环球科技七天博览(11月24日)

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【本期导读】

  1. 心脏手术不能降低心脏病发作风险
  2. 坚持锻炼,身体一天一个样
  3. 少量跑步也有助于健康
  4. 早睡早起和晚睡晚起到底哪个更好?
  5. 新纳米开关让光子在芯片间“跑得更快”
  6. 群策群力 应对5G安全挑战
  7. 千万年前的陨石痕迹或与生物灭绝有关
  8. 美费米实验室新成立量子研究所
  9. 美航天局首次确认木卫二大气中存在水

 

心脏手术不能降低心脏病发作风险

近日,美国一项大型研究发现,对于动脉堵塞致心脏血液供应不足的患者,昂贵的支架手术和搭桥手术虽然可以缓解胸痛,但是并不能降低未来几年心脏病发作甚至死亡的风险。

报道指出,大约有1700万美国人由于动脉阻塞,阻碍了心脏的血液供应,从而引起周期性的胸痛。尽管阿司匹林、降低胆固醇的药物和降压药,就可降低这些人患心脏病的风险,但许多医生仍然建议进行支架或搭桥手术。然而,当地时间16日,在费城举行的美国心脏协会会议上,纽约大学朱迪思·霍奇曼带领的研究团队表示,心脏支架手术或搭桥手术可能是不必要的或者过早的,它们并不能减少心脏病发作甚至死亡的可能性,接受药物治疗也是一种不错的选择。

据报道,这项研究由联邦政府发起,新研究花费了1亿美元,覆盖37个国家的患者。研究发现,进行手术确实可以减轻胸部疼痛。在加入研究时,每天或每周会出现疼痛的患者中,进行手术后,有一半在一年之内没有疼痛,而使用药物的患者仅为20%。但是,接受手术治疗的研究参与者,与仅接受药物治疗的参与者相比,在第二年发生心脏病或死亡的可能性更高。从长期来看,两者心脏病发生率也几乎相同。

贝勒医学院心脏病学专家格伦·莱文博士说:“这项研究显然与过去30、40年的常识相悖。”他说,一些医生可能仍会对这项研究表示怀疑,但“我认为结果非常可信。”(中国新闻网)

 

坚持锻炼,身体一天一个样

  当你开始跑步、上动感单车课,或者做瑜伽时,锻炼的身心益处就已开始显现了,这会让你对锻炼充满饱满的热情。对此,美国亨廷顿大学的临床运动生理学教授米歇尔·奥尔森博士总结了锻炼过程中实时显现的益处。

  刚开始锻炼时。此时,肺功能得到了增强。在有氧锻炼的过程中,大脑向肺部发送信号,帮你呼吸得更快更深,并向肌肉输送额外的氧气。由于内啡肽的大量涌入,锻炼者会觉得兴奋、精力充沛,使运动积极性达到巅峰。另外,在有氧锻炼中,身体主要把脂肪作为燃料,开始消耗脂肪。

  锻炼的1小时内。首先,锻炼者患感冒和流感的风险降低了,这是因为运动提高了免疫球蛋白的水平,有助于增强免疫系统,防止感染。其次,改善情绪的化学物质(如血清素、多巴胺和去甲肾上腺素)在运动后的几个小时里充斥大脑,使身体感觉轻松舒畅,压力不翼而飞。再次,锻炼者即使在休息的状态下,也能燃烧更多的热量,这就是后燃效应,即锻炼过程中每燃烧100千卡热量,运动结束后还能再燃烧15千卡热量。比如,你跑了5公里,能燃烧约300千卡热量,跑完后还能多消耗45千卡热量。并且,血糖水平开始下降,其下降程度取决于锻炼前吃了什么,以及锻炼的强度和持续时间。

  锻炼的一天内。肌肉重量开始增加;如果进行了力量训练,肌肉也开始重建,以修复锻炼时造成的微小撕裂;心脏变得更健康;如果锻炼强度到了出汗的程度,血压也能降低长达16个小时。此外,还能增加流向大脑的血液和氧气,有助于提高学习能力,让人更专注。

