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全球首款0.5μm 2亿像素相机传感器!三星ISOCELL HP5正式发布 快科技10月7日消息,三星正式发布了全球首款0.5μm 2亿像素相机传感器——ISOCELL HP5。新品传感器尺寸为1/1.56英寸,适配手机长焦/广角镜头模组,体积较同类2亿像素传感器缩小18%。 有效分辨率16384×12288(2亿像素),支持像素合并模式(1.0μm 5000万像素/2.0μm 1250万像素),是全球首款商用0.5μm像素传感器。传感器采用28nm工艺打造,降低功耗与发热,适配手机长时间拍摄需求,支持8K 30fps、4K 120fps、FHD 480fps(无自动对焦),满足高清视频创作。支持超级QPD自动对焦、双斜率增益技术(DSG)+单帧逐行HDR,提升对焦精度与动态范围。 针对超微像素的性能瓶颈,ISOCELL HP5集成多项优化技术,采用双垂直传输门(D-VTG)与前深沟槽隔离(FDTI)技术,提升像素全阱容量与光信号捕捉能力。改进DTI中心切割(DCC)技术,使转换增益提升150%,随机噪声降低3%-40%,显著优化了弱光场景下的成像表现。 光线利用率上,通过高精度微透镜、高透光率减反射层及氧化物绝缘结构的组合,减少光线反射与信号干扰,确保图像细节与色彩纯净度。变焦能力方面,ISOCELL HP5支持传感器内裁切实现2倍光学品质变焦,搭配3倍光学长焦镜头可达成6倍无损变焦,适配多焦段拍摄需求。据悉,OPPO Find X9 Pro将会全球首发三星ISOCELL HP5,用于潜望长焦镜头,该机也是行业唯一的2亿像素双潜望机型。 -
诺奖宣布后两获奖人"失联" 秘书长:求他们有空回电话 当地时间10月6日,瑞典卡罗琳医学院宣布,将2025年诺贝尔生理学或医学奖授予科学家玛丽·E·布伦科(Mary E. Brunkow)、弗雷德·拉姆斯德尔(Fred Ramsdell)和坂口志文(Shimon Sakaguchi)。三位获奖者在防止免疫系统攻击机体的外周免疫耐受机制方面取得突破性发现。长期以来,研究人员认为免疫细胞通过“中枢免疫耐受”过程成熟,即在胸腺中清除那些识别自身组织的T细胞。然而,今年的获奖者们发现了免疫系统更为复杂的一面,他们识别出了免疫系统的“安全卫士”——调节性T细胞,从而揭示了外周免疫耐受的机制。目前,多项基于这些发现的疗法已进入临床试验阶段。 三名科学家因在外周免疫耐受方面的研究贡献获得2025年诺贝尔生理学或医学奖。新华社记者 彭子洋 摄三位科学家荣获诺贝尔生理学或医学奖当地时间10月6日,瑞典卡罗琳医学院宣布,将2025年诺贝尔生理学或医学奖授予科学家玛丽·E·布伦科、弗雷德·拉姆斯德尔和坂口志文,表彰他们在外周免疫耐受方面的研究贡献。获奖者将均分1100万瑞典克朗(约合834万元人民币)奖金。玛丽·E·布伦科,1961年出生,1991年在普林斯顿大学获得博士学位(分子生物学方向),研究内容涉及生物医学、免疫学与系统生物学交叉领域。弗雷德·拉姆斯德尔,1960年出生,他不仅活跃在基础研究领域,也在生物技术产业中推动免疫相关疗法的发展,致力于将免疫学基础发现转化为可用于治疗自身免疫疾病、癌症或免疫调节的干预策略。坂口志文,1951年出生,日本大阪大学免疫前沿研究中心教授,其在免疫调控领域的开创性工作,获得过多个国际和日本国内的奖项。据诺贝尔奖委员会官网发布的新闻稿介绍,每一天,人体的免疫系统都保护我们免受成千上万种试图入侵的微生物的侵害。这些微生物外形各异,其中许多还进化出与人体细胞相似的外观作为伪装。那么,免疫系统如何决定应该攻击什么,又应该保护什么呢?三位获奖者识别出了免疫系统的“安全卫士”——调节性T细胞,它能阻止免疫细胞攻击我们自己的身体。他们的研究还进一步发现了控制这些关键细胞发育和功能的“总开关”基因——Foxp3。这一发现解释了人体免疫系统为何不会攻击自身这一关键问题。如诺贝尔奖委员会主席奥勒·坎普所言:“他们的发现对于我们理解免疫系统如何运作,以及为何我们并非人人都会患上严重的自身免疫性疾病,是具有决定性意义的。”多项相关疗法处于临床试验中据了解,获奖者之一坂口志文在1995年做出第一个关键发现时,与当时的主流观点相悖。当时,许多研究人员坚信,免疫耐受仅仅是通过“中枢耐受”在胸腺内清除潜在有害的免疫细胞而实现的。坂口志文则证明,免疫系统更为复杂,他发现了一类此前未知的免疫细胞,这类细胞能保护身体免受自身免疫疾病的侵害。一个反常的实验观察坚定了坂口志文的信念:当新生小鼠的胸腺被摘除后,它们的免疫系统非但没有变弱,反而陷入失控,引发了多种严重的自身免疫病。这让他确信,胸腺不仅生产“战士”T细胞,一定还生产某种维持秩序的“卫士”细胞。经过十余年的工作,坂口志文发表了里程碑式论文。他通过一个设计精巧的实验证明,一小部分表面带有CD4和CD25两种蛋白的T细胞,是负责免疫抑制的关键。当他从健康小鼠体内移除这些细胞后,小鼠便患上了严重的自身免疫病;而当他将这些细胞输回病鼠体内,疾病则被阻止了。他找到了“安全卫士”,并将其命名为“调节性T细胞”。然而,尽管证据确凿,这一发现在当时仍然遭到了科学界的普遍质疑。在同时期的美国,布伦科和拉姆斯德尔正致力于为自身免疫性疾病寻找药物靶点。他们的注意力被一种名为“scurfy”的实验小鼠所吸引。这种小鼠因X染色体上的一个基因缺陷,导致T细胞大规模失控增殖并攻击自身器官。两人意识到,这或许是研究人类自身免疫病的完美模型。他们推断,如果能找到导致该病的那个突变基因,将为理解疾病成因提供决定性的见解。科学家将突变的位置缩小到小鼠X染色体上一个包含大约50万个DNA碱基对的区域。在该区域内,他们识别出了20个潜在基因。他们在检查到第20个候选基因时,发现了那个致命的突变。2001年,两人发表了这一重大发现,并将这个前所未知的基因命名为Foxp3。关键的是,他们将这一发现与一种罕见的人类遗传病——IPEX综合征联系起来。最终证实,正是人类Foxp3基因的突变,导致了IPEX综合征。他们找到了调控免疫系统的关键遗传“开关”。这两大发现如同一个完整答案的两半。坂口志文找到了细胞,却不知其背后的指令;布伦科和拉姆斯德尔找到了一个“开关”基因,却未完全明了它的确切角色。在2003年,坂口志文将这两项独立的发现联系起来。他证明,布伦科和拉姆斯德尔发现的Foxp3基因,主导着他于1995年所发现的调节性T细胞。而调节性T细胞,负责监视其他免疫细胞,并确保人体的免疫系统耐受自身的组织。至此,一个完整的免疫调控机制得以阐明:Foxp3基因通过控制调节性T细胞的产生,进而维持着外周免疫耐受。诺贝尔奖委员会在声明中指出:“他们的发现为新的研究领域奠定了基础,并促进了例如针对癌症和自身免疫病的新疗法的发展”。这一系列发现开启了外周耐受领域的研究,并为多种疾病的治疗开辟了全新途径。如自身免疫疾病中的1型糖尿病、类风湿性关节炎等,可通过增强调节性T细胞的功能,可能调控不当的免疫反应;在器官移植方面,通过操控调节性T细胞,有可能降低移植排斥反应,改善移植存活率;在癌症治疗中,适度抑制调节性T细胞功能可能增强抗肿瘤免疫效应,从而提升疗效。目前,多项基于这些发现的疗法已进入临床试验阶段。两位获奖者联系不上秘书长:我请求他们,请给我回电话据红星新闻报道,有趣的是,当地时间10月6日,诺贝尔奖委员会在公布今年诺贝尔生理学或医学奖的获奖者后,却无法联系上获奖者之一:美国科学家弗雷德·拉姆斯德尔。据报道,拉姆斯德尔工作的实验室发言人在接受采访时表示,拉姆斯德尔正“过着最好的生活”,他正进行一次“远离尘嚣”的徒步旅行。拉姆斯德尔的工作伙伴杰弗里·布鲁斯通也称,自己一直尝试联系他,但没有联系上,因为拉姆斯德尔可能在美国爱达荷州的偏远地区徒步旅行。与此同时,诺贝尔委员会在试图联系另一位获奖者布伦科时也遇到了障碍。布伦科从一位凌晨来到她家的美联社摄影师处得知了她获奖的消息。她说她之前忽略了诺贝尔委员会的电话:“我的电话响了,我看到一个瑞典的号码,心想‘这只是某种垃圾信息’。”布伦科的丈夫称:“当我告诉玛丽她获奖时,她说‘别傻了’。”诺贝尔委员会秘书长托马斯·珀尔曼曾在宣布获奖者的新闻发布会上表示:“我请求他们,如果有机会,请给我回电话。”延伸阅读超导量子计算拿下物理学奖 日本人和华人科学家错失 瑞典皇家科学院10月7日宣布,将2025年诺贝尔物理学奖授予约翰·克拉克、米歇尔·德沃雷特和约翰·马丁尼斯,以表彰他们在电路中发现了宏观量子力学隧穿效应和能量量子化。今年是量子力学理论体系创立100周年,被联合国定为“国际量子科技年”,这很可能影响了瑞典皇家科学院的授奖领域。在人才辈出的量子力学领域,诺贝尔物理学奖委员会为什么选择了这三位美国加州大学教授?记者采访了复旦大学物理学系教授李晓鹏、上海交大李政道研究所凝聚态物理研究部助理研究员应江华。 瑞典皇家科学院7日宣布,三名科学家因在量子力学领域的贡献获2025年诺贝尔物理学奖。 新华社记者 彭子洋 摄为超导量子比特奠定基础“每个学过中学物理的人对电路都不会陌生,这属于经典电学。而如果我们把超导器件做得足够小,就会发生经典电学无法解释的量子效应。”从事量子计算研究的李晓鹏教授告诉记者。1984—1985年,克拉克、德沃雷特和马丁尼斯利用由超导体构成的电路开展了一系列实验。超导体是一种能够在无电阻情况下传导电流的元件。在电路中,超导元件被一层薄薄的非导电材料隔开,这种装置被称为“约瑟夫森结”。通过改进和测量电路的各种特性,三位科学家能够控制和探索电流通过时产生的特殊现象。他们观测到了能量量子化现象。“在经典电学中,能量是连续的。而在有量子效应的电路中,能量是离散的,这就是能量量子化。”李晓鹏解释,量子化能级是量子力学的一个基础概念。一个物理量如果不能连续变化,只能取一些分立的值,我们就说这个量是量子化的。好比上台阶,只能上一个台阶,而不能上半个。宏观世界里的物理量似乎都能连续变化,但在微观世界,许多物理量是量子化的。如氢原子中电子的能量只能取一个基本值——-13.6电子伏特或者其1/4、1/9、1/16、1/25等,而不能取其2倍或1/2、1/3。他们还观测到了量子隧穿效应。这种效应指的是电子等微观粒子能够穿入或穿越“势垒”的量子行为,尽管“势垒”的高度大于粒子的总能量。在经典力学里,这是不可能发生的事情。而在量子世界中,微观粒子能突破“不可能翻越的能量墙”,以概率形式“穿墙而过”。这些重要的科学发现,为日后科学家研制出超导量子比特奠定了基础。超导量子比特,是超导量子计算机的基本计算单元。目前,全球最高水平的超导量子计算机是“祖冲之三号”。它由中国科学院院士潘建伟团队研制,集成了105个量子比特,在处理量子随机线路采样问题时,比最快的超级计算机快15个数量级。 