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2019年10月30日 11:40

Nature:现代人类祖先的家园在哪里?

Nature:现代人类祖先的家园在哪里?
《自然》最新发表的一项研究表明,根据分子生物学证据推测,在非洲博茨瓦纳北部赞比西河南岸,有现代人类祖先的家园。
 
编译 | 小破
 
人类从何而来?我们的直系祖先是谁?这个问题已经困扰了我们数千年,并在最近30多年成为学术界的热门课题和争论的焦点。过去,研究人员主要依赖考古学和古生物学的证据去理解现代人类;随着分子生物学及古DNA技术的发展,研究人员可以对现代人以及古人基因组数据进行研究。
 
现代智人具有某些骨骼特征,有些也可以在化石残骸中找到。在古人类学界,有个更学术的名称“解剖学意义上的现代人”,意思是智人......
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2019年10月30日 11:20

在量子计算机到来之前 请准备好抗量子破解的密码学

在量子计算机到来之前 请准备好抗量子破解的密码学
如果量子计算在未来取得突破性进展,一直守护着互联网的安全系统将变得岌岌可危。世界从此会变成怎样?第一个研发出实用量子计算机的政府或机构将会得到整个世界的秘密吗?事情并没有想象中那么糟糕。事实上,即便有了量子计算机,许多经典的保密算法仍将是有效的,更何况量子保密技术也在蓬勃发展。不过,由于密码系统更迭需要很长的时间,所以尽管看上去为时尚早,美国国家标准与技术局(NIST)却已经从学术界和工业界征集研究人员,希望在2022年之前准备好抗量子破解的密码学(quantum-resistant cryptography)。
 
撰文 | Jeremy Hsu
翻译 | 无邪(量子计算领域研究人员)
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2019年10月29日 09:43

隐形眼镜党注意了:这些微生物很危险!

隐形眼镜党注意了:这些微生物很危险!
我们的眼角膜非常脆弱,而隐形眼镜离眼角膜太近,所以很难避免其对眼睛造成的伤害。戴隐形眼镜的人眼睛感染的风险更高,持续戴隐形眼镜(白天、晚上或者游泳洗澡)更是会增加这种风险。
 
撰文 | 祝叶华
 
戴隐形眼镜游泳和洗澡绝对不是一个好习惯,时间久了,很有可能会导致视力下降。这个警告来自《新英格兰医学杂志》(New England Journal of Medicine)近期发表的一篇病例报告。报告中描述了一名女子戴着隐形眼镜游泳后患上棘阿米巴性角膜炎的故事。
 
大多数人认为,如果小心佩戴隐形眼镜,就不会发生任何事情。但实际上我们的眼角膜非常脆弱,而......
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2019年10月28日 11:15

欲学相对论需要哪些物理数学的预备知识?

一个作者最不道德的地方是,抄录许多自己也不懂的(其实不懂不丢人)东西却予读者以他很懂的样子,这让读者产生很强的挫折感——读者会觉得连那个作者都不如,真的是没脸活了。各种量子力学教科书中对氢原子薛定谔方程解的介绍,就反映作者的道德水平。
 
撰文 | 曹则贤(中国科学院物理研究所研究员)
 
相对性首先是一个原则,一句话就可以说清楚。恰恰因为相对性是个原则,相对论涵盖的物理对象是笼统的、广泛的,进而它对数学的需求也是广泛的。虽然相对论和量子力学并称现代物理两大支柱,其实相对论的层面要高于量子力学,故有相对论量子力学而没有量子相对论。相对......
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2019年10月27日 08:02

女性更难获得加拿大联邦科研经费 | 一周科技速览

女性更难获得加拿大联邦科研经费 | 一周科技速览
编辑 | 杨凌、董唯元、韩若冰、周立新、陈航
 
量子纠缠网呈现新型非定域关联
 
如果系统的量子态 不能分离为直积形式的话,A和B就处于纠缠态。即使A和B相隔万里,其中一个态发生塌缩时另一个也立即塌缩,而且A和B并不是像事先装进两黑盒子的一副手套那种的“预先确定状态”,而是在塌缩之前一直保持各种可能性的“叠加态”。
 
爱因斯坦曾嗤之为“幽灵般的超距作用”,然而现代研究不仅证实了这种非定域强关联关系的存在,而且更加明确的认识到纠缠关系是极为普遍的存在。现实中几乎不可能制备出独立于任何纠缠关系的纯......
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2019年10月26日 11:30

