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数学
wanwan(42055)
发表于2021年12月10日 20时47分 星期五
来自炼金术战争:解放
在 3 月发表的一篇近 400 页的论文中,哥伦比亚大学的数学家 Mohammed Abouzaid 和 Andrew Blumberg 大幅拓展了几何学近几十年以来最大的进步之一。他们所做的工作与 Vladimir Arnold 在 1960 年代提出的一个著名的猜想有关。Arnold 当时研究经典力学,他想知道行星的轨道何时能稳定,在一段时间之后恢复到初始状态。

Arnold 的工作涉及物理系统如弹跳台球或绕轨道运行的行星可采用的所有不同配置。这些配置被编码在称为相空间的几何对象中,在被称为辛几何的数学领域具有重要作用。Arnold 预测,特定类型的每个相空间都包含最少量的配置,在这些配置中,它所描述的系统返回到它开始的地方。这就像台球会占据与先前相同的位置和速度。他预计这个最小数量至少等于整个相空间中孔的数量,它可以采取球体(没有孔)或者甜甜圈(有一个孔)等物体的形式。Arnold 猜想将两种完全不同的形状思考方式联系起来。它表明就其柔软的拓扑特性(它有多少个孔)而言,数学家可以获得关于物体在给定形状下的运动信息(反映在有多少配置让物体返回到它开始的地方)。斯坦福大学的 Ciprian Manolescu 表示:“通常来说,辛比纯拓扑更难。因此能从拓扑信息中分辨出辛是关键。”

Arnold 猜想的第一个重大进展出现在 1980 年代,当时名叫 Andreas Floer 的年轻数学家开发了一种全新的孔洞计算方法。Floer 的理论很快就成了辛几何的核心工具之一。然而即使数学家使用了 Floer 的想法,他们还是认为按照 Floer 开辟的新视角,应该有可能超越理论本身发展出其他的理论。Abouzaid 和 Blumberg 做到了。在 3 月份的论文中,他们根据 Floer 开创的孔洞计算技术重新构建了另一个重要的拓扑理论。他们用这种新的理论来证明 Arnold 猜想的一个版本,呼应了 Floer 的工作。早期的概念验证结果让科学家期待他们终将发现 Abouzaid 和 Blumberg 的想法的更多用途。
科学
wanwan(42055)
发表于2021年12月10日 19时08分 星期五
来自海底两万里
西方的蜜蜂在世界上大部分地区用于作物授粉和蜂蜜生产,在截然不同的环境中生存能力非凡——从热带雨林到干旱环境,再到冬季寒冷的温带地区。它土生土长在非洲、欧洲和亚洲,最近被认为起源于非洲。研究小组对来自蜜蜂原生地的 18 个亚种的 251 个基因组进行了测序,并利用这些数据重构蜜蜂的起源和分布模式。研究小组发现,基因数据强烈支持亚洲起源——很可能是西亚。通讯作者、约克大学理学院的 Amro Zayed 教授表示:“作为世界上最重要的传粉媒介之一,了解西方蜜蜂的起源以了解其进化、遗传以及它在扩散时如何适应环境至关重要。”研究还发现,蜜蜂基因组有几个“热点”帮助蜜蜂适应新的地理区域。虽然蜜蜂基因组有超过 12,000 个基因,但其中只有 145 个具有与今天发现的所有主要蜜蜂谱系相关的重复适应特征。
医学
1
wanwan(42055)
发表于2021年12月10日 19时03分 星期五
来自寻找时间的人
瑞士合法化“自杀舱”——一种 3D 打印的舱体,允许使用者在自己选择的地方安乐死。该国的医学审查委员会本周宣布将 Sarco 自杀舱合法化。用户可从内部操作。自杀舱的开发者 Philip Nitschke 博士也是安乐死支持组织 Exit International 的创始人,他对 SwissInfo.ch 表示,这些机器可以被“拖到任何地方实施安乐死”,自杀舱的最大特点是可被送到“田园诗般的户外环境”中。目前瑞士的安乐死意味着吞下一个装有受控混合物的胶囊,让人在死亡之前陷入深度昏迷。但是Sarco(石棺的缩写)自杀舱让人们可以在舱内通过快速降低内部氧气水平控制自己的死亡。打算结束自己生命的人需要回答一组预先录制的问题,然后按下一个按钮,让自杀舱内充满氮气。自杀舱内的氧气含量从 21% 迅速降低至 1%。人死后自杀舱可用作棺材。Nitschke 表示他的死亡方法是无痛的,人在失去知觉之前会感到有些头晕和/或愉快。他表示目前只有两个自杀舱原型机,但是正在打印第三台机器,他预计这种方法将在明年对瑞士公众开放。
科学
wanwan(42055)
发表于2021年12月10日 17时49分 星期五
来自时间回旋
如果运动员血液中的某种物质可提高不运动或者不能运动的人的脑力?人们在运动时被放大的蛋白质是否有助于避免阿尔兹海默症和其他记忆障碍的症状?一项新研究描绘了诱人的前景,研究人员将在运动轮上跑了好几英里的小鼠的血液注射到久坐的小鼠体内,发现久坐的小鼠在学习和记忆测试中表现得更好了。这项发表在《自然》期刊上的研究还发现,久坐小鼠在接受运动小鼠的血液之后,与阿尔兹海默症和其他神经系统疾病相关的脑部炎症减少了。小鼠的科研结果不一定适用于人类。