这是10月7日在瑞典斯德哥尔摩拍摄的2025年诺贝尔物理学奖公布现场。 新华社记者 彭子洋 摄日本和华人科学家错失诺奖诺奖作为科学界最高的学术荣誉,向来只奖“从0到1”的原始创新;但众所周知,世界上第一个超导量子比特,出自日本科学家中村泰信和华人科学家蔡兆申的合作实验成果。因此,此次物理学奖一出,令一些业内人士有些意外。应江华告诉记者,这次3位获奖者,尤其是最后一位马丁尼斯,可以说是在超导量子计算领域“从1到99”的进程中取得显著成就。“从实验转向工程,从科研转向应用,这是不是诺贝尔奖的‘风向’有所改变?” 中村泰信,日本理化学研究所量子计算中心。作为超导量子计算的基本单位,第一个超导量子比特于1999年诞生在日本的实验室里,不过当时也只有1个量子比特,其寿命只有纳秒量级。应江华说,“超导量子计算的天量算力,是随量子比特数量增加,呈现指数级增长的。”然而,特别“烧钱”的量子计算,不能停留在实验室。在此基础上,马丁尼斯这位工程化的“推手”,带领团队与谷歌公司合作,做出超过50个超导量子比特,首次验证了超导量子计算的“量子优越性”,从实验层面证实了超导量子计算在特定问题上具备经典计算无法企及的算力优势。尽管马丁尼斯后续从谷歌离职,但始终深耕量子计算领域,且更注重技术商业化转化。这表明,诺奖开始更多关注那些在实际科学成果转化、技术应用落地中发挥核心作用的研究者。 米歇尔·H·德沃雷,美国耶鲁大学、美国加利福尼亚大学。至于第二位获奖者德沃雷特,其核心贡献正契合诺贝尔委员会的颁奖词——“因在超导电路中发现宏观量子力学隧穿效应与能量量子化现象”,这一发现为固态量子信息科学奠定了关键实验基础。这为解决超导量子比特的核心瓶颈——相干时间(即量子比特“存储量子信息的寿命”)提供了关键技术路径。科普地讲,正因为有它,量子比特的“寿命”从转瞬即逝的纳秒级别,提升到毫秒级别。利用量子电动力学原理实现对量子比特量子态的高效操控、高保真度读取与低噪声隔离,成为当前主流超导量子计算平台(如 IBM、谷歌量子处理器、祖冲之号等)的技术基石。 约翰·克拉克,美国加利福尼亚大学。应江华说,“作为今年物理学奖的第一位得主,克拉克是德沃雷特和马丁尼斯的导师,相关的宏观量子效应和电路量子化等研究为超导量子计算铺平了道路。”克拉克在超导和超导电子学方面作出了重大贡献,特别是在超导量子干涉装置,即一种超灵敏的磁通量探测器的开发和应用方面。这同样表明,诺贝尔物理学奖高度重视科学成果的转化与应用。值得一提的是,由中国企业家捐资亿元设立的2021年度“墨子量子奖”曾授予3位科学家,以表彰他们在开创超导量子电路和量子比特方面的领导作用,分别是克拉克、德沃雷特、中村泰信。这一次,前两位科学家均获诺奖,唯独中村泰信与之错失。 -
文昌航天科普中心焕新升级 近日,位于海南文昌的文昌航天科普中心升级改造工程进入收尾阶段,并短期向公众免费开放,以检验场馆运营能力与服务水平,为后续正式开放奠定基础。该中心依托中国文昌航天发射场的区位优势,以“星辰大海·文昌启航”为主题,系统展现中国航天从追梦到圆梦的辉煌历程。经过本次改造,该中心的展陈内容升级为覆盖航天历史、火箭发射、空间科学、未来探索等多维主题的沉浸式体验体系。 10月7日在文昌航天科普中心拍摄的长征五号B运载火箭模型。新华社记者 蒲晓旭 摄 10月7日,游客在文昌航天科普中心参观。新华社记者 蒲晓旭 摄 10月7日,游客在文昌航天科普中心参观。新华社记者 蒲晓旭 摄 10月7日在文昌航天科普中心拍摄的嫦娥六号模型。新华社记者 蒲晓旭 摄 10月7日,游客在文昌航天科普中心观看陨石。新华社记者 蒲晓旭 摄 10月7日,游客在文昌航天科普中心进行MR星际穿越体验。新华社记者 蒲晓旭 摄 10月7日,游客在文昌航天科普中心参观。新华社记者 蒲晓旭 摄 10月7日在文昌航天科普中心拍摄的火箭残骸。新华社记者 蒲晓旭 摄(来源:新华社) -
2025诺奖,又是谷歌赢了? 点击图片进入历年诺贝尔奖解读合集2025年,诺贝尔物理学奖的桂冠授予了量子电路 (Quantum circuitry) 领域的三位开拓者——约翰·克拉克 (John Clarke)、米歇尔·德沃雷 (Michel H. Devoret) 和约翰·马丁尼斯 (John M. Martinis)。他们的卓越贡献在于,率先证明了隧穿和能量量子化这类奇特的量子现象,完全可以在我们日常所见的宏观电路 (Electrical circuits) 中发生。然而,在这些彪炳史册的科学成就背后,三位桂冠得主各自拥有着丰富多彩的人生和鲜为人知的趣闻轶事。约翰·克拉克:追求极致的精密工匠 约翰·克拉克年届八旬的克拉克是三人中的前辈。这位在剑桥土生土长的实验物理学家,将其五十余年的学术生涯奉献给了加州大学伯克利分校。他在超导领域的建树举世闻名,而他一丝不苟的行事风格与对“创造”的终生热爱,也同样堪称传奇。克拉克与生俱来的动手能力在童年时便展露无遗。他从小就对机械玩意儿极度着迷,每年圣诞节父母都会送他金属拼装玩具(Meccano sets)的升级套件,这些零件会在他手中变幻出成百上千种机器。 这样的拼装玩具套件是克拉克小时候的最爱 | Billy Black高中时代,他利用从剑桥大学退役的EDSAC-1计算机上“淘”来的真空管,亲手打造了一台可以运转的模拟计算机。据说,他当年亲自跑到大学实验室,恳求研究人员匀给他一些旧零件,一位乐于提携后辈的科学家便给了他一个装有48个真空管的机箱。做出来的模拟计算机,后来被他带到学校用来解微分方程。科学远非克拉克年轻时唯一的闪光点。他曾是一位出色的运动员,担任过三年高中田径队队长。作为一名短跑兼跨栏好手,他在100码和440码项目上都创造过个人最佳纪录,还曾涉足三级跳远。体育竞技锤炼出的纪律与好胜心,完美地补充了他的学术追求。 1976年,克拉克在伯克利实验室进行量子纠缠实验 | University of California Graphic Arts / Lawrence Berkeley Laboratory同事们常开玩笑说,约翰·克拉克的实验室一尘不染,干净得“可以直接在地上用餐”。他的工作空间永远井然有序:电线盘绕得整整齐齐,仪器设备标签分明,绝无半点杂乱或噪音干扰。这种对精确近乎冥想般的追求,正是他科研风格的缩影。学生们私下给他起外号:“超导界的禅师”。米歇尔·德沃雷:融汇想象与现实的探索者 米歇尔·德沃雷72岁的德沃雷,为这个科学三人组注入了独特的欧洲气质。这位在耶鲁大学任教的法裔美籍物理学家,以其将大胆理论与量子器件巧妙结合的独特风格而著称。上世纪80年代初,刚在法国取得博士学位的他,便远赴美国加州,以博士后研究员的身份加入了克拉克的伯克利实验室。在那里,他那“充满欧洲风情的理论胆识”与克拉克“基于经验的严谨”发生了奇妙的化学反应。德沃雷是那个永远在问“如果我们试试这个会怎样?”的“点子大王”,正是这种探索精神,激励着团队在一次次失败后仍能勇往直前。完成了2年的博士后研究后,德沃雷回到法国继续学术生涯。又过了二十年,耶鲁大学的量子实验室成立,想挖德沃雷跳槽。原本以为会挖不动他(毕竟人家已经在祖国功成名就),没想到一说就通。这可能还得归功于德沃雷的爹——1966年,米歇尔小朋友随着父亲在耶鲁所在的城市纽黑文住过一年,他很喜欢美国生活的“异国情调”。德沃雷除了(曾经)在耶鲁大学和加州大学圣芭芭拉分校有教职之外,也是谷歌Quantum AI实验室的首席科学家。(我要是谷歌,就立刻发公关稿:“我司员工连续两年斩获诺奖。加入本司,你就是诺奖的下一个得主!”)约翰·马丁尼斯:知行合一的梦想家 约翰·马丁尼斯67岁的马丁尼斯是三人组中的“加州实用派”。最与众不同的特质,是他那永不疲倦、凡事亲力亲为的风格。因此,他常被誉为是“物理学家中的工程师”。马丁尼斯表示自己是一个“明确的乐观主义者”。他在研究时总是会高度专注于某一个目标,他认为自己在物理学研究上的成就正是源于这种性格特质。他引用书籍《从0到1》(Zero to One)中的一句话来表达自己:“一个明确的乐观主义者会决定一件最好的事情,然后去做。”(他真的非常喜欢这本书,在不同的采访和演讲中都曾提到。) 彼得·蒂尔(Peter Thiel)的《从0到1》是马丁尼斯喜欢的书籍 | roblilwall.com当别人还在为理论问题争论不休时,马丁尼斯可能正为了搞定一块新芯片的布线而彻夜不眠。他坚持亲手调整线缆、焊接元件,从不假手于技术人员。这种“工匠精神”伴随了他整个职业生涯。一位同事曾说,比起在会议室里高谈阔论,你更有可能在稀释制冷机 (Dilution refrigerator) 旁看到他正在拧紧一颗螺丝。马丁尼斯最为人所知的身份可能是“谷歌科学家”。2014年,科技巨头谷歌斥资数百万美元,将马丁尼斯及其在加州大学圣芭芭拉分校的整个实验室招致麾下,组建量子硬件团队。学界与业界的这次罕见联姻最终硕果累累。2019年10月,马丁尼斯团队宣布,他们在一台名为“悬铃木”的53量子比特 (Qubit) 处理器上,成功实现了“量子优越性” (Quantum supremacy)。这项计算对当时最强大的经典超级计算机来说,需要耗费数千年才能完成。这一成就迅速登上全球媒体头条,被誉为量子技术领域的“莱特兄弟时刻”。然而,在那之后不久,2020年,看似事业正如日中天的马丁尼斯却选择离开谷歌。据他自己所说,这是一次“和平分手”:他充分认可谷歌研究团队的能力,只是“性格和研究风格不合”导致了一些问题而已。 (过去式的)“谷歌科学家”或许是马丁尼斯最为人所知的身份 | thequantuminsider.comPS:除去普通人看不懂的量子部分,马丁尼斯在采访中回答最多的问题或许就是“你为什么加入谷歌”和“你为什么离开谷歌”了……Guokr这三位科学家的组合,仿佛一支配合默契的实验室乐队:一位追求极致的精确,一位充满创造的巧思,一位勇于实践的笃行。时光回溯到上世纪80年代,在加州大学伯克利分校那间小小的实验室里,他们用超导材料搭建起了一种能够实现量子“隧穿”的电路。这在人类历史上第一次雄辩地证明:神秘的量子力学法则,并非只存在于微观的原子世界,它同样可以在我们触手可及的宏观电路中上演。几十年后,这条开创性的道路,最终通向了今天的量子计算机,也通向了斯德哥尔摩的诺贝尔奖殿堂。作者:窗敲雨,Luna,沈知涵编辑:Steed明天下午,2025年诺贝尔奖还将公布化学奖。果壳依然会跟你一起等待诺奖的结果,并在第一时间发布最靠谱的诺奖解读。快来关注,不要错过!点击图片进入历年诺贝尔奖解读合集 -
