导读
1.少即是多到底是啥意思;
2.现代人类的大脑是何时进化出来的;
3.拜登的第一个预算要求在科学上大做文章;
4.天文学家通过“化学指纹”发现系外行星来自其它地方;
5.尼安德特人和欧洲早期现代人有交集吗;
6.95后曹原一周发两篇Nature,实现Nature7连杀;
7.仅需5秒,像加工高分子一样,加工玻璃;
8.科学家发现癌细胞没那么爱“吃糖”,并不会抢夺免疫细胞的养分……
1Nature封面故事:少即是多到底是啥意思在日常生活中,我们每个人都会遇到这样的困惑——为什么有些人提的要求总是越来越多?
美国弗吉尼亚大学GabrielleAdams和BenjaminConverse团队设计了一系列实验,考察人们在不同问题上的处理方式,共有多人参与了实验。
他们用乐高积木搭建了如上图所示的结构,“屋顶”现在只靠基座一角的一根支柱撑着。如果要继续往屋顶上面堆积木时,为了避免屋顶失去平衡砸到下面的“人”,你会用什么办法来改造这个结构?积木的成本也需要考虑在内:每增加一块积木要多花10美分。
如果是你,会怎么做呢?给屋顶增加一根支柱吗?大部分实验参与者也是这么做的。还有一个解决方案更简单、也更便宜:拆除现有的支柱,把屋顶直接放在基座上。
他们还进行了一些其它实验,统计结果显示,大多数实验中,参与者都会更倾向于做加法,采取“减法”策略的人往往只占10%—30%,远远少于做加法的人。
少即是多。
为什么人们普遍更倾向做加法?并不是因为认识不到减法方案有多好,而是从一开始就没想到有做减法的可能性。人们普遍认为提出增加新东西会显得更有创造性,而做减法通常显得更消极。在搜寻解决方案的认知过程中,“在现有基础上添点什么”是一种默认策略。
作者总结说,人们在解决问题时忽略做减法,这种倾向会带来很多现实的后果,日常生活中的负担可能与此有关:小到时间安排超负荷,做事主次分不清,大到机构的繁文缛节层层加码,组织架构扩张冗余。现在,你或许能理解为什么导师、老板、甲方、客户们的要求常常会越提越多了吧……
该研究提示我们,少即是多,人生的意义在于要学会舍得,有舍才有得。未来在制定个人决策时,去设想如果取消某些已经在做的事项会带来什么结果,也许你会做出更简单而更好的决定。
(编译自Peoplesystematicallyoverlooksubtractivechanges.Nature7April)
亲爱的读者朋友们:你们对这个问题有什么看法呢?你们平时是如何做的呢?文末留言有惊喜哦!
2现代人类的大脑“相对年轻”:万年前最早人类首次走出非洲后才进化出来大约万年前,第一批智人出现在非洲。他们已经直立行走,但他们的大脑只有今天人类的一半大小。这些非洲最早的人类拥有原始类人猿的大脑,就像他们已经灭绝的祖先南方古猿一样。我们自己的人属——智人,被广泛认为是从南方古猿这个群体进化而来的。那么,典型的人类大脑是在何时何地进化而来的呢?
