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7/22為何是全球史上最熱一天 專家說話了

位於瑞士的世界氣象組織(World Meteorological Organization,WMO)當地時間8月6日表示,整個7月,全球數以億計人口都經歷了酷熱的襲擊,其中7月22日世界多地出現有紀錄以來最熱的一天。大陸國家氣候中心副主任賈小龍分析,7月21至22日,全球日平均氣溫突然上升主要是因為北半球,特別是北美和歐洲大部分地區,以及南極洲大部氣溫遠高於氣候平均值。7月下旬初,受到前期聖嬰現象衰減和大西洋海溫顯著偏暖的影響,南北半球的副熱帶高壓系統異常強盛,副熱帶高壓控制下的大部分地區盛行下沉氣流會產生不斷增溫。 歐盟氣候監測機構哥白尼氣候變化服務局發布的公報顯示,7月22日是地球有紀錄以來最熱的一天,全球日平均氣溫是17.15度,超過7月21日創下的17.09度以及去年7月6日創下的17.08度紀錄。 據世界氣象組織發布,從去年6月到今年6月,全球每月平均氣溫已經連續13個月刷新最高紀錄,過去一年,大範圍、長時間的強烈熱浪襲擊了各大洲,至少有10個國家的多個地區錄得超過攝氏50度的日氣溫。 「特別是歐洲西部上空和北美大部上空出現『熱穹頂』現象,也就是高壓停滯不動,像個罩子一樣把熱空氣蓋在熱浪發生區域,導致多地出現極端高溫,」賈小龍說。 哥白尼氣候變化服務局認為,導致氣溫飆升的其中一個原因,是南極洲大部分地區的氣溫遠高於平均水準,一些地區的異常氣溫比平均水準高出10度以上。這是南極大陸在過去2年中第2次遭遇此類熱浪。

國際新研究:過度依賴AI創作可能導致千篇一律

國際權威期刊《科學》子系列《科學前緣(Science Advances)》日前發表一項新研究,認為生成式人工智慧(AI)的興起可能使影視、文學、音樂等的創作變得容易起來,但如果創意產業過度依賴AI「編故事」,未來可能出現作品千篇一律的雷同感。 研究指出,生成式AI可將簡單的文本提示轉化為相對複雜的音樂、文本、圖像和視頻等,但這類工具的廣泛使用會對人類創作產生何種影響仍然未知。為瞭解生成式AI對短篇小說創作的影響,英國倫敦大學學院等機構的研究人員招募了近300名志願者擔任「作家」,展開一項線上研究。 這些志願者並不是以創作為生的職業作家。研究人員評估了他們的先天創作力,然後將他們隨機分為3組。所有志願者被要求根據隨機分配的公海探險、叢林探險和外星探險等3個選題之一,創作一個8句話的小故事。 3組志願者接受生成式AI輔助創作的程度不同。第一組無任何AI輔助;其他兩組可選擇利用AI獲得一個3句話的初始創意;而後面這兩個允許借助AI創作的組別當中,其中一組的志願者可選擇最多獲得5個由AI產生的創意。創作完成後,志願者們被要求以新穎性、情感特徵等標準對自己創作的故事自我評估。此外,還有600名外部評審人員以相同標準來評估這些故事。 研究顯示,接受生成式AI輔助,有助於寫出更有創意、更有趣的故事,這在一開始被測定為「先天缺乏創作力」的志願者中尤其明顯。例如,對於先天缺乏創作力的志願者,獲得5個AI提供的創意,可使他們創作故事的新穎性提高10.7%,可使他們故事的趣味性提高22%。但從總體來看,相較於「無AI輔助組」,AI輔助組創作的故事看起來更相似,因為他們在創作時太過依賴AI提供的故事創意。 研究人員說,這就相當於創造了一種「社會困境」:生成式AI使人們更容易踏入寫作領域,「降低門檻是好事。」但如果整體的藝術創新程度降低,那將是有害的。這項研究表明,人們必須開始思考,在工作中如何利用AI來獲取最大益處,同時又保有自己的思考。