  坚持锻炼的一周内。锻炼得越多,人体对胰岛素的敏感性就越强,越能降低血糖水平,减少患上2型糖尿病的风险;耐力得到了增强,使最大携氧量(衡量耐力和有氧体适能的指标)提高了约5%,这使之后的锻炼可以提高一定的强度;身材变苗条了,但需控制饮食。

  坚持锻炼的一个月内。身体变得强壮起来,肌肉耐力持续增加,以致你可轻松进行8磅的负重训练,而且每组训练的次数也在逐渐增加;脂肪开始减少,超重者甚至可减少12%,使得腹部、肌肉更有线条感。另外,还可激活脑源性神经生长因子,有助于形成新的脑细胞,提高大脑功能。

坚持锻炼的一年内。耐力和有氧体适能提高了25%,不再感觉锻炼吃力了;减脂速度加快,无时不刻不在燃烧脂肪;由于经常锻炼,心脏的泵血效率将会提高,从而使心率降低;长期锻炼能使人体端粒的长度增长,避免自由基所造成的损伤,延缓衰老进程,降低患癌风险,从而延长寿命。(人民网)

 

少量跑步也有助于健康

《英国运动医学杂志》日前刊载的一项研究表明,跑步与死亡率显著降低存在相关关系。如果更多人开始跑步,并不需要跑太长距离或者跑太快,也有助于健康,变得更长寿。

这项研究汇总了14个相关研究,共涉及23万多名研究对象,对他们的追踪时间从5.5年到35年不等。

在分析了这些数据和资料后,澳大利亚维多利亚大学等机构的研究人员发现,与从不跑步的人相比,跑步者的全因死亡率要低27%,跑步者死于心血管疾病的概率要低30%,死于癌症的概率要低23%。

研究发现,哪怕只是一周跑步一次,每次持续时间不足50分钟、速度低于每小时8公里,都与人们健康状态改善和寿命提升相关。但更大量的跑步也并不意味着更大的健康收益。研究发现,在世界卫生组织推荐的每周体育锻炼时长基础上进一步加大跑步量与全因死亡率进一步降低并无关联。世卫组织建议成年人每周至少累积进行150分钟中等强度运动或75分钟剧烈运动。(新华网)

 

早睡早起和晚睡晚起到底哪个更好?

很多人每天都在“再睡一会儿”和“再不起来就迟到了”之间挣扎。早起怎么就那么难呢?这就要从我们的生物钟说起了,我们的身体有着精确的生物规律来控制睡眠和清醒时间。所以,生物钟决定了你的睡眠时间、睡眠状况和其他身体状况的变化。

其实,每个人的生物钟都不一样。通俗地讲,早睡早起、晚睡晚起是天生的。很多养生知识都说,要早睡早起,但事实上并非如此。

人体的睡眠和清醒,主要跟两种因素有关,第一个是昼夜节律调节,也就是生物钟;第二个则是睡眠稳态调节,也就是睡眠压力。昼夜节律的调节,主要取决于体内两种物质,即皮质醇和褪黑素。天亮的时候,皮质醇分泌增多,人就会清醒、警觉;天黑的时候,褪黑素分泌增多,皮质醇分泌减少,人就会困倦,睡觉。

既然是物质的分泌,就必然与自身的基因有关。有些人天生褪黑素分泌的晚,那就晚睡晚起;有些人天生褪黑素分泌的早,那就早睡早起。所以说,只要睡眠规律,就不要强求自己是早睡早起还是晚睡晚起了。真正对睡眠有危害的,实际上是总晚睡晚起的人,突然早睡早起了;或常年早睡早起的人,突然晚睡晚起了。

那么,如果遇到“被迫熬夜”的情况,我们应该怎么办呢?

