财新传媒
2021年11月24日 16:00

经典计算廉颇老矣?新张量网络方法挑战谷歌量子霸权

目前的量子计算机,面对通常的计算问题并没有什么优势。但针对一些非常特殊的问题,量子计算机可以有非常大的优势,这又被称为量子霸权。中科院理论物理所张潘团队提出新的张量网络方法,表明谷歌公司的悬铃木量子计算机的经典模拟可由一万年缩短至数十秒。而谷歌的量子计算需花200秒——在这一特殊问题上的量子霸权消失了。不过,在其他一些特殊问题上的量子霸权还继续存在。

人类对计算能力的追求是孜孜不倦的。强大的计算能力可...

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2021年11月24日 13:00

李政道与量子场论丨众妙之门

李政道与量子场论丨众妙之门

我们自然界中的基本粒子遵从一些很漂亮的规则。所有相互作用都是由所谓的规范玻色子来传递的(如光子),而所有代表物质的基本粒子都是费米子(如电子、质子)。费米子又可以分为两类:左手费米子和右手费米子。我们通常见到的费米子是左手费米子和右手费米子的一个混合,譬如电子就是左手电子和右手电子的混合。

一开始人们相信宇宙有完美的对称性,我们相信左手费米子之间的相互作用和右手费米子之间的相互作用完全相同。然而,...

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2021年11月23日 11:00

困扰热力学的三个妖精

困扰热力学的三个妖精

统计力学通过概率分布来联系系统的微观状态和宏观性质。几个世纪以来,统计力学中相互矛盾的描述一直困扰着物理学家,使他们一度为热力学的三个妖精所困:洛施密特妖可以让不可逆的热力学从时间可逆的微观动力学中产生吗?麦克斯韦妖可以打破热力学第二定律吗?隐藏在概率背后的无知是一种固有存在,还是有一个拉普拉斯妖,它对宇宙中每个分子的微观状态都无所不知?将量子力学引入统计力学,帮助我们永久地驱除这三个妖精。

撰文...

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2021年11月23日 10:00

癌细胞竟会主动攻击免疫细胞,偷取对方的线粒体

编辑 | 药明康德内容团队

我们可能经常看到一些研究称癌细胞是如何巧妙地逃避免疫细胞的追杀,最终潜伏起来慢慢生长的。但如此狡猾的癌细胞就甘愿一直这么隐忍吗?《自然-纳米技术》的一项研究完全颠覆了之前的一些设想,癌细胞不仅会躲藏,更会主动入侵免疫细胞,根本不是我们想象的一样“怂”,只是这种行为太过隐匿,之前从来没有被发现而已。

新研究发现,当癌细胞与免疫细胞共处时,前者会伸出极其微小的“触手”来从邻居中...

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2021年11月22日 14:26

你最不屑的口水,曾是最神奇的治疗药剂

你最不屑的口水,曾是最神奇的治疗药剂

在现代医学诞生以前,医学史或许可以被看成是奇葩疗法组成的奇迹大杂烩。这其中——唾液——作为一种神圣的液体,而且数百年来经久不衰。如今的科学家的确发现了唾液的重要意义,里面包含诸多有作用的物质,甚至还发现它对医学诊断的非凡潜力。而另一方面,这种从人体内排出的液体衍生出了丰富的文化意义,“禁止随地吐痰”,不过是半个多世纪的事情。

撰文 | Frank Gonzalez-Crussi(美国西北大学医学院病理学荣誉教授)
 

编译 ...


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2021年11月22日 08:30

光与物质耦合的新极限

光与物质耦合的新极限

撰文 | Blair(西湖大学,博士生)

光与物质之间的相互作用涵盖了一系列令人惊叹的现象,从光合作用到彩虹和蝴蝶翅膀的迷人色彩。尽管这些表现形式多种多样,但它们涉及的光与物质耦合强度非常弱。本质上,光与物质系统相互作用,但不会改变其基本属性。然而,对于经过人工设计以最大化光物质耦合的系统,会出现一组截然不同的现象。增强光与物质相互作用的强度后,会出现有趣的量子态,它们既不是光也不是物质,而是两者的混合体...

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2021年11月21日 13:30

​如何读好数学书?| 展卷

​如何读好数学书?| 展卷

李天岩(1945-2020)教授在中国有着极高的知名度,他不仅有被著名物理学家戴森称为不朽珍品的学术代表作《周期三意味着混沌》,还证明了“氢弹之父”乌拉姆的一个数学猜想,以及对荷兰数学家布劳威尔的著名不动点定理的构造性证明,一举奠定了他在混沌动力系统与同伦延拓算法两个领域中的学术地位。而这样一位学术巨人,同时还是一位经历了约20次大手术和不计其数小手术的“数坛史铁生”。

作为李天岩的弟子,美国南密西西比大学数...

