文章提交注意事项:
请在发布文章时用HTML代码加上至少一条新闻来源的链接;原创性消息,可加入相关信息(如涉及公司的网址)的链接。有任何问题,邮件至:he.fang#zhiding.cn
注意:收到邮件乱码的用户请修改客户端的默认字体编码,从"简体中文(GB2312)"修改为"Unicode(UTF-8)"。
solidot新版网站常见问题,请点击这里查看。
Solidot 公告
投 票
热门文章
热门评论
- 使用开源并不是因为便宜 (1 points, 一般) by Craynic 在 2024年04月18日13时19分 星期四 评论到 李彦宏声称开源大模型更昂贵
- 火星的起源找着了 (1 points, 一般) by 18611782246 在 2024年04月15日21时15分 星期一 评论到 水星可能曾和地球一样大
- (1 points, 一般) by solidot1713165490 在 2024年04月15日15时19分 星期一 评论到 美国议员呼吁禁止进口中国制造的电动车
- AI 就像拼音输入法 (1 points, 一般) by jerry 在 2024年04月10日19时48分 星期三 评论到 Google 宣布辅助编程用的开放大模型 CodeGemma
- (1 points, 一般) by solidot1563266937 在 2024年03月02日08时20分 星期六 评论到 美国总统称中国联网汽车有国家安全风险
- You either die a hero (1 points, 一般) by lot 在 2024年02月29日13时34分 星期四 评论到 空气污染与严重痴呆症相关
- 只是从众 (1 points, 一般) by scottcgi 在 2024年02月27日00时40分 星期二 评论到 共情能传播,人能通过观察环境和其他人获得或失去同情心
- 有误 (1 points, 一般) by 陈少举 在 2024年02月23日10时04分 星期五 评论到 Google 暂停了 Gemini 的图像生成功能
- (1 points, 一般) by mirus 在 2024年02月22日14时34分 星期四 评论到 美国阿拉巴马州最高法院裁决冷冻胚胎是“儿童”
- 应该是137光年 (1 points, 一般) by solidot1707403802 在 2024年02月08日22时50分 星期四 评论到 NASA 在 137 亿光年外发现一颗位于宜居带的超级地球
2019 年秋天,世界开始了现代史最大规模的一场演化生物学实验。一种冠状病毒获得了在人体内而不是蝙蝠等哺乳动物(它过去的宿主)体内生活的能力。进一步的适应让它能高效地从一个人传播到另一个人——甚至在身体的防御开始对抗它之前。演化的棋局没有就此停止,我们已用了一系列希腊字母命名 SARS-CoV-2 的各种变体,这就是明证。
世界各地的研究人员试图更详细地了解该病毒的演化过程,特别是 SARS-CoV-2 的突变如何改变其在人类之间传播的能力。加州大学圣地亚哥分校的演化生物学家 Justin Meyer 表示:“今天适应良好的病毒明天可能会因为宿主产生抵抗力而适应不良,然后它必须找到新方法感染宿主。这推动了创新,产生出新的变化。” 尽管不断变化的疫情造成的人员伤亡很残酷,但是观察病毒在全球范围内传播过程中演化状况的大量科学数据非常有意义。牛津大学大数据研究所的统计遗传学家 Luca Ferretti 表示:“COVID 为我们提供了最漂亮的演化实例。”
