tag:blogger.com,1999:blog-2339055311153119762023-09-05T21:05:23.407+08:00Only PerceptionThere is no truth. There is only perception. ~Gustave Flaubertfsjhttp://www.blogger.com/profile/03420470049573509625noreply@blogger.comBlogger4757125tag:blogger.com,1999:blog-233905531115311976.post-20557654043355133692016-11-02T18:36:00.002+08:002016-11-02T18:36:11.970+08:00科學家在人類細胞與中子星中發現相似結構Scientists confirm a structural similarity found in both human cells and neutron stars<br /><a href="http://phys.org/news/2016-11-scientists-similarity-human-cells-neutron.html" target="_blnank">http://phys.org/news/2016-11-scientists-similarity-human-cells-neutron.html</a><br /><br />By Julie Cohen<br />November 1, 2016<br /><br />人類與宇宙比我們所以為的要更加一致。根據發表在 Physical Review C 期刊上的一項研究,中子星(neutron stars)與細胞質(cell cytoplasm)有一些共通之處:類似多樓層室內停車場的結構。<br /><br />在 2014 年,UC Santa Barbara 軟凝態--物質物理學家(soft condensed-matter physicist)Greg Huber 等人,在一種胞器,稱為內質網(endoplasmic reticulum,ER)當中,探索了一種生物物理學的形狀 -- 連結成堆均勻間隔之片狀物的螺旋形(helices that connect stacks of evenly spaced sheets)。 Huber 與其同僚依據其發現者的名字,Mark Terasaki(Connecticut 大學的細胞生物學家),將它們封為:Terasaki ramps(寺崎斜坡)<br /><br />Huber 認為這些「室內停車場」在軟物質(soft matter,例如細胞內部)中是獨一無二的,直到他無意間發現 Indiana 大學核物理學家 Charles Horowitz 的研究。利用電腦模擬,Horowitz 及其團隊在中子星表層深處發現了相同的形狀。<br /><br />"我打電話給 Chuck 並問他是否察覺到,我們曾在細胞中看過類似結構並為它們提出一種模型," Huber 說,他是 UCSB Kavli 理論物理學研究所(KITP)的副所長。"那對他而言是新聞,所以我明白這邊應該有某些具有價值的互動。"<br /><br />共同研究的成果,在 Physical Review C 中受到關注,探索了二種非常不一樣的物質模型之間的關係。<br /><br />核物理學家對於他們在高性能中子星電腦模擬中所見到的整個形狀種類,已有一個貼切的術語:nuclear pasta(中子義大利麵)。這些包括螺旋形所連接的管狀(spaghetti,義大利直麵)與平行片狀(lasagna,千層麵),那類似 Terasaki ramps(寺崎斜坡)。<br /><br />"他們看到了我們在細胞內所見形狀的變體," Huber 解釋。"我們看見了管狀網路;我們看到了平行的片狀物。我們在我們稱為 Terasaki ramps 的整個拓樸缺陷(topological defects)中看到片狀物彼此互連。所以這些平行物相當的深。"<br /><br />然而,檯面下的物理學可以找到差異性。一般來說,物質是由它的相(phase)來描述其特性,而相則依據熱力學變數:密度(或體積)、溫度與壓力 -- 這些因子在核的層次以及在細胞內大不相同。<br /><br />"就中子星而言,強核力與電磁力創造了一個基本上是量子力學的問題," Huber 解釋,"在細胞內部,將膜維持在一起的力量基本上是熵(entropic)(譯註:entropic force?)且與該系統整體自由能的最小化有關。乍看之下,這些根本風馬牛不相及。"<br /><br />另一種差異性在於尺度(scale)。在核的例子中,這些結構是基於質子與中子這樣的核子,而這些建構基石是以飛米(femtometers,10^-15)來測量。而像 ER 這樣的胞內膜,長度尺度是奈米(10^-9)。二者間的比例差了百萬分之一(10^-6)倍,然二者體制間的巨大差異卻造就出相同的形狀。<br /><br />"這意味在如何為核系統塑模上,有某些深層的東西我們仍不明白, Huber 說。"