环球科技七天博览(2019年10月27日)

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【本期导读】

  1. 亩产1046.3公斤!袁隆平团队交出第三代杂交水稻成绩单
  2. 微生物群改变可能影响记忆学习能力
  3. 酸奶中的菌群组成
  4. 常喝绿茶和咖啡可降低中风风险
  5. 英国研究发现绿茶可有效抗癌防痴呆
  6. 少儿编程培训值得吗?
  7. 全球首份6G白皮书
  8. 带你远离“似是而非”的伪科学

 

亩产1046.3公斤!袁隆平团队交出第三代杂交水稻成绩单

       “这个结果我满意。我们在湘北、湘中、湘南都有实验田。力争明年通过湖南省审定,再向全国推广,做更大面积示范和种植。”22日,长沙,湖南杂交水稻研究中心一片欢愉。中国工程院院士袁隆平团队第三代杂交水稻技术育出的新组合经实地测产后,由专家组晒出了产量“成绩单”。袁隆平也开心地作出了如上评价。据测产结果,第三代杂交水稻在衡南县基地的实测实收,平均亩产达1046.3公斤。

袁隆平团队超级杂交稻技术截至目前经历了三代。第一代为以细胞质雄性不育为遗传工具的“三系法”。第二代为以光温敏雄性不育为遗传工具的“两系法”,这也是现下超级杂交稻的主流育种法。不过,两者各有缺陷:三系不育系配组受局限,两系不育系繁殖和制种存在风险。

第三代技术则有效地解决了前两代育种法的缺陷,并“遗传”了其优点。所谓第三代杂交水稻,即利用普通隐性核雄性不育系为母本,以常规品种、品系为父本配制而成的新型杂交水稻。袁隆平认为,这是未来水稻杂种优势利用的一条理想途径。

据悉,湖南杂交水稻研究中心现已建立了成熟的第三代杂交水稻育种技术体系,选育了一批第三代杂交水稻不育系,并通过籼、粳亚种间优势利用,培育出了系列苗头强优组合。今年,团队在长沙、衡南、湘潭、桃源、赫山等地进行了第三代杂交晚稻试验示范。

此次,湖南省农学会组织中国农业科学院、福建省农业科学院、中国水稻研究所等单位专家,对团队在湖南省衡南县云集镇、湘潭市雨湖区及长沙市芙蓉区示范的第三代杂交晚稻系列组合试验进行了现场观察与测产。专家认为,这些第三代杂交晚稻组合优势强,有望带来产量上的重大突破,成为全球水稻种植的新“福利”。(科技日报)

微生物群改变可能影响记忆学习能力

      英国《自然》杂志23日发表的一项医学研究称,美国科学家团队详述了肠道菌群的破坏会如何影响学习行为。此前有研究认为,微生物群的改变与行为调节存在关联,但其作用机制一直不甚明了。这一最新研究发现了微生物来源的信号,可以改变相关的神经元功能和结构。

科学家意识到,人类基因组并不能完全解释人类的认知、疾病等关键问题,因为人类对体内存在的庞大的、共生的微生物菌群缺乏了解。而包括人类及其他生物体内,都拥有数量庞大且会不断变化的微生物,但我们迄今却未能明白其与自身的确切关联。

美国威尔·康奈尔医学院科学家戴维·阿提斯及其同事,此次以小鼠为实验对象,研究了微生物群对小鼠恐惧消退学习的调控作用。消退学习是指与某个提示相关的事件发生变化时,行为也随之改变的过程。

研究人员训练小鼠将一种噪音与轻微的足底电击联系起来,形成条件反射;由此导致的恐惧反应会让小鼠在听到声音后身体僵住。一旦电击不再和声音同时出现,对照组小鼠的条件化僵滞就会减少,而无菌组或抗生素组的小鼠(即微生物群被清除的小鼠)却依旧表现出恐惧反应。

阿提斯和同事报告称,清除微生物群与神经细胞的基因表达变化以及神经结构的学习相关性改变缺陷有关。团队鉴定出4种在无菌小鼠体内减少的微生物群来源化合物,这类化合物被认为与神经精神疾病有关。美国西奈山伊坎医学院科学家认为,这一研究结果表明了微生物群在神经元活动和行为中的作用。(科技日报)

酸奶中的菌群组成

      随着食品技术的发展,奶制品的种类变得越来越丰富。相比于牛奶而言,酸奶凭借其独特的风味受到了越来越多的消费者的青睐。在酸奶的包装以及广告中,我们可以看到各种各样的菌,例如保加利亚菌、乳酸菌等。那么这些菌扮演的角色又有着怎样的区别呢?

