Author: Marie - 1ban.news

科学

夜班的隐性代价:科学告诉你如何补觉

全球大约五分之一的工人从事轮班工作、夜班、倒班制以及模糊了日与日界限的清晨班。这种工作模式对健康造成的损害已有数十年的记录,但越来越多的证据正在量化其代价:痴呆症风险增加36%,仅仅连续三晚睡眠受限后全身性炎症就可测量地增加,以及世界卫生组织国际癌症研究机构将夜班工作与红肉归入同一风险类别的癌症分类。 情况令人警醒,但并非毫无希望。研究人员也开始确定轮班工人可以采取哪些措施来保护自己,答案可能在于人类历史上大部分时间所实践的一种睡眠模式。 数据显示了什么 最引人注目的最新发现来自卡罗林斯卡学院的一项瑞典研究,该研究追踪了超过13,000名轮班工人长达41年。发表在《欧洲流行病学杂志》上的这项研究发现,曾经做过轮班工作的人患痴呆症的风险比从未做过的人高36%。风险随着暴露时间的延长而增加,表明存在剂量-反应关系:轮班工作年限越长,风险越高。 其机制可能涉及大脑的类淋巴系统,这是一个在睡眠期间清除代谢副产物(包括与阿尔茨海默病相关的淀粉样蛋白和tau蛋白)的废物清除网络。剑桥大学一项对英国生物银行约4万名成人的研究发现,类淋巴引流功能受损的人在未来几年(有时是在临床诊断前长达十年)患痴呆症的可能性显著更高。该研究的首席研究员、剑桥大学的休·马库斯表示,研究结果表明,即使是一个晚上的糟糕睡眠也能可测量地提高大脑中的淀粉样蛋白水平。 心血管影响同样令人担忧。发表在《睡眠研究杂志》上的一项涉及887名参与者的35项研究的荟萃分析发现,将睡眠限制在大约4.5小时并持续三个或更多连续夜晚,会显著增加全身性炎症的两个关键标志物:白细胞介素-6(IL-6)和C反应蛋白(CRP)。两者都与心血管疾病有关,且这种效应大到具有临床意义。 癌症风险是另一个有充分证据的担忧。IARC于2020年将夜班工作归类为”可能对人类致癌”(2A类),指出其与乳腺癌、前列腺癌、结肠癌和结直肠癌的关联。提出的机制包括抑制褪黑激素(一种具有肿瘤抑制特性的激素)以及破坏调节细胞分裂和DNA修复的昼夜节律。 没人谈论的应对措施 尽管存在风险,但许多轮班工人对自己的排班几乎没有选择。护士、工厂工人、急救人员和运输人员不能简单地选择不做夜班。因此,研究人员正在寻找在限制条件下仍然有效的策略。 一个很有前景的研究方向涉及双相睡眠,即将睡眠分成两个不同的时段,而不是试图一次性完成。这个想法并不新鲜。在工业革命和煤气照明广泛普及之前,人类通常分两个阶段睡眠:一个约四小时的”第一段睡眠”,随后是一两个小时的清醒期,然后是”第二段睡眠”。弗吉尼亚理工大学的史学家罗杰·埃克奇在前工业时代的欧洲和美国记录中广泛记录了这种模式。在1992年的一项实验中,美国国立精神卫生研究所的托马斯·韦尔发现,被置于14小时黑暗环境中的志愿者在数周内自然恢复了双相睡眠。 挪威国家职业健康研究所的研究人员Line Victoria Moen正在将这一见解应用于轮班工人。通过使用Oura Ring睡眠追踪器研究北极地区的轮班工人,她观察到许多人已经本能地采用双相睡眠:上午9点到下午1点睡一段时间,然后在下午再睡一段时间。她正在进行的一项约11,000篇论文的范围审查,旨在为轮班工作中的双相睡眠制定首个循证临床指南。 睡眠作为健康的支柱 牛津大学的昼夜节律神经科学家拉塞尔·福斯特总结了正在形成的共识:”睡眠是我们健康的支柱,就像我们看待饮食和运动一样。我们必须掌控它。” 针对轮班工人的实用建议仍在完善中,但研究人员在基本原则上达成一致。轮班期间有计划地小睡,特别是20到50分钟的小睡,可以提高警觉性并降低下班通勤途中疲劳驾驶的风险。管理心血管风险因素,,血压、吸烟、胆固醇,,尤其重要,因为至少25%的痴呆症风险来自可改变的血管因素。而认识到身体发出的自然信号不是需要克服的弱点,而是需要配合的指南,这可能才是最重要的思维转变。 婷 翻译 Sources Bokenberger, K., et al. “Shift work and risk of incident dementia: a study of two population-based cohorts.” European Journal of Epidemiology (2018). DOI: 10.1007/s10654-018-0430-8 Hong, H., et al. “MRI markers of cerebrospinal fluid dynamics predict […]

