时间是人类生活中最重要的事物之一，中国自古就有“一寸光阴一寸金”的谚语。英国著名物理学家霍金的科普著作《时间简史》风靡全球，中国流行歌曲“时间都去哪儿了”也广为传唱，都说明了人们对于时间的重视和关注。时间不但在日常生活中扮演重要角色，在科学研究中也起着举足轻重的作用，研究天体乃至各种地球物体的运动都离不开对时间的测量。所以，近代科学巨匠牛顿在其划时代的著作《自然哲学的数学原理》一开始，就对时间进行了讨论和定义。他认为，时间是“绝对的、真实的和数学的”，并且“均一的流动”“与任何外在的东西无关”，但可以通过物体的运动被感觉到并进行度量。
实际上，通过物体运动对时间进行计量，无论在中外都有悠久的历史。人类经历了诸如日晷、漏刻、沙漏、钟摆、石英震荡等等计时方式之后，在20世纪四十年代末，由于美国科学家发明了一种利用测量原子稳定能级之间跃迁的方式来计时的方法后，进入了所谓的“原子钟时代”。
原子钟的计时方式是采用测量一种稳定的原子能级之间的跃迁频率作为计时的方法。经过改进后，这种计时方式比过去的天文钟和石英震荡钟都要精密和稳定得多。因此，在1967年，国际度量衡大会决定采用原子钟来定义基本时间单位，即用铯元素唯一的稳定同位素铯-133原子基态的两个超精细能级之间跃迁所对应辐射的9192631770个周期所持续的时间长度作为1秒。到20世纪末，一方面通过进一步对原子钟的使用条件进行严格规定，另一方面通过技术改进，例如使用激光冷却和原子俘获，以及更精密的激光光谱技术，使原子钟的精确性有了更大的提高。这种精确的计时装置使时间的计量更加统一和准确，为科学技术研究、现代生产活动和人们的日常生活都带来了很大的方便。
进入21世纪，科学家不但在原子钟的准确性方面继续努力，还在原子钟的微型化和节能化方面狠下功夫，使得新一代原子钟实现了芯片级的跃升，所需能量也大大降低，从而在稳定性和精密性方面再一次得到了极大的优化，并进入到了商业化推广阶段。
当前，原子钟在工作物质方面也开始多样化，不再限于铯元素，也包括铅、氢、铷、锶、镱元素等。工作模式则分为光学原子钟和量子原子钟等多种不同的模式。原子钟甚至已经突破了单纯原子的界限，开始朝着原子核和单个离子特性测量的方向发展。从这个意义上讲，称之为原子钟似乎已不能完全涵盖其内涵，也许称为“粒子钟”更加贴切。特别重要的进展还在于，如今的原子钟已不仅限于作为一种精确的计时装置得到应用，还成为科学家研究宇宙天体乃至地形地貌等更广泛科学领域的新型探测工具。
前面提到牛顿的绝对时间，实际上根据相对论理论，我们已经知道时间并非绝对均匀的流逝过程，在不同的引力条件下时间流逝是有一定差异的，或者换言之，物质的时空运动状况呈现出不同的特性。反映到原子钟的运行上，其时间快慢也由于引力场的作用而有所差异。但一般原子计时装置可能无法觉察到这种微小差异，只有超精密的原子钟才有可能探测到这个差异。基于这个思路，在目前更新一代原子钟技术的基础上，科学家开始通过探测其时间差异来研究不同宇宙天体的变化所引起的引力波现象。据英国《自然》杂志的报道，科学家也在利用便携式微型精密原子钟来测量山脉的高度，其原理也是基于山峰和谷底引力变化所导致的时间差异。
可以预见，随着原子钟技术的不断发展，一方面其为更广阔的科学技术领域，例如宇宙天体、人造卫星、地形地貌、半导体芯片等的研究应用创造新的机会，另一方面也将普及到更广泛的生产和生活领域，为人们的日常生活带来更多的便利。
（作者系中国科学院大学人文学院教授）
白血病免疫疗法取得新进展
针对急性淋巴细胞白血病，人工嵌入基因的CAR-T细胞疗法正在进行临床试验。现在，名古屋大学的研究小组开发出了对人工导入基因的细胞（基因改造细胞）进行安全性评估的新方法，并研究了CD19嵌合抗原受体T细胞（CAR-T细胞）的安全性。
CAR-T细胞疗法是一种新型治疗方法，通过在体外为患者的T细胞导入CAR基因，使T细胞回输患者体内后能集中攻击白血病细胞。研究小组出于制造成本及安全方面的考虑不采用病毒，而是通过使用酶的piggyBac转座子法开发CAR-T细胞。
根据基因嵌入的位置（基因插入位点），基因改造细胞有时会出现白血病化的危险，因此需要确认基因插入位点，评估其安全性，以便确认是否将基因嵌入了可能导致细胞白血病化的位置。
（本栏目稿件来源：日本科学技术振兴机构 整编：本报驻日本记者 陈超）
德科学家开发出快速合成青蒿素新法
新华社柏林２月２７日电 德国马克斯·普朗克协会（简称马普协会）研究人员近日宣布，他们开发出一种快速合成青蒿素的新法，能够更廉价、更高效、更环保地制备这种抗疟疾药物。
青蒿素是一种抗疟良药，但直接从植物中提取成本较高，且产量有限。于是，研究人员考虑利用提取青蒿素后剩余的植物“废料”化学合成青蒿素。
早在２０１２年，马普协会研究人员就找到了从植物“废料”中提取青蒿酸进而合成青蒿素的方法。如今，他们进一步完善了工艺，不仅不再需要花大力气清理植物“废料”，还摒弃了昂贵且对环境有害的化学色素，转而“就地取材”，把植物叶绿素作为催化剂。
新法大大降低了成本，提高了产量，生产过程也得到简化，从植物“废料”到制成青蒿素仅需不到１５分钟。
研究人员介绍，这种“更廉价、更高效、更环保”的方法还可用于植物中天然物质的提取或制备其他药物。目前，他们已在美国肯塔基州开设工厂，准备应用上述方法大规模生产青蒿素。
疟疾是一种由疟原虫引起的疾病，通过蚊子叮咬传播，其症状包括发热、头痛、呕吐等，不及时治疗可危及生命。
水下永动机器人现身