「快時尚」製造廢棄衣物有解!新工藝可分解成有用分子

根據《環境與能源領導者(Environment +EnergyLeader)》網站日前報導,美國特拉華大學研究團隊開發出一種化學處理工藝,能高效地將織物分解為可循環利用的分子。該研究近日刊登於《科學前緣(Science Advances)》期刊,為時尚行業「快時尚」製造堆積如山廢棄衣物提供了一個解決方案。 根據美國國家環境保護局統計,時尚潮流行業每年產生數百萬噸廢棄衣物,據估計,只有不到1%的廢棄衣物得到有效回收,其他則大多被焚燒或埋進垃圾場,衣物中的微塑膠更汙染了海洋。因此,開發新技術以妥善處理這些廢棄衣物至關重要。 研究小組採用了微波輔助糖酵解的化學反應方法,在熱量和催化劑的幫助下,可以將大分子鏈(聚合物)分解成更小的單元。 研究人員借助這一方法來處理由不同成分組成的織物,包括100%由聚酯組成的織物,以及聚酯和棉各一半的織物。結果顯示,對於純聚酯織物,該方法能將90%的聚酯轉化為名為BHET(對苯二甲酸乙二醇酯)分子,這種分子可以被直接回收以生產更多聚酯織物。另外,應用這種方法處理聚酯與棉混合織物時,既可以分解聚酯,也可以回收棉花。 研究結果表明,氨綸會被分解成MDA(3,3-二甲氨基聯苯)分子;尼龍和棉花一樣可以被完整地提取出來。整個反應過程只需15分鐘,跟以往耗時好幾天相比起來,極具成本效益。 研究人員估計,隨著技術的進一步優化,反應時間有望進一步縮短。屆時,全球88%的服裝廢棄物可望實現回收利用。 過去許多回收方法依賴於物理手段,將廢物分離成原材料。但這些物理方法並不適合處理紡織品。因為織物往往由多種材料混合而成,如棉花與聚酯等,機械回收技術很難將多纖維紡織品分離成可以再次使用的產品。

阿茲海默症早期診斷新進展!陸科學家發現新生物標誌物

大陸復旦大學研究團隊發現對阿茲海默症(Alzheimer’s disease,AD)的診斷和預測具有重要價值的新型生物標誌物YWHAG,它在識別生物學定義和臨床診斷定義的準確度分別高達96.9%和85.7%。該研究近日線上發表於《自然-人類行為》(Nature Human Behaviour)上。 阿茲海默症臨床特徵主要是認知障礙、精神行為異常和社會生活功能減退,由於發病機制未明,一直以來被認為是「研發黑洞」。拜阿茲海默症生物標記物研究的進展之賜,美國阿茲海默症協會和美國國家衰老研究所上個月更新了《阿茲海默症診斷和分期的修訂標準(2024年)》,新標準認為不能僅憑臨床表現診斷阿茲海默症,要通過生物標記物來確診。 通過生物標記物來診斷阿茲海默症是指基於腦組織的病理特徵來診斷該疾病,即β-澱粉樣蛋白病理和tau病理的存在,這些病理變化可以通過活檢、PET(正電子發射斷層掃描)成像或腦脊液(CSF)生物標誌物檢測來評估,是目前公認的診斷標準。 復旦大學團隊在6361個蛋白質中篩選出對阿茲海默症生物學診斷最重要的4個生物標誌物:YWHAG、SMOC1、TMOD2和PIGR蛋白,以及對阿茲海默症臨床診斷最重要的5個生物標誌物:ACHE、YWHAG、PCSK1、MMP10和IRF1蛋白。其中以YWHAG在識別生物學定義的阿茲海默症和臨床診斷的阿茲海默症癡呆時表現最佳,準確度分別達96.9%和85.7%。 YWHAG是一種14-3-3蛋白家族成員,也稱為14-3-3 gamma。YWHAG蛋白可參與調節細胞週期、信號傳導和代謝等多種細胞過程。YWHAG在阿茲海默症患者的腦脊液中表現出顯著的表達變化,其異常表達與神經退行性變和病理變化相關,通過檢測YWHAG的變化,可以反映出阿茲海默症病理過程中的神經元損傷和細胞信號通路改變,有助於早期檢測和診斷阿茲海默症。 研究團隊認為,此次研究成果不僅為阿茲海默症的早期診斷和疾病預測提供了全新的生物標誌物,更在臨床應用和未來研究方面展現了廣闊的前景。該發現不僅突破了傳統阿茲海默症診斷標誌物的局限性,還顯著提高了診斷的準確度。此外,這些新發現的生物標誌物不僅限於腦脊液研究,還可能在血液檢測中展現出同樣的診斷潛力。據悉,相關的血液YWHAG研究已經在進行中,相關成果已申請專利。研究團隊表示,這預示著更加便捷、非侵入性的阿茲海默症診斷方法或許將在不久的將來成為現實。

