科学

预印本的可靠性一直是科学出版领域持续争论的焦点。怀疑论者认为，未经同行评审发布的研究结果本质上不可信；而支持者则反驳说，从预印本到正式出版的流程虽然不完善，但很少会出现彻底的颠覆。 由Hao Yin和Ruslan Rust（南加州大学和韦仕敦大学）在bioRxiv上发表的一项大规模分析，提供了迄今为止最全面的定量回答。研究使用Claude Sonnet 4.6对72644对bioRxiv预印本（2018–2025年）及其对应的已发表期刊文章的主要主张变化进行分类，结果发现绝大多数预印本结论在同行评审后基本保持不变。 数据概览 在分析的72644对预印本与期刊论文中： 39.9%的主要结论未发生变化 50.0%有轻微修订（措辞调整、限定条件或核心主张的微调） 10.2%有重大修订（主张实质性改变、效果逆转或结论从正面转为无效） 趋势正在改善：重大修订率从2019年的17.0%下降至2024年的5.7%。这一下降可能反映了预印本文化的变化，COVID初期发布的文章较为仓促，而如今许多作者在首次发布预印本之前就已经融入了类似同行评审的修订。 审慎性语言也有所变化。在85.6%的配对中，主要主张的确定性水平保持不变。在发生变化的情况下，作者变得更加谨慎（8.4%）的可能性大约是变得更加自信（4.2%）的两倍。 撤稿率 与预印本相关的论文撤稿率显著低于从未以预印本形式出现的论文。在首次发布在bioRxiv上的论文中，撤稿率为每10000篇论文8.1篇。在从未以预印本形式发布的论文中，撤稿率为每10000篇18.7篇，比值为2.31（95%置信区间1.20–4.45，p = 0.003）。 作者提醒，这是一项观察性发现，并非预印本发布导致撤稿风险降低的证据。以预印本形式发布的论文可能在影响质量的多个方面与非预印本论文存在差异，例如，选择发布预印本的作者可能对自己的结果更有信心。 领域与时间差异 重大修订率因领域而异。生物信息学领域最低，为7.2%，而微生物学最高，为17.5%。审稿时间也与变化相关：发表耗时最长的论文（中位数约416天）重大修订率为14.1%，而审稿最快的论文（约110天）为7.0%。 当主要主张发生变化时，90%的次要主张也发生了变化，这表明核心研究结果的修订往往会在论文中产生连锁反应，而非孤立的修正。 局限性 这项研究存在重要的注意事项。它仅分析了摘要，方法、图表或全文结果的变化未被纳入。它比较了预印本的第一版本与已发表版本，因此无法区分作者主导的修订与同行评审编辑。分析使用了单一的LLM，这引入了其自身的分类误差，尽管验证显示与领域专家的一致性（Cohen’s kappa 0.63–0.66，与专家间一致性相当）。从未进入发表阶段的预印本被排除在外，这可能导致样本偏向于更可信的论文。此外，该研究仅涵盖bioRxiv，结果可能无法推广至medRxiv或其他服务器。 报道该研究的《自然》杂志新闻文章由Mohana Basu撰写。 来源 [1] Yin, H. & Rust, R.，《Tracking claim changes from preprint to publication across 72,644 biomedical studies using large language models。》bioRxiv（2026）。DOI: 10.64898/2026.06.30.735556 [2] Basu, M.，《Think preprints are unreliable？Analysis […]

饮食、肠道微生物组与癌症免疫治疗之间的关系多年来一直是活跃的研究领域，但麦吉尔大学和蒙特利尔大学一项新的《自然》研究提供了迄今为止最详细的因果图景，并带来了一个令人惊讶的发现：你所吃的食物可以完全超越供体粪便移植的微生物组。 这项由Lysanne Desharnais、Daniela F. Quail、Logan A. Walsh和Bertrand Routy领导的研究测试了12种不同的小鼠饮食模型，从低脂饮食和地中海饮食到高脂饮食、西式饮食、美式饮食、生酮饮食、纯素饮食和纤维改良饮食，并评估了每种饮食如何影响针对PD-1的免疫检查点抑制剂（ICI）的反应。 饮食，而非肥胖 第一个关键发现是，驱动ICI疗效的是饮食成分，而非肥胖。六种致肥胖饮食中的四种（高脂饮食、美式饮食、美式饮食加阿斯巴甜和菊粉）具有ICI反应性。但ICI反应与体重、脂肪量、葡萄糖耐量或代谢评分之间没有相关性。即使肥胖，食用车前子纤维饮食的小鼠仍保持ICI耐药性。 微生物与代谢物 在各类反应性饮食中，有一种细菌物种始终能区分反应者和非反应者：约氏乳杆菌（Lactobacillus johnsonii）。这种细菌产生一种酪氨酸衍生的苯丙酸代谢物，称为脱氨基酪氨酸（DAT）。 