超导量子计算拿下物理学奖 日本人和华人科学家错失 瑞典皇家科学院10月7日宣布,将2025年诺贝尔物理学奖授予约翰·克拉克、米歇尔·德沃雷特和约翰·马丁尼斯,以表彰他们在电路中发现了宏观量子力学隧穿效应和能量量子化。今年是量子力学理论体系创立100周年,被联合国定为“国际量子科技年”,这很可能影响了瑞典皇家科学院的授奖领域。在人才辈出的量子力学领域,诺贝尔物理学奖委员会为什么选择了这三位美国加州大学教授?记者采访了复旦大学物理学系教授李晓鹏、上海交大李政道研究所凝聚态物理研究部助理研究员应江华。 瑞典皇家科学院7日宣布,三名科学家因在量子力学领域的贡献获2025年诺贝尔物理学奖。 新华社记者 彭子洋 摄为超导量子比特奠定基础“每个学过中学物理的人对电路都不会陌生,这属于经典电学。而如果我们把超导器件做得足够小,就会发生经典电学无法解释的量子效应。”从事量子计算研究的李晓鹏教授告诉记者。1984—1985年,克拉克、德沃雷特和马丁尼斯利用由超导体构成的电路开展了一系列实验。超导体是一种能够在无电阻情况下传导电流的元件。在电路中,超导元件被一层薄薄的非导电材料隔开,这种装置被称为“约瑟夫森结”。通过改进和测量电路的各种特性,三位科学家能够控制和探索电流通过时产生的特殊现象。他们观测到了能量量子化现象。“在经典电学中,能量是连续的。而在有量子效应的电路中,能量是离散的,这就是能量量子化。”李晓鹏解释,量子化能级是量子力学的一个基础概念。一个物理量如果不能连续变化,只能取一些分立的值,我们就说这个量是量子化的。好比上台阶,只能上一个台阶,而不能上半个。宏观世界里的物理量似乎都能连续变化,但在微观世界,许多物理量是量子化的。如氢原子中电子的能量只能取一个基本值——-13.6电子伏特或者其1/4、1/9、1/16、1/25等,而不能取其2倍或1/2、1/3。他们还观测到了量子隧穿效应。这种效应指的是电子等微观粒子能够穿入或穿越“势垒”的量子行为,尽管“势垒”的高度大于粒子的总能量。在经典力学里,这是不可能发生的事情。而在量子世界中,微观粒子能突破“不可能翻越的能量墙”,以概率形式“穿墙而过”。这些重要的科学发现,为日后科学家研制出超导量子比特奠定了基础。超导量子比特,是超导量子计算机的基本计算单元。目前,全球最高水平的超导量子计算机是“祖冲之三号”。它由中国科学院院士潘建伟团队研制,集成了105个量子比特,在处理量子随机线路采样问题时,比最快的超级计算机快15个数量级。 这是10月7日在瑞典斯德哥尔摩拍摄的2025年诺贝尔物理学奖公布现场。 新华社记者 彭子洋 摄日本和华人科学家错失诺奖诺奖作为科学界最高的学术荣誉,向来只奖“从0到1”的原始创新;但众所周知,世界上第一个超导量子比特,出自日本科学家中村泰信和华人科学家蔡兆申的合作实验成果。因此,此次物理学奖一出,令一些业内人士有些意外。应江华告诉记者,这次3位获奖者,尤其是最后一位马丁尼斯,可以说是在超导量子计算领域“从1到99”的进程中取得显著成就。“从实验转向工程,从科研转向应用,这是不是诺贝尔奖的‘风向’有所改变?” 中村泰信,日本理化学研究所量子计算中心。作为超导量子计算的基本单位,第一个超导量子比特于1999年诞生在日本的实验室里,不过当时也只有1个量子比特,其寿命只有纳秒量级。应江华说,“超导量子计算的天量算力,是随量子比特数量增加,呈现指数级增长的。”然而,特别“烧钱”的量子计算,不能停留在实验室。在此基础上,马丁尼斯这位工程化的“推手”,带领团队与谷歌公司合作,做出超过50个超导量子比特,首次验证了超导量子计算的“量子优越性”,从实验层面证实了超导量子计算在特定问题上具备经典计算无法企及的算力优势。尽管马丁尼斯后续从谷歌离职,但始终深耕量子计算领域,且更注重技术商业化转化。这表明,诺奖开始更多关注那些在实际科学成果转化、技术应用落地中发挥核心作用的研究者。 米歇尔·H·德沃雷,美国耶鲁大学、美国加利福尼亚大学。至于第二位获奖者德沃雷特,其核心贡献正契合诺贝尔委员会的颁奖词——“因在超导电路中发现宏观量子力学隧穿效应与能量量子化现象”,这一发现为固态量子信息科学奠定了关键实验基础。这为解决超导量子比特的核心瓶颈——相干时间(即量子比特“存储量子信息的寿命”)提供了关键技术路径。科普地讲,正因为有它,量子比特的“寿命”从转瞬即逝的纳秒级别,提升到毫秒级别。利用量子电动力学原理实现对量子比特量子态的高效操控、高保真度读取与低噪声隔离,成为当前主流超导量子计算平台(如 IBM、谷歌量子处理器、祖冲之号等)的技术基石。 约翰·克拉克,美国加利福尼亚大学。应江华说,“作为今年物理学奖的第一位得主,克拉克是德沃雷特和马丁尼斯的导师,相关的宏观量子效应和电路量子化等研究为超导量子计算铺平了道路。”克拉克在超导和超导电子学方面作出了重大贡献,特别是在超导量子干涉装置,即一种超灵敏的磁通量探测器的开发和应用方面。这同样表明,诺贝尔物理学奖高度重视科学成果的转化与应用。值得一提的是,由中国企业家捐资亿元设立的2021年度“墨子量子奖”曾授予3位科学家,以表彰他们在开创超导量子电路和量子比特方面的领导作用,分别是克拉克、德沃雷特、中村泰信。这一次,前两位科学家均获诺奖,唯独中村泰信与之错失。原标题:《超导量子计算拿下物理学奖,日本人和华人科学家错失,诺贝尔奖的风向转了吗?》来源:作者:解放日报 徐瑞哲 俞陶然 -
法意联手研发月球核反应堆,新一轮太空能源竞赛升级 法国核能巨头法马通公司(Framatome)近日宣布与意大利新技术、能源和可持续发展署(ENEA)签署谅解备忘录,将共同探索设计适用于月球极端环境的核裂变反应堆先进技术方案,为未来的月球定居点提供能源。法马通称,核反应堆能够在恶劣环境下运行且经久耐用,可提供可靠且持续的能源(尤其是在漫长的月夜),从而使人类能够在月球持续生存。谅解备忘录涉及三方面:研究反应堆所需燃料,旨在优化效率和安全性;开发能够承受太空极端条件的新材料;利用增材制造技术制造反应堆部件。 法马通与ENEA签署月球表面核反应堆谅解备忘录,ENEA官网图目前,多国正在研究利用核能为未来月球基础设施和定居点提供能源。法马通表示,上述协议标志着太空探索和对月球资源的可持续利用进入关键阶段。提高用于月球表面应用的核反应堆技术成熟度,将拓宽欧洲的知识储备与能力版图,这对于人类的重返月球竞赛以及筹备未来火星之旅而言至关重要。意大利致力于月球探索和建立永久月球基地,在月球能源供应研究上十分积极。2024年,意大利国家航天局正式启动Selene(月球核能系统)项目,旨在开发小型核裂变反应堆,为月球定居点提供稳定电力。该项目的牵头方即此次与法马通合作的ENEA,该机构是意大利国家级跨学科公共科研机构。在月球上部署核反应堆电源,构想美妙但挑战颇大。月球上没有大气层,还存在极端温差以及长时间的昼夜交替。中国航天报曾报道,随着载人登月成为未来10年空间任务的核心,以及载人登火和深空探测任务成为远景规划,人类对空间核反应堆电源的需求也更加迫切。月表的寒冷月夜持续14天,两极附近光照变化很大,陨石坑中的永久阴影区终年无光,火星沙尘暴常常持续数月。在这些严酷环境中,太阳能发电已无法满足需求,燃料供应也非常有限,难以可靠地支持航天员长时间停留。核反应堆电源将核反应堆产生的热能转换成电能。这种电源不依赖光照,可在深远空间、日照阴影区、尘暴、高温、辐射等特殊环境下全天候工作;适用功率范围广,可覆盖千瓦至兆瓦及以上功率输出;储能高、重量轻、体积小,非常适合于中高功率空间任务。美国一直将核反应堆电源视为月球、火星等星球表面基地能源供应的首选。据多家美媒今年8月报道,美国交通部长兼国家航空航天局(NASA)代理局长肖恩·达菲宣布,美国将加快推进在月球上建设核反应堆的计划,目标是在2030年前完成一座100千瓦级核反应堆的发射与部署。但外媒援引航天业内人士对此评价称,现有技术成熟度与如此激进的时间表明显脱节,从核反应堆的工程设计到辐射防护,再到低重力条件下稳定运行,每个环节都面临重大挑战,要在5年内实现从图纸到登上月球?根本不现实。中国航天报分析称,美国想要在月球表面运行核反应堆电源,还面临不少技术挑战,涉及核反应堆、电力转换、散热和空间飞行等方方面面的关键技术。虽然这些领域都有相对成熟的方案,但目前没有哪家公司具备全部能力,如从事核反应堆研发的公司缺乏开发航天设备或电力转换系统的经验。这就需要联合各部门组建专门团队,整合工程技能,开发系统所需的所有技术,还需要满足通信设备、传感器、热传递等方面的苛刻指标。此外,空间核反应堆电源发展历程中曾经发生过数次事故,其安全性也备受关注。分析人士指出,美国加快建设月球核能系统,意在为未来长期载人探月和火星探测任务奠定能源基础,同时在新一轮太空竞赛中占据先机。截至今年4月,已有17个国家和国际组织、50多个国际科研机构加入由中国发起的国际月球科研站合作。中国工程院院士、中国探月工程总设计师吴伟仁此前接受新华社采访时表示,国际月球科研站是长期自主运行、短期有人参与,可扩展、可维护的综合性科学实验设施。具备地月往返、能源供应、中枢控制、通信导航、月面科考和地面支持等能力,持续开展科学探测研究、资源开发利用、前沿技术验证等多学科、多目标、综合性科学和技术活动。国际月球科研站建设计划分为两步,于2035年前完成基本型建设,2045年前完成拓展型建设。俄罗斯国家航天集团总裁尤里·鲍里索夫2024年曾透露考虑与中国合作,在2033年至2035年期间在月球上建造核电站,以便有朝一日在月球上兴建定居点。国际文传电讯社今年5月报道,俄罗斯国家航天集团与中国国家航天局签署了一份关于建设月球核电站的合作备忘录。俄罗斯国家航天集团在一份声明中表示,核电站将对国际月球科研站项目做出重大贡献,科研站预计将于2036年完工。声明还称:“该站将进行基础空间研究,并测试国际月球科研站的长期无人操作技术,展望人类在月球上的存在。” -
