science杂志最新长文

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Science: 三维断层结构控制震群的动态发展

理解一个地震如何发生及为何开始发生是地震科学的最大挑战之一。考虑到大地震和小地震的发生频度不同，理解断层带地震的发生发展过程可以通过对破坏性大地震的时空破裂过程研究，以及中小地震序列的时空演化过程开展高分辨率探测等途径加以实现。通常认为，断层的结构会控制地震破裂的起始、传播和停止，且断层形态在地下浅部比深部更复杂。但科学家对地下断层结构的探究比较困难，虽可通过钻井等方式直接观测断层的物性特征，但空间采样非常有限。随着地震观测台网密度的增加和分析手段的不断进步，海量中小地震的精定位为认识断层带的三维深部形态提供了一种有效的手段（参见前沿报道《寻找隐藏的微地震》）。

震群（Earthquake Swarm）是一类特殊的地震，通常指的是某一特定小区域在较短时间内发生的一系列中小地震，震群的持续时间可以是一些天、几个月，甚至是几年，震群中会存在多个震级相近的震级较大地震，但整个震群的能量释放过程同常见的主震-余震序列由1个主震或几个大震占主导的方式明显不同。主震后发生的一系列余震不应被称为震群，而震级特别大的多次破坏性地震，一般也不称为震群，比如1976年松潘-平武地区发生的2次7.2级强震和最大震级达6.7级的余震。震群的发生通常被认为是由于外部作用导致断层上的应力增加或者减少了发震断层的强度（Shelly et al., 2016）而致，自然发生的震群常与岩浆迁移和地热流体活动相关联。通过对震群活动的精定位分析研究，可以探究地下岩浆的迁移及断层带内的流体运移过程，为认识地震的孕育和发生发展过程提供直接观测依据。

图1 （a）研究区的地理位置及主要的活动构造分布；（b）卡维拉谷附近三个不同时间震群的时空分布图（Hauksson et al., 2019）

最近美国加州理工大学的Zachy Ross博士及合作者在Science杂志刊文（Ross et al., 2020），针对南加州圣哈辛托断层（San Jacinto fault）及埃尔西诺断裂（Elsinore fault）之间的卡维拉谷（Cahuilla Valley）岩体附近2016-2019年发生的震群活动（图1），利用南加州密集分布的固定地震台站记录的连续地震波形数据，应用深度神经网络算法进行自动地震检测及精定位分析，获得了展布在4′4′2 km空间范围内矩震级为Mw0.7-4.4的22000多个地震的精细时空分布，进一步分析发现该地区断层带内复杂的三维结构控制着该震群的动态演化过程（Ross et al., 2020）。通过该项研究，推动了对断层带内部精细结构的一系列认识：

（1）精细的地震分布限定了断层带的三维形态。在断层垂直方向，地震分布范围非常窄，只有几十米或更小，因此断层带的孕震层厚度可能较薄。同时断层面在走向方向和倾向方向上都不是一个平面，尤其在西北段，断层面的倾向随深度发生了多次相反的变化。同时，在断层带内部，存在一系列与走向平行的垂直间距约200-400 m较密集展布的地震条带，且这些条带具有起伏的几何形态并在断层带内大部分区域都存在。

（2）精细测定的地震时空分布限定了地震序列的演化过程及可能的物理机制。此次地震序列起始于断层带底部（约8 km深度）一个约100 m宽的区域，其后发生的地震迁移过程与地震波传播类似，存在前锋面（类比地震波传播的波前面），后续的地震活动都发生在该前锋面内部，在前锋面的前方不存在地震活动（图2）。这一观测暗示在断层带底部存在一个连续的点状流体注入源，地震活动性的迁移是因为流体持续注入和迁移导致的。其中慢慢扩散的前锋面暗示这个震群主要是由流体运移来驱动的，而不是如典型的地震序列那样由静态或者动态应力触发来驱动。震群迁移的速度非常慢，达到1-5 m/天，这比慢滑移地震的传播速度（几十千米每天）要慢的多，进而估计断层带内的渗透率约为10 -17 -10 -18 m 2 。整个震群的发展可以分为三个阶段（图2）：自2016年至2017年，地震序列平稳发展且地震发生率比较低，然后发展到一个地震高发时段（阶段1和2），直到一次震级较大地震（Mw4.4）发生，地震发生率显著增加（阶段3）后减少并在1年后停止。阶段1和2的地震发生过程可能主要由整个断层区的流体压力扩展驱动，而阶段3的震群活动则由静态应力变化和流体压力变化混合驱动作用。Mw4.4地震在周围断层区形成了显著的应力变化，这可能改变了渗透率结构，从而增强了整个系统的流体流动。随时间变化的应力降分析发现，阶段1和2的应力降中值约8 MPa左右，而阶段3的应力降中值下降为2 MPa，这些特征进一步证实了上面的推论。