在仅定植约氏乳杆菌并喂食高脂饮食的无菌小鼠中，抗PD-1治疗产生了完全的肿瘤消退。约氏乳杆菌加车前子（非反应者）饮食仅产生部分反应。对照细菌加高脂饮食也仅产生部分反应。这种协同作用需要特定的微生物和致肥胖饮食两者兼备。 仅通过在饮用水中添加DAT补充剂，就足以使非反应者饮食的小鼠对抗PD-1产生敏感性。该代谢物通过I型干扰素信号增强CD8阳性T细胞功能，在肿瘤微环境中扩增功能性、产生细胞因子的T细胞。 饮食超越FMT 最引人注目的发现涉及粪便微生物群移植（FMT）。当食用车前子（非反应者）饮食的小鼠接受来自高脂饮食供体小鼠的FMT时，饮食超越了供体微生物组：受体小鼠保持ICI敏感性，其肠道微生物组趋向于高脂饮食模式，而非供体模式。 更令人瞩目的是：来自ICI难治性人类患者的FMT（其微生物组通常会赋予耐药性）通过给受体小鼠喂食高脂饮食而得到逆转。约氏乳杆菌群体扩大，ICI敏感性得以恢复。 该研究还分析了非小细胞肺癌患者的血浆代谢组学，发现芳香族氨基酸代谢物（吲哚乳酸和3-羟基苯丙酸硫酸酯）在ICI反应者中升高，这与饮食-微生物组轴在人类中运作的结论一致。 意义 这些结果表明，饮食干预可用于优化患者的ICI反应，无需FMT，或用于超越非反应者微生物组。微生物在饮食改变后48小时内发生变化的发现意味着，治疗前后短期饮食调整可能在临床上具有实用性。 作者指出，约氏乳杆菌产生DAT，进而通过I型干扰素激活CD8阳性T细胞的这一机制，提供了一个明确的分子靶点，最终可开发为治疗辅助手段，而无需活菌疗法。 Sources [1] Desharnais， L.， Swaby， A.， Messaoudene， M.， et al. “Diet–microbiome synergy underlies obesity-associated immunotherapy efficacy.” Nature (2026). DOI: 10.1038/s41586-026-10750-x 婷 翻译

量子计算中最持久的挑战之一是漂移：使量子处理器保持最佳性能运行的控制参数会因温度波动、材料老化和其他环境因素而随时间变化。标准的解决方案是停止计算，运行校准程序，然后重新启动，这个过程既浪费时间，又限制了逻辑量子比特的维持时间。 Google Quantum AI和Google DeepMind在《Nature》上发表的一篇新论文（第一作者为Volodymyr Sivak、Alexis Morvan和Michael Broughton）展示了一种替代方案：强化学习利用量子纠错已经产生的错误检测事件作为持续学习信号，在不中断计算的情况下实时引导处理器的控制参数。 工作原理 在量子纠错中，当综合征测量标记出潜在错误时，就会产生错误检测事件。这些事件通常只有一个目的：告诉解码器应用哪些纠正。新方法赋予它们双重角色：同样的事件也被用作PEPG（参数探索策略梯度）这种无模型策略梯度算法的强化信号。 该算法维持一个控制参数的概率分布，并根据错误检测事件的比率进行更新。关键在于，系统利用了一种稀疏因子图结构：每个错误检测器只连接到其检测区域内门的控制参数，平均每个检测器302个参数，每个参数18个检测器。这种稀疏性使强化学习能够独立于系统规模收敛，意味着这种方法应该能够扩展到更大的处理器。 实验在Google的Willow超导处理器（105个量子比特）上运行，控制距离5颜色代码的超过1000个参数，并模拟了距离15表面代码约40000个参数的可扩展性。 数据表现 在Willow处理器上，强化学习引导将逻辑错误率（LER）的稳定性提高了2.4倍，LER降低了24%。与解码器引导相结合时，改进达到了3.5倍，即LER降低31%。 该系统达到了该硬件的创纪录LER：使用AlphaQubit2解码器，距离7的表面代码为7.72 x 10^(-4)；使用Tesseract解码器，距离5的颜色代码为8.19 x 10^(-3)。这相当于比专家手动校准所能达到的效果额外抑制了约20%的LER。 RL系统可以在大约130个周期内追踪阶梯式参数漂移，并将低频LER波动抑制约4 dB。有效实时引导的临界漂移频率约为1/150个周期，意味着任何比该时间尺度更慢的漂移都会被自动纠正。 为什么重要 持续重新校准是构建稳定量子处理器的实际必要条件。当前的校准程序需要停止处理器，这限制了逻辑量子比特的相干时间，并引入了随处理器规模增长的额外开销。消除停止需求的RL系统是向大规模容错量子计算迈出的一步。 该方法还简化了硬件要求：处理器不需要永不漂移的极其稳定的控制系统，而是可以容忍漂移并自主纠正。作者指出，RL系统的收敛速度与系统规模无关，这表明随着处理器扩展到数千个量子比特，该方法应该继续有效。 