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2024年12期

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卷首语 | 2024是人类认识及治理微塑料的关键年

卷首语 | 2024是人类认识及治理微塑料的关键年

2024年第四季度，几个治理环境的重要大会陆续召开，10月下旬联合国《生物多样性公约》COP16在哥伦比亚卡利举行，11月中旬《联合国气候变化框架公约》COP29在阿塞拜疆巴库举行，12月上旬《联合国防治荒漠化公约》COP16在沙特利雅得举行。与此同时，一个相对不那么吸引公众关注，但针对人类另外一个重大环境挑战塑料污染治理的联合国环境大会塑料污染政府间谈判委员会第五次会议11月底在韩国釜山召开，这
专稿 | 微塑料污染研究20年，我们学到了什么？

专稿 | 微塑料污染研究20年，我们学到了什么？

20年前，“微塑料”一词第一次在出版物中现身；20年后的现在，我们在本文中回顾人类对微塑料认识的发展历程，进一步明确微塑料的定义，并思考微塑料防治的前景。微塑料的来源多种多样，包括轮胎、纺织品、化妆品、油漆和各种大型物件的碎片。微塑料广泛分布在整个自然环境中，并且有证据表明它对各种层面的生物组织都有危害。微塑料普遍存在于食品和饮料中，并在人体的各个部位中都有发现，且其产生负面影响的证据不断涌现
天文学 | 两颗参宿四？

天文学 | 两颗参宿四？

明亮的参宿四可能有一颗伴星。一项关于恒星亮度变化的新研究指出，夜空中最亮的恒星之一，参宿四，可能并不会在短时间内发生超新星爆炸的现象。相反，最近的研究表明，我们之前观测到的星光脉冲可能是由一颗围绕参宿四运行的看不见的伴星引起的。这颗伴星的正式名称为猎户座αB，而天体物理学家贾里德 · 戈德伯格（Jared Goldberg）将其称之为“参宿四的伙伴”。在围绕参宿四运行时，这颗伴星就像扫雪机
天文学 | 太阳毁灭时，地球还在吗？

天文学 | 太阳毁灭时，地球还在吗？

天文学家发现了一个地球大小的岩石星球，正在围绕一颗白矮星运行。这表明我们的星球在未来有可能活得比它的恒星更久。 60亿年后，太阳将膨胀成红巨星。这个过程会毁灭水星，也许还会毁灭金星。长期以来，我们一直认为地球也不能幸免于难。但也许地球并不一定会消失（尽管那时它可能是一个早已无法居住的世界）。科学家发现了一颗围绕已经历红巨星阶段的恒星运行的岩石星球。这颗行星正围绕着一颗白矮星运行。白矮星是
物理学 | 希格斯场是怎么为基本粒子提供质量的?

物理学 | 希格斯场是怎么为基本粒子提供质量的?

2012年在大型强子对撞机上发现的希格斯玻色子证实了粒子物理学家长期以来的猜测：宇宙中存在一个场，可以产生大量的基本粒子。不幸的是，物理学家很难向他人解释，这个所谓的希格斯场是如何完成其艰巨任务的。常见的方法是讲述一个荒诞的故事。以下是一个版本。有一种物质，就像汤一样，充满了宇宙，这就是希格斯场。当粒子穿过它时，汤会减缓粒子的速度，这就是粒子获得质量的方式。一些其他版本的类似故事将希格
生命科学 | 人体最长的神经如何联系身体与心灵

生命科学 | 人体最长的神经如何联系身体与心灵

试想这样的场景：夜已深，你独自一人漫步在空荡的街道上寻找你的车，这时，身后突然传来脚步声。你的心跳加速，血压飙升，胳膊上起了鸡皮疙瘩，手心冒汗，肌肉紧绷，连胃都难受起来——被恐惧支配的你已经做好随时逃跑或战斗的准备。现在，假设你面对同样的外部环境，可身体未能就威胁做出任何先天反应。在这种情况下，你还会感到害怕吗？在创造“思维”（mind）的过程中，大脑和身体紧密结合、相互成就。这里所谓的
医学与健康 | CAR-T疗法瞄准了自身免疫性疾病

医学与健康 | CAR-T疗法瞄准了自身免疫性疾病

武氏秋涛（中间）与埃尔朗根大学医院几位医生的合照。在这些医生的帮助下，她成为首位接受嵌合抗原受体T细胞疗法的红斑狼疮患者。从左到右的医生依次为格哈德 · 克伦克、格奥尔格 · 谢特、安德烈亚斯 · 麦肯森和迪米特里奥斯 · 穆贾卡科斯 2020年秋季的一天，在德国埃尔朗根大学医院二楼的一间宽敞的办公室里，风湿病学家兼免疫学家格奥尔格 · 谢特（Georg Schett）力劝三位医生尝试新方法。其
医学与健康 | 诱导多能干细胞助力患者恢复视力