研究使用的是大约三个月大的小鼠——大致相当于人类的 25 至 30 岁。其中一些小鼠是喜欢奔跑的夜行动物,可以在笼子里自由地使用运动轮,每个晚上跑上四到六英里。另一些小鼠笼子里的跑步轮则被锁死,它们可以在笼子里跑来跑去,但不能进行长时间的有氧运动。28天后,研究人员选取了第三组小鼠,它们同样不运动,但是注射了来自奔跑鼠或者非奔跑鼠的血浆——即围绕着血细胞的液体。接受奔跑鼠血浆的小鼠在学习和记忆两项测试中的表现都优于接受非奔跑鼠血浆的小鼠。在一项测试中,研究人员测量了小鼠回到之前遭到过足底电击的笼子里会恐惧多久,接受奔跑鼠血浆的老鼠恐惧的时间延长了 25%,这表明对压力事件有更好的记忆。他表示,在另一项测试中,注射了奔跑鼠血浆的小鼠找到浸没在不透明水中的平台的速度是另一组的两倍。研究小组还发现,注射了奔跑鼠血浆的小鼠的大脑产生了几种类型的脑细胞,包括那些在海马体中产生新神经元的细胞,海马体是一个参与记忆和空间学习的区域。一项基因分析表明,大约有 1,950 个基因随着跑步小鼠血液的注入而发生变化,或多或少地被激活。激活变化最大的250个基因中的大多数都与炎症有关,它们的变化表明大脑炎症减少了。
太空
wanwan(42055)
发表于2021年12月10日 17时02分 星期五
来自爱的左边
科学家在半人马座 b 系统的轨道上发现了一颗异常大的行星,半人马座 b是一个肉眼可见的巨大双星系统。总质量大约相当于太阳的 10 倍,是已知质量最大的、拥有行星的恒星系统。最新发现发表在《自然》期刊上。新发现的被称为“b Cen (AB)b”的行星可能是气态巨行星,质量超过木星的 10 倍,是有史以来发现的最大行星之一。半人马座b双星系统距离地球 325 光,这颗行星距离其宿主恒星 520 亿英里,是迄今为止探测到的最远的轨道之一。相比之下,冥王星围绕太阳运转的距离大约是 33 亿英里。这是一个难以置信的距离。到目前为止,还没有在质量超过太阳三倍的恒星系统周围的轨道上发现过行星。天文学家以前认为在此类系统周围不会形成行星,因此它迫使人们重新思考行星结构的可能性以及行星形成的条件。

在这个恒星系统中存在一颗行星确实令人惊讶。年轻的恒星周围围绕着原行星盘,行星最终从中出现。然而由于大量的紫外线和X射线辐射,像半人马座b 之类炽热的恒星系统本应该不利于行星的形成。论文第一作者、斯德哥尔摩大学的天文学家 Markus Janson 表示,高能辐射“往往会在短时间内摧毁原行星盘”,“人们认为这会让原行星盘在消失之前没有足够时间形成行星。” 然而它就在那里——一个围绕着半人马座b系统的成熟行星。可以清晰观察到,该恒星系统与其行星之间的质量比非常接近于太阳和木星的质量比。但是相似之处到此为止,因为半人马座b要巨大得多,这颗行星的质量是木星的10倍,轨道要远 100 倍。

Janson 表示,从天体生物学的角度来看,半人马座b“可能是银河系中最不适宜生命生存的地方之一”。这个双星系统喷射出大量的紫外线和X射线辐射,“会对所有暴露其中的表面进行消毒”,因此“这个系统中任何表面上都不太可能有生命”。尽管如此,Janson 并没有排除在地下海洋中存在生命的可能性,这与一直以来对木星的卫星木卫二或者土星的卫星土卫二上存在基本生命的猜测吻合。
科学
wanwan(42055)
发表于2021年12月10日 15时58分 星期五
来自基因突变
一项研究发现,通过食物摄入的微塑料水平会对实验室中的人体细胞造成伤害。伤害包括细胞死亡和过敏反应,研究首次表明在人类暴露相关水平上会发生这种情况。它对人体健康的影响并不确定,因为不知道在被排出体外前,微塑料会在体内停留多长时间。微塑料污染物污染了从珠穆朗玛峰顶到海洋最深处的整个地球。人们会通过食物、水以及呼吸摄入这些微小颗粒。研究分析了之前的 17 项研究,这些研究着眼于微塑料对人体细胞系的毒理学影响。科学家比较了对细胞造成损害的微塑料水平与人们通过受污染的饮用水、海鲜和食盐摄入的微塑料水平。他们发现摄入的微塑料水平造成了特定类型的伤害——细胞死亡、过敏反应和细胞壁损伤。
科学
WinterIsComing(31822)
发表于2021年12月10日 13时18分 星期五
来自试刊号
在新冠疫情期间,超重或肥胖者感染之后更容易出现重症和死亡。他们普遍有着其他健康方面的问题,但肥胖本身可能与之息息相关。研究人员现在报告新冠病毒可直接感染脂肪细胞。研究人员发现,新冠病毒会攻击脂肪细胞和身体脂肪中的某些免疫细胞。研究论文尚未经过同行评议,发表在预印本服务 biorxiv 平台上。如果其发现成立,将有助于解释为何超重或肥胖的患者更有可能发展出严重症状,且更有可能死亡。