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中科院谈量子科学论文发表

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中科院谈量子科学论文发表

中国科学技术大学郭光灿院士团队在光量子芯片研究中取得重要进展,在国际上首次实现波导模式编码量子逻辑门。 该团队任希锋研究组与浙江大学光电科学与工程学院/现代光学仪器国家重点实验室戴道锌团队合作,首次实现了片上波导模式编码的两比特量子逻辑门操作,相关成果近日发表在《物理评论快报》(Physical Review Letters)上。 此前,任希锋研究组与浙江大学戴道锌团队长期合作研究硅基光量子器件及芯片,并取得一系列重要进展。 2016年,上述团队在国际首次将波导模式编码用于量子信息处理,实现了波导模式、偏振和路径编码纠缠态之间的相干转换。2019年,团队首次实现波导模式编码纠缠光源制备。2021年,团队基于密集波导超晶格阵列,构建世界上最小尺寸的光学量子受控非(CNOT)门等。 在此基础上,本次研究中双方进一步合作自主设计和研发波导模式耦合器(TMDDC)、模式衰减器(MMA)等两种新型多模光子器件,分别用于实现特定的模式相关耦合和模式相关衰减等功能,并进一步将这些新型光子功能器件单片集成,在国际上首次展示了波导模式编码的两比特受控非门控操作。该实验中的量子受控非门能够实现对两个波导模式编码量子比特的纠缠,平均保真度在0.87到0.91之间。 该成果为波导模式编码的量子操作铺平了道路,也可用于片上多自由度光量子信息处理,为实现大规模光量子系统奠定了基础。《物理评论快报》审稿人一致认为这是一项重要的研究工作,并高度评价:“新发明的两种器件TMDDC和MMA都很重要”,“我相信这个工作将在相应研究领域中提供必要工具”。 中科院量子信息重点实验室任希锋教授、浙江大学光电科学与工程学院/现代光学仪器国家重点实验室戴道锌教授为论文共同通讯作者,中科院量子信息重点实验室特任副研究员冯兰天和浙江大学助理研究员张明为论文共同第一作者。该工作得到了 科技 部、国家基金委、中国科学院、安徽省以及中国科学技术大学的资助。

北京时间1月7日凌晨,中国科学技术大学潘建伟团队在《自然》杂志上发表了题为“跨越4600公里的天地一体化量子通信网络”的论文,验证了广域量子保密通信技术在实际应用中的条件已初步成熟。

中国科学技术大学教授潘建伟表示:“我们的工作表明,量子通信技术对于大规模的实际应用已经足够成熟。类似地,如果把来自不同国家的国家量子网络合并在一起,并且如果大学,机构和公司聚集在一起以标准化相关协议、硬件等,则可以建立全球量子通信网络。”

全球首个天地一体化量子通信网络

研究团队在量子保密通信京沪干线与“墨子号”量子卫星成功对接的基础上,构建了世界上首个集成700多条地面光纤量子密钥分发(QKD)链路和两个星地自由空间高速QKD链路的广域量子通信网络,实现了地面跨度4600公里的星地一体的大范围、多用户量子密钥分发,并进行了长达两年多的稳定性和安全性测试、标准化研究以及政务金融电力等不同领域的应用示范。

这项研究成果由潘建伟及其同事陈宇翱、彭承志等与中国科学院上海技术物理研究所王建宇研究组、济南量子技术研究院及中国有线电视网络有限公司合作。

“论文是对上述成果的一个系统性总结,证明了广域量子保密通信技术在实际应用中的条件已初步成熟。我国科研人员通过构建天地一体化广域量子保密通信网络的雏形,为未来实现覆盖全球的量子保密通信网络奠定了科学与技术基础。”中国科学技术大学在官方网站上称。

尽管研究论文是一项总结性的工作,但是意义重大。自“墨子号”量子卫星于2016年8月发射以来,研究团队在优化地面站接收光学系统、提高QKD发射系统时钟频率并应用更高效QKD协议的基础上,实现了卫星对地面站的高速量子密钥分发,生成速率比之前的工作高出约40倍;研究团队还成功地将卫星与地面的安全成码距离从1200公里拓展到2000公里,相应的地面站俯仰角跨度可达170 ,几乎可覆盖整个天空。

与传统的加密不同,量子通信被认为是不可破解的,因此银行,电网和其他部门的安全信息传输的未来。量子通信的核心是量子密钥分发(QKD),它使用粒子的量子状态(例如光子)形成一串加密字符串或者密钥,在发送方和接收方之间进行的任何窃听都会更改此字符串或密钥,并立即引起注意。