酸奶的发酵过程其实是包含乳酸菌在内的一些微生物无氧呼吸的过程,在这个过程里,微生物对有机物进行不完全的氧化分解。首先,加入牛奶中的菌会首先进行有氧呼吸,以牛奶中的营养物质为养分大量繁殖。牛奶中还有大量的乳糖以及部分葡萄糖,其中乳糖在乳糖酶的作用下分解生成分子更小的单糖。在发酵的第一步,葡萄糖会被这些菌分解生成丙酮酸,这种物质紧接着会进一步被分解生成大量的乳酸,使得牛奶中的酸性逐渐增强,这时被发酵的牛奶出现了酸味。由于牛奶被发酵后的酸性增强,其中的蛋白质逐渐凝集沉淀,这时候,又酸又稠的酸奶便已经做好了。

在酸奶产品中,我们常常可以看到各种各样的菌的名称。绝大多数酸奶中都含有嗜热链球菌,这种菌属于革兰氏阳性菌,不仅对身体有增强免疫力等诸多益处,而且在酸奶的生成中也能起到较大的作用。这种菌可以生成一种能够分解牛奶中乳糖的酶,并且能够产生一种多糖,使得酸奶更贱粘稠与更易于凝固,所以在工业生产中很受欢迎。同时,保加利亚菌常常出现在酸奶的宣传中,其实这也只是一种乳酸菌。它可以将乳糖分解生成葡萄糖与半乳糖,进而生成乳酸增添酸奶的风味与质感。不仅如此,它还可以分解牛奶中一些大分子的蛋白质,生成更容易被人体吸收的氨基酸。除此之外,双歧杆菌也常常出现在酸奶的包装中。这种菌不仅可以通过磷蛋白磷酸酶分解 α-酪蛋白,生成更易被被人体吸收的氨基酸,所以其受到了很多消费者的青睐。

明白了酸奶的发酵方法以及各种菌的功效,这将有助于我们理性选择适合自己的酸奶产品。但是,值得一提的是,具有活性的菌有利于我们的健康,所以应当选择新鲜冷藏保存的酸奶。(人民网)

 

常喝绿茶和咖啡可降低中风风险

     日本研究人员的调查显示常喝绿茶和咖啡的人出现中风的风险更低,如果日常生活中两种饮品都经常饮用,降低中风风险的效果则更佳。

日本国立大脑和心血管中心的研究人员对8万多名年龄在45岁至74岁的成年人进行了为期13年的随访,并记录他们的饮食习惯。研究开始时,这些人中没有癌症或心血管病患者。随访期间,研究人员通过分析他们的医疗记录,收集心脏病、中风及死因等方面的数据。

分析显示,即使在考虑年龄、性别、生活方式等因素后,常喝绿茶和咖啡也与中风风险下降存在关联。与几乎不喝绿茶或咖啡者相比,每天饮用两到三杯绿茶者出现中风的风险低14%,每天至少喝一杯咖啡者出现中风的风险低20%。此外,后两部分人群出现脑溢血的风险也要低32%。

研究人员表示,常饮绿茶或咖啡降低中风风险的原因目前还不清楚,不过绿茶内的成分儿茶素具有抗氧化、消炎等功能,咖啡内的绿原酸具有抗氧化、抗菌等功能,它们可能发挥了作用。研究人员认为,茶和咖啡在世界范围内都是很常见的饮品,这意味着它们在降低中风风险方面的好处容易推广。(新华网)

 

【延伸阅读】

英国研究发现绿茶可有效抗癌防痴呆

      英国纽卡斯尔大学与苏格兰农作物研究所的研究人员发现,当绿茶被人体消化后,其中所含的化合物茶多酚会被分解生成一种新的混合化合物,这种化合物能更有效地保护细胞免受毒素破坏,减少患上阿尔茨海默病的几率,同时也能延缓肿瘤细胞的生长。

研究人员指出,对于阿尔茨海默病的发展来说,过氧化氢和β-淀粉样蛋白这两种化合物都起着重要作用。以前的研究表明,红茶和绿茶中所含的化合物茶多酚具有神经保护功能,可与有毒化合物绑定,抑制阿尔茨海默病的诱发因素,保护大脑细胞。但由于食物被消化过程中并不是所有营养成分都一定会被身体吸收,因此,在绿茶被消化之后,其中所含保护性成分是否仍能发挥作用并不确定,这也成为研究人员的关注重点。