图2 2016-2019年卡维拉谷震群的时空分布。（a）和（b）震群在水平面及沿断层走向的深度剖面上的分布，不同颜色表示相对于震群起始的时间。c）沿走向和倾向的地震迁移分布，可以看到在阶段2中存在迁移的各向异性，迁移更多是沿着走向方向（蓝色椭圆所示）（Ross et al., 2020）

（3）地震序列的空间演化过程为推测断层带的物性特征提供了直接证据。这个震群的非均匀空间分布暗示断层带的渗透性体系是空间变化的。在4年的震群活动期内，只存在极少量震源深度大于8.5 km的地震，因此推测在该深度可能存在一个渗透率障碍体，或者断层带自身没有延伸到更深或者在这个深度存在介质流变性的变化。2016-2017年，震群在断层面内的迁移速度基本是各向同性的。此后，沿走向的迁移相对沿倾向的迁移速度更快，这同流体进入断层通道的推测相一致（图2c）。在2018年8月，在震群开始3年后，在大约6 km深度处沿断层带倾向向上的迁移基本停止了，仅在断层区东南端沿走向约1 km长的区域内地震继续向上迁移；而在这些地震向上迁移500 m后，地震活动快速升级并最终形成序列中最大的地震（Mw4.4地震）。此后，震群基本是向西北方单向迁移，将深度小于6 km的地震空区填满。基于这些观测，作者推测在6 km深度存在一个近水平的渗透性障碍体，几乎没有流体可以穿过它。因此，断层区的渗透性结构对局部的扩散性质起控制作用，渗透率不是静止不变的标量，而是一个随空间和时间变化的张量，渗透率可能会伴随滑移和断层恢复过程而随时间变化。

断层区内破坏区的几何形态决定了内部流体运移的通道或者屏障。此次震群由一个局部流体注入点扩散的特征表明断层区可能同一个深部源区相连，但是连接通道最初是被封闭的（图3）。而卡维拉谷（Cahuilla Valley）岩体附近在1980-1981年、1984-1985年和2016-2019年曾多次发生震群活动，表明该地区地壳深部存在一个规模较大的流体源区（图1；Hauksson et al., 2019）。深部流体供给的运移导致断层区的震群活动，可以用断层阀门模型（Sibson et al., 1981）来进行解释（图3）。该研究中深度神经网络算法的应用，使对海量连续地震波形记录中的地震检测识别和定位工作可以自动化完成，地震学家仅需检验部分识别结果以确保数据质量，这大大提高了微弱地震的识别效率和定位精度。

图3 对震群发生机制的解释卡通图，深部流体穿过底部障碍体的某处进入断层区，并向浅部运移导致震群的发生（Ross et al., 2020）

【致谢：感谢地星室陈棋福研究员对本文提出的宝贵修改建议。】

主要参考文献

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Hauksson E, Ross Z E, Cochran E. Slow‐growing and extended‐durationseismicity swarms: Reactivating joints or foliations in the Cahuilla Valleypluton, central Peninsular Ranges, Southern California[J]. Journal ofGeophysical Research: Solid Earth, 2019, 124(4): 3933-3949.

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Ross Z E, Cochran E S, Trugman D T, et al. 3D fault architecturecontrols the dynamism of earthquake swarms[J]. Science, 2020, 368(6497):1357-1361.

Shelly D R, Ellsworth W L, Hill D P. Fluid‐faultingevolution in high definition: Connecting fault structure and frequency‐magnitudevariations during the 2014 Long Valley Caldera, California, earthquakeswarm[J]. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 2016, 121(3):1776-1795.

Sibson R H. Fluid flow accompanying faulting: field evidence andmodels//Simpson D W, Richards P G (Eds.). Earthquake Prediction: AnInternational Review. American Geophysical Union: 593-603.