July 19, 2026 11:52 UTC
科学

当预测成为社会逻辑:AI如何重塑我们想象未来的方式

人工智能系统已经如此深入地融入日常生活,,从垃圾邮件过滤器到欺诈检测再到生成式聊天机器人,,以至于它们对我们思考未来方式的悄然影响几乎变得不可见。我们向算法询问该看什么、该买什么、该读什么新闻,甚至该和谁约会,答案不仅塑造个人决策,也塑造了我们集体认为可能的地平线。 在最近发表于《Live Science》的一篇分析中,弗吉尼亚大学数据科学与媒体研究助理教授Mona Sloane认为,这种整合的意义远不止便利。它代表了一种转变:预测不再是一种实用的工程工具,而是成为组织社会生活本身的逻辑。 机器中的神谕 Sloane将现代AI系统与古希腊的神谕进行了比较。德尔斐神谕提供关于未来的神圣启示,而AI系统则提供数据驱动的预测,但她认为,社会功能是相似的。两者都处于声称对未来拥有特权访问权的系统中心,并且都通过使某些未来看起来是注定的来塑造行动。 当然,区别在于AI预测不被视为神的启示,而是被框定为数学必然性。信用评分预测还款的可能性。再犯算法预测再犯风险。招聘工具预测工作成功的概率。在每种情况下,输出都带有定量权威的重量,结果是一样的:被预测的未来变成了实际发生的未来。 预测范式 核心论点是Sloane所称的”预测范式”,,预测已从技术领域(天气预报、经济建模)迁移到构建社会关系的通用框架。AI系统利用我们集体过去的数据来预测个人的未来,强化了她所描述的”一种迷恋因果关系的线性时间体制”:即过去总是能预测未来,因此未来是可以预先知道的假设。 这产生了一个微妙但强大的社会效应。如果未来是可以知道的,如果算法可以告诉我们谁会成功、谁会失败、谁会犯罪、谁会偿还贷款,那么替代性的未来就变得更难想象。被预测的道路看起来不仅可能,而且不可避免。关于我们想要什么样的未来的公共 deliberation,让位于在算法已经规划好的未来中进行优化。 对不可避免性的迷恋 Sloane识别出的一个关键机制可以称为对不可避免性的迷恋。AI系统通常被呈现为自然现象,,像是发生在我们身上的技术天气,而不是由特定的人、带着特定的价值观、在特定的制度背景下设计的系统。这种框架将注意力从实际塑造这些系统的社会力量、政治选择和人类决策上转移开。 正如Sloane所说,AI系统”不是发生在我们身上的自然现象。它们是社会的集体表达。”它们嵌入了关于我们是谁、我们能做什么、我们属于哪里的假设。当招聘算法筛选掉来自某些背景的候选人,或警务算法将监视集中在某些社区时,这些都不是中立的预测。它们是用代码呈现的社会选择。 启示 这个论点并非反技术。它关乎将工程化的预测误认为不可避免的结果的危险。如果预测成为对人们生活,,他们的信贷、住房、就业、司法获取,,做出决策的主导逻辑,那么预测行为本身就可能成为自我实现的预言。算法预见的未来,在某种程度上,是算法创造的未来。 Sloane的分析没有提供数据或实证结果。这是一个关于日益支配日常生活的AI系统中所嵌入的假设的概念性论证。它提出的问题,,社会是否应将未来的集体想象力让给预测模型,,不是一个技术问题。这是一个政治和哲学问题,并且随着AI系统继续悄然融入日常存在的基础设施,这个问题变得愈加紧迫。 婷 翻译 Sources Sloane, M. “A dangerous proposition: How AI is warping the social fabric and the ways we collectively imagine the future.” Live Science, July 2026.

