目錄

卷首語

最偉大的發(fā)現(xiàn)尚未到來

十年前，也就是2012年7月4日那天的早晨，在CMS和ATLAS實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的發(fā)言人喬·因坎代拉（Joe Incandela）和法比奧拉·吉亞諾蒂（Fabiola Gianotti）近兩個(gè)小時(shí)的精心演講之后，我在歐洲核子研究...

專稿

希格斯玻色子發(fā)現(xiàn)十周年

十年前希格斯玻色子的發(fā)現(xiàn)具有里程碑式的意義，它為研究基本相互作用的新領(lǐng)域打開了大門。我們回顧了希格斯場(chǎng)在粒子物理學(xué)標(biāo)準(zhǔn)模型中的作用，并描述了它對(duì)我們周圍世界的影響。我們總結(jié)了十年來對(duì)希格斯玻色子相關(guān)的物理學(xué)的研究工作，討論了目前尚未解決的問...

天文學(xué)

引力波帶來的新成果

2017年10月，諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予了推動(dòng)引力波探測(cè)的三位物理學(xué)家。100多年前，愛因斯坦就預(yù)言了引力波；100多年后，這一頒獎(jiǎng)為艱難的引力波探尋之旅畫上了完美的句號(hào)。 事實(shí)上，這既是結(jié)束，也是開始。如果傳統(tǒng)天文學(xué)是觀看宇宙，那么引力波天文...

物理學(xué)

物理學(xué)家改寫了描述無序性的基本定律

熱力學(xué)第二定律是所有科學(xué)領(lǐng)域中最神圣的定律之一，但它的理論基礎(chǔ)不過是19世紀(jì)時(shí)的概率論。新的觀點(diǎn)認(rèn)為，其真正的理論來源是量子信息的傳遞過程。 對(duì)熵增過程的理解，只要利用簡(jiǎn)單的概率學(xué)原理就可以了嗎？我們是否可以引入量子力學(xué)的公理來解釋熵增？ ...

生命科學(xué)

基因編輯十年

十年前，伊曼紐爾·卡彭蒂耶（Emmanuelle Charpentier）和詹妮弗·杜德娜（Jennifer Doudna）于《科學(xué)》雜志撰文介紹了一種全新的基因組編輯技術(shù)。這是CRISPR領(lǐng)域的開山之作：她們將RNA介...

AI成功預(yù)測(cè)守衛(wèi)細(xì)胞核的蛋白質(zhì)復(fù)合物

在其迄今為止最偉大的生物學(xué)壯舉中，人工智能解析了保護(hù)我們DNA的復(fù)雜蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)。 繼解決蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)這一生物學(xué)領(lǐng)域大難題后，人工智能（AI）又揭示了蛋白質(zhì)相互作用連接形成復(fù)合物的過程，還構(gòu)想出新的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)——它們有望被轉(zhuǎn)化為藥物，在我們...

醫(yī)學(xué)與健康

新冠疫情中暫時(shí)消停的病毒卷土重來

近兩年來，新冠疫情打亂了全球各地的民眾生活，同時(shí)其他傳染病偃旗息鼓，暫時(shí)退隱。世界各國曾實(shí)施一系列旨在減緩新冠病毒傳播的措施，如今隨著多國解除管制措施，一些一度消停的病毒和病菌卷土重來，正以意料之外的方式給人類造成損害。 先來回想一下我們近...

生態(tài)與環(huán)境

二氧化碳清除計(jì)劃突然獲得信任和支持

關(guān)于碳清除，問題已不再是必要與否，而是能否足夠快地?cái)U(kuò)大規(guī)模。 氣候問題正在以不可控的態(tài)勢(shì)滑向深淵，人類試圖以足夠快的速度消除二氧化碳以降低最壞情況可能出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)，但目前這些努力仍不盡如人意。而全世界對(duì)大氣二氧化碳清除技術(shù)（簡(jiǎn)稱CDR）的關(guān)注...

材料科學(xué)

錳：電動(dòng)汽車進(jìn)軍大眾市場(chǎng)背后的秘密

大多數(shù)汽車制造商都渴望向全世界推銷電動(dòng)汽車，但他們卻面臨全球變暖時(shí)代的挑戰(zhàn)：電池以及制造電池所需的原材料供應(yīng)都十分緊張。 元素周期表上的第25號(hào)元素——錳——在地球儲(chǔ)量豐富，特斯拉和大眾等汽車制造商將其視為制造電池的新金屬材料，主流客戶可能...

3D打印增添又一維度

智能材料早已成為我們?nèi)粘Ｉ畹囊徊糠?。比如：新奇的馬克杯擁有熱致變色涂層，當(dāng)它裝有熱飲時(shí)會(huì)改變顏色；光致變色的感光鏡片在烈日當(dāng)空時(shí)會(huì)變成深色；一次性尿布和經(jīng)期用品中的水凝膠能溶脹并吸收大量液體。但這些應(yīng)用僅僅是冰山一角，智能材料（它們能感知...

大家·科技前沿

分子醫(yī)學(xué)力推健康中國建設(shè)

肆虐全球的新冠肺炎疫情給無數(shù)家庭和個(gè)人帶來了無法抹去的傷痛，也深刻影響了社會(huì)運(yùn)轉(zhuǎn)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展。疫情之下，“健康中國”戰(zhàn)略的重要性不言而喻， 其艱難性更加彰顯，我國醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)的發(fā)展挑戰(zhàn)與機(jī)遇并存。以科技創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)醫(yī)學(xué)發(fā)展，助力“健康中國”偉大戰(zhàn)...