该论文于2026年7月8日发表在《Nature》上，并由Ars Technica的John Timmer进行了报道。 来源 [1] Sivak, V.，Morvan, A.，Broughton, M.，等。《Reinforcement learning control of quantum error correction》《Nature》（2026）。DOI：10.1038/s41586-026-10759-2 [2] Timmer, J.《Quantum error correction can constantly recalibrate a processor》《Ars Technica》（2026）。https://arstechnica.com/science/2026/07/quantum-error-correction-can-constantly-recalibrate-a-processor/ 婷 翻译

根据发表在《自然·气候变化》上的一项里程碑式研究，南美洲热带森林在2015至2016年厄尔尼诺期间停止了吸收二氧化碳。2026年，一场强厄尔尼诺已经在创纪录的海洋高温和大气高温基础上展开，科学家警告称，今年可能引发前所未有规模的森林损失。 这项研究由利兹大学的艾米·C·贝内特博士领导，RAINFOR和PPBio研究网络的100多位合著者参与其中，分析了跨越三个十年、涵盖南美洲六个国家123个样地中超过50万棵树木的数据。它提供了迄今为止最详细的图景，展示了一次极端气候异常如何影响世界上最大的热带森林。 数据情况 在2015至2016年厄尔尼诺之前，这些森林样地是一个净碳汇，每年每公顷平均积累0.38公吨碳。在厄尔尼诺期间，这一平衡降至几乎为零，每年每公顷0.02吨，统计上与一条平线无法区分。 这一转变完全由死亡率驱动。树木生长和更新带来的碳增益保持稳定，约为每年每公顷2.4吨。但死亡导致的碳损失从每年每公顷1.96吨跃升至2.41吨，增加了23%。所有树干的年死亡率从1.8%上升至3.1%，增加了72%。 大树受到的影响最为严重。树干直径在200至399毫米的树木，年死亡率从1.5%翻倍至3.2%。直径400毫米及以上的树木，死亡率从1.4%几乎翻倍至2.7%。木材密度较低的树木更容易发生水力失效，其死亡率显著更高。 机制：水力失效 数据表明，树木并非缓慢地饿死。厄尔尼诺期间生长率并未下降，树木仍在进行光合作用。杀死它们的是水力失效：强烈的大气水分需求通过木质部空穴作用使内部水柱断裂，这与吸管吸力过强时发出的无声断裂是同一个过程。 亚马孙盆地边缘较为干燥的森林最为脆弱。在这些边缘森林中，温度每升高0.5摄氏度，地上碳储量就减少0.5%。水分亏缺每增加100毫米，地上碳储量大约减少0.8%。 亚马孙储存着约1,230亿吨碳，超过地球上任何其他陆地生态系统。其碳汇功能的持续丧失将对全球气候目标产生深远影响。 2026年为何不同 该研究发表于2023年9月，但随着当前厄尔尼诺的加剧，其研究结果呈现出新的紧迫性。多个因素使得2026年对热带森林而言格外危险。 超强厄尔尼诺的发生频率在过去60年间比之前60年翻了一番。当前厄尔尼诺已被美国国家海洋和大气管理局确认为正在进行，科学家指出，此前从未有过厄尔尼诺在海洋已如此温暖、气温已如此之高的情况下开始。亚马孙边缘地区，正是最易发生水力失效的森林，在过去三个十年中经历了热带地区最高的一些气温和最快速的变暖。 雪上加霜的是，这些森林在本次厄尔尼诺到来之前尚未从近年来的多年干旱中完全恢复。创纪录的高温、水分胁迫以及尚未恢复的森林三者叠加，使得碳损失规模可能达到前所未有的程度。 该研究重新推广时，《对话》杂志发表的文章指出，如果极端气候条件成为常态，热带森林可能永久丧失其作为碳汇的功能，当前的排放轨迹使这一情景变得越来越可能。 婷 翻译 来源 [1] Bennett, A.C., et al. “Sensitivity of South American tropical forests to an extreme climate anomaly.” Nature Climate Change, Vol. 13, pp. 967-974 (2023). DOI: 10.1038/s41558-023-01776-4 [2] Live Science. “Tropical forests stop absorbing carbon dioxide during El […]