最新发现与创新
科技日报北京12月20日电 （记者付毅飞）记者20日从中船重工集团获悉，我国研制出国内首个深海型海洋温差自供能漂流浮标样机，在理论上实现了“水下永动机器人”。其整体技术处于国际领先水平，将用于全球海洋观测计划（Argo计划）。
Argo计划旨在快速、准确、大范围收集全球海洋上层（从海面到2000米深度）的海水剖面资料。该计划构想在全球大洋中每隔3个经纬度布放一个浮标，由数千个浮标组成庞大的海洋观测网，测量海水温度、盐度、压力等。
这种浮标需具备成本低、寿命长、不易损坏、无需日常维护等特点，才能长期稳定获取海洋资料。但目前的浮标全部采用锂电池供电，成本高，工作寿命只有3至5年，失效后还会造成污染。
为了给设备“延寿”并降低污染，科学家产生了借助海洋可再生能源的想法。据中船重工710所高级工程师田振华介绍，海洋中蕴含着巨大能量，以潮汐能、波浪能、温差能等形式存在。其中，温差能是利用水体垂向温度差异汲取能量，其在全球海洋能中储量最大，具有可再生、清洁、输出波动小等优点，尤其适合在大洋中做垂向运动的Argo浮标。但该能源转化技术超前、难度极高，涉及材料、控制、机电、系统工程等众多学科领域。
作为国内唯一通过Argo组织认证的浮标供应商，710所联手国防科技大学气象海洋学院，历经4年攻克了海洋温差发电、相变点控制、相变管储能等关键技术，取得多项专利。制成的浮标样机可以搭载CTD（温盐深）、溶解氧、pH、声学、光学等传感器。其核心技术可为我国海洋探测装备提供取之不尽的动力。
细胞体外“上学堂” 器官移植“不认生”
科技日报南京11月12日电 （实习生何彩俪 记者张晔）器官移植手术成功就代表一劳永逸了吗？不，排异反应才是患者需要面对的终极敌人。记者12日从南京医科大学获悉，该校王学浩院士团队开展的“器官移植术后免疫诱导治疗”，可以“训练”器官“不认生”，让患者无需终生服用抗排异药。
免疫系统是人体的“武装力量”，其最大特点就是能辨认“敌我”并清除“敌人”，保护自己。但在器官移植过程中，植入的异体器官同样会被这支军队识别为“入侵者”而加以攻击，引起移植排异反应。
“一般情况下，活体肝移植术后的患者前几年每年要花费数万元在免疫抑制药物上，即便过几年进入稳定期，一年也需1万元的药物费用。”王学浩院士团队古鉴博士说，长期服用免疫抑制药物还会对患者的肝肾功能产生损害。
他们研究的“器官移植术后免疫诱导治疗”，提取患者自体细胞并在体外培养，“训练”它们“不认生”，教会它们认识植入器官以后，再回输到患者体内去管控战斗部队。原理在于，人体的免疫系统中存在着一种调节性T细胞，其作用相当于“宪兵部队”，管控着人体免疫系统这支“战斗部队”。通过对患者自体细胞进行体外培养，生成“认识”捐献器官的、“私人定制”的调节性T细胞，再回输到患者体内，则可以使人体对移植物“认异为己”，避免排异反应，从而解除患者终生服用免疫抑制药物的痛苦。
截至目前，Ⅰ期临床17例患者进入全面免疫抑制药物减量阶段，部分患者已实现临床撤药，一般持续治疗一到两年左右，患者就有望彻底摆脱免疫抑制药物。据悉，这种方法还可用于治疗许多自身免疫性疾病，例如红斑狼疮、Ⅰ型糖尿病、关节炎等。
九寨沟地震的7个科学问题
8月8日21时19分，四川省阿坝州九寨沟县（北纬33.2度，东经103.82度）发生7.0级地震，震源深度20公里。此次九寨沟地震是否与汶川地震有关？地震是否可预报？科技日报等多家媒体记者通过采访专家和数据分析得出可靠结论。
一，成因：与汶川地震不属相同断裂带
科技日报记者盛利采访四川省地震局工程地震研究所周荣军，后者认为，此次地震为走滑型地震，发震区域构造复杂，地震发生区域主要是青藏高原东缘的构造带，发生原因是其中的巴颜喀拉块体边界断裂持续活动的结果，此前汶川、芦山地震都属于青藏高原东缘的构造带区域。虽然同属一个构造带区域，但此次九寨沟7.0级地震发生处不在龙门山断裂带，而是东昆仑断裂带与虎牙断裂带交汇处。从断裂构造看两者之间的联系，它们都是处于青藏高原东缘的构造带。但要说地震发生的断层，汶川与九寨沟地震两者之间没有关系。当然，汶川地震对此次地震有没有触发，则需要未来进一步科学研究。
二，联系：九寨沟和新疆地震动力源相同
8月8日21时19分在四川阿坝州九寨沟县(北纬33.2度、东经103.8度)发生7.0级地震，10小时候，8月9日7时27分在新疆博尔塔拉州精河县(北纬44.3度、东经82.9度)发生6.6级地震。两者是否属于同一地震带？是否有一定关联？
中国新闻网记者采访中国地震台网中心研究员孙士鋐，后者分析称，四川阿坝州九寨沟县属于龙门山断裂带，而新疆博尔塔拉州精河县则属于天山地震带中带，两地虽属于不同地震带，但都在青藏高原周边，动力源相同，皆为印度洋板块向亚欧板块推挤的结果。印度洋板块以每年5厘米的速度向北和向东挤压，将青藏高原抬升，在抬升过程中，青藏高原松软的物质发生东移，而四川盆地为刚性物质较坚硬，松软物质受到阻挡，形成能量积累，到一定程度就会发生地震。
建筑物表面可见X形裂缝，但主体结构未受影响
三，灾情：总体判断低于同级别地震
截至8月9日13时10分，经初步核查，“8·8”九寨沟地震已致19人死亡，247人受伤。周荣军说，本次九寨沟地震持续时间约20秒，虽然感觉范围较大， 但从破坏情况看，可能这次破坏的情况不会很强烈。首先，当地的人口密度比较低。其次，震中主要处于高山区，而当地人口主要聚集于河谷地带，地震直接造成的人员、财产损失较小。总体来说，这次地震与同震级的地震相比，伤亡还是比较低的。但当地处于旅游景区，特别是自驾游、个人旅途受灾情况目前还难以统计。未来1天至2天内，应该会有比较准确的伤亡人数报告出来。