目前普遍的QKD技术使用光纤进行数百公里的传输,具有很高的稳定性,但对通信信道损耗很大;而利用卫星和地面站之间的自由空间进行千公里级别的传输,将地面光纤和自由空间结合,可以实现大规模、全覆盖的全球化量子通信网络。

根据中国科学技术大学介绍,按通信信道的不同,量子密钥分发主要有光纤和自由空间两种实现方式。光纤QKD技术的信道稳定性较好,可以实现基本恒定的安全码率,在城域城际范围内可以方便的连接到千家万户;在超远距离、移动目标、岛屿和驻外机构等光纤资源受限的场景,可以通过卫星中转的自由空间信道连接。

量子通信网络已接入多个行业领域

2017年9月底正式开通的量子保密通信京沪干线,总长超过2000公里,覆盖四省三市共32个节点,是目前世界上最远距离的基于可信中继方案的量子安全密钥分发干线。研究团队攻关了高速量子密钥分发、高速高效率单光子探测、可信中继传输和大规模量子网络管控监控等系列工程化实现的关键技术。建成后,开展了长达两年多的相关技术验证和应用示范以及大量的稳定性测试、安全性测试及相关标准化研究,同时京沪干线网络的密钥分发量可以支持1.2万以上用户同时使用。

目前该天地一体化量子通信网络已经接入包括金融、电力、政务等150多家行业用户。2019年初,国家电网有限公司基于该网络,建立了跨越2600公里的量子密钥分发信道,实现了电力通信数据加密传输,首次从工程上检验了星地量子通信开展实际业务的可行性。

“本工作发展的相关技术也为量子通信系统小型化、低成本、国产化奠定了基础。”中国科学技术大学方面表示,“最近团队成功研制了重量约百公斤的小型地面站,实现了与墨子号的星地量子密钥分发实验,和国际多个地面站的进行了星地量子密钥分发实验,未来有望进一步做到可单人搬运;同时,在保证密钥分发速率的前提下已经成功研制几十公斤的小型化空间量子密钥分发载荷,这些成果也为形成卫星量子通信国际技术标准奠定了基础。”

根据《自然》论文,未来该团队将与来自奥地利、意大利、俄罗斯和加拿大的国际合作伙伴进一步扩大在中国的网络。他们还将致力于开发小型、经济高效的QKD卫星和地面接收器,以及中高地球轨道卫星,以实现空前的万公里级QKD传输。

另据中国科学技术大学介绍,在天地一体化量子通信网络大量测试结果及标准化研究的基础上,全球三大标准化组织之一ISO/IEC正在基于京沪干线的实践编制国际标准《QKD安全要求、测试与评估方法》,另一国际组织ITU也正基于京沪干线的建设模式起草可信中继安全要求、QKD网络功能架构等国际标准。

中科院科研论文发表数量

11.67万篇 9.8%详细知识:中国科学技术信息研究所11月27日在京公布的2008年度中国科技论文统计结果显示,2008年主要反映基础研究状况的《科学引文索引》(SCI)收录的中国科技论文总数为11.67万篇,较2007年的94800篇增加了21900篇,占世界份额的9.8%,位列世界第二位。2008年SCI收录论文较多的20家科研机构均为中科院所属研究院所,中科院化学所、长春应化所和上海生命科学院分列前三名。 在反映工程科学研究情况的《工程索引》(EI)收录期刊论文中,2008年共收录中国论文8.94万篇,占世界论文总数的22.53%,超过位列第二的美国5.42个百分点。其中,中国国内机构产生的论文为8.5万篇,比2007年增长了12.3%,占世界总数的份额为21.5%,较上一年度提高了2.9个百分点,继续排名世界第一位。2008年EI收录论文较多的20家研究机构中有19家为中科院所属研究院所,中科院金属所、化学所和长春应化所分列前三名。