章鱼因其分布式神经系统，伪装能力和工具使用而长期令生物学家着迷。现在，研究人员发现了一种分子特性，可能有助于解释它们生物学特殊性的另一个维度：浅水章鱼的核糖体RNA带有一个独特的断裂，使其蛋白质构建机器的精确度约为近亲的两倍。 这一发现以预印本形式发布在bioRxiv上，并将在Current Biology上发表，揭示了28S核糖体RNA中螺旋88（H88）的转录后切割，这种结构性断裂存在于约15种浅水章鱼中，但在所有测试的深海章鱼，鱿鱼，墨鱼和其他软体动物中均不存在。该断裂大约在1亿年前出现，与浅水章鱼和深海章鱼谱系的分化时间相吻合。 断裂的工作原理 核糖体是细胞的蛋白质工厂，通过将转移RNA分子与每个密码子匹配，将信使RNA翻译成多肽链。这个过程快速但容易出错：野生型大肠杆菌的核糖体大约每1,000到10,000个密码子就会出错一次。 章鱼的H88断裂改变了核糖体的E位点（tRNA在递送氨基酸后离开的位置），改变了核糖体检查密码子-反密码子配对的方式。研究人员表明，携带章鱼H88断裂的工程化大肠杆菌的翻译错误比野生型大肠杆菌减少约50%，保真度提高了两倍。与鱿鱼核糖体相比，该断裂将近同源（错配）密码子的tRNA结合亲和力降低了约四倍，使核糖体更加严格，且无需牺牲速度。 最后一点是关键。在大多数生物体中，准确性是以速度为代价的，这是翻译中众所周知的速度-准确性权衡。章鱼的H88断裂似乎将两者解耦。研究人员测量发现，章鱼核糖体的翻译速度比鱿鱼或蛞蝓核糖体慢约30%，但这种减慢与H88断裂无关。在仅携带章鱼断裂的大肠杆菌中，翻译速度保持不变，而准确性却翻倍。 与RNA编辑的协同作用 章鱼广泛利用RNA编辑，在转录后重写其遗传信息以产生蛋白质多样性。但编辑后的信息携带肌苷，一种可能混淆标准核糖体的修饰核苷酸，导致错误折叠的蛋白质聚集形成有毒团块。 研究人员发现，人类核糖体在含肌苷的密码子处停滞。鱿鱼核糖体则混杂地通过它们，产生高度聚集的错误折叠蛋白质，比非编辑信息引起的聚集多约十倍。相比之下，章鱼核糖体选择性地解码含肌苷的密码子（偏好I:C配对），且不产生更多的聚集。H88断裂对这种清洁处理至关重要。 分辨率为3.2埃的冷冻电镜显示，H88断裂改变了核糖体A位容纳通道，tRNA进入进行密码子读取的通道，中的碱基配对相互作用。这种结构变化使核糖体在不减速的情况下更具区分力，并使其能够处理RNA编辑产生的异常核苷酸，而不会积累错误折叠的蛋白质。 进化背景 H88断裂在浅水章鱼中完全保守，断裂位点的核苷酸序列TATG/CGTC存在于每个测试过的浅水物种中。它在同一时期分化的姐妹谱系，深海章鱼中的缺失表明，该断裂与章鱼的祖先普遍性无关，而是特定地与浅水物种中复杂行为的扩展相关：捕猎，伪装，工具使用和精细的社会信号传递。 研究人员指出，在耐受广泛RNA编辑的同时产生高保真蛋白质的能力，可能是使章鱼认知如此独特的大型分布式神经系统进化的先决条件。蛋白质合成错误在神经元中尤其有害，错误折叠的蛋白质可能在一生中积累。 注意事项 这项工作目前以预印本形式在bioRxiv上发布（DOI: 10.64898/2026.06.25.734654），尚未完成完整的同行评审。关键发现，H88断裂增强大肠杆菌中的翻译准确性，是在异源系统中得出的；相同的定量效应是否在章鱼神经元中成立仍有待直接确认。该论文已被Current Biology接受，表明已通过编辑审查，但可能尚未达到最终出版形式。 Sources [1] Mitra, R., Han, R., Scott, T.J., et al. “Evolution of a core ribosomal innovation in octopus.” bioRxiv (2026). DOI: 10.64898/2026.06.25.734654 [2] Smith, J. “Daily briefing: Mutation lets octopuses make proteins with precision.” Nature (2026). https://www.nature.com/articles/d41586-026-02177-1 […]

1994年5月，一位名叫鲍勃·布赖尔的埃及学家和一位名叫罗恩·韦德的解剖学家开始了约2000年来无人尝试过的事情：仅使用古埃及的工具和技术对一具现代人类尸体进行木乃伊制作。这具尸体属于巴尔的摩一名76岁的男性，他死于心脏病发作，并将遗体捐赠给了科学。到项目结束时，他的体重降至23公斤（51磅），用布赖尔的话说，看起来”就像拉美西斯大帝一样”。 这个非凡实验的故事如今成为萨姆·基恩著作《与图坦卡蒙共进晚餐：流浪考古学家如何重现失落文明的视觉、声音、气味和味道》（Little, Brown and Co.，2025年）的主题，为实验考古学能教给我们关于古代实践的认知提供了一扇难得的窗口。 操作过程 布赖尔和韦德尽可能忠实地遵循了埃及的木乃伊制作方法。首先进行的是取脑。布赖尔最初尝试了经典的埃及方法，通过鼻孔插入钩棒，但脑组织太软。