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太空
WinterIsComing(31822)
发表于2022年05月25日 14时48分 星期三
来自探险家学院3:双螺旋
类太阳恒星近半处于双星或多星系统中,此类的星系如何影响到行星的形成?根据发表在《自然》期刊上的一项研究,行星系统在双星周围形成的方式与围绕太阳等单星形成的方式非常不同。新发现是基于智利 ALMA 望远镜对距离地球约 1000 光年的双星系统 NGC1333-IRAS2A 的观测得出的。从天文学的角度来看,这是一个相当短的距离。它形成于大约 1 万年前,是一个非常年轻的恒星系统。其中的两颗恒星相距 200 个天文单位(AU)。该双星系统被一个由气体和尘埃组成的圆盘所包围。通过观测并借助计算机模拟,研究人员发现,气体和尘埃的运动并不遵循连续的模式。在某些时间点,通常是相对较短的时间段,即每十年到一百年,运动变得非常强烈,双星系统会变得比原来亮十到一百倍,直到它恢复到正常状态。据推测,这种循环模式可以用双星的对偶性来解释。这两颗恒星相互环绕,每隔一段时间,它们的联合重力就会以某种方式影响周围的气体和尘埃盘,导致大量物质向恒星坠落。坠落的物质将引发明显加热,热度将使这颗恒星比平时亮得多。这些爆发会将气体和尘埃盘撕裂。虽然这个圆盘将再次形成,但爆发仍然可能影响后来的行星系统的结构。
医学
WinterIsComing(31822)
发表于2022年05月25日 14时16分 星期三
来自美丽新世界
研究发现,如果把每天看电视的时间缩短到一小时以内,那么逾十分之一的冠心病病例可被预防。冠心病的发作是因为脂肪物质在冠状动脉内堆积,导致流向心肌的血流降低,减少心脏血液供应。研究人员称,减少看电视的时间可以降低这种最常见心血管疾病的风险。虽然研究团队没有探究这一关联背后的原因,论文作者、香港大学助理教授 Youngwon Kim 博士称,以前的研究发现,电视观看时间过长与体内胆固醇和葡萄糖的不良水平有关联,可能导致患冠心病的风险增加。
科学
WinterIsComing(31822)
发表于2022年05月24日 23时04分 星期二
来自水刀子
邵逸夫奖基金会公布了本年度的获奖者名单。邵逸夫奖是根据已故香港影视大亨邵逸夫的遗愿设立的科学类奖项,分为天文学、生命科学与医学、数学科学三个类别,每项奖金 120 万美元。天文学奖授予了瑞典的 Lennart Lindegren 和爱尔兰的 Michael Perryman,以表彰他们一生对天体测量学的贡献,尤其是在欧洲太空总署依巴谷号及盖亚号的构想和设计中扮演的角色;生命科学与医学奖授予了美国的 Paul A Negulescu 和 Michael J Welsh,以表彰他们发现囊肿性纤维化是分子、生物化学和功能上出现缺陷所引致,以及鉴别和研发新药物去修复这些缺陷,因而能够治疗大多数患者;数学科学奖授予了普林斯顿的 Noga Alon 和牛津大学的 Ehud Hrushovski,以表彰他们对离散数学和模型论的非凡贡献,尤其是与代数几何、拓扑和计算机科学的相互影响。
电源
wanwan(42055)
发表于2022年05月24日 15时37分 星期二
来自蒲公英王朝2:风暴之墙
人类下次登陆月球时,他们打算在那里停留一段时间。对于阿尔忒弥斯计划(Artemis program),NASA 及其合作者希望在月球上建立一个驻留设施,其中包括建立一个可以让宇航员生活和工作的基地。月球基地正常运行的关键要素之一是电力供应。专门从事军事基地微电网建造研发的桑迪亚国家实验室(Sandia National Laboratories)正与 NASA 合作设计可以在月球上工作的微电网。这个月球基地被寄望成为人类探索更遥远太空(例如前往火星)的技术试验场。因此电网将不仅要保持照明和气泵运行,还要支持采矿和燃料加工设施,这些设施将共同工作,以减少地球的供应需求。当然为月球基地设计微电网与设计在地球上使用的类似装置之间存在着一些差异。值得注意的是,它需要维持宇航员的生命,而不仅仅是支持传统的日常负载。为此,能量存储和电力管理将是至关重要的。这个月球驻地将包含一个生活单元和一个采矿和加工中心,后者将生产水、氧气和火箭燃料等。因此桑迪亚的工程师正研究两个直流微电网,通过一条联络线将它们连接起来。