四，云表示：“地震云”这锅我不背
8日上午，西安、郑州等地网友纷纷在朋友圈晒出所谓“地震云”。对此，专家表示，网友们“想多了”，目前没有任何科学依据证明云的异常状态与地壳构造运动相关。
周荣军说，“地震云”说了多年，其实是没有科学依据的，包括其它很多与地震有关的指示性指标，对地震预报来说都没有科学依据。目前，地震的临震预报或短期预报仍然是科学难题。但从地震科研工作角度看，结合断裂带、构造带判断，哪些地段容易发生地震，可以有大致的判断，但具体发生时间是无法判断的。地震是一种临界破裂状态，何时到达临界时刻，从物理学角度来说目前很难判断。
事实上，首先提出“地震云”这个概念的是日本福冈市前市长键田忠三郎，他曾亲历1956年福冈7级地震，并在地震时看到天空中有一种非常奇特的云。以后只要这种云出现，总有地震相应发生，因此他将其称为“地震云”。
华人科学家领衔团队找到“天使粒子”
物理学迎来重大突破：由4位华人科学家领衔的科研团队终于找到了正反同体的“天使粒子”——马约拉那费米子，从而结束了国际物理学界对这一神秘粒子长达80年的漫长追寻。
相关论文发表在今天出版的《科学》杂志上。该成果由加利福尼亚大学洛杉矶分校王康隆课题组和美国斯坦福大学教授张首晟课题组、上海科技大学寇煦丰课题组等多个团队共同完成，通讯作者为何庆林、寇煦丰、张首晟、王康隆，均为华人科学家。
诺贝尔奖获得者Frank Wilczek评价这项工作时说: 张首晟与团队设计了全新的体系, 并在实验中清晰地测量到马约拉那费米子，这真是一项里程碑的工作。
国际同行指出：发现马约拉那费米子是继发现“上帝”粒子（希格斯波色子）、中微子、引力子之后的又一里程碑发现，不仅具有重大的理论意义，而且具有重要的潜在应用价值：让量子计算成为现实。
“神秘的正反同体粒子，让我们等了80年”
在物理学领域，构成物质的最小、最基本的单位被称为“基本粒子”。它们是在不改变物质属性前提下的最小体积物质，也是组成各种各样物体的基础。基本粒子又分为两种：费米子和玻色子，分别以美国物理学家费米和印度物理学家玻色的名字命名。
东方西方哲学家都认为，人类似乎生活在一个充满正反对立的世界：有正数必有负数，有存款必有负债，有阴必有阳，有善必有恶，有天使必有恶魔。 1928年，伟大的理论物理学家狄拉克(Dirac)作出惊人的预言：宇宙中每一个基本费米粒子必然有相对应的反粒子。根据爱因斯坦E=mc²的质能公式，当一个费米子遇上它的反粒子，它们会相互湮灭，从而使两个粒子的质量消失并转化为能量。
从此以后，宇宙中有粒子必有其反粒子被认为是绝对真理。然而，会不会存在一类没有反粒子的粒子，或者说正反同体的粒子？1937年，意大利理论物理学家埃托雷·马约拉那（Ettore Majorana）在他的论文中猜测有这样神奇的粒子存在，即我们今天所称的马约拉那费米子。不幸的是，他本人做出这一猜测后在一次乘船旅行中神秘失踪。自此以后，寻找这一神奇粒子成为了物理学家门梦寐以求的探索目标。
科学家们认为，在粒子物理中，标准模型范畴之外的中微子可能是马约拉那费米子。而要验证这一猜想，需要进行无中微子的beta双衰变实验。可惜的是，这项实验所要求的精度在今后的10年到20年以内都难以达到。
张首晟把突破口转向凝聚态物理。从2010年到2015年，张首晟团队连续发表三篇论文，精准预言了实现马约拉那费米子的体系及用以验证的实验方案。王康隆等实验团队依照张首晟的理论预测，成功发现了手性马约拉那费米子，为持续了整整80年的科学探索画上了圆满的句号。
张首晟将这一新发现的手性马约拉那费米子命名为“天使粒子”，这个名字来源于丹·布朗的小说及其电影《天使与魔鬼》。“这部作品描述了正反粒子湮灭爆炸的场景。过去我们认为有粒子必有其反粒子，正如有天使必有魔鬼。但今天，我们找到了一个没有反粒子的粒子，一个只有天使，没有魔鬼的完美世界。”张首晟说。
“今天的成果，是建立在发现量子反常霍尔效应的基础上”
葛凌:我们为什么需要量子计算？
从基因定位到太空探索，人类活动带来了越来越多的数据。这些海量数据的处理已经远远超过了经典计算机的能力范围。基于这种情况，在挖掘大数据潜在价值的过程中，量子计算将扮演重要角色。
发展量子计算技术的主要挑战在于需要通过发展高精度、高效率的量子态制备与相互作用控制技术，实现规模化量子比特的相干操纵。不过因为量子计算对物理系统性质的要求常常互相矛盾，所以建造有规模的、有实际应用价值的量子计算机还存在巨大的技术困难。而且与传统计算相比，错误对于量子计算的影响更大，所以对于量子计算机来说很重要的一点是要解决容错性 （Fault-tolerant）。
2017 年 5 月中国科学院首次实现 10 个超导量子比特的纠缠，同期 IBM 实现了 17 个超导量子比特的纠缠。未来两到三年内有望扩大到 50 个量子比特，达到所谓的“量子优越性”（Quantum Supremacy）。届时在某些问题上，量子计算机的计算能力将超过目前最强大的经典并行计算机。但要达到真正的商业应用，量子比特需要达到百万级，这是一个非常大的门槛。当规模如此庞大时，量子计算机就可以克服错误问题。
即使是最乐观的科学家也认为，量子计算机不会完全取代现在的电脑。对于许多问题，使用量子计算机并没有太大的优势，比如说没有必要使用量子计算机去做文字处理，查邮件或者玩手机游戏。