一句话说清物理诺奖:人类首次在宏观世界看到“子弹穿墙” 点击图片进入历年诺贝尔奖解读合集在量子物理的世界里,常常会发生一些违反直觉的事情:粒子能穿过墙壁、能量像硬币一样一枚一枚地发放、一个系统能同时处在两个状态之中。这样的现象看似只存在于微观世界,远离我们的日常经验,但今年的诺贝尔物理学奖告诉我们,这些“奇异”的量子现象,可以在你手心大小的电路中发生。 这张图用生活中的一个例子(球扔向墙壁会反弹)来解释量子力学中的隧道效应。在量子力学的微观世界里,微观粒子有一定的概率穿过原本看似不可逾越的“墙壁”,出现在墙壁的另一侧。这与我们日常中基于经典物理形成的直觉相违背,所以让人觉得量子力学很“怪异”。图源:Johan Jarnestad/The Royal Swedish Academy of Sciences2025年诺贝尔物理学奖授予了三位科学家:约翰·克拉克(John Clarke)、米歇尔·德沃雷(Michel H. Devoret)和约翰·马丁尼斯(John M. Martinis),以表彰他们“在电路中发现宏观量子隧穿与能量量子化”的成就。他们让量子力学从原子与电子的微观舞台,跃上了可以触摸的人类尺度。当量子世界伸向人类尺度我们都知道,扔出的球会撞在墙上反弹回来,不可能“穿墙而过”。但在量子世界中,粒子却能做到这一点,这就是著名的“量子隧穿”。在原子核中,粒子偶尔会穿越能量屏障逃逸出来,这种“穿墙术”正是放射性衰变(如α衰变)的根源。 物理学家已经知道,隧道效应对于一种特定类型的核衰变(α衰变)来说是必需的。原子核中的一小部分会脱离原子核并出现在原子核的外面。这里强调了隧道效应在α衰变过程中的重要性,解释了α衰变过程中α粒子是如何从原子核内部穿越势垒(Barrier)而逃逸到原子核外部的现象。图源:Johan Jarnestad/The Royal Swedish Academy of Sciences然而,这种现象通常只出现在单个粒子层面。几十年来,物理学家都在追问:能否让由无数粒子组成的宏观体系,也表现出同样的量子行为?2025年的三位诺贝尔奖得主给出了一个漂亮的答案:可以。在超导电路中建造“量子隧道”时间回到上世纪80年代中期。美国加州大学伯克利分校的实验室里,教授约翰·克拉克带领他的团队,包括博士后米歇尔·德沃雷和博士生约翰·马丁尼斯,开始搭建一个看似普通的电路。这个电路由两块超导体组成,中间夹着一层极薄的绝缘层,这种结构被称为约瑟夫森结(Josephson junction)。 1、在普通的导体中,电子之间会相互碰撞,同时也会与导体材料发生碰撞。2、当一种材料变成超导体时,电子会成对结合,形成库珀对,并且形成一种没有电阻的电流。图中的空白部分表示的是约瑟夫森结。3、库珀对可以表现得像一个单一的粒子,充满了整个电路。量子力学使用共享的波函数来描述这种集体状态。这个波函数的性质在获奖者的实验中起着主导作用。图源:Johan Jarnestad/The Royal Swedish Academy of Sciences在超导体中,电子并非各自为战,而是成对“结伴而行”,形成所谓的库珀对(Cooper pair)。这些电子对不再像普通电子那样互相推挤,而是像一支完美合拍的舞蹈队伍,共同流动、没有阻力。整个系统可以用一个统一的“波函数”来描述。这意味着,它表现得就像一个巨大的“量子粒子”。于是,这个由无数电子组成的宏观体系,竟然具备了量子世界的特性。克拉克、德沃雷和马蒂尼斯正是利用这一特性,设计出可以观察“宏观量子隧穿”的实验。 这张图片描述了一个关于超导电路的实验。实验使用了一个超导电路,这个电路被放置在一个芯片上,芯片的尺寸大约为一厘米左右。此前,隧道效应和能量量子化等现象通常是在只有少数粒子的系统中进行研究的。而在这个实验中,这些量子现象出现在了一个宏观的量子力学系统中。这个系统包含数十亿个库珀对,这些库珀对充满了芯片上的整个超导体。通过这种方式,该实验将量子力学效应从微观尺度扩展到了宏观尺度。图源:Johan Jarnestad/The Royal Swedish Academy of Sciences他们向电路中输入微弱电流,并测量电压变化。在没有量子效应时,电压应当始终为零,就像一个被卡住的开关。然而在实验中,他们惊讶地发现:电压会突然跳动,好像系统“穿过了”一个无形的能量屏障。 这张图片描述了一个实验现象,实验开始时没有电压,就像一个被障碍物阻挡的杠杆处于关闭位置。在经典物理学中,这种状态会一直保持。但是量子力学允许电压“隧穿”过障碍物,使得电压突然出现,这种现象被称为宏观量子隧穿。图源:Johan Jarnestad/The Royal Swedish Academy of Sciences换句话说,电路中的整个超导体系,完成了一次宏观量子隧穿。能量的“量子化”——跳台式的世界更令人兴奋的是,他们还发现这个系统的能量不是连续变化的,而是分成一个个“台阶”,只能按特定的份额吸收或释放能量。这种现象被称为能量量子化(energy quantisation)。实验团队向电路中注入不同波长的微波。当微波的能量恰好与某一级能量差匹配时,电路就会“吸收”这份能量,并跳到更高的能级,就像粒子在量子世界中跃迁一样。这正是量子世界的特征:能量不流动,而是“跳跃”。 在量子力学体系里,粒子的能量并非是连续可变的。就好比你爬楼梯,不能停留在两个台阶之间的位置,而必须完整地从一个台阶迈到另一个台阶。粒子的能量也是一样,它只能处于某些特定的能级上,吸收或释放的能量也是特定的、离散的值,这就是能量的量子化现象。图源:Johan Jarnestad/The Royal Swedish Academy of Sciences结果:能量多了,系统更容易“穿墙”;能量少了,系统就被困得更久。这与量子力学的理论预测完全一致。这一切与量子力学的预测完美吻合。不同的是,这次不是电子,不是原子,而是一个由上千亿个粒子构成的宏观系统,在执行一场量子力学的“表演”。从薛定谔的猫到“人手可握的量子世界”这项实验震撼了整个物理界。长期以来,人们认为量子现象只存在于微观层面,而宏观世界会因环境扰动而“去量子化”。正如著名的思想实验“薛定谔的猫”所描述的:在量子叠加态下,猫既活又死,但一旦我们打开盒子,现实只会留下一个结果。但理论物理学家安东尼·莱格特(Anthony Leggett)曾提出,或许存在一种中间状态:宏观体系也能以量子方式存在。克拉克、德沃雷和马蒂尼斯的实验正是这种思想的实证版本。他们让一个“宏观电子体”展现出量子跃迁与隧穿行为。这是过去被认为不可能实现的。这个系统虽然比猫小无数倍,但它确实让“量子猫”从想象变成了可测量的现实。量子计算的伏笔这项研究不仅仅是物理学上的突破,更是量子技术的奠基石。约翰·马蒂尼斯后来将这种具有量子化能级的超导电路,用作信息单元,也就是量子比特(qubit)。在量子计算机中,一个比特既能是“0”,也能是“1”,还能同时处于“0与1”的叠加态。这正是克拉克、德沃雷与马蒂尼斯早年实验所揭示的物理特性。如今,全球领先的量子计算研究(包括Google的量子芯片)都直接受益于他们开创的思路。这些“人造原子”不再只是实验装置,而是有可能成为未来量子计算机的核心元件。结语:当量子从理论走向现实从最初的思辨,到实验的巧思,再到技术的应用,2025年的诺贝尔物理学奖标志着一个重要的转折:量子力学不再只是“微观的魔法”,它开始进入我们可以制造、操控、甚至握在手中的世界。克拉克、德沃雷和马蒂尼斯三人用一个厘米大小的电路,让人类第一次在“可见的尺度上”验证了量子力学的神奇。他们让薛定谔的猫,不再只是一个思想实验的笑谈,而成为一个通往未来科技的真实起点。信息来源:诺贝尔官网新闻稿编译:果壳翻译班封面图来源:nobelprize稍后,果壳将为大家带来2025年物理学奖的更多内容,敬请期待!快来关注,不要错过!点击图片进入历年诺贝尔奖解读合集译文版权属于果壳,未经授权不得转载. -
2025诺贝尔物理学奖颁给了谷歌量子计算机打造者 西风 闻乐 发自 凹非寺 量子位 | 公众号 QbitAI 刚刚,诺贝尔物理学奖揭晓!今年颁给了量子力学领域的三位科学家John Clarke、Michel H. Devoret和John M. Martinis,以表彰他们: 在电路中发现宏观量子力学隧穿效应和能量量子化现象。 其中John M. Martinis曾是谷歌AI量子实验室的量子硬件首席科学家,与团队在《Nature》曾发表划时代论文,首次通过一台拥有53个量子比特的处理器实现了“量子霸权”。 John Clarke John Clarke的研究方向主要涉及超导性和超导电子学,特别是低温物理和超导电子学领域。他最为人知的贡献是发明和改进了超导量子干涉仪(SQUID),这是一种极其灵敏的磁通量-电压转换器,可应用于凝聚态物理、地球物理学、天体物理学、宇宙学、医学物理等领域,被誉为“磁学领域的游标卡尺”。 John Clarke1942年出生于英国剑桥,1964年、1968年分别获得剑桥大学基督学院和达尔文学院的物理学学士、硕士和博士学位,2003年获得剑桥大学理学博士学位。1968年,他以博士后身份进入加州大学伯克利分校物理系,并于1969年留校任教。他于1983年获得杰出教学奖,是伦敦皇家学会、美国物理学会、美国科学促进会和英国物理学会的会员。也曾是斯隆基金会研究员、古根海姆研究员和米勒教授。1987年,他被评为加州年度科学家,并因其在低温物理研究方面的贡献获得弗里茨·伦敦奖。1998年,他获得美国物理学会的约瑟夫·F·基思利测量科学进步奖,1999年,他获得美国国家科学院的康斯托克物理学奖。他于2004年荣获英国皇家学会休斯奖章,并于2005年担任加州大学伯克利分校教职研究讲师。他还曾任劳伦斯伯克利国家实验室高级科学家。2010年退休后,他成为研究生院教授,并继续活跃于科研领域。2021年还凭借在超导量子电路与量子比特早期关键技术方面的引领作用,与他人共同荣获“墨子量子奖”。 Michel H. Devoret Michel H. Devoret的研究领域集中在凝聚态物理与量子信息交叉的前沿,被誉为“量子电子学(Quantronics)”的奠基人之一 所谓“量子电子学”,是研究介观尺度下电子系统的量子行为——在这一尺度上,宏观的电流与电压不再只是经典物理量,而会像原子与光子一样,展现出量子叠加与隧穿等特性。Michel H. Devoret长期致力于理解超导电路中量子非平衡物理的基本机制,并探索其在量子计算与量子传感等领域的应用,为当今量子科技革命奠定了坚实的物理基础。他曾先后在法国高等师范学院与美国耶鲁大学任职,是超导量子比特技术的重要开拓者之一。Michel H. Devoret在国际学术界享有极高声誉,曾获得众多顶级科学奖项,包括与Robert Schoelkopf共同获颁美国国家科学院康斯托克物理学奖(2024),墨子量子奖(2022),Olli V. Lounasmaa纪念奖(2016),以及与Robert Schoelkopf和John Martinis共同获得的菲列兹·伦敦纪念奖(2014)等。Michel H. Devoret于2003年当选美国艺术与科学院院士、2007年当选法国科学院院士。2007年至2012年间,他还担任法兰西学院(Collegede France )教授。 John M. Martinis John M. Martinis于1980年获得加州大学伯克利分校物理学学士学位,并在同校完成博士研究。他在博士期间研究了约瑟夫森结(Josephson tunnel junction)中相位差这一宏观变量的量子行为,这一研究首次证明了宏观电路系统可以表现出量子隧穿与能级离散化等量子特征,这也正是他这次获得诺贝尔奖的核心贡献。 博士毕业后,Martinis先后在法国萨克雷原子能委员会和美国国家标准与技术研究院(NIST)电磁技术部从事博士后研究。他在NIST期间开发了基于超导转变边缘传感器(transition-edge sensor, TES)的微量热计技术,实现了高精度X射线探测,为量子测量技术的发展做出了重要贡献。