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2021年10月22日 12:45

通向复杂大脑的神秘数学之旅

通向复杂大脑的神秘数学之旅

用数学和物理学从本质上描述我们的大脑构造可能是一项不可能完成的任务,那么我们真的无法了解大脑吗?在神经科学方面,曾经轰动全球的“蓝脑计划”虽然至今未能复制大脑,但科学家重建了部分大鼠的模型,而数学家发现,拓扑学在了解神经元组成的网络方面,起到了神奇的作用。

撰文 Rachel Thomas

翻译 张和持

2021年6月,欧洲数学大会(ECM)在斯洛文尼亚召开。在开幕第一天的最后,Betül Ta...

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2021年10月22日 11:45

大气万千,从诺奖到辐射对流平衡模式的前世今生

大气万千,从诺奖到辐射对流平衡模式的前世今生

撰文 | 清华气象爱好者协会

审核 | 林岩銮(清华大学地球系统科学系教授)

听说今年的诺贝尔物理学奖“不太物理”?

10 月 5 日,2021 年诺贝尔物理学奖正式揭晓,其中一半授予两位气候学家真锅淑郎(Syukuro Manabe)和克劳斯·哈塞尔曼(Klaus Hasselmann),以表彰他们“对地球气候的物理建模、量化可变性并对全球变暖进行可靠预测”。

这一颁奖结果在各大社交平台引发了一场小型风...

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2021年10月21日 09:30

阳澄湖大闸蟹真假难辨,地质学家有妙招儿

阳澄湖大闸蟹真假难辨,地质学家有妙招儿 撰文 | 毒董地质   “秋风起,吃蟹忙”!又又又双叒叕快到一年一度狂吃大闸蟹的日子了!每年中秋/国庆前后,全国都会涌起吃蟹的热情,然后一窝蜂在这个时间段里购买。   大闸蟹学名中华绒螯蟹,是中国的传统美食,深受大家喜爱,不同产地的蟹产品价格相差巨大。优质的中华绒螯蟹种类很多,其中最为人们所熟知当属阳澄湖大闸蟹。由于阳澄湖大闸蟹名气大、需求旺,人人都希望能买到货真价实的阳澄湖大闸蟹,但是即便阳澄湖的...
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2021年10月21日 08:00

文小刚:月新年异的量子拓扑物态

以量子霍尔效应和高温超导的发现为契机,又受到量子信息科学起飞的影响,凝聚态物理有了轰轰烈烈的发展。特别沿着量子拓扑物态这一主线,使我们对物质的形态,及其演生出的新的物理性质和物理规律有了更深刻的理解。这些新的物理性质可以用来建造各种新器件,如实现拓扑量子计算的器件。发现的新的物理规律,甚至包括了描写基本粒子的规律。这好像暗示着,我们周围的真空就是一个由众多量子比特所形成的量子拓扑物态,而基本粒子是...
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2021年10月20日 09:30

刘钝:情随境变,字逐情生——读杨振宁先生散文有感

撰文 | 刘钝   杨振宁先生是当代最伟大的科学家之一,这一点无论何时何地都是没有争议的;但是知道他能写一手漂亮中文文章的人,可能就没有知道他是诺贝尔奖得主的人多了。对于杨先生的语言艺术,无法体会中文奥妙的外国友人不须说,就是某些下笔不知所云的国人也难得其中三味。若干年前,我在读毕杨先生那篇美文后曾掩卷长叹:“那篇《邓稼先》,因为被收入初中语文课本而拥有比杨先生其他文章更多的读者。就此一点而言,他足...
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2021年10月19日 10:00

制作可乐冰沙的原理,能让“超冷冻”的心脏复跳?

制作可乐冰沙的原理,能让“超冷冻”的心脏复跳? 长久以来,心脏保存是个难题,零度以上保存时效太短,零度以下人体组织又会被冰晶破坏。科学家一直试图破解这个两难的局面。而现在,他们找到了一条出路。   撰文 | 栗子 等容过冷用的容器示意图丨来源:Anthony Consiglio, UC Berkeley   心脏一旦脱离人体,通常保存不了多久。利用现有的冷保存技术,心脏细胞的功能会在4小时后开始衰竭。如果把这样的心脏移植给患者,器官出现功能异常的风险便大大增加。由于时间...
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2021年10月19日 08:00

40年前物理诺奖得主Giorgio Parisi在《中国科学》发文,他研究了什么?