當你有一群稠密的質子與中子,如同中子星表面那樣,強核力與電磁力一起產生作用,賦予你一種物質的相,如果你只看這些力量作用在一小群的中子與質子上,你將無法預測。"<br /><br />結構的相似性,吸引了理論與核子物理學家之流的目光。核物理學家 Martin Savage 那時在 KITP,當他偶然看見一張來自 arXiv(網路上收集預印版物理學、數學、電腦科學論文的資料庫)一篇新論文的圖片時,他的好奇心瞬間被激起。<br /><br />"類似的物質相在生物系統內浮現,令我非常驚訝," Savage,現在是Washington 大學教授。"這裡肯定有某件有趣的事。"<br /><br />共同作者 Horowitz 表示贊同。"在如此截然不同的系統中看到非常類似的形狀,暗示一個系統的能量也許以某種簡單且普適的方式與其形狀相依," 他說。<br /><br />Huber 提到,這些相似性仍然有點神秘。"我們的論文並非某件事情的終結," 他說。"它實際上是看待這二種模型的開始。"<br /><br />※ 相關報導:<br /><br />* “Parking-garage” structures in nuclear astrophysics and cellular biophysics<br /><a href="http://journals.aps.org/prc/abstract/10.1103/PhysRevC.94.055801" target="_blnank">http://journals.aps.org/prc/abstract/10.1103/PhysRevC.94.055801</a><br />
<blockquote>
D. K. Berry, M. E. Caplan, C. J. Horowitz, Greg Huber,<br /> and A. S. Schneider<br /> Phys. Rev. C 94, 055801 – Published 1 November 2016<br /> doi: 10.1103/PhysRevC.94.055801</blockquote>
* <a href="http://only-perception.blogspot.com/2008/02/blog-post_6776.html">光的黑暗面-- 碎形的光渦流</a><br />
* <a href="http://only-perception.blogspot.tw/2013/12/blog-post_3056.html">量子糾結在創造的同時會導致蟲洞產生? </a><br />
* <a href="http://only-perception.blogspot.tw/2009/10/blog-post_8529.html">物理學家為了更細緻的原子媒合轉向無線電</a><br />
* <a href="http://only-perception.blogspot.tw/2011/01/blog-post_20.html">細胞內的蛋白質運送由簡單規則所主宰</a><div class="blogger-post-footer"><script type="text/javascript"><!--
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<a href="http://phys.org/news/2016-08-ibm-scientists-imitate-functionality-neurons.html" target="_blnank">http://phys.org/news/2016-08-ibm-scientists-imitate-functionality-neurons.html</a><br />
<br />
August 3, 2016<br />
<br />
IBM 科學家利用相變化(phase-change)材料創造出隨機的脈衝神經元(spiking neurons)以儲存與處理資料。在認知運算(cognitive computing)的應用裡,這個示範代表,在具有能源效益、超密集整合式仿神經形態技術(integrated neuromorphic technologies)的開發上向前邁出重要的一步。<br />
<br />
受到生物腦運作方式的啟發,科學家在幾十年前就提出理論表示,我們應能模擬出一大群神經元多才多藝的運算能力。然而到目前為止,要完成能與生物學上的相比的「腦」,在密度與功率消耗上仍是一大挑戰。<br />
<br />
"在記憶應用上,我們研究相變化材料已超過十年,而我們在過去 24 個月的進展不同凡響," IBM 研究員 Evangelos Eleftheriou 表示。"在這期間,我們發現並發表新的記憶技術,包括投射式記憶體(projected memory)、首度在相變化記憶體的每個 cell 中儲存 3 bits 的資訊,而現在我們證明了基於相變化之人工神經元的強大運算能力,那能夠進行各種運算義元(computational primitives,運算基本概念),例如資料相關性偵測,在使用非常少的能源下以高速進行非監督式學習(unsupervised learning)。"<br />