利用苏格兰农作物研究所科学家开发的一种新技术,研究人员模仿人类消化系统,将肿瘤细胞暴露在不同浓度的毒素和绿茶消化分解后产生的化合物中。观察结果表明,当绿茶被人体肠胃中的酶消化后,所产生的化学物质能更有效地抑制阿尔茨海默病的发展。所进行的试验还表明,绿茶被消化后产生的化合物还具有抗癌作用,可明显减慢肿瘤细胞的生长速度。

该研究项目领导人、纽卡斯尔大学的艾德·奥凯洛博士表示,绿茶在传统中医中一直被广泛使用,而他们的研究则为这种医学实践找到了很好的科学依据。奥凯洛指出,虽然有很多因素对如癌症和痴呆症等疾病的发展有影响,但良好的饮食习惯、足够的锻炼和健康的生活方式都是非常重要的,而每天至少饮一杯绿茶,对身体是绝对有益的。(科技日报)

 

少儿编程培训值得吗?

     近些年来,少儿培训机构里闯出一匹“黑马”,从以往的英语热、奥数热,转移到了当下的“编程热”。少儿编程越来越火,从一线城市到二三线城市,编程培训机构如雨后春笋般涌现。少儿编程培训为什么这么火?家长们的“狂热”究竟值不值得?扬子晚报/紫牛新闻记者进行了深入调查。

家长:人工智能是趋势,希望孩子早接触

“机器人课程确实挺贵的,一下子就交了1万5左右的套餐费,每次课大概160元左右,一开始是从最初的乐高搭建,然后学慧鱼,涉及到一些电路跟物理相关的知识,后面会学到编程。孩子也很喜欢,我觉得对孩子的动手能力、逻辑思维能力、空间想象能力有帮助,所以咬咬牙就给他报了。毕竟未来人工智能是大势所趋。”家长王女士告诉记者。

跟王女士一样想法的人很多。对于编程,很多家长都充满困惑,同时心里在想,“时代真的变了,虽然我不懂,但不能让孩子错过”。

机构:课程充满趣味,让同学们脑洞大开

一位培训机构负责人表示,机器人、少儿编程的课程越来越受到孩子和家长的欢迎,一方面,这些课程可以提高孩子的逻辑思维能力、动手能力、观察力和想象力;另一方面,近几年来,一些高中、大学对于科技特长生的名额也逐年递增,2017年一些学校科技特长生的名额可能只有几个,2018年已经增长到10-25个之间,2019年有些学校名额已经增长到30个。一些985、211大学也有针对科技特长生的招生政策。这也是家长对少儿编程培训趋之若鹜的原因。

“同时,机器人的课程也充满趣味,让同学们脑洞大开。比如我们的学员会自己设计一个‘嗑瓜子’机器人,一边吐出瓜子壳,一边吐出瓜子仁;还有的学员爸爸是做生意的,他设计了一个发名片机器人,会自动吐出名片或宣传单;有的学员对老的饮水机进行改造,变成感应式接水……”

业内老师:只是简单的图形化编程

记者在网上查询了2019年南京市普通高中特长生招生计划,目前南京市只有南京市第二十九中学、南京市燕子矶中学、南京市雨花台中学、高淳高级中学有针对机器人的特长生计划,名额一般在5-15个左右。南京市外国语学校针对的有STEM信息技术的特长生名额5个,南师附中是针对工程创新和人工智能的特长生有25个,但都没有提到机器人。

南师附中专职从事科技活动、科技创新比赛的一位老师在接受采访时表示,他并不赞成这种套件搭建。“机器人课程可以作为小学生对结构模式、电子电路模式的入门启蒙,但并不认可初中以上的学生仍停留在搭建组装层次。这种课程都是根据厂家规定的套件进行搭建,谈不上创新;所谓的少儿编程只是简单的图形化编程,跟真正的编程是两码事。南师附中打造的机器人擂台以及机器人拔河、跳远项目,不允许套件,只规定符合条件的大小、重量……完成比赛任务,同学们可以自选材料自己制作。”

