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2024年08期

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卷首语 | AI for Science：认知的技术性替代进入新时代

卷首语 | AI for Science：认知的技术性替代进入新时代

李正风清华大学社会学系教授清华大学科技与社会研究中心主任 2023年拉斯克基础医学研究奖授予谷歌DeepMind公司的哈萨比斯（Demis Hassabis）博士和江珀（John Jumper）博士，以表彰他们发明了AlphaFold这种能够预测蛋白质三维结构的革命性技术。AlphaFold本质上是一种人工智能（AI）系统，它将蛋白质结构预测的准确性和速度提升到了前所未有的水平。本期专稿
专稿 | 人工智能是蛋白质科学的终结者吗？

专稿 | 人工智能是蛋白质科学的终结者吗？

2020年12月，由于疫情令面对面会议难以举办，数百位计算科学家在电子屏幕前线上集会，并见证了科学新时代的到来。他们参加的会议是一场友好竞赛，正式名称为“结构预测关键评估”（CASP），一般被叫作“国际蛋白质结构预测竞赛”，每两年举办一次。有的学者已经参加了近三十年。参会同行们都痴迷于同一个问题，那就是蛋白质折叠问题。他们较量的方式很简明：能否根据最简单的蛋白质一级结构信息，即多肽链中氨基酸残
专稿 | 巨型AI蛋白质设计模型生成了新型荧光蛋白

专稿 | 巨型AI蛋白质设计模型生成了新型荧光蛋白

EvolutionaryScale（一家AI新锐公司）的蛋白质语言模型ESM3是生物学领域最大的AI模型之一，已创造出新型荧光蛋白。这一进展赢得了市场积极的关注。科学家已经使用一个“能讲蛋白质语言”的人工智能（AI）模型——它是迄今为止生物学领域开发的最大模型之一——生成新式荧光分子。 2024年7月，位于纽约市的EvolutionaryScale宣布了这个原理验证示范成果，同时宣布新筹得1
专稿 | 后AlphaFold 2时代：进展不断，新革命还在远方

专稿 | 后AlphaFold 2时代：进展不断，新革命还在远方

在AlphaFold2问世之后，全球陆续出现了许多端到端的预测平台，包括RoseTTAFold、RGN2、OmegaFold、ESMFold等。本期专稿刊发《人工智能是蛋白质科学的终结者吗？》一文，以故事的方式展示了几十年来科学家解构蛋白质结构的努力。即使种种模型不断构建，AlphaFold2仍是里面最具突破性的一个。其他方法的技术逻辑跟AlphaFold2相比，没有实质的创新，主要围绕着改进
天文学 | 数学家试图窥探宇宙大爆炸之前的样子

天文学 | 数学家试图窥探宇宙大爆炸之前的样子

通过研究时空模型的几何形状，研究人员提出了关于宇宙最初时刻的全新观点。大约138亿年前，整个宇宙由一个微小、炽热、致密的能量球组成。它在某一瞬间突然爆炸。根据创建于20世纪20年代的经典大爆炸理论，一切都从这里开始。这一理论在过去的几十年里得到了完善，特别是在20世纪80年代，许多宇宙学家提出，宇宙在最初的瞬间经历了一个称为暴胀的快速膨胀期，然后才过渡到平稳的状态。这段短暂的时间被认为
生命科学 | 比例尺下的哺乳动物脑

生命科学 | 比例尺下的哺乳动物脑

一项跨物种研究分析了哺乳动物的脑-体型关系，发现它们并不遵循通常假设的幂律标度关系，这两个变量在经过对数转换后并非呈现线性关系。相反，脑和体型之间呈现一种曲线关系。不同物种的脑在尺寸、形状和结构方面存在显著差异，而脑的尺寸往往与体型相关（这是因为脑主要支持机体的躯体功能）。随着体重的增加，脑容量也会增加，但这种增加呈现出一种非线性的趋势，也被称为负异速增长（脑容量增长速率随着体重增加而降低）。
生命科学 | 脑干精细调控全身炎症

生命科学 | 脑干精细调控全身炎症

脑干这一古老的脑区负责控制呼吸和心率，此外，它还能够调节免疫系统——这是味觉专家关于脑-体轴的新发现。研究人员在2024年5月发现脑干中的特定细胞可以调节全身炎症。这些神经细胞对损伤做出反应时，不仅能感知炎症分子，还能调节循环的炎症分子水平，以保护健康组织免受损伤。这一发现将控制免疫系统加入了脑干的核心功能中——这些功能还包括监控心率、呼吸和味觉等方面，并且为治疗关节炎和炎症性肠病等炎症相关疾
医学与健康 | 尿还是不尿？这是膀胱与脑的问题