July 19, 2026 11:02 UTC
科学

英国计划大幅削减对非洲国家的科学和发展援助

英国政府公布了详细计划,将在未来三年内将对非洲国家的双边援助削减一半以上,支出从16亿英镑降至每年不到7亿英镑,这一计划遭到了发展组织、健康研究人员和议会议员的尖锐批评。 这些计划在外交、联邦和发展事务部于7月16日发布的年度报告中概述,将使英国的总体援助预算从国民总收入的0.5%下降到2029年的0.3%,,累计削减65亿英镑。 受影响最严重的国家 削减并非均匀分布。几个非洲国家面临80%或更多的削减: 肯尼亚在2025-26年度获得了7950万英镑,到2028-29年度将仅获得500万英镑,,削减了93%。坦桑尼亚削减91%至500万英镑。马拉维在三年内从5020万英镑降至500万英镑。莫桑比克从5050万英镑降至500万英镑。赞比亚、加纳、塞拉利昂和卢旺达全部被削减至500万英镑或更少。 最大的受援国之一埃塞俄比亚面临63%的削减,从2.14亿英镑降至8050万英镑。即使是英国出于安全原因长期保持重要援助存在的索马里,也削减了49%至6920万英镑。 三年内被削减至零的国家包括巴西、南非、印度尼西亚、斯里兰卡、波斯尼亚和黑塞哥维那以及委内瑞拉。免受最严重削减影响的是苏丹(约1.46亿英镑)、被占领巴勒斯坦领土(1.274亿英镑)和乌克兰(2.4亿英镑)。 面临的风险 削减影响了广泛的项目,其中最大的削减落在儿童教育和妇女健康倡议上。全球健康项目,,包括HIV治疗和母婴健康服务,,面临严重的资金缺口。英国对绿色气候基金的贡献被削减了大约一半。 苏格兰马拉维伙伴关系首席执行官斯图尔特·布朗表示,后果将是严重的。”马拉维一些最脆弱的妇女、儿童和家庭将遭受痛苦,”他说。”更多的人将挨饿,最基本的医疗保健将减少,研究进展受阻,教育和就业前景受损,生命将逝去。” 对研究的影响尤其令人担忧。削减不仅影响直接的健康研究,还影响英国援助所支持的更广泛的科学基础设施,,从农业研究站到公共卫生监测系统。对最不发达国家的援助总体下降了49%。 政治争议 工党政府在夏季议会休会前的最后一个工作日详细公布了这些削减措施,国际发展委员会工党主席萨拉·钱皮恩称这一时机是为了避免监督。”感觉政府正在选择避免监督,”她说。 发展大臣珍妮·查普曼男爵夫人为削减辩护,称:”我们正在让每一英镑的英国发展支出发挥更大作用。专注于伙伴关系而非家长作风。” 但发展组织联盟Bond的首席执行官罗米莉·格林希尔表示,这些削减等同于放弃。”通过大幅削减英国援助资金,这个工党政府正在抛弃处于冲突和气候危机前线的社区。” 英国乐施会的吉恩·麦克莱恩将此举描述为”在冲突、人道主义危机、饥饿和气候崩溃正将全球需求推向创纪录水平的时刻,对援助预算挥舞破坏之锤。” 全球发展中心的伊恩·米切尔指出了鲜明的对比:被削减至500万英镑或更少的10个非洲国家共有超过1.3亿人生活在极端贫困中。他们总共获得的资金将少于分配给总人口约8500人的英国海外领土的1.3亿英镑。 婷 翻译 来源 Science AAAS:「U.K. government details plan for dramatic aid cuts to African nations」(2026年7月17日) FCDO年度报告与账目2025-26(2026年7月16日) Bond、乐施会GB、救助儿童会英国、苏格兰马拉维伙伴关系(反应)

July 19, 2026 08:57 UTC
科学

最圆的动物是什么?科学给出了一个令人惊讶的答案

这个问题听起来像是一个笑话的开头:地球上最圆的动物是什么?但Live Science对体型生物学进行的一次出奇严肃的深入探讨揭示,答案涉及针鼹、鼠妇、一个属的海胆以及进化解剖学的一个基本原理。 陆地竞争者 在陆地上,有几种动物看起来非常圆。鼠妇在受到威胁时会卷成紧密的球体。刺猬和犰狳也是如此。雨蛙会像多刺的气球一样鼓起来。但正如华盛顿大学的进化生物学家克里斯·劳所指出的,外表具有欺骗性:”它们的身体实际上并没有看起来那么圆。” 原因是陆地动物作为脊椎动物,拥有围绕两侧对称(左侧和右侧、前面和后面、顶部和底部)构建的内部骨骼。脊椎动物能达到的最接近球形的形状大致是圆柱形,即使是鼠妇,也只是具有分节身体构造的节肢动物,它们卷曲成近似球体而非完美的球体。 海洋改变一切 在海洋中,规则不同。棘皮动物——包括海星、海胆和沙钱的门——进化出围绕五辐射对称(从中心点辐射出的五个相同平面)组织的身体构造。这种几何结构使得自然球形成为可能。 最圆动物的最强候选者来自海胆属Histocidaris,特别是Histocidaris purpurata和Histocidaris formosa。在它们的刺下面,这些海胆是近乎完美的球体。刺本身不是动物的身体,而是保护性突起,就像刺猬的刚毛。忽略它们,底层的测试——赋予海胆形状的坚硬外壳——比任何动物都更接近几何球体。 Friday Harbor Labs的生物力学家卡莉·科恩指出,海洋中的圆形通常是一种防御策略。”没有真正好的方法可以整个吃掉一个苹果,”她说。”你必须咬一口。而这个东西是有装甲的,所以很难咬下去。” 圆形的感官优势 圆形不仅仅是关于防御。法国巴纽尔斯滨海海洋观测站的发育生物学家洛朗·福尔梅里指出,棘皮动物的球形身体构造使它们能够感知各个方向。”它们有点像一个大爬行眼睛和大脑,”他说,”所以它们从各处接收信息。” 这是可能的,因为棘皮动物没有脊椎动物意义上的中央化大脑。它们的神经系统分布在体壁周围,球体的每个部分都能感知光线、触觉和化学信号。对于一个移动缓慢且无法逃离捕食者的动物来说,从任何方向检测威胁的能力是一个显著的优势。 亚军 虽然Histocidaris海胆夺得桂冠,但其他海洋竞争者包括圆鳍鱼——一种圆形、有装甲、带有吸盘可附着在岩石上的鱼——以及”死亡球海绵”,一个在水柱中漂流的布满钩子的球体。 然而,这些动物都不具备的是五辐射对称的数学优势。棘皮动物是唯一具有这种身体构造的现代动物,这也是它们能够实现两侧对称动物无法达到的球形的原因。 一个严肃的问题,轻松回答 最圆动物的问题并不是研究经费通常会资助回答的问题。但它触及了真实的进化生物学:为什么不同的身体构造存在,对称性如何约束形状,以及不同几何学带来了哪些权衡。球体是所有形状中表面积与体积比最低的,这对某些功能高效,但对其他功能有限制。棘皮动物找到了让它奏效的方法。 那么,答案就是——向鼠妇和雨蛙致以适当的歉意——Histocidaris海胆,是自然界产生的最接近完美球体的存在,不包括刺在内。 婷 翻译 Sources Live Science: “What is the roundest animal?“ 引用研究人员: Chris Law(华盛顿大学), Karly Cohen(Friday Harbor Labs), Laurent Formery(巴纽尔斯滨海海洋观测站)

