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2021年11月28日 08:00

漫谈量子保密通信的中间人攻击问题

漫谈量子保密通信的中间人攻击问题


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撰文  龙桂鲁

(1.低维量子物理国家重点实验室、清华大学物理系;2. 教育部量子信息前沿中心;3. 北京信息科学与技术国家研究中心;4. 北京量子信息科学研究院) 来源  本文选自《现代物理知识》2021年第2期  


量子保密通信主要包括量子密钥分发和量子直接通信。...
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2021年11月28日 08:00

夜半掘坟偷尸的年轻人:我是来埋葬凯撒的 | 展卷

现代历史学仿佛已经约定俗成,假设这世上真的没有“孤独的天才”,也几乎没有高呼“我发现了!”的时刻。但外科这个领域并非如此,有许多名家大师的天才视角被人低估,但他们看得更远,挑战了时代,为改善人类命运做出的贡献比其他任何领域专家都多。

本文经授权节选自《外科的诞生:从文艺复兴到移植手术革命(中信出版集团)第三章。标题为编辑所加。点击文末“阅读原文”可购买此书。点击“在看”并发表您的感想至留言区,截...

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2021年11月27日 09:00

托人类的福,鱼也开始嗑药找死了

托人类的福,鱼也开始嗑药找死了

撰文 | Alexis Wnuk  翻译 | Orange Soda 审校 | 兜虫

1988年,百忧解(Prozac)的面市被誉为一大突破,它能唤醒萎靡不振的5-羟色胺系统(彼时被认为是抑郁症的根源)并且副作用很小。其他类似的选择性5-羟色胺再摄取抑制剂(selective serotonin reuptake inhibitors,SSRIs)药物随后相继问世。

如今,使用抗抑郁药物的人数达到了空前的规模。据经济合作与发展组织的估计,其38个成员国的抗抑郁药物的使用量在2000-2017年间翻了...

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2021年11月27日 08:00

她与伏尔泰、莫里哀等人一起被人们永远怀念,其理想形象通过这个时钟保留了下来丨艺海拾真

她与伏尔泰、莫里哀等人一起被人们永远怀念,其理想形象通过这个时钟保留了下来丨艺海拾真



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之前我们对法国路易十五时代各种各样的时钟已有所了解,这次让我们继续来欣赏“时间上的艺术”:新古典主义风格纪念座钟、独具特色的美惠三女神座钟、由数位有才华的艺术家与工匠合作完成的乔芙兰夫人钟……



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2021年11月26日 08:00

这里的许多姑娘到了岁数会自动变成男孩子,但他们却拯救了全球男性的秃头

这里的许多姑娘到了岁数会自动变成男孩子,但他们却拯救了全球男性的秃头


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撰文 | 七君


虽然说生男生女一样好,但是养了十几年的姑娘突然变成小子,这是很多父母无法接受的吧。可是在世界上的某些地方,人们对这种事却习以为常。而因为这些变成男孩子的女孩子的存在,世界制药巨头研发出了一种治疗男性秃顶的药物,造福了全球数百万光明顶男士。


多米尼加共和国的天然...








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2021年11月26日 08:00

《磅礴为一》序:通才型学者礼赞 | 贤说八道

本篇为曹则贤著《磅礴为一—通才型学者的风范》一书的序。该书为曹则贤的科学教育“一”字系列的第三本,将于2022年新年之际由外语教学与研究出版社出版。此前的两本为《一念非凡——科学巨擘是怎样练成的》和《惊艳一击——数理史上的绝妙证明》,第四本《得一见机》正在创作中,也将择日出版。《磅礴为一》一书的内容简介:本书为继《一念非凡》和《惊艳一击》之后的“曹则贤科学教育一字系列”第三本,书名语出庄子《逍遥游》“...

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2021年11月25日 08:00

数学中的直观、定义与表达

数学中的直观、定义与表达

在数学教程中如何给出定义,经常是值得研究的。好的定义应当揭示概念的本质,是“what”层面的,而不是“how”层面的。


撰文 | 姜树生

本文所讨论的数学问题,主要与数学教育有关。

对于一个数学概念的理解,直观、定义与表达这三个方面都是需要的,但有各不相同的作用。

在小学数学的初级教程(具体说就是自然数的认识)中,这三个方面是混合在一起的,既要有直观(从扳着手指头数数开始,实际上要做很多实验),又要学记数法...


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2021年11月25日 08:00

从痒觉受体大家族中看清“痒”的真实面目

从痒觉受体大家族中看清“痒”的真实面目

编辑 | 药明康德内容团队

当你因为蚊虫叮咬、过敏或是其他疾病而瘙痒难忍时,有没有思考过:这种令人抓心挠肺的感知,是怎样形成的?

早期的研究认为,痒觉和痛觉的神经机制是类似的——同一类神经元,在低频电信号的刺激下会造成瘙痒;频率升高,则会转化为疼痛。不过随着研究的深入,人们逐渐意识到,痒觉的产生比此前认为的更加复杂而独特。2009年,美国约翰·霍普金斯大学的董欣中教授团队发现,一种G偶联蛋白受体(GPCR)可...

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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

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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