微型GPS裝置揭示沙漠蝙蝠的神秘生活

研究人員通過使用重量僅為1克的全球定位系統設備來重建黃翼蝙蝠的運動軌跡,黃翼蝙蝠是非洲出現的兩種假吸血蝙蝠屬之一,也是少數幾隻大到足以攜帶這項創新技術的沙漠蝙蝠之一。 赫爾辛基大學的博士候選人、該項研究的主要作者艾琳·科內納說:“由於重量限制和數據收集的不成功,全球定位系統裝置在食蟲蝙蝠中的應用迄今有限,而我們在追踪如此輕的物種方面取得了巨大的成果。” 這項研究是在肯尼亞北部的錫比羅依中心島國家公園進行的,該公園位於世界上最大的沙漠湖圖爾卡納湖。研究人員把GPS記錄器放在29只蝙蝠中,其中15只在雨季,14只在旱季,為期一周。他們的行踪每晚每隔30到60分鐘記錄一次。數據表明,在乾旱期,蝙蝠的棲息地將會更大,活動時間延長,這有可能彌補食物資源的短缺。 蝙蝠約佔所有哺乳動物物種的五分之一,沙漠是150多種蝙蝠的家園。它們在形態、覓食行為和棲息地利用方面表現出很大的差異,使它們成為評估物種如何應對棲息地變化反應的一個極好的指標組。 科內納解釋說:“蝙蝠的反應為其他分類群體的反應提供了重要的見解。這些新的小型化衛星裝置現在讓我們能夠更好地理解乾旱增加是如何影響蝙蝠覓食效率的,這讓我們在理解乾旱耐受性的極限和氣候變化的影響方面向前邁進了一步。” 該項研究的資深作者、赫爾辛基大學瑪爾·卡韋扎補充道:“世界各地的沙漠變得越來越暖和,因此沙漠生物需要應對更惡劣的條件。理解動物如何應對季節變化是理解它們如何應對未來挑戰的關鍵。新的技術設備,如微型衛星記錄器,對我們完成這項任務大有幫助。 ” .

科學家開發10個原子厚隔熱材料 比手機的薄5萬倍

圖片來自於斯坦福大學 美國斯坦福大學等機構研究人員最新開發出一種只有10個原子厚度的隔熱材料,比現有手機和筆記本電腦的隔熱材料薄5萬倍,隔熱效果與厚度為其100倍的隔熱玻璃相當。 由於熱和聲音都被看作是一種振動,用玻璃隔熱和用玻璃給錄音棚隔音,原理是相類似的。研究人員從多層玻璃窗中獲得啟發,即厚度不同的玻璃層,其間有空氣層相隔,這可以讓室內更加溫暖和安靜。於是他們使用原子厚度的材料取代玻璃,實現了可觀的隔熱效果。 研究人員目前正在尋找能夠大規模將這種超薄材料噴塗或放置在電子元件上的生產技術,未來有望讓電子設備更加小巧緊湊。 .