医学与健康 | 尿还是不尿？这是膀胱与脑的问题

尿意是如何被我们感知的？这种基本冲动居然出乎意料地复杂，还会随着年岁增长而失常。你正在驾车，眼睛紧盯着前方道路，突然感到下腹一阵轻微的刺痛。一小时前你饮下的超大杯可乐已经穿过你的肾脏进入膀胱。“该靠边停车啦！”你寻思着，同时眼睛四处搜寻着出口匝道。对大多数人而言，把车开进高速公路休息区是很稀松平常的经历。但对研究大脑如何感知、解读并响应膀胱信号的神经科学家丽塔 · 瓦伦蒂诺（Rita
计算科学 | 摩尔定律是否会在粒子加速器中找到未来？

计算科学 | 摩尔定律是否会在粒子加速器中找到未来？

直线加速器可为极紫外光刻技术提供强大的动力。英特尔、三星、台积电以及日本即将建造的先进晶圆代工厂速芯（Rapidus）正各自为营，准备在每平方毫米的硅片中塞入越来越多的晶体管，但这些企业有一个共同点：支撑它们开展研发制造的极紫外光刻技术（EUV）极其复杂、昂贵，且运营成本极高。其主要原因在于，该系统所使用的13.5纳米光源需要通过目前世界上最强大的商业激光器轰击飞行中的熔融锡滴来产生，而后者要
大家·科技前沿 | 蚯蚓：隐秘而伟大的地下精灵

大家·科技前沿 | 蚯蚓：隐秘而伟大的地下精灵

土壤是万物之本。明代著名医学家李时珍认为“人乃地产”。人类95%的食物都来自土壤。最早提出“生态农业”的美国土壤学家阿尔布雷希特（WM. A. Albrecht）也指出：缺乏有机物质、主要元素和微量矿物质的土壤是造成农作物歉收、动物和人类生病的原因。目前，全世界有1/3的人口与“隐性饥饿”相伴，就是由于必要微量营养素摄入不均衡或缺乏导致的。而我国也是目前世界上面临“隐性饥饿”严峻挑战的国家之一。
今日启明星 | 她勤奋务实，思维敏捷，展现了优秀的专业知识宽度

今日启明星 | 她勤奋务实，思维敏捷，展现了优秀的专业知识宽度

付姗姗上海海事大学交通运输学院副教授前些天获悉中国航海领域备受关注的中国航海青年科技奖于2024 年7 月10 日颁发，该奖项逢双年评选一次，授予在航海领域取得重要创新成就和作出突出贡献的优秀青年科技人才。今年共有20 位入选者，其中上海占据三席，值得一提的是2022 级星友、上海海事大学副教授付姗姗便是其中之一。她因在北极航道船舶冰区航行安全研究方面取得的重要创新成果受到表彰。赶在颁奖前
今日启明星 | 上海“国际航运+现代海洋”协同发展的机遇与挑战

今日启明星 | 上海“国际航运+现代海洋”协同发展的机遇与挑战

随着科技的进步和经济的发展，人类的活动逐步从陆地走向海洋开发和利用。国际航运，又被称为海洋交通运输，是海洋经济的主动脉，承担了全球90%以上的货物运输。建设海洋强国、航运强国是我国重要国策。习近平总书记指出：经济强国必定是海洋强国、航运强国。党的十八大报告提出要“建设海洋强国”；党的十九大报告、二十大报告以及“十四五”规划和2035年远景目标纲要提出“加快建设海洋强国”。国际航运与海洋资源开发
科学学探索 | 当代科学的新变化与科学学的新趋向

科学学探索 | 当代科学的新变化与科学学的新趋向

科学学（Science of Science）试图以科学的方法来理解科学，但不论是从对象的角度看，还是从方法的角度看，科学都处在不断的变化之中，因此研究科学学的新趋向、新使命，必须立足于当代科学的新变化。本文将从对象和方法两个方面概要探讨当代科学的新变化，进而在此基础上分析新时代对科学学研究提出的新需求，以及科学学发展的新趋向。当代科学的新变化贝尔纳（Bernal）曾经把科学学理解为“一个
科技传播智见 | 中国道路之科普力量