他通过向鼻腔注水并用棒搅动直到脑组织液化，像他描述的”草莓奶昔”一样流出而获得了成功。 接下来是通过左腹部一个9厘米（3.5英寸）的切口取出内脏。团队摘除了脾脏、肝脏、胆囊、肺和6.7米（22英尺）的肠道。心脏被保留在原位，古埃及人认为心脏是智力的所在，将其留待来世使用。最困难的步骤是在通过小切口盲操作的情况下将肺与心脏分离。 在脱水步骤中，布赖尔亲自从埃及干涸河床中挖掘天然碱（一种天然盐混合物），并将数百磅的天然碱藏在摄影器材中的行李箱里，通过肯尼迪国际机场走私回来。尸体胸腔内塞入29袋亚麻布袋装的天然碱，放置在96公斤（211磅）的天然碱上，再埋入另外264公斤（583磅）的盐中。在35天的时间里，布赖尔定期用铁棒敲开天然碱外壳以检查进展。 结果令人震惊。尸体的体重从85公斤（188磅）降至36公斤（79磅），其中14公斤（31磅）来自器官摘除，其余来自水分流失。皮肤收紧、皱缩并变成棕黄色。嘴唇收缩成标志性的眼窝凹陷的笑容。细软的头发竖立起来。仅五周后，尸体就已经呈现出标志性的埃及木乃伊外观。 这是一个关键的考古学见解：经典的木乃伊外观并非在干燥沙漠环境中经过3000年形成的结果。仅天然碱脱水过程就能在数周内产生这种效果。 黑曜石优于铜器 一个实用性的发现让研究人员感到惊讶。他们根据古埃及的设计制作了铜、青铜和黑曜石复制工具。长期以来，学者们一直假设铜刀片是主要的防腐工具，但铜刀片无法有效切割人体组织，很快被弃用。黑曜石这种火山玻璃效果要好得多，能产生器官摘除所需的干净切口。 这一发现表明，埃及防腐师可能比考古记录目前反映的更加依赖黑曜石工具。黑曜石在考古环境中保存不佳，因此它在防腐工具组合中的缺失可能是一种保存偏差，而非未使用的证据。 现代木乃伊的来世 脱水之后，尸体接受了莲花油、雪松油和棕榈油的全身按摩（这恢复了关节的灵活性），并用亚麻绷带包裹，绷带层间夹有护身符和咒语纸莎草纸碎片。木乃伊又干燥了三个月，最终重量达到23公斤（51磅）。布赖尔给这具木乃伊起了个绰号叫”E. M. Balm”。 在过去的30年里，这具木乃伊一直被存放在马里兰大学室温下的金属棺中。为了检查，它被部分打开过两次。没有任何腐烂的迹象。布赖尔的评价是：”他虽死犹安。” 该实验于1996年正式记录在《塑化杂志》上（Brier & Wade，《天然碱在人类木乃伊制作中的应用：一项现代实验》），并于1997年发表在《埃及语言与古代学杂志》上。基恩的《与图坦卡蒙共进晚餐》将木乃伊制作置于更广泛的实验考古学传统之中，这些实验考古学家再现了从古代酿造物到史前工具的一切。 来源 [1] Live Science。”‘Some people called it horrifying’: ‘Dinner with King Tut’ author on using Egyptian mummification techniques on a modern-day human body。” 2026年7月11日。https://www.livescience.com/archaeology/some-people-called-it-horrifying-dinner-with-king-tut-author-on-using-egyptian-mummification-techniques-on-a-modern-day-human-body [2] Live Science。”‘He looked like Ramses the Great’: How […]

衡量制冷需求的标准方法，计算温度超过基线的度数，然后将这些度数在整个季节中求和，存在一个根本性的盲点：它将湿度高的30度天与干燥的30度天同等对待。《自然·通讯》上的一项新研究表明，这一盲点至关重要，而且它正在变得越来越严重。 这篇由夏威夷大学马诺阿分校的Jake W. Casselman和Christina Karamperidou撰写的论文引入了”效率加权制冷度日”（eCDD）。与传统制冷度日（CDD）不同，eCDD考虑了空调效率取决于温度和湿度这两个因素的事实。当天气炎热潮湿时，压缩机必须更努力地将热量排放到更热的环境中，而空气中水分的额外潜热又增加了额外负担。 该指标 传统CDD的计算方法是取日平均温度与基准温度，通常为摄氏18度（华氏65度），之间的正差值，然后将这些差值在整个季节中求和。它假设每升温一度都需要相同数量的冷却能源，无论湿度如何或空调必须多努力地工作。 eCDD用基于物理的替代方案取代了这一假设。它将环境温度和湿度与制冷所需的热力学功联系起来，利用了制冷的性能系数（COP），即衡量热泵或空调移动热量的效率的指标。随着室内外温差的增加，COP会下降，而湿度增加了仅基于温度的指标中不会出现的潜热负荷。 