中科大首次實現十光子糾纏；猩猩都有陰莖骨，人憑啥沒有？

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撰文 | 宋宇錚、劉天霖、惠家明、馮梟、黃華

責編 | 葉水送

圖片來自Wang et al., Phys. Rev. Lett. (2016)

No. 1 中國科大首次實現十光子糾纏

12月24日，多光子糾纏再創新的世界紀錄。潘建偉及其同事陸朝陽、陳宇翱等組成的研究小組在國際上首次成功實現十光子糾纏，打破了之前由該研究組保持多年的八光子紀錄。2012年，中國科學技術大學潘建偉小組首次實現了八光子糾纏。此次研究成果以「編輯推薦」的形式發表於國際權威學術期刊《物理評論快報》上。潘建偉及其團隊一直保持著多光子糾纏態的世界記錄，並成為這一領域的開創者和引領者。

文章鏈接：http://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.117.210502

No. 2 五千年前的玉米長什麼樣

在現代人的食譜中，各類作物都經受過長期複雜的培養與馴化，玉米更是其中的代表。今天我們吃的玉米穀粒繁多、體積碩大，而野生的玉米品種卻近似野草、穀粒極少，玉米到底受到了人類怎樣的栽培才變成今日模樣？最近，發表在《當代生物學》雜誌上的一項研究通過對一顆5310年前的玉米粒進行基因測序發現，這一時期的玉米已與現代玉米十分相似，玉米的馴化應當發生在距今6250至10000年之間，而馴化者則是這一時期生活在南墨西哥的史前人類。野生玉米經由史前人類人工篩選育種後，基因型急速變化，逐漸演變為今日所見的豐碩模樣。

文章鏈接：http://www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(16)31120-4

圖片來自sciencemag.com

No. 3 人類的陰莖骨為何消失？

眾所周知，男性的陰莖內部沒有任何骨組織，而人類近親的黑猩猩等靈長類雄性動物體內含有陰莖骨，這一現象長期以來令人困惑。最近，倫敦大學人類學系開展的一項研究表明，陰莖骨最早可能出現在距今0.95~1.45億年前的一種哺乳動物身上。陰莖骨的存在有助於延長交配時間，使雄性個體在多夫多妻制的群體內繁衍出更多自己的後代。相反，在一夫多妻或一夫一妻的群體內，陰莖骨這一性狀就沒有多少存在的意義，而這可能正是人類沒有陰莖骨的原因。

文章鏈接：http://www.sciencemag.org/news/2016/12/why-humans-lost-their-penis-bone

懷孕的母親，圖片來源Dean Mitchell

No. 4 女性懷孕會傻三年？

懷孕究竟是否會對女性大腦產生影響？人們一直對此十分好奇，馬德里大學的一位科學家發現此前人們所掌握的數據大多來源於對動物的分析。因此，她對25名女性生育第一個孩子前後的大腦進行了掃描，發現在生育第一個孩子後，這25名女性大腦中與社會認知相關的一個區域有所縮小，而控制組和得到第一個孩子的男性的大腦內都無此變化。研究人員表示，這並不代表懷孕後女性的智力、記憶力會受到影響。相反，灰質體積的變化還會使媽媽們更好地扮演目前的角色，促進產婦與孩子的親密程度。

文章鏈接：https://www.scientificamerican.com/podcast/episode/pregnancy-primes-the-brain-for-motherhood/

人類用來烹飪植物的陶器碎片，圖片來自羅馬大學

No. 5 早在一萬年前，人類就開始烹飪植物

人類的祖先曾以獵食動物、採食野果為生，究竟從什麼時候開始人類開始烹飪植物了？通過對北非發現的110塊陶片進行分析，科學家們認為，至少在8400至10200年前，人類就開始對植物進行烹飪。這些陶片中有高含量的硬脂酸與軟脂酸，顯示這裡含有植物成分。通過對陶片上的殘留物分析，這些植物或與動物製品一起被烹制。在此之前，科學家們只找到過人類用石頭來採集植物的證據，烹飪植物的直接證據則是第一次被發現。他們認為，植物的烹飪幫助人們分解其中的毒素，同時也為今後該區域內的人們飼養牲畜打下了基礎。

文章鏈接：http://www.sciencemag.org/news/2016/12/ancient-pottery-reveals-oldest-evidence-people-cooking-plants

停電後行走的人們，圖片來源MIT Technology Review

No. 6 烏克蘭國家電網遭黑客攻擊

12月22日，烏克蘭首都基輔遭遇大規模停電。經調查後，烏克蘭國家電網發現這並非是技術故障，而是由於黑客侵入電網控制中心的一台電腦所導致。黑客被認為是通過發送惡意電子郵件給電網公司的員工獲得了賬戶安全信息。此次停電截取了200兆瓦的電力，相當於整座城市夜間用電量的五分之一。這已經不是烏克蘭國家電網第一次遭受黑客攻擊，去年同期的一次黑客入侵事件，導致烏克蘭西部八萬名用戶斷電數小時。此次事件引起了人們對於基礎設施安全的關注，許多國家的供電、供水系統在黑客攻擊面前十分脆弱，因此這被認為是一亟待解決的隱患。

