

全球范围内面临的科学传播难题之一，是如何通过传播来应对与科技有关的社会争议。为了应对这类难题，科学传播研究者提出了诸多策略，比如传播科学研究中的不确定性、传播科学家对技术风险与伦理问题的考虑、通过开放科学运动来让科学研究的过程对公众更加开放和透明等等。尽管如此，科学传播领域特别容易被忽略的挑战，是这些社会争议背后涉及的交叉科学的复杂性。与历史上其他时期不同，当下科技发展呈现高度交叉融合、科学与
智库观察 | 把握时代潮流，抢占先进制造业发展高地

智库观察 | 把握时代潮流，抢占先进制造业发展高地

随着美国、德国、日本等国家纷纷出台先进制造业相关的发展规划和战略，供应链和先进制造技术在全球范围内的竞争日益激烈。在此背景下，英国为保持全球竞争力，其商业贸易部于2023年11月26日出台《先进制造业计划》，意在促进制造业回流和经济增长，刺激就业，巩固其全球投资目的地的地位，最终目标是使英国成为世界发展先进制造业的最佳之地。该计划聚焦制造业净零和数字化双重转型，从投资制造业的长期未来发展、开展国际
科学家访谈 | 斯图尔特 • 帕金谈数字时代和“超越”

科学家访谈 | 斯图尔特 • 帕金谈数字时代和“超越”

20世纪80年代末，马克斯 · 普朗克微结构物理研究所所长斯图尔特 · 帕金（Stuart Parkin）在IBM研究院工作时发明了一种高度灵敏的磁场探测器。多亏了他的自旋阀，磁盘驱动器的存储容量飙升了1000倍、10 000倍。大部分数字数据仍然依靠他的这一技术存储在磁盘驱动器上。 IBM在2002年出售了其磁盘驱动器业务。帕金说：“当时有1万人在从事这项业务，然而一夜之间就消失了。”他认为这
科学与社会 | “末日焦虑”再次来袭

科学与社会 | “末日焦虑”再次来袭

“你认为我们需要购买枪支吗？”一名学生的问题仿佛使得房间里的温度骤降了几度。当时，我正和其他几位学者、学生以及一位演讲嘉宾共进晚餐。这位演讲嘉宾刚刚发表了一个令人振奋的关于气候正义的演讲。这名学生看到大家困惑不解，继续澄清道：如果大灾难在短期内不可避免，这意味着人们很快将不得不生活在有围墙的社区里。到时，执政人员都会配枪。她只是想知道应该如何保护自己关心的人。演讲嘉宾花了一点时间消化了这些信息
读书 | 当我们谈论放弃时，我们在谈论什么

读书 | 当我们谈论放弃时，我们在谈论什么

当我们相信自己能够改变时，我们放弃；当我们相信自己不能改变时，我们放弃。人们在谈到放弃时，通常是指放弃吸烟、饮酒、吃巧克力，或是日常生活中任何享乐之事。总体而言并不是谈论放弃自杀，尽管人们想要放弃的是这些被认为是自我伤害的行为习惯。放弃某事可能有益，但讲到“某人放弃”总不是件好事——正如酒徒劝大家都来喝酒——有一种文化认同在于：人生是、也必须是值得享受的。若非如此则可能是宗教性的。简单来说
科苑 | 阿尔伯特 • 爱因斯坦世界科学奖概览

科苑 | 阿尔伯特 • 爱因斯坦世界科学奖概览

世界文化理事会（WCC）由全球六大洲124名杰出学者发起，1982年在墨西哥城成立。WCC是一个非营利性的国际间非政府组织，其宗旨是加强有效地和积极地使用知识以及促进个人、国家和政府之间的兄弟情谊；同全世界的科学、文化和社会机构建立联系。其目标是在全球推广文化、价值观和释放善意。124名WCC创始成员中并无中国学者，当时及未来的诺奖得主共计25人。2007年11月至2014年11月，1992年诺贝
微科幻 | 老兵

微科幻 | 老兵

小说中这位从战场归来的老兵在一个失业率达到77%的年代，为了混一口饭而选择从军，经过漫漫的太空旅行，到十分遥远的异星战场与外星人作战。在800年后，他回到了地球，但此时的世界已经物是人非。灰色的天空永远不会下雨，那是因为人类为了抵抗气候变暖而在大气层中释放特殊物质反射阳光（早已有科学家提出这种地球工程方案）。地球上的鸟儿全灭绝了，注视着老兵的鸽子其实是监视工具。更重要的是，人类诞生了蜂巢意识，也就
科学人物 | 阿诺 • 彭齐亚斯（1933—2024）

科学人物 | 阿诺 • 彭齐亚斯（1933—2024）

阿诺 · 彭齐亚斯是天体物理学家，宇宙微波背景辐射的发现者之一，通过无线电波观测证实了宇宙大爆炸的起源。阿诺 · 彭齐亚斯（Arno Penzias）和罗伯特 · 威尔逊（Robert Wilson）的发现颠覆了人类对宇宙的认知。1964年，他们检测到来自天空的射频辉光，即我们现在所熟知的宇宙微波背景辐射。这一观测成果不仅证实了宇宙大爆炸模型，也开启了精确宇宙学的新纪元。正是凭借这一开创性贡献

过往期刊

更多

猜你喜欢

苏州工业园区教育局电子阅览室