世界科学

目录

卷首语

最伟大的发现尚未到来

十年前，也就是2012年7月4日那天的早晨，在CMS和ATLAS实验项目的发言人乔·因坎代拉（Joe Incandela）和法比奥拉·吉亚诺蒂（Fabiola Gianotti）近两个小时的精心演讲之后，我在欧洲核子研究...

专稿

希格斯玻色子发现十周年

十年前希格斯玻色子的发现具有里程碑式的意义，它为研究基本相互作用的新领域打开了大门。我们回顾了希格斯场在粒子物理学标准模型中的作用，并描述了它对我们周围世界的影响。我们总结了十年来对希格斯玻色子相关的物理学的研究工作，讨论了目前尚未解决的问...

天文学

引力波带来的新成果

2017年10月，诺贝尔物理学奖授予了推动引力波探测的三位物理学家。100多年前，爱因斯坦就预言了引力波；100多年后，这一颁奖为艰难的引力波探寻之旅画上了完美的句号。 事实上，这既是结束，也是开始。如果传统天文学是观看宇宙，那么引力波天文...

物理学

物理学家改写了描述无序性的基本定律

热力学第二定律是所有科学领域中最神圣的定律之一，但它的理论基础不过是19世纪时的概率论。新的观点认为，其真正的理论来源是量子信息的传递过程。 对熵增过程的理解，只要利用简单的概率学原理就可以了吗？我们是否可以引入量子力学的公理来解释熵增？ ...

生命科学

基因编辑十年

十年前，伊曼纽尔·卡彭蒂耶（Emmanuelle Charpentier）和詹妮弗·杜德娜（Jennifer Doudna）于《科学》杂志撰文介绍了一种全新的基因组编辑技术。这是CRISPR领域的开山之作：她们将RNA介...

AI成功预测守卫细胞核的蛋白质复合物

在其迄今为止最伟大的生物学壮举中，人工智能解析了保护我们DNA的复杂蛋白质结构。 继解决蛋白质结构预测这一生物学领域大难题后，人工智能（AI）又揭示了蛋白质相互作用连接形成复合物的过程，还构想出新的蛋白质结构——它们有望被转化为药物，在我们...

医学与健康

新冠疫情中暂时消停的病毒卷土重来

近两年来，新冠疫情打乱了全球各地的民众生活，同时其他传染病偃旗息鼓，暂时退隐。世界各国曾实施一系列旨在减缓新冠病毒传播的措施，如今随着多国解除管制措施，一些一度消停的病毒和病菌卷土重来，正以意料之外的方式给人类造成损害。 先来回想一下我们近...

生态与环境

二氧化碳清除计划突然获得信任和支持

关于碳清除，问题已不再是必要与否，而是能否足够快地扩大规模。 气候问题正在以不可控的态势滑向深渊，人类试图以足够快的速度消除二氧化碳以降低最坏情况可能出现的风险，但目前这些努力仍不尽如人意。而全世界对大气二氧化碳清除技术（简称CDR）的关注...

材料科学

锰：电动汽车进军大众市场背后的秘密

大多数汽车制造商都渴望向全世界推销电动汽车，但他们却面临全球变暖时代的挑战：电池以及制造电池所需的原材料供应都十分紧张。 元素周期表上的第25号元素——锰——在地球储量丰富，特斯拉和大众等汽车制造商将其视为制造电池的新金属材料，主流客户可能...

3D打印增添又一维度

智能材料早已成为我们日常生活的一部分。比如：新奇的马克杯拥有热致变色涂层，当它装有热饮时会改变颜色；光致变色的感光镜片在烈日当空时会变成深色；一次性尿布和经期用品中的水凝胶能溶胀并吸收大量液体。但这些应用仅仅是冰山一角，智能材料（它们能感知...

大家·科技前沿

分子医学力推健康中国建设

肆虐全球的新冠肺炎疫情给无数家庭和个人带来了无法抹去的伤痛，也深刻影响了社会运转和经济发展。疫情之下，“健康中国”战略的重要性不言而喻， 其艰难性更加彰显，我国医疗卫生事业的发展挑战与机遇并存。以科技创新驱动医学发展，助力“健康中国”伟大战...