Stuart W D, Johnston M J S. Intrusive origin of the Matsushiroearthquake swarm[J]. Geology, 1975, 3(2): 63-67.

White R S, Edmonds M, Maclennan J, et al. Melt movement through theIcelandic crust[J]. Philosophical Transactions of the Royal Society A, 2019,377(2139): 20180010.

Zhang G, Lei J, Sun D. The 2013 and 2017 Ms 5Seismic Swarms in Jilin, NEChina: Fluid‐Triggered Earthquakes?[J]. Journal ofGeophysical Research: Solid Earth, 2019, 124(12): 13096-13111.

哲学解读《SCIENCE科学》杂志社公布前沿125个科学问题

哲学解读《SCIENCE科学》杂志社公布的世界前沿125个科学问题

01 .宇宙由什么构成？

答：宇宙是由真空零（0）这个能极生起能量光构成。

请参考搜索《哲学之手用爱因斯坦质能方程开启宇宙之门》

02 .意识的生物学基础是什么？

答：意识是能量的精子“光亮子”，光性即神性即意识性即渗透性即温度性，光性以温度、辐射、衍射、风、湿、电等等各种因缘性渗透，思维即微弱的电流。

03 .为什么人类基因会如此之少？

答：在我看来人类的基因怎么会如此之多？他的本质就是能极能量“锚”在物质而已或者说能量光凝结成物质的身体。

04 .遗传变异与人类健康的相关程度如何？

答：大约百分之五左右，因人而异。

05 .物理定律能否统一？

答：已经统一了。即宇宙法则因缘定律：一切有为，有和合则转，无和合则不转；因缘集则转，缘不集则不转。

请参考搜索上篇《哲学之手用爱因斯坦质能方程开启宇宙之门》

下篇：《月云消照世间之统一论•哲学解读相对论和量子力学》

06. 人类寿命到底可以延长多久？

答：可以长生不老。

07 .是什么控制着器官再生？

答：是心意识能极能量。

08 .皮肤细胞如何成为神经细胞？

答：是人体静电场和能量的精子“光亮子”意识的结合才成为神经细胞。

09. 单个体细胞怎样成为整株植物？

答：吸收能量在能极作用下成为整株植物。

10. 地球内部如何运行？

答：能极能量的交换，液体的流动。

11. 地球人类在宇宙中是否独一无二？

答：否。

12. 地球生命在何处产生、如何产生？

答：生命在适合处产生，因能极能量辐射衍射产生。

请参考搜索；

上篇《哲学之手用爱因斯坦质能方程开启宇宙之门》

下篇：《月云消照世间之统一论•哲学解读相对论和量子力学》

13 .什么决定了物种的多样性？

答：是能极能量的辐射衍射决定了物种的多样性。

14 .什么基因的改变造就了独特的人类？

答：从哲学上说这个问题是偏错的。如果要回答就是大脑的基因造就了独特的人类，是自然造就了如此精密独特的人类。

15. 记忆如何存储和恢复？

答：是能极能量的心意识存储和恢复，作用于微弱的电流电磁场的存储和恢复，即量子力学意识力学。

16 .人类合作行为如何发展？

答：随宇宙法则因缘定律而发展。

17 .怎样从海量生物数据中产生大的可视图片？

答：能量的辐射衍射。

18 .化学自组织的发展程度如何？

答：还是宇宙法则因缘定律。

19 .什么是传统计算的极限？

答：无极限。

20 .我们能否有选择地切断某些免疫反应？

答：从哲学上说是可以的，电流可切断。

21 .量子不确定性和非局部性背后是否有更深刻的原理？

答：有，即宇宙法则因缘定律。

22. 能否研制出有效的艾滋病HIV疫苗？

答：可以，更重要的是改变人们的心意识行为。

23. 温室效应会使地球温度达到多高？

答：从哲学上说这个问题是偏错的。如果要回答：陏因缘定律。

24 .什么时间用什么能源可以替代石油？

答：陏因缘定律。

25. 地球到底能负担多少人口？

答：杞人忧天。问了就回答：陏因缘定律。

26 .宇宙是否唯一？

答：这取决于宇宙的定义，《文子·自然》：“往古来今谓之宙，四方上下谓之宇。” 《 庄子·庚桑楚 》：“出 无本 ，入无窍。有实而无乎处，有长而无乎本剽。有所出而无窍者有实。有实而无乎处者，宇也；有长而无本剽者，宙也。”《 尸子 》：“上下四方曰宇，往古来今曰宙。” 《 淮南子 》：“往古来今谓之宙，四方上下谓之宇”。其实应该十方才更贴切，所以是。