永远不可能准确预测病毒下一步的“动作”,但世界各地的病毒学家一直在探索 SARS-CoV-2 哪些部分最容易演化,哪些关键蛋白质元素不能改变否则就会影响其生存。这些信息可以为更好、更持久的疫苗指明道路。其他研究还突出强调了病毒的演化方式,它可以通过这些方式对治疗一些 COVID-19 重症患者的单克隆抗体疗法产生抗性。这项工作还确定了突变的特定组合,如果它们在病毒群体中普及,会产生传播迅速又善于逃避我们免疫防御的变体,开启疫情的新阶段。
科学家能根据一个世纪前提出的概念——适应度(或适应性)景观——用现代的技术得到这些发现。他们可以使用适应度景观量化病毒基因组变化与其复制并感染新宿主的能力之间的关系。代表这种关系的地形图可以帮助重建这种病毒的历史,并至少有可能预测它的未来。
世界各地的研究人员试图更详细地了解该病毒的演化过程,特别是 SARS-CoV-2 的突变如何改变其在人类之间传播的能力。加州大学圣地亚哥分校的演化生物学家 Justin Meyer 表示:“今天适应良好的病毒明天可能会因为宿主产生抵抗力而适应不良,然后它必须找到新方法感染宿主。这推动了创新,产生出新的变化。” 尽管不断变化的疫情造成的人员伤亡很残酷,但是观察病毒在全球范围内传播过程中演化状况的大量科学数据非常有意义。牛津大学大数据研究所的统计遗传学家 Luca Ferretti 表示:“COVID 为我们提供了最漂亮的演化实例。”
永远不可能准确预测病毒下一步的“动作”,但世界各地的病毒学家一直在探索 SARS-CoV-2 哪些部分最容易演化,哪些关键蛋白质元素不能改变否则就会影响其生存。这些信息可以为更好、更持久的疫苗指明道路。其他研究还突出强调了病毒的演化方式,它可以通过这些方式对治疗一些 COVID-19 重症患者的单克隆抗体疗法产生抗性。这项工作还确定了突变的特定组合,如果它们在病毒群体中普及,会产生传播迅速又善于逃避我们免疫防御的变体,开启疫情的新阶段。
科学家能根据一个世纪前提出的概念——适应度(或适应性)景观——用现代的技术得到这些发现。他们可以使用适应度景观量化病毒基因组变化与其复制并感染新宿主的能力之间的关系。代表这种关系的地形图可以帮助重建这种病毒的历史,并至少有可能预测它的未来。
Kevin 写道 "两位以色列研究人员称,自艾萨克・牛顿时代以来一直困扰科学界的一个物理问题即将被解决。他们采用一种名为“醉汉走路”(drunkard‘s walk)的随机游走模式,计算了三个巨大天体之间在万有引力作用下的运动规律,即所谓的“三体问题”。
对物理学家而言,预测两个大质量天体 —— 比如一对恒星 —— 的运动是十分简单的;但如果加入第三个天体,问题就变得非常棘手。这是因为,当两个大质量天体相互靠近时,引力对它们路径的影响可以用一个简单的数学公式来描述,而加入第三个天体后,它们之间的相互作用就会变得异常混乱。这三个天体的行为不再遵循由数学公式定义的可预测路径,而是对科学家所说的“初始条件”—— 即它们之前的速度和位置 —— 非常敏感。这些初始条件的任何微小变化都会极大地改变它们未来的行为,而由于我们对这些条件的了解总是存在一些不确定性,因此不可能准确预测出它们在未来的最终状态。在一种情况下,两个天体可能会紧密地围绕对方运行,而第三个天体则被抛入一个较宽的轨道;在另一种情况下,第三个天体可能会被另外两个天体甩出去,永远不再返回。科学家认为,对三体问题精确求解是不可能的,即无法预测所有三体问题的数学情景,目前只有几种特殊情况得到了研究。
在近期发表在《物理评论 X》(Physical Review X)杂志上的一篇论文中,研究人员另辟蹊径,试图利用这种令人沮丧的不可预测性来解决三体问题。三体问题非常、非常敏感地依赖于初始条件,这本质上意味着其结果基本是随机的,但这并不意味着不能计算每种结果的概率。
研究人员借助了一个特殊的随机游走理论,即所谓的“醉汉走路”。该理论是这样的:一个醉汉朝任意方向走,向右走一步和向左走一步的概率是一样的;如果知道这些概率,你就可以计算出醉汉在某个时间点出现在任何给定地点的可能性。