数学
wanwan(42055)
发表于2022年05月24日 15时34分 星期二
来自精灵王之女
如果有一百万名计算机科学家共进晚餐,他们会拿到一张巨额账单。如果其中一人特别节俭并且想检查一下账单是否正确,核查过程很简单但会很乏味:他们必须检查账单,一行又一行将所有的单项价格加起来,确保总数等于账单总额。但在 1992 年,六位计算机科学家在两篇 论文中证明可以采用一条激进的捷径。总有一种方法可重新格式化任意长度的账单,只用几个查询可以对其进行检查。更重要的是,他们发现任何计算,甚至是任何数学证明都是如此,因为两者都有自己的收据:计算机或者数学家都必须采取的步骤记录。

这种非常简洁的格式被称为概率可检查证明(PCP)。PCP 已成为理论计算机科学中最重要的工具之一。它们最近甚至进入了实际应用,例如在加密货币中被用于将大批量交易汇总成更容易验证的较小形式。在创建 PCP 之前,计算机科学家已通过类似于晚餐账单检查的解确定了一整类问题——只要你有一个解,就很容易验证。但是对于其中许多问题,先找到一个解要花费的时间似乎长得不切实际。

计算机科学家将这类难以解决但能高效验证的问题命名为 NP。它为许多我们关心的实际问题以及更抽象的问题(例如寻找数学定理的证明)提供了一个概念性的家园。求解是一步一步地求证,建立起绝对确定的数学结论——就像逐项汇总账单证明总额一样。求解可能会很难,但是一旦你有了一个解,就可以直接进行检查。这类证明就完全属于 NP 的范畴
生物技术
wanwan(42055)
发表于2022年05月24日 15时21分 星期二
来自奇迹男孩与冰霜巨人
下一代基因改造技术将不只是简单的向生物体引入实验室微调的基因,而是用实验室微调的基因靶向和移除特定的天然基因,此类技术被称为基因驱动

如果包含基因驱动的动物(亲本A)与不包含该基因驱动的动物(亲本B)交配,那么在结合了它们遗传物质形成的胚胎中,亲本A的基因驱动会立刻开始发挥作用。它会在亲本B的染色体中识别出自身的天然基因版本并加以破坏——将其从 DNA 链中切割出来。然后亲本B的染色体会修复自身——但会复制亲本A的基因驱动。因此胚胎和由此产生的后代几乎可以保证具有基因驱动,而不是只有标准转基因的 50%的几率——因为胚胎从每个亲本那里获取一半的基因。可通过基因编辑技术 Crispr 添加到基因之中创建基因驱动。这告诉它在新胚胎的另一个亲本DNA中靶向自身的自然版本。基因驱动还包含一种进行实际切割的酶。

我们希望基因驱动可用来大大减少疟蚊和其他害虫或者入侵物种的数量。Target Malaria是这方面最前沿的一个组织,它开发出了阻止蚊子产生雌性后代的基因驱动。这很重要,原因有两个——只有雌蚊子会咬人,而且没有雌性,蚊子的数量会直线下降。其核心目标是大幅减少死于疟疾的人数,据世界卫生组织称,2020 年死于疟疾的人数是 62.7 万人——一个悲伤的数字。它还可以减轻这种疾病对经济的影响。2020 年有 2.41 亿例病例,主要在非洲,据估计疟疾每年使非洲大陆经济产出损失 120 亿美元

美国生物学家、MIT 助理教授 Kevin Esvelt 是世界基因驱动开发的先驱之一。他在 2013 年首次提出这项技术。Esvelt 教授表示,这项技术是通过一种名为“菊链(daisy chain)”的方式提供的。在这种方式下,基因驱动被设计成在几代之后就不再起作用。或者每一代的传播几率都减半,直至最终停止。他表示使用这种技术可以控制并隔离基因驱动的传播。他表示:“可以在一个城镇释放带有限制的转基因生物,以改变(特定生物)的种群数量,同时将对临近城镇的影响降至最低。”
