《奇迹号·科学本周》20160418

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物理学

德国物理学家造出单原子引擎

德国美茵茨大学物理学家Johannes Rossnagel不久前在《科学》杂志上揭示了如何利用单个钙原子制造全世界最小的引擎。其中,通过由原子替代引擎中的活塞和连杆,然后加热并冷却该带电原子,从而成功使引擎实现了将热能转化为其他形式的可用功。

从原理上看,原子引擎的能量转化过程与传统汽车内燃机引擎的能量转换过程并无不同,不过前者的效率却是后者的数倍之上。

评论:科学产生技术,技术转化生产力,生产力改变世界。

http://t.cn/RqobGZL

物理学

出乎预料的远距离粒子互动:旋转的细胞在令人惊讶的长距离外互动

很长时间以来,科学家已知的物质:从灰尘到沙粒等不同大小的颗粒,可通过电、磁或化学效应彼此施加影响。现在,这个研究小组有了新的发现,在液体介质中,粒子之间可以完全基于它们的运动而产生远距离的互相影响。这种相互作用应当适用于任何粒子,不论是活细胞,还是由磁场导致旋转的金属颗粒。

研究人员对磁性粒子的几微米(百万分之一米)的跨越运动进行了研究,细胞即是如此大小。少量磁性金属微粒散布在大量的,大小相当的非活动粒子之间,全悬浮于水中。当施加旋转磁场,金属颗粒开始旋转,模拟生命体中,活细胞在非生命或相对非活性的物体间的运动。

他们发现,旋转的粒子,即使分散在它们自身大小的数十倍的距离中,最终也会彼此靠近。尽管这吸引过程非常缓慢,而且具有明显的随机性,但最终这些颗粒总会走到一起。

评论:万物皆有联系,如同命运,复杂无处不在。

http://t.cn/RqobxJf

医药学

科学家揭开中国传统医学中使用的植物的一个秘密

黄芩,在中国传统医学上用于发热,肝和肺部疾病。

科学家们发现,这种植物采用了特殊的途径,使化学物质具有潜在的抗癌特性。

他们说,这是迈向能够制造新药扩大生产的重要一步。

在英格兰诺里奇的John Innes中心的Cathie Martin教授是这个项目的首席研究员。这项成果发表在Science Advances《科学进展》杂志上。

评论:现在中医药势微,以科学且先进的方式研究反倒是最好的保护。虽然研究一剂中药的成分作用近期还不太可能,但是单独研究一种药物却是可能的。

http://t.cn/Rqobixb

天文学

利用干细胞培养皮肤和毛发

据美国最新一期学术杂志《科学进展》报道,日本东京理科大学以高木良(Ryoji Takagi)为首的一个研究团队利用小鼠的所谓诱导性多能干细胞(iPS细胞)培养出了皮肤组织。被移植到小鼠皮肤上后,该组织可以发育生长,如同天然皮肤一样。

iPS细胞是经人工诱导重编程的体细胞,其自身发育已经到头,就等下一步发育成特定的组织细胞或器官细胞了。它们就像胚胎干细胞一样,具有所谓的发育全能性,经过适当诱导,可以转化成各种各样的体细胞。

评论:培育器官恐怕将来真的不是梦。届时去医院也就不用治病了,直接换器官就行了。

http://t.cn/RqoGtWG

计算机科学

电脑玩家解决量子难题

丹麦的一万多名电脑游戏爱好者协助设计了更好的运行量子计算机的协议。奥胡斯大学的研究人员创造了一套叫做《量子移动》的游戏。这个游戏模拟在虚拟的量子计算机上操作。在遇到类似真实设计的问题的时候,游戏玩家提供了比物理学家们更好的解决方案。

公众科学使用一般公众的智力即可解决非常困难的科学问题。项目的成功之处在于使用了人类的天赋技能,如图形识别和游戏来解决问题。在这方面,人们比起强大的计算机往往能够更很好地完成任务。就像时下流行游戏中,志愿者在《星际动物园》里对天文望远镜里的星球图形进行分类,在Foldit(蛋白折叠游戏)中帮助解决预测蛋白如何折叠的高难问题。

Sherson和他的同事们利用一万多游戏玩家玩《量子移动》的数据创造了人们如何解决问题的图形化表达。他解释说:“游戏玩家用简单的策略解决了非常复杂的问题。”玩家们自发而直观地寻找他们觉得正确的解决方案。不像计算机那样,仅仅通过可用的选择,使用方法学的搜索,寻找低级的游戏方案。

实际上,Sherson相信从《量子移动》中获得的见解可以用于帮助提高计算机算法。这种算法可用于设计量子计算协议。“如果我们能够教会计算机识别这些好的方案,会计算得更快。从某种意义上,我们正在将我们的共同直觉上传到计算机里。”

评论:人民的力量才是无穷的,才是最富于创造力的。

http://t.cn/RqoGVSl

爆料&纠错

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wangqiljuan821003

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本周爆料者和贡献者

(排名不分先后)

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@西犸

@小木球

@张蕊丽

@hehe

@幕后小黑手

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