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《中共中央关于党的百年奋斗重大成就和历史经验的决议》向世界展示了中国成功的经验，其中之一是坚持中国道路，其内涵就是坚持中国共产党的坚强领导，人民至上的治理理念，求实创新的精神品格，与时俱进的理论指引，和谐共生的发展方针等。中国道路的背后充满着一些更深层次的鲜活中国故事，越来越多的学者在研究探求中国道路的成功密码、动力源泉和制度安排，展望中华文明将继续为人类发展进步作出怎样的贡献。对照100年前近代
智库观察 | 欧洲量子产业联盟发布《战略产业路线图》报告

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2024年初，欧洲量子产业联盟发布了《战略产业路线图》报告，阐述了170多个成员对未来十年欧洲量子产业的集体愿景。量子技术具有广阔的发展前景和塑造新的全球产业价值链的潜力。全球越来越多的企业正致力于开发利用量子力学的解决方案。2024年1月，欧洲量子产业联盟（QuIC，成立于2021年4月14日，负责倡导、促进和推动欧洲量子产业）发布了《战略产业路线图》（Strategic Industry
科学家访谈 | 科学跨文化主义的案例

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如果我们把宏观和微观结合起来思考，那么生命将更有机会抵御气候变化。在《论科学中的精确性》（On Exactitude in Science）中，短篇小说家豪尔赫 · 路易斯 · 博尔赫斯（Jorge Luis Borges）描述了一个精通制图学的帝国。有一张地图精确到与帝国本身一样大，但后代发现它毫无用处。一张地图以“点对点”的精度与真实领土对应显然太烦琐了。这给科学家提出了一个重要的警告
科学评论 | 数据物理学家的兴起

科学评论 | 数据物理学家的兴起

数据规模进一步扩大，科学教育需要反映这种变化。传统来说，许多物理学家将自己分作两个相互斗争的阵营：理论物理学家和实验物理学家。阿尔伯特 · 爱因斯坦建立广义相对论，而亚瑟 · 爱丁顿（Arthur Eddington）观测到广义相对论“弯曲”星光；默里 · 盖尔曼（Murray Gell-Mann）和乔治 · 茨威格（George Zweig）构思出夸克概念，而亨利 · 肯德尔（Henry K
科学史 | J粒子的发现者

科学史 | J粒子的发现者

丁肇中的主要学术贡献与J粒子、胶子的发现丁肇中在密歇根大学求学期间，经理论物理学家乌伦贝克（George Uhlenbeck）点拨和劝说，结合自己的兴趣，立志从事实验物理学研究。他心无旁骛地专注于实验物理学研究，迅速成长为一位技艺精湛卓越、计划周详严密的国际知名实验物理学家。丁肇中主攻高能物理学，长期致力于精确检验量子电动力学（QED）、量子色动力学（QCD）和量子味动力学（QFD），努力寻找
读书 | 重新思考量子正统观念

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物理学家为量子力学的确定性替代理论进行辩护。众所周知，阿尔伯特 · 爱因斯坦对量子力学有许多不满。作为一名坚定的决定论者和现实主义者，他无法接受量子力学对概率性结果的依赖，后者又部分取决于观测者如何设计实验。量子力学对人类观测者的依赖令他恼火不已，他曾半开玩笑地表示，这种理论似乎在暗示，在没有人观测的时候，月亮并不存在。爱因斯坦的批评在物理学界几乎未能赢得支持，在寻找替代理论数十年无果后，他于
微科幻 | 是时候进行你的绩效评估

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这篇小说不由得令人联想到现实中的某些新闻。如今已经有不少企业采用算法或AI来管理店面、监督员工。不久前被报道的国内某家公司就“采用人脸识别技术的AI系统对员工工作流程进行监控，该系统已经覆盖到员工在工作台上的每一个细节，甚至包括他们的语言和面部表情”。因此，这篇小说到底是科幻小说，还是写实小说？编译者在心中不由打了个问号。 HA：哈喽，罗茜。感谢你通过这个线上聊天程序参加今天的绩效评估。你的公司
科学人物 | 罗杰 • 吉列明（1924—2024）

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神经科学家、诺贝尔奖得主罗杰 · 吉列明揭示了大脑如何控制激素产生的机制。这一发现对新陈代谢、生殖及生长领域的研究产生了深远的影响。罗杰 · 吉列明（Roger Guillemin）发现了大脑中控制内分泌腺（如脑垂体和甲状腺）激素产生的分子。他的工作极大地推动了神经内分泌学的发展，对新陈代谢、生殖和生长领域的研究产生了深远的影响。凭借在大脑中肽激素产生方面的发现，吉列明与安德鲁 · 沙利（An

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卷首语 | AI for Science：认知的技术性替代进入新时代

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