今日啟明星

一個(gè)田間長大的孩子和植物光合效率提升的故事

宋青峰申報(bào)的“植物工廠蔬菜光合效率檢測(cè)機(jī)器人”成功入選2021年啟明星（C類）計(jì)劃，他成為啟明星大家庭的一員。約宋青峰做啟明星采訪緣于2022年6月30日召開的雙碳主題的啟明星論壇。宋青峰那天報(bào)告的關(guān)鍵詞是植物冠層光合效率、植物表型組和碳中...

智庫觀察

美科技巨頭實(shí)力達(dá)到巔峰，顛覆性力量正在崛起

在美國與新冠肺炎疫情做斗爭(zhēng)期間，美國科技巨頭發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。然而，在2020—2030年期間，技術(shù)迭代、競(jìng)爭(zhēng)格局變化以及社會(huì)變遷有可能遏制當(dāng)今科技領(lǐng)導(dǎo)者的發(fā)展。與此同時(shí)，消費(fèi)市場(chǎng)逐步成熟，其他國家或國際性重大事件也會(huì)先后搶占世界舞臺(tái)的...

創(chuàng)新啟示錄

一次降落傘事故如何助推增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)

1992年，第一個(gè)交互式增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)硬件設(shè)備從天而降。 我爬進(jìn)一具被傳感器、馬達(dá)、齒輪和軸承覆蓋的上半身外骨骼內(nèi)，上身前傾，昂起腦袋，將我的面龐緊貼從天花板上垂掛下來的一套視覺系統(tǒng)的目鏡。我看見身前的一塊涂成黑色的大木板，上面打出的金屬孔眼...

科技政策

阿拉蒂?普拉巴卡爾成為首位白宮女科學(xué)顧問

作為埃里克·蘭德的繼任者，這位應(yīng)用物理學(xué)家將帶來豐富的政策經(jīng)驗(yàn)。 2022年6月21日，美國總統(tǒng)拜登正式宣布任命美國國防高級(jí)研究計(jì)劃局（DARPA）前主任阿拉蒂·普拉巴卡爾（Arati Prabhakar）為白宮科學(xué)和技...

科學(xué)家訪談

化失敗為突破的計(jì)算機(jī)科學(xué)家

他山之石，可以攻玉——丹尼爾·斯皮爾曼的解決問題之道。 丹尼爾·斯皮爾曼（Daniel Spielman）的辦公室坐落在以穹頂和尖塔聞名的耶魯大學(xué)校園里，他的書架上擺滿了高高的黑色筆記本，那是他幾十年的手寫筆記，靠墻放著...

科學(xué)與社會(huì)

立法者對(duì)抗人類生殖的科學(xué)現(xiàn)實(shí)

今年6月，美國最高法院宣布了對(duì)于多布斯訴杰克遜婦女健康組織案的決定，這是一次令人震驚的推翻先例，使得政府重新插手美國人民的私人生活和醫(yī)療。然而，這并不在意料之外。在最高法院做出決定前的漫長而痛苦的時(shí)期里，許多州已經(jīng)嚴(yán)格限制生殖健康服務(wù)的獲取...

科苑

青蒿素之母

中國科學(xué)家1972年發(fā)現(xiàn)治瘧“神藥”青蒿素，青蒿素發(fā)現(xiàn)群英譜中以屠呦呦的貢獻(xiàn)最大，故她被贊譽(yù)為“青蒿素之母”。2015年10月5日，屠呦呦以發(fā)現(xiàn)青蒿素的重大原創(chuàng)性成果榮膺當(dāng)年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)，迄今她仍是唯一榮獲過諾獎(jiǎng)的中國內(nèi)地科學(xué)家。謹(jǐn)...

書評(píng)

民主能包含人類之外的世界嗎？

真正的全球政治會(huì)將決策拓展到動(dòng)物、生態(tài)系統(tǒng)和潛在的人工智能領(lǐng)域。 圣地亞哥動(dòng)物園里曾經(jīng)有一只名叫肯·艾倫（Ken Allen）的猩猩，因其實(shí)施過復(fù)雜的逃跑計(jì)劃而惡名遠(yuǎn)揚(yáng)。它曾找到籠子里的每一個(gè)螺母和螺栓、將它們擰開。它在開放式展區(qū)...

微科幻

靈魂火鍋

在新加坡空間站開出一家成功的火鍋餐廳可不容易。競(jìng)爭(zhēng)很激烈。骨膠原湯、實(shí)驗(yàn)室培育的和牛肉、從水培農(nóng)場(chǎng)直送餐桌的有機(jī)蔬菜……你能想象到的每一個(gè)火鍋?zhàn)兎N都早已存在。假如你想要脫穎而出，你得要跳出盒子思考。 在我的點(diǎn)子最終實(shí)現(xiàn)之前，有許多法律漏洞得...

科學(xué)人物

本杰明?莫特爾森（1926—2022）

本杰明·莫特爾森是著名的物理學(xué)家，諾貝爾獎(jiǎng)獲得者，他徹底改變了人類對(duì)原子核的理解。 本杰明·莫特爾森（Benjamin Mottelson）專門從事原子核結(jié)構(gòu)理論工作。20世紀(jì)50年代，莫特爾森與其丹麥同事尼爾斯...