40年前物理诺奖得主Giorgio Parisi在《中国科学》发文,他研究了什么? 撰文 | 吴咏时(美国犹他大学终身教授、杰出理论物理教授) 庄辞(中国科学院理论物理研究所科研处处长) 瑞典时间10月5日下午宣布的2021年诺贝尔物理学奖授予了美国物理学家Syukuro Manabe、德国物理学家Klaus Hasselmann和意大利理论物理学家Giorgio Parisi。其中,Giorgio Parisi获得了一半的奖金,获奖原因为“发现从原子到行星尺度的物理系统无序和涨落的相互影响”。   当天下午举行的Nobel Prize Colloquium上,在...
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2021年10月18日 10:19

黑化的打工人:九零后蜜蜂克隆出百万大军,差点颠覆南非养蜂业

黑化的打工人:九零后蜜蜂克隆出百万大军,差点颠覆南非养蜂业 More, more, more. 撰文 | Krestrel   蜜蜂(honey bee)是广为人知的社会性昆虫,常常被人们用来描述辛勤的劳动者。一个典型的蜂群由一只蜂后(也称为蜂王)、少量的雄蜂和大量的工蜂组成。群居的蜜蜂在职责上有着严格的划分,蜂后和雄蜂直接参与有性生殖,负责传宗接代,而工蜂负责育幼、筑巢、觅食和防务。(此处响起《打工人之歌》)   为了维持蜂群在组成上的平衡,蜜蜂的繁殖受到严格的调控。其中,工蜂和蜂后...
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2021年10月18日 08:19

介子早就不叫“重电子”了

介子早就不叫“重电子”了 撰文 | 姬扬(中国科学院半导体研究所)   来源 | 本文选自《物理》2021年第9期   中国科学院理论物理研究所刘寄星老师前不久告诉我,根据科学出版社反馈,河北师范大学杨大卫教授对2019年出版的《物理学名词(第三版)》(图1) 提出一条更正。指出词条“介子” (图2) 中写有“又称重电子”不对,有误导读者之嫌,应当删去。刘老师提到这个词条确实需要修正:在20世纪30-40年代的科学论文中,是有把介子称为重电子的,后来不...
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2021年10月17日 11:42

一种新的科学观:复杂性带来的真正挑战是什么? | 展卷

荣膺2021年诺贝尔物理学奖的“复杂性”有多复杂?复杂性问题很早被提出,但却远未达到解决的地步。背后深刻的原因是复杂性所需要的数学语言是一种新的语言,其所蕴含的科学观是一种新的科学观。复杂性并非对传统科学范式的“扩容”,而是对其假设系统的解构,其本质是挑战人们对还原论的“信仰”。

 撰文 | 段永朝(苇草智酷创始合伙人、信息社会50人论坛执行主席、中国计算机学会高级会员)

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2021年10月16日 13:36

神舟十三号载人飞船发射成功!一文看尽九大基础知识点

神舟十三号载人飞船发射成功!一文看尽九大基础知识点

撰文 | 乔辉

据央视新闻消息,2021年10月16日0时23分左右,我国长征二号F运载火箭搭载神舟十三号载人飞船顺利升空,并取得圆满成功,发射地点位于酒泉卫星发射中心。这是继今年9月17日神舟十二号顺利返回地面后,一个月内再次执行载人飞行任务。

本次搭乘神舟飞船的航天员分别是:翟志刚、王亚平和叶光富。其中翟志刚在2008年执行过神舟七号飞行任务,并成为第一位出舱活动的中国人;王亚平在2013年执行过神舟十号飞行任务,并...

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2021年10月15日 11:00

较真:诺贝尔奖化学奖发错了?李斯特做出获奖工作时只是博士后吗?

较真:诺贝尔奖化学奖发错了?李斯特做出获奖工作时只是博士后吗? 本文原文分为两篇文章《较真:诺贝尔奖发错了?李斯特做出获奖工作时只是博士后吗?》和《诺贝尔奖首次出现姨甥组合》,两篇文章主要解释了今年诺贝尔化学奖得主本杰明·李斯特进行获得诺奖的工作时的身份问题——他当时已经是独立PI;以及一个有趣的事实:李斯特的姨妈也获得过诺贝尔奖,在众多诺奖亲属组合中首次出现了姨甥组合。《返朴》经作者授权合为一篇文章刊发。   撰文 | 倪忆   北京时间10月6日下午,2021年诺贝...
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2021年10月15日 08:00

机械力如何塑造我们 | Piezo封神之路(下)

机械力如何塑造我们 | Piezo封神之路(下) 撰文 | 刘文豪   2021年10月4日,诺贝尔生理学或医学奖授予了发现温度觉和触觉受体的两位科学家David Julius和Ardem Patapoutian。在 上一篇文章中,我们详述了触觉受体Piezo蛋白的发现经过和分子层面的研究过程。   伴随着分子水平研究的兴起,Piezo生理功能的研究亦如火如荼。人们发现,Piezo参与的机械感觉相关的生理过程远比想象的要广。从直观的触觉、本体感觉到生命最基础的细胞分裂、增殖,都有Piezo的身影[1]。而...
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2021年10月14日 09:30

爱因斯坦靠什么拿到的博士学位?