超越經典電腦!陸首次成功構建「天元」量子模擬器

位於安徽的大陸頂尖大學中國科學技術大學教授潘建偉、陳宇翱、姚星燦、鄧友金等人近日成功構建了超越經典電腦的「天元」量子模擬器,率先取得量子計算第二階段里程碑式進展。 「天元」量子模擬器是首次實現超越經典電腦「費米子哈伯德模型」的超冷原子量子模擬器。相關研究成果於7月10日線上發表在國際學術期刊《自然(Nature)》上。《自然》雜誌審稿人給予研究團隊高度評價,稱該工作「有望成為現代科技的里程碑和重大突破」;「標誌著該領域向前邁出了重要的一步」。 國際學界為量子計算的發展設定了3個階段性目標。陳宇翱表示,「量子計算優越性」的第一階段目標,已經隨著美國谷歌公司「懸鈴木」以及中國科大「九章」系列、「祖沖之號」系列量子計算原型機等而達成。 陳宇翱說,當前的主要研究目標是第二階段,以專用量子模擬機求解諸如「費米子哈伯德模型」這一類重要科學問題。因此構建量子模擬器驗證包括摻雜條件下的反鐵磁相變,是求解「費米子哈伯德模型」的專用量子類比機的第一步。在量子糾錯的輔助下實現通用容錯量子電腦,則是第三階段目標。 姚星燦說,光晶格中的超冷原子具有諸多優勢,是最有希望構建專用量子模擬機以求解「費米子哈伯德模型」的體系之一。以往實驗中光晶格強度的非均勻性和費米原子製冷有困難,使得反鐵磁相變一直無法實現。 為了解決這些難題,研究團隊在前期研究基礎上,進一步發展了平頂光晶格技術,並通過精確調控相互作用強度、溫度和摻雜濃度,直接觀察到確鑿證據,從而首次驗證了「費米子哈伯德模型」包括摻雜條件下的反鐵磁相變,首次展現了量子類比在解決經典電腦無法勝任的重要科學問題上的巨大優勢。