<br />
在蘇黎世的 IBM 科學家所設計的人工神經元由相變化材料組成,包括鍺銻碲化物(germanium antimony telluride),那展現出二種穩定態,一種是非晶的(amorphous,沒有明確的結構)另一種是結晶的(crystalline,有結構)。這些材料是可覆寫藍光光碟的基礎。然而,人工神經元不能儲存數位資訊 -- 它們是類比的,就如同我們生物腦中的突觸與神經元。<br />
<br />
在所發表的證明中,該團隊施加一系列的電脈衝到這些人工神經元上,那導致相變化材料逐漸結晶化,最終導致神經元「發射」。在神經科學中,這種功能被稱為生物學神經元的整合與激發(integrate-and-fire)特性。這是事件導向運算的基礎,而且,在原則上,這類似於當我們碰到某種燙手的東西時,我們腦部所觸發的反應。<br />
<br />
利用這種 integrate-and-fire 特性,即便是單一神經元都能用來在一連串事件導向的資料流當中,即時偵測模式(patterns)並發現相關性。例如,在物聯網(Internet of Things,IoT)中,感應器能在邊界收集與分析一堆天氣資料用以進行更快速的天氣預測。這種人工神經元能用於偵測金融交易中的模式,來尋找異常,或使用來自社群媒體的資料即時尋找新的文化趨勢。而一大群這種高速、低耗能、奈米級的神經元,也能用於仿神經形態輔助處理器,那協同記憶與處理單元運作。<br />
<br />
IBM 科學家已組織了數百個人工神經元,並用它們來呈現快速且複雜的訊號。此外,這些人工神經元已證明能經得起數十億次的切換週期,那相當於以 100 Hz 的更新頻率持續運作好幾年。每個神經元所需要的能量少於 5 picojoule(微微焦耳),而平均功率少於 120 microwatts(微瓦特),相較之下,一個 60 瓦特的燈泡,相當於 6000 萬微瓦特。<br />
<br />
"隨機相變化神經元(stochastic phase-change neurons)的族群結合其他奈米級的運算元件,例如人工突觸,在新世代超密集仿神經形態運算系統的創造上,將會是關鍵推動者(key enabler)," Tomas Tuma 表示,論文的共同作者。<br />
<br />
※ 相關報導:<br />
<br />
* Stochastic phase-change neurons<br />
<a href="http://www.nature.com/nnano/journal/v11/n8/full/nnano.2016.70.html" target="_blnank">http://www.nature.com/nnano/journal/v11/n8/full/nnano.2016.70.html</a><br />
<blockquote>
Tomas Tuma, Angeliki Pantazi, Manuel Le Gallo, <br />
Abu Sebastian, Evangelos Eleftheriou.<br />
Nature Nanotechnology 11, 693–699 (2016)<br />
doi: 10.1038/nnano.2016.70</blockquote>
* <a href="http://only-perception.blogspot.com/2009/03/blog-post_6924.html">頭腦晶片?神經運算?神經電腦?</a><br />
* <a href="http://only-perception.blogspot.tw/2011/02/blog-post_9052.html">改寫教課書:新發現挑戰神經元如何運作的傳統智慧</a><br />
* <a href="http://only-perception.blogspot.com/2015/04/blog-post_8.html">新生腦細胞會消除舊記憶</a><br />
<br />
* <a href="http://only-perception.blogspot.tw/2011/08/dna.html">科學家以 DNA 創造出第一個人造神經網路</a><br />
* <a href="http://only-perception.blogspot.com/2013/11/blog-post_3815.html">突觸電晶體邊運算邊學習</a><br />
* <a href="http://only-perception.blogspot.com/2014/09/blog-post_92.html">迅速變化的材料突破電腦的矽速度限制</a><br />
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<a href="http://news.mit.edu/2016/parallel-programming-easy-0620" target="_blnank">http://news.mit.edu/2016/parallel-programming-easy-0620</a><br />