瑞士苏黎世大学研究团队使用计算机断层扫描技术检查了万至万年前生活在非洲和亚洲的人属化石的头骨。然后,他们将分析结果与今天的人类和我们最近的近亲——黑猩猩和其他类人猿的颅骨化石内部结构进行了比较。
研究发现,最早期的人属动物的脑额叶还保留了与原始类人猿相似的构造,而促成人类许多独特行为和能力条件的大脑区域的新结构则出现于人类演化过程中的后期,大概在万至万年前。
绿松石显示了来自德马尼西的早期Homo脑箱的虚拟填充物。它们的结构为万年前的人类大脑进化提供了新的见解
研究表明,人属动物演变成具有与现代人一样脑构造的时间相对较晚,它是在最早人类首次走出非洲之后很久才完成的。
(编译自:TheprimitivebrainofearlyHomo,Science,Vol.,Issue,pp.-,/04/09)
3拜登的第一个预算要求在科学上大做文章近日,总统拜登提议为许多联邦研究机构大幅增加预算,作为增加国内支出1亿美元的一部分。财年(从10月1日开始)的详细预算中,民事机构将整体增长16%,达到7,亿美元,而国防支出将增长不到2%,达到7,亿美元。以下是预算的要点:
(1)美国国立卫生研究院(NIH)将增长90亿美元,达到亿美元。
(2)美国国立卫生研究院在气候变化和人类健康方面的研究经费从万美元增至1.1亿美元。
总统拜登(JoeBiden)概述了年科学预算的重点。美联社照片/EVANVUCCI
(3)美国国家科学基金会(NationalScienceFoundation)将获得20%的增长,即增加17亿美元,达到亿美元。
(4)能源部科学办公室将增长4亿美元,达到74亿美元。
(5)NASA整体将增长6.3%,达到亿美元。
(6)美国国家标准技术研究院(NIST)研究实验室的支出将增加1.24亿美元,达到9.16亿美元
(7)国家海洋和大气管理局的预算将增加14亿美元,达到69亿美元。
(8)环境保护署将提高21%,增加20亿美元,达到亿美元。
(9)美国农业部在研究、教育和推广方面的支出将增加6.47亿美元,达到40亿美元。
(10)美国疾控中心CDC将增加16亿美元,达到87亿美元,白宫称这是“该机构近20年来最大的预算授权增加”。(编译自Biden’sfirstbudgetrequestgoesbigonscience.Science9Apr.)4天文学家通过“化学指纹”发现系外行星来自其它地方——在炎热巨型行星的大气层中发现五种含碳和氮的物质HDb是围绕恒星HD公转的系外行星。它位于飞马座方向,距离地球大约光年,为一颗热木星。围绕着一颗类太阳恒星运行。英国华威大学组成的研究团队发现,HDb似乎是在别的地方诞生的,然后迁移到现在位置——距离它的恒星仅万公里,相当于地球到太阳的距离的1/20倍。
使用西班牙拉帕尔马的国家伽利略望远镜,研究人员获得了系外行星HDb四次分别从其恒星前面经过时的高分辨率大气光谱。恒星发出的光在穿过行星大气层时发生了变化,通过分析产生的光谱差异,天文学家可以确定该行星大气层存在的化学物质。
他们发现,在这颗行星的大气层中存在氰化氢、甲烷、氨、乙炔、一氧化碳和少量的水蒸气。碳基分子(氰化氢、甲烷、乙炔和一氧化碳)的含量是预期的两倍。
太阳系的生命开始于围绕恒星的圆盘状物质,这些物质聚集在一起形成行星的固体核心,然后这些行星的核心吸收气体物质形成大气。在离恒星较近的地方,大量的氧气以水蒸气的形式存在于大气中。在更远的地方,随着温度的下降,水会凝结成冰,并被锁在行星的内核中,留下一个由碳和氮基分子组成的大气层。因此,在靠近太阳的轨道上运行的行星,其大气中应该富含氧,而不是碳。
研究人员认为,只有当这颗行星在最初形成时,它的轨道距离它的恒星远得多——与我们太阳系中的木星或土星的距离相似,而不是它现在距离它的恒星仅万公里时,这种情况才能发生。
(编译自Fivecarbon-andnitrogen-bearingspeciesinahotgiantplanet’satmosphere.NatureVol.,Issue,pp.–Apr.)
5旧石器时代欧洲人类有较近尼安德特人血统尼安德特人从12万年前开始统治着整个欧洲、亚洲西部以及非洲北部,大约在4万年前灭绝。他们生活在人类文明出现前的史前时代,和人类的祖先智人身高相仿,脑容量类似,也学会了使用工具,但很可能并没有智人那么聪明。此前,科学家们一度认为,尼安德特人与现代人类没有基因交流。
四万多年前的一天,尼安德特人和人类祖先在广袤的欧亚大陆上相遇了。是石斧相向?还是陷入电光火石的爱情?