今日启明星

一个田间长大的孩子和植物光合效率提升的故事

宋青峰申报的“植物工厂蔬菜光合效率检测机器人”成功入选2021年启明星（C类）计划，他成为启明星大家庭的一员。约宋青峰做启明星采访缘于2022年6月30日召开的双碳主题的启明星论坛。宋青峰那天报告的关键词是植物冠层光合效率、植物表型组和碳中...

智库观察

美科技巨头实力达到巅峰，颠覆性力量正在崛起

在美国与新冠肺炎疫情做斗争期间，美国科技巨头发挥了至关重要的作用。然而，在2020—2030年期间，技术迭代、竞争格局变化以及社会变迁有可能遏制当今科技领导者的发展。与此同时，消费市场逐步成熟，其他国家或国际性重大事件也会先后抢占世界舞台的...

创新启示录

一次降落伞事故如何助推增强现实

1992年，第一个交互式增强现实系统硬件设备从天而降。 我爬进一具被传感器、马达、齿轮和轴承覆盖的上半身外骨骼内，上身前倾，昂起脑袋，将我的面庞紧贴从天花板上垂挂下来的一套视觉系统的目镜。我看见身前的一块涂成黑色的大木板，上面打出的金属孔眼...

科技政策

阿拉蒂•普拉巴卡尔成为首位白宫女科学顾问

作为埃里克·兰德的继任者，这位应用物理学家将带来丰富的政策经验。 2022年6月21日，美国总统拜登正式宣布任命美国国防高级研究计划局（DARPA）前主任阿拉蒂·普拉巴卡尔（Arati Prabhakar）为白宫科学和技...

科学家访谈

化失败为突破的计算机科学家

他山之石，可以攻玉——丹尼尔·斯皮尔曼的解决问题之道。 丹尼尔·斯皮尔曼（Daniel Spielman）的办公室坐落在以穹顶和尖塔闻名的耶鲁大学校园里，他的书架上摆满了高高的黑色笔记本，那是他几十年的手写笔记，靠墙放着...

科学与社会

立法者对抗人类生殖的科学现实

今年6月，美国最高法院宣布了对于多布斯诉杰克逊妇女健康组织案的决定，这是一次令人震惊的推翻先例，使得政府重新插手美国人民的私人生活和医疗。然而，这并不在意料之外。在最高法院做出决定前的漫长而痛苦的时期里，许多州已经严格限制生殖健康服务的获取...

科苑

青蒿素之母

中国科学家1972年发现治疟“神药”青蒿素，青蒿素发现群英谱中以屠呦呦的贡献最大，故她被赞誉为“青蒿素之母”。2015年10月5日，屠呦呦以发现青蒿素的重大原创性成果荣膺当年诺贝尔生理学或医学奖，迄今她仍是唯一荣获过诺奖的中国内地科学家。谨...

书评

民主能包含人类之外的世界吗？

真正的全球政治会将决策拓展到动物、生态系统和潜在的人工智能领域。 圣地亚哥动物园里曾经有一只名叫肯·艾伦（Ken Allen）的猩猩，因其实施过复杂的逃跑计划而恶名远扬。它曾找到笼子里的每一个螺母和螺栓、将它们拧开。它在开放式展区...

微科幻

灵魂火锅

在新加坡空间站开出一家成功的火锅餐厅可不容易。竞争很激烈。骨胶原汤、实验室培育的和牛肉、从水培农场直送餐桌的有机蔬菜……你能想象到的每一个火锅变种都早已存在。假如你想要脱颖而出，你得要跳出盒子思考。 在我的点子最终实现之前，有许多法律漏洞得...

科学人物

本杰明•莫特尔森（1926—2022）

本杰明·莫特尔森是著名的物理学家，诺贝尔奖获得者，他彻底改变了人类对原子核的理解。 本杰明·莫特尔森（Benjamin Mottelson）专门从事原子核结构理论工作。20世纪50年代，莫特尔森与其丹麦同事尼尔斯...