<br />
新晶片設計使得平行運作的程式速度快上許多倍,且所需程式碼不到原本的十分之一。<br />
<br />
Larry Hardesty | MIT News Office<br />
June 20, 2016<br />
<br />
電腦晶片已停止變得更快。過去 10 年來,晶片效能的改善來自於處理單元,也就是「核心」數量的增加。<br />
<br />
理論上,一支在 64 核心機器上執行的程式,應該比單核心機器要快 64 倍。不過在真實情況下並非如此。絕大多數的電腦程式都是循序性(sequential),將之分割,並讓每個程式區塊(chunks)可以平行方式運行,則引發了各種程度的複雜性。<br />
<br />
在五月╱六月號的 IEEE 期刊 Micro 中,來自 MIT 電腦科學與人工智慧實驗室(CSAIL)的研究者將發表一款新的晶片設計,他們稱為「群(Swarm,下文使用原文)」,能使平行運作的程式不僅更有效率,且更容易撰寫。<br />
<br />
在模擬中,研究者將 Swarm 版本的六種常見演算法與現有最佳的平行版本進行比較,這些版本都經過經驗老道的軟體開發者個別調校過。結果 Swarm 的版本比平行版本快了 3 到 18 倍,而其程式碼不到平行版本的十分之一,甚至更少。而且在某一例中,Swarm 甚至達到 75 倍的加速,而且那支程式,電腦科學家到目前為止都尚未能平行化。<br />
<br />
"多核系統程式真的很難寫," Daniel Sanchez 表示,MIT 電機工程與電腦科學系助理教授,他領導此計畫。"你得將目前正在進行的工作明確地分割成任務,接著你需要迫使那些存取共享資料的任務之間進行某種同步化。而基本上,這個(Swarm)架構所做的是,移除各種明確的同步化,使得平行程式設計變得更容易。這有一組特別難搞的應用,無法平行化非常非常多年,而這些正是我們在此論文中所關注的應用。"<br />
<br />
這些應用之中有許多涉及探索電腦科學家稱之為「圖(graphs)」的東西。圖由「節點(nodes)」所組成,通常被描繪成圓形(circles)與邊(edges),通常被描繪成連結節點的線段。而這些「邊」通常與不同的數字產生關聯,稱為「權重(weights)」,那可以代表,例如某一資料組中資料點之間的關聯強度(<a href="http://news.mit.edu/2014/new-algorithm-tells-which-data-to-collect-0724" target="_blnank">http://news.mit.edu/2014/new-algorithm-tells-which-data-to-collect-0724</a>),或是城市之間的距離。<br />
<br />
「圖」會產生一籮筐電腦科學問題(<a href="http://news.mit.edu/2013/algorithm-extends-artificial-intelligence-technique-1114" target="_blnank">http://news.mit.edu/2013/algorithm-extends-artificial-intelligence-technique-1114</a> 、 <a href="http://news.mit.edu/2015/integer-overflow-debugger-outperforms-predecessors-0324" target="_blnank">http://news.mit.edu/2015/integer-overflow-debugger-outperforms-predecessors-0324</a>),不過它們最直觀的用途也許是描述幾何學關係。事實上,CSAIL 研究者所評估的演算法之一是在二點間尋找最快駕駛路線的標準演算法。<br />
<br />
<br />
設定優先權<br />
<br />
原則上,探索「圖」看似某種可以被平行化的東西:不同的核心可以在同一時間分析整個圖的不同區域或穿越圖的不同路徑。問題是,從絕大多數的圖探索演算法來看,可以漸漸明白,圖的整個區域與手邊的問題不相干。如果眾核心直接被派去探索這些區域,它們的努力終將白費。<br />
<br />
當然,不相干區域的無關分析對於循序性圖探索演算法來說也是個問題,不只平行那一部份。所以電腦科學家開發出一堆使用特殊技術的應用來優先化圖的搜尋。例如,某種演算法也許從那些具有最低權重的邊開始探索路徑,或著它也許會先找那些邊界數量最低的節點。<br />
<br />
使 Swarm 有別於其他多核心晶片之處,在於它擁有額外的電路來處理這種類型的優先化。它會依據任務的優先性賦予時間戳記,並開始針對最優先的任務進行平行處理。高優先任務也許會產生它們自己的低優先任務,不過 Swarm 會將這些自動排入它的任務佇列(queue)中。<br />
<br />