通用量子計算機和容錯量子計算——概念、現狀和展望

因此,量子計算技術的一大挑戰是如何實現有量子糾錯保護的量子計算,也就是容錯量子計算。通過介紹現有的實驗技術,將發現目前已經可以在實驗中實現錯誤率低於容錯閾值的量子門,但容錯量子計算離實際應用還有距離。 主要的困難在於,量子容錯需要數量巨大的低錯誤率的量子比特,超出了現有技術能達到的水平,需要進一步的發展。有噪聲中等規模量子計算有可能在近期內成為現實,目前仍有一些理論和技術方面的瓶頸問題需要深入研究。在看到量子計算技術巨大潛在價值和長足進步的同時,有必要了解有哪些亟需解決的問題,直面關鍵、攻堅克難。 引  言 計算機技術已經引起了經濟和社會的巨大改變,其發展得益於傳統量子物理的研究。晶體管是計算機的主要元件,有了量子力學理論我們才能夠理解這種半導體器件的基本原理。在過去的四五十年當中,集成電路中的晶體管數量大概每一年半增長一倍,被稱為摩爾(Moore)定律。然而,目前這個趨勢正在放緩。在這個時候,量子物理研究有可能再一次從根本上突破瓶頸並促進計算機技術的大規模發展。 與今天廣為使用的計算機(我們稱之為經典計算機)相比,量子計算機通過一種完全不同的方式進行計算,因此給計算技術帶來了全新的可能性。量子力學理論創立於20世紀初,經由大量的物理實驗驗證,業已成為半導體和現代化學的理論基礎。 在量子力學中,物理系統的狀態需要用波函數來描述,存在不是非黑即白的狀態,被稱為量子疊加態。同時,量子力學預言了波函數的相干、糾纏等經典物理理論中沒有的現象。雖然我們很難在日常生活中直接看到這些現象,但它們都能在實驗室中被觀測到。 量子計算機的“量子”指的就是在計算中利用量子相干、糾纏等效應,進而能夠用比經典計算機更短的時間完成某些特殊計算。這正是我們研發量子計算機的最主要原因。除此以外,量子計算技術還促進了基礎研究和其他量子技術,例如量子通訊和量子傳感等。 雖然經歷了近年來的快速發展,與成熟的經典計算機技術相比,量子計算機技術仍處於初級階段。量子計算機的概念在20世紀80年代被提出[1,2],此後在很長的時期內屬於基礎研究的範疇。目前,量子計算剛剛由基礎研究轉向工程實現和應用研究。我們還沒有發現任何基本問題可能導致最終無法實現有應用價值的量子計算機;與此同時,也很難預測這一轉變的最終完成需要多長時間[3]。 下面,我們將具體介紹量子計算機的概念、優勢以及實現方法。除此以外,還會介紹一些典型的量子計算物理系統,以及探討在近期內實現量子計算技術實際應用的可能性。希望通過這些介紹,使專家和領域外的人士對量子計算的概念和發展態勢有一個科學的理解。 通用量子計算機 從算法的角度來說,量子計算機具有比經典計算機更強大的計算能力。這個想法最初是由費曼(R。 Feynman)和馬寧(Y。 Manin)在20世紀80年代初提出[1, 2]。自20世紀40年代美國核武器研究起,數值計算被廣泛應用於物理學以及其他學科的研究中。 其中重要的一項應用是對物理系統的數值模擬。自然界的物理系統均為量子系統。然而,由於記錄和處理量子態需要很大的信息存儲空間,利用經典計算機對量子多體系統進行模擬是非常困難的。但是,量子計算機沒有這個問題。如果經典計算機無法精確模擬量子多體系統而量子計算機可以,那麼不言而喻,量子計算機優於經典計算機。 1985年,多伊奇(D。 Deutsch)提出了量子計算機的模型——通用量子計算機(或量子圖靈機)[4]。任意一種量子算法均可以利用通用量子計算機實現。量子計算機是由許多量子比特(二態量子系統)組成的物理系統。 對每個量子比特, |0> 和|1>是兩個完全可區分的量子態,它們分別對應二進制數中的0 和1。量子比特和經典比特的差別在於,量子比特可以處於0 和1 的量子疊加態,用a|0> +b |1> 表示,這裡係數a 和b 刻畫了量子比特的具體狀態。量子計算有很多方式,其中廣泛使用的模型是量子線路,也就是通過在量子比特上執行一系列的邏輯操作來實現量子計算,如圖1所示。這些邏輯操作包括:量子比特的初始化、量子態的么正變換以及對量子比特信息的讀取。 圖1 量子線路和量子門。量子線路由量子比特的初始化、一組量子門以及最終的信息讀取組成。其中的量子門可以由矩陣表示 與經典計算機中的通用邏輯門類似,在量子計算機中任意的么正變換均可以通過一組有限的么正變換(量子門)的組合以任意的精確度近似。這樣一組量子門被稱為通用量子門。 例如,Hadamard門(H)、π/4 相位門(S)、π/8 相位門(T)以及受控非門(CNOT)構成一組通用量子門[5]。這裡面H、S 和T為單量子比特門,CNOT為兩量子比特門(圖1)。利用這些量子門,不僅可以實現任意的量子算法,還可以實現任意的經典算法。從這個意義上說,顯然量子計算機的計算能力是大於等於經典計算機的。 1986年,多伊奇和喬沙(R。 Jozsa)提出了一個計算問題來表明量子計算機的確在解決某些問題上具有優勢[6]。他們提出的問題是判斷一個函數f :{x}→{0,1}對於不同的輸入x 是否給出相同的輸出0 或1。函數f 需要滿足一定的條件,這裡不再贅述。 對於輸入為一個比特的情況,也就是x有兩個取值0 和1,用經典計算機解決這個問題需要計算f 至少兩次。而用量子計算機只需要計算f一次, 這個量子算法被稱為多伊奇— 喬沙(Deutsch—Jozsa)算法。當輸入比特增多的時候,確定性經典算法需要計算f 的次數隨著比特數量指數增長,而量子算法仍然只需要計算f 一次。 多伊奇—喬沙問題 … Read more