体罚和冷暴力,是在诅咒孩子的未来

体罚和冷暴力,是在诅咒孩子的未来
“孩子的弱点在于他是以一张白纸开始的。他既不理解也不怀疑他所生活的社会,由于他的轻信,别人可以影响他,使他充满自卑感,使他害怕违反不可知的可怕的准则。”
——乔治·奥威尔《如此欢乐童年》
 
撰文 | 菜菜
 
“棍棒底下出孝子,黄荆条下出好人”,这种传统观点不仅在古老的东方广为流传,在西方也曾经是很流行的。我记得《汤姆·索亚历险记》里的淘气孩子汤姆就被姨妈打过屁股来着,也听朋友说过他自己二十多年前在英国的寄宿学校被体罚、受罚的学生们排着队被老师用教鞭抽……这种让我倒抽冷气的事情。......
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2019年10月26日 08:02

被“遗忘”的太空人成了“最后一位苏联公民”

被“遗忘”的太空人成了“最后一位苏联公民”
当宇航员克里卡廖夫正在进行自己的第二次太空之旅时,苏联解体,他被“遗忘”在太空,成为了“最后的苏联公民”。然而,尽管世事变化,回到地球的他仍然投身于自己热爱的航天事业。
 
撰文 | 宁馨儿
 
10月11日,俄罗斯宇航局发布声明,太空行走第一人阿列克谢·列昂诺夫(Alexei Leonov)在莫斯科去世,享年85岁。列昂诺夫是太空时代最早的宇航员之一,曾两次获得苏联英雄的称号。
 
 
1965年3月18日的第一次太空行走可谓“有惊无险”,当时列昂诺夫发现因宇航服膨胀无法返回舱内,在......
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2019年10月24日 10:57

进口质量也难说:扒一扒美国保健品产业的“猫腻”

进口质量也难说:扒一扒美国保健品产业的“猫腻”
在《是时候打破复合维生素的神话了》一文中,我们谈到了复合维生素的质量无法保证,产品中可能并不完全含有说明中标注的元素,也可能含有对人体有害的污染物。怎样寻找靠谱的保健品?本文提供了一些方法供大家参考。
 
撰文 | 史隽
 
随着生活水平的提高,“养生”成了国人的日常话题。除了过去的老法子,服用各类保健品已成为许多中国人——尤其是老年人——的不二之选。一项研究表明,到2023年,中国营养补充剂市场预计将达到400亿美元,将取代美国成为世界上最大的营养补充剂市场。中国市场上的保健品琳琅满目,有国产的也有进口的......
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2019年10月23日 10:50

IBM驳斥谷歌,量子霸权vs.量子优势,量子计算离我们还有多远?

IBM驳斥谷歌,量子霸权vs.量子优势,量子计算离我们还有多远?
Google 提“量子霸权”,IBM 提“量子优势”,这两种提法说的是一个意思吗?量子优势与量子霸权相比,到底哪个更激进?它们将如何影响科技界、工业界和我们的未来?今天的文章就是关于量子霸权与量子优势的一篇专业又有趣的科普。
 
撰文 | 无邪(量子计算领域研究人员)
 
两个大佬级的科技公司正在全力推进量子计算机的研发,Google提“量子霸权(quantum supremacy)”,IBM提“量子优势(quantum advantage)”,这两种提法是一个意思吗?量子霸权给人感觉就很霸道啊,是不是量子霸权就比量子优势更为激进呢?在这两个概念提出之初,笔......
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2019年10月22日 11:30

用中学生能听懂的语言讲2019诺贝尔物理奖:太阳系外行星的探索

用中学生能听懂的语言讲2019诺贝尔物理奖:太阳系外行星的探索
10月8日,诺贝尔物理学奖的一半共同授予了瑞士天文学家米歇尔·马约尔(Michel Mayor)和迪迪埃·奎洛兹(Didier Queloz),以奖励他们“发现了围绕类太阳型恒星运行的行星”。到目前为止,人类已经发现了大量系外行星,它们有类似地球的岩石行星,也有类似木星的气态巨行星,有些有大气,有些可能有液态水,还有很多与我们熟知的太阳系行星非常不同。对系外行星的探索改变了人类对我们在宇宙中所处位置的认知。
 
今天的文章是加州州立大学旧金山分校物理与天文系满威宁教授对2019年诺贝尔物理学奖科普的下篇,在上篇《用中学生能听懂的语言讲2019诺贝尔物理奖(上):宇......
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2019年10月22日 10:32

用中学生能听懂的语言讲2019诺贝尔物理奖:宇宙从哪里来,到哪里去?