有時候,平行運行的任務也許會產生衝突。例如,具低優先權的任務在高優先權任務要讀取某個特定的記憶體位置之前,也許就先將資料寫入該位置。在這些例子中,Swarm 會動放棄低優先任務的結果。它因而維持那些存取相同資料的核心之間的同步性,這些是程式設計師之前得要自己擔心的部份。<br />
<br />
事實上,從程式設計師的觀點來看,使用 Swarm 相當「無痛」。當程式設計師定義一個函數後,他或她只要增加一行程式碼,將函數載入到 Swarm 的任務佇列中。程式設計師得要明確定義特定的度量(metric) -- 例如邊的權重或是邊的數量 -- 供程式用以優先化任務,而且無論如何,那是必要的。一般來說,在 Swarm 上採用現有的循序性演算法只要添加幾行程式碼即可。<br />
<br />
<br />
關照<br />
<br />
工作重擔則落在晶片本身,那是 Sanchez 與下面幾位合作設計: Mark Jeffrey 以及 Suvinay Subramanian,二位均是 MIT 電機工程與電腦科學系畢業生;成員 Cong Yan 在 Sanchez 小組中修她的碩士學位,現在則是華盛頓大學博士生;以及 Joel Emer,MIT 電機工程與電腦科學系的專業應用教授、晶片製造商 NVidia 的資深名譽研究科學家。<br />
<br />
Swarm 晶片具有額外電路來儲存與管理它的任務佇列。它也有電路記錄所有核心目前正在運行的記憶體位置資料。該電路實作了某種稱為 Bloom filter 的東西,那將資料填入一個固定的配發空間,並對其內容回達 yes╱no 的問題。如果有太多位址被載入到這個過濾器,它不時會產生誤報(false positives,假陽性)-- 指稱:"是的,我正在儲存那個位址" -- 不過它從來不會產生漏報(false negatives,假陰性)。<br />
<br />
Bloom filter 是數個協助 Swarm 確認記體體存取衝突的電路之一。研究者能證明時間戳記使得核心間的同步化更容易執行。例如,每個資料項目都標有時間戳記,那由最新的任務更新之,故具有較新的時間戳記的任務知道它們能夠讀取資料,而不用費心操煩誰該使用它。<br />
<br />
最終,所有的核心都會偶爾報告它們仍在執行的最高優先任務之時間戳記。如果某核心已完成任務,其時間戳記早於後續所報告的,那麼它知道,它可以將其結果寫入記憶體內而不遇到任何衝突。<br />
<br />
"我認為它們的結構只是對於過去在交換式記憶體(transactional memory)以及執行緒層級推測(thread-level speculation)研究上的正確觀點," Luis Ceze 表示,華盛頓大學電腦科學與工程副教授。"交換式記憶體指涉一種確保多核處理器能夠平行運作,不會對彼此造成不便的機制。它保證在一種有序的情況下,對共享記憶體位置進行更新。執行緒層級推測是一種相關的技術,使用交換式記憶體的點子達到平行化:在不需要確認任務是平行的情況下執行,如果它不是平行的,那麼取消並連續地重新執行。Sanchez 的結構以一種聰明的方式,運用到這些點子與技術裡許多優良的部份。" <br />
<br />
※ 相關報導:<br />
<br />
* Unlocking Ordered Parallelism with the Swarm Architecture<br />
<a href="http://dx.doi.org/10.1109/MM.2016.12" target="_blnank">http://dx.doi.org/10.1109/MM.2016.12</a><br />
<blockquote>
Mark C. Jeffrey; Suvinay Subramanian; Cong Yan; <br />
Joel Emer; Daniel Sanchez<br />
IEEE Micro<br />
Year: 2016, Volume: 36, Issue: 3, <br />
Pages: 105 - 117, <br />
doi: 10.1109/MM.2016.12</blockquote>
* <a href="http://only-perception.blogspot.com/2008/06/blog-post_4348.html">最佳化電腦速度的新技術</a><br />
* <a href="http://only-perception.blogspot.com/2008/08/blog-post_20.html">新演算法顯著提升路由效率</a><br />
* <a href="http://only-perception.blogspot.com/2012/02/blog-post_1202.html">快速光子控制使量子光學技術更接近現實</a><br />
* <a href="http://only-perception.blogspot.com/2016/06/blog-post_23.html">光學天線能朝不同方向散射不同顏色的光</a><div class="blogger-post-footer"><script type="text/javascript"><!--