July 19, 2026 08:23 UTC
科学

热得飞不起来:气温上升如何威胁航空旅行

飞行的物理学很简单:机翼通过向下推空气产生升力,升力的大小取决于空气密度。热空气比冷空气稀薄。随着全球气温上升,飞机起飞的安全余量正在缩小,,世界上一些最繁忙的机场已经感受到压力。 基础科学已经得到充分证实。2017年,哥伦比亚大学和美国宇航局戈达德空间研究所的研究人员在《气候变化》上发表了一项研究,模拟了气温上升对全球19个主要机场飞机起飞性能的影响。结果显示,到本世纪中后期,炎热天气下的重量限制可能会影响在日最高温度下出发的10%至30%的航班,在最热的日子里有效载荷减少高达4%。 当天气过热时会发生什么 当气温在恒定压力下上升时,空气密度下降。飞机机翼在给定空速下产生的升力减少,喷气发动机吸入的空气质量减少,产生的推力也减少。为了补偿,飞机需要更长的跑道以达到更高的起飞速度,或者减少起飞重量,,这意味着更少的乘客、更少的货物或更少的燃料。 超过一定阈值,即使减轻重量也不足够。波音737和空客A320系列的最大运行温度约为49至52摄氏度(120-125华氏度)。2017年6月,当气温达到49摄氏度时,凤凰城天港国际机场停飞了40多个航班。 对于这项研究的主要作者伊桑·科菲尔来说,问题不仅仅是已经发生的极端温度。而是关于超过历史年最高温度的天数日益增多。在一切照旧的排放情景下,研究预测,到2060年至2080年,机场每年可能会经历10至50天超过历史最高温度的日子。 谁面临最大风险 影响因机场、飞机类型和跑道长度而异。最脆弱的机场结合了炎热气候与短跑道或高海拔。 纽约拉瓜迪亚机场以其出奇短的跑道而闻名,未来在炎热天气里,接近最大起飞重量的波音737-800大约有一半时间可能需要重量限制。迪拜的夏季气温已经经常超过45摄氏度,波音777-300航班在日最高温度时可能有超过一半时间受到重量限制。丹佛国际机场海拔超过1,600米(5,400英尺),面临着高海拔稀薄空气与更高温度的双重不利因素。 航程最长、有效载荷最重的飞机受到的影响尤其大。波音777-300和787-8在未来的气候变暖下,接近最大重量的航班中可能有30%至40%受到影响,运力减少3%至5%。空客A380由于设计上从长跑道运行,受到的影响最小。 气候凉爽、跑道较长的机场,,伦敦希思罗机场、巴黎戴高乐机场、纽约肯尼迪机场,,受到的影响最小。 两种未来 这项研究模拟了两种排放路径。在高排放情景(RCP 8.5)下,机场年最高气温的预计增加幅度为4至8摄氏度,受影响航班的平均重量限制最高达4%。在排放大幅减少的情景(RCP 4.5)下,增幅较小,重量限制低至0.5%。 这种差异代表了一种选择。决定沿海机场是否需要海堤的同一排放轨迹,也决定了航班因高温停飞的频率。 婷 翻译 Sources Coffel, E.D., Thompson, T.R., Horton, R.M. “The impacts of rising temperatures on aircraft takeoff performance.” Climatic Change (2017). DOI: 10.1007/s10584-017-2018-9 BBC News: “Too hot to fly: airports at risk from climate change” (July 17, 2026)