自2002年以来,Martinis将研究重点转向基于约瑟夫森结的量子比特(Josephson-junction qubits),并立志构建世界上第一台实用的量子计算机。2004年,他加入加州大学圣巴巴拉分校,担任实验物理学Worster教席教授。2014年,Google Quantum AI Lab以数百万美元的规模引入Martinis及其团队,共同打造超导量子计算机系统。2019年10月23日,他与团队在《Nature》发表划时代论文《Quantum supremacy using a programmable superconducting processor》,首次通过一台拥有53个量子比特的处理器实现了“量子霸权”(Quantum Supremacy),在计算速度上超越了当时世界上最强的经典超级计算机,成为量子计算发展史上的里程碑事件。 2020年,Martinis离开谷歌,次年加入由Michelle Simmons教授创立的澳大利亚初创公司Silicon Quantum Computing。2022年,他共同创立了公司Qolab,提出“半导体产业掌握实现实用量子计算机的关键,因为它能实现高质量量子比特的大规模制造”的理念,并自此担任公司CTO。在其职业生涯中,John M. Martinis不仅在科研领域屡创里程碑,也多次获得国际物理界的重要奖项,包括2021年的 约翰·斯图尔特·贝尔奖。One More Thing继哈萨比斯、Hinton后,John M. Martinis接过“谷歌系诺奖得主”的接力棒。 参考链接:https://www.nobelprize.org/prizes/physics/2025/summary/ -
诺贝尔物理学奖,三名量子力学科学家获奖 北京时间10月7日消息,瑞典时间10月7日11:45(欧洲中部时间),瑞典皇家科学院公布,决定将2025年度物理学奖授予美国科学家约翰·克拉克 (John Clarke)、米歇尔·H·德沃雷特 (Michel H. Devoret) 和约翰·M·马丁尼斯 (John M. Martinis),以表彰他们“发现了电路中的宏观量子力学隧穿和能量量化”。 据了解,2025年的诺贝尔奖单项奖金为1100万瑞典克朗,与2024年持平,合人民币834.526万元。 诺贝尔奖公布时间遵循历年惯例,通常在每年10月上旬的星期二上午举行。 以下是三位物理学奖获奖人物介绍: 第一位,约翰·克拉克:SQUID技术的奠基人 约翰·克拉克是超导电子学领域的先驱。他最受瞩目的工作是超导量子干涉装置(SQUID)的开发与应用。SQUID是一种极其灵敏的磁通量探测器,其核心原理是基于超导约瑟夫森效应 。 他的研究不仅推动了SQUID器件本身的性能极限,还极大地拓展了其应用场景。SQUID技术如今在基础物理研究、地质勘探、生物磁成像(如心磁图、脑磁图)以及量子信息处理等领域发挥着不可替代的作用 。 作为加州大学伯克利分校的教授,克拉克培养了许多优秀的学者,其中就包括约翰·马丁尼斯,马丁尼斯的博士研究正是在克拉克的指导下进行的 。因其在开创超导量子电路和量子比特早期关键技术方面的领导作用,他与德沃雷特、中村泰信共同获得了2021年度“墨子量子奖” 。 第二位,米歇尔·德沃雷特:电路QED的架构师 米歇尔·德沃雷特的研究为实现可扩展、高保真度的超导量子计算提供了关键的理论和实验框架。他的工作重点在于理解和控制宏观量子电路的行为。 德沃雷特是电路量子电动力学(cQED) 实验研究的主要推动者之一。这一领域将量子光学的概念应用于超导微波电路,使得人们能够像在光学腔中操控光子一样,精确地操控和测量微波光子与人工原子(即超导量子比特)的相互作用。这为量子比特的读取、操控以及量子纠错奠定了基础 。 此前,德沃雷特曾与约翰·马丁尼斯等多位顶尖科学家合作,共同推动了超导量子比特的相干时间和门保真度不断提升。因在超导量子电路领域的一系列开创性贡献,他与克拉克等共同荣获2021年墨子量子奖 。 第三位,约翰·马丁尼斯:量子优越性的实践者 约翰·马丁尼斯的职业生涯几乎就是一部超导量子计算从实验室概念走向工程实现的简史。他的工作极具系统性,从单个量子比特的物理研究到最终集成数十个量子比特并展示其超越经典计算机的能力。 在博士及博士后阶段,马丁尼斯就在克拉克的指导下对约瑟夫森结等超导器件中的宏观量子效应进行了深入研究 。此后,他带领团队在超导量子比特的设计、制备和操控方面取得了一系列突破,例如早期演示相干拉比振荡等 。 2014年加入谷歌后,马丁尼斯作为硬件负责人,领导团队向着“量子优越性”这一里程碑发起冲击。2019年,他们成功研发了“悬铃木”(Sycamore)处理器,包含53个有效量子比特,并在一个特定计算任务上演示了200秒内完成经典超级计算机需要约1万年才能完成的计算,首次实现了量子优越性,引发了全球关注 。这一成就也使他于2021年荣获贝尔奖 。 (定西) -
从海洋里边捕碳边产料,中国团队计划在沿海地区构建“绿色工厂” 海洋作为地球上最大的天然“碳库”,每年吸收逾四分之一人为排放的二氧化碳,有效减缓全球气候变暖。然而,海水持续吸收二氧化碳引发的海洋酸化,对海洋生态平衡构成了严重威胁。澎湃新闻记者获悉,10月6日,中国科学院深圳先进技术研究院定量合成生物学全国重点实验室、合成生物学研究所高翔团队联合电子科技大学夏川团队,首次提出并验证了一种基于“电催化+生物催化”耦合策略的“人工海洋碳循环系统”,相关成果发表在国际学术期刊《自然·催化》。 电催化+生物催化的集成系统。该系统可捕集天然海水中的二氧化碳,并转化为可直接进入生物制造的中间体,再进一步升级为多类高价值化学品与材料。该研究以可降解塑料单体为示范案例,有望为燃料、医药与食品配料等更广谱产品提供生物制造平台。据介绍,研究的首个关键环节由夏川团队负责,他们利用电催化技术实现了从海水中进行高效的碳捕集。面对电极钝化和盐类沉积等难题,研究团队设计了一种新型电解装置,实验结果显示,该装置能在天然海水里连续稳定运行超过500小时,二氧化碳捕碳效率高达70%以上,还可同步副产氢气。在经济性方面,每捕集一吨二氧化碳的成本约为229.9美元。此外,研究团队通过两步法成功研制出了高活性、高甲酸选择性的铋基催化剂(Bi-BEN),借助电催化将捕获的二氧化碳高效转化为甲酸,并经放大电解系统连续稳定运行20天,持续获得高浓度纯甲酸溶液。研究的第二个关键环节,由高翔团队主导,他们利用生物催化的方法,将甲酸溶液转化为可替代化石工业来源的生物化学品。需要注意的是,尽管甲酸来源广泛,但其生物毒性导致大多数微生物难以高效利用。针对这一难题,高翔团队构建了一种能够高效利用甲酸、并将其转化为塑料单体的“超级细胞”。研究团队选择了生长速率极快的海洋需纳弧菌(Vibrio natriegens)作为底盘细胞,通过实验室的长期进化和合成生物学手段,对细菌的基因线路进行系统重构,成功改造出耐受高浓度甲酸、并能以其作为唯一碳源进行高效生长代谢的“工程菌”。该工程菌能够将甲酸精准地转化为合成生物可降解塑料聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的核心单体——琥珀酸,以及可降解塑料聚乳酸(PLA)的单体——乳酸。研究人员指出,PBS、PLA只是这一生物制造平台的示范案例,通过电催化与代谢通路的模块化设计与组合优化,该平台有望扩展至有机酸、单体、表面活性剂、营养配料等多元产品谱系,服务于材料、化学、医药与食品等产业场景。值得关注的是,未来,研究团队计划在沿海地区构建集成化的“绿色工厂”。一方面,依托电催化装置持续从海水中捕获二氧化碳并转化为甲酸。另一方面,通过发酵罐中的工程菌将甲酸高效转化为绿色塑料原料。研究团队认为,随着技术不断优化与大规模应用,该研究将有效缓解海水酸化问题,构建“捕碳-产料-制品”一体化绿色产业链,真正实现“边捕碳、边产料”的可持续生产模式,为我国“蓝色经济”高质量发展注入强劲绿色动能。 -
深挖 | 2025第一个诺奖为何颁给这三位科学家? 这是一项“迟到了30年”的诺奖发现。文|王 嫱当地时间10月6日,瑞典卡罗琳医学院宣布,将2025年诺贝尔生理学或医学奖授予美国科学家玛丽·E·布伦科(Mary E. Brunkow)、弗雷德·拉姆斯德尔(Fred Ramsdell)和日本科学家坂口志文(Shimon Sakaguchi),以表彰他们在外周免疫耐受方面的发现。诺贝尔委员会主席奥勒·坎普(Olle Kämpe)表示,“他们的发现对于我们理解免疫系统如何运作,以及为何我们并非所有人都患上严重的自身免疫性疾病,具有决定性作用”。 很多人可能和笔者一样,对这三位科学家的名字和“外周免疫耐受”这个词都很陌生。那么,2025年第一个宣布的诺贝尔奖,为什么要颁给这三位科学家呢? 敲黑板时间:外周免疫耐受(peripheral immune tolerance)是免疫学中一个极为重要的概念,它指的是免疫系统在成熟淋巴细胞进入外周(即淋巴结、脾脏等非胸腺或骨髓环境)后,通过一系列机制避免对自身组织、无害外来物质(如食物抗原)或共生微生物产生过度或有害的免疫反应,从而维持免疫系统的自我耐受和免疫稳态。早在上世纪70年代,免疫学界就提出过“抑制性T细胞(Suppressor T cells)”的概念,这也是外周免疫耐受的核心机制。但由于当时实验方法落后,研究结果不一致,到了上世纪80年代初,这个概念已经几乎完全废弃。直到1995年,当时44岁的坂口志文揭示了免疫系统的复杂性远超想象,并首次发现了一类此前未知的免疫细胞,它们在保护人体免受自身免疫性疾病侵害方面发挥着重要作用。 坂口志文 调节性T细胞工作艺术图(图源:诺贝尔奖官网)2001年,布伦科和拉姆斯德尔取得了一项关键发现,他们解释了为何一种特定的小鼠品系(名为scurfy)特别容易患自身免疫性疾病。这两位科学家发现,这些小鼠体内一个被他们命名为Foxp3的基因发生了突变。他们还证明,该基因在人类中的对应基因发生突变,会导致一种严重的自身免疫性疾病——IPEX。这一发现为理解自身免疫性疾病的遗传基础提供了重要线索。仅仅两年后,坂口志文再次将这些看似独立的发现联系起来。他通过实验证明,Foxp3基因正是控制着他在1995年发现的那些细胞的发育。至此,这些细胞被正式命名为“调节性T细胞(Regulatory T cells)”。它们的主要职责是监测其他免疫细胞的活动,确保免疫系统能够对自身的组织保持“宽容”,避免不必要的攻击。 调节性T细胞如何保护我们这几位科学家的发现共同开创了“外周免疫耐受”的新研究领域,推动了针对癌症和自身免疫性疾病治疗方法的发展,并可能为移植手术带来更高的成功率。从坂口志文1995年发现调节性T细胞到他和另两位美国科学家因此获得诺奖,用了整整三十年时间。而关于如何利用调节性T细胞来对抗疾病的研究仍在持续推进。参考资料:央视新闻、新民晚报、人民日报、界面新闻、丁香园 罕见!联邦政府“停摆”之际,美财政部还在考虑将特朗普印上硬币......首次!威廉公开谈论妻子凯特患癌,称自己的最大压力来自家庭云海相望,旖梦千年,这个来自北魏的特展或是申城最新“爆款”版权说明新民周刊所有平台稿件, 未经正式授权一律不得转载、出版、改编,或进行与新民周刊版权相关的其他行为,违者必究! -