2014年2014年,中国科学院电工研究所共有在研项目502项(包括新增项目105项)。其中,主持(或承担)国家重点基础研究发展计划(973计划)和国家重大科学研究计划课题12项(新增3项),主持(或承担)国家高技术研究发展计划(863计划)项目40项(新增3项),主持(或承担)国家科技支撑计划项目21项(新增3项);主持(或承担)国家自然科学基金112项(新增30项),其中,重点项目3项、面上项目40项;主持(或承担)院重点部署项目4项;承担重点国际合作项目15项(新增3项);承担院地合作项目32项(新增6项)。 2014年,电工研究所研制成3MW双馈式变速恒频风电机组变流器产品样机,性能达到国外同类产品技术水平,具备了产业化能力;研制并建成了目前国内最大开口宽度(6.77米)的槽式聚光器;在广州(番禺)互太纺织园区建成1000平方米基于太阳能导热油/蒸汽双回路太阳能锅炉系统,为纺织工业定型过程提供160℃饱和蒸汽;攻克了MW级薄膜硅/晶体硅异质结太阳电池产业化关键技术,电池大面积效率为20.35%,太阳电池组件输出功率达到了218.4Wp,;首次参加了世界8个国家的光伏标准电池一级校准能力验证,获得了国际认可,标志着中国已建立并形成了完备的光伏器件量值溯源与传递体系;研制成功的喷淋式蒸发冷却超级计算机(QSC-1),通过全系统持续无故障运行72小时以上测试,冷却系统节电40%,标志着喷淋蒸发冷却热管理技术在工业示范应用中取得突破性的进展。2014年,电工研究所发表论文512篇,其中EI收录289篇,SCI收录113篇;申请专利192项(含2项PCT),其中发明专利190项,实用新型2项;获得授权专利117项(含2项PCT),其中发明专利授权115项,实用新型授权2项;软件著作权20项;主持和参与撰写著作(含译著)10部。2013年2013年,电工研究所共有在研项目487项(包括新增项目91项)。其中,承担国家重大科技专项课题3项,主持(或承担)国家重点基础研究发展计划(973计划)和国家重大科学研究计划课题9项,主持(或承担)国家高技术研究发展计划(863计划)项目42项(新增7项),主持(或承担)国家科技支撑计划项目21项(新增6项);主持(或承担)国家自然科学基金112项(新增24项),其中,重点项目5项、面上项目27项;主持(或承担)院重点部署项目4项(新增4项);承担重点国际合作项目12项(新增3项);承担院地合作项目14项(新增2项)。2013年,电工研究所研制成功的±160kW/50MW柔性直流输电设备在世界首座多端柔性直流输电工程———广东南澳三端口直流输电工程中的青澳站得到实际应用,使中国成为世界上少数几个掌握大功率柔性直流输电系统变流技术的国家之一,该直流输电工程的投入运行,标志着中国成为世界上第一个将多端柔性直流输电技术投入工程化应用的国家;研制成功的362m、10kA、1.5kV高温超导直流电缆,实现了并网运行,节能65%以上,是当时世界上传输电流最大的超导电缆和世界上第一组示范运行的超导直流电缆;中国首台9.4T高场人体成像MRI超导磁体的工艺验证取得成功;研制成功的世界临界传输电流性能最高的铁基线带材;研制成功的海拔最高、规模最大的青海玉树藏族自治州水/光/储互补微网发电示范项目实现联网运行,成为解决中国边远缺电地区群众生活用电问题的成功范例;建成的1.5MW大型光伏并网逆变器测试平台,填补了国内空白;研制成功的基于SQUID的扫描式弱磁检测系统,在中国国内首次获得了玄武岩岩石切片天然弱剩磁信号的分布图;完成的2m蒸发冷却立环磁选机的研制工作,为中国国内外首创;建成的中国国内首套太阳能电水联产实验示范系统,解决了海南地区太阳能规模化应用系统选址、太阳能中高温热利用系统低成本化以及系统集成等关键问题。2013年,电工研究所发表论文429篇,其中EI收录151篇,SCI收录116篇;申请专利175项,其中发明专利161项(含5项国际发明),实用新型9项;获得授权专利100项(含1项国际发明),其中发明专利授权86项,实用新型授权8项;软件著作权47项;制定行业标准2项;主持和参与撰写著作(含译著)9部。 2012年2012年,中国科学院电工研究所共有在研项目434项(包括新增项目112项)。其中,承担国家重大科技专项课题3项(新增3项),主持(或承担)国家重点基础研究发展计划(973计划)和国家重大科学研究计划项目8项(新增2项),主持(或承担)国家高技术研究发展计划(863计划)项目31项(新增13项),主持(或承担)国家科技支撑项目17项(新增4项);主持(或承担)国家自然科学基金重点项目4项(新增1项)、面上项目21项(新增8项)、国家杰出青年科学基金项目2项;主持(或承担)院重点部署项目1项(新增1项)、(科技部、国家自然科学基金委、财政部和院)重大仪器研制项目3项;承担重点国际合作项目10项(新增4项);承担院地合作项目14项(新增3项)。2012年,该所研制的三峡地下电站第二台70万千瓦蒸发冷却水轮发电机,即三峡发电工程最后一台机组成功通过72小时试运行考核,正式投入商业运行;该所在北京延庆建成了亚洲第一座兆瓦级塔式太阳能热发电站;建成的全球目前唯一的配电级超导变电站,被评为2012年度机械工业科学技术奖一等奖;成功开发的高性能铁基超导带材的制备新工艺,将铁基超导带材的临界传输电流密度提高到17000A/cm2(4.2K、10T);研制了国际上传输电流最大,首组面向工业节能领域应用研究的高温超导电缆系统,正式投入并网运行;搭建了中国第一台计量型扫描电子显微镜;研制了中国国内首创的MW级并网光伏电站的现场测试平台;研制的生物人工肝系统获得2012年浙江省科学技术奖一等奖。2012年,中国科学院电工研究所发表论文410篇,其中EI收录155篇,SCI收录115篇;申请专利185项,其中发明专利179项(含7项国际发明),实用新型6项;获得授权专利84项(含1项国际发明);软件著作权30项;主持和参与撰写著作3部,制定标准1项。 《电工电能新技术》 《电工电能新技术》创刊于1982年,是电工类综合性科技刊物,中国科技核心期刊,中文核心期刊。该期刊主要报道新型发电技术;大、中、小、微型电机技术;超导电工、磁悬浮技术;高电压及强脉冲放电技术;电力电子与电气传动;电加工、电子束和离子束技术;电力系统自动化以及计算机在电工领域中的应用等。主要栏目有: 院士论坛;论文报告;综述与述评和新技术应用。《电工电能新技术》已被国际知名检索系统SA,INSPEC, AJ, CSA及JSTChina收录,同时也是中国科学引文数据库、中国科技论文统计与引文分析数据库、中国学术期刊综合评价数据库、中国期刊全文数据库、中国科技核心期刊数据库、万方数据-数字化期刊群、中国期刊网、中国学术期刊(光盘版)、中文科技期刊数据库以及中国学术期刊文摘(英文版)和中国学术期刊文摘(中文版)来源期刊。