July 19, 2026 07:56 UTC
科学

维利卡:历史学家如何忽视了管理罗马经济的女性

几十年来,罗马的维利卡(vilica)即使被提及,也只是被描述为管家。作为维利库斯(vilicus,总管)的女性对应角色,人们认为她负责管理家务、监督家庭餐食、保持别墅居住区的整洁。不过是罗马农业史边缘的一个小角色。 墨尔本大学荣誉研究员塔玛拉·卢伊特的新研究认为,历史学家在这方面的理解几乎完全错误。维利卡并非家庭仆人。她管理的是罗马农场上最具经济意义的业务:葡萄酒和橄榄油的生产。 这项发表在《罗马考古学杂志》上的研究,借鉴了跨越五个世纪,,从公元前2世纪到公元3世纪,,的文学、法律和考古证据,重建了一个被历史学家系统性低估的角色。 维利卡的实际工作 关于维利卡职责最详细的古代文献来源是科鲁梅拉写于公元1世纪的《农业论》(De Re Rustica)第12卷。科鲁梅拉用整整一卷的篇幅来叙述她的责任,其核心是生产,而非家务。 她监督葡萄汁的提取、盐、苦艾、茴香和浓缩葡萄汁(defrutum)等调味料的添加,以及称为多利亚(dolia)的巨大储存陶罐(每个可容纳1000升)中发酵过程的管理。她指挥橄榄油的生产,利用大型机械压榨机,将不可食用的橄榄转化为可销售的商品,规模达到单个别墅年产5万至10万升。她监督工作区域,,马厩、酿酒建筑、压榨车间,,饲养家禽,并管理男女工人。 她还执行宗教仪式。科鲁梅拉指示她通过仪式保护发酵过程中的葡萄酒,防止霉变和腐败。早两个世纪写作《农业志》(约公元前160年)的老加图说,她必须定期在祭坛上献花环”以求丰饶”,并在葡萄收获前向丰饶与葡萄酒之神利伯尔和利伯拉献祭。 考古证据支持了文献记录。西西里岛卡萨莱罗马别墅的一幅马赛克画描绘了一名女子在祭坛旁手持花环,旁边放着一个酒壶,,与加图描述的场景完全相同。罗马圣玛丽亚大教堂地下发现的一幅残片壁画显示一名女性在监督酿酒工人。西班牙纳瓦拉拉斯穆萨别墅的葡萄酒生产和储存区(cella vinaria)内发现的一个祭坛证实,仪式发生在生产进行的地方,而非家庭空间。 误解的根源 将维利卡持续错误地描述为管家,部分原因可追溯到对科鲁梅拉的误读。在他的农业手册中,科鲁梅拉引用了色诺芬的《家政论》(Oeconomicus),,一部关于雅典上层阶级妻子的公元前4世纪希腊文本,,关于女性应该待在室内的观点。但科鲁梅拉明确四次指出这些是色诺芬的观点,而非他自己的。后来的学者,包括贾斯珀·卡尔森在他关于罗马庄园管理者的有影响力研究中,以及他的追随者(乌尔丽克·罗斯、莱娜·洛文),将科鲁梅拉对色诺芬的引用理解为罗马现实的反映,而非来自不同文化和时代的哲学引用。 罗马农业论著本身清楚地表明,维利卡的工作牢牢定位于农场的生产和盈利核心。科鲁梅拉将她的职责安排在压榨建筑、储存大厅和生产区域。发掘出的别墅布局证实,主人的居住区与这些繁忙的工作区域在物理上是分开的。公元前1世纪的法学家特雷巴提乌斯将维利卡归类为instrumentum fundi(庄园工具)的一部分,,这个法律类别涵盖了”生产工作、收获和保存庄园产品所需”的一切,,与工具和设备并列,而非家庭陈设。 为何重要 罗马农业经济是古代世界的支柱。葡萄酒和橄榄油是最有价值的贸易商品之一,它们的生产,,以工业规模,,发生在帝国各地的别墅庄园中。如果管理这些生产的女性被错误归类为家庭帮手,那么罗马经济的整个维度就被误解了。 卢伊特的论文是开放获取的,可通过剑桥大学出版社获取。 来源 Lewit, T. (2026). “Not just a housekeeper: a new look at the work of the Roman vilica.” Journal of Roman Archaeology, First View, 1-37. DOI: 10.1017/S1047759426100804 Live Science: “Not a housekeeper but a vilica: the many […]