NASA科學家通過哈勃發現“年邁”恆星周圍存在一團奇怪的氣體

對於位於獵戶座星座的NGC 2022,哈勃望遠鏡的成像工具顯示圍繞“年邁”恆星周圍存在著一團氣體。它看起來絕對奇怪,但它實際上是一顆恆星接近其生命後期階段的可預測結果。根據它們的大小和構成,恆星可以在它們開始垂死時呈現各種形式。例如,我們的太陽最終將成為一顆紅巨星,而NGC 2022就是這顆恆星的遺骸。 美國宇航局在一篇新的博文中解釋說: 當像太陽這樣的恆星年齡逐漸增長時,它們會膨脹並發出紅光。然後,這些所謂的紅巨星開始將其外層材料丟失到太空中。這種恆星質量的一半以上可以以這種方式脫落,形成周圍氣體的殼。與此同時,恆星的核心縮小並變得更熱,發出紫外線,導致排出的氣體發光。 由此產生的物體被稱為行星狀星雲,由於其球狀,行星狀外觀而得名。當像太陽這樣的恆星成為紅巨星時,對於任何圍繞它們運行的行星來說,這通常都會導致厄運。足夠接近的行星可以被恆星完全吞噬,而其他行星則可以在恆星流出氣體時被剝奪大氣層。 對於地球來說,當太陽進入它的紅巨星階段時,情況會變得相當瘋狂,但目前還不清楚恆星是否會長到足以吞沒地球。科學家們相信,太陽確實可以吞下水星和金星,即使地球不受全面破壞,恆星的高溫也會徹底扼殺地球上任何剩餘的生命。值得慶幸的是,太陽可能將在數十億年之後才會變成一顆紅巨星。 .

我們能用意識控制世界嗎?

