七天科技博览(9月6日)

【本期导读】

  1. 全球所有人或能使用同一种疫苗
  2. 意识是连续的还是离散的?
  3. 6G或成下一个兵家必争之地
  4. SpaceX:星链计划下载速度超100兆字节
  5. 科学家实现反转浮力

 

全球所有人或能使用同一种疫苗

据物理学家组织网近日报道,美国研究人员对27000多名新冠病毒感染者的遗传序列进行分析后得出结论:该病毒变异位点有限,这表明全球各国人民或可使用同一种新冠疫苗。这一最新研究发表在最近的美国《国家科学院院刊》上。

为表征新冠病毒自疫情暴发以来发生了哪些变化,沃尔特·里德陆军研究所(WRAIR)摩根·罗兰领导的研究团队将来自84个国家/地区的样本的病毒基因组序列进行了对比,并对变异进行了梳理。分析表明,跨新冠病毒基因组多样性有限:只有11个位点显示具有大于5%的多态性。迄今为止,新冠病毒基因组的进化主要是随机过程,而非适应性选择。

罗兰说:“正如其他研究指出的那样,我们注意到,自疫情暴发以来,新冠病毒刺突蛋白内D614G变异的频率迅速增加,但我们无法将此突变与特定的适应能力联系起来。当病毒在人群中复制和传播时,我们会看到一些突变,而某些突变可以很快随机固定下来。”

罗兰强调说,将基因型与表型联系起来非常复杂,需要开展更多研究才能充分理解新冠病毒内D614G突变的功能后果。另外,鉴于新冠病毒遗传变异位点有限,有希望的候选疫苗可能对所有当前正在传播的新冠病毒毒株具有相同功效。“开发艾滋病、流行性感冒和登革热等疫苗的努力面临这些病毒多样性的挑战,但针对来自全球各地的样本开展的分析显示,新冠病毒的多样性低于这些病毒。因此,我们可以谨慎乐观地认为,病毒多样性不会成为开发针对新冠病毒感染的广泛保护性疫苗的障碍。”

据悉,WRAIR目前也正在研制疫苗,其候选疫苗基于刺突铁蛋白纳米颗粒平台,有望于2021年前开展人体试验。该疫苗与WRAIR研发的专利佐剂“陆军脂质体配方”搭配,可进一步增强免疫应答。(科技日报)

 

意识是连续的还是离散的?

意识是连续的(即我们在每一个时间点都有意识),还是离散的(即我们只在特定的时刻有意识)?这个长达1500年之久的争论最近有了新的结论。研究人员用一个新模型回答了这个古老的问题,该模型结合了连续的时刻和离散的时间点,最终得出结论是:可能两者都有。相关研究发表在9月3日出版的《认知科学趋势》上。

“意识基本上就像一部电影。我们通常认为自己所看到的世界是真实的,没有差距、没有中间地带,但这不可能是真的。”论文第一作者、瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)教授Michael Herzog说,“改变不能立即被感知,只有在事情发生之后才能被察觉。”

由于意识抽象的本质,科学家一直在努力定义有意识的和无意识的知觉。比如,当一个人在早上醒来或从麻醉中醒来时,他会从无意识状态转变为有意识状态。Herzog说,大多数哲学家都赞同连续有意识感知的观点,因为它遵循了人类的基本直觉。

不过,科学家也提出了,人类只有在特定时刻才有意识的概念,其不足之处在于,这些时间点所持续的时间并不是普遍存在的。

Herzog与其他共同作者,结合这两种理论的优点,创建了一个新的两阶段模型,在这个模型中,一个离散的意识知觉之前,有一个长期的、无意识的加工阶段。

研究人员称,想象一下骑自行车。如果你摔倒了,等着隔半秒的反应,那你就没办法在落地之前扶住自己。然而,当信息整合时,如果你将短暂的意识时刻与较长时间的无意识处理相结合,你的大脑就会告诉你所感知到的,然后你就能稳住自己。

“是我们体内的‘僵尸’驱动着你的自行车,这是一种无意识的‘僵尸’具有极好的空间/时间解析度。”Herzog说。在任何时候,你都不会对自己说,“把自行车再移动1.5米。”