July 19, 2026 07:24 UTC
科学

铱单原子驯服800°C二氧化碳电解,突破每平方厘米3安培

将二氧化碳转化为有用的燃料和化学品,在工业规模上需要克服一个根本性的化学挑战:CO₂分子极其稳定,断开其碳氧键需要能量。高温电解(在固体氧化物电池中于800°C进行反应)长期以来一直被视为一条通往效率的理论路径,但加速反应的催化剂往往会在这种极端条件下失效。 中国科学院大连化学物理研究所(DICP)的一个团队现已证明了一种保持催化剂稳定的方法:将单个铱原子锚定在钙钛矿阴极上,使其即使在800°C下也能保持原子级分散。这项成果于7月18日发表在《自然·通讯》上,实现了每平方厘米3.02安培的电流密度,这是CO₂电解领域迄今报道的最高水平之一,且在超过600小时内无衰减地持续运行。 工作原理 该装置是一种固体氧化物电解池(SOEC),它使用一种在高温下传导氧离子的陶瓷电解质。在阴极侧,CO₂被分解为CO和O²⁻离子;离子通过电解质迁移到阳极,在阳极重新结合为氧气。总反应式为CO₂ → CO + ½O₂。 阴极材料是一种钙钛矿(镧锶铁氧化物(La₀.₆Sr₀.₄FeO₃₋δ,简称LSF))并修饰有单个铱原子。关键的突破在于一种在电池制造和运行过程中形成的原位强金属-载体相互作用(SMSI)。这种相互作用同时发挥两个作用:它将铱原子锁定在原位,防止了通常在高温下杀死单原子催化剂的原子迁移和聚集;同时它改变了钙钛矿表面的电子结构,促进了氧空位的形成,而氧空位正是CO₂分子结合和反应的活性位点。 数据 与未修饰的LSF相比,铱修饰阴极将电流密度提高了80.8%,在1.5伏、800°C条件下从1.67 A/cm²提升至3.02 A/cm²。法拉第效率(用于目标CO产物而非副反应的电子比例)接近100%。电池在超过600小时内无任何可测量的性能衰减。 作为对比,最先进的SOEC阴极在类似条件下通常只能达到1.0~2.5 A/cm²。3.02 A/cm²的结果加上卓越的稳定性,使该催化剂处于高温CO₂电解性能的前沿。 高温为何重要 在室温附近运行的低温CO₂电解,通常只能达到100~500 mA/cm²,并且受到竞争性析氢反应和CO₂溶解度限制的困扰。在800°C下,几个关键因素发生了变化:反应动力学呈指数级加速,所需的热力学电压降低(意味着部分能量可以来自廉价热能而非昂贵的电力),陶瓷电解质的离子电导率大幅提升。结果是形成了一个能够以更高速率处理CO₂且对CO具有近乎完美选择性的系统。 产物(高纯度一氧化碳)是一种宝贵的工业原料,可与绿氢结合生产合成喷气燃料、甲醇或其他碳氢化合物,如果电力来自可再生能源,这将为碳中性燃料开辟一条路径。 注意事项 铱是一种贵金属,每克约150~200美元。即使在单原子负载水平下,规模化应用的经济性取决于将铱含量控制在极低水平。600小时的稳定性测试是在单个实验室电池上进行的,而非完整电堆,而实际的工业设备需要10,000~40,000小时的可靠运行。800°C的工作温度还对密封件、连接件和热管理提出了昂贵的材料要求。 该论文已作为早期访问手稿被《自然·通讯》接收并发表(DOI: 10.1038/s41467-026-75580-x),作者为S. Zhang、S. Wang、Y. Song、G. Wang、X. Bao等。 来源 1. S. Zhang, S. Wang, H. Liu et al., “Stable high-valent iridium single atoms for high-temperature CO₂ electrolysis,” 《自然·通讯》(2026). DOI: 10.1038/s41467-026-75580-x 婷 翻译