量子计算未来主要会应用在复杂的大规模数据处理与计算难题，以及基于量子加密的网络安全服务，例如：环境监测领域的气象预报，医学领域的基因测序与药物研发，金融领域的投资大数据分析、预测与风险建模、网络安全与即时通讯领域的量子加密，以及为人工智能提供强大的计算能力等。
加速机器学习与人工智能
与人类一样，量子计算机也可以从经验中学习，进行自我纠错。这一概念被称为量子计算机的机器学习——与Facebook 新闻流根据用户的“点赞”而进行个性化的推送相类似，只是更为复杂。
量子计算机的机器学习可以帮助我们更快、更高效地做很多事情，具体应用场景包括人脸识别、图像理解、音频语音理解、用户画像、机器人和自动驾驶车的图像识别及决策等。对于数据越多的问题，节省的时间就越多。例如，我们发现经典计算机并不擅长从海量图片中迅速完成 “孙悟空在哪儿” 的识别任务，但量子计算机却非常擅长从混乱的背景中找出具体人物或者细节。
构筑信息安全
现有加密系统受到量子计算机威胁，但是通过量子力学特性的加密技术将变得更加安全。这种超级安全通信被称为“量子密钥分配”。它允许某人发送信息给其他人，而只有使用量子密钥解密后才能阅读信息。如果被第三方拦截，鉴于量子力学的原理，信息会变得毫无用处，也没人能够再读取它。
后量子密码学致力于创建出即使是未来的量子计算机也无法破解的密码。PQCRYPTO 是一个受欧盟资助为期三年的项目，专注于开发后量子加密。2016 年，该项目的一些研究成果已经被 Google 用在了 Chrome 浏览器运行的后量子加密测试中。而在斯诺登事件后，美国国家安全局于 2015 年表示将更新其所有的加密技术，使它们无法被量子计算机破解。
挑选最优化解决方案
许多证据表明量子计算机比经典计算机更适合进行某些需要挑选出最优化解决方案的任务，而大量的商业活动都依赖于最优化方案。例如，在开始制造汽车、飞机部件前，我们可以运用计算机模型优化汽车和飞机的设计方案。Google 在量子计算机 D-Wave 2X 上优化一个含有大量变量的函数，比在经典计算机上快一亿倍。
我们可以自定义什么样的问题需要找出最优化解决方案，比如说：产品收入最大化，点击转化率最大化，用户满意度最大化，成本耗时最小化。某些人工智能问题也可以转化为优化问题，例如，构建预测模型，使其对未来数据的预测误差最小。
量子计算就像是新的“引擎”，代表了新的商业形态和社会形态。蒸汽机的到来引发了第一次工业革命，燃气机引发了第二次工业革命，计算机的诞生引发了第三次工业革命，那么量子计算机的到来，很可能会推动第四次工业革命的很多构想正在实现。量子计算机一旦投入使用，许多行业可能将会受到颠覆性的影响，目前很多看似不可能有太多突破的领域未来都会有很大的改变。
量子计算是属于未来的技术，当下我们正处黎明时期。而量子计算和云的结合，又可以带来巨大的前景，研究人员和科学界可借此加快量子领域的创新速度，也有利于发现量子云计算的新应用领域。所有这些应用都令人激动不已，但要实现这些目标，我们依然有很长的路要走。
关于量子计算的小知识
量子计算的神奇之处在于，它的运行是基于量子比特 （Quantum bit），而非现代计算机中的经典比特，它利用量子力学理论中的量子叠加 （Quantum superposition）和量子纠缠 （Quantum entanglement） 效应，具有天然的“大规模并行计算”的能力。
量子比特
普通计算机一个比特 （Bit） 可以表示为 0 或者 1。而量子计算机虽然也可以使用 0和 1，但一个量子比特（Quantum bit）可以同时是 0 和 1，具有不确定性。
如果把经典比特的 0 和 1 想象为地球的南北极，在量子比特中，量子比特可以是部分北极和部分南极的叠加状态，即无限多种组合的线性叠加态。
量子叠加
经典世界告诉我们，一个时间，比特只可能有一种状态，过一段时间可以跑到另一种状态，但是同一个时间只有一种状态。
就像腾讯大厦有 39 层楼，你问某位同学在哪儿，经典世界一定说他位于 39 层中的某一层。但是如果从量子比特的角度来看，他 39 种状态都有，你问他在哪儿，原则上说他各种可能的态都在，39 层楼他都在、而且是同时在，这就是量子世界的奇妙特性。
量子纠缠
描述了当两个粒子互相纠缠时，即使距离遥远，一个粒子的行为将会影响另一个的状态。当其中一个粒子被操作（例如量子测量）而状态发生变化，另一个也会即刻发生相应的变化。
量子算法
1985年，英国牛津大学教授 Deutsch 研究了量子 Turing 机，引进了量子计算线路模型和量子通用逻辑门组，突破了经典计算 Boole 逻辑的限制，实现了到量子演化的跃进。 在那之后，科学家们开始了对量子算法的研究。
Shor 算法 是由美国 Bell 实验室 Shor 在 1994 年提出的分解大数质因子的量子方法。互联网时代绝大多数的加密，都由 RSA 算法完成，目前支付宝、微信支付、微众银行等都在采用 RSA 2K 加密算法，但随着量子计算的发展，RSA 加密安全性受到了挑战。
Grover 算法 是由 Grover 于 1996 年提出的平方根加速的随机数据库量子搜索算法。搜索算法常用于从 N 个未分类的记录中找出某个特定的记录。Grover 量子搜索算法可以对随机数据库相对经典搜索平方根加速，为了实现这样的加速，Grover 算法主要依赖于量子态的叠加。
下一波科技革*命在耳朵？