首先,熬夜之后要及时补觉,以尽可能地将熬夜的危害降低。补觉时最好人工模拟一个夜间环境,比如用遮光窗帘把太阳光遮挡住、选择一个安静的卧室等。同时,补觉前不要摄入刺激性食物,比如浓茶、咖啡、酒等。

此外,对于几种“被迫熬夜”的情况,向大家提出了针对性建议:

1、对于突发情况,比如医生因抢救病人等“被迫熬夜”,这时,应该尽量缩短熬夜的天数,最好不要在一个星期之内熬夜超过两天。

2、有些特殊行业,比如报纸印刷厂的工人可能需要晚上工作、白天休息,这些人应该注意保持作息规律,即在较长时间内维持“晚上工作、白天休息”的方式,不要频繁、反复地改变作息规律。

3、有些人在出国的时候,可能会因为“时差不同”而睡不着,但此时不必过于紧张,只要遵循当地的作息规律即可,一般在一个星期左右就能自我调整过来。

最后,我们来说说安然入眠的几个方法:最好采用右侧卧姿入睡,仰卧次之;睡前不要想太多,保持心态平和;睡前两小时内不宜吃太多东西、喝太多水;失眠者最好不要依靠安眠药助眠,安眠药对身体没有好处,如果长期服用安眠药还会形成对药物的依赖;睡眠环境的温度不宜过低,否则既影响睡眠的质量又伤害身体,最适宜的睡眠温度应比人的体温稍低1℃~2℃。

 

新纳米开关让光子在芯片间“跑得更快”

美国和瑞士研究人员开发出一种光学开关,让光能在20亿分之一秒内在芯片间移动,这一速度远超其他类似设备。研究人员称,这款紧凑型开关是首个能在足够低电压下运行的开关,因此可被集成到硅芯片上,并以极低信号损失改变光的方向,有望在量子计算机等领域“大显身手”。研究在线发表于《科学》杂志网站。

美国国家标准技术研究院(NIST)的研究人员称,这项研究朝着创建使用光而非电来处理信息的计算机迈出重要一步。与依靠电子进行通信相比,依靠光子在计算机内传输数据拥有多项优势。首先,光子跑得比电子快,并且不会因为加热计算机组件而浪费能量,可提升计算机的性能。数十年来,光纤使用光信号来远距离传输信息,但光纤占用空间太大,无法在计算机芯片间传输数据。

据物理学家组织网14日报道,在新的光学装置中,一束光被限制在一个管状的波导内传播,该波导拥有一个出口匝道,一些光可射入距匝道仅几纳米并被刻成磁盘的空腔中。该开关还拥有另一个关键组件:悬在硅盘上方几十纳米处的一层金膜。这些纳米金、硅光学、电学和力学组件紧密结合在一起,可引导光进出一个微型通道,改变其速度及行进方向。

研究合作者、NIST兼苏黎世联邦理工学院(ETH)的克里斯蒂安·哈夫纳指出,一些研究人员此前认为光—电—力学开关不切实际,因为它们“块头”大,操作速度慢且电压要求过高,计算机芯片的组件无法承受,但最新研制出的这款开关解决了上述问题。该设备的紧凑性设计,确保光信号损失仅为2.5%,而之前的开关为60%。

研究人员表示,该设备有望在无人驾驶、神经网络等多个领域“大显身手”。此外,新开关改变光信号时耗能极少,因此有望成为量子计算机不可或缺的一部分。尽管目前科学家只研制出了模型,但其可用于商业领域。该团队现在正通过缩短硅片和金膜间的距离来使设备更小,这将进一步减少信号损失。(科技日报)

 

群策群力 应对5G安全挑战

     世界5G大会21日开幕,在北京亦庄的展馆内,5G安全板块成为吸引观众驻足的一个点。观众可近距离观看工业机器人破解、NFC隐私信息窃取、手机远程窃听偷拍、智能门锁破解等场景,由此意识到智能网络风险的普遍存在。

  比如工程师演示了一种常见的手机窃听方法:黑客控制免费WiFi,或自己搭建WiFi,当用户连接,并使用未经过安全检测的APP时,黑客就可以悄悄控制手机的前置摄像头和麦克风,还可以随意读取和发送信息,窃取用户所有隐私。不仅是手机,一些家用智能音箱也会被黑,成了“间谍”。