July 18, 2026 19:12 UTC
科学

不止英仙座:今年夏天值得关注的六大流星群

英仙座流星群将于8月13日前后达到峰值,是夏季最引人注目的流星群。今年8月12日为新月,这意味着13日英仙座流星群达到峰值时天空将十分黑暗,观测条件近乎完美。然而,在7月中旬至8月下旬期间,还有其他值得关注的流星群,尽管在某些情况下,月光会使它们在2026年的观测面临挑战。 本文将根据Space.com天文观测专栏作家乔·拉奥提供的信息,为您介绍本季的流星观测指南。 各流星群一览 Delta Aquarids(宝瓶座δ流星群)(7月29日峰值)是最活跃的小型流星群,在理想条件下每小时可产生20至30颗流星。不幸的是,7月29日恰逢满月,除了最明亮的流星外,其余均被月光淹没。耐心的观测者在月落之后(Capricornids(摩羯座流星群)(7月25日峰值)的情况下,大约凌晨1点40分)或许能捕捉到该流星群的几颗明亮成员。该流星群产生的流星数量虽然不多,但往往包含火流星。 Alpha Capricornids(摩羯座α流星群)(7月31日峰值)与Delta Aquarids恰恰相反:发生率低(每小时约五颗),但一旦出现则蔚为壮观。它们以明亮的黄色火流星著称,场面相当震撼。届时月球光照率为93%,且位于同一星座,因此今年并非观测该流星群的好年份。不过,一颗明亮的火流星本身便足以令人难忘。 Kappa Cygnids(天鹅座κ流星群)(8月17日峰值)是夏末的一匹黑马。它们每小时仅产生约四颗流星,但这些流星是划过天空的慢速火流星。由于月亮为纤细的娥眉月且早早落下,观测条件十分理想。 观测技巧 流星遍布整个天空,而不仅限于辐射点附近。通常在距离辐射点约30度、朝向天顶的方向观测到的流星数量最多。黑暗的天空(极限星等+6.5)是观测较暗流星的必要条件。光污染会显著降低可见流星数量。 除眼睛和一条毯子外,无需任何设备。躺椅或地垫可使长时间观测更加舒适。温带地区的夏夜在黎明前仍可能寒冷,请注意保暖。 综合观测策略 最佳方法是选择新月(8月12日)前后的晴朗夜晚,在地球自转朝向流星群流的方向(即黎明前时段)进行观测。即使在英仙座流星群峰值之外,在8月的晴朗夜晚,通常每小时也能看到来自不同流星群的10至15颗流星,以及一些与任何已知流星群无关的偶发流星。 来源 1. J. Rao,《Beyond the Perseids: 6 meteor showers worth watching this summer》,Space.com,2026年7月18日。https://www.space.com/stargazing/meteor-shows/beyond-the-perseids-6-meteor-showers-worth-watching-this-summer 婷 翻译

July 18, 2026 19:08 UTC
科学

LocScale-2.0为冷冻电镜图谱增强引入置信度评分

冷冻电子显微镜在过去十年中改变了结构生物学,但用于锐化和增强原始密度图的软件存在一个盲区:它无法告知用户增强后的图谱哪些部分是可靠的。神经网络可以将噪声转化为看似真实的结构,而用户却无法分辨其真伪。 LocScale-2.0于2026年7月17日由代尔夫特理工大学的研究人员在《自然·通讯》上发表,通过体素级置信度评分填补了这一空白,帮助结构生物学家判断哪些特征值得信赖,哪些特征需要谨慎对待。 LocScale的功能 原始冷冻电镜图谱是模糊的。锐化图谱(增强高分辨率细节同时抑制噪声)是必不可少的后处理步骤。2017年发布的LocScale 1.0以现有原子模型为参考,局部执行这一锐化过程。由Alok Bharadwaj、Reinier de Bruin和Arjen Jakobi开发的2.0版本引入了三项重大进展。 首先,它现在完全不需要任何原子模型。无模型模式采用错误发现率控制的密度阈值化来估计分子包膜,在未建模区域放置伪原子。混合模式则将部分原子模型与其余区域的伪原子相结合。 其次,一个名为LocScale-FEM(特征增强图谱)的全新深度学习工作流程在实空间中运行,采用贝叶斯3D U-Net和蒙特卡洛丢弃法。与1.0版本的傅里叶滤波方法不同,该方法同时影响振幅和相位,类似于密度修正。 第三,也是最重要的一点,蒙特卡洛丢弃法生成一个预测集成,其方差量化了不确定性。这被转换为体素级置信度评分(pVDDT,范围从-100到100),与局部相位误差相关。±80或以上的评分表示特征可靠;±95或以上则表示可能存在过度强调或抑制。 基准测试结果 在使用ModelAngelo对50个分辨率低于4 Å的图谱-模型对进行的自动建模测试中,LocScale-2.0图谱在修剪前达到了82%的序列覆盖率,超过了原始沉积图谱。最大的单一改进是谷氨酸合成酶,额外有1,306个残基(增加12%)被正确建模。 体积召回率(衡量增强图谱恢复真实分子密度能力的指标)显著高于DeepEMhancer和EMReady(分别为p<0.0004和p<0.0002)。至关重要的是,LocScale-2.0保留了竞争方法所抑制的上下文结构:膜蛋白周围的脂质带、细菌分泌通道中的中央栓、核糖体中的A位tRNA和新生肽链,以及LDL颗粒内的胆固醇酯板。 pVDDT置信度评分使用户能够区分配体有序的吡喃糖核心与其柔性的苯乙基尾部,这在传统锐化图谱中是不可见的信息。 这对该领域的重要性 冷冻电镜正以加速的速率生成结构,该领域日益瞄准复杂系统(天然脂质中的膜蛋白、原位亚断层扫描平均、内源性复合物)其中图谱质量在空间上存在差异。生成单一”最佳”图谱而不提供不确定性估计的深度学习锐化工具存在被误读的风险,尤其是对于经验不足的用户而言。 LocScale-2.0的置信度引导方法使不确定性变得可见。该软件可作为CCP-EM Doppio套件的一部分以及独立的Python包使用。需要注意的是:在17%的测试案例中,沉积图谱在自动建模方面优于LocScale-2.0图谱,且神经网络的训练数据仅覆盖89个EMDB条目,这意味着超出此分布的特征可能无法得到最优处理。 婷 翻译 来源 1. A. Bharadwaj, R. de Bruin, A.J. Jakobi, “Confidence-guided cryo-EM map optimization with LocScale-2.0,” Nature Communications (2026). DOI: 10.1038/s41467-026-75327-8