研究人员表示,思想和环境都是在不知不觉中得到更新,你有意识的自我利用这些更新,看看它们是否有意义。如果没有,你就可以改变你的路线。

“这个意识过程被高估了。” Herzog说。“你应该更重视黑暗的、无意识的处理阶段。你只要相信你每时每刻都是有意识的。”

研究人员表示,他们的两阶段模型不仅解决了这个1500年前的哲学问题,而且为不同学科的科学家提供了新的自由。“我认为,这有助于人们对不同的预期进行完全的信息处理,因为他们不需要把它从一个物体被直接呈现到意识时转化出来。”Herzog说,“因为我们有额外的时间解决问题,如果人们认真对待它,如果它是真的,这可能会改变神经科学、心理学的模式,可能还会改变计算机视觉的模式。”

虽然这个两阶段模型可能会增加关于意识的争论,但它确实留下了一些未回答的问题,例如:意识时刻是如何整合在一起的,是什么开始了无意识的处理,这些周期是如何依赖于性格、压力或疾病(如精神分裂症)的?

“什么意识是需要的,没有意识我们能做什么等问题,我们依旧没有答案。”Herzog说。(中国科学报)

 

6G或成下一个兵家必争之地

第六代移动通信(6G)技术将在经济和军事等领域产生革命性影响,各国在6G领域的竞争会更加激烈。中国、芬兰、日本、韩国等国都已加入6G研发行列,美国官员也在近日表示,美国有意加大在更高端6G无线通信领域的投资,以“跨越式发展”超过中国华为在5G领域的优势。

6G将给军事领域带来重大变革

业界预计,6G移动通信的性能将是5G的10到100倍;数据的传输速率将达到100GB/秒,甚至高达1TB/秒,传输的频段也将进入“太赫兹”领域。

阿比舒尔·普拉卡什是总部设在加拿大多伦多的“创新未来中心”联合创办人。他对美国之音表示,6G将让很多领域大大受益。比如,6G可以让车辆自动驾驶、医疗系统自动化、无人机运输、警务预测等应用成为可能。

无独有偶,韩国三星公司今年7月发表了一份6G白皮书,预测6G应用最早可能在2028年亮相。白皮书说,超实感扩展现实、高保真移动全息显示将是6G商用的一种方式。此外,6G的可能应用还包括厘米级精度定位、成像技术定位,实现虚拟现实、增强现实,并解决自动驾驶技术在5G条件下仍存在的通信、安全、定位导航等方面的技术难题。

此外,普拉卡什也表示,6G将是未来的兵家必争之地,有望给军事领域带来重大变革。

《中国国防报》今年4月发表题为《如果6G运用于未来作战》的文章,称将6G技术引入军事领域将对“战争形态、装备发展、战场通信等军事实践产生重大影响”。

文章预言6G的军事运用潜力巨大,如果大规模应用于军事领域,可以大幅提高无人情报侦察、智能指挥控制、可视作战行动、精准综合保障的水平,这可能是未来军队适应新军事变革的重要关注点之一。

美国拟“跨越式”进军6G

鉴于6G拥有如此巨大的改变社会的魔力,各国都对其青睐有加。

据美国之音网站报道,美国政府一直对在5G领域丢掉的领导地位耿耿于怀。美国总统特朗普曾在2019年2月发推文表示,希望尽快在美国看到5G、甚至6G技术。他说:“美国公司必须加紧努力,否则就会落后。”

美国官员近日表示,美国有意通过“跨越式发展”,以绕过5G加大投资6G的方式,超越中国华为在5G领域的优势。

8月9日,美国政府去年设立的对外金融投资合作机构美国国际开发金融公司首席执行官亚当·博勒接受新闻网站“这就是新闻”采访时表示:“我们更感兴趣的是下一个潮流是什么,我们感兴趣的是6G,这是我们投资的领域。”

美国已经在6G相关技术领域布局。太赫兹被认为是6G数据传播的关键技术之一。美国国防部下属的高级研究计划局自2016年起就与十多家私营科技企业组建了合作投资集团,2018年1月正式宣布资助由30多所美国大学组成的“大学联合微电子学项目”,计划5年内投资约2亿美元,用于微电子领域的革新发展,其中就包括“太赫兹与感知融合技术研究中心(ComSenTer)”这一子项目。