因此,在这项新研究中,研究人员分析了这样一类三体系统,其中第三个天体不断靠近轨道上的一对天体。在求解中,每个醉汉的“步数”对应的是第三个天体相对于另外两个的速度。研究人员可以计算出第三个天体以每一种可能速度运动的概率,然后可以把所有这些步数与概率组合起来,找到从现在起很长一段时间内三体系统所发生事件(比如第三个天体是会永远被抛出去,还是再返回)的最终概率。
不过,研究者的答案远不止于此。在大多数三体问题的模拟中,科学家将三个天体视为所谓的理想粒子,即质点,不存在内部性质。但是,现实中恒星和行星的相互作用方式更为复杂,想想月球引力对地球潮汐的影响就知道了。这些潮汐力会从两个天体之间的相互作用中窃取一部分能量,从而改变了每个天体的运动方式。
新研究中的解法计算了三个天体相互作用中“每一步”的概率,可以将这些额外的力考虑在内,从而更精确地计算出最终状态。对于三体问题,这是向前迈出的一大步,但这肯定不是终点。现在,研究人员希望弄清楚当三个天体处于特殊构型,比如都处在同一个平面上时会发生什么。另一个挑战是了解能否将这些计算方法推广到四个天体的问题上。"
对物理学家而言,预测两个大质量天体 —— 比如一对恒星 —— 的运动是十分简单的;但如果加入第三个天体,问题就变得非常棘手。这是因为,当两个大质量天体相互靠近时,引力对它们路径的影响可以用一个简单的数学公式来描述,而加入第三个天体后,它们之间的相互作用就会变得异常混乱。这三个天体的行为不再遵循由数学公式定义的可预测路径,而是对科学家所说的“初始条件”—— 即它们之前的速度和位置 —— 非常敏感。这些初始条件的任何微小变化都会极大地改变它们未来的行为,而由于我们对这些条件的了解总是存在一些不确定性,因此不可能准确预测出它们在未来的最终状态。在一种情况下,两个天体可能会紧密地围绕对方运行,而第三个天体则被抛入一个较宽的轨道;在另一种情况下,第三个天体可能会被另外两个天体甩出去,永远不再返回。科学家认为,对三体问题精确求解是不可能的,即无法预测所有三体问题的数学情景,目前只有几种特殊情况得到了研究。
在近期发表在《物理评论 X》(Physical Review X)杂志上的一篇论文中,研究人员另辟蹊径,试图利用这种令人沮丧的不可预测性来解决三体问题。三体问题非常、非常敏感地依赖于初始条件,这本质上意味着其结果基本是随机的,但这并不意味着不能计算每种结果的概率。
研究人员借助了一个特殊的随机游走理论,即所谓的“醉汉走路”。该理论是这样的:一个醉汉朝任意方向走,向右走一步和向左走一步的概率是一样的;如果知道这些概率,你就可以计算出醉汉在某个时间点出现在任何给定地点的可能性。
因此,在这项新研究中,研究人员分析了这样一类三体系统,其中第三个天体不断靠近轨道上的一对天体。在求解中,每个醉汉的“步数”对应的是第三个天体相对于另外两个的速度。研究人员可以计算出第三个天体以每一种可能速度运动的概率,然后可以把所有这些步数与概率组合起来,找到从现在起很长一段时间内三体系统所发生事件(比如第三个天体是会永远被抛出去,还是再返回)的最终概率。
不过,研究者的答案远不止于此。在大多数三体问题的模拟中,科学家将三个天体视为所谓的理想粒子,即质点,不存在内部性质。但是,现实中恒星和行星的相互作用方式更为复杂,想想月球引力对地球潮汐的影响就知道了。这些潮汐力会从两个天体之间的相互作用中窃取一部分能量,从而改变了每个天体的运动方式。
新研究中的解法计算了三个天体相互作用中“每一步”的概率,可以将这些额外的力考虑在内,从而更精确地计算出最终状态。对于三体问题,这是向前迈出的一大步,但这肯定不是终点。现在,研究人员希望弄清楚当三个天体处于特殊构型,比如都处在同一个平面上时会发生什么。另一个挑战是了解能否将这些计算方法推广到四个天体的问题上。"