近日,德国马普所通过古DNA分析发现,欧洲东南部一个洞穴中出土的三个早期现代人分别带有3.8%、3.0%和3.4%的尼安德特人DNA。这些比例远高于其他远古人类中1.9%的平均比例,这表明他们的祖辈里都有尼安德特人,而且上推六、七代,就是他们的尼安德特人祖先。
尼安德特人
研究人员得出结论,欧洲的早期现代人类和尼安德特人的杂交可能很普遍。通过和早期现代人类杂交,他们的独特基因留在了今天人类的DNA中。现代人基因组中的尼安德特人基因比例为1.8%-2.6%。
(编译自InitialUpperPalaeolithichumansinEuropehadrecentNeanderthalancestry.NatureVol.,Issue,pp.–Apr.)
6德国顶级心理学家被发现数据造假Hans-UlrichWittchen,是德国顶尖的心理学家之一,也是治疗焦虑症和恐惧症的专家。在40余年的研究生涯中,维特琴共发表了近篇论文,论文引用次数接近7万次。他是德国《心理障碍诊断与统计手册》的制定者之一,而该手册正是德国临床医生诊断精神疾病的“圣经”。
然而,随着一份长达页的调查报告的公布,维特琴的形象瞬间坍塌。维特琴不仅指使团队成员捏造数据,还威胁调查机构和举报人、涉嫌贪污等罪名。德国鲁尔大学心理学家于尔根·马格拉夫表示:“如果这项报告属实,那么这不仅将对德累斯顿工业大学的名誉造成影响,而且对于整个心理学界来说,都是一场灾难。”
(编译自:TopGermanpsychologistfoundtohavefabricateddata,Science,Vol.,Issue,pp.-,/04/09)
7一颗星星被撕裂磁星星震产生的等离子体爆发可以产生伽马射线耀斑
年4月15日,天基伽马射线探测器探测到一个巨大的耀斑从邻近星系中的磁星(高度磁化的中子星)喷发而来。在过去的几十年内,人类仅确认了三个磁星大耀斑。年爆发了第一次巨大的耀斑,这导致伽玛射线天文学的开始,但当时没能解释这种现象。
年来自N49的一个巨大的耀斑,被认为是磁星的超新星遗迹。
直到年,科学家们才推测出现耀斑的一个可能原因:一场星震重新排列了中子星表面,其磁化程度是冰箱磁铁的1万亿倍。从那时起,磁星被反复用作几种无法解释的天体物理爆炸背后可能的引擎。
磁星的磁场强度大约是一般中子星的倍左右,中子星的磁场可以将光锁在里面由两极的洞中发出高强度的γ射线来进行能量的释放,但是磁星的强大的磁场使其表面加热到最大,产生的巨大压强可以把原本禁锢能量的表面撕裂,产生“星震”使其内部物质以γ射线暴的形式辐射出来,10光年内的有机生命体都会变成空气。
年4月,科学家得以用最先进的仪器观测巨型耀斑,它支持了星震模型的多个方面,并且表明磁星及其罕见的地震仍然很常见,足以与更遥远的宇宙中看到的许多其他瞬态事件联系在一起。
(编译自:Astaristorn,Science,Vol.,Issue,pp.-,/04/09)
注:中子星,是除黑洞外密度最大的星体,中子星是处于演化后期的恒星,是在老年恒星的中心形成的。根据科学家的计算,当老年恒星的质量为太阳质量的约8-30倍时,它就有可能最后变为一颗中子星,而质量小于8个太阳的恒星往往只能变化为一颗白矮星。中子星的密度相当于每立方厘米重1亿吨以上。如果把地球压缩成这样,地球的直径将只有22米!中子星的密度是如此之大,半径十公里的中子星的质量就与太阳的质量相当了。中子星变成磁星的概率为10%。
8热河生物群首次发现前爪挖掘型穴居哺乳动物为了适应穴居和挖掘,哺乳动物们进行了哪些演化“操作”?