结果是eCDD可能与CDD存在显著差异，而且这种差异正在扩大。 数据揭示的内容 将eCDD应用于北美的历史气候数据，研究人员发现制冷效率，每度日提供的制冷量，自1971年以来每十年下降了2%到4%。这种下降是由传统CDD无法捕捉的湿度趋势驱动的。 在未来气候情景下，研究预测到本世纪末，eCDD将在不同地区增加10%至80%，具体取决于排放路径和当地湿度状况的变化。这一广泛范围反映了一个关键发现：北美各地的温度和湿度趋势在空间上是相反的。一些地区变得更热更潮湿，加剧了效率问题。另一些地区变得更热但更干燥，部分抵消了效率损失。 事实上，该研究预测了干热在大陆范围内向东扩展，这可能在历史上更潮湿的地区提高极端高温期间的制冷效率。但这对于整体制冷需求来说是净负面的，因为各地的气温都在上升。 这对能源规划为何重要 实际影响在于，仅基于温度的指标会错误地表述制冷需求，而且这种错误表述是系统性的。出现湿热热浪的地区对电网造成的压力远远超过单纯温度所预测的。对于规划容量、备用裕度和输电投资的公用事业公司和电网运营商来说，这种差异至关重要。 同样的道理也适用于排放核算。使用化石燃料密集型电网的地区，其制冷排放量可能会不成比例地更高，因为在潮湿条件下每度日的实际能源需求高于CDD所暗示的水平。在使用传统CDD的任何规划框架中，制冷的排放影响都被低估了。 研究人员还指出，建筑规范和电器标准可以从基于eCDD的设计标准中受益，而且气候适应投资，空调部署、电网升级和热浪防范，如果考虑到湿度-效率耦合，将产生更准确的需求预测。 基础的网格分析输出可在Zenodo上获取。 来源 [1] Casselman, J.W. & Karamperidou, C. “Efficiency-weighted cooling degree days reveal opposing temperature and humidity effects on energy demand.” Nature Communications (2026). DOI: 10.1038/s41467-026-75388-9 婷 翻译

两种量子传感技术，光泵磁力计（OPM）和金刚石中的氮-空位（NV）中心，正在改变化学家和材料科学家测量原本不可见事物的方式，根据哈佛大学和克拉科夫雅盖隆大学的研究人员在arXiv上发表的一篇全面新综述。 该综述由Piotr Put（哈佛/雅盖隆）、Arjun Pillai、Xuan Hoang Le、Mikhail D. Lukin和Hongkun Park领导，系统地比较了这两种平台在一系列化学和材料应用中的表现。两者都利用原子级传感器的量子特性以极高的灵敏度检测磁场，但它们在根本不同的机制下运行。 两种方法，互补优势 OPM使用包含10^11到10^14个碱金属原子（通常是铯或铷）的宏观蒸气室。激光偏振化原子的自旋，磁场引起偏振进动，并通过光学方式读出。结果是极端的体灵敏度，低至亚飞特斯拉每平方根赫兹，但空间分辨率为毫米到厘米级。OPM可以通过金属壁检测磁场，使其特别适合监测密封反应器内的化学反应。 相比之下，NV中心是金刚石晶格中的点缺陷，即一个氮原子邻近一个缺失的碳原子。每个NV中心是一个可以在光学上寻址的单原子级磁力计。它们提供纳米级空间分辨率（低至约10纳米）、多模态传感（磁场、温度、电场和应变），并且可以在从低温到600K的宽温度范围内运行。每平方根赫兹的灵敏度低于OPM，通常在皮特斯拉范围，但它们的空间分辨率开启了完全不同的应用。 该综述的关键比较表量化了这些权衡：OPM的DC灵敏度为0.16-100 fT/Hz^(1/2)，AC灵敏度为0.2-100 fT/Hz^(1/2)（千赫兹频率），而NV中心在DC下达到5 pT/Hz^(1/2)至1 microT/Hz^(1/2)，在AC下达到200 fT/Hz^(1/2)至1 microT/Hz^(1/2)。OPM每根带宽的灵敏度大约高出10到1，000倍，但NV中心的空间分辨率大约高出10^5倍。 化学分析 在零到超低场（ZULF）NMR中，OPM是主要平台，检测J耦合谱，即原子核之间的跨键磁相互作用，无需强超导磁体。这使得在传统高场NMR不实用的环境中进行化学鉴定成为可能。论文指出，PHIP和SABRE等超极化技术可以将信噪比提高几个数量级，使ZULF NMR在实际样品中变得实用。 NV中心将NMR扩展到纳米尺度。使用CASR（连续绝热扫描旋转）协议，它们实现了皮升级体积中的化学位移分辨率，通过Overhauser DNP超极化对叔丁醇的检测限低至50飞摩尔。对于顺磁性物质，NV动态量子传感对造影剂钆布醇实现了10阿托摩尔的检测限。 