文章鏈接：https://www.technologyreview.com/s/603262/ukraines-power-grid-gets-hacked-again-a-worrying-sign-for-infrastructure-attacks/

圖片來自nature.com

No. 7 大腦聽覺中樞的超強抗噪能力

你也許有過這樣的經歷：在十分嘈雜的環境中，即便是你只是斷斷續續地聽見了幾個字，但也能猜到你的同伴在和你說什麼。最近，加州大學舊金山分校的研究者在《自然·通訊》雜誌上撰文，揭示了大腦聽覺中樞能抗噪並補全缺失信息的秘密。他們設計了一組讓受試者聽一段錄音並辨認關鍵單詞的實驗。供選擇的關鍵單詞只在某幾個音節上有區別（如faster和factor），而這些音節在錄音中換成了雜訊，受試者在聽到錄音後做出判斷時，大腦皮層的神經活動被記錄下來。研究者發現，大腦的認知區域可以在雜訊之前就對接下來的單詞做出預測，聽覺皮層也會隨時補充缺失的音節。

文章鏈接：http://www.nature.com/articles/ncomms13619

圖片來自sciencedirct.com

No. 8 大腦神經元快速適應新篇章

最近，《Neuron》在線發表了巴塞爾大學的重要研究，揭示了大腦神經元特有的基因表達機制。這項研究表明，神經元細胞的基因表達並不是一個從頭開始的完整過程，神經元細胞核內儲存著大量未成熟的mRNA分子，在神經元細胞受到外界刺激時，這些RNA分子迅速被活化剪接變成熟，並通過核糖體翻譯產生相應的蛋白質，從而調節神經元的功能。這種新的機制節省了從DNA到RNA這一轉錄過程的時間，大大縮短了神經元細胞基因表達的周期，使得大腦的神經元能夠在很短時間處理應對刺激，而這也將開啟大腦神經元快速適應研究的新篇章。

圖片來自princeton.edu

No. 9 電子與光量子的一小步，量子計算機的一大步

最近，普林斯頓大學研究人員的新裝置使得製造硅基量子計算機更有可能：之前的量子計算機原型都是基於超導環境和囚禁離子系統。研究者把一個電子和一個光量子捕獲到同一個裝置中，隨後調整電子的能量，使得電子可以將它的量子信息傳遞給一個光量子。這個組合使得光量子將電子的量子信息傳遞到另一個量子位。在此研究成果出來之前，半導體量子位只能和鄰近的量子位進行結合，此結果使得兩個距離長達近一厘米的兩個量子位之間可以互相傳遞信息。這些研究人員能設計和成功製造他們的裝置，得益於新的線路設計：線路可以更接近量子位，並且減少其他來源的電磁輻射。未來他們將打算進一步擴展裝置，使其可以處理電子的自旋。

文章鏈接：http://www.nature.com/articles/srep37715

No. 11 世界首例基於電子自旋的人工智慧

近日，來自日本東北大學的研究人員首次成功展現了基於電子自旋的人工智慧可以完成的基本操作，人工智慧框架都是基於半導體集成電路框架，這些框架缺乏人腦所具有的緊湊性和節能。為了解決這個問題，日本東北大學的研究人員製造了一個基於電子自旋的設備來構造一個人工神經網路。這個設備由許多微小的磁性物質組成，可以「記憶」0~1之間的值，並且進行「學習」。基於此設備，研究人員考察了聯想記憶操作，一個傳統計算機無法輕易執行的操作。多個實驗表明，這個設備及其人工神經網路可以有效地將它們所記憶的一些模式進行關聯。研究人員預計，此項研究將使得人工智慧能夠更好地應用在社交相關的場合。

文章鏈接：http://www.tohoku.ac.jp/en/press/spintronics_based_artificial_intelligence.html

圖片來自scientificamerican.com

No. 12 紅鼻子馴鹿面臨氣候變化的威脅

想必大家都知道童話故事裡聖誕老人的紅鼻子馴鹿，現實世界中的紅鼻子馴鹿生活得又怎麼樣呢？近日，《科學美國人》上一篇文章指出，紅鼻子馴鹿正面臨氣候變化的威脅。加拿大北極群島每年有三個月的時間凍土會解凍，苔原會生長，馴鹿們能獲得自己喜歡的食物。冬天馴鹿尋找食物原本就是一件非常困難的事情，氣候變化使得食物短缺情況變得雪上加霜。降雪和落冰影響馴鹿的食物來源。海冰融化影響島嶼間的連接，馴鹿的棲息地面積由此縮小，同時也限制了交配機會，影響群體的繁殖。與此同時，馴鹿也在改變自己的運動模式，力求更好地生存。總的來說，這份報道有助於人們對紅鼻子馴鹿生存狀況的了解，可為動物保護學家進一步的研究以及政府政策的制定提供參考。

文章鏈接：https://www.scientificamerican.com/article/real-life-red-nosed-reindeer-faces-climate-change-threats/

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