【科技自立·产业自强】盛景微:参与研制国内首套露天矿全无线爆破系统成功应用 填补国内技术空白 人民财讯10月7日电,盛景微凭借其在工业电子雷管核心控制组件与专用芯片领域的技术深耕,正不断以创新实力驱动产业升级。2025年9月,由盛景微参与研制的国内首套露天矿全无线爆破系统成功应用。该系统实现了从地表到炮孔的全域无线起爆,攻克了无线信号穿透复杂介质的核心技术壁垒,彻底摆脱了对传统线缆的依赖,填补了国内技术空白。盛景微依托其高性能、低功耗的专用芯片优势,以及省级工程技术研究中心和CNAS认证实验室等平台,将技术实力成功转化为在工业安全、地质勘探等多领域广泛应用的产品矩阵,其电子雷管核心模块已在国内市场占据领先地位。 -
2025年诺贝尔物理学奖花落谁家?凝聚态物理学方向成热门 随着10月6日诺贝尔医学奖花落免疫耐受领域,今天(10月7日)晚上17:30左右,我们将迎来今年第二个“开奖”的诺贝尔奖——诺贝尔物理学奖。那些和我们生活密切相关的诺贝尔物理学奖自1901年以来,诺贝尔物理学奖已颁发118 次。其中六次未能颁发:1916 年、1931 年、1934年、1940年、1941 年和 1942 年。为什么那些年没有颁发诺贝尔奖?可以看出,第一次世界大战和第二次世界大战期间,诺贝尔奖的颁发数量较少。诺贝尔基金会章程规定:“如果所评选的作品均未达到第一段所述的重要性,奖金将保留至下一年。如果到那时仍无法颁发,奖金将转入基金会的专用资金。”在所有的诺贝尔物理学奖中,有47 个物理学奖仅授予一位获奖者,有 33 个物理学奖由两位获奖者分享,有 38 个物理学奖由三位获奖者分享。这是因为章程规定,奖金最多只能由3人共享。 利兹大学的威廉·布拉格制造的原始X射线光谱仪。 1901年,首届诺贝尔物理学奖由发现X射线的德国荷兰物理学家威廉·伦琴获得。他坚持不用“伦琴射线”命名自己的发现,因此也让“X射线”成为了目前家喻户晓的名称。1901年至2024年,诺贝尔物理学奖已颁发给227位获奖者。由于约翰·巴丁曾两次获奖,因此自1901年以来,共有226人获得诺贝尔物理学奖。迄今为止,最年轻的诺贝尔物理学奖获得者是劳伦斯·布拉格,1915年,他与父亲因利用 X 射线分析晶体结构所做出的贡献,一起获得诺贝尔奖,当时他年仅25岁。最年长的诺贝尔物理学奖获得者是亚瑟·阿什金,2018年,他96岁时因光镊及其在生物系统中的应用获得诺贝尔物理学奖。约翰·巴丁是唯一两次获得诺贝尔物理学奖的人,分别于1956年和1972年获得诺贝尔物理学奖。迄今为止,共有五位女性获得过诺贝尔物理学奖,包括1903年获奖的玛丽·居里,也就是居里夫人,她因与丈夫共同研究亨利·贝克勒尔教授发现的辐射现象而获奖。这是女性获奖人次第二少的诺贝尔奖项,最少的是诺贝尔经济学奖,仅三位女性得主,但经济学奖在1969年才设立。特别值得一提的是居里夫人,他们一家出了两对获得诺贝尔奖的夫妻。玛丽·居里和皮埃尔·居里于1903年荣获诺贝尔物理学奖。玛丽·居里于1911年再获诺贝尔化学奖。而居里夫人的女儿伊雷娜·约里奥-居里于1935年与其丈夫弗雷德里克·约里奥共同获诺贝尔化学奖。特别著名的诺贝尔物理学奖获得者还有阿尔伯特·爱因斯坦,他因对理论物理学的贡献,特别是光电效应定律的发现,获得了1921年诺贝尔物理学奖。还有因为“薛定谔的猫”而广为人知的埃尔温·薛定谔因发现原子理论的新生产形式于1933年获诺贝尔物理学奖。诺贝尔物理学奖中,很多都跟我们当下生活息息相关,尤其是X射线、相机技术和节能灯技术,被视为改变物理学的三大进步。除了前文提到的X射线之外,现代相机技术获得2009年的诺贝尔物理学奖。威拉德·博伊尔和乔治·史密斯发明的电荷耦合器件是数码相机技术的一次突破,并继续在科学成像中发挥着至关重要的作用。节能灯技术获得了2014年诺贝尔物理学奖,赤崎勇、天野浩和中村修二制造出了明亮的蓝色光束,从根本上改变了照明技术。2024年,约翰·霍普菲尔德和杰弗里·辛顿因为在实现机器学习的人工神经网络方面的基础性发现与发明获得诺贝尔物理学奖。今年有些什么诺贝尔物理学奖大热门?有学者表示,相较其他奖项,诺贝尔物理学奖的规律性较为明显:宇宙天体物理学、粒子物理学、原子分子及光物理学和凝聚态物理学这四大领域轮番登场。但纵观2024年的诺贝尔奖获奖情况,多个奖项聚焦于基础科学与应用技术的结合,这一趋势也可能会影响2025年的评选。那么,今年的诺贝尔物理学奖将花落谁家?沃尔夫奖也可以被认为是“诺奖风向标”之一。其科学类奖项(物理、化学、医学)得主中约有三分之一后续获得了诺贝尔奖,在物理学中尤为明显。2025年沃尔夫物理学奖由三位凝聚态物理学家共享:印裔美国学者Jainendra Jain、以色列科学家莫德海(莫蒂)海布卢姆与美国物理学家詹姆斯·P·艾森斯坦。他们因在分数量子霍尔效应领域的开创性工作获奖,其研究证实电子在强磁场下可表现出“分数电荷准粒子”特性,为量子计算和拓扑量子器件研发奠定了基础。这一发现延续了量子霍尔效应研究的“诺奖传统”——此前已有5位物理学家因相关研究获诺贝尔奖。 作为物理学界研究者最众多的领域之一,凝聚态物理领域被视为今年的获奖热门。该领域在 2016 年之后就再也没有获得过诺贝尔奖,今年呼声最高。值得一提的是,中国科学院院士薛其坤团队“量子反常霍尔效应的实验发现”,正是凝聚态物理领域的一项重大突破。被诺贝尔奖得主杨振宁教授高度评价为“中国实验室里发表的第一次诺贝尔奖级的物理学论文”。这一发现不仅验证了拓扑绝缘体中的量子反常霍尔效应,更通过创新性的实验技术,开启了高温超导研究的新方向,对量子材料制备的表征并产生了国际通用的强技术影响力。魔角石墨烯也是其中热门。MacDonal与 Bistritzer是理论物理学家,在2011年他们通过理论预言,将两层石墨烯叠在一起,并略微旋转一个角度,就可能产生奇特的平坦能带,为后续超导的发现提供了关键理论基础。Jarillo-Herrero是实验物理学家,他的团队在2018年首次通过实验发现了魔角石墨烯中的超导现象。他们的研究成果共同开创了“扭角电子学”这一全新的研究领域,极大地拓宽了我们对材料性质调控和量子现象的理解。在量子计算领域,拓扑量子计算理论成为获奖热门。Alexei Kitaev是拓扑量子计算的奠基人。他引入了著名的Kitaev链模型,是实现拓扑量子计算的基础。Kitaev的工作为量子计算提供了革命性的内在容错方案,解决了传统量子比特易受干扰的问题,极大地降低了错误纠正难度。他的理论框架为凝聚态物理和量子信息科学的交叉领域开辟了新的方向,激发了对新奇物质相和量子计算硬件的深入研究。今年是量子力学理论体系创立100周年,此前已有不少量子力学创立中的关键贡献所导致的诺贝尔物理学奖。 基普·索恩领取诺贝尔奖奖牌时,看到诺贝尔奖得主阿尔伯特·爱因斯坦的照片和签名,激动不已。 -
发现免疫系统的“维和部队” 昨日,在诺贝尔生理学或医学奖公布现场,大屏幕显示三名获奖科学家的信息。 新华社发瑞典卡罗琳医学院6日宣布,将2025年诺贝尔生理学或医学奖授予美国科学家玛丽·布伦科、弗雷德·拉姆斯德尔和日本科学家坂口志文,以表彰他们在外周免疫耐受机制方面的开创性发现。诺奖官网公报介绍,人体强大的免疫系统必须得到调节,否则可能会攻击自身器官。三名获奖者在外周免疫耐受方面取得了突破性发现,坂口志文发现了调节性T细胞,它可以有效阻止免疫系统攻击人体自身,布伦科和拉姆斯德尔则找到了与之相关的基因,这些成果加深了科学界对免疫系统如何运作的理解,推动了自身免疫性疾病等方面的研究。诺贝尔生理学或医学奖评委、瑞典卡罗琳医学院临床免疫学教授、瑞典皇家科学院院士潘嫱当天在接受新华社记者采访时表示,今年的诺贝尔生理学或医学奖颁给外周免疫耐受领域,相关成果是具有临床意义的重大基础性发现,调节性T细胞可以阻止免疫细胞攻击人体自身,目前多国科学家都在进行相关临床研究。据介绍,布伦科生于1961年,目前任职于美国系统生物学研究所;拉姆斯德尔生于1960年,目前任职于美国索诺马生物治疗公司;坂口志文生于1951年,目前任职于日本大阪大学。三名科学家将均分1100万瑞典克朗(约合117万美元)的奖金。发现调节性T细胞为抗癌治疗带来新策略这三位科学家共同发现并定义了免疫系统中的关键“维和部队”——调节性T细胞,为免疫学研究开辟了一个全新的领域。这一里程碑式的发现不仅深刻改变了我们对自身免疫系统如何保持平衡的理解,更为治疗自身免疫性疾病、提升癌症疗效以及防止器官移植排斥反应带来了新的策略。通过调节性T细胞防止过度免疫坂口志文在研究中发现了一类此前未被识别的T细胞亚群,颠覆了当时学界普遍认为免疫耐受仅通过胸腺内清除异常T细胞(即中枢耐受)实现的传统认知。玛丽·布伦科和弗雷德·拉姆斯德尔两位美国科学家发现了Foxp3基因调节T细胞的关键作用。而坂口志文将这些发现整合起来,证明了其中的因果关联。坂口志文曾在去年11月的一次关于新型免疫疗法的演讲中表示:“调节性T细胞在免疫系统中是一个‘和平使者’的角色,通过抑制异常的免疫反应来维持自体免疫耐受,防止自身免疫性疾病的发生。”他解释称,免疫系统拥有高超的“自我”和“非自我”的识别能力,通过调节性T细胞防止过度免疫,人体展现出了复杂又严密的平衡能力。他看好调节性T细胞在肿瘤免疫、移植医学和过敏性疾病治疗中的应用前景。应用于临床疾病治疗仍充满挑战“坂口志文证明调节性T细胞能在胸腺外持续调控免疫反应,也是自身免疫的重要调节机制,完善了人们对免疫耐受的认知,可以视为开启了人类理解外周免疫系统调节的新纪元。”复旦大学上海医学院副院长朱同玉教授表示。朱同玉认为,器官移植、自身免疫病等研究很大一部分是基于对调节性淋巴细胞理解的基础上。“我们团队也在进行调节性T细胞诱导免疫耐受、治疗排斥反应、移植物抗宿主反应等方面的研究,希望能在器官移植方面取得进展。”他说道。不过,坂口志文等人的发现距离真正开发出应用于临床的疗法还有很长的路。上海交通大学医学院教授王宏林表示,这是由于Foxp3与调节性T细胞在体内非常异质,应用于临床疾病的治疗仍然充满挑战。但他相信,随着人们对疾病机制的理解越来越深入,未来免疫治疗的发展一定会转向更精细的“调控平衡”。新华社 央视新闻 第一财经 -