用中学生能听懂的语言讲2019诺贝尔物理奖:宇宙从哪里来,到哪里去?
10月8日,诺贝尔物理学奖的一半授予James Peebles,奖励他在物理宇宙学方面的理论发现。Peebles 提出了严谨的数学模型和物理理论,描述和解释大爆炸之后宇宙的演化,这些理论模型与实验观测很好地吻合,使得宇宙学从描述性、猜测性的学科,转变为可预测、可验证的精准科学。
 
加州州立大学旧金山分校物理与天文系的满威宁教授赞叹道:包括 Peebles 在内的人类两千年科学史上那些智慧又勤奋的灵魂帮助我们在短暂的生命中看到了那么遥远的过去和未来。今天,她希望用通俗有趣又严谨的科普让更多人领略这份科学之美,了解我们的宇宙从哪里来,会到哪里去。
 
撰文 | 满威宁(加州州立......
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2019年10月21日 18:00

用中学生能看懂的语言讲2016诺贝尔物理奖:拓扑相变与拓扑相

用中学生能看懂的语言讲2016诺贝尔物理奖:拓扑相变与拓扑相
2016年10月,诺贝尔物理学奖授予 David J. Thouless、 F. Duncan M. Haldane 和 J.Michael Kosterlitz ,以表彰他们对“物质的拓扑相变和拓扑相的理论发现”。今天的文章是对这届诺奖的一个回顾。
 
撰文 | 满威宁(加州州立大学旧金山分校物理与天文系终身教授)
 
受邀写一篇希望家长看后可以用来给孩子讲解的(或中学生能勉强看懂的)关于今年诺贝尔物理学奖的介绍,这真不是一件容易的事。拓扑相变实在比细胞自噬体等要抽象复杂得多,很多人直呼“好几个号称说人话的版本还是看不懂。”那么请试试这篇,让我们一点一点来了解它。相信你看完能......
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2019年10月21日 10:52

黑洞吞噬掉的信息 宇宙还保留着吗?

黑洞吞噬掉的信息 宇宙还保留着吗?
上世纪70年代,霍金提出了著名的黑洞信息悖论,即黑洞会逐渐以霍金辐射的方式发射出粒子,直到最终蒸发殆尽,而被吞噬之物的信息会随之彻底消失。但物理学定律允许如此彻底的丢失掉这些信息吗?2016年,Andy Strominger等人提出的理论就试图解决这一悖论。他们认为,广义相对论的真空或许能提供一个记忆矩阵来保存宇宙中的这些信息,使其不会随着黑洞的灭亡而消失。
 
撰文 | George Musser
翻译 | weitmann
 
1965年,一位粒子物理学家推导出了一个关于基本粒子碰撞的公式[1]。二十年后,两位引力理论物理学家使用完全不同的技术,推导出了恒星及黑洞碰撞的公式[2]。令......
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2019年10月20日 10:00

接力黎曼的革命:他以质疑之声敲开数学新时代

接力黎曼的革命:他以质疑之声敲开数学新时代
在数学圣地哥廷根,与19世纪的其他人相比,希尔伯特或许更敏锐地嗅到了黎曼带来的一场数学巨变。黎曼意识到,探索及理解数学世界的法则和规律,比专注于公式和繁琐的计算收获更丰。黎曼在数学界发起了一场“文艺复兴运动”。到了希尔伯特那一代,这种思想成为了主旋律。1897年,希尔伯特写道:他希望奉行黎曼一贯遵循的原则,即证明的动力在于主动思考而非被动计算。在接力黎曼引领的数学革命中,希尔伯特以极具革命性的精神和洞见提出的问题对20世纪数学产生了深远影响。他就像一个数学魔笛手,笛声一起,众人往之。
 
本文选自《悠扬的素数》(人民邮电出版社,2019年9月)。该书以生......
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2019年10月19日 08:00

赠你一枚绝世珠宝 换我家族百年安好

赠你一枚绝世珠宝 换我家族百年安好
贡扎噶多彩宝石浮雕是一枚罕见的珠宝,耗时十几年才雕刻完成,珍贵异常,曾被著名画家鲁本斯描述成“所有艺术品中最珍贵的作品”。它是如何几经转手,最后通过拿破仑的妻子约瑟芬与亚历山大一世进入了冬宫博物馆,从此成为其镇馆之宝的呢?
 