配合iPhone 7取消耳机孔后推出的无线耳机AirPods在圣诞旺季热销，Sony智慧蓝牙耳机Xperia Ear也于12月底登台开卖，加上先前在Kickstarter掀起热潮、火速募资成功的Bragi The Dash也已经出货，大家都在看，耳戴式装置是否会成为下一波科技革.命的重点？
透过耳戴式装置做为人机互动的界面，管理日常生活事务，将变得前所未有的便利。想要传送或接收讯息、检查行程、搜寻餐厅GPS导航或运动生理状况监控，不用再从包包或口袋裡掏出手机，只要透过耳机就能轻鬆完成。
尤其在近年来讨论度最高的IoT装置Amazon Echo上市两年来，系列产品在美国销售量已达510万台；另外包括苹果、微软、Google等也都有类似产品，智慧小管家已经深入到行动装置或家庭装置之中，透过耳戴式装置，只要你一开口，语音助理Alexa、Siri或是Cortana就会帮你把对话记录下来，或替你查询一时想不起来的歌名，更贴心地能替你解决生活上的各种困扰。
你：「明天有什麽行程？」
Siri（在你耳边）：「有两项，上午9点要和Karl见面，晚上7点在S餐厅吃晚餐。」
你：「传送讯息给Jen：我会晚10分钟到。」
Alexa（在你耳边）：「讯息已传送给Jen。」
耳戴式装置接二连三抢市，《FastCompany》报导指出，密西根大学电脑科学助理教授Jason Mars推测，耳戴式科技在未来将可望达到如iPhone般的商业成就，因为Echo出现后，使用者愈来愈愿意跟这类家庭智慧助理对话，有了耳戴式装置的协助，我们更能随时享受语音助理的帮助。
这类耳戴式装置，体积小、配戴方便。在设计上，耳机本身没有实体按键，而是透过手，以点击或滑动的方式来做启动、选取、调整等功能。语音加速感应器会在你说话时进行辨识，并过滤背景噪音；光学感应器与动作加速感应器，可以自动控制音讯与启动麦克风，你开口说、开始听，它都知道。
相较于手机，耳戴式装置的隐密性更高，没有手机荧幕会被人看到的顾虑。研究机构Creative Strategies在对iPhone用户做了使用Siri的研究后也发现，仅有3％会在有他人在场的情况下使用Siri，显见大众还是不太习惯与手机对话。使用耳戴式装置好比有人附耳讲悄悄话，Argodesigh设计公司创办人Mark Rolston就说：「这就像是天使或恶魔坐在肩膀上跟我讲话，有更深的心理作用，感觉自己的脑海裡还有另外一个人。」
许多耳戴式装置具有追踪生理健康数据的功能，比起戴在手腕上的运动手环，因为运动时耳朵的动作较少、血液流动方向一致，比较不会产生杂讯让资料有所误差，数据因而更精准。《Forbes》甚至臆测AirPods可能成为比Apple Watch更赚钱的穿戴装置。
研究机构IDC预测，当Echo、Cortana、Siri等智慧助理在一般消费端普及之后，可望在2019年逐步拓展至企业，企业将陆续引进耳戴式装置扮演数位助理的功能，以加强面对顾客时的服务。但前提是，这小帮手戴在耳朵裡舒不舒服、人工智慧够不够聪明，都需要再下一番工夫才行。
亲爱的用户，对于耳戴式装置看作下一波科技革.命的重点发展趋势，你有什么想法？
DNA可作超高效纳米机器引擎
能检测病毒细菌乃至金属
科技日报多伦多7月13日电 （记者冯卫东）据最新一期《自然—通信》杂志报道，加拿大研究人员开创了一种利用DNA（脱氧核糖核酸）作为微观机器引擎的新方法，可用来检测病毒、细菌、可卡因乃至金属等物质。
加拿大生物分析化学和生物接口领域研究主席、麦克马斯特大学生物接口研究所所长约翰·布伦南表示，这一全新平台可适应多种用途，DNA纳米结构具有很强的适应性，因此可检测各种目标物。
DNA是最出名的遗传物质，也是一种非常适合编程的分子，在工程合成领域具有重要应用。新方法可将分别编程的DNA材料塑造成一对互锁的圆状物。第一个圆状物直到被第二个圆状物释放时才能激活，这就像自行车车轮被上了一把锁。当充当锁具的第二个圆状物追踪到目标物质的迹象时，其就会打开并释放第一个DNA圆，从而迅速复制并创建诸如颜色改变这样的信号。
布伦南表示，该方法的关键在于，其可被任何需要检测的物质选择性触发。研究人员目前已设计出针对某把钥匙的“锁”，所有的部件均由DNA制成，最终这把“钥匙”则由研究人员针对如何构建物质来定义。
参与该项研究的加拿大核酸领域研究主席李应福解释说，DNA纳米机器的想法来自大自然，生物利用各种纳米级分子机器来实现重要的细胞功能。这是研究人员首次设计出一个基于DNA的纳米机器，它能实现对一个细菌病原体的超灵敏检测。目前，研究人员正将DNA纳米机器进一步发展成用户友好的检测工具，使其能快速检测各种物质，并在一年内开展临床试验。
下水道没有“德国神话” 城市防灾力度不够引反思
曾经，德国的下水道在中国互联网上被奉为经典。去年1月《南德意志报》发表文章批驳了这一“德国神话”，报道称，当年德国人所修缮的下水管道只占青岛全城管道的3%，所以“青岛由于约100年前德国人承建的下水管道，洪灾无积水”的说法是完全站不住脚的。
此次遭受洪灾后，德国人开始了自我检讨。德国斯图加特市景观规划和生态研究所所长安特耶·斯托克曼教授说，“至少在城市规划和建设上，我们没有赶上气候变化。我们的下水道不堪重负，无法排泄洪水。德国必须重新思考如何更好建设广场、公园和街道，不让洪水淹没城镇，同时也要建设好运河和水道。现在，一些欧洲城市，如鹿特丹、哥本哈根、汉堡港等，都已经建设了对抗洪水的设施，其他城镇也要跟上。”
