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世界科学

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2024年07期

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卷首语 | 露西在站满人类的长河

卷首语 | 露西在站满人类的长河

“露西”，但凡了解一点古人类学知识的人都知道这个名字。在人类进化尚未被大众普遍理解的时代，人类学家特别需要这样一个化石硬证据，来展示人类是从更原始的形态进化而来的。露西这个时候出现，保存得如此“完整”，各种形态表型符合古人类学家对人类祖先的所有想象，便毫无争议地成为“人类老祖母”。露西当然是古老的，她已经逝去了300多万年，比所有的传统人类都古老，《超体》这样的科幻电影进一步助推人类深刻记住露
专稿 | 露西的世界

专稿 | 露西的世界

古人类学家泽雷塞奈 · 阿莱姆塞吉德（Zeresenay Alemseged）已记不得“祖母”露西的首现。因为那是1974 年，当南方古猿露西化石在埃塞俄比亚哈达尔被发现时，他才5岁，住在600公里外的阿克苏姆。后来他在咖啡馆和出租车上得见露西大名，但仍对她知之甚少，直到成为埃塞俄比亚国家博物馆的地质学家——从此走上与人类祖母同行的道路。 2000年，阿莱姆塞吉德在距哈达尔10公里的迪基卡发现了
天文学 | 是时候拯救世界了

天文学 | 是时候拯救世界了

20世纪90年代初，夏威夷大学天文学家戴夫·索伦（Dave Tholen）产生了一个想法，而且自从这个想法进入他的脑海，就挥之不去了。索伦的专长是发现小行星并绘制小行星的分布图——他之前甚至在美国宇航局推动组建的早期“探测委员会”中任职。这个委员会建议索伦在天空的“对侧区”——太阳的另一面，地球在三者中间——寻找小行星，因为他们的模型表明，可以在那里发现大多数小行星。然而，索伦自有打算。他说：
物理学 | 令人困惑的奇特的电子聚集体出现

物理学 | 令人困惑的奇特的电子聚集体出现

在人类发现电子以来的127年里，电子这种粒子所受到的关注可能比其他任何粒子都多。因此，它的性质众所周知，并且被确定无疑地写在了教科书中：电子质量极小，带负电荷，可在导体中不受阻碍地游动形成电流，而在绝缘体中几乎不移动。但随着时间的推移，例外情况也在不断出现。比如，在强磁场下，电子会失去其个体性质，形成“准粒子”，就像是一群游鱼组成的集体实体。但就算是这样的特殊状态，目前也已经被很好地研究和归纳
生命科学 | 演化生物学激动人心的时刻

生命科学 | 演化生物学激动人心的时刻

有人认为，自生物演化理论提出后，该领域最重大的问题始终没有改变。这种说法有一定道理，但在过去十年左右的时间里，人们对于这些基本问题的回答，以及将相关结论应用至不同领域方面的努力，都已取得巨大进展。这些进步很大程度上得益于技术发展。更先进的技术和新的分析方法使几乎所有物种的组学数据都可生成。本文围绕领域内一些激动人心的进展展开述评。关于生物演化，一个存在已久的问题是个体如何适应环境。回答这个复杂
医学与健康 | 全球第二例猪肾移植者又摘除了猪肾

医学与健康 | 全球第二例猪肾移植者又摘除了猪肾

根据纽约大学朗格尼移植研究所的消息，2024年5月底，在移植的猪肾由于不足的血流量（这个问题与该名女患者接受过的心脏泵有关）而受到损伤后，外科医生从这名危重患者体内摘除了基因编辑过的猪肾。这位54岁的女患者名叫丽莎·皮萨诺（Lisa Pisano），在猪肾被摘除后重新开始血透。纽约大学器官移植研究所的所长罗伯特·蒙哥马利（Robert Montgomery）医生说，患者和移植的猪肾共存了47天
医学与健康 | 猪器官移植带来的启示

医学与健康 | 猪器官移植带来的启示

2024年5月11日，全球首例猪肾移植患者、62岁的非裔美国人理查德·斯莱曼（Richard Slayman）去世——距移植手术不到两个月，早于医生预期。当然，这一存活时间与首批猪心脏移植患者的一致——这两名患者均在移植约两个月后死亡。美国纽约大学的移植外科医生罗伯特·蒙哥马利（Robert Montgomery）表示，上述3名异种移植者的存活时间都相对较短，这表明这些开创性的跨物种器官移植“
计算科学 | 尖端计算机芯片如何加速人工智能革命