只要两篇就可以,但是中科院的学生不可以随便发论文的,一般要导师指定的杂志才行。论文要发表在被SCI收录的期刊,还要规定期刊的影响因子不低于一个标准。所以中科院的博士一般很难如期毕业。

中科院之子发表论文

对于学术型硕士,不管毕业后是否从事真正的学术研究,但这一基本要求或多或少存在以下必然的好处:1、熟悉学术论文写作的基本规范,包括摘要、关键词、研究背景概括、国内外现状的评述、参考文献的规范。2、熟悉文档编辑工作,包括公式、图的绘制、表格规范等文档写作的规范性。3、提升科研总结能力,可以让学生从自身从事的科研工作中,凝练学术思想,成文发表。或在同行专家的多次评阅修改意见中,不断完善论文,启发科研思路。4、学术论文具有科学性、创新性和理论性。因此,写论文可以提升学生科学严谨的思维方法、创新工作的驱动、研究工作的深入以及基础理论的强化和钻研等。5、有了这样的硬性规定,学生为了达到毕业要求,至少会有一点点的压力,可以督促学生稍稍多花点时间用于科研和学术研究。扩展资料论文是一个汉语词语,拼音是lùnwén,古典文学常见论文一词,谓交谈辞章或交流思想。当代,论文常用来指进行各个学术领域的研究和描述学术研究成果的文章,简称之为论文。它既是探讨问题进行学术研究的一种手段,又是描述学术研究成果进行学术交流的一种工具。它包括学年论文、毕业论文、学位论文、科技论文、成果论文等。2020年12月24日,《本科毕业论文(设计)抽检办法(试行)》提出,本科毕业论文抽检每年进行一次,抽检比例原则上应不低于2%。

苏步青的词语解释是:(1902-)数学家,教育家。浙江平阳人。日本东北帝国大学博士。历任浙江大学、复旦大学教授、教务长、校长。中科院院士。全国政协副主席。中国数学会发起人之一,现任该会名誉理事长,《数学年刊》主编。主要研究微分几何学,发表论文一百五十余篇和多种专著。长期从事教育工作,为国家培养了大批人才。苏步青的词语解释是:(1902-)数学家,教育家。浙江平阳人。日本东北帝国大学博士。历任浙江大学、复旦大学教授、教务长、校长。中科院院士。全国政协副主席。中国数学会发起人之一,现任该会名誉理事长,《数学年刊》主编。主要研究微分几何学,发表论文一百五十余篇和多种专著。长期从事教育工作,为国家培养了大批人才。结构是:苏(上下结构)步(上下结构)青(上下结构)。注音是:ㄙㄨㄅㄨ_ㄑ一ㄥ。拼音是:sūbùqīng。苏步青的具体解释是什么呢,我们通过以下几个方面为您介绍:一、网络解释【点此查看计划详细内容】苏步青苏步青(1902年9月23日—2003年3月17日),浙江温州平阳人,祖籍福建省泉州市,中国科学院院士,中国著名的数学家、教育家,中国微分几何学派创始人,被誉为“东方国度上灿烂的数学明星”、“东方第一几何学家”、“数学之王”。1927年毕业于日本东北帝国大学数学系,1931年获该校理学博士学位,1948年当选为中央研究院院士,1955年被选聘为中国科学院学部委员,1959年加入中国共产党,1978年后任复旦大学校长、数学研究所所长,复旦大学名誉校长、教授。从1927年起在国内外发表数学论文160余篇,出版了10多部专著,他创立了国际公认的浙江大学微分几何学学派;他对“K展空间”几何学和射影曲线的研究。苏步青主要从事微分几何学和计算几何学等方面的研究,在仿射微分几何学和射影微分几何学研究方面取得出色成果,在一般空间微分几何学、高维空间共轭理论、几何外型设计、计算机辅助几何设计等方面取得突出成就。关于苏步青的诗词《偕苏步青教授登湖天一碧楼即兴》关于苏步青的成语得步进步樵苏失爨步步登高平步青云累块积苏平步青霄樵苏后爨累苏积块青云独步关于苏步青的词语平步青云青云独步平步青霄樵苏失爨累块积苏樵苏后爨累苏积块槁苏_醒点此查看更多关于苏步青的详细信息