“洪水过后又是洪水”，德国《威斯法伦新闻报》3日也指出，大洪水显示德国对抗洪水做得远远不够。德国农村将河道拉直，破坏沼泽，城市下水道太小，但各地政府却不愿在抗洪基础设施上投资。除了沙袋，放置钢板桩和钢筋堤坝外，德国还没有进一步的保护措施。如果不改变，未来仍会闹洪灾。
“我们在防止洪水上做了很多错事。”德国自然保护组织负责人赫伯特·罗内尔表示，德国过去在防洪上走了弯路，河流变窄，堤坝进一步增加，导致泄洪能力下降。“洪水问题也有人为原因。我们正在为自己还债。”
德国《图片报》说，“气候变化往往被低估，我们的基础设施和危机系统也没有赶上，需要新思路。”“我们无能为力”，德国新闻电视台尖锐地批评说，德法部分地区遭遇的罕见洪灾，已造成多人丧生，而德国救援人员和政府部门无法施展救援措施。
对此，任国玉说，不能否认，在发达国家，由于水利基础设施相对健全，总体损失会小一些，主要是因灾致死的人数会少很多。但我们也不应该妄自菲薄。中国的抗灾能力提升很快，特别是经常发生暴雨的南方地区，人们应对暴雨、洪水、台风的能力都有明显提高，其中不断改进的监测、预报和预警水平起到很大作用。“我可以有信心地说，将来再发生特大暴雨洪灾，也许经济损失未必会少，但因灾致死的人员总体上会越来越少，这就是最值得期待的进步。”
抢险救援消防车装上了“水刀”
科技日报讯 （记者郝晓明）从消防车里拉出细细的水管和轻巧的水枪，短短几分钟，就如同一把“水刀”划开了受损的车门，将车内驾驶员毫发无损地救出，同时迅速扑灭了发动机上的火焰。4月28日，我国规模最大的超高压水切割机研发与制造企业沈阳奥拓福科技股份有限公司成功地将冷态切割技术应用在抢险救援消防车上。
“新一代冷态切割抢险救援消防车在易燃、易爆等危险环境下利用超高压水射流对破拆面进行切割，其切割过程中不会产生热量和有毒气体，同时车上配备的起重、牵引、灭火等设备，不再局限于传统的机械手段破拆救援，提升了消防部队的救援能力与救援效率，是一款完全具有自主知识产权的新型多功能抢险救援车。”奥拓福董事长武子全介绍。
科技部数控一代机械产品创新应用示范工程专家组成员、大连理工大学教授贾振元教授表示，水射流技术是一门方兴未艾的学科，在技术研发和产业化方面前景广阔。近年来，水射流切割技术和及设备已广泛应用于生产生活，在航空航天、舰船、军工、核能等领域更显优势，可切割500余种材料。作为超高压水切割机国家标准起草单位和高新技术企业，奥拓福在超高压水射流技术研发与应用方面实力雄厚，是国内首家在资本市场上市的水刀企业，拥有国内规模最大的水射流设备制造基地，并在美国投资建厂，在水切割技术领域先后推出了标志性产品——立式水切割机、数控四轴、数控五轴联动水切割机、双增压器等产品。
欧核中心“新粒子”引发论文潮
可能找到了一种新的粒子
科技日报北京12月28日电 （记者刘园园）欧洲核子研究中心的大型强子对撞机（LHC）可能找到了一种新的粒子，这种诱人的“可能”让理论物理学家的论文在短短两周内如潮水般涌出。
据《自然》期刊官网消息，12月15日欧洲核子研究中心的科学家宣布了他们的新发现，自那以后，论文预印本平台arXiv已经发布了95篇专门讨论这种假想新粒子的研究论文。
对此，LHC紧凑型μ介子螺线管（CMS）探测器新闻发言人齐亚诺·坎波雷西似乎早有预知。他在15日新发现宣布之后就对《自然》表示，未来两周他期待看到大量讨论这一发现的相关论文：“我很好奇我们的理论学家们对此持何看法。”
康奈尔大学物理学家、arXiv平台创立者保罗·金斯帕说，这一论文发布潮令之前两次类似的论文发布事件相形见绌：一次是2011年乳胶追踪中微子震荡计划（OPERA）的科学家宣布中微子的速度可以超过光速；另一次是2014年科学家宣布借助架设于南极的BICEP2望远镜发现了引力波。这两次研究发现在质疑面前都没能站住脚。
欧洲核子研究中心的理论学家吉安·弗朗切斯科·朱迪切与其合作者在新发现宣布之后发布了一篇32页的论文，这篇论文已经被引用了68次。朱迪切表示，这种假想中的粒子很难与超对称粒子（SUSY）匹配。超对称是目前比较令人信服的粒子物理学中的标准模型，这一模型认为每个粒子都与一个比它质量更重的粒子成对出现。“这种粒子看起来不像超对称粒子。”朱迪切说。
但是arXiv平台上很多论文已经在试图将这种粒子往超对称粒子的方向解释，有的甚至直接将这种粒子称为“S粒子”（S是SUSY的首字母）。这种粒子也很有可能是2012年LHC发现的希格斯波色子的表亲，或者是引力子。
哈佛大学理论物理学家丽萨·兰德尔认为，尽管这种所谓的新粒子很可能只是昙花一现，会随着更多相关数据的出现而不复存在，但理论物理学家花时间去分析它仍然是值得的。
总编辑圈点
物理学家正在孜孜不倦的解释着物质的本质，借助大型强子对撞机，物理学家能让粒子具备极高的速度，并撞击到一起，在生成的碎片中探测可能出现的新的微观粒子。而这种粒子，哪怕只是极其偶然的出现，却能带给物理学界极大的震动，并引领一批科学家去探索并修正已有的物理模型。这次出现的“S粒子”亦是如此，也许将来的数据会证实这次的理论努力是空欢喜一场，但科学是奇妙的，谁能说准，在这次的探索中，不会出现意外的科学发现呢？让我们拭目以待。
3D碳纳米管计算机芯片问世运行速度可达现有芯片的1000倍
[导读] 两年后的今天,科学家让这款芯片成为时髦的3D碳纳米管计算机芯片,我们不禁感叹科学家的想象力,就连新的堆叠方式都能让计算机芯片提高1000倍的速度,必须手工点个赞!