圖片來自於 WiKiMedia 後來,格雷被植入了由著名科技創業者埃隆•基恩設計的名為Stem的電腦芯片(如果與埃隆•馬斯克有任何相似之處純屬巧合)這讓他重新站了起來。 Stem原來是一種人工智能(AI),可以用別人聽不到的方式與他“交談”,它甚至可以控制格雷的身體。接下里的故事,或許你已經猜到了。 時至2019年,現實中的半機械人(cyborg)並沒有這麼戲劇化,但仍然令人難以置信。 2012年,美國匹茲堡大學領導了一項研究,其中一部分就是為屈指可數的幾個人植入腦-機接口,該項目由美國國防高級研究計劃局(DARPA)資助。簡·休爾曼(Jan Scheuermann)便是其中之一。 53歲的簡·休爾曼因退行性疾病導致四肢癱瘓,她的頭部有兩個盒子狀的套接口,連接著一個看起來像遊戲機的東西。 通過這個腦-機接口,簡·休爾曼可以用她的思維來控制機械手臂,給自己拿巧克力吃,三年後,她可以成功地在計算機模擬器上駕駛戰鬥機飛行。 DARPA自20世紀70年代以來一直在資助這些關於腦-機接口的研究,現在,該機構想要進一步接近電影《升級》中所看到的場景。今年早些時候,DARPA啟動了“下一代非手術神經技術”(Next-Generation Nonsurgical Neurotechnology,簡稱N3)項目,目標是在未來消除對電極、連接線和腦部手術的需求。 該項目負責人對美國六家領先的研究機構的科學家們提出了一項任務:開發一種能夠從頭部以外讀取想法的硬件,其體積要足夠小,可以嵌入棒球帽或頭枕中。這種裝置必須是雙向的,能夠將信息以大腦能夠理解的形式傳回大腦,有人將這種方法比作心靈感應,這將是“一個真正的腦-機接口”。 DARPA只給科學家四年的時間,將這項新技術發展到可以在人體上進行測試的程度,即使是埃隆•馬斯克提出的腦-機接口“Neuralink”計劃,也需要進行高風險的手術才能將芯片植入大腦,不過,該技術確實採用了一種無線通信形式取代了連接線。 如果科學家能建立一個不具侵入性的神經界面,就能開啟一個全新的、目前還不存在的生態系統。 “最常見的應用是幫助那些失去移動手臂或四肢癱瘓的人,”N3項目中一個研究小組的首席研究員說,“想像一下,如果我們能在不做手術的情況下擁有與機器溝通的能力,那麼我們就能向廣大用戶群開放這項技術,那些身體健全的人也可以用更快的方式與他們的設備溝通。” 我們對腦-機接口的著迷也許有著更深層次的原因。人類演化出來與世界互動的唯一方式,就是通過我們的身體、肌肉和感官,我們非常擅長這些,但這也是我們與世界互動能力的基本限制,擺脫這種演化限制的唯一方法,就是直接與大腦互動。 儘管DARPA所宣稱的“為國家安全開發突破性技術和能力”略令人不安,但作為研發軍事用途高科技的美國國防部下屬機構,DARPA在歷史上推動了許多開創性技術,影響了許多人日常生活。互聯網、全球定位系統(GPS)、蘋果Siri等虛擬助手,以及現在的人工智能之所以能在今天快速發展,部分要歸功於該機構在這些領域投入的資金。 DARPA對腦-機接口研究的資助表明,這很可能將是一項足以“改變遊戲規則”的技術。不過,想參與其中不止DARPA一家。 馬斯克的Neuralink只是眾多被腦-機接口潛力所吸引的項目之一。包括英特爾在內,許多重要的科技公司也在這一領域開展了工作,對於成功破解這一難題的研究者和機構來說,他們將獲得豐厚的回報——預計到2022年,神經技術市場的價值將達到133億美元。 腦-機接口之所以在今天成為可能,可以追溯到19世紀,當時科學家試圖了解在動物大腦中發現的電活動。到了20世紀20年代,漢斯·伯傑發明了腦電圖儀(EEEG)來檢測人類顱骨表面的電活動並記錄下來。 50年後,加州大學洛杉磯分校的計算機科學家雅克·維達爾進行更深入的研究,並創造了“腦-機接口”(brain–computer interface)一詞。 然後,科學家們不得不等待計算能力的提升,以及人工智能和納米技術的出現,才能實現他們的願景。 2004年,一位四肢癱瘓的患者植入了第一個先進的腦-機接口,這讓他只要想一下,就能在電腦上玩乒乓球。 