中科大首次实现十光子纠缠；猩猩都有阴茎骨，人凭啥没有？ | 每周科技播报

图片来自Wang et al., Phys. Rev. Lett. (2016)

No. 1 中国科大首次实现十光子纠缠

12月24日，多光子纠缠再创新的世界纪录。潘建伟及其同事陆朝阳、陈宇翱等组成的研究小组在国际上首次成功实现十光子纠缠，打破了之前由该研究组保持多年的八光子纪录。2012年，中国科学技术大学潘建伟小组首次实现了八光子纠缠。此次研究成果以“编辑推荐”的形式发表于国际权威学术期刊《物理评论快报》上。潘建伟及其团队一直保持着多光子纠缠态的世界记录，并成为这一领域的开创者和引领者。

文章链接：http://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.117.210502

品种不同的玉米，图片来自learn.genetics.utah.edu

No. 2 五千年前的玉米长什么样

在现代人的食谱中，各类作物都经受过长期复杂的培养与驯化，玉米更是其中的代表。今天我们吃的玉米谷粒繁多、体积硕大，而野生的玉米品种却近似野草、谷粒极少，玉米到底受到了人类怎样的栽培才变成今日模样？最近，发表在《当代生物学》杂志上的一项研究通过对一颗5310年前的玉米粒进行基因测序发现，这一时期的玉米已与现代玉米十分相似，玉米的驯化应当发生在距今6250至10000年之间，而驯化者则是这一时期生活在南墨西哥的史前人类。野生玉米经由史前人类人工筛选育种后，基因型急速变化，逐渐演变为今日所见的丰硕模样。

文章链接：http://www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(16)31120-4

图片来自sciencemag.com

No. 3 人类的阴茎骨为何消失？

众所周知，男性的阴茎内部没有任何骨组织，而人类近亲的黑猩猩等灵长类雄性动物体内含有阴茎骨，这一现象长期以来令人困惑。最近，伦敦大学人类学系开展的一项研究表明，阴茎骨最早可能出现在距今0.95~1.45亿年前的一种哺乳动物身上。阴茎骨的存在有助于延长交配时间，使雄性个体在多夫多妻制的群体内繁衍出更多自己的后代。相反，在一夫多妻或一夫一妻的群体内，阴茎骨这一性状就没有多少存在的意义，而这可能正是人类没有阴茎骨的原因。

文章链接：http://www.sciencemag.org/news/2016/12/why-humans-lost-their-penis-bone

怀孕的母亲，图片来源Dean Mitchell

No. 4 女性怀孕会傻三年？

怀孕究竟是否会对女性大脑产生影响？人们一直对此十分好奇，马德里大学的一位科学家发现此前人们所掌握的数据大多来源于对动物的分析。因此，她对25名女性生育第一个孩子前后的大脑进行了扫描，发现在生育第一个孩子后，这25名女性大脑中与社会认知相关的一个区域有所缩小，而控制组和得到第一个孩子的男性的大脑内都无此变化。研究人员表示，这并不代表怀孕后女性的智力、记忆力会受到影响。相反，灰质体积的变化还会使妈妈们更好地扮演目前的角色，促进产妇与孩子的亲密程度。

文章链接：https://www.scientificamerican.com/podcast/episode/pregnancy-primes-the-brain-for-motherhood/

人类用来烹饪植物的陶器碎片，图片来自罗马大学

No. 5 早在一万年前，人类就开始烹饪植物 

人类的祖先曾以猎食动物、采食野果为生，究竟从什么时候开始人类开始烹饪植物了？通过对北非发现的110块陶片进行分析，科学家们认为，至少在8400至10200年前，人类就开始对植物进行烹饪。这些陶片中有高含量的硬脂酸与软脂酸，显示这里含有植物成分。通过对陶片上的残留物分析，这些植物或与动物制品一起被烹制。在此之前，科学家们只找到过人类用石头来采集植物的证据，烹饪植物的直接证据则是第一次被发现。他们认为，植物的烹饪帮助人们分解其中的毒素，同时也为今后该区域内的人们饲养牲畜打下了基础。

文章链接：http://www.sciencemag.org/news/2016/12/ancient-pottery-reveals-oldest-evidence-people-cooking-plants

停电后行走的人们，图片来源MIT Technology Review

No. 6 乌克兰国家电网遭黑客攻击 

12月22日，乌克兰首都基辅遭遇大规模停电。经调查后，乌克兰国家电网发现这并非是技术故障，而是由于黑客侵入电网控制中心的一台电脑所导致。黑客被认为是通过发送恶意电子邮件给电网公司的员工获得了账户安全信息。此次停电截取了200兆瓦的电力，相当于整座城市夜间用电量的五分之一。这已经不是乌克兰国家电网第一次遭受黑客攻击，去年同期的一次黑客入侵事件，导致乌克兰西部八万名用户断电数小时。此次事件引起了人们对于基础设施安全的关注，许多国家的供电、供水系统在黑客攻击面前十分脆弱，因此这被认为是一亟待解决的隐患。