今年诺贝尔化学奖将花落谁家?这些华人科学家你看好吗?︱科创观察员 2025诺贝尔化学奖将于10月8日揭晓。由于经常颁发给和生物、物理、材料等交叉的领域,诺贝尔化学奖又被人们戏称为“诺贝尔理综奖”。【被认为“最难预测”】英国皇家化学会旗下的《化学世界》最近认为,今年最有可能获奖的三个方向是:单原子催化、绿色电池以及生物分子凝聚体。日前,知名期刊《德国应用化学》旗下的《化学观点》,也开展了一项2025诺贝尔化学奖预测的民意调查。根据投票结果,排名前五位的科学家研究方向就横跨了无机化学、糖化学、材料化学乃至计算机科学。无怪乎,诺贝尔化学奖被认为“最难预测”。【被看好的杰出华人科学家】既然难以预测具体领域,我们不妨关注一下被看好的杰出华人科学家。就在上个月,中国科学院院士、中国科学院大连化学物理研究所研究员张涛,因其在“单原子催化”领域的开创性贡献,成为首位获得“引文桂冠奖”的中国大陆科学家。科睿唯安为此特意在北京宣布2025年度“引文桂冠奖”获奖名单。 张涛获得“引文桂冠奖”。大连化物所提供“单原子催化”是为数不多由中国人提出并具有国际广泛影响力的新概念。张涛等人于2011年提出“单原子催化”概念,制备出首例具有实用意义的单原子铂催化剂,将催化研究推进到原子精准尺度,开拓出一个全新的研究方向。如今,张涛团队在单原子催化领域的系统性研究,不仅引领了催化科学本身的发展,还广泛影响了能源化工、材料科学、生物医药等多个前沿交叉学科,目前已实现万吨级规模工业化应用,为绿色化工和“双碳”目标提供了新的技术支撑。“引文桂冠奖”素有“诺贝尔奖风向标”之称。自2002年设立至2024年底,已有83位获奖人最终荣获诺贝尔奖,其中13位在当年即获得诺贝尔奖,平均间隔是4.86年。从上述数据看,获得“引文桂冠奖”当年即拿下诺奖的概率只有15.7%。尽管从感情上我们期待早日听到中国科学家获奖的好消息,但也要学会耐心等待。2014年,美籍华裔科学家翁启惠获得沃尔夫化学奖,以表彰他在复杂碳水化合物和糖蛋白的程序化及实用化合成方面作出诸多原创性贡献。这是诺贝尔化学奖的另一个重要“风向标”。翁启惠开创了程序化化学与酶促合成方法的先河,使得过去难以实现或无法合成的化合物成为可能,并为癌症、细菌病毒感染及免疫功能相关研究创造了新的机遇。 翁启惠参加世界顶尖科学家论坛活动。孟雨涵 摄今年4月,美籍华裔科学家刘如谦因在基因编辑领域的贡献获得“科学突破奖”。这是目前全球奖金额最高的科学奖项,每个单项奖的奖金为300万美元。他开发了两项强大且广泛使用的基因编辑技术,可以纠正导致患者患上遗传疾病的DNA突变,且副作用更小。刘如谦曾被评为《自然》2017年度全球十大科学人物。而在更早的时候,当他还是一名本科生时,就写下了一篇令他的导师、诺贝尔化学奖得主艾里亚斯·詹姆斯·科里难忘的毕业论文:“简直无可挑剔,不需要任何编辑。”原标题:《今年诺贝尔化学奖将花落谁家?这些华人科学家你看好吗?︱科创观察员》题图来源:诺奖官网来源:作者:解放日报 黄海华 -
陶哲轩联手ChatGPT!10分钟击碎30年「无理」难题,数学圈炸裂 新智元报道编辑:KingHZ【新智元导读】10分钟,答案浮出水面!陶哲轩用ChatGPT,发现一道30多年来一直认为悬而未决的问题,其实早被华人数学家给破解了。没有「神迹」,他这次只是用对了工具链:ChatGPT算出级数前几项、输入特定数据库、命中序列、找到文献、确认答案。数学界再次见证奇迹!陶哲轩把ChatGPT玩出了新花样:在外人看来,两个看似无关的数学问题,在ChatGPT协助下,他发现了隐蔽的联系,从而解决了多年悬而未决的问题。而这位顶级华人数学家付出的只是问了ChatGPT几个问题,耗时不到10分钟: 陶哲轩露了一小手具体而言,将erdosproblems.com第259项与在线整数数列百科全书(The On-Line Encyclopedia of Integer Sequences,OEIS)的A371134条目建立了联系。「Erdős问题」erdosproblems.com网站收录了近千道由数学家Paul Erdős提出或转述的问题,并记录了每道题目的当前状态。目前,大部分问题仍待解决,大约三分之一的问题已被解决。 1985年,Paul Erdős和10岁的陶哲轩一起讨论问题通过ChatGPT,陶哲轩刚刚解决了编号259的Erdős问题。 第259号Erdős问题:https://www.erdosproblems.com/259之前,陶哲轩与Stijn Cambie和Vjeko Kovač相互讨论,最终成功正式解决了379号Erdős问题(甚至已在Lean系统中形式化)。 与上述网站相比,OEIS是一个历史更悠久的数据库,记录了成千上万条整数数列,许多与某些具体数学问题有关。只要能算出某个问题所关联的整数数列的前几项,研究者便可借助OEIS检索相关文献和背景。陶哲轩注意到有些埃尔德什问题与某些特定级数的无理性有关。换句话,只要算出这些级数的前几项,就能在OEIS找到相关文献。 陶哲轩让AI计算了其中4项的近似数值(保留多位小数) ,再将这些小数字符串输入OEIS进行检索。OEIS系统返回了多个匹配结果。 A371134链接:https://oeis.org/A371134而A371134的页面中,列出了一篇1999年出版的论文,其中已经给出了对259号Erdős问题的完整解答。值得一提的是,这篇论文由南京师范大学教授Yong-Gao Chen和匈牙利科学院数学研究所的Imre Z. Ruzsa合作撰写。 传送门:https://doi.org/10.1023/A:1004742930674值得注意的是,这篇论文此前并未被erdosproblems.com收录。因此,现在该问题被正式「解决」。这是一次将「埃尔德什问题」和OEIS序列链接起来的首次概念验证(proof-of-concept),且已经产生了实质性成果。数学家里「氛围编程」第一人这次的经历,让陶哲轩看到了AI在数学研究中的价值:半自动化的文献搜索是AI工具的一个很好的应用场景,因为这种工具的输出(可能存在一定的不确定性)仅用于找到更靠谱的的人类自己生成的资源,而不是直接用于最终产出。在AI+Math上,他可谓开「氛围研究」(vibe research)先河。他曾公开表示: 在这方面,他身体力行,甚至开,而且紧跟技术潮流使用GitHub Copilot等「Vibe coding」。 陶哲轩绝对是熟悉「vibe coding」的程序员中成就最高的数学家(之一),极有可能是数学家里最熟悉「vibe coding」的程序员。事实上,这次的新突破也并非纯粹的「运气好」。在2025年8月31日,陶哲轩就发布了一项全新协作项目:通过众包方式将Erdős问题网站与OEIS数据库系统性地建立起联系。 两者为何相关?Erdős所提的问题中,很大一部分(无论显性还是隐含)都涉及某种整数数列——例如,对满足某种性质的结构,其在规模为n时的最大或最小可能大小 f(n)。这类数列中有些已被OEIS收录。但更多时候,它们还未被输入OEIS,或虽已存在,却尚未在Erdős网站上建立链接。为此,OEIS的维护者Thomas Bloom与陶哲轩提议发起一项众包计划,系统地计算这些Erdős问题所涉及的数列,并将它们与OEIS进行交叉检查。他们已经创建了一个Github仓库来协调这个过程。 Github项目:https://github.com/teorth/erdosproblems仓库的主文件是一张大型表格,记录了每道 Erdős 问题的当前状态。例如,第3号问题当前被标为 「Open」(开放),其OEIS状态被标注为 「possible」(可能存在相关数列)。 项目核心内容:状态表例如,第3号问题涉及数列r_k(N),定义为从 {1,…,N}中挑选不含长度为k的等差数列的最大子集的大小。这些数列r3(N)、r4(N)、……很可能已在OEIS中,只需搜索关键词或计算前几项对比即可。(更新:已有贡献者确认,前四个数列分别对应A003002、A003003、A003004和A003005,表格已据此更新。)很多问题中涉及的数列,其实不需要高深数学知识就能计算。陶哲轩希望这能成为一个「公众数学」项目,吸引更多对数学感兴趣的公众共同参与,通过贡献实验性数据和线索,推动研究级问题的整理与发现。此外,该项目也提供了一个AI在数学辅助工具中应用的试验场:AI可用于自动计算数列前几项,或生成代码来实现;但需要警惕AI生成内容中的潜在bug或幻觉;不过,只要AI给出的结果成功匹配了OEIS中已有数列,任务就算完成;且最终成果仍然依赖于OEIS或人类验证的文献,因此不必将AI结果直接纳入数据库。这仍是一个实验性项目,未来可能会根据反馈调整工作流程。一句话总结:这是一次将历史悠久的数学问题集与现代数据工具(OEIS、GitHub、AI)结合的尝试,也是一次探索「群众参与+实验数据+智能工具」在数学研究中如何协同发力的实践。参考资料:https://mathstodon.xyz/@tao/115135610687969581https://terrytao.wordpress.com/2025/08/31/a-crowdsourced-project-to-link-up-erdosproblems-com-to-the-oeis/ -
医生谈今年诺奖与普通人有何关联 现代快报讯(记者 张宇)10月6日,2025年诺贝尔生理学或医学奖重磅揭晓,美国学者玛丽·E·布伦科、弗雷德·拉姆斯德尔及日本学者坂口志文,因“在外周免疫耐受性方面的发现”共同摘奖。这项看似专业的成果究竟与普通人有何关联?如何通俗理解这项成果? 江苏省人民医院风湿免疫科主任医师谈文峰解释,人体的免疫系统如同身体的“防卫部队”,负责识别和清除外来病原体(如细菌、病毒)以及异常细胞(如癌细胞)。但如果这支部队“敌我不分”,错误攻击自身正常组织,就会引发类风湿关节炎、系统性红斑狼疮、I型糖尿病等自身免疫性疾病。谈文峰指出,这三位科学家的发现,相当于找到了我们身体免疫系统的“敌我识别手册”和“防误伤机制”。它解释了为什么我们的免疫系统不会攻击自身的健康细胞,从而防止了自身免疫病的发生。当被问及该发现的突破点,谈文峰指出,三位获奖者的核心突破是发现了“调节性T细胞”的关键作用。这类细胞如同免疫系统中的“和平使者”,能监控并抑制过度活化的免疫反应,阻止免疫细胞误攻击人体自身组织。坂口志文于1995年首次发现一种全新的T细胞亚群,后被称为“调节性T细胞”,随后免疫学界逐渐确认调节性T细胞是维持免疫平衡的核心细胞,今年获诺奖标志着其科学价值获全球认可。谈及未来影响,谈文峰表示,这项发现对人类理解免疫平衡与疾病防治具有里程碑意义。通过增强调节性T细胞功能,有望从根本上控制免疫系统对自身组织的攻击,同时也能让免疫系统更好地识别和攻击癌细胞。将为肿瘤、自身免疫病、器官移植等疾病的治疗开启新方向。对于普通人的日常意义,谈文峰强调,虽然直接应用仍需时间,但这项研究为我们理解健康提供了新视角,维持免疫平衡对预防疾病至关重要。未来可能通过调节免疫功能,更精准地治疗多种疾病。 -