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2021年11月20日 14:00

《老婆呀,不要哭》 | 科学遐思

《老婆呀,不要哭》 | 科学遐思

“总有些超越个体悲欢,超越时代的条条框框的有趣的事情,招引着、鞭策着和安慰着我们,让我们从中收获创造的养分。”

撰文 | 卡洛

《老婆呀,不要哭》是一首诗,真的,是1970年代木刻家、画家以及后来的作家黄永玉在在农场三年劳动改造中,半夜里弓着腰,躲在被窝里照着电筒写给妻子的。在那个让人绝望的时代,就连他一向乐观、热情如南方夏天的爱人,也变得心情懊丧,对生活失去了信心,日子真是太长了!“展望前途如雾里观河,...

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2021年11月20日 08:00

苍蝇凭啥能在光玻璃上竖着走?真相是恶心但没料到这么高级

苍蝇凭啥能在光玻璃上竖着走?真相是恶心但没料到这么高级

撰文 | 七君

你有没有想过,苍蝇为什么可以在光滑垂直的物体表面,比如玻璃和领导的头部随意月球漫步?如果说苍蝇腿能“吸住”物体表面,那么为什么当我们伸手去打的时候,它们却可以轻松飞走,看起来完全无视这种“粘性”?

这个问题在最近30年才得到了靠谱的解答。而看完这个哕/yuě/之解答,虽然你挥向苍蝇的小拳拳会握得更紧,但也不得不感叹它们所拥有的这种王炸技能。

人类对昆虫,尤其是苍蝇能飞檐走壁的问题一直很有兴趣...

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2021年11月19日 10:30

拿什么拯救你,深海的摇篮曲

拿什么拯救你,深海的摇篮曲

如果你听过很多齿鲸的叫声(诸如咔嗒声吱吱声尖啸声等),可能的确会觉得那些声音不是“歌曲”,甚至有些刺耳,而很多须鲸亚目(座头鲸、蓝鲸、长须鲸等)的发声不同于齿鲸高频快速的滴答声。

须鲸的这种低频声音可以传播数千公里之远,仅就这一点就足够迷人了——这也解释了为什么如果你在弗吉尼亚,通过水听设备可以听到爱尔兰鲸鱼的歌声。不过,我们至今对于鲸鱼如何发声还不得而知,人们推测,鲸可能是通过喉部和胸部的肌肉缩...

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2021年11月19日 08:00

无愁河上的浪荡汉子们|量子多体中的呐喊与彷徨之十一

无愁河上的浪荡汉子们|量子多体中的呐喊与彷徨之十一

撰文 | 孟子杨来源 | 本文选自《物理》2021年第11期

图1 左图:黄永玉画的猫头鹰,有多少人知道背后的荒唐历史闹剧;黄永玉创作的套色木刻《阿诗玛像》(中),设计的猴票(右),都成为中国当代美术史上的经典作品

这个题目乍一看有点儿戏谑,甚至有些许少儿不宜的味道,其实《无愁河的浪荡汉子》是木刻家、画家、作家黄永玉在80多岁时开始写作的以自己为原型的人生自传,目前已经出到第三部。第一部《朱雀城》从传主张序子两岁开...

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2021年11月18日 16:30

神奇沙堆中的数学:理解大自然的自组织

神奇沙堆中的数学:理解大自然的自组织

世间万物的复杂性,很多就是从一些简单的规则开始,通过系统自发的相互作用产生,这就是神奇的自组织。自组织现在被发现出现在自然科学乃至社会科学的诸多领域,本文主要介绍数学上最早的概念模型:阿贝尔沙堆模型。

 

撰文 | Jordan Ellenberg(威斯康星大学麦迪逊分校数学教授)

编译 | 许钊箐

你听说过多米诺骨牌理论(Domino theory)吗?这是冷战时期美国为遏制共产主义提出的地缘政治理论,指社会主义国家会辐射影响周边...

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2021年11月18日 10:30

核酸检测为什么不能2小时出结果?

核酸检测为什么不能2小时出结果?

关于新冠核酸检测,我们有很多“误解”。采集样本再送去检测,这么简单,为什么不能2小时出结果?为什么要测好几轮?

 

来源 | 听听专家说

根据国家卫健委的最新数据,本轮疫情本土确诊病例已过千人。

自10月17日内蒙古发现疫情始,该轮疫情伴随旅行团迅速传至20省44市,多地已迅速启动大规模多轮次的新冠核酸检测

关于核酸检测,一般人的认知还局限在:

捅喉咙(鼻子)→仪器检测→出结果,简单几步即可。

但真正的新冠核...

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2021年11月17日 11:30

全球首款抗新冠病毒口服药莫那匹韦,是天使,还是魔鬼?

全球首款抗新冠病毒口服药莫那匹韦,是天使,还是魔鬼?