太空
wanwan(42055)
发表于2022年05月23日 16时39分 星期一
来自人猿泰山之智斗恐龙
NASA 发布了一份重磅报告,天文学家称其为哈勃太空望远镜的代表作。新研究分析了著名太空望远镜 30 年来的数据,对宇宙膨胀的速度进行了最精确的测量。大半个世纪以来,天文学家知道宇宙在膨胀,这要归功于对正在远离我们的星系的观察——它们离我们越远,运动的速度就越快。它们移动的速度相对于与地球的距离是一个被称为哈勃常数的数字,测量这个值是哈勃太空望远镜的主要任务之一。为了测量哈勃常数,天文学家研究了亮度充分已知物体的距离——按照这种方法,它看起来越暗,距离就越远。对于银河系内或者附近星系中相对较近的天体,这个角色由造父变星承担,造父变星是一类脉冲模式可预测的恒星。对于更远的距离,天文学家使用所谓的Ia型超新星——具有明确亮度峰值的宇宙爆炸。在新研究中,科学家团队收集并分析了这些天体迄今为止最全面的目录,以对哈勃常数进行最精确的测量。这是通过研究包含造父变星和Ia型超新星在内的 42 个星系来完成的,这些图像是哈勃望远镜在过去 30 年拍摄的。研究团队的首席科学家 Adam Riess 表示:“这就是打造哈勃太空望远镜的目的,用我们知道的最好的技术做这件事。”“这很可能是哈勃的代表作,因为哈勃需要再经过 30 年才能使这个样本量翻倍。”
医学
WinterIsComing(31822)
发表于2022年05月23日 16时31分 星期一
来自人猿泰山之世外帝国
猴痘是中非和西非部分地区流行的一种病毒,是一种较为温和的天花。美国 CDC 称,1958 年在用于研究而饲养的猴子中发生疫情后,人们发现了这种病毒。猴痘会产生一种皮疹,开始是扁平的红斑,然后凸起并充满脓液。感染者还会出现发烧和身体疼痛。症状通常在感染后六至13天出现,但最长可达三周。根据世界卫生组织的数据,病情可能持续二到四周,严重的病例通常发生在儿童当中。CDC 表示,猴痘“没有经过证实的安全治疗方法”,但 FDA 已经批准使用天花疫苗和抗病毒治疗来控制疫情。这种病毒可以通过体液、皮肤接触和呼吸道飞沫传播。今年的大多数病例发生在年轻男性身上,其中许多人自称是男男性行为者。
医学
WinterIsComing(31822)
发表于2022年05月22日 23时34分 星期日
来自猛兽的财富
世界卫生组织数据显示,截至 21 日,12 个非猴痘流行国家已报告 92 例猴痘确诊病例和 28 例疑似病例。世卫组织预测,全球猴痘病例可能进一步增加。猴痘主要在西非和中非地区流行,非洲大陆之外的首次猴痘疫情于 2003 年出现在美国。2018 年以来,以色列、英国、新加坡等国在来自尼日利亚的旅客中发现猴痘病毒感染者。 世卫组织指出:“现有信息显示,与有症状的病例发生密切身体接触的人群中正在发生人际传播。”一般来说,猴痘病毒的人际传播并不常见。人际传播途径包括密切接触感染者的呼吸道分泌物、皮肤损伤部位或被污染物品等,通常需要更长时间面对面才能发生呼吸道飞沫传播。此外,猴痘病毒可能经由胎盘或生产期间的密切接触发生母婴传播。人感染猴痘的初期症状包括发烧、头痛、肌肉酸痛、背痛、淋巴结肿大等,之后可发展为面部和身体大范围皮疹。多数感染者会在几周内康复,但也有感染者病情严重甚至死亡。
科学
WinterIsComing(31822)
发表于2022年05月22日 22时36分 星期日
来自寻找时间的人
5400 年前大约人类发明文字的同一时间,一颗柏树(Fitzroya cupressoides)在今天智利的沿海峡谷地带生长。它避开了火灾和砍伐,成长为一颗直径逾四米的巨人。今天它被称为 Alerce Milenario 或 Gran Abuelo,可能是至今最古老的活生物体。智利环境科学家 Jonathan Barichivich 结合计算机模型和传统树龄计算方法,估计 Alerce Milenario 的年龄或逾 5000 年。这意味着它比目前的记录保持者至少长一个世纪。很多树龄学家对 Barichivich 的结论持怀疑态度。这项研究尚未发表。但部分专家对此持开放立场。