2025诺贝尔生理学或医学奖揭晓 奠定“外周免疫耐受”概念 据央视新闻消息,当地时间10月6日,瑞典卡罗琳医学院宣布,将2025年诺贝尔生理学或医学奖授予科学家玛丽·E·布伦科(Mary E. Brunkow)、弗雷德·拉姆斯德尔(Fred Ramsdell)和坂口志文(Shimon Sakaguchi),表彰他们在外周免疫耐受方面的研究贡献。此后,10月6日至13日,2025年诺贝尔奖将陆续揭晓。诺贝尔生理学或医学奖是根据已故的瑞典化学家阿尔弗雷德·诺贝尔的遗嘱而设立的,旨在表彰生理学或医学界做出卓越发现者。该奖项于1901年首次颁发,由斯德哥尔摩的卡罗琳医学院负责评选。2015年10月,中国医药学家屠呦呦凭借发现青蒿素获得该奖,这种药品可以有效降低疟疾患者的死亡率。生理学或医学奖是2025年诺贝尔奖公布的第一个奖项,这一荣誉不仅是对科学家卓越贡献的认可,更是人类智慧与探索精神的体现。伴随此奖公布,一年一度的“诺奖周”也正式开启。 2025年诺贝尔奖生理学或医学奖公布获奖原因:奠定了“外周免疫耐受”概念据诺贝尔官方推文所说,三位科学家的工作共同奠定了 外周免疫耐受的现代概念。此前,免疫学界普遍认为,防止自身免疫主要依靠中央耐受机制(即在胸腺中删除自反应性 T 细胞)。但三人的发现表明:即便一些自反应性 T 细胞“逃过”中央筛选进入外周,机体还有一套辅助手段——调节性 T 细胞(Treg)在外周发挥抑制作用,以防止免疫系统攻击自身正常组织。回顾近5年得主及其成就2024年——美国科学家克托·安布罗斯和加里·鲁夫昆因“microRNA(微小 RNA)及其在转录后基因调控中的作用”而获奖2023年——匈牙利-美国科学家卡塔琳・考里科和美国医学家德鲁·韦斯曼因在核苷碱基修饰方面的发现,使针对新冠感染的有效信使核糖核酸(mRNA)疫苗的开发成为可能而获奖。2022年——瑞典科学家斯万特·佩博因在已灭绝古人类基因组和人类进化研究方面所作出的贡献而获奖。2021年——美国科学家大卫·朱利叶斯和阿登·帕塔普蒂安因在感受温度和触觉方面的发现获奖。2020年——美国科学家哈维·阿尔特、查尔斯·赖斯以及英国科学家迈克尔·霍顿,因在发现丙型肝炎病毒方面所做出的贡献获奖。2019年——美国科学家威廉·凯林、格雷格·塞门扎,以及英国科学家彼得·拉特克利夫获奖,以表彰他们在“发现细胞如何感知和适应氧气供应”方面所做出的贡献。2018年——美国免疫学家詹姆斯·艾利森和日本免疫学家本庶佑,因发现抑制负免疫调节的癌症疗法,荣获诺贝尔生理学或医学奖。物理学奖将于北京时间10月7日(星期二)17:45公布;化学奖将于北京时间10月8日(星期三)17:45揭晓;文学奖将于北京时间10月9日(星期四)19:00公布;和平奖将于北京时间10月10日(星期五)17:00公布;经济学奖将于北京时间10月13日(星期一)17:45公布封面新闻记者 车家竹 综合报道 -
我和诺奖得主的共同点:都不敢在简历上留空窗期 点击图片进入历年诺贝尔奖解读合集相信你在中秋大餐的间隙,已经看到今年的诺贝尔生理学或医学奖的颁奖新闻了。获奖者是玛丽·布伦科(Mary Brunkow)、弗雷德·拉姆斯德尔(Fred ramsdell)和坂口志文(Shimon sakaguchi),获奖理由详看。对了,本届诺贝尔生理学奖发现还有一个不寻常之处:它有自己专属的二次元拟人形象和声优。在漫画/动画《工作细胞》中,本次奖项的核心发现调节性T细胞(日语称“制御性T細胞”)被拟人成了一位成熟冷静的美丽大姐姐。 姐姐你上诺奖了!丨《工作细胞》正经解读之后,我们来点轻松内容,于是针对这三位的赛博考古开始了。坂口志文:有点脱轨的东亚老小孩今年74岁的坂口绝大部分人生都在日本度过,身上难免有我们熟悉的“东亚小孩”味。一生不gap的东亚人坂口的职业履历中有一条相当奇怪的记录:在1980年,他曾经在京都大学附属医院输血部担任医员。输血部的工作和坂口的研究事业并没有多少联系。根据他在采访中的说法,这份短暂的工作纯粹是因为“简历上出现空窗期会很糟糕”才做的。感谢万物,包括小白鼠在坂口志文的实验室书架上,除了有许多奖杯和证书,还摆放着一只陶瓷制的小白鼠。这是他热爱陶艺的母亲多年前为他制作的。坂口认为,这代表着研究者应该对所有的实验老鼠心怀感恩。 坂口志文 | Yahoo!ニュース获奖众多,包括诺奖和泡面奖优秀的东亚小孩少不了拿奖,坂口的获奖履历很长: 图丨Wikipedia2017年的这个奖太引人注目了:Momofuku Ando,泡面之父安藤百福。安藤百福奖,是根据安藤百福遗愿设立的奖项,旨在表彰为食品科学、新型食品开发做出贡献的人。2017年,坂口获奖的理由是“发现调节性T细胞及其在缓解食物过敏和通过肠道细菌调节免疫功能方面的重要性”。坂口没有因此获得终生无限免费泡面,而是获得了1000万日元奖金,太遗憾了。 图丨ando-zaidan.jp此外,在2017年坂口还获得了一个有意思的奖“文化功劳人物奖(Person of Cultural Merit)”,和宫崎骏、宫本茂、高仓健站在了同一领奖台,实属跨界了。人家也曾想搞艺术初中时,坂口的梦想是成为一名画家或雕塑家。他喜欢在美术部创作雕塑和绘画,并在比赛中赢得证书。他未能真的下定决心投身艺术,但一直保持着对艺术的热爱。一边欣赏艺术一边思考艺术家的想法,这令他非常着迷。我们试着猜一下,在那时的家庭会议上,他爸妈有没有严厉指出“涂涂画画不能当饭吃,人还是要好好学习才有出路”? 初中时期的坂口志文(右侧)。这时的他忙于美术部的社团活动,并没有很努力学习丨brh.co.jp从逆流,到成为主流坂口志文的研究课题“抑制性T细胞假说”曾经受到主流学术界的质疑,据说免疫学界重要人物谢奇(Ethan M. Shevach)曾经是这种假说的铁杆反对者。在谢奇在他担任主编的免疫学术期刊,所有相关主题的论文投稿都会被驳回(真是小学生行为)。他指示一位博士后对坂口的“可疑论文”进行验证,却真的复现出了相同的结果。从此,这位大佬开始转变观点,学术界的态度也慢慢发生了变化。 坂口志文与谢奇的合影。他们曾共同获得免疫学界的威廉·B·科利奖(William B. Coley Award)。| brh.co.jp弗雷德·拉姆斯德尔:互联网,你忘了我吗?作为一个60多岁、活跃于顶尖科研领域的科学家,拉姆斯德尔在互联网上的信息也太少了,我们努力找到一些有趣的内容。8年只得到一个评论2017年,拉姆斯德尔因其对 FoxP3 基因的研究获得瑞典皇家科学院颁发的克拉福德奖(Crafoord Prize)。他的获奖演讲《FoxP3 的历史及其对疾病治疗干预的影响》放在 youtube 上8 年了,只有一条孤零零的评论, 是5 年前留下的,写着“Great talk”。 谢谢你,pa老师丨youtube未来,他演讲下的评论再也不会那么少了。“旺同事”的体质2018年,拉姆斯德尔任职的研究所所长詹姆士·艾利森(James P. Allision)获得了诺贝尔生理或医学奖。在媒体采访上,拉姆斯德尔兴奋地说:“作为一个科学家,也作为艾利森的朋友,我非常激动!诺贝尔奖委员会选择把奖颁给癌症免疫相关治疗,真是太让人欣慰了!”时隔7年,他自己又拿了相同的奖,是不是也会夸诺奖委员会“眼光好”呢? 艾利森获奖后,拉姆斯德尔与他握手丨parkerici.org说起来,今年一起拿奖的玛丽·布伦科也曾经和拉姆斯德尔当过同事。不得不说,拉姆斯德尔是有些“旺同事”体质在身上的。多亏老板又有钱、又博学、又过敏2016年至今,拉姆斯德尔一直在帕克癌症免疫疗法研究所(Parker Institute for Cancer Immunotherapy)工作,担任副总裁。那是一家“非传统”的研究机构,窗外是金门大桥与太平洋的粼粼波光,隔壁邻居是拍摄过《星球大战》《夺宝奇兵》的卢卡斯影业,老板是硅谷巨富肖恩·帕克——Napster的联合创始人、Facebook的首任总裁(在《社交网络》电影里,扮演他的是贾斯汀·汀布莱克)。这个巨富投资免疫研究所,据说是因为他一直对免疫系统感兴趣:他对花生过敏,有哮喘,而且在慷慨捐出2.5亿美元后,被研究所的CEO杰夫·布鲁斯通(Jeff Bluestone)评价为“对很多科学知识了如指掌……应该去读个博士学位”。 人还很帅丨X老板有钱、有专业知识,自己还有强烈的个人需求,细想下来在这里工作应该很不错吧。玛丽·布伦科:互联网你好,我是玛丽·布伦科网络上关于布伦科的内容,比拉姆斯德尔还少。在获奖名单刚出来的时候,这位科学家甚至没有自己的维基词条。 玛丽·布伦科|hood.isbscience.org 现在有了,目前内容大概有四行字,相信网友们还会不断补充。小鼠:我才是常驻主角 今年,诺贝尔生理学奖的获奖发现都是在小鼠实验当中产生的。在所有的生理学或医学奖中,有超过80%都涉及动物实验,其中最常登场的实验动物就是小鼠,有超过40项诺奖都和这种小动物有关。可以说至今的100多个医学诺奖里,出镜率最高的角色除了“诺贝尔”就是它们了。 虽然常被称为“小白鼠”,但也有很多实验老鼠并不是白色 | Wikipedia实验小鼠是由小家鼠(Mus musculus)驯化而来的,它们成年时只有20克到30克重,大约2年就会过完短暂的一生。小鼠生长快、容易饲养、繁殖力强而且成本较低,这使它们成了使用最广泛的实验动物。据说,将小鼠用于科学实验的历史可以追溯到17世纪。为科学事业奉献鼠生的老鼠数量可能远远超出你的想象:据估计,全世界每一年至少有1.2亿只大鼠和小鼠用于生物医学研究。建议在每年诺贝尔生理学或医学奖颁发的当晚,我们一起发自内心说“谢谢鼠鼠”。参考文献 [1]https://www.popularmechanics.com/science/health/a26290/we-will-beat-cancer/[2]https://wedge.ismedia.jp/articles/-/10719?page=5&layout=b[3]https://brh.co.jp/s_library/interview/89/[4]https://bmcbiol.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12915-021-01184-0作者:窗敲雨,游识猷,李小葵编辑:李小葵封面图来源:《工作细胞》明天下午,2025年诺贝尔奖将公布物理学奖。果壳依然会跟你一起等待诺奖的结果,并在第一时间发布最靠谱的诺奖解读。快来关注,不要错过!点击图片进入历年诺贝尔奖解读合集