July 18, 2026 18:51 UTC
科学

研究显示LLM设计的SAT求解器启发式算法优于人类专家

布尔可满足性(SAT问题)是芯片验证、网络安全和形式化证明检查等广泛计算任务的底层引擎。几十年来,人类专家不断改进求解该问题的算法,通过巧妙的变量选择、子句缩减和重启时机等启发式策略逐步提升性能。 7月17日发表在《自然·通讯》上的一项研究表明,大语言模型现在能够生成优于人类设计的SAT求解器启发式算法,在运行时上比基准求解器提升了40%,并在11个基准数据集中的8个上击败了最先进系统的最佳参数调整版本。 研究内容 由复旦大学柯伟和中国科学院蔡少伟领导的研究团队构建了一个名为AutoModSAT的框架。关键洞察在于,SAT求解器的代码库庞大且复杂,流行的Kissat求解器拥有25万个token。要求LLM直接修改这样的代码库是不现实的。相反,研究人员将CDCL(冲突驱动子句学习)求解器模块化,将重启时机、子句缩减、变量活动提升等恰好七个启发式函数暴露为一个清晰的搜索空间。 求解器模块化后,系统循环使用三个LLM智能体:编码器生成新的C++启发式代码,评估器过滤掉与现有启发式语义相同的代码,修复器修复编译错误。性能最佳的启发式在进化循环中得以保留。整个过程每个问题域使用50次LLM调用,并采用DeepSeek-V3,因其在低成本下具有竞争力的性能而被选中。 研究发现 在涵盖SAT竞赛问题、EDA(电子设计自动化)验证和组合谜题的11个基准数据集上,AutoModSAT生成的优化启发式算法在PAR-2评分(一种惩罚未求解实例的标准指标)上比基准模块化求解器平均提高了40%。 与经过参数调整的最先进求解器Kissat和CaDiCaL相比,AutoModSAT在11个数据集中的8个上获胜,平均加速约20%。在寄存器分配问题上,LLM发现的启发式在20个实例中解决了18个,而基准求解器解决的不到6个。在哈希表安全验证问题上(拥有1170万个变量和5360万个子句)AutoModSAT的PAR-2评分为3,302,而最佳竞争者为7,322。 LLM还发明了文献中未曾描述过的启发式算法。在重启策略方面,它生成了一种使用子句质量得分移动平均的动态方法,这是一种现有求解器中不存在的新方法。 重要意义 这与调整现有旋钮的自动超参数调优有本质区别。AutoModSAT生成新的算法代码,即人类专家未曾构想出的启发式算法。每次优化运行的总成本仅为几美元的API费用,使其适用于实际的工业部署。 模块化方法本身是本文最有力的论点:使求解器代码对LLM友好不是可选项,而是基础性要求。该方法可扩展至混合整数规划、约束满足和定理证明等其他复杂求解器。 局限性 基准求解器(ModSAT)比经过数十年优化的Kissat等最先进系统更为简单。部分改进反映了基准求解器的相对薄弱。该框架仅暴露七个启发式函数,无法触及在某些数据集上至关重要的顶层预处理参数。在Zamkeller数据集上,参数调整后的Kissat以四倍优势击败了AutoModSAT,因为差距存在于系统无法修改的组件中。 该论文发表于《自然·通讯》(DOI: 10.1038/s41467-026-74949-2),作者为Y. Sun、F. Ye、Z. Chen、K. Wei和S. Cai。 来源 1. Y. Sun, F. Ye, Z. Chen, K. Wei, S. Cai,”Discovering Heuristics in a Complex SAT Solver with Large Language Models,”《自然·通讯》(2026). DOI: 10.1038/s41467-026-74949-2 婷 翻译

July 18, 2026 18:31 UTC
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