儘管取得了這些成功,但問題依然存在,所能傳輸的信息的質量會受到頻道數量的限制,這種接口需要在顱骨上開一個孔,使電極直接與大腦接觸,在你的身體排斥之前,這些設備可能只能運行有限的時間;或者如果設備出現故障,就很難把它們取出來。 為了開發出一個不需要腦部手術就能工作的腦-機接口,科學家開始探索使用超聲波、磁場、電場和光等技術的組合來讀取我們的想法,甚至嘗試寫回,面臨的問題包括,如何從大腦發出的雜音中分辨出有用的神經活動;而且,接口還必須能夠透過頭骨和頭皮接收信號。 你可以將這個問題理解為通過散射介質進行成像,就必鬚麵對的混亂程度而言,顱骨上的數毫米就相當於海洋表面的幾十米,或大氣層中的數千米。 一些團隊正在研究“精細的侵入性手術”。這意味著你必須通過攝食,注射或者用噴到鼻子裡的方式進行植入,有一個團隊正在研究納米粒子,當這些粒子到達大腦裡的目的地時,就能充當“納米傳感器”。這是一種非常小的粒子,其寬度只相當於人類頭髮的直徑,可以將外部磁場能量轉化為向大腦發出的電信號,反之亦然。另一項研究是利用病毒將DNA注入細胞,使其發生改變,從而完成類似的工作。 如果這些技術奏效,那麼精細的侵入性接口的性能應該能夠與外科植入人體的芯片相媲美,接下來的挑戰是將信息從設備傳輸到計算機,並在瞬間給出響應。 如果你把鼠標和電腦連在一起,點擊鼠標,然後必須等上一秒鐘,它才會開始工作,而科學家現在需要做的,是必須讓它變得超級快。這些接口需要有“高分辨率”和足夠的“帶寬”,或者通信通道,才能駕駛真正的無人機,而不只是移動機械臂。 不過,即使能實現這樣的腦-機接口技術,我們到底該如何溝通呢?我們會用文字還是圖片來交流?我們能用它來和朋友聊天或在線支付賬單嗎?這種技術對每個人來說有多大的獨特性?沒有人真正知道這些問題的答案,因為規則還沒有寫出來。 所有新的接口都需要一些練習來適應,很難說這種新的腦-機接口使用起來會有多簡單。用戶肯定不希望需要學習數百條規則,一個很有吸引力的選擇是,將用戶腦-機接口的輸出與半自動設備進行通信。用戶不需要控制每一個動作,而只需在計算機系統中設置一個“動態過程”,隨著人工智能變得更好,我們與之合作的系統將變得更加自主。根據任務的不同,我們可能只需要說,“我想要那個球”,然後機器人自己就會拿過來。 不過,電影《升級》可能還暗示了另一個問題:到底會是誰在控制一切? 我們可以找到一些線索。到目前為止,大多數腦-機接口已經從大腦活動中提取了詳細的運動或與肌肉有關的信息,即使用戶正在更廣泛地思考他們的目標,我們可以在大腦活動中檢測出想要移動一個物體的方向,以及何時想要把手握緊,由此產生的運動直接指向了物體,使他們能夠把它拿起來。用戶不需要思考向右、向前、向下這些動作。 對於不同的參與者,操作腦-機接口所需要的腦力勞動都有所不同,但在非侵入性接口中,通常需要更多的努力。 N3所帶來的任何技術能否讓用戶同時處理多項任務,還有待觀察。 還有一個更基本的問題。還沒有一個健全的人會為了玩視頻遊戲或網上購物而選擇植入腦-機接口;沒有人知道自己的行為會不會因為一個接口而有所不同,也不知道如果芯片嵌入到棒球帽中,是否也會影響自己的行為。 我們面臨著巨大的道德困境。這項技術帶來的好處必須大於風險,但如果你不是為了恢復一些失去的功能而選擇這項技術,情況就不一樣了。這就是為什麼非侵入性治療會如此有趣。 強大的腦-機接口的發展甚至可能幫助人類度過假想的技術奇點,即人工智能超越人類智能並能夠自我複制的時刻,人類可以利用技術升級自己,與這些新的對手競爭,甚至與人工智能合而為一,埃隆•馬斯克在推銷Neuralink時也清晰地指出了這一點。 現在的問題是,人類在什麼時候會成為我們所使用的系統中最薄弱的一環。為了跟上人工智能和機器學習創新的步伐,我們很可能需要與這些系統直接對接。 也許最終腦-機接口不會對我們的生活產生任何影響。在電影《升級》的最後,Stem完全控制了格雷的身心,他的意識停留在田園詩般的夢境狀態:他沒有癱瘓,和親愛的妻子生活在一起。 .