中俄會談 討論合建「月球核電站」計劃

俄羅斯衛星通訊社報導,俄羅斯聯邦太空總署局長尤里.鮑里索夫(Yury Borisov)今天(10日)飛往中國舉行工作會談,此次中俄雙方的主要議題是討論在月球上建立核電站的計劃。俄羅斯專家指出,中國是俄羅斯探月的「天然合作夥伴」,中、俄太空站的聯合科學研究和實驗將為太空科學做出新貢獻。 鮑里索夫今年5月透露,俄、中已開始開發核設施並將於2033年至2035年將其送往月球站;雙方將聯手建造並共同利用國際科學月球站,預計2040年落成。 俄、中兩國已經建立了月球探測聯合數據中心,協調將於2027年發射的俄羅斯月球-26和2026年發射的中國嫦娥7號。 俄羅斯宇航科學院院士、火箭與太空工業專家亞歷山大.熱列茲尼亞科夫表示,由於中俄關係良好,加上中國先進的太空技術,「中國已成為俄羅斯探月的天然合作夥伴。」 亞歷山大表示,在月球上開發和安置核電站需時10年。雙方分工是:中國可提供各種電子和輔助設備,以確保其運行;俄羅斯則可建造反應堆,一方面俄羅斯已具備這方面能力,另一方面這樣也更節省成本。 亞歷山大說,中國對於運送裝置到月球可以做出很大貢獻,但這將取決於快要發射時誰擁有合適的運載火箭。由於核電站裝置相當重,因此需要一個具有足夠負載能力的載體。俄羅斯目前只談論製造重型和超重型火箭,然而2033年至2035年中國很有可能已擁有一艘具有有效載荷能力的運載火箭,能將核電站裝置運送到月球。 至於資金問題,亞歷山大表示,目前考慮許多外部因素,這個聯合項目的資金可能主要來自中國;但最終在項目實施過程中,才能決定誰投的資金多。「我們認為理想情況是各出一半。」 亞歷山大表示,俄羅斯在建設太空站方面擁有相當水準的技術能力,此前中國建造太空站時借鑒了不少俄羅斯多模塊結構組合的經驗。因此此次北京會談很有可能不是討論建設太空站的技術問題,而是如何運營。 亞歷山大認為,俄方對合作之所以感興趣,是因為中國科學家對世界科學發展的影響愈來愈大。近年來中國專家在科學期刊上發表了大量文章。可以說,包括太空科學在內,中國科技發展對全球的影響力已經大幅提升,包括天體物理學研究、新材料的開發和創造、生物學實驗等。 以在中國空間站培育種子,然後將其運送到地球並在地球上播種為例,亞歷山大表示,科學家們正在設法瞭解這種鏈條有何前景,以及它能否增加亞麻等植物的產量。此外還有醫學實驗,特別是研究太空對長期身處其中的人的有何影響。

從折紙找靈感!感測器能在3D生物列印組織內定位

以色列台拉維夫大學團隊從折紙中獲得靈感,設計一款可在生物組織周圍折疊的創新結構,讓感測器可以精確插入預定位置,以檢測、記錄細胞活動和細胞之間的交流。研究成果發表在最新一期《先進科學》雜誌上。 大陸《科技日報》報導,使用3D生物列印技術的生物組織模型已經很普遍,但現有方法有一個明顯缺點:生物組織不能列印在感測器上;列印過程會讓打印頭破壞感測器,而感測器非常重要,可以提供有關組織內部細胞的資訊。 折紙方法是科學與藝術的「完美配合」。研究團隊此次使用電腦輔助設計軟體,開發了一種針對特定組織模型訂製的多傳感結構,靈感即來自折紙。該結構包含各種感測器,用於監測組織內精確選擇位置的細胞的電活動或電阻。電腦模型用於製造物理結構,然後將其折疊在生物列印組織周圍,以便每個感測器都能插入組織內的預定位置。 新方法有效地在3D生物列印的腦組織上得到了證明:插入的感測器成功記錄了神經元電活動。團隊成員強調,該系統既是模組化的,又是多功能的。它可將任何數量和任何類型的感測器,放置在任何類型的3D生物列印組織模型中的任何選定位置,或者放在實驗室中人工生長的組織中,例如大腦類器官。 團隊展示了該平台的另一優勢:在生物列印腦組織的實驗中,他們添加了一個模擬天然血腦屏障(BBB)的細胞層。這原本是人腦中一個保護大腦免受血液中不良物質進入的細胞層,但這個細胞層也會阻止用於腦部疾病的藥物。而此次研究中添加的細胞層,由人類BBB細胞組成,通過測量其電阻,團隊證明它對各種藥物具有滲透性。 《科技日報》表示,過去科研人員不斷從折紙中獲得靈感,包括2014年麻省理工學院與哈佛大學研發出可自行由平面材料摺疊成型的機器人,或是結構特殊的材料「超材料(Metamaterial)」。此次折紙再次「立功」,解決「組織無法在感測器上生物列印」的難題。