因为这篇论文是非常精彩的,很多人都认为是不错的,所以才会走红。

因为论文言辞真实感人。大家在这个博士的身上看到了优秀的品质在闪亮在发光。这个博士没有被各种各样的困难打败,反而逆流而上,大家是敬佩 是欣赏。

量子科学论文发表

量子通信到底是咋回事呢?首先,量子通信的基础是量子力学,而量子力学的叠加、测量、纠缠三个特性是反直觉的,令我们难以理解,其实当年的科学家们对此也有过激烈的争论。随着研究的深入,量子力学的这三个特性被无数次实验所证实,在铁证面前科学家们放弃了歧见,开始共同探究其背后的科学原理。在普朗克、爱因斯坦、玻尔、德布罗意、海森堡、薛定谔、狄拉克等顶级科学家的共同努力下,完整的量子力学体系得以建立。量子力学与信息学相结合产生了量子信息科学,量子信息科学又分为量子计算和量子通信两个学科方向。中国人在量子通信领域的研究和实践处于世界领先地位,领军人物是中国科技大学的潘建伟教授。潘建伟在《自然》上发表过《实验量子隐形传态》(“Experimental quantum teleportation”),入选了《自然》杂志的“百年物理学21篇经典论文”。在《自然》上发表了《单个光子的多个自由度的量子隐形传态》(“Quantum teleportation of multiple degrees of freedom of a single photon”),被英国物理学会评为2015年十大物理学突破之首

爱因斯坦在1905年发表了四篇论文。

1905年,爱因斯坦在科学史上创造了一个史无前例奇迹。这一年他写了六篇论文,在三月到九月这半年中,利用在专利局每天八小时工作以外的业余时间,在三个领域做出了四个有划时代意义的贡献,他发表了关于光量子说、分子大小测定法、布朗运动理论和狭义相对论这四篇重要论文。

1921年演讲中的爱因斯坦。

这时间完全长于现今的通用时间,欧洲攻读博士学位的五年时间很长,尽管这在当时并不罕见但如今平均时间却为三年。

爱因斯坦于1902年开始在瑞士专利局工作,您会注意到这年他刚刚获得博士学位。 他之所以这样做,是因为他找不到让满意的教学岗位,所以他需要另一个收入来源来维持生计。

有的人或许是出于妒忌

可能是他之前的口碑不是很好。

中科院谈外星生物论文发表

这就是我国科研人员,不懈努力得到的好的结果。收到了。天籁的。信号。开阔了我们认知世界认知全球任职银河系的知识。

笔者 东邪

关于地球生命起源的问题,学术界长期存在一种普遍认同的观点,即地球生命是地球环境经过漫长的演化和作用后形成的,简而言之就是地球生命是土生土长的。但从上世纪七十年代开始,就有科学家提出了另外一种观点,认为地球生命有可能来自外太空,或者是部分生物原本不属于地球,是从外太空进入地球的,其中颇有争议的一种生物就是章鱼。

在我们的印象中,章鱼确实是一种外形比较奇特的海洋生物,而且它的行为也让人匪夷所思。2018年3月有一篇名为《Cause of Cambrian Explosin -Terrestrial of Cosmic?》的文章发表在权威期刊《生物物理学与分子生物学进展》上。值得一提的是,这份论文由三十多位科学家共同完成,因此它的权威性不言而喻。

该论文主要对寒武纪生命大爆发事件进行阐述和分析,其中还以章鱼为例子进行剖析,最终得出的结论是“章鱼可能是来自外太空的生命”。如果不说这是来自一篇权威期刊且由三十多位科学家共同提出的观点,相信很多人都会抨击这种观点异想天开。那么章鱼为何会成为科学家们的研究对象?寒武纪大爆发的原因又是什么呢?