27. 是什么驱动宇宙膨胀？

答：心意识能极能量。

28. 第一颗恒星与星系何时产生、怎样产生？

答：无始产生；能极能量的辐射衍射凝结成物质产生。

请参考搜索：

上篇《哲学之手用爱因斯坦质能方程开启宇宙之门》

下篇：《月云消照世间之统一论•哲学解读相对论和量子力学》

29. 超高能宇宙射线来自何处？

答：来自意识无极，在我看来射线即电流即阳光即温度等等。

30 .是什么给类星体提供动力？

答：真空（0）这个能极意识。

31. 黑洞的本质是什么？

答：真空（0）这个能极。 从哲学上说没有黑洞，不要把能量的旋涡当黑洞，就如龙卷风中心。

32. 正物质为何多于反物质？

答：从哲学上说这个问题是错误的，没有反物质；物质的凐灭就如白糖溶于水，物质转化为能量。

33. 质子会衰减吗？

答：会，其实也可以理解为能量流失而衰减。

34 .重力的本质是什么？

答：是缘力，即因缘之力。

35 .时间为何不同于其他维度？

答：这个问题是错误的，因没有时间。所谓的时间只是人们受物质物理的影响、日月的更替、季节的变换、容颜的衰老、脑里有了记忆才认为有时间。

36 .是否存在比夸克更小的基本粒子？

答：从哲学上说应该有。

37 .中微子是其自己的反粒子吗？

答：从哲学上说这个问题是错误的，没有反粒子，粒子消失只是溶解为能量。

38 .是否有解释所有相关电子系统的统一理论？

答：有。即宇宙法则因缘定律。

39 .人类能够制造最强的激光吗？

答：从哲学上说这个问题是错误的。何为最强？随因缘定律。

40 .能否制造完美的光学透镜？

答：从哲学上说这个问题是错误的。何为完美？随因缘定律。

41 .是否可能制造出室温下的磁性半导体？

答：可以。

42 .什么是高温超导性之后的成对机制？

答：随因缘定律，。

43 .能否发展关于湍流动力学和颗粒材料运动学的综合理论？

答：已经有了，即因缘定律。

44 .是否存在稳定的高原子量元素？

答：随因缘定律。

45 .固体中是否有超流动性？如果有，如何解释？

答：有，即能极能量的辐射运动 ，如电流。

46 .水的结构如何？

答：这样问有瑕疵，就如问人的结构如何。应改为水是什么？水是能量的流动体。

47 .玻璃态物质的本质是什么？

答：是能量。

48 .是否存在合理化学合成的极限？

答：无极限。

49 .光电电池的最终效率如何？

答：终极效率零（0）。

50 .核聚变将最终成为未来的能源吗？

答：否。

51. 驱动太阳磁周期的原因是什么？

答：心意识真空零（0）能极，太阳是意识体。

52. 行星怎样形成？

答：能极能量辐射衍射产生，随因缘定律运行。

请参考搜索

上篇《哲学之手用爱因斯坦质能方程开启宇宙之门》

中篇《创世原动力：自性光亮子心识》

下篇：《月云消照世间之统一论•哲学解读相对论和量子力学》

53 .是什么引发了冰期？

答：是能极意识随因缘定律引发。

54 .使地球磁场逆转的原因是什么？

答：是能极意识随因缘定律，地球是意识体。

55. 是否存在有助于预报的地震先兆？

答：有。

56 .太阳系的其他星球上现在和过去是否存在生命？

答：有。

57 .自然界中手性原则的起源是什么？

答：因缘定律。

58. 能否预测蛋白质折叠？

答：随缘。

59. 人体中的蛋白质有多少存在方式？

答：从哲学上说只有1种，即能量。

60. 蛋白质如何发现其作用对象？

答：这是量子力学意识力学，意识静电场随因缘定律。

61 .细胞死亡有多少种形式？

答：从哲学上说只有一种形式，即能量的流失湮灭。

62. 是什么保持了细胞内的通行顺畅？

答：是能极能量。

63 .为什么细胞的成分可以独立于DNA而自行复制？

答：能量的精子“光亮子”意识。

64. 基因组中功能不同于RNA的角色是什么？