碳纳米管使存储器和处理器能采用三维方式堆叠在一起，从而大幅提高了芯片的运行速度。
科技日报北京9月21日电 （记者刘霞）美国研究人员表示，他们使用碳纳米管替代硅为原料，让存储器和处理器采用三维方式堆叠在一起，降低了数据在两者之间的时间，从而大幅提高了计算机芯片的处理速度，运用此方法研制出的3D芯片的运行速度有可能达到目前芯片的1000倍。
研究人员之一、斯坦福大学电子工程学博士候选人马克斯·夏拉克尔解释道，阻碍计算机运行速度的“拦路虎”在于，数据在处理器和存储器之间来回切换耗费了大量的时间和能量。然而，解决这个问题非常需要技巧。存储器和中央处理器（CPU）不能放在同一块晶圆上，因为硅基晶圆必须被加热到1000摄氏度左右；而硬件中的很多金属原件在此高温下就被融化了。
为此，夏拉克尔和导师萨布哈斯·米特拉等人将目光投向了碳纳米管。夏拉克尔说，碳纳米管具有重量轻、六边形结构连接完美的特点，能在低温下处理，与传统晶体管相比，其体积更小，传导性更强，并能支持快速开关，因此其性能和能耗表现远远好于传统硅材料。
但利用碳纳米管制造芯片并非易事。首先，碳纳米管的生长方式非常不好控制；其次，存在的少量金属性碳纳米管会损害整个芯片的性能。研究人员想方设法解决了这些问题，并于2013年制造出全球首台碳纳米管计算机。然而，这台计算机既慢又笨重，且只有几个晶体管。
现在，研究人员更进了一步，研发了一种让存储器和晶体管层层堆积的方法，新的3D设计方法大幅降低了数据在晶体管和存储器之间来回的“通勤”时间，新结构的计算速度为现有芯片的1000倍。而且，该研究团队还利用芯片新架构，研制出了多个传感器晶圆，可用于探测红外线、特定化学物质等。接下来，他们打算对这套系统进行升级，制造更大更复杂的芯片。
总编辑圈点
电子元件的进化历程从未停止，它们变得越来越小、越来越强大，同时越来越廉价，与此同时，科学家从来没有停止过对于速度的追求。两年前的秋天，斯坦福大学的一个科研团队开发出世界上第一台基于碳纳米管制造的计算机，迈出了挑战“硅芯片”计算机制造主流材料的第一步；两年后的今天，科学家让这款芯片成为时髦的3D碳纳米管计算机芯片，我们不禁感叹科学家的想象力，就连新的堆叠方式都能让计算机芯片提高1000倍的速度，必须手工点个赞！
美国太空总署研发神奇自动修复的材料
[导读] 研究员向一幅由两块固态聚合物组成的墙壁发射子弹，不消数秒破洞就消失。研究员向一幅由两块固态聚合物组成的墙壁发射子弹，不消数秒破洞就消失。
研究员展示遭子弹射中的物料
（神秘的地球报道）美国太空总署（NASA）正资助研发一种神奇自动修复物料，当它受到破损后，可于两秒内极速修复，犹如新的一样。虽然物料的效用仍需作更多测试验证，但NASA希望它能应用于太空探索上，方便维修受损的太空船及太空站。
由NASA发放的片段可见，研究员向一幅由两块固态聚合物组成的墙壁发射子弹，不消数秒破洞就消失，就如完好无缺一样。原来，研究员在墙壁中间的夹层，注入一种名为三丁基硼烷（tributylborane）的液态物料。当子弹穿过墙身并形成破洞时，三丁基硼烷与氧气产生化学反应，立即形成固体填塞物，令破洞黏合起来。
NASA表示，资助这项研究不但是希望可于日后，在太空修复破损的太空船，更是为了保护太空人的安全。国际太空站受到太空垃圾威胁，它们的运行速度比子弹还要快，因此配备这物料可令站内太空人感到更安全。
美发现近30年首个新型抗生素 使细菌病原体不再抗药
[导读] 美国科学家发现了近30年来第一种新型抗生素，其可以杀死耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）等多种致命病原体。科学家认为，随着人类与细菌耐药性之间战争的不断升级，这一抗生素有望成为“游戏规则颠覆者”。
美国发现近30年首个新型抗生素
通过破坏细胞壁来消灭细菌 病原体很难发展出抗药性
科技日报讯 美国科学家发现了近30年来第一种新型抗生素，其可以杀死耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）等多种致命病原体。科学家认为，随着人类与细菌耐药性之间战争的不断升级，这一抗生素有望成为“游戏规则颠覆者”。
西北大学的吉姆·里维斯领导的研究团队在近日出版的《自然》杂志上撰文指出，他们在缅因州的土壤内发现了这种名为Teixobactin的抗生素。在老鼠身上进行的研究表明，该抗生素对致命的MRSA细菌等具有非常强的对抗作用，而且可以治疗肺结核、败血病等多种常见的感染。更重要的是，与其他主要攻击细菌蛋白质的多数抗生素不同，它主要通过破坏细菌的细胞壁来消灭细菌，病原体很难对其发展出抗药性。
不仅如此，科学家们表示，这一抗生素也因为其发现方式，为新一代抗生素铺平了道路。科学家们一直相信，土壤中充满了各种新奇且强大的抗生素，但99%的微生物在实验室环境下都无法发育，这让科学家们很挫败，而西北大学的科学家找到了新方法：他们使用名为iChip的电子芯片在土壤中培育微生物，接着将其中的抗生素化合物隔离出来，采用这种方法，抗生素的存活率达到了50%，他们发现了25种有潜力的抗生素，其中，Teixobactin的功效最强。科学家们表示，或许可以借助这种方法，发现更多有用的抗生素。
尽管该抗生素能杀死MRSA和导致肺结核的结核分枝杆菌，但全球NDM-1超级耐药细菌发现者、英国卡迪夫大学医学院教授提摩太·沃尔什警告说，它目前只在几种实验室菌株上进行了测试，还需要在至少几十种甚至上百种最近从病人身上提取出来的菌株上进行测试后，才能得出比较确切的结论，更重要的是，还要在人体身上进行毒性实验。