廉價且能快速充電!無陽極鈉固態電池面世

美國科學家最新研製出全球首個無陽極鈉固態電池,有助開發出廉價且能快速充電的大容量電池,以用於電動汽車和電網。相關研究論文發表於最新一期《自然.能源》雜誌。 鈉離子電池被視為最有潛力替代鋰電池的選項之一。雖然鋰電池已成為電動汽車和移動設備的標準配備,但其性能受到多方面因素制約。首先,鋰在地殼中的儲藏量有限;此外,鋰離子電池需求激增,導致鋰的價格不斷攀升。而鈉在地殼中的儲量約是鋰的1000倍,同時也是一種更環保的電池材料。 傳統電池結構包括一個陰極和一個陽極。充電過程中,陽極儲存離子;放電過程中,離子從陽極通過電解質流到集電器(陰極),為設備和汽車供電。但「無陽極」電池裡直接在集電器表面通過鹼金屬的電化學沉積來存儲離子,這種方法不僅提高了電池的電壓和能量密度,還降低了成本,不過也會帶來新挑戰。 論文第一作者、美國加州大學聖達戈分校格雷森.戴伊謝爾解釋:無陽極電池中,電解質和集電器之間需要保持良好的接觸。使用液體電解質容易做到這一點,因為液體能四處流動,而固體電解質無法做到。但液體電解質在消耗活性材料的同時,會產生固體電解質介面堆積物,導致電池性能降低。 為解決這一問題,研究團隊另闢蹊徑,開發出一種新型鈉電池架構:他們採用了具有類似液體流動性的固體鋁粉來構建集電器。在電池組裝過程中,鋁粉在高壓下變得緻密,形成固體集電器,同時與電解質保持類似液體的接觸,實現了低成本、高效率的充放電循環。 研究團隊認為,新研製出來的鈉電池結構穩定,可循環數百次。去除陽極並用鈉代替鋰,使新型電池的生產過程變得更加經濟環保。創新性的固態設計也提高了電池的安全性。

全球首台「人造太陽」建成運行!洪荒70托卡馬克成功放電

位於上海的能量奇點能源科技公司近日宣布,由該公司設計、研發和建造的全高溫超導核聚變裝置「洪荒70」成功實現等離子體放電。「洪荒70」是全球首台全高溫超導托卡馬克裝置,且是由商業公司研發建設,其建成運行意味著人類距離「終極能源」又進一步。 能量奇點CEO楊釗表示,「洪荒70」具有自主智慧財產權,國產化率超過96%。該裝置是2022年3月開始設計,今年2月底完成總體安裝,前後2年,創造了全球超導托卡馬克裝置研發建造的最快紀錄。 當前可控核聚變技術路線主要有3種,包括重力場約束核聚變、鐳射慣性約束核聚變和磁約束核聚變。其中,磁約束核聚變的研究裝置主要包括托卡馬克、仿星器、反向場箍縮及磁鏡等。 能量奇點聯合創始人、COO葉雨明表示,托卡馬克研究路線是全球研究最充分、工程經驗最豐富的一條可控核聚變技術路線。 托卡馬克裝置的中央是一個環形的真空室,外面纏繞著線圈,在通電時內部會產生巨大的螺旋形磁場,將其中的等離子體加熱到很高的溫度,以達到核聚變的目的。 一般稱核聚變裝置的能量效益為「Q值」,即裝置產生的能量與維持聚變所需投入的能量之比。Q值大於1,代表輸出的能量大於維持反應所需的輸入能量,目前人類能夠達到的最大Q值是1.53,Q值大於3才有商轉價值,能量奇點的目標是2027年完成Q值大於10的下一代強磁場高溫超導托卡馬克裝置「洪荒170」。能量奇點說,「洪荒170」建成後,將成為全世界尺寸最小、成本最低、能夠實現10倍能量增益的托卡馬克裝置。 葉雨明說,「洪荒170」尚處於物理裝置階段,預計明年年初開始工程設計。2030年後,能量奇點還將啟動再下一代高溫超導托卡馬克裝置「洪荒380」建設,目標是可用於示範性聚變發電站的托卡馬克裝置。如果一切順利,10年內人類即可迎來可控核聚變發出的第一度電。