答：没进过这种实验室，所以不知道。从哲学上说只是能量或能量的精子“光亮子”“锚”在不同的地方而已；或以物质能量分别分配多少有关吧！“光亮子”即电流。

65. 基因组中端粒和丝粒的作用是什么？

答：没进过这种实验室，所以不知道。从哲学上说只是能量或能量的精子“光亮子”“锚”在不同的地方而已；所以它的作用应该是分别分配物质能量的多少有关；这只是猜测。“光亮子”即电流。

66. 为什么一些基因组很大，另一些又相当紧凑？

答：因为能量或能量的精子“光亮子”识与物质结合之因缘定律关系有别。

67. 基因组中的“垃圾”（“junk”）有何作用？

答：没进过这种实验室，所以不知道。即然是“垃圾”就应该以带走物质能量有关。猜测而已。

68. 新技术能使DNA测序的成本降低多少？

答：陏因缘定律。

69. 器官和整个有机体如何了解停止生长的时间？

答：能量流失，陏因缘定律。特别是心意识之因素。

70. 除了继承突变，基因组如何改变？

答：能量问题陏因缘定律。特别是心意识之因素。

71. 在胚胎期，不对称现象是如何确定的？

答：陏心意识能量能极之分别分配而确定的。

72 .翼、鳍和面孔如何发育进化？

答：随心意识能量能极之分别分配而发育进化。

73. 是什么引发了青春期？

答：随心意识能量能极之分别分配而引发了青春期，日月更替、阳光引发了青春期，内外作用。

74. 干细胞是否位于所有肿瘤的中心？

答：没进过实验室，所以不知道。

75. 肿瘤更容易通过免疫进行控制吗？

答：否。肿瘤是更容易通过心意识行为来进行控制。

76. 肿瘤的控制比治愈是否更容易？

答：这两者不可比。如果要回答就一半一半。

77. 炎症是所有慢性疾病的主要原因吗？

答：否。

我今依圣贤， 所有疗病法， 次第为汝说， 善听救众生。

三月是春时， 三月名为夏， 三月名秋分， 三月谓冬时,

此据一年中, 三三而别说, 二二为一节, 便成岁六时。

初二是花时, 三四名热际, 五六名雨际, 七八谓秋时,

九十是寒时, 后二名冰雪, 既知如是别,　授药勿令差。

当随此时中, 调息于饮食, 入腹令消散,　众病则不生,

节气若变改, 四大有推移, 此时无药资,　必生于病苦。

医人解四时, 复知其六节, 明闲身七界,　食药使无差。

谓味界血肉,　膏骨及髓脑, 病入此中时,　知其可疗不？

病有四种别,　谓风热痰癊, 及以总集病,　应知发动时。

春中痰癊动,　夏内风病生, 秋时黄热增,　冬节三俱起,

春食涩热辛,　夏腻热醎醋, 秋时冷甜腻,　冬酸涩腻甜；

于此四时中,　服药及饮食, 若依如是味,　众病无由生。

食后病由癊,　食消时由热, 消后起由风,　准时须识病,

既识病源已,　随病而设药, 假令患状殊,　先须疗其本。

风病服油腻,　患热利为良, 癊病应变吐,　总集须三药,

风热癊俱有,　是名为总集； 虽知病起时,　应观其本性；

如是观知已,　顺时而授药, 饮食药无差,　斯名善医者。

……

78. 疯牛病会怎样发展？

答：意识能量问题陏因缘定律。

79. 脊椎动物在多大程度上依赖先天免疫系统来抵抗传染病？

答：大约百分之十左右，因动物而异。

80. 对抗原而言，免疫记忆需要延长暴露吗？

答：不知道。

81. 为什么孕妇的免疫系统不拒绝其胎儿？

答：从哲学上说这个问题是错误的；因为孕妇她是一个整体，当然不拒绝了；而是你有分别心。

82. 什么与有机体的生物钟同步？

答：能量与物质随日月更替而同步，这就是所谓的“生物钟”。

83. 迁徙生物怎样发现其迁移路线？

答：陏能量作用因缘定律。特别是心意识之因素而发现其迁移路线。

84 .为什么要睡眠？

答：从哲学上说这个问题是错误的。如果要回答：就累了呗；更深层次的回答即能量的流失，所以要睡眠，即心意识的烦恼要休息放空；更深的回答请搜索唯识学的深义就知道这个问题是错误的。