極限科技改變太空工程 幾克重的人造衛星將不足為奇

在過去幾年中,一項頗有前景的方法是太空極限設計,就是將太空探測器或者太空裝置最大化或者最小化。通過最近由英國皇家工程學院資助的一項為期10年研究計劃,研究小組正在探索航天器極端設計的可能性。我們相信,這是一個亟待開發的領域,可能對未來太空任務設計提供新的理念。 自阿波羅號登月以來,太空工程迅速發展成為一系列相輔相承的技術,這些技術提供令人興奮的新型太空科學任務、地面觀測數據,並建立全球通訊和導航服務網絡。現在我們可以在彗星表面著陸探測器,窺探發現宇宙的歷史。但是未來幾十年,什麼樣的最新太空技術能夠對航天領域帶來革新變化呢? 在過去幾年中,一項頗有前景的方法是太空極限設計,就是將太空探測器或者太空裝置最大化或者最小化。通過最近由英國皇家工程學院資助的一項為期10年研究計劃,研究小組正在探索航天器極端設計的可能性。我們相信,這是一個亟待開發的領域,可能對未來太空任務設計提供新的理念。 微型化設計 這是30×10×10厘米的CubeSats衛星,重量僅有幾公斤,可以攜帶多種不同的有效載荷,它們經常用於地球觀測,或者進行低成本的科學實驗。 航天技術微型化可以縮小太空飛船體積,例如:100公斤重的小型人造衛星可用於災害監測,它們可以多顆小衛星協同工作。近年來,科學家還設計立方體微型衛星,這是30×10×10厘米的CubeSats衛星,重量僅有幾公斤,可以攜帶多種不同的有效載荷。它們經常用於地球觀測,或者進行低成本的科學實驗,由於多顆微型衛星可以作為二次有效載荷,搭載較大的衛星發射升空,之後在太空展開部署。 我們的目標是在航天技術上降低一個數量級,首先從3×3厘米的衛星印刷電路板(PCB)開始,之後是更加緊湊的太空設備。目前已對這種微型人造衛星實現了軌道演示,以Sprite微型人造衛星為例,它的重量僅有4克,但是麻雀雖小、五臟俱全,它擁有傳感器、通信和機載數據處理功能。 目前,Sprite微型衛星已部署在國際空間站外側,前不久,KickSat-2太空任務中部署了105顆Sprite微型衛星,每顆衛星成本不到100美元。在太空部署衛星之後,第二天就成功接收到了信號,未來這些微型化設備有望在太空執行新的任務。 未來還計劃製造自由飛行的裝置,可以控制它們在太空中的方向和軌道,這將使我們能夠部署大量傳感器,實現分佈式傳感網絡,支持實時、大規模的數據收集,包括空間天氣監測,體積更小的設備可基於單塊矽芯片實現高度集成、大規模生產的微型衛星。 一種令人興奮的可能性是,通過耦合大型光帆,將這樣的微型衛星與星艦結合在一起,能夠在幾十年內到達其他恆星系統,同時,也可以用於在彗星或者小行星附近無處不在的勘測分析。 超大太空結構 目前國際空間站已使用30米長的大型可伸展吊桿放置太陽能電池陣列。未來我們的目標是在太空軌道製造大型、輕重量結構,使太空結構再提升一個數量級。這可以通過將3D打印技術應用於真空和微重力環境來實現,我們相信這種方法可以製造大型天線、能量收集器或者太空反射器。 為什麼我們需要這樣的大型太空結構呢?以詹姆斯·韋伯太空望遠鏡為例,它將很快取代哈勃太空望遠鏡,它擁有一個巨大主鏡,由一個網球場大小的盾狀結構遮擋陽光,為了將這項技術應用到“阿麗亞娜5號”火箭上,主反射鏡和遮陽板都採用可伸展設計。一旦進入太空,就需要一系列複雜的單獨發射,否則就面臨任務失敗的風險。 在太空軌道上直接製造大型輕質結構,可能對太空技術產生重要影響,降低了從地面發射精密設備的風險,例如:如果在連續性製造過程中,結構支撐材料可直接打印在反射膜上,將潛在製造數百米寬的大型反射器。 在極地軌道,這種反射器可以在黎明和黃昏時間段照亮陸地太陽能發電站,儘管發電量很低,但是供電現貨價格很高,這將是一種全新的太空服務,其產品是能源而不是信息。 它還可以用於反射光線,從而產生工業規模的太陽熱能,用於處理從近地小行星上回收的材料,例如:1個500米半徑的反射器攔截的熱能為1G瓦,相當於地面上一個普通發電站的產電效能。 在小行星上高溫蒸發水俱有一個特殊的作用,因為它可以幫助我們在太空中製造推進劑。太陽能發電可以將水分解為氫和氧,並將它們作為燃料。當它們重新組合併點燃時,就會燃燒產生推力,推動宇宙飛船在太空中飛行。未來在太空軌道上製造推進燃料可以降低未來人類太空冒險的成本,避免從地球表面將燃料運輸至太空。 (葉傾城) .

[圖]一位司機拍攝到了流星在大氣層中燃燒的壯觀畫面

北京時間8月17日凌晨4點39分,在撒丁島的一位司機拍攝到了流星在地球大氣層中燃燒的壯觀畫面。到目前為止,美國流星協會已經從法國,意大利甚至遠至非洲的突尼斯記錄了93個關於火球的目擊者報告。 .