  许多仓库和办公室门口配备了门禁或密码锁,一些安全性能不过关的门禁,可以被“电磁振荡特斯拉线圈”轻而易举地刷开。

  携带具有RFID读卡功能的设备,在不打开对方钱包的情况下,可以读到钱包里的银行卡信息,包括卡号、持卡人姓名、身份证号码和近期10条交易记录,这些都会在黑客的屏幕中展现。

  “在一个案例中,某顶级团队发现,一个城市的智能路灯存在漏洞,它允许上传恶意代码,让黑客能控制城市大部分路灯。”网络安全专家苗春雨说。

  5G大会现场还演示了一台工业机械臂,本来正小心地书写毛笔字,而在黑客发动攻击、更改指令后,机械臂行为紊乱,开始书写预料之外的笔划。工厂再发送指令也无法修复。“一台机械臂可以重启恢复;但如果是在生产线上,上千台的机械臂重启,损失不可估量。”奇安信集团的工程师讲解说。

  在关键展位的中央大屏幕上,论坛展示了5G时代下的数字城市内生安全系统。技术供应商试图展示,在5G时代设备互联互通的复杂情况下,保障一切顺利需要新的体系。

  5G本身的安全问题并不复杂,但由于5G涉及物联网和人工智能,运行差异极大的各种业务,便可能带来严峻的网络安全挑战,一些风险或许尚未浮现。

  3G、4G互联网时代的安全问题就是解决网民上网安全问题,相对简单。随着5G时代的到来,要解决的不仅是5G通讯安全问题,更重要的是解决5G应用在不同行业场景的安全问题,其中工业、城市、基础设施等领域尤为重要。由5G带来的物联网应用,让暴露面已经从网络空间转移到广大的实体空间,网络边界即将消失,所以网络风险即将实体化为物理空间的风险,对此不可小觑。

  在21日的世界5G大会·5G安全高峰论坛上,工信部网络安全管理局局长赵志国表示,5G通过采用统一的认证框架、差异化的身份管理和各类应用场景按需保护等相关安全机制,提高了网络的整体安全水平。但5G引用的网络功能虚拟化,网络切片技术以及网络边缘计算等相关技术,在进一步增强网络连接性、服务弹性和个性化能力的同时,也带来了新的安全风险和不确定性。

  “一方面基础设施向云端转移,被攻击的网络风险点明显增多,从封闭的平台扩展到开放的平台,用户隐私泄露的信息的风险增大,也给网络安全监管工作提出了更大的挑战。”

  赵志国说:“网络安全与工业、能源、交通、医疗等实体经济生产安全问题交织。5G引入了更多的主体,各类主体之间的安全截面和责任更为模糊,对保障5G安全提出了新的挑战。”

  中国网络空间安全协会理事长王秀军表示,5G技术发展以及应用场景更具广泛性、开放性和挑战性,需要设备制造企业、行业应用和网络安全企业,还有网络研究机构,去探索与5G相适应的安全体系,共同应对网络安全风险。

  “世界各国发展数字经济的愿望是相同的。应对5G的安全挑战,也需要各国携手并肩。”王秀军说,“我们应该就5G安全治理问题积极研究,积极参与国际交流与合作,共同应对网络安全的挑战和风险,为网络安全发挥自己应有的作用。”(科技日报

 

千万年前的陨石痕迹或与生物灭绝有关

     日本海洋研究开发机构等研究团队近日在太平洋南鸟岛附近海底,发现了距今1100万年的巨大陨石撞击痕迹,研究团队表示,这或许与当时发生的生物灭绝有关。

  据报道,多个研究团队在南鸟岛附近海域海底进行资源调查时,偶然发现海底有一处铱、铂等元素超出标准值数十倍的地方。研究团队认为,铱、铂等元素的浓度急剧上升,意味着周围可能有陨石撞击坑,在进行年代推算后,基本推定陨石撞击可能发生在约1100万年前。

  据介绍,地球在1100万年前曾发生过生物灭绝,当时,以哺乳动物为主,大约有15%的物种遭到灭绝,不过那一次生物灭绝的原因至今还是一个谜。研究团队表示,灭绝很有可能是有一颗直径数千米的巨大陨石撞击地球所致。