85 .人类为什么会做梦？

答：因人而异，有些人是不会做梦的；是心意识的活动才会做梦。这是表面回答，如果往深奥里说是唯识学三境（性境.独影境.带质境）三量（现量.比量.非量，其实还有一个量即圣言量）之独头意识在起作用。这里不作深奥论述，自己搜索查阅。

86 .语言学习为什么存在临界期？

答：能极能量作用随因缘定律，特别是心意识之因素；日月更替、阳光等内外作用。

87. 信息素影响人类行为吗？

答：当然。

88. 一般麻醉剂如何发挥作用？

答：渗透发挥作用，光性即神性即意识性即渗透性即温度性电性，磁场就是电场就是光场就是湿场就是温度场就是意识场，只是表现的性质不同。

89. 导致精神分裂症的原因是什么？

答：是心意识。这是表面回答，如果往深奥里说是唯识学三境（性境.独影境.带质境）三量（现量.比量.非量）在起作用。这里不作深奥论述，自己搜索查阅。

90. 引发孤独症的原因是什么？

答：陏因缘定律；特别是心意识之因素。

91. 阿兹海默症患者的生命能够延续多久？

答：陏因缘定律；特别是心意识之因素。

92. 致瘾的生物学基础是什么？

答：陏因缘定律；特别是心意识之作用。

93. 大脑如何建立道德观念？

答：大脑以能量之精子“光亮子”分别于心而建立道德观念。

94 .通过计算机进行学习的极限是什么？

答：学习无极限。

95 .有多少个性源于遗传？

答：陏因缘定律。

96. 性别倾向的生物学根源是什么？

答：是心意识，陏因缘定律。

97. 生命树是生命之间系统关系最好的表达方式吗？

答：就算对吧。

98 .地球上有多少物种？

答：随缘。（这问题是个坑）

99 .什么是物种？

答：有分别就是物种。

100.横向转移为什么会发生在众多的物种中以及如何发生?

答：心意识，陏因缘定律。是能量的精子“光亮子”意识的转移。

101.谁是世界的共同祖先?

答：是宇宙第一义谛真谛真空零能极，即真主如来上帝。

请参考搜索

上篇《哲学之手用爱因斯坦质能方程开启宇宙之门》

中篇《创世原动力：自性光亮子心识》

102.植物的花朵如何进化?

答：陏因缘定律，心意识、日月更替、阳光雨露等等的内外作用。

103.植物怎样制造细胞壁?

答：随能量之精子“光亮子”意识制造细胞壁。

104.如何控制植物生长?

答：用能量之精子“光亮子”意识控制植物生长。

105.为什么所有的植物不能免疫一切疾病?

答：陏因缘定律。

106.外界压力环境下植物的变异基础是什么?

答：能量之精子“光亮子”意识陏因缘定律。

107.是什么引起物质消失?

答：是能极能量，物质溶解为能量。

108.能否避免物种消亡?

答：能。

109.一些恐龙为什么如此庞大?

答：心意识陏因缘定律。

110.生态系统对全球变暖的反应如何?

答：心意识陏因缘定律。

111.至今共有多少人种，他们之间有何关联?

答：随缘。（这问题是个坑）

他们之间的关联请参考搜索屈作《终极问题的回答：你是谁？从那里来？到那里去？》上篇〈哲学之手用爱因斯坦质能方程开启宇宙之门〉

112.是什么提升了现代人类的行为?

答：从哲学上说并没有提升，反而有下降。

113.什么是人类文化的根源?

答：心。

114.语言和音乐演化的根源是什么?

答：心意识。

115.什么是人种，人种如何进化？

答：人种是物质的能动体，是意识的奴隶，是真空零能极的示现体，是文化传承之载体；总结成一句：人种是心识动体；有强烈的能量之心意识的提升、升华。随因缘之律进化。

更深刻的回答请参考上篇《哲学之手用爱因斯坦质能方程开启宇宙之门》

中篇《创世原动力：自性光亮子心识》

下篇：《月云消照世间之统一论•哲学解读相对论和量子力学》

116.为什么一些国家向前发展而有些国家的发展停滞?