医学与健康 | 诱导多能干细胞助力患者恢复视力

日本大阪大学的研究人员开展了利用诱导多能干细胞（iPSC）来源的角膜上皮治疗角膜缘干细胞缺乏症（LSCD）的首次人体试验，为患者恢复视力提供了潜在的新途径。 LSCD是一种严重的眼部疾病，患者因为角膜边缘的功能性成体干细胞缺失，导致纤维化结膜组织侵入角膜，从而引发视力受损。通常情况下，角膜缘干细胞通过分化成角膜上皮来发挥修复功能，如若缺失，角膜表面的完整性和透明度就会遭到破坏，导致纤维化组织
地球科学 | 全球变暖已逼近1.5℃的升温极限

地球科学 | 全球变暖已逼近1.5℃的升温极限

新的研究方法发现，由人类活动造成的气候变暖即将达到《巴黎协定》设定的升温极限。人类活动引发的全球变暖可能比当前估计的更接近一个关键的气候临界点。一项关于南极冰芯的研究表明，截至2023年，人类活动导致的全球变暖已达到比工业化前水平高出1.49℃的程度。在2015年的联合国气候变化大会上，《巴黎协定》几乎被所有国家通过。该协定是一项具有法律约束力的条约，规定应将全球气温升幅限制在工业化前水平
考古学 | 末次冰期的古人类精通“生存之道”

考古学 | 末次冰期的古人类精通“生存之道”

2024年10月发表在《多样性》（Diversity）杂志的一项研究表明，古人类似乎已经适应了末次冰期，具体方式与狼和熊适应冰期的方式相似。这一结论挑战了存在已久的、关于我们的祖先在这一次的冰期中如何生存和在哪里生存的理论。之前的研究支持了大多数考古学家的观点，即在末次冰期的极盛时期，现代人撤退至欧洲南部，后来全球气温回升时，现代人又扩张到各地。然而，该研究首次使用遗传数据来表明，尽管人类是在
走近科学 | 育种家罗利军：从上海出发，种全国的田

走近科学 | 育种家罗利军：从上海出发，种全国的田

本篇报道围绕2020年度国家科学技术进步奖一等奖项目“水稻遗传资源的创制保护和研究利用”展开。该项目由上海市农业生物基因中心研究员、首席科学家罗利军领衔的研究团队完成。罗利军看起来像农民。他戴着草帽，经常下田，脸被晒得黑红。作为一位扎根土地的农业科学家和水稻育种专家，他的研究成果也在这片他深爱的土地上孕育而生。他说，育种是一门艺术，他离不开土地。“品种不好的话，老百姓会骂你的。” 水稻是我国
走近科学 | 用数据动力学“驱动”科学

走近科学 | 用数据动力学“驱动”科学

本篇报道围绕2020年度上海市自然科学奖一等奖项目“动力学驱动的数据科学理论和方法研究”展开。该奖项由中国科学院分子细胞科学卓越创新中心陈洛南研究员领衔的研究团队获得。 “人不能两次踏进同一条河流。”变动不居的世界被哲人的这句话夸张地描述着。如何来描述一个物体的状态或动力学？英国物理学家牛顿1687年在其出版的《自然哲学的数学原理》中给出了三条完整的定律。于是，当一个物体具有了质量，那么
大家·科技前沿 | 电子束光刻构筑的纳米世界

大家·科技前沿 | 电子束光刻构筑的纳米世界

奇妙的纳米世界是指由数个到数百个原子组成的、尺寸在1～100纳米范围内并具有崭新功能的物质结构。历史上由于缺乏纳米制造技术，这个尺寸范围内所发生的自然现象一直是科学认知的盲区。1980年代，以计算机为代表的信息技术、材料生长技术和高精密仪器设备的发展，催生了纳米科技。其中，电子束光刻作为一种先进纳米制造技术，为科技人员创造了形形色色、多元的纳米结构和器件，构筑起了一个包罗物理、化学、生物等众多交叉
今日启明星 | 新一代中医药人的精彩在延续

今日启明星 | 新一代中医药人的精彩在延续

徐汉辰上海中医药大学中医脾胃病研究所副所长，研究员 “上海是我们国家医学领域的强大阵地。”在我近日到龙华医院访问2020级星友、上海中医药大学中医脾胃病研究所副所长徐汉辰研究员时，听到他不止一次发出感叹。在旁观者看来，上海中医药领域正蓬勃发展，其显著优势在于拥有一批国家著名的老中医，以及多年来培养的一批既受过严格的中医系统化培养、熏陶，又受到现代医学体系化训练的中医药传人。以此次访问的徐汉辰
今日启明星 | 麸质是餐桌上的明星，也是健康的隐患