  日本海洋研究开发机构表示,地球上曾发生过至少11次生物灭绝,如果这次发现的陨石撞击痕迹被证实与生物灭绝有关联的话,算上6600万年前的恐龙灭绝,有5次生物灭绝都与陨石撞击有关。

该机构代理负责人野崎达生表示,“虽然是偶然的发现,但是非常激动,(我们)会继续调查,确定陨石掉落的地点”。(中国新闻网)

 

美费米实验室新成立量子研究所

美国首屈一指的粒子物理实验室变身为量子科技领域的新“玩家”。据费米国家加速器实验室官网18日消息,该实验室当日宣布,将把实验室内所有量子科学项目集结在一起,成立新的费米实验室量子研究所,以利用粒子物理学专业知识和创新方法促进量子科技的发展。

量子技术方兴未艾,可广泛应用于计算、传感、模拟和通信等领域。目前,已引得很多国家的政府和企业“竞折腰”,呈现出“千帆竞渡,百舸争流”之态势,费米实验室是最新的“弄潮儿”之一。

50多年来,费米实验室一直处于粒子物理学和加速器技术最前沿。该实验室的科学家和工程师致力于探索并解释宇宙的奥秘,他们发现了3个基本粒子,并以最小尺度揭示了物质、能量、时空的奥秘。费米实验室副主任兼量子研究所所长约瑟夫·莱肯说:“我们在粒子物理学领域提出的解决方案也适用于量子科学,而且,我们正在多个领域实施这些解决方案,并取得了丰硕成果。”

该量子研究所未来的努力方向包括:使用为超导粒子加速器而开发的技术来极大地改善量子比特系统(包括用于未来的量子计算机的系统)的性能。开发出借助纠缠粒子长距离传输信息的方法;提升可广泛应用于多个领域的量子传感器的性能,并部署它们以搜寻暗物质的“芳踪”并为我们提供有关宇宙的新见解;编写可以模拟量子计算机上亚原子相互作用的算法,这些算法也可广泛应用于物理学之外;开发使用量子计算改善数据分析和理论计算的方法。

费米实验室量子技术负责人亚历山大·罗曼年科说:“在量子物理学、传感器研发、粒子加速器科学以及高性能计算等领域,我们已有数十年积累,拥有世界一流的专业知识。我们集结所有这些知识创建了这个独一无二的研究所。在量子科学领域,我们正面临诸多挑战,我们也致力于应对并解决这些挑战。”(科技日报)

 

美航天局首次确认木卫二大气中存在水

美国研究人员18日在英国《自然·天文学》杂志上发表报告称,首次在木星卫星木卫二的大气中检测到水,为木卫二冰面数英里之下可能存在海洋提供了证据。

木卫二,又称欧罗巴,体积与月球相仿,表面覆盖着一层厚厚的冰,其冰面下可能有一个巨大的海洋存在。这里被美国航天局称为在太阳系内寻找地球之外生命的“高度优先调查目标”。

2016年到2017年间的17个夜晚,美国航天局行星科学家卢卡斯·帕加尼尼团队利用夏威夷凯克天文台的一台光谱仪,发现了木卫二上的水汽信号,这台仪器可检测行星大气中化学组分吸收或辐射红外光的情况。

科学家此前一直推测木卫二冰面下的液态水会以间歇泉的方式喷发,但由于现有探测器的探测能力有限,地面望远镜又会受到地球大气中水分子的干扰,一直以来很难在木卫二的大气中找到水。为了最大程度减少这种干扰,帕加尼尼团队建立了一套复杂的数学和计算机模型,用以模拟地球大气条件,从而将地球上的水分子从木卫二的观测数据中剔除出去。

这项研究为木卫二冰面数英里之下可能存在海洋提供了证据。研究人员认为,这些水分子的另一个可能来源是木卫二浅表下的融冰水库。美航天局计划2025年左右发射“欧罗巴快帆船”探测器,近距离揭开木卫二的奥秘。(新华网)

(选编: 洪田)

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