研究突破 英專家預言三年內豬心可被用於人類心臟移植

特倫斯表示:“如果豬腎異種移植的結果令人滿意,那麼在未來幾年內,豬心臟很可能在人類身上發揮良好的作用。如果對腎臟有效,那麼心臟也會有效。這將改變移植歷史。” 40年前,特倫斯率領團隊在劍橋附近的Papworth醫院成功進行心臟移植手術,患者在移植後繼續生活了五年之久。 據報導,英國目前有280人在等待一顆全新的心臟進行移植,不僅僅是心臟,器官移植的原料一直是供不應求,引人焦慮。 對此科學家一直在尋求人體之外的全新選擇,而豬心則是一個完美的替代品,因為它的大小與人類的心臟十分相似。 不過特倫斯表示此研究遇到了某些人的反對:“動物保護主義者說這是完全錯誤的,但如果你能拯救一條生命,不是會更好麼?” .

衛星數據證實 今年7月極地海冰縮至歷史新低

NOAA表示,今年7月氣溫飆升到了新高,地球上大部分地區都處於前所未有的高溫之中,創紀錄的溫暖也使北極和南極的海冰縮小到歷史最低點。 這一結果證實了歐盟哥白尼氣候變化服務中心8月5日發布的數據。不過新數據指出,新記錄與2016年7月最高紀錄之間的差距比此前公佈的差距更大。酷熱的熱浪上個月席捲歐洲,創下歷史新高。在美國,從中西部平原到大西洋海岸,近1.5億人遭遇高溫的侵襲,當地媒體報導至少有6人死亡。 這一創紀錄高溫之所以更加引人注目,是因為此前的高點是在一場強烈的厄爾尼諾現象之後出現的,厄爾尼諾現象會推高全球平均氣溫。 NOAA表示:“數據顯示,自2005年以來,最熱的10個7月中有9個出現在過去5年裡。”阿拉斯加迎來了自2005年有紀錄以來最熱的7月;歐洲幾個國家的高溫紀錄也被打破,今年7月同時也是非洲有史以來最熱的一個月。 當然,也有些地區的氣溫比平均氣溫低,包括斯堪的納維亞半島部分地區、俄羅斯西部和東部,那裡的氣溫至少比平均氣溫低1.5℃甚至更多。 與此同時,北冰洋平均海冰面積7月創下190萬平方公里的歷史新低,比歷史平均水平低19.8%,超過了2012年7月的歷史低點。 南極海冰的平均面積為67.5萬平方公里,比1981—2010年的平均面積低4.3%,是41年紀錄中最低的7月。 .