该项目纽约大学团队负责人、电子和计算机工程教授桑迪普·阮根对美国之音电台表示,美国国防部投资微电子尖端项目,可能着眼于太赫兹技术的军事应用。不过,他也强调,6G未来的发展前景取决于其商用是否成功。

此外,美国陆军也在与Carbonics公司和南加州大学合作,研发碳纳米管技术,旨在提高军事侦察装备性能,目的是使射频应用的传播速度超过100G赫兹。

据美国之音电台网站报道,上海集成电路技术与产业促进中心工程师韩芳在一篇分析中写道,美国国防部与工业界协作,目的是“大幅提高商业和军用电子系统的性能、效率和能力,为国防部在雷达、通信和武器系统等方面提供具有绝对优势的技术支持。”

多国加入6G研发阵列

除美国外,中国、日本、韩国、芬兰、瑞典、德国、英国等传统通信技术强国都已加入6G技术研发的行列。

据美国之音电台网站报道,2019年11月,中国科技部与中国国家发改委、教育部、工业和信息化部、中科院、自然科学基金委宣布启动“国家6G技术研发推进工作组”。

自2018年4月,芬兰奥卢大学就开始与诺基亚公司和芬兰国家技术研究中心合作6G研发项目,该项目共获得2.5亿欧元资助;2019年11月,日本宣布了一个20亿美元的科技研发刺激项目,其中也包括6G开发;韩国三星与LG电子公司也都在2019年设立了6G研究中心。

6G技术如何突破5G,实现跨越式发展,目前尚无定论。分析认为,6G可能基于5G基站并增强通讯功效,还可以运用卫星、无人机、甚至可见光等新一代通讯方式。

美国太空探索技术公司(SpaceX)创始人埃隆·马斯克提倡用卫星提供高速互联网服务,推出“星链”项目。有分析认为,类似的卫星互联网可能让美国的6G部署如虎添翼。

普拉卡什说:“无论是SpaceX、‘星链’、还是亚马逊,太空互联网很快就会成为现实。因此,卫星可能很快会具有6G能力,这也将改变各国建设电信基础设施的方式。”(科技日报)

 

SpaceX:星链计划下载速度超100兆字节

9月3日夜间,SpaceX的第12批共60颗星链卫星搭乘猎鹰9号火箭,从佛罗里达州的肯尼迪发射中心发射升空。至此,星链计划已经部署的卫星数量达到715颗。此次发射期间,SpaceX还透露了“太空互联网”早期的运行情况。据介绍,星链卫星可以提供的超低延迟足以玩大型在线游戏;其目前的下载速度超过100兆字节,允许同时播放多部高清电影。星链计划的最终目标是发射1.2万颗卫星,构建覆盖全球的太空互联网。(环球科学)

 

科学家实现反转浮力

 

一艘在悬浮液体层下面反向漂浮的迷你船,展现出了不同寻常的浮力。这项9月2日刊登于《自然》的研究,挑战了人们对于液体—空气界面的直觉理解,或有助于未来进一步研究液体边界行为。

在重力的作用下,容器(如烧瓶)中的液体通常会落至容器底部。但是在特定情况下,垂直振动液体可以使之浮于某低密层(如空气层)之上。法国巴黎高等物理化工学院的Emmanuel Fort及同事表明,这种垂直振动还可以使浮力在悬浮液体的下层发生反转——仿佛重力倒转。

研究人员在实验中向容器内注入液体(如硅油或甘油),接着垂直振动容器,将空气注入容器底部,直到液体开始悬浮。像模型船这样的物体便可在悬浮液体的下表面反向漂浮。研究人员解释说,垂直振动引发了这种明显的反重力效应。不仅如此,他们还发现液体下部的空气气泡会下沉而不是上升,这是一种在之前实验中观察到过的相关的反重力效应。

该观察结果违反了阿基米德原理,即浸在流体中的物体受到竖直向上的浮力,其大小等于物体所排开流体的重力。他们表明这种浮力会映射在悬浮液体层的下界面,并使用同时浮在悬浮液体层上层和下层的两只船证明了这一点。

但是,新西兰奥克兰大学的Vladislav Sorokin等人在评论文章中写道,这不仅仅只是一种奇景:这种现象或许在运输气体或流体中被困材料方面,具有实际应用意义。(中国科学报)

 

(选编:洪田)

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