国际空间站
WinterIsComing(31822)
发表于2022年05月21日 18时49分 星期六
来自尘埃记
波音公司为 NASA 商业载人项目研发的飞船 Starliner 于美国时间 5 月 19 日执行了第二次轨道飞行测试(Orbital Flight Test 2 或 OFT-2)。Starliner 的第一次轨道飞行测试是在 2019 年完成的,因为推进器问题未能抵达空间站。它原计划在 2021 年 8 月执行第二次试飞,但因为阀门问题而推迟到今年 5 月。周六时间 00:28 UTC Starliner 飞船抵达国际空间站,它的成功对接对波音的示范飞行具有里程碑意义。飞船将在空间站停留四天然后脱离返回地面。OFT-1 和 OFT-2 都是无人,如果此次任务取得成功,波音的下一次任务将是载人飞行测试。
太空
WinterIsComing(31822)
发表于2022年05月20日 16时04分 星期五
来自2061太空漫游
Max Ehrmann 在其著名的诗歌《Desiderata》中形容每个人都是宇宙的孩子。在字面意义上,我们确实是宇宙之子,人体含有恒星的成分。人类及地球所有生命都是以碳-12 元素为基础。而碳-12 需要恒星内部的高温和高压才能形成。碳是氢、氦和氧之后第四丰富的元素。创世大爆炸创造了氢气和氦气。恒星制造了氧气和碳。红巨星之类的古老恒星产生了大量的碳,它们无处不在。根据发表在《Nature Communications》上的一项研究,日本科学家使用超级计算机运行建模程序解释了碳-12 如何在恒星中形成
生物技术
wanwan(42055)
发表于2022年05月20日 14时54分 星期五
来自通灵师
据估算人体包含了超过 200 种细胞,它们全部来自一个受精卵。皮肤的纺锤形细胞、神经节分支的神经元、肥大的脂肪细胞,极其敏感的视杆细胞和视锥细胞——所有这些都是长期发育过程的产物,它们的物理形态发生了面目全非的改变。除了少数例外,所有这些细胞都携带着与受精卵相同的基因。每种细胞之间唯一的差异是哪些基因是活跃的。但是基因相同的细胞是如何分化出不同的身份的呢?在分子水平上发生了什么将干细胞转化为皮肤细胞,为什么它们会保持这种状态而不是变成肌肉或脂肪?研究人员一直在努力回答这些问题,这些问题与所有复杂生物的发育有关,无论是芥菜植物、蜈蚣还是蓝鲸。遗传模型的早期尝试总是缺乏生物学家在自然界中看到的重要方面——尤其是一种简单性,使它能够扩大规模以定义多种细胞命运。

现在加州理工学院一群具有物理学背景的生物学家在《科学》期刊上报告称,他们设计出了一个简单的基因网络,可以产生令人惊讶的复杂、逼真的行为。这可能代表着在理解大自然如何告诉细胞分化方面的重大进展。研究人员将少量工程基因引入细胞,并施加正确的化学信号,将细胞引导出了七种不同的稳定状态,每一种在显微镜下都可以通过不同的发光颜色进行区分。细胞表现出与分化细胞相关的关键特性;例如它们坚定地致力于成为一种细胞,但它们也会表现出对以前活动的“记忆”,这会影响它们对新环境的反应。数学模型表明,只需再增加几个基因,就有可能定义数百种细胞身份,足以形成复杂生物的组织。这一发现为实验打开了大门,更接近于理解构建我们的系统在一万年前是如何构建的。
NASA
3
wanwan(42055)
发表于2022年05月20日 14时49分 星期五
来自影子之舞