文章链接：https://www.technologyreview.com/s/603262/ukraines-power-grid-gets-hacked-again-a-worrying-sign-for-infrastructure-attacks/

图片来自nature.com

No. 7 大脑听觉中枢的超强抗噪能力

你也许有过这样的经历：在十分嘈杂的环境中，即便是你只是断断续续地听见了几个字，但也能猜到你的同伴在和你说什么。最近，加州大学旧金山分校的研究者在《自然·通讯》杂志上撰文，揭示了大脑听觉中枢能抗噪并补全缺失信息的秘密。他们设计了一组让受试者听一段录音并辨认关键单词的实验。供选择的关键单词只在某几个音节上有区别（如faster和factor），而这些音节在录音中换成了噪声，受试者在听到录音后做出判断时，大脑皮层的神经活动被记录下来。研究者发现，大脑的认知区域可以在噪声之前就对接下来的单词做出预测，听觉皮层也会随时补充缺失的音节。

文章链接：http://www.nature.com/articles/ncomms13619

图片来自sciencedirct.com

No. 8 大脑神经元快速适应新篇章

最近，《Neuron》在线发表了巴塞尔大学的重要研究，揭示了大脑神经元特有的基因表达机制。这项研究表明，神经元细胞的基因表达并不是一个从头开始的完整过程，神经元细胞核内储存着大量未成熟的mRNA分子，在神经元细胞受到外界刺激时，这些RNA分子迅速被活化剪接变成熟，并通过核糖体翻译产生相应的蛋白质，从而调节神经元的功能。这种新的机制节省了从DNA到RNA这一转录过程的时间，大大缩短了神经元细胞基因表达的周期，使得大脑的神经元能够在很短时间处理应对刺激，而这也将开启大脑神经元快速适应研究的新篇章。

文章链接：http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S089662731630900X

图片来自princeton.edu

No. 9 电子与光量子的一小步，量子计算机的一大步 

最近，普林斯顿大学研究人员的新装置使得制造硅基量子计算机更有可能：之前的量子计算机原型都是基于超导环境和囚禁离子系统。研究者把一个电子和一个光量子捕获到同一个装置中，随后调整电子的能量，使得电子可以将它的量子信息传递给一个光量子。这个组合使得光量子将电子的量子信息传递到另一个量子位。在此研究成果出来之前，半导体量子位只能和邻近的量子位进行结合，此结果使得两个距离长达近一厘米的两个量子位之间可以互相传递信息。这些研究人员能设计和成功制造他们的装置，得益于新的线路设计：线路可以更接近量子位，并且减少其他来源的电磁辐射。未来他们将打算进一步扩展装置，使其可以处理电子的自旋。

文章链接：http://www.nature.com/articles/srep37715

图片来自tohoku.ac.jp

No. 11 世界首例基于电子自旋的人工智能

近日，来自日本东北大学的研究人员首次成功展现了基于电子自旋的人工智能可以完成的基本操作，人工智能框架都是基于半导体集成电路框架，这些框架缺乏人脑所具有的紧凑性和节能。为了解决这个问题，日本东北大学的研究人员制造了一个基于电子自旋的设备来构造一个人工神经网络。这个设备由许多微小的磁性物质组成，可以“记忆”0~1之间的值，并且进行“学习”。基于此设备，研究人员考察了联想记忆操作，一个传统计算机无法轻易执行的操作。多个实验表明，这个设备及其人工神经网络可以有效地将它们所记忆的一些模式进行关联。研究人员预计，此项研究将使得人工智能能够更好地应用在社交相关的场合。

文章链接：http://www.tohoku.ac.jp/en/press/spintronics_based_artificial_intelligence.html

图片来自scientificamerican.com

No. 12 红鼻子驯鹿面临气候变化的威胁

想必大家都知道童话故事里圣诞老人的红鼻子驯鹿，现实世界中的红鼻子驯鹿生活得又怎么样呢？近日，《科学美国人》上一篇文章指出，红鼻子驯鹿正面临气候变化的威胁。加拿大北极群岛每年有三个月的时间冻土会解冻，苔原会生长，驯鹿们能获得自己喜欢的食物。冬天驯鹿寻找食物原本就是一件非常困难的事情，气候变化使得食物短缺情况变得雪上加霜。降雪和落冰影响驯鹿的食物来源。海冰融化影响岛屿间的连接，驯鹿的栖息地面积由此缩小，同时也限制了交配机会，影响群体的繁殖。与此同时，驯鹿也在改变自己的运动模式，力求更好地生存。总的来说，这份报道有助于人们对红鼻子驯鹿生存状况的了解，可为动物保护学家进一步的研究以及政府政策的制定提供参考。

文章链接：https://www.scientificamerican.com/article/real-life-red-nosed-reindeer-faces-climate-change-threats/