中科大首次實(shí)現(xiàn)十光子糾纏；猩猩都有陰莖骨，人憑啥沒有？ | 每周科技播報(bào)
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撰文 | 宋宇錚、劉天霖、惠家明、馮梟、黃華
責(zé)編 | 葉水送
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圖片來自Wang et al., Phys. Rev. Lett. (2016)
No. 1 中國(guó)科大首次實(shí)現(xiàn)十光子糾纏
12月24日，多光子糾纏再創(chuàng)新的世界紀(jì)錄。潘建偉及其同事陸朝陽、陳宇翱等組成的研究小組在國(guó)際上首次成功實(shí)現(xiàn)十光子糾纏，打破了之前由該研究組保持多年的八光子紀(jì)錄。2012年，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉小組首次實(shí)現(xiàn)了八光子糾纏。此次研究成果以“編輯推薦”的形式發(fā)表于國(guó)際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《物理評(píng)論快報(bào)》上。潘建偉及其團(tuán)隊(duì)一直保持著多光子糾纏態(tài)的世界記錄，并成為這一領(lǐng)域的開創(chuàng)者和引領(lǐng)者。
文章鏈接：http://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.117.210502
品種不同的玉米，圖片來自learn.genetics.utah.edu
No. 2 五千年前的玉米長(zhǎng)什么樣
在現(xiàn)代人的食譜中，各類作物都經(jīng)受過長(zhǎng)期復(fù)雜的培養(yǎng)與馴化，玉米更是其中的代表。今天我們吃的玉米谷粒繁多、體積碩大，而野生的玉米品種卻近似野草、谷粒極少，玉米到底受到了人類怎樣的栽培才變成今日模樣？最近，發(fā)表在《當(dāng)代生物學(xué)》雜志上的一項(xiàng)研究通過對(duì)一顆5310年前的玉米粒進(jìn)行基因測(cè)序發(fā)現(xiàn)，這一時(shí)期的玉米已與現(xiàn)代玉米十分相似，玉米的馴化應(yīng)當(dāng)發(fā)生在距今6250至10000年之間，而馴化者則是這一時(shí)期生活在南墨西哥的史前人類。野生玉米經(jīng)由史前人類人工篩選育種后，基因型急速變化，逐漸演變?yōu)榻袢账姷呢S碩模樣。
文章鏈接：http://www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(16)31120-4
圖片來自sciencemag.com
No. 3 人類的陰莖骨為何消失？
眾所周知，男性的陰莖內(nèi)部沒有任何骨組織，而人類近親的黑猩猩等靈長(zhǎng)類雄性動(dòng)物體內(nèi)含有陰莖骨，這一現(xiàn)象長(zhǎng)期以來令人困惑。最近，倫敦大學(xué)人類學(xué)系開展的一項(xiàng)研究表明，陰莖骨最早可能出現(xiàn)在距今0.95~1.45億年前的一種哺乳動(dòng)物身上。陰莖骨的存在有助于延長(zhǎng)交配時(shí)間，使雄性個(gè)體在多夫多妻制的群體內(nèi)繁衍出更多自己的后代。相反，在一夫多妻或一夫一妻的群體內(nèi)，陰莖骨這一性狀就沒有多少存在的意義，而這可能正是人類沒有陰莖骨的原因。
文章鏈接：http://www.sciencemag.org/news/2016/12/why-humans-lost-their-penis-bone
懷孕的母親，圖片來源Dean Mitchell
No. 4 女性懷孕會(huì)傻三年？
懷孕究竟是否會(huì)對(duì)女性大腦產(chǎn)生影響？人們一直對(duì)此十分好奇，馬德里大學(xué)的一位科學(xué)家發(fā)現(xiàn)此前人們所掌握的數(shù)據(jù)大多來源于對(duì)動(dòng)物的分析。因此，她對(duì)25名女性生育第一個(gè)孩子前后的大腦進(jìn)行了掃描，發(fā)現(xiàn)在生育第一個(gè)孩子后，這25名女性大腦中與社會(huì)認(rèn)知相關(guān)的一個(gè)區(qū)域有所縮小，而控制組和得到第一個(gè)孩子的男性的大腦內(nèi)都無此變化。研究人員表示，這并不代表懷孕后女性的智力、記憶力會(huì)受到影響。相反，灰質(zhì)體積的變化還會(huì)使媽媽們更好地扮演目前的角色，促進(jìn)產(chǎn)婦與孩子的親密程度。