700萬年前的“岔路口”:他走向人類這邊

“這是迄今所知最早的古人類,”發現化石團隊的領導者、法國法蘭西公學院教授米歇爾·布呂內近日在接受新華社記者採訪時說,“他的名字叫'圖邁' ,在當地語言中意為'生命的希望'。” 什麼是人:圖邁面臨的爭議 圖邁的頭骨化石由布呂內團隊在2001年發現,真品現藏於乍得國家科研發展中心,複製品在乍得國家博物館、塞內加爾黑人文明博物館等地都有展覽。黑人文明博物館主任研究員艾梅·康圖桑介紹:“圖邁被認為存在於靈長目黑猩猩屬和人屬之間。”這種表述反映出圖邁曾面臨的爭議。 根據圖邁頭骨復原的面部圖像能直觀地說明爭議,復原頭像上的毛髮、五官看起來有些像猩猩。專家認為圖邁是男性,其化石呈現出猿與人的混合特徵:顱骨形態與猿類相似,腦量與黑猩猩接近,眶間距與大猩猩相似。 布呂內團隊2002年7月在英國《自然》雜誌上發表關於圖邁的論文後僅僅3個月,美國密歇根大學古人類實驗室的米爾福德·沃爾波夫等人就於10月在《自然》上發表質疑文章,認為圖邁仍然是猿而不是人。 不過也有很多支持圖邁是人的證據,布呂內2005年在《自然》上發表了回應文章。他告訴記者:“有人說這是一隻大猩猩,那犬齒會是空心的,而且非常大,但這是人類的犬齒。頭骨上的枕骨大孔位置也與大猩猩和黑猩猩不一樣,而是符合人類兩腿直立行走的特徵。” “什麼是人?”中國科學院古脊椎動物與古人類研究所研究員吳秀傑接受新華社記者採訪時指出,相關爭議的焦點實際上是對人的定義。 “20世紀60年代以前,古人類學界一般以能否製造工具作為劃分人與古猿的界限。但後來發現,製造工具不是人類獨有的能力,黑猩猩等動物也會製造工具。因此古人類學界逐漸採用了新的標準:習慣性兩腿直立行走。” 吳秀傑說,圖邁頭骨的枕骨大孔位置與我們一樣向下,表明頭骨垂直位於脊柱上,顯示它已習慣性兩腿直立行走,“這是決定性的證據”。她說,現在學術界對圖邁的分類是撒海爾人乍得種,雖然不屬於現代人所在的人屬,但同屬人類大家庭,這與其他一些古人類一樣。 人猿揖別:700萬年前的分叉口 既然圖邁是人,那它的“年紀”就特別有意義。布呂內團隊2008年在美國《國家科學院學報》發表論文說,圖邁頭骨的測年結果為680萬年到720萬年之間,為了方便常說是700萬年。他說:“迄今沒有發現比這更久遠的人類了。” 這意味著人類起源的時間,被圖邁往前推了一大截。 多年來,著名古人類化石露西被稱作“人類老祖母”。 1974年在埃塞俄比亞發現的這具女性骨架化石,以完整性和久遠性而極受重視。化石中包含頭骨、肋骨、臂骨等,到現在也是同類化石中最為完整的。其“年紀”約為350萬年,在被發現後長期穩坐世界頭把交椅。 不過更古老的化石陸續出現。 2000年在肯尼亞發現的一種古人類化石因發現時間而得名千禧人,年代距今約600萬年,奪得了“最高輩分”的寶座。僅一年後,圖邁就在乍得被發現,又將人類起源的時間推前了100萬年。 圖邁的意義不僅在時間上,還在空間上。在圖邁之前,由於露西等重要的早期人類化石都是在非洲東部被發現的,法國著名古人類學家伊夫·科龐提出了“東邊故事”理論,認為人類起源於東非大峽谷以東。而圖邁出現於非洲中部乍得的沙漠之中,位置往大峽谷以西移動了約2500公里,打破了“東邊故事”理論。 “圖邁的發現說明了科學研究的進步,”康圖桑說,“隨著科技的進一步發展,我們還可能發現更古老的人類。” 盲人摸象:祖先進化樹尚未探清 站在700萬年前的圖邁,是我們現在能看見的最早前輩,那他是我們的祖先嗎? 普通民眾可能會自然產生這樣的想法。在乍得,大多數人都知道圖邁,並以此為傲。乍得民眾阿布巴卡爾·薩利赫說:“圖邁是人類的祖先,而我們是圖邁的後代,這是莫大的榮幸。” 但在專家看來,人類祖先的進化樹還遠未探清。吳秀傑說:“由於化石的稀少性,我們對古人類進化樹的研究還是盲人摸象。” 現在古人類學界“摸”出來的一個主流觀點是早期人類的“非洲起源”,這是因為目前發現的200萬年前的古人類化石都在非洲。 “人類在非洲度過了很長時間,”布呂內說,從極長的時間尺度看,“我們都是非洲人,非洲之外,都是移民”。 不過對於時間更近的各地現代人如何起源,學術界還存在爭議。比如對於中國人的祖先,國際上有觀點認為,雖然這裡有170萬年前的元謀人和77萬年前的北京猿人,但這些古人類可能沒有熬過冰河時期,約6萬年前又有一批古人類從非洲走出到達這裡。 但是,近來中國古人類學界發現了許多新的化石證據,如距今10萬年左右的許昌人、道縣人、黃龍洞人、崇左智人洞人等。這些新的化石證據對“中國沒有早於6萬年的現代人”這個觀點提出了有力挑戰。 吳秀傑說:“古人類各支的進化不是孤立、線性的過程,而是複雜的樹叢狀過程。各支之間可能有混合,有的分支可能後來滅亡了,又可能某處產生新的分支。現在還沒有探清人類進化樹的主乾和全貌。” 圖邁是否就是今天我們現代人、乃至具體到乍得人的祖先,現在還說不清楚。吳秀傑說:“不過如果從特別長的時間尺度看,可以說圖邁和我們所有現代人都是親戚。” .