中国掘兽(上)和陈氏掘尖齿兽生态复原图赵闯绘
中国科学院古脊椎动物与古人类研究所毛方园团队报道了1.2亿年前的早白垩热河生物群的两个哺乳形动物新属新种,分别是产自九佛堂组的三列齿兽中国掘兽和义县组的真三尖齿兽陈氏掘齿兽。为了适应穴居和挖掘需要,这两个新种属演化出了相近的挖掘和适应穴居的功能。这是热河生物群中首次发现前爪挖掘型穴居哺乳动物。
热河生物群主要哺乳类复原图(赵闯绘)
两种动物都具有明显的、适应掘土穴居生活的肢骨特化。和地面行走奔跑、树上攀援、水中游泳的种类相比,其肢骨变得短粗,前肢尤甚,后肢较弱。肱骨强壮,其远端极宽,达到肱骨长度的60%—70%。强壮的内外髁突为腕部和指屈肌和伸肌的附着点,可以产生强大的内、外的力量,用于挖掘。
作为挖掘工具,两种动物的手掌宽阔,爪长而结实,第一指骨明显长于其它指骨,而其它的指骨和掌骨都变短、变粗。躯干长而灵活,脖子短粗有力,尾巴小减小阻力,这些都是挖掘型穴居动物肢骨常见的适应变化。
中国掘兽和陈氏掘尖齿兽正型标本(毛方园供图)
研究人员推断,为适应自然选择,一个物种产生的生态习性,如运动的快慢、背部稳定性、步态对称性以及新陈代谢效率等,会影响胚胎发育机制,在不同种类中形成多样的脊椎数量和形态的变化,从而使其躯干具有多种变化以适应不同环境。
(编译自FossorialityandevolutionarydevelopmentintwoCretaceousmammaliamorphs.NatureVol.,Issue,7Apr.)
后曹原一周发两篇Nature,实现Nature7连杀上周,麻省理工学院PabloJarillo-Herrero、曹原团队刚在Nature发文,研究了魔角扭曲双层石墨烯(MATBG)的对称性破缺多体基态和非平凡拓扑现象。本周,两篇魔角石墨烯的研究再登Nature,一篇来自以色列魏兹曼科学研究所S.Ilani和麻省理工学院PabloJarillo-Herrero、曹原团队,另一篇来自加州大学圣巴巴拉分校A.F.Young团队,他们分别报道了魔角石墨烯中Pomeranchuk效应的熵证据,可谓“英雄所见略同”。
魔角石墨烯中的Pomeranchuk效应揭示了两个相之间的奇异过渡:一个(Fermi)液相,在该相中电子的空间位置无序,但它们的磁矩(箭头)完全对齐,在一个类似固态的相中,电子在空间中是有序的,但是它们的磁矩是自由波动的。违反直觉,加热时液相转变为固相。
物理学家通常将金属视为电子的液态,而将绝缘体视为电子的固态。因为在金属中,电子是有序的,而在绝缘体中电子被冻结在适当的位置并排列成有序的阵列。在大多数情况下,绝缘体的熵比金属态的熵低,因为其电子结构更有序。因此,通常预期绝缘体会随着温度的升高而变成金属。
磁相图
然而,上述两个研究团队在魔角扭曲的双层石墨烯中观察到了完全相反的现象,即电子会随着温度的升高而“冻结”!通过测量该系统中的电传输,两个团队都发现,随着温度的升高,当电子数调整到平坦带的四分之一时,魔角扭曲的双层石墨烯会从金属转变为接近于电绝缘体的高电阻相。这种转变发生在约10K的温度下,近绝缘相持续到约70–K。
两个研究团队均观察到魔角扭曲双层石墨烯中电子Pomeranchuk效应,并揭示了其相转变过程中电子结构的特征,从而加深了我们对该系统超导机理和可调谐性的理解。
(编译自EntropicevidenceforaPomeranchukeffectinmagic-anglegraphene.NatureVol.,Issue,pp.–Apr.)
10Science封面文章:仅需5秒,像加工高分子一样,加工玻璃
玻璃是21世纪最重要的高性能材料之一,应用范围极其广泛。目前全球每年生产的玻璃超过1.2亿吨,主要用于制备容器玻璃、平板玻璃和纤维。
传统的玻璃制造工艺
尽管玻璃是人类使用的最古老的材料之一,但用于塑形玻璃的技术在过去的几个世纪中几乎没有变化,玻璃加工需要将其在高温下熔化(某些玻璃的熔化温度甚至超过了许多金属的熔点,接近0℃,这不仅使该工艺极其耗能,且难以进行工业化规模生产。
德国弗莱堡大学FrederikKotz团队研发出一种新颖的玻璃制造法,即在低温下将可塑性的基于硅石的纳米复合材料用于注塑成型(IM)的方法。优点包括以下几个方面:
(1)整个加工过程的能耗居然不到传统玻璃加工工艺的60%!