Teixobactin在对付革兰氏阴性细菌时也遭遇了挫败，毕斯特制药公司科技事务部高级副总裁巴里·爱因斯坦说，这类细菌包括肺炎杆菌等多种致命病原体，而肺炎杆菌对所有已知的抗生素都有抗药性。沃尔什希望iChip技术能提供解决方案，他说：“iChip有望培育出能杀死革兰氏阴性细菌的细菌。”
1928年，亚历山大·弗莱明发现了第一种抗生素青霉素，随后，科学家们又陆续发现了100多种抗生素，但自1987年起就没有新抗生素问世，缺乏新药和过度用药使细菌的耐药性与日俱增。2014年，世界卫生组织宣布，后抗生素时代（人们可能死于普通感染和小伤）可能于本世纪开始。MRSA也从医院肆虐到社区。因此，科学家们认为，Teixobactin的出现可谓生逢其时，其有望成为人类打败细菌抗药性的“超级武器”。
世界首次全人工繁殖长江刀鱼成功 |
图 4月13日，长江珍稀鱼类繁养殖基地科研中心工作人员在检查三龄刀鱼生长情况。新华社发（许丛军摄）
近日，世界首次全人工繁殖长江刀鱼在江苏中洋集团长江珍稀鱼类繁养殖基地科研中心获得成功。中洋集团从2004年开始进行长江刀鱼人工驯养工作，2008年第一批半人工繁殖的长江刀鱼鱼苗出生。目前，存池刀鱼已达40多万尾。
刀鱼是长江珍稀鱼类的代表，其人工繁殖是世界性难题。随着生态环境变化、捕捞过度，野生长江刀鱼产量逐年剧减，近年来可谓一“刀”难求，天价野生刀鱼的新闻不时可见。长江刀鱼全人工繁殖成功，不仅实现了野生刀鱼在驯养条件下人工繁殖的历史性突破，而且为长江珍稀鱼类、濒危物种生存提供了更广阔的空间。 |
美国开发出高效太阳能制氢系统
据美国物理学家组织网8月10日报道，日前美国杜克大学的研究人员发明了一种可铺设在屋顶的太阳能制氢系统。该系统生产的氢气无明显杂质，在效率上也远高于传统技术，能让太阳能发挥更大的用途。
新系统与传统太阳能集热器在外观上区别并不大，但实际上它主要由一系列镀有铝和氧化铝的真空管组成，一部分真空管中还填充有起催化剂作用的纳米颗粒。其中反应物质主要为水和甲醇。与其他基于太阳能的系统一样，新系统也从收集阳光开始，但而后的过程却截然不同。当铜管中的液体被高温加热后，在催化剂的作用下就能产生氢气。这些氢气既可以经由氢燃料电池转化为电能，也能通过压缩的形式储存起来以供日后使用。
负责该研究的杜克大学工程学院机械工程学和材料学助理教授尼克·霍茨称，该装置可吸收高达95%的太阳热能，由环境散发出去的则非常少。这一装置能让真空管中的温度达到200摄氏度，而相比之下，一个标准的太阳能集热器只能将水加热到60摄氏度到70摄氏度。在高温作用下，该系统制氢的纯度和效率远高于传统技术。
霍茨说，他将新系统与太阳能电解水制氢系统和光催化制氢系统的火用（指定状态下所给定能量中有可能做出有用功的部分）效率进行了对比，结果发现，新系统火用效率的理论值分别是28.5%（夏季）和18.5%（冬季），而传统系统在夏冬两季的火用效率则只有5%到15%和2.5%到5%。相关研究成果在美国机械工程师协会2011年能源与燃料电池会议上进行了公布。
太阳能甲醇混合系统是最便宜的解决方案，但系统的成本和效率会因安装位置的不同而有所区别。在阳光充沛地区的屋顶铺设这种太阳能装置，大体上能满足整个建筑在冬季的生活用电需求，而夏季产生的电力甚至还能出现富余。这时业主可以考虑关闭部分制氢系统或者将多余的电力出售给电网。
霍茨说，对较为偏远或不易获取其他能源的地区，这种新型太阳能制氢系统将会是一个非常好的选择。目前他正在杜克大学建造一个试验系统，以便对其进行更为全面的测试。（王小龙）
美国研制出打印太阳能电池的新“墨水”
据美国麻省理工学院网站报道，麻省理工学院（MIT）的科学家研发出了一种新“墨水”，将其沉积在纸或其他柔软织物表面，能打印出光伏电池，就像打印文件一样简单且成本低廉。该研究发表在近日出版的《先进材料》杂志上。
该研究由麻省理工学院化学工程师凯伦·格利森、电子工程学教授弗拉基米尔·布洛维、研究生迈尔斯·巴尔领导，美国国家科学基金会对其提供了资助。
最新技术与现在大多数制造太阳能电池的方法非常不同。现有技术需要将衬底暴露在具有破坏性的环境中——要么让衬底以液体形式存在，要么暴露在高温下；而新技术使用的是蒸汽而非液体，温度也不到120摄氏度，这些“相对温和”的环境使人们能将常用的、不经处理的纸张、布料、塑料作为衬底，在其上打印出太阳能电池。
新技术提供了一种大规模制造太阳能电池的廉价方法。这种名为气相沉积的技术比印刷普通文档要复杂一点，为了在纸上打印出一个光伏电池阵列，需要在这张纸上沉积5层物质，而且这个过程必须在真空中进行。
最新技术可以使用普通的、未经处理的纸，包括印刷纸、薄纸、复写纸甚至报纸，并且效果都很好，甚至将纸折成纸飞机后，其上的太阳能电池仍能工作。科学家同时也在一块薄薄的PET塑料上打印出了一块太阳能电池，并将其折叠打开了1000次，其性能并不受影响。相比之下，现在使用商业化方法制造出的太阳能电池折叠一次就失效了。
布洛维表示，与传统由玻璃或其他材料制成的衬底相比，纸或塑料衬底要轻薄很多，这也让其应用领域更加广泛。另外，研究结果也证实，去年打印出来的太阳能电池现在仍能工作，这表明其寿命很长。而且，纸质衬底太阳能电池能够被制成遮光窗帘或墙纸，其安装成本大大低于玻璃衬底太阳能电池。
最新的这种纸上太阳能电池的转化效率约为1%，但科学家们相信，随着他们持续对该材料进行改进，转化效率可以大大提高。“不管怎么，该电池现在足以为一个小型设备提供电力。”
印刷电子专业调查机构IDTechEx的主席皮特·哈罗普表示，麻省理工学院的研究非常令人兴奋，目前太阳能电池研究领域的很多科学家都专注于研制大规模太阳能电池，其实，小型太阳能电池的应用领域也很广泛。（刘霞）