章鱼有什么特别之处?

章鱼是一种软体动物,也是无脊椎动物,它的身体不仅比其他海洋生物都要奇特,还比其他海洋生物都要“智能”。首先说说它身体的奇特之处,章鱼浑身上下只有头部和腿部,八条腿连接着头部,身体十分柔软,只要放一个瓶子在章鱼面前,它很快就会钻进去。一般生物只有一个心脏,而章鱼体内竟然有三个心脏。

根据研究,章鱼的第一个心脏是位于头部的主心脏,它的主要功能是供应全身的血液。另外两个心脏分别位于身体两侧鳃部的位置,它们的功能也主要是供血。尽管我们还无法确定外星生命是否存在,外星生命是否有心脏,但章鱼的三个心脏和其他生物相比简直太奇特了。章鱼体内更奇特的是大脑系统,据研究它有两个大脑系统。

绝大多数动物只有一个大脑系统,而章鱼有两个大脑系统,其中一个大脑系统负责对头部的控制,另一个负责对触手的控制。科学家表示,这样的结构让章鱼能够非常及时地察觉周围环境的情况然后迅速作出反应。章鱼全身上下的神经元数量至少超过5亿个,因此它是海洋生物中拥有神经元数量最多的生物之一。

这些神经元不仅帮助章鱼快速建立起反射线路,还让章鱼拥有超强的学习能力。此外,章鱼还有一项技能是令人类瞠目咋舌的,那就是它可以轻易地改变自己身体的形态,这得益于章鱼是软体动物。软体动物不存在骨折问题,而且能够在大脑的控制下随意地改变形态,因此章鱼有时候在海底会伪装成海蛇,有时候会伪装成水母,以此来逃避天敌的捕食。

寒武纪生命大爆发事件发生了什么?

该论文的主要内容是研究寒武纪生命大爆发,章鱼作为其中一个重要的例子被单独作为研究对象。相信对地球 历史 感兴趣的朋友应该听过“寒武纪生命大爆发”,这一事件指的是在大约5.42亿年前至5.3亿年前的寒武纪,地球上突然间出现了大量无脊椎动物,而且这些无脊椎动物的门类众多,其中包括节肢动物、腕足动物、海绵生物、蠕形生物等。

然而考古学家却长期未在寒武纪更早的时期发现这些无脊椎动物的祖先化石,因此古生物学家将这一事件定义为“寒武纪生命大爆发”。据了解,达尔文曾在《物种起源》中就提到了这一事件,他对于生命大爆发的现象也感到疑惑,甚至认为这一事件会成为反对者攻击进化论的有力武器。即使如此,达尔文仍然认为大爆发中出现的生命应该来自前寒武纪时期的祖先。

近代考古研究在我国云南澄江、加拿大布尔吉斯生物群以及凯里生物群分别发现了页岩型生物群,它们的出现为生物大爆发提供了确凿的证据。时至今日,寒武纪生命大爆发的原因仍不明确,因此被国际学术界列入“ 历史 十大科学难题”之一。

为什么会发生生命大爆发?

在不同大陆发现的寒武纪生物群引起了众多古生物学家和支持进化论学说的人的兴趣,他们认为通过对这些古生物化石的研究有助于揭开寒武纪爆发的原因。经过一百多年的研究,目前国际学术界存在两种主要观点。第一种观点认为寒武纪爆发其实是假象,古生物学家所发现的“生物爆发”其实只是片面的认知,因为 历史 上确实存在过前寒武纪生物。

这些生物可能就是寒武纪爆发时出现的无脊椎生物的祖先,但他们因为地址记录的不完全而出现“化石断档”的情况。之所以会造成化石断档,是因为经过地质研究发现,寒武纪地层经过热和压力的作用前寒武纪的生物化石几乎都被销毁了。但后来有古生物学家在前寒武纪化石沉积层里发现了蓝藻等简单原核生物的存在,导致这一观点的说服力下降。

第二种观点认为,寒武纪爆发是真实发生过的事件,它的发生可以从物理环境和生态环境两个方面去探讨。1965年美国两位物理学家提出了一种观点,认为寒武纪爆发是地球大气的氧气水平突增造成的。前寒武纪时期地球大气中氧气含量十分稀少,经过蓝藻等微生物的长期努力后,大气中的氧气逐渐积累了起来。

氧气一方面为无脊椎动物提供呼吸气体,另一方面在大气中形成臭氧层,以吸收来自太阳的紫外线。而在该论文中,科学家们认为寒武纪大爆发还存在另一种可能性,即外来天体给地球带来了大量种类的生命,这些生命在地球上遇到了适宜的生存环境后便大量繁衍,章鱼可能就是其中一种无脊椎动物。

为什么章鱼会成为研究对象?