答：众生的心意识随因缘之律因果律。

117.政府高额赤字对国家利益和经济增长速度有什么影响?

答：随因缘之律，因果律。其实影响特别大，因诚信能量在流失。

118.政治与经济自由密切相关吗?

答：当然。手掌手背之关系。

119.为什么改变撒哈拉地区贫困状态的努力几乎全部失败?

答：随因缘定律。首先要改变他们的心意识，从贪嗔痴慢(傲慢)疑下手。

120.有没有简单的方法确定椭圆曲线是否存在无穷多解?

答：不知道，没研究过。

121.霍奇闭链是代数闭链的和吗?

答：不知道，没研究过。

122.数学家将会最终给出Navier-Stokes方程的解吗?

答：虽然不懂这个方程是什么意思，但从哲学上说无论微风还是湍流其本质都是能量的流动，所以应该从质能方程那里找答案，也随因缘之律。

123.庞加莱实验能否确定4维空间的球?

答：宇宙只有无极无维或空极空维、零极零维。

124.黎曼zeta函数的零解都有a+bi形式吗?

答：无。

125.对粒子物理标准模型的研究是否会停止在量子Yahg-Mills理论上？

答：还有终极理论宇宙法则因缘定律因果律：一切有为，有和合则转，无和合则不转；因缘集则转，缘不集则不转。由此产生“缘力”，而“缘力”统一了宇宙形而下的各种力。

如有不对请多指教，吉祥如意！

浙大团队《科学》再发文！解密如何利用电场控制氧化物界面超导

铝酸镧（LaAlO3）和钽酸钾（KTaO3）是两种绝缘体，但当它们组合在一起时，界面就能导电甚至出现超导现象。这种刚刚“问世”的界面超导引发了科学家强烈的兴趣，来自浙江大学物理学系、中科院物理所等机构的学者发现，可以像调控半导体器件那样，用电压连续调控LaAlO3/KTaO3界面的导电性质：随着门电压的变化，它呈现了从超导到绝缘体的连续转变。同时，研究团队还在这一界面观测到了可被连续调控的量子金属态等许多新奇的物理现象。

5月14日，相关论文Electric field control of superconductivity at the LaAlO3/KTaO3(111) interface （电场控制LaAlO3/KTaO3(111)界面超导）在《科学》杂志上线。论文的共同第一作者为浙大物理系博士生陈峥、刘源和北京航空航天大学博士后张慧，共同通讯作者是浙大物理学系谢燕武研究员，中科院物理所孙继荣研究员和周毅研究员。这一发现为人们 探索 低温量子现象呈现了一个崭新的视野，也为超导器件的研发提供了新的思路。

“后浪”的潜力

LaAlO3/KTaO3界面超导今年2月才刚刚在《科学》杂志正式“亮相”。在氧化物界面超导家族中，它是第2位入列的成员。第1位成员亮相于2007年，瑞士日内瓦大学的Triscone教授等首先发现了LaAlO3/SrTiO3界面存在超导现象，这标志着一类新的超导体系的诞生：氧化物界面超导。

Triscone曾用一堆乐高积木来形容这一领域的奇妙：不同的氧化物可以产生千变万化的组合，每种组合都有可能蕴含着未知的、新奇的性质。随后的研究发现，LaAlO3/SrTiO3的超导电性可以通过电压来开启或关闭，就像我们熟知的半导体晶体管。这不禁让人畅想，或许有一天我们能制造出像半导体一样可以精确调控的超导器件。

而一年多前“新生”于美国阿贡实验室的“后浪”LaAlO3/KTaO3的表现似乎更加抢眼。今年2月发表在《科学》杂志的论文指出，“LaAlO3/KTaO3的超导转变温度可达2.2 K，比“前浪”的0.3 K高出整整一个数量级。那么，它会有哪些新奇的性质？它的超导性能也能被调控吗？它对超导机制研究会有哪些价值？神秘的“后浪”吸引着谢燕武与他的合作伙伴们去一探究竟。

新的调控，新的机制

调控，是实验科学研究最重要的手段和内容。在这项研究中，研究团队发现了一种全新的调控机制，实现了LaAlO3/KTaO3导电性能的连续可调，器件随电压变化呈现了从超导到绝缘体的连续转变。