今日启明星 | 麸质是餐桌上的明星，也是健康的隐患

麸质是一种复杂的蛋白质混合物，包含数百种相关但不同的蛋白，广泛存在于小麦、大麦、黑麦、燕麦等谷物及其杂交品系中。例如，小麦中的麦醇溶蛋白（Gliadin）和黑麦中的黑麦碱等贮存蛋白，均属于麸质的一部分。将小麦粉用水洗去淀粉后，剩下的部分就是麸质，通常被称为“面筋”。许多食品中都有麸质的身影，特别是以小麦等谷物为原料制作的食品，如面包、啤酒和饼干等。麸质是小麦最主要的贮存蛋白，约占小麦总蛋白的8
智库观察 | 发展科学智能新动向

智库观察 | 发展科学智能新动向

科学智能（AI for Science，AI4S）是当前人工智能（AI）应用发展的一个重点方向。2024年4月29日，美国总统科学技术顾问委员会（PCAST）组织美国领域内权威专家，发布了《赋能研究：利用人工智能应对全球挑战》报告（本文简称《报告》）。该报告提出AI4S发展的“三角”模型，详细分析了AI4S的发展潜力、重点领域和面临的挑战，并为美国总统提供了清晰的建议。《报告》是美国总统《关于
科学家访谈 | 从匈牙利乡村到诺奖殿堂

科学家访谈 | 从匈牙利乡村到诺奖殿堂

生物化学家卡塔琳 · 卡里科因她那为有效的新冠（COVID-19）疫苗奠定基础的研究而获得诺贝尔奖。勤奋和专注是她取得科研成功的关键所在。卡塔琳 · 卡里科（Katalin Karikó）是信使RNA（mRNA）及其医学潜力研究领域的先驱，这些潜力于新冠大流行期间在全球范围内得以展现。她与同事德鲁 · 魏斯曼（Drew Weissman）共同研发了一种mRNA，最终使得辉瑞-拜恩泰科（Bi
科学与社会 | AI能够评议科学文献吗？

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人工智能有助于科研人员快速总结研究成果，但也伴随着风险。在萨姆 · 罗德里克斯（Sam Rodriques）还是一名神经生物学的研究生时，他突然意识到了科学存在一种基本的局限性。他说：“即使研究人员已经得出了理解人类细胞或大脑所需的所有信息，我也不确定我们是否能知晓这件事，因为没有人有能力理解或阅读所有的文献并获得全面的观点。” 5年后，罗德里克斯说，借助人工智能（AI），他离解决这个问题更
科学史 | 核动力汽车的构想与现实

科学史 | 核动力汽车的构想与现实

20世纪50年代和60年代的美国出现了核动力汽车的构想，然而从福特Nucleon到斯图贝克-帕卡德Astral，这些核动力汽车方案都止步于原型阶段。现在的购车者可以挑选汽油动力车、电动力车和混合动力车。但假如20世纪50年代的某些幻想得以实现，在汽车商展厅里会出现另一种选择：核动力汽车。 20世纪50年代后期和60年代初期，美国对于和平利用原子能的追求达到顶峰，多家大型汽车制造商推出核动
读书 | 所有历史都是环境史？

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在《燃烧的地球：一段历史》一书中，历史学家苏尼尔 · 阿姆瑞斯按时间顺序记录了文明与自然界之间错综复杂的关系。在当今这个被气候驱动的风暴和野火、空气污染以及日益减少的自然资源所包围的世界中，人类对自然的依赖和影响比以往任何时候都更加明显。然而，社会与环境之间的关系，尤其是剥削关系，已经持续了上千年，这段动荡的历史塑造了如今快速变暖的地球。耶鲁大学的历史与环境学教授苏尼尔·阿姆瑞斯（Su
微科幻 | 一个人的八份讣告

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《自然》杂志“未来”科幻栏目又一次刊登了中国科幻作者的作品。作者朱奕璇在创作感想中表示，目前全球的一个关键隐患是体系对于个体的潜在剥削和异化。《一个上海人的八份讣告》中的每一份讣告都有其寓意，分别代表职业生涯的死亡、经济上的死亡、社会关系上的死亡、作为人的死亡、作为一种产品的死亡、躯体的死亡、意识的死亡、全部意义的消亡。第一份讣告：2074年3月16日 A广告公司悲切之至地宣布，由于公司改组
科学人物 | 利昂 • 库珀（1930—2024）

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1950年代，一个三人小组破解了一个令爱因斯坦等思想家都百思不得其解的谜团。诺贝尔奖获得者利昂 · 库珀就是组员之一。利昂·库珀（Leon N. Cooper）是超导领域著名的理论物理学家。当地时间2024年10月23日，他在位于美国罗德岛普罗维登斯的家中去世，享年94岁。过去有很长一段时间，科学家一直都知道当诸如汞之类的物质被冷却到接近绝对零度（即零下273.15摄氏度）时，几乎所有的

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