爱因斯坦靠什么拿到的博士学位? 撰文 | Areeba Merriam   翻译 | Nothing   审校 | Dannis   1905年,爱因斯坦在苏黎世大学实验物理学家阿尔弗雷德·克莱纳的名下完成了博士论文。他因此获得了博士学位,他的博士论文名为《分子大小的新测定方法》。苏黎世大学并不是爱因斯坦获得学士学位的学校,他是在苏黎世联邦理工学院( ETH )拿到的学士学位,但当时 ETH 是不允许颁发博士学位的。直到1909年,他们的学生才被允许向苏黎世大学提交学位论文。 ...
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2021年10月14日 08:00

诺奖青睐的触觉研究是怎么做出来的? | Piezo封神之路(上)

诺奖青睐的触觉研究是怎么做出来的? | Piezo封神之路(上) 撰文 | 刘文豪   2010年,美国Scripps研究所的Ardem Patapoutian课题组在《科学》杂志报道了哺乳动物中首类介导阳离子内流的机械门控离子通道——Piezo蛋白家族[1],平地惊雷般的开启了一个领域。因与触觉等关键的基础机械感觉关系密切,该蛋白自发现伊始便作为明星分子活跃在各大学术期刊上。Ardem更是因这一发现被授予 2021年诺贝尔生理学或医学奖!笔者的导师肖百龙教授曾是Ardem的博后,他见证和参与了Piezo蛋白早期研究的...
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2021年10月13日 08:38

拓扑量子计算的各种平台及最新进展

拓扑量子计算的各种平台及最新进展 拓扑量子计算是目前量子计算备受关注的前沿研究领域。然而,今年Nature杂志将一篇2018年关于实验发现的文章撤稿,不仅引发了学术流程上的讨论,也为拓扑量子计算蒙上了一层阴影,因为找到马约拉纳零能模被认为是实现一种拓扑量子计算方案的重要里程碑。但是,马约拉纳零能模,这一全新的物理现象,有坚实的理论基础, 可以出现在很多不同的量子器件中。当然实现制备这些合格的量子器件,需要高纯度高精度的材料,需要积累大量的量子...
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2021年10月12日 11:00

宇航员到底是怎么在太空中上厕所的?

宇航员到底是怎么在太空中上厕所的? “我认为,这个国家应该致力于在这个十年结束之前实现人类登月并安全返回地球的目标。在这期间,没有任何一个空间项目会比这个目标给人类留下更深刻的印象,或对太空的长期探索有更重要的意义,也没有任何一项任务会如此艰巨和昂贵。”这是美国第 35 任总统约翰·F. 肯尼迪(John F. Kennedy)于 1961 年 5 月 25 日在国会发表国情咨文时所说的话。这样的宣言既大胆又激动人心,当然在有些人眼里,也显得很愚蠢。当时,立博博彩公司...
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2021年10月12日 09:20

原来1岁的小狗已经31岁了,所以狗狗的真实年龄该怎么算?

原来1岁的小狗已经31岁了,所以狗狗的真实年龄该怎么算? 撰文 | Skin   对于所有养狗人士来说,一只狗狗的年龄会是一个重要的问题。之前普遍流行的规则认为:狗的一年就相当于人类的七年,所以一只10岁的狗,理应是相当于我们的70岁。   但事实上,情况好像远没有这么简单。新的研究就表明,“狗龄”的换算并不是线性的。 一只10岁狗龄的狗,并不能简单地换算成人类的70岁。| Cell Systems   科学家早在几十年前就指出:所有哺乳动物几乎都会经历一个相似的生命阶段,都...
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2021年10月12日 09:00

新冠疫苗为何无缘今年的诺贝尔奖?

新冠疫苗为何无缘今年的诺贝尔奖? 诺贝尔奖内部人士和观察者表示,时机和政治因素意味着疫苗技术今年不太会拿奖,但它离这个科学界最高奖项已然不远。   原文作者 | Ewen Callaway   得奖者……不是新冠疫苗。虽然很多人都非常期待诺贝尔奖委员会今年会给接种了几十亿人、拯救了无数生命的新冠疫苗颁一个奖,但今年的诺贝尔科学类奖项却颁给了多年来得奖呼声一直很高的其他基础性研究成果。   一些研究人员对于新冠疫苗与诺贝尔奖失之交臂倍感惊讶和惋...
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2021年10月12日 08:00

丘成桐谈陈省身:二十世纪伟大的几何大师 | 陈省身110周年纪念

丘成桐谈陈省身:二十世纪伟大的几何大师 | 陈省身110周年纪念 本文是丘成桐院士为“陈省身先生 110 周年纪念会”(时间:2021 年 10 月 10—14 日,地点:清华大学,线上直播 Zoom ID: 228 011 0844 (Passcode: Chern110)   撰文 | 丘成桐   陈省身(1911.10.28–2004.12.03)   油画照片来源:蕉岭丘成桐国际会议中心   书联呈陈省身老师   只手换乾坤,拓扑知曲率,   几何化宏观,后学永参陈氏类;   无双真国士,弟子遍寰球,   卓识贯六合,先生长留...
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