实时监测 OPM可以监测密封金属反应器内的化学反应，氢化反应，酶促反应，因为低频磁信号能穿透金属外壳。这使得无需采样或光学接入即可实现反应进程的时间分辨跟踪。 与此同时，NV中心可以在单分子水平上追踪表面化学，监测自组装单分子层，通过弛豫测量法检测自由基，并通过NV^-和NV^0之间的电荷态切换感应pH值。 材料应用 在操作中电池诊断中，OPM检测锂离子电池中的电荷存储不均匀性和弱瞬态内部电流，这些信息是传统电测量所不可见的。NV中心通过纳米级检测电极-电解质界面的电流分布和离子动力学来补充这一点。 对于高通量化验，该综述讨论了用于平行筛选的多重OPM阵列和用于多孔板格式的纳米金刚石基分析。体灵敏度（OPM）和纳米级分辨率（NV中心）的结合意味着量子传感现在可以覆盖几乎整个与化学和材料科学相关的长度尺度范围。 现状 该综述于2026年7月8日发布在arXiv上，尚未提交给同行评审期刊。鉴于其范围，22页涵盖原理、应用和展望，它很可能针对如Chemical Reviews、Nature Reviews Chemistry或Nature Reviews Physics等主要综述期刊。 披露：基于未经同行评审的arXiv预印本。 婷 翻译 Sources [1] Put， P.， Pillai， A.， Le， X.H.， Lukin， M.D.， & Park， H. “Quantum Sensors […]

科学常常被呈现为一项普世事业，由好奇心和逻辑而非政治所引导。但一项对1970年至2023年约8000万篇论文进行的全新定量分析讲述了一个不同的故事，一个地缘政治冲击、国家优先级和全球北方与南方之间深层结构性不平等共同塑造了研究什么、由谁研究以及为谁研究的故事。 这篇由CNRS（巴黎）、巴黎西岱大学和蒙彼利埃大学的研究人员发布在arXiv上的论文，利用OpenAlex数据库追踪了五十年间各国研究概况的演变。作者伊琳娜·沃罗贝娃、马克西姆·勒诺尔芒、杰尔马纳·贝兰蒂尼和弗洛里亚娜·加尔朱洛运用信息论和网络科学的工具，衡量各国科学指纹随时间的变化。 临界点 该分析识别出三个同步重构全球研究优先级的主要外生冲击。 切尔诺贝利灾难（1986年）带来了剧烈但地理范围狭窄的转变，将研究关注集中在苏联、西欧和日本的核物理、毒理学和血液学上。这种影响相对短暂，持续了大约两年。 2001年9月11日引发了更广泛、更持久的重组。电气工程、计算机网络、信号处理和人工智能方面的研究在大约40个国家激增，作者指出，这一转变通过注入持续的国防相关资金，实际上逆转了1990年代的”AI寒冬”。这种影响集中在西方和美国盟国；中国和俄罗斯没有参与这一方向转变。 COVID-19产生了地理上最分散的冲击。研究优先级在全球范围内转向传染病建模、环境化学（用于气溶胶传播研究），甚至建筑学（用于通风和建筑设计）。值得注意的是，美国并未出现在受疫情驱动变化最大的国家名单中，作者将这一发现归因于美国已经广泛且多样化的研究组合，这使得其相对方向转变比更专业化的国家要小。 该论文使用了树状Wasserstein距离度量（一种从最优传输理论借用的数学工具）来检测比表面变化持续更久的结构性重组。这揭示了COVID-19造成的重构虽然是最新近的，但已经推动了各国研究概况的深刻变化，其深度和地理广度均超过了9/11。 国家指纹 除了冲击驱动的变化外，该分析还揭示了持久的”国家指纹”，即每个国家科学产出在各学科间独特的相关分布。研究人员使用Jensen-Shannon散度来衡量这些指纹之间的距离，追踪哪些国家趋近于共同的全球议程，哪些国家保持着独特的地方优先事项。 除9/11的变化外，美国在五十年间显示出非常稳定的研究概况，这反映了其作为拥有广泛多样化组合的主导性科学超级大国的角色。俄罗斯在1991年苏联解体以及2014年和2021年出现了急剧变化。中国的概况定期变化，与其五年规划周期相一致。巴西在2007年经历了重大方向转变，与卢拉总统扩大研究资助的PACTI科学政策相吻合。 不平等的全球化 最引人注目的发现涉及全球北方与南方之间持续存在的差距。虽然全球范围内国内发表论文的份额有所下降（反映了国际合作的兴起），但这一模式是深度不平等的。 对于大多数南方国家来说，国际合作主导了其论文产出，而这些国际论文的内容与其国内研究的内容存在显著差异。作者认为，南方的智力资源被用于外部定义的议程。他们引用了贝宁哲学家保兰·洪通吉提出的”科学外向性”概念，描述了南方研究人员的国际产出如何更多地由其北方合作伙伴的优先事项而非地方需求或传统所塑造。 少数国家显示出作者所称的”科学解放”的迹象，，印度尼西亚、伊朗和摩洛哥都提高了国内论文发表份额，同时缩小了其国内和国际研究概况之间的差距。但这些是例外。 多极化的未来 该分析还追踪了哪些国家的研究概况被其他国家所效仿（作者称之为” aspiration网络”）。