文章鏈接：https://www.scientificamerican.com/podcast/episode/pregnancy-primes-the-brain-for-motherhood/
人類用來烹飪植物的陶器碎片，圖片來自羅馬大學(xué)
No. 5 早在一萬年前，人類就開始烹飪植物
人類的祖先曾以獵食動(dòng)物、采食野果為生，究竟從什么時(shí)候開始人類開始烹飪植物了？通過對(duì)北非發(fā)現(xiàn)的110塊陶片進(jìn)行分析，科學(xué)家們認(rèn)為，至少在8400至10200年前，人類就開始對(duì)植物進(jìn)行烹飪。這些陶片中有高含量的硬脂酸與軟脂酸，顯示這里含有植物成分。通過對(duì)陶片上的殘留物分析，這些植物或與動(dòng)物制品一起被烹制。在此之前，科學(xué)家們只找到過人類用石頭來采集植物的證據(jù)，烹飪植物的直接證據(jù)則是第一次被發(fā)現(xiàn)。他們認(rèn)為，植物的烹飪幫助人們分解其中的毒素，同時(shí)也為今后該區(qū)域內(nèi)的人們飼養(yǎng)牲畜打下了基礎(chǔ)。
文章鏈接：http://www.sciencemag.org/news/2016/12/ancient-pottery-reveals-oldest-evidence-people-cooking-plants
停電后行走的人們，圖片來源MIT Technology Review
No. 6 烏克蘭國(guó)家電網(wǎng)遭黑客攻擊
12月22日，烏克蘭首都基輔遭遇大規(guī)模停電。經(jīng)調(diào)查后，烏克蘭國(guó)家電網(wǎng)發(fā)現(xiàn)這并非是技術(shù)故障，而是由于黑客侵入電網(wǎng)控制中心的一臺(tái)電腦所導(dǎo)致。黑客被認(rèn)為是通過發(fā)送惡意電子郵件給電網(wǎng)公司的員工獲得了賬戶安全信息。此次停電截取了200兆瓦的電力，相當(dāng)于整座城市夜間用電量的五分之一。這已經(jīng)不是烏克蘭國(guó)家電網(wǎng)第一次遭受黑客攻擊，去年同期的一次黑客入侵事件，導(dǎo)致烏克蘭西部八萬名用戶斷電數(shù)小時(shí)。此次事件引起了人們對(duì)于基礎(chǔ)設(shè)施安全的關(guān)注，許多國(guó)家的供電、供水系統(tǒng)在黑客攻擊面前十分脆弱，因此這被認(rèn)為是一亟待解決的隱患。
文章鏈接：https://www.technologyreview.com/s/603262/ukraines-power-grid-gets-hacked-again-a-worrying-sign-for-infrastructure-attacks/
圖片來自nature.com
No. 7 大腦聽覺中樞的超強(qiáng)抗噪能力
你也許有過這樣的經(jīng)歷：在十分嘈雜的環(huán)境中，即便是你只是斷斷續(xù)續(xù)地聽見了幾個(gè)字，但也能猜到你的同伴在和你說什么。最近，加州大學(xué)舊金山分校的研究者在《自然·通訊》雜志上撰文，揭示了大腦聽覺中樞能抗噪并補(bǔ)全缺失信息的秘密。他們?cè)O(shè)計(jì)了一組讓受試者聽一段錄音并辨認(rèn)關(guān)鍵單詞的實(shí)驗(yàn)。供選擇的關(guān)鍵單詞只在某幾個(gè)音節(jié)上有區(qū)別（如faster和factor），而這些音節(jié)在錄音中換成了噪聲，受試者在聽到錄音后做出判斷時(shí)，大腦皮層的神經(jīng)活動(dòng)被記錄下來。研究者發(fā)現(xiàn)，大腦的認(rèn)知區(qū)域可以在噪聲之前就對(duì)接下來的單詞做出預(yù)測(cè)，聽覺皮層也會(huì)隨時(shí)補(bǔ)充缺失的音節(jié)。
文章鏈接：http://www.nature.com/articles/ncomms13619
圖片來自sciencedirct.com
No. 8 大腦神經(jīng)元快速適應(yīng)新篇章
最近，《Neuron》在線發(fā)表了巴塞爾大學(xué)的重要研究，揭示了大腦神經(jīng)元特有的基因表達(dá)機(jī)制。這項(xiàng)研究表明，神經(jīng)元細(xì)胞的基因表達(dá)并不是一個(gè)從頭開始的完整過程，神經(jīng)元細(xì)胞核內(nèi)儲(chǔ)存著大量未成熟的mRNA分子，在神經(jīng)元細(xì)胞受到外界刺激時(shí)，這些RNA分子迅速被活化剪接變成熟，并通過核糖體翻譯產(chǎn)生相應(yīng)的蛋白質(zhì)，從而調(diào)節(jié)神經(jīng)元的功能。這種新的機(jī)制節(jié)省了從DNA到RNA這一轉(zhuǎn)錄過程的時(shí)間，大大縮短了神經(jīng)元細(xì)胞基因表達(dá)的周期，使得大腦的神經(jīng)元能夠在很短時(shí)間處理應(yīng)對(duì)刺激，而這也將開啟大腦神經(jīng)元快速適應(yīng)研究的新篇章。