NASA 航海者1号(Voyager 1)航天器工程团队正努力解开一个谜团:星际探测器运行正常,接收并执行来自地球的指令,同时收集并发送回科学数据。但是探测器的姿态关节和控制系统(AACS)的读数不能反映飞船上实际发生的情况。AACS 控制着这艘有 45 年历史的航天器的方向。在其他的任务中,它让航海者1号的高增益天线保持精确指向地球,使其能将数据发“回家”。所有迹象都表明 AACS 仍在工作,但是它返回的遥测数据是无效的。这些数据可能看起来像是随机生成的,或者不反映 AACS 可能处于的任何状态。问题并未触发任何机载故障保护系统,保护系统旨在让航天器进入“安全模式”——只执行基本操作的状态,好让工程师有时间诊断问题。航海者1号的信号也没有减弱,这表明高增益天线仍然保持指向地球。工程团队将继续密切监视信号,他们将继续确定无效数据是直接来自 AACS 还是来自其他参与生产并发送遥测数据的系统。在更好地了解问题的性质之前,团队无法预测这是否会影响航天器收集并传输科学数据的寿命。航海者1号目前距离地球 145 亿英里(233亿公里),光走完这段距离需要 20 小时 33 分钟。这意味着向航海者1号发送消息后大约需要两天的时间才能得到回复——任务团队习惯了这种延迟。
科学
WinterIsComing(31822)
发表于2022年05月19日 19时27分 星期四
来自无敌号
大强子对撞机(LHC )ALICE 实验的研究人员首次直接观测到量子色动力学的死角效应(dead-cone effect)。研究报告发表在《自然》期刊上。粒子碰撞会产生夸克和胶子,在粒子物理中它们被称为部分子(parton)。在创造出来之后,会经历被称为部分子雨(parton shower)的连串事件,它们会以胶子的形式发射辐射失去能量,胶子也发射出胶子。雨的辐射模式依赖于发射胶子的部分子质量,在部分子飞行方向周围产生一个胶子发射被抑制的区域,这个区域叫死角。死角效应三十年前在粒子对撞机上间接观测到过,而直接观测它是极具挑战性的。
医学
WinterIsComing(31822)
发表于2022年05月19日 15时36分 星期四
来自蒲公英王朝2:风暴之墙
美国疾病控制和预防中心对英国猴痘的异常爆发表示担忧,认为那里似乎至少有一些病毒传播未被发现,并警告称疫情可能蔓延到英国境外。疾病预防控制中心高级官员 Jennifer McQuiston 在接受采访时表示:“我们确实有一定程度的担忧,这与我们通常认为的猴痘非常不同。我认为我们担心相关病毒可能会传播到英国之外。”自 5 月初以来,英国已经发现7例确诊的猴痘病例和 1 例疑似病例——鉴于人类猴痘病例并不常见,而且在西非和中非以外地区尤为罕见,这一数字可以说是异常惊人。虽然其中一个病例最近曾前往猴痘流行的尼日利亚,但其他病例似乎是在英国感染了该病毒。国内感染者中没有一个与该旅行者有任何已知联系,病例发病时间也表明他不是这些感染的源头。
科学
WinterIsComing(31822)
发表于2022年05月19日 15时01分 星期四
来自猛兽的财富
2003 年 7月,物理学家和普利策奖提名作家 Tony Rothman 博士收到了编辑的坏消息邮件。Rothman 的新书距离出版还有几周时间。书名《一切都是相对的》致敬了爱因斯坦(Albert Einstein)的相对论。Rothman 要求出版商 Wiley 在封面上放一张这位史上最著名科学家的照片。

电邮写道:“刚刚出现了一个问题。”Rothman 的编辑被警告,爱因斯坦遗产管理机构“极具侵略性和诉讼性”。除非出版商为使用爱因斯坦的形象支付高额费用,否则可能面临起诉。Rothman 很沮丧。他在邮件中回复道:“这很荒谬。”“如果遗产管理机构盯着所有使用(爱因斯坦形象)的人,他们没时间做其他事了。你确定他们甚至拥有它吗?”Rothman 的编辑不愿意去调查这些法律技术细节。这不是出版商第一次遇到继承人与他们作对了。

爱因斯坦于 1955 年去世。在最终遗嘱的第 13 条中,他承诺,在秘书 Helen Dukas 和继女 Margot Einstein 去世后,他的“手稿、版权、出版权、版税……以及所有其他著作权”将传给耶路撒冷希伯来大学,这是爱因斯坦于 1918 年参与共同创立的机构。爱因斯坦在遗嘱中没有提及在书籍、产品或广告中使用他的名字或肖像。今天这些被称为公开权,但是在爱因斯坦写遗嘱的时候,还没有此类法律概念。当希伯来大学在 1982 年接管爱因斯坦的遗产时,公开权成了一个激烈的法律战场,每年价值数百万美元。