從醫學到航天!陸哈工大新增「智慧視覺工程系」引人注目

大陸高考(大學聯考)近日公布成績,考生要開始填報志願,其中哈爾濱工業大學的「智慧視覺工程」科系做為大陸教育部今年新增的24個科系之一,今年首屆招生,預計招收30至50人,特別引人注目。什麼是「智慧視覺工程」?未來能從事哪些工作? 根據哈工大官網,「智慧視覺工程」旨在培養「空間+光學+資訊+智慧」複合型人才,利用電腦視覺和影像處理技術,讓機器能夠像人一樣理解和識別圖像和視頻資訊。哈爾濱工業大學是全大陸唯一布點該科系的大學。 哈爾濱工業大學航太學院教授、空間光學工程研究中心主任智喜洋表示,通過空間光學與機器視覺技術的結合,類比人類的視覺功能,使機器或系統像人一樣聰明,不僅能看、能理解、能思考,而且能在極短時間裡準確處理海量的圖像資料。即使是在人類難以生存的惡劣環境下,也能夠穩定、高效地工作,提供寶貴的資料支援和服務。 舉例來說,在醫學領域,智慧視覺工程結合了醫學影像學與電腦科學,致力於培養具有臨床醫學基礎知識和醫學影像診斷學、醫學影像技術、醫學影像工程及人工智慧領域知識的醫工交叉人才。 「智慧視覺工程」科系必須學習人工智慧原理、視覺傳感原理、計算光學、視覺模擬技術、視覺測量技術、智慧影像處理技術、智慧視覺系統設計等,主打的關鍵字就是「複合型」。 智慧視覺工程有不少「遠親與近鄰」,它是電子資訊類科系中的一個,電子資訊類還包括了微電子科學與工程、光電資訊科學與工程、人工智慧等其他20個科系,涵蓋了多個領域,培養的是未來在電子、軟體與資訊、航空航太、通信等多個關鍵領域的應用型人才。 很多人關切智慧視覺工程系畢業後能夠從事哪些工作?中國空間技術研究院遙感衛星總體設計師王福海表示,他進入這個工作的這段時間裡,智慧視覺技術在遙感衛星領域正以勢不可擋的趨勢飛速發展,並已成為未來遙感衛星領域的重點前進方向。 王福海說,當洪水、地震等大面積災害發生時,往往都伴隨著大範圍斷電、斷網,災害現場損毀狀況評估、災害發展趨勢預測,此時就有賴遙感衛星的智慧應用。 王福海說,這份工作帶給他最大的不同是家國使命、是民族自豪感。他永遠記得第一次親眼見證自己參與負責的衛星發射升空的時刻,凝望太空時,都會有一顆充滿自己心血的衛星也在凝望著他,那是獨屬於航太人的浪漫。 北京清華大學交叉資訊研究院碩士畢業生、北京雲宛科技公司首席技術官吳凱路則是完全不同發展方向。他是一名交叉學科人工智慧方向的畢業生,他說,只要手中有電腦,他就能在任何地方開啟他的AI之旅。成就感來自團隊的演算法被廣泛應用,尤其是他參與開發的圖像生成三維模型演算法,在IP設計、建築和遊戲等領域能有重要作用。