(2)只需要使用标准的IM机械,便能够制造具有微米分辨率和光学光滑表面的复杂零件(粗糙度小于4nm),不需要进行后续的抛光或表面蚀刻处理!
新兴的透明玻璃加工技术,左为直接墨水书写技术,右为立体光刻印刷技术。
(3)该工艺适用于大批量生产玻璃组件,仅仅5秒钟便可以生产一个诸如试管、烧杯或微透镜阵列等玻璃组件;
(4)由于脱脂发生在水中,而不是在升高的温度下发生,使得复合材料中使用的聚合物如热塑性粘合剂可以回收再利用;
(5)通过用金属盐掺杂注模熔融石英玻璃,能够制备具有较好透明度的各种颜色的石英玻璃。
(编译自High-throughputinjectionmoldingoftransparentfusedsilicaglass,Science,Vol.,Issue,pp.-,9April.)
11科学家发现癌细胞没那么爱“吃糖”,并不会抢夺免疫细胞的养分
约一百年前,德国生理学家OttoWarburg提出了一个著名的理论:与正常细胞相比,癌细胞会消耗大量的葡萄糖,并通过有氧糖酵解的方式产生大量乳酸。科学界普遍认为,癌细胞对糖资源的大肆掠夺挤压了免疫细胞的营养来源,一定程度上导致了对抗肿瘤免疫的抑制。然而,我们对肿瘤代谢的理解在今天就要被更新了。
范德比尔特大学科研团队分析了肿瘤微环境中营养物质的使用,发现最爱糖的竟然不是癌细胞而是髓系细胞,癌细胞最喜欢的其实是谷氨酰胺。不同肿瘤细胞亚群的细胞内在程序决定了肿瘤微环境对葡萄糖和谷氨酰胺的摄取。
糖的分配(左)和谷氨酰胺的分配(右)
该研究揭示了肿瘤微环境中的不同细胞会倾向于吸收不同的营养,这有助于进一步开发特异性靶向疗法,同时也解释了FDG-PET成像结果不准的问题,为开发新型PET成像技术指明了方向。
(编译自Cell-programmednutrientpartitioninginthetumourmicroenvironment.NatureVol.,Issue,7Apr.)
12中国学者在二维晶体范德华外延氮化物方面取得新进展二维(2D)半导体,如二硫化钼和黑磷,可以与硅技术竞争,因为它们的原子级厚度,优异的物理性能,并与经典的互补金属氧化物半导体(CMOS)技术兼容。但其生长过程受到衬底的强烈调制,无法实现批量化生产。
在单晶2HMoTe2薄膜上制备场效晶体管的电学表征
北京大学叶堉团队设计了一种通过固-固相变和再结晶过程的无缝外延生长2D约束单晶。通过在非晶绝缘晶片的中心有意地注入单个核来触发范德华(vdW)2H二碲化钼(MoTe2)半导体的晶片尺度横向扩展,来避免缺陷和晶界的生成。这一成果为下一代纳米电子学的vdW2D半导体的未来工业实现开辟了可能性。
(编译自:Seeded2Depitaxyoflarge-areasingle-crystalfilmsofthevanderWaalssemiconductor2HMoTe2,Science,Vol.,Issue,pp.-,/04/09)
(第期)
为什么人们在解决问题时忽略做减法?你如何看待身边的人不停地提要求,你觉得少即是多有道理吗?即日起至4月20日,请在本条推文后留言,精彩留言+点赞数前六名的读者,将获得图书馆精美的文创礼品一份。
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微语:
一个人面对外面的世界,需要的是窗子;一个人面对自我时,需要的是镜子。通过窗子能看见世界的明亮,使用镜子能看见自己的污点。其实,窗子或镜子并不重要,重要的是你的心。你的心明亮,世界就明亮;你的心如窗,就看见了世界;你的心如镜,就观照了自我。
近期快讯策划:李泽红、贺彦平
编译:伍小灿、申倩倩、欧丽珍
编辑:周杨
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