1980 年代中期,大学开始对谁可以使用爱因斯坦的名字和肖像以及相关费用进行控制。希望获得授权的人被告知要提交申请,然后由不具名的仲裁员进行闭门评估。爱因斯坦牌尿布?不行。爱因斯坦牌计算器?可以。任何不遵守此程序或者违反该大学决定的人都可能会受到法律诉讼。爱因斯坦主题T恤、万圣节服装、咖啡豆、SUV卡车和化妆品卖家都被告上了法庭。该大学的目标范围下至街头小贩,上至可口可乐、苹果、迪士尼等跨国公司,迪士尼公司在 2005 年支付了 266 万美元,为其“小小爱因斯坦(Baby Einstein)”婴儿玩具获得了 50 年的使用授权。
科学
WinterIsComing(31822)
发表于2022年05月18日 16时27分 星期三
来自你在天堂里遇见的下一个人
根据发表在《物理评论快报》上的一篇论文,中科大等的研究人员首次实现了侧信道无关量子密钥分发(QKD)的实验验证。QKD 基于量子力学基本原理,理论上可以为远程用户提供无条件安全的密钥交换。然而,实验实现和理论之间存在很大差距。在实际QKD系统中,由于现实器件并不完美,窃听者可以利用编码维度以外的侧信道,如光子频谱、发射时间、传播方向、空间角动量等来窃取密钥,这给现实 QKD 系统留下了潜在安全性漏洞。
科学
WinterIsComing(31822)
发表于2022年05月18日 15时33分 星期三
来自图夫航行记
中科院植物研究所研究员郭柯团队在西藏察隅县考察时,在云南黄果冷杉原始森林发现我国迄今为止最高树木。经无人机吊绳多次测量,该树木高度 83.2 米、胸径 207 厘米,高度超过了此前报道的位于西藏的不丹松(76.8米)和位于中国台湾的台湾杉(81-82米),刷新了中国最高树纪录。研究人员表示,该区域之所以能够保留如此高大完好的原始森林,得益于优越的气候和地形条件,以及极少的人类活动干扰。此处的大量高大树木及所在群落和生态系统具有重要的科研价值和保护意义。
数学
wanwan(42055)
发表于2022年05月18日 15时01分 星期三
来自太空战
Leslie Lamport 的名字可能不是家喻户晓,但作为计算机科学家,他比起那些名人不遑多让:排版程序 LaTeX 以及让 Google 和亚马逊云基础设施成为可能。他对一些问题给予了更多的关注,给它们起了独特的名字,比如面包店算法和拜占庭将军问题。这绝非偶然。这位 81 岁的计算机科学家对于人们如何使用和看待软件有着不同寻常的深入思考。2013 年,他赢得了被认为是计算领域诺贝尔奖的A.M.图灵奖,以表彰他在分布式系统方面的工作,此类系统由不同网络上的多个组件相互协调实现共同目标。互联网搜索、云计算和人工智能都涉及编排强大的计算机军团协同工作。当然这种协调也会给你带来更多的问题。Lamport曾说过:“分布式系统是这样一个系统:一台你甚至不知道其存在的计算机出现故障,就可能导致你自己的计算机无法使用。”

问题的最大来源之一是“并发系统”,其中多个计算操作发生在重叠的时间片中,导致模棱两可:哪台计算机的时钟是正确的?在 1978 年的一篇开创性论文中,Lamport 借鉴狭义相对论的见解,引入了“因果关系”概念解决这个问题。两个观察者可能在事件的顺序上存在分歧,但如果一个事件导致另一个事件,这就消除了分歧。并且发送或接收消息可以在多个进程之间建立因果关系。逻辑时钟——现在也称为 Lamport 时钟——提供了一种推理并发系统的标准方法。有了这个工具,计算机科学家接下来想知道他们如何能系统地使这些联网计算机变得更大,而不会增加错误。Lamport 提出了一个优雅的解决方案:Paxos,一种允许多台计算机执行复杂任务的“共识算法”。如果没有 Paxos 及其算法家族,现代计算就不可能存在。