计算科学 | 尖端计算机芯片如何加速人工智能革命

2024年3月，12 000多名观众急切地坐进了美国加利福尼亚州圣何塞的一座体育馆。“我希望你们意识到，这不是一场音乐会。”黄仁勋开玩笑道。他是位于附近圣克拉拉的芯片制造公司英伟达（NVIDIA）的首席执行官。在接下来的半个小时里，黄仁勋向听众介绍了图形处理器（GPU）的最新讯息，GPU是其公司的标志性计算机芯片，也是过去十年里人工智能（AI）进步的关键。黄仁勋举起该公司2022年的产品，霍珀
计算科学 | 密码学家发现了量子保密的新基石

计算科学 | 密码学家发现了量子保密的新基石

让我们假设你想发送一条私密信息、进行秘密投票或是安全地签署文件。如果你在电脑上执行这些任务，就需要依靠加密来保证数据的安全。这种加密需要能够抵御密码破译者用他们自己的计算机进行的攻击，因此现代加密方法依赖于这样一种假设：哪些数学问题对计算机而言是难以解决的？但在20世纪80年代，当密码学家为这种信息安全方法奠定数学基础时，一些研究人员发现，计算难度并不是守护秘密的唯一方法。量子理论起初是为了理
人工智能 | 人形机器人开始工作

人工智能 | 人形机器人开始工作

十年前，在美国佛罗里达的美国国防部高级研究计划局（DARPA）机器人挑战赛（DRC）上，我看到当时最先进的人形机器人在受福岛核灾难启发所建的场景中奋力前行。一组经验丰富的工程师控制着每个机器人，它们头顶上的安全绳可防止其摔倒。机器人必须展现出移动、感知和操控能力——尽管费劲巴力且缓慢，但它们确实做到了。这些机器人项目显然处于研究阶段，而目光长远的DARPA正推动此领域不断发展。2005年和20
走近科学 | 血管瘤与脉管畸形“一条龙”技术如何一步步构建？

走近科学 | 血管瘤与脉管畸形“一条龙”技术如何一步步构建？

血管瘤与脉管畸形包含血管良恶性肿瘤和血管/淋巴管畸形，常见有20多类，在中国有2000多万病例：既有常见的发病率高达1%～10%的婴幼儿血管瘤，也有复杂的先天性血管/淋巴管畸形，以及可致畸、致残或致死的颅外动静脉畸形（AVM）等。这些病例分散在近20个临床学科，分布全身，由表及里，表现不一，外观看似相似，治疗手段迥异，远非任一学科和传统诊疗体系所能胜任，是医疗事故高发疾病。2016年的一本教科书描
大家·科技前沿 | 芯片上的实验室：微流控芯片

大家·科技前沿 | 芯片上的实验室：微流控芯片

众所周知，药物在上市前的临床试验过程中，按传统主要依赖动物模型完成大量的毒性、动力学及药效评价。由于动物模型存在种属差异性、伦理问题及冗长的实验周期等问题，建立一种快速、高通量、自动化以及规避种属差异的新型药物筛选平台已经成为目前全球药物研发的燃眉之急。近来，人们已经逐渐意识到了微流控器官芯片，尤其是整合多个器官的模仿人体代谢途径的微流控多器官芯片，能够补充动物实验对于医学研究的价值：从基础生物学
今日启明星 | “我就是一步一步向前走”

今日启明星 | “我就是一步一步向前走”

2020年1月，疫情突发，彼时对这类冠状病毒毒株的感染率、致死率都不甚清楚，此起彼伏的疫情信息更增加了社会不安。当时一位在病原生物学研究领域工作的副教授凭着能得到的公开数据，结合以往几次疫情防控数据，奋笔疾书，给出了他对这次新冠病毒感染性、致病性的分析及对本次疫情的预测。其主要的观点是，这个毒株如果第一时间管控得当，即传播指数R0<1，那么疫情就能得到控制，但需了解更多生物学特性及要做好防范
今日启明星 | 机体应对病毒感染的内在之力

今日启明星 | 机体应对病毒感染的内在之力

病毒感染是人类健康的长期挑战。流感病毒每年导致全球数百万人感染和数十万人死亡，而近年来的新型冠状病毒更是引发了全球大流行，造成了沉重的疾病负担和社会经济损失。病毒是微小的病原体，通过感染入侵宿主细胞并进行复制繁殖，可引发一系列急性和慢性疾病。急性病毒感染常伴随发热、咳嗽、乏力等症状，严重者可引发肺炎、败血症和脑膜炎等并发症。除急性感染外，某些病毒如乙型肝炎病毒（HBV）和人类免疫缺陷病毒（HI
科学学探索 | 关于人工智能时代科学做好科普工作