文章鏈接：http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S089662731630900X
圖片來自princeton.edu
No. 9 電子與光量子的一小步，量子計(jì)算機(jī)的一大步
最近，普林斯頓大學(xué)研究人員的新裝置使得制造硅基量子計(jì)算機(jī)更有可能：之前的量子計(jì)算機(jī)原型都是基于超導(dǎo)環(huán)境和囚禁離子系統(tǒng)。研究者把一個(gè)電子和一個(gè)光量子捕獲到同一個(gè)裝置中，隨后調(diào)整電子的能量，使得電子可以將它的量子信息傳遞給一個(gè)光量子。這個(gè)組合使得光量子將電子的量子信息傳遞到另一個(gè)量子位。在此研究成果出來之前，半導(dǎo)體量子位只能和鄰近的量子位進(jìn)行結(jié)合，此結(jié)果使得兩個(gè)距離長(zhǎng)達(dá)近一厘米的兩個(gè)量子位之間可以互相傳遞信息。這些研究人員能設(shè)計(jì)和成功制造他們的裝置，得益于新的線路設(shè)計(jì)：線路可以更接近量子位，并且減少其他來源的電磁輻射。未來他們將打算進(jìn)一步擴(kuò)展裝置，使其可以處理電子的自旋。
文章鏈接：http://www.nature.com/articles/srep37715
圖片來自tohoku.ac.jp
No. 10 世界首例基于電子自旋的人工智能
近日，來自日本東北大學(xué)的研究人員首次成功展現(xiàn)了基于電子自旋的人工智能可以完成的基本操作，人工智能框架都是基于半導(dǎo)體集成電路框架，這些框架缺乏人腦所具有的緊湊性和節(jié)能。為了解決這個(gè)問題，日本東北大學(xué)的研究人員制造了一個(gè)基于電子自旋的設(shè)備來構(gòu)造一個(gè)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。這個(gè)設(shè)備由許多微小的磁性物質(zhì)組成，可以“記憶”0~1之間的值，并且進(jìn)行“學(xué)習(xí)”?；诖嗽O(shè)備，研究人員考察了聯(lián)想記憶操作，一個(gè)傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)無法輕易執(zhí)行的操作。多個(gè)實(shí)驗(yàn)表明，這個(gè)設(shè)備及其人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以有效地將它們所記憶的一些模式進(jìn)行關(guān)聯(lián)。研究人員預(yù)計(jì)，此項(xiàng)研究將使得人工智能能夠更好地應(yīng)用在社交相關(guān)的場(chǎng)合。
文章鏈接：http://www.tohoku.ac.jp/en/press/spintronics_based_artificial_intelligence.html
圖片來自scientificamerican.com
No. 11 紅鼻子馴鹿面臨氣候變化的威脅
想必大家都知道童話故事里圣誕老人的紅鼻子馴鹿，現(xiàn)實(shí)世界中的紅鼻子馴鹿生活得又怎么樣呢？近日，《科學(xué)美國(guó)人》上一篇文章指出，紅鼻子馴鹿正面臨氣候變化的威脅。加拿大北極群島每年有三個(gè)月的時(shí)間凍土?xí)鈨?，苔原?huì)生長(zhǎng)，馴鹿們能獲得自己喜歡的食物。冬天馴鹿尋找食物原本就是一件非常困難的事情，氣候變化使得食物短缺情況變得雪上加霜。降雪和落冰影響馴鹿的食物來源。海冰融化影響島嶼間的連接，馴鹿的棲息地面積由此縮小，同時(shí)也限制了交配機(jī)會(huì)，影響群體的繁殖。與此同時(shí)，馴鹿也在改變自己的運(yùn)動(dòng)模式，力求更好地生存?？偟膩碚f，這份報(bào)道有助于人們對(duì)紅鼻子馴鹿生存狀況的了解，可為動(dòng)物保護(hù)學(xué)家進(jìn)一步的研究以及政府政策的制定提供參考。
文章鏈接：https://www.scientificamerican.com/article/real-life-red-nosed-reindeer-faces-climate-change-threats/