撰文 | 张羿
 
1 详解贡扎噶多彩宝石浮雕
 
夏天的圣彼得堡又进入了白夜时分,大量游客从世界各地来到这里,他们必去的地方之一就是作为世界顶级综合博物馆的冬宫,这里陈列着无数的艺术珍品与文物,包括古代希腊罗马时代的陶罐与雕塑,来自拜占庭的中世纪圣像画,文艺复兴大师如......
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2019年10月18日 08:01

高数学天赋的孩子应该获得怎样的教育?

高数学天赋的孩子应该获得怎样的教育?
科学技术领域的重大问题大都离不开数学,尤其是现代数学的支持。但怎样的数学教育才能让一流的数学家和工程师不断涌现?在这篇文章中,作者认为,对于那些具有极高天赋的中学生,在他们求知欲和精力旺盛的中学时代,应该创造条件让他们学习现代数学,进入更广阔的数学世界,而非被应试教育束缚。
 
撰文 | 丁玖(南密西西比大学教授)、叶宁军(伊曼纽尔学院副教授)
 
我们所处的时代是科技发展日新月异的时代。机器学习、大数据、人工智能等术语充斥报刊杂志,令普通百姓看得眼花缭乱。其实这股热流中的一切,都与“数学”二字密切相关。可以说,没有数学的威力,一切科......
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2019年10月17日 11:05

意识研究的两难问题:明知微软小冰是聊天程序,你还是会喜欢她?

意识研究的两难问题:明知微软小冰是聊天程序,你还是会喜欢她?
脑和人工智能领域存在着许多没有定论的开放性问题(open problems)。此前,在关于欧盟人脑项目的文章中,我曾介绍过自己的观点;而后,王培老师又点评了我与IT工程师和连续创业者卡尔·施拉根霍夫之间的讨论。可以说,我与王培老师的分歧主要集中在以下三点:
 
(1)意识和脑的关系;
 
(2)意识的科学研究能做什么和不能做什么?
 
(3)是否能实现人工意识?
 
人们对开放性问题的看法都是长期形成的,各人有各自的依据,不大可能通过几篇短文的交流就消除歧见。尽管如此,真诚的争论仍然颇有裨益:反对意见提供......
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2019年10月16日 11:14

构建数学和物理基础的范畴论:用等价取代相等丨众妙之门

构建数学和物理基础的范畴论:用等价取代相等丨众妙之门
等号是数学的基石,数学中的相等(equality)似乎是最没争议的概念。但越来越多的数学家开始认为,等号是数学的原初错误,他们想要用等价(equivalence)的语言重新表述数学,不是关注描述对象的具体方式,而是将对象相互关联的各种不同方式考虑在内。这种关注等价性的数学理论就是所谓的范畴论(category theory)。
 
数学家 Jacob Lurie 先后写作了944页的《高阶范畴论》和1553页的《高阶代数》来阐述范畴论的思想,这两本程碑式著作的影响被认为堪与格罗滕迪克的代数几何革命相提并论。但新思想的提出也带来了巨大的挑战:数学界要如何吸收这些新知识?当数学被重新书写时,数学家群体要如何应对?知识的真......
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2019年10月15日 09:48

97岁化学诺奖得主每周工作50小时,错过诺奖电话因为在领另一个大奖!

97岁化学诺奖得主每周工作50小时,错过诺奖电话因为在领另一个大奖!
10月9日,美国德州大学奥斯汀分校教授John B. Goodenough 因在锂电池方面的杰出贡献与另两位科学家(纽约州立大学宾汉姆顿分校的M. Stanley Whittingham 教授和日本旭化成公司化学家 Akira Yoshino)共同获得了2019年诺贝尔化学奖。出生于1922年7月的Goodenough教授获奖时已有97岁,此摘奖高龄可谓前无古人,后也难有来者。不过,比这更为传奇的是他的人生经历。
 
他在大学时从古典文学、哲学辗转到数学专业,二战时参军收集过气象数据,30岁成为物理学博士,54岁开始研究锂电池,三年后找到了安全可用的高电压钴酸锂正极材料,75岁又发明了更为稳定廉价的磷酸铁锂正极材料,年过九旬又开始研究新型固态锂电池......
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