博士生陈峥和刘源在实验室制备样品

谢燕武介绍，导电电子在低温下两两配对，就会形成超导，目前已知的超导体系已经非常多，但能被电场调控的凤毛麟角。“”我们的调控方法本质就是调控电子‘队形’的空间分布，让它们在更靠近或更远离界面的地方运动。”大量的电子在氧化物界面附近运动时，会受到晶格缺陷（也称为“无序”）的影响。“就像开车时遇到障碍物。”谢燕武说，这种“无序”越贴近界面分布越密集，越远离界面则越稀疏。基于这一认识，研究团队提出了改变电子空间分布的思路，“如果有更多的电子靠近界面，那么整体来看它们遇到的‘障碍物’就变多了，这会显著影响电子以及配对后的超导库珀对的运动行为。”

每平方厘米界面通道里有80万亿个电子在运动，门电压通过改变它们的“队形”来影响界面导电性能。“山丘”形状示意了无序分布。

在这项实验中，研究人员测试了门电压从-200V到150V区间时界面的导电性能。“不论在超导转变温度之上还是之下，导电性都可被连续调控。”陈峥说，“我们还直接测量了在这一门电压区间电子‘队形’空间分布的变化，当导电通道在6纳米时，LaAlO3/KTaO3看起来是很好的超导，而当通道调整到2纳米时，它就成了绝缘体。”

在-200V到150V区间施加不同门电压时LaAlO3/KTaO3界面的面电阻（Rsheet）随温度（T）的变化。

“从表面看，我们与传统的方法用的都是门电压调控，但背后的调控机制是全新的。”孙继荣说，传统的方法，无论是半导体晶体管还是LaAlO3/SrTiO3，都是通过改变电子浓度从而实现对导电性能的调控，这里需要有个前提：电子浓度低。“相比之下，LaAlO3/KTaO3界面的电子浓度很高，不能满足传统的调控机制，因此需要 探索 全新的调控机制。”孙继荣说，新的调控仍然以类似于晶体管的方式工作，但本质上打破了对于电子浓度的限制。

量子金属态

博士生陈峥与刘源全程参与了样品的制备和测试。陈峥说，研究过程中最难忘的是第一次测出LaAlO3/KTaO3超导性的那一天，“表明我们已经掌握了制备这一新界面超导体系的方法，可以开始我们的调控研究了！”随着实验的推进，越来越多的数据涌现出来。当他们把它们放到一起时，惊奇地发现在低温下是一条又一条水平线条，也就是说，无论温度在0~1K的区间内如何变化，LaAlO3/KTaO3界面的电阻几乎始终是恒定的。“量子金属是同时具有部分超导和金属特性的新奇量子物态，这是一种典型的量子金属态。”周毅说，“已知的量子金属态都只处于某个量子临界点上。而这个系统可以连续调控，量子金属作为相图上一个物相的形式存在，这个新发现令我们异常激动。”

器件实物照片。中间核心桥路部分宽20微米，长100微米。

《科学》杂志的审稿人对这项研究给与了非常积极的回应，他们认为，这种完全可调的超导性是一项引人入胜的突破，该项研究充分深入，几乎覆盖了过去10多年人们在LaAlO3/SrTiO3体系中获得的认识。

谢燕武说，对于新材料的研究主要来自于两方面动力：一方面想通过新材料的研究来发现新的物理现象，获得更多的科学见解；另一方面也试图为开发新器件提供有益的线索。“我们在LaAlO3/KTaO3体系中的研究可为理解超导机制，尤其是理解高温超导中的机制提供全新的素材，同时也为将来开发超导器件提供了新的视野。”

这项研究的团队成员还包括浙大物理系博士生孙艳秋、张蒙，以及浙大材料学院田鹤教授和刘中然博士。

研究得到了浙江大学量子交叉中心同仁在技术和设备等方面的全方位支持，同时还得到了浙江大学“双一流”建设专项经费、国家重点研发计划、国家自然科学基金、和浙江省重点研发计划等支持。

浙大物理系谢燕武课题组

论文DOI: 3848

（原题为《浙大团队Science再发文！解密如何利用电场控制氧化物界面超导》。编辑张钟文）