在今年初的《吉利德传奇:“人民的希望”如何面对历史的考验》一文中,我们曾问过:为什么在医学日新月异、各种治疗手段非常先进的现代社会,面对新冠来袭,医药武器库里仍然拿不出能有效与病毒对抗的武器?

如今,继瑞德西韦之后,另一款抗新冠病毒口服药莫那匹韦(Molnupiravir)已在英国获批上市。同时,一款名为Paxlovid的口服新冠蛋白酶抑制剂也已在临床试验中取得更为积极的结果。现在,人类治疗新冠的医药武器库中,又多出...

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2021年11月17日 11:00

爱因斯坦:我们为什么研究物理学?

爱因斯坦:我们为什么研究物理学?

撰文 | Sunnylabh、A.Einstein

翻译 | Nothing

审校 | Nuor

阿尔伯特·爱因斯坦被认为是科学界最著名的天才。他最著名的理论是相对论光电效应,其中光电效应为他赢得了1921年的诺贝尔物理学奖,但与此同时,爱因斯坦几乎没有做过任何实验。事实上,他的大部分发现都是基于一些奇异但又令人着迷的思想实验。

阿尔伯特·爱因斯坦在1922年访问巴黎

那么问题来了:爱因斯坦做研究的原则到底是什么呢?是什么让他有可能解开...

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2021年11月16日 12:00

34岁升任斯坦福终身教授!专访崔屹:“完美”科研生涯如何达成?

34岁升任斯坦福终身教授!专访崔屹:“完美”科研生涯如何达成?

撰文 | 李晨阳

今年45岁的崔屹,有着一份令人羡慕的科研履历。

从中国科学技术大学本科毕业后,在哈佛大学师从国际顶尖化学家Charles Lieber,仅用4年就完成了硕博连读;之后在加州大学伯克利分校从事博士后研究,导师是另一位顶级科学家Paul Alivisatos。

28岁入选世界顶尖100名青年发明家。29岁入职斯坦福大学、34岁升任斯坦福终身教授。38岁就被路透社评为世界排名第一的材料科学家。2020年,他成为斯坦福能源研究所的首位华...

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2021年11月16日 08:01

给化学反应拍摄一部量子世界的电影

给化学反应拍摄一部量子世界的电影

给H2+OH化学反应拍一部电影,了解现代化学的神奇之处。

撰文 | 赵斌

化学给我的第一印象源自电解水:

记得初三的时候,黄老师现场给我们演示这个实验。老师把两个通了电的夹子连接上水中的两根电极,在连接上的瞬间,两个电极上顿时都密密麻麻的布满了气泡,气泡不停的往上冒。黄老师用一个气球收集了其中的一种气体,当他把气球口系紧松手后,气球迅速逃离了他的手,飞到天花板上。黄老师说这个气球中是氢气。他还用一个倒扣的...

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2021年11月15日 11:30

胰岛素百年路:小小蛋白,四届诺奖|世界糖尿病日

胰岛素百年路:小小蛋白,四届诺奖|世界糖尿病日

撰文 | 望羲

昨天(11月14日)是第15个联合国糖尿病日,又恰逢胰岛素发现100周年。而在历史上,与胰岛素有关的研究竟然神奇地四获诺贝尔奖。今天,就让咱们来盘点一下这四个诺奖吧。

 

联合国糖尿病日logo丨图片来源:联合国官网

奖金一分为二,二分为四

联合国糖尿病日之所以选定在11月14日,是为了纪念胰岛素的发现者弗雷德里克·班廷(Frederick Banting)——这一天是他的诞辰。

  ...

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2021年11月14日 14:00

现代社会让人年老更易痴呆?丨展卷

     

为什么一种被认为很糟糕的基因变异没有被自然选择所淘汰,反而会一直存在于人类群体当中?

可能是因为,它对那些生活在工业化前几千年时间里的人类产生了积极作用。而我们,生活在一个完全不同的环境。

本文经授权节选自《借来的时光》(上海教育出版社)第19章。标题为编辑所加

撰文 | Sue Armstrong

翻译 | 陈友勋
 

南加州大学的神经科学教授凯莱布·芬奇(Caleb Finch)说:“我自己...


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2021年11月14日 08:00

华东理工紧急排查,上海为什么不恐慌?

前天(11月12日),上海华东理工大学一位同学的核酸检测结果呈阳性,直接导致该校区紧急封锁,并进行大规模核酸检测,排查后未发现新冠肺炎本土确诊病例。据传,这位同学检测出阳性是因为其所属的实验室正在研究新冠病毒身上某一N蛋白的基因片段。

对此,我们建议,在研究类院校,以及与这些机构有关联人员中检测“新冠病毒”的时候,要先问清楚这些地方是否有实验室从事新冠相关研究。有资质研究病毒本身的实验室全国没几个,大多...

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