这位老师表示,南师附中对这种套件式的机器人竞赛获奖是不认可的。“目前,很多家长的科学素养还不够,容易被蒙蔽,这种机器人的制作永远是在模仿,是拿来主义,并不是真正的发明创造。学员们学会的只是使用工具而已,与科技创新没有关系。”

未来的不确定性,加重了家长的焦虑

在快速变化的数字时代,人们有一种紧迫感和危机感。随着信息技术的飞速发展,人工智能不断被应用到社会生活的各种场景中。大量现有的劳动技能、知识方法和思维方式将被淘汰,甚至已经存在多年的职业也将被人工智能所取代。这种剧烈的冲击让人们担心如果不及时学习新技能,他们就会被淘汰。

面对未来的不确定性,中国家长的焦虑情绪正在上升。调查显示,家长对新兴的编程培训本身并不十分了解,但认为编程是未来必不可少的技能,希望孩子能尽早掌握。这一种“早学早有优势”的赶超心态,“别人学了自己孩子也要学”的攀比心态,“升学加分特长项”的功利心态,表面上是可以理解的,实质上是很盲目的。(新华网)

全球首份6G白皮书

      今年3月,全球首届6G峰会在芬兰举办。主办方芬兰奥卢大学邀请了70位来自各国的顶尖通信专家,召开了一次闭门会议,主要内容就是群策群力、拟定全球首份6G白皮书,明确6G发展的基本方向。近日,这份名为《6G无线智能无处不在的关键驱动与研究挑战》的白皮书终于“千呼万唤始出来”,初步回答了6G怎样改变大众生活、有哪些技术特征、需解决哪些技术难点等问题。

6G引发生活变革

报告展望,到2030年,随着6G技术的到来,许多当前仍是幻想的场景都将成为现实,人类生活将有巨大变革。

随着新型显示、传感和成像设备以及低功耗专用处理器等技术的发展,现在的智能手机将被一个轻量的眼镜替代,通过超高的网速实现超高的分辨率、帧速率,并能提供虚拟现实、增强现实、混合现实合并为一的“XR”服务,与我们的感官、运动无缝连接。

高分辨率的传感成像、可穿戴显示器、超高速的无线网络将使实时捕捉、传输和渲染3D图像的远程全息成为现实。例如在会议中实时“投影”每个参与者、通过XR制造感知幻觉,使处于不同城市的人感觉同处一室。这在远程教育、协作设计、远程医疗、远程办公、高级三维模拟和训练,以及国防领域应用很广。

2030年以后,世界将有数以百万计接入网络的自动驾驶车辆,运输和物流都将更为高效。这些车辆既包括在家、学校、工作场所之间运行的无人驾驶汽车,也有运送货物的自动卡车或无人机。每一辆车都将配备许多传感器,包括摄像机、激光扫描仪、里程计和太赫兹雷达等。算法必须快速融合生成周围环境地图,包括其可能碰撞的其他车辆,行人,动物等信息。

性能超越5G百倍

白皮书认为,与从1G到5G的前几次移动通信技术换代类似,6G的大多数性能指标相比5G将提升10到100倍。

白皮书给出了几个衡量6G技术的关键指标:峰值传输速度达到100Gbps-1Tbps,而5G仅为10Gpbs;室内定位精度10厘米,室外1米,相比5G提高10倍;通信时延0.1毫秒,是5G的十分之一;超高可靠性,中断几率小于百万分之一;超高密度,连接设备密度达到每立方米过百个。此外,6G将采用太赫兹频段通信,网络容量大幅提升。

从覆盖范围上看,6G无线网络不再局限于地面,而是将实现地面、卫星和机载网络的无缝连接。从定位精度上看,传统的GPS和蜂窝多点定位精度有限,难以实现室内物品精准部署,6G则足以实现对物联网设备的高精度定位。同时,6G将与人工智能、机器学习深度融合,智能传感、智能定位,智能资源分配、智能接口切换等都将成为现实,智能程度大幅度跃升。

技术难题仍待突破

6G的高性能很诱人,但要解决的技术难题也不少。第一个挑战就是攻克尚不成熟的太赫兹通信技术,实现理想中的通信速率;而随着波段频率增加,天线体积将越来越小,频率达到250GHZ时,4平方厘米面积上足以安装1000个天线,这对集成电子、新材料等技术是巨大的挑战。