在该研究中,科学家不仅列举出了章鱼与其他海洋生物截然不同的地方,还针对其内在组成进行了深入分析。首先,章鱼拥有3.3万个蛋白质编码基因,这个数量比人类还要多。更多的蛋白质编码基因使得章鱼拥有更多的蛋白质生成方式,生成的蛋白质种类也更多样,从宏观的角度上来看,章鱼的身体构造、智力表现等都与蛋白质编码有关。

其次,章鱼还具有编辑RNA的能力。一般生物体内的蛋白质合成需要经过DNA—RNA的过程,DNA起到总指挥的作用,而RNA在中间起到传递遗传信息的作用,并且最后直接指导蛋白质的合成。然而章鱼在蛋白质合成过程中并不需要DNA的参与,它的RNA就肩负起了总指挥和传递信息的任务。

科学家认为,这种直接通过RNA进行蛋白质编辑的能力让章鱼拥有更强的进化能力,更强的进化能力意味着它们对地球环境变化的适应能力更强,这也是为什么章鱼经历了几亿年的 历史 仍然不衰落的原因。更重要的是,章鱼的聪明程度超出大多数人的想象,它们能够制定聪明的计划、学会使用工具、擅长伪装等, 历史 上有许多实验都能证明这些特点。

加拿大莱斯布里奇大学的心理学家珍妮弗·马瑟从1972年开始研究章鱼,她于1984年在百慕大海域进行野外科考时发现了章鱼聪明的表现。她观察到一只章鱼捕捉了几只螃蟹后将它们带回了巢穴,然后它并没有立即吃掉猎物,而是转身冲到洞穴外用触手抓起石头,然后一块块地堆积在洞穴的门口,最后形成一堵石墙将洞口被堵塞住,然后转身享受自己的 美食 。

章鱼给人们带来了什么启发?

实际上科学家在上个世纪就已经注意到章鱼这种奇特的生物,除了研究它们身上奇特的地方之外,科学家还从章鱼的身上得到一些启发,用于发展仿生学。2015年,英国南安普敦大学和美国麻省理工学院组建了一支联合团队,该团队从章鱼身上获取灵感,开发出一种类似章鱼能在水中收缩并以超快速度推进和加速的机器人。

根据研究发现,章鱼之所以能够实现快速推进和加速,是因为它可以先利用海水来填充自己的身体,然后快速将水喷射出去,从而为身体产生推力,实现快速逃逸。联合团队据此研究出了一架体长只有30厘米的仿生机器人,它仿照章鱼快速推进的原理,能在吸水后迅速将水发射出去,以获得向前运动的推力。

除此之外,建筑学家还从章鱼的皮肤上获得灵感,认为章鱼特殊的皮肤结构可用于建筑外层的设计,以自动调节光线进入建筑内部。

用于寻找外星智能生命的大型望远镜 中科院紫金山天文台的专家认为,要讨论世界上到底有没有外星人这个问题,首先要有个生命的定义,既然到现在为止还没发现另一种形式的生命,我们只能按地球上的生命形式来定义,否则就象在讨论有没有鬼神一样。众所周知,太阳系中有多种不同的环境,到现在为止还没发现地球外有任何形式的生命存在,因此更谈不上所谓的外星人。从现在所知道的情况看,地球确实是个得天独厚的地方。从大环境来说,太阳系处于一个恒星很稀疏的地方,否则强大的高能幅射将会杀灭一切任何形式的生命。从中等环境来看,太阳和地球不大不小,距离不远不近,刚好适合生命的发生和繁衍。离地球最近的行星物质刚好都聚集成了大行星,在距地球不太远的地方又有土星和木星这样的特大行星吸引了天外飞来的慧星。如果小行星带处于火星或金星的位置上或者没有土星和木星将会大大增加大陨星撞击地球的几率,对地球上的生命会大大的不利。从小环境看,地球不大不小,太小就无法保持大气层和水,太大大气压力又太高。自身引力太大又会造成高大的植物和动物无法生存。地球上的化学元素组成恰到好处,首先大气中主要成分是氧和氮,比例也恰好。氧太少生命无法生成(估计任何生命都要靠氧化反应来生存),太多了氧化反应太快会使任何能氧化的东东都氧化也无法生成生命,就是形成生命在同样的大气压下也会氧中毒。而冲淡氧气的又刚好是氮气,氮气刚好是一种不活泼的气体而又是形成蛋白质不可缺少的元素。地球上又有适当数量的氢,能形成足够的水再剩下一些用于形成蛋白质。