使用PageRank中心性（谷歌用于网页排名的相同算法），他们发现自2000年以来，中国的中心性急剧上升，而日本、俄罗斯和主要欧洲大国的中心性则有所下降。巴西、印度和印度尼西亚正在崛起。曾经的单极西方核心正在让位于多极化结构。 引力模型分析证实了这一趋势：1983年，最大的研究生产者拥有最相似的概况，，一个由西方主导的紧密核心。到2023年，最大的生产者之间距离更远，表明全球科学极化日益加剧。 该论文可在arXiv上获取，采用CC BY 4.0许可协议。 披露：基于未经同行评审的arXiv预印本。 婷 翻译 来源 [1] Vorobeva， I.， Lenormand， M.， Berlantini， G.， & Gargiulo， F. “The geopolitics of knowledge: tipping points， national fingerprints， and the unequal globalization of science.” arXiv:2607.08512 (2026). https://arxiv.org/abs/2607.08512

我们是否正处于一场男性生殖危机的中心？这个问题引发了现代生殖科学中最两极分化的辩论之一，而《卫报》科学记者汉娜·德夫林的一项重大调查提供了迄今为止最全面的图景，涵盖了证据、人物以及推动这场辩论的政治因素。 警示派观点 危机叙事建立在两大支柱之上。第一个支柱是由耶路撒冷希伯来大学的哈盖·莱文教授和西奈山伊坎医学院的莎娜·斯旺教授领导的一系列荟萃分析。他们2017年发表在《Human Reproduction Update》上的研究报告称，1973年至2011年间，精子浓度下降了52.4%，总精子数下降了59.3%。2022年的更新数据显示，2000年之后下降速度加快至每年约2.5%，斯旺表示，如果外推，这一趋势可能在2045年达到零。 第二个支柱是关于睾酮的新数据。莱文的团队最近分析了涵盖以色列、美国、巴西、芬兰和丹麦118,593名男性的研究，发现1972年至2019年间平均睾酮水平下降了54%，即每年下降超过1%。 “睾酮下降了50%，这令人震惊，”莱文告诉《卫报》。”这很严重。人们，醒醒吧。醒醒。” 环境化学物质，如邻苯二甲酸酯、双酚A、PFAS和微塑料，是最常被引用的罪魁祸首，此外还有现代生活方式因素，包括肥胖、糖尿病和手机使用。 怀疑派的反驳 但一群同样受人尊敬的科学家的声音认为这场危机被夸大了。曼彻斯特大学的艾伦·佩西教授是一位主要的怀疑论者，他指出，他的团队在数十年的时间里使用一致的测量技术对丹麦精子捐献者进行研究，没有发现实质性下降的证据。”人们倾向于选择支持自己观点的数据，”佩西说。”精子数量下降并不是我担心的事情。” 爱丁堡大学的罗德·米切尔教授对人类胎儿睾丸组织进行了高度控制的实验，使其暴露于相关浓度的邻苯二甲酸酯和BPA，发现对睾酮产生或睾丸发育没有影响。”动物研究具有误导性，”米切尔说。关于在精液和睾丸中发现的微塑料：”它们可能只是惰性地待在那里，什么也不做。” 伦敦帝国理工学院的查纳·贾亚塞纳教授认为，仅肥胖就可能解释全部的睾酮下降。体重指数每增加1个点，睾酮就下降2%，而全球肥胖率在同一时期大幅上升。 中间立场 尽管存在深刻分歧，但也有一些共识领域。精子质量，包括活力、形态和DNA碎片化，确实似乎在恶化，即使总数量趋势存在争议。诊断男性不育的临床系统仍然严重不足，许多试管婴儿服务仍然依赖于批评者所描述的1950年代的精液分析。 调查还审视了一个新兴的自我造成的问题：无差别睾酮替代疗法（TRT）的兴起，这种疗法要么在网上购买，要么在没有真正医疗需求的情况下由医生开具。”这就像一个恒温器，”贾亚塞纳解释说。”如果你在客厅放一个加热器，它就会关掉锅炉。你需要睾丸中有非常高的睾酮水平才能产生精子。” 基于预防原则，莱文主张即使在缺乏明确证据的情况下也应采取行动：”假设我们现在所做的某件事有1%的可能性会使100年后的生殖变得极其罕见。我们是否应该对此做些什么？我认为是的。” 《卫报》的调查表明，男性生殖危机的问题远未解决，但各方面的影响已高得不能再高。 婷 翻译 Sources: 1. Devlin H. “Spermageddon: is the world facing a male reproductive crisis?” The Guardian. 11 Jul 2026. https://www.theguardian.com/society/ng-interactive/2026/jul/11/spermageddon-world-facing-male-reproductive-crisis