白皮书认为,到2030年,数字世界将与物理世界深度融合,人们的生活将愈发依赖可靠的网络运行,这对通信网络的安全问题提出了更高要求,6G网络应具备缓解和抵御网络攻击并追查攻击源头的能力。

6G时代的到来必将带来万物互联,产生海量数据信息。一方面,这些数据关乎个人和企业隐私,实现可靠的数据保护是6G推广应用的前提;另一方面,实时处理这些数据需要成熟的边缘计算技术,而边缘计算还面临数据访问受限、设备计算能力和存储能力不足等问题。

奥卢大学“6G旗舰计划”负责人马蒂·拉特瓦霍在白皮书发布声明中表示,6G的根本是数据,无线网络采集、处理、传输和消耗数据的方式将推动6G的发展。(科技日报)

 

带你远离“似是而非”的伪科学

     “学过物理都知道,水不是铁磁性物质,无法被磁化……”在复旦大学最近一次“似是而非”课上,该校物理系教授盛卫东以“磁化水”“量子波动速读”等举例,揭露当下“时髦”的科学骗局,引来听者阵阵笑声。

今秋新学期,“似是而非”课第一次出现在复旦大学课表上。这门由该校数学科学学院教授楼红卫组织开设、生命科学学院教授卢大儒命名的课程,集结了文、社、理、工、医不同学科12位教授,准备了17个专题,包括“人体健康、免疫、疫苗中的伪科学”“基因能够算命吗”“你的眼睛背叛你的‘心’”等等。课程以“提高学生的科学素养,提高对伪科学的辨识能力”为教学目的,本学期开设其中的14讲。

每到周二晚上六点半,复旦大学第三教学楼3409教室都一座难求,不少学生只能沿墙站着,或趴在窗外。“许多同学六点前就来占座了。”复旦大学信息科学与工程学院本科生曹潇告诉记者,这门课一开就“火”了,258人的课程容量,选课人数超过一千。

在第一节课“用数学发现谬误”上,楼红卫提出一个疑问:某防火用具推销员说“家里发生火灾时,不能往卫生间跑,因为统计表明,火灾时死在卫生间的人数最多”,这个说法对不对?

“对与不对,不在于论据的对错,而是在于从论据‘死在卫生间的人数最多’到论点‘不能往卫生间跑’的推理逻辑谬误。不论火灾时死在卫生间的人数是不是最多,都无法推断火灾时是不是应该往卫生间跑。”楼红卫接着举例,“一家有名的大医院每天的死亡人数大于小诊所,是不是看病就要去小诊所呢?”

楼红卫表示,如今无论是在现实生活还是网络世界,似是而非的“科学论断”层出不穷,即使受过高等教育的人,在面对一些常识性问题时,有时也会缺乏必要的判断能力。“开设这门课程,不仅仅是为了驳斥一个伪科学,讲一个知识点,而是教授一种更科学的思维方式,让学生能够举一反三,在生活中运用。”

“不学逻辑就不懂逻辑吗?不是的。”作为授课人之一的复旦大学哲学学院教授郝兆宽也表示,希望青年学生能通过这门课进一步树立科学精神,用科学的眼光看待世界,以科学的方法分析问题。

谈起开课的初衷,楼红卫说,是此前几位老师在微信朋友圈看到一篇介绍美国的大学开设课程的文章,进一步了解发现,那门课与大家酝酿已久的想法不谋而合。但与“美国版”课程由生物系和信息学院两位老师讲授不同,“似是而非”课集结了更多学科力量,以帮助学生纠正涉及不同学科的偏见,带去更多思维滋养。

“世界上很多事情不是非此即彼,不应该盲目把现象或片面的知识上升到普遍真理,而是要通过科学的方法去寻找答案。”复旦大学社会发展与公共政策学院本科生杨轶聪在听课后说。

不少学生表示,一些问题老师并没有在课上给出明确答案,却启发了自己的深入思考,看到了自己对待科学问题时的不严谨。

据悉,“似是而非”课将通过撰写小论文的方式来评价学生学习效果。“这门课的作业,可能会让不少本科生写出人生第一篇论文,体会做科研、做学问的意义。”楼红卫说。

有学者指出,信息爆炸的时代,青年人并不缺乏获取知识类信息的渠道,但也比过去更加需要基础理论及科学思辨来支撑起整个知识体系的框架。“似是而非”等类似课程,呼应了不少青年人的“思辨饥饿”,是一次有益的教学变革探索。(新华网)

(选编 洪田)

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