按照我们目前的科学体系生命最可能诞生在岩质行星上,就像地球上一样。太阳系内八大行星,距离太阳较近的四颗就是岩石行星,但只有地球上诞生了生命,目前认为水星、金星和火星上是没有生命存在的,至少现在是这样。而距离较远的四颗气态巨行星,诞生生命的概率也很低。因此科学家利用望远镜寻找系外行星,渴望发现生命存在的信号。 抬头仰望星空,每一颗闪闪发光的星星都是类似于我们太阳的恒星,那么从我们太阳系的现有情况来看,在这些星星周围就可能存在一些行星,而在某些行星上或许就诞生了生命。 但是对于目前的人类来说一光年都是“天文数字”,而太阳系的范围直径大约是2-3光年,以奥尔特云为边界,1977年发射的旅行者一号目前已经飞行45年,飞行距离仅230亿公里,按照目前的飞行速度要先飞出太阳系至少需要1.6万年。而要想飞掠比邻星至少需要7.6万年,真的是相当漫长了。 抬头仰望星空,那些一闪闪的星星都是银河系内肉眼可见的恒星,它们在太阳系的周围,而距离我们最近的恒星就是比邻星。在大刘的《流浪地球》中,地球最终会投入比邻星的怀抱,停泊在比邻星周围。当然,在作品创作之时,比邻星周围还没有发现任何系外行星,但是现在加上最新发现的行星,比邻星周围已经有3颗行星了,它们分别是比邻星b、比邻星c和比邻星d。 比邻星是距离我们最近的恒星,距离我们4.22光年,和太阳不同的是,比邻星作为一颗M型红矮星,相对来说要跟暗淡一些,因此肉眼无法看到。 比邻星并非孤独的,它属于三合星系统,它需要围绕着0.21光年外的南门二A星和南门二B星运动,这三颗恒星构成一个稳定的恒星系统。 2020年来自葡萄牙天体物体学与太空科学研究所的Joo Faria团队,利用甚大望远镜确认比邻星b的一些关键线索,在这个过程中发现了可疑信号,这个信号围绕比邻星高速运动,并并且十分的微弱。此后科学家利用ESPRESSO仪器进行观察确认,发现这个微弱信号大概率来自于一个新发现的行星,暂命名为比邻星d(Proxima d),目前它们的研究已经被发表在《Astronomy & Astrophysics》期刊上。 这颗新发现的行星质量或许只有地球的四分之一左右,并且距离比邻星大约是460-700万公里。这是非常罕见的,在目前科学家发现记录的32073颗系外行星中,比地球质量小的只有36颗,而这颗比邻星d可以算得上距离我们最近并且是目前最轻的系外行星。 在今年中科院的跨年演讲上,天文学家武向平院士还曾专门提到过,此前澳大利亚的天文学家借助于64米口径的望远镜望远镜接收到了来自比邻星的神秘信号,频率为982兆赫,这个地球上我们用手机时发出的频率相当。 就是我国的天眼都有搜寻地外生命信号的任务,其实这很明确的说明至少大家原因相信地外生命是存在的,如果不相信,为什么世界各国的官方机构都会主动寻找地外生命信号? 比邻星是一颗红矮星,直径仅为太阳的七分之一,质量是太阳的八分之一,2017年天文学家在比邻星周围发现比邻星b,它的质量比地球稍大,距离比邻星大约是726万公里,这个距离正好处在比邻星的宜居带上,公转周期11天,其表面温度为平均零下39摄氏度。 而2019科学家发现了比邻星c的存在,这是一颗超级地球,质量约为地球的7倍以上,距离比邻星要更远一些,需要5.2年才能绕比邻星一周。 而最新发现的比邻星d质量约为地球的四分之一左右,并且距离其母星要更近一些,天文学家认为或许不及水星和太阳距离的十分之一,科学家认为它可能只需要5.2天就绕比邻星一周。 目前来看,虽然比邻星的 历史 比太阳还要长个几亿年,但是这三颗行星上都不太可能诞生生命,这一切都受到比邻星性质的影响。比邻星虽然看起来比地球暗淡,但是它的恒星风、恒星活动一点都不弱,经常会发生大规模的恒星活动,产生的恒星风不断的吹击着它周围的行星,在这样的环境下发生生命很难。 当然,我们判断地外生命是否存在的标准,是以地球周围的环境为标准来判定,也许生命的顽强程度超过我们的想象,在恶劣的环境下也会诞生生命。这一切只能等到未来人类的 科技 水平提升到一定程度,可以飞到4.22光年之外去亲自判断了。 无论怎么说,比邻星对于人类来说都是永远无法跳过的存在,未来的星辰之路上比邻星必然会成为人类的第一站。

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