科学学探索 | 关于人工智能时代科学做好科普工作

40多年前的一个误会 1980年代初我还在读本科期间，国内人才学、情报学和科学学等“新潮学科”很热门。因为对其有点兴趣，所以见到与之相关的中英文新术语我会用卡片记录下来。在1980年5月出版的《读者文摘》（Reader’s Digest）杂志上，我看到有篇文章的标题提到Scientology，立刻联想到大概是“科学学”的一种说法。当时我已知道“科学学”译自science of science
科技传播智见 | 多措并举，助力科学家做好科普工作

科技传播智见 | 多措并举，助力科学家做好科普工作

科学家有责任做好科普工作逐渐成为一种共识，而且科学家做好科普工作有着独特的价值和意义，这既是科学家“深入落实科技创新与科学普及同等重要、承担责任感与使命感”的体现，也是“发挥示范引领价值和‘活化’科学精神与科学家精神”的体现，还是进一步推动科技资源科普化以及扭转“萨根效应”的体现。科学家是科普工作的“第一发球员”，他们作为科学知识、科学方法、科学思想和科学精神的发现者、生产者、实践者和传承者，
创新启示录 | 人工智能农场即将到来，人类应该做些什么？

创新启示录 | 人工智能农场即将到来，人类应该做些什么？

想象一下，一个长长的黑色集装箱里载满了活生生的动物。你把一些人类的食物垃圾倒进去，然后走开，剩下的就交给人工智能吧。正如此类公司的宣传语所言，由人工智能控制动物的饲养，“这样农场主就不用操心了”。里面的动物是什么并不重要。你不需要了解它们，也不需要有饲养它们的经验。如果出现问题，工程师也可以远程解决。当到了“收割”的时候，也不需要屠宰场，人工智能也可以处理这些事情。这些动物在一个真正的黑盒子里生活
科学与社会 | 阿尔茨海默病里程碑论文撤回

科学与社会 | 阿尔茨海默病里程碑论文撤回

2006年，《自然》（Nature）杂志刊发了一篇在阿尔茨海默病研究领域里程碑意义的研究论文，而该文作者近日同意撤回该论文，以此回应对图片篡改的指控。论文通信作者、明尼苏达大学双城分校神经科学家凯伦·阿什（Karen Ashe）近期在论文同行评价论坛PubPeer上发帖承认该论文包含篡改过的图片。根据博客“撤稿观察”（Retraction Watch）的统计，这项研究已被引用近 2500 次
科学史 | J粒子的发现者——高能实验物理学巨匠丁肇中（上）

科学史 | J粒子的发现者——高能实验物理学巨匠丁肇中（上）

美籍华裔高能实验物理学家丁肇中因1974年发现J粒子而分享1976年诺贝尔物理学奖，成为继李政道和杨振宁荣获1957年诺贝尔物理学奖之后的第三位华裔诺奖得主。2024年1月27日，恰逢丁肇中先生88岁诞辰，北京阳光媒体集团出品的《杨澜对话》第一期节目对话的主人公恰是丁肇中，对话内容丰富，形式活泼，饶有趣味，从当事人口述中可获取一些有价值的一手信息。借此丁肇中先生米寿华诞暨发现J粒子50周年之际，特
微科幻 | 不平静的时间之海

微科幻 | 不平静的时间之海

“教授，我已经端来你的茶水。”阿尔伯特用肩膀顶开老人书房的房门，将托盘放到几页纸上，那儿是老人书桌上唯一没有被埋在书籍之下的角落。 “不要放在那儿，阿尔伯特。我需要看那些稿纸。” “对不起，先生。”阿尔伯特没有拿走托盘，而是转而放了一只滤茶器在一个有玫瑰花蕾图案的茶杯上，然后偷偷往茶杯里扔入一粒白色小药片，再倒入茶水。药片立即溶解在茶水中。 “现在不用喝茶。”教授挥手让他离开。 “我必须坚
科学人物 | 丹尼尔 • 卡尼曼（1934—2024）

科学人物 | 丹尼尔 • 卡尼曼（1934—2024）

丹尼尔 · 卡尼曼是著名的心理学家和诺贝尔经济学奖得主，凭借对人类决策弱点的深刻见解，开创了行为经济学领域，并对社会科学领域产生了深远影响。当以色列希伯来大学教授阿莫斯 ·特维斯基（Amos Tversky）发表关于经济学思维中的理性人假设模型的演讲时，其同事、以色列裔美国心理学家丹尼尔·卡尼曼（Daniel Kahneman）对此深表怀疑。然而，正是缘于这一质疑，两人开始深入合作。自1970

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