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<blockquote>
Timo Gissibl, Simon Thiele, Alois Herkommer, <br /> Harald Giessen1.<br /> Nature Photonics, 2016<br /> doi: 10.1038/nphoton.2016.121</blockquote>
<br />
* <a href="http://only-perception.blogspot.com/2015/03/3d.html">液態3D列印速度快上百倍</a><br />
* <a href="http://only-perception.blogspot.com/2009/04/blog-post_23.html">非線性透鏡使影像更清晰、視野不狹隘</a><br />
* <a href="http://only-perception.blogspot.tw/2010/11/led.html">「反鏡像」光學錯覺可增加LED 照度與雷射功</a><div class="blogger-post-footer"><script type="text/javascript"><!--
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</script></div>fsjhttp://www.blogger.com/profile/03420470049573509625noreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-233905531115311976.post-3122658499322142942016-06-28T11:19:00.002+08:002016-06-28T11:19:48.908+08:00「素描搜尋」讓線上購物更方便Computer sketches set to make online shopping much easier<br /><a href="http://phys.org/news/2016-06-online-easier.html" target="_blnank">http://phys.org/news/2016-06-online-easier.html</a><br /><br />June 24, 2016<br /><br />由 Queen Mary University of London (QMUL) 科學家打先鋒的電腦程式能識別人們所畫出來的素描,這將協助消費者以更有效率的方式購物。<br /><br />例如,一雙鞋子或一件家具的素描是以手直接在觸控螢幕上畫出,接著利用複雜的影像檢索系統識別,在此,前十大檢索結果在某些物件類別上有接近百分之 100 的準確性,故在首頁總會顯示出想要的產品。<br /><br />"我們系統很棒的地方在於,使用者不必像一位藝術家那樣,畫出精確的素描,就能以比文字(檢索)還更精確的方式來檢索影像," 共同開發者、QMUL 電機工程與電腦科學學系 SketchX Research Lab 主管 Dr Yi-Zhe Song 表示。<br /><br />他繼續表示:"隨著觸控螢幕的普及,素描已變得更容易辦到,而且在某些方面上的確比基於文字或照片的搜尋更棒。"<br /><br />精細的素描影像檢索(sketch-based image retrieval,SBIR)克服了使用字彙來描繪言詞中視覺性物件的問題,尤其是在處理精確的細節上,若以照片來檢索,則搜尋範圍將會被限制的太狹隘。<br /><br />共同開發者、QMUL 電機工程與電腦科學學系 Applied Machine Learning Lab 主任,Dr Timothy Hospedales 表示:"這是使用者首度面對一個能進行精細影像檢索的系統 -- 這樣的躍進讓公司行號能採用商業化的影像搜尋。"<br /><br />"目前線上零售商所提供的影像搜尋能力只能完成類別等級的搜尋,到目前為止,消費者仍得要進行乏味的「瀏覽」動作才能找到你想要的物品。現在你只要把你心中想要的產品形象畫出來,就能直接了當的找到它。"<br /><br />這套電腦系統透過模擬神經元陣列來模擬人腦的處理。它基於 3 萬張素描--照片的比對,學會如何詮釋照片中突出的細節以及人們如何試圖透過手繪來描繪它們,從而被訓練成能夠比對素描與照片。<br /><br />研究團隊去年已經與 Queen Mary Innovation 進行合作,並獲得多個主要零售業者與潛在投資者的商業投資。<br /><br />這項研究獲得 International Conference on Computer Vision and Pattern Recognition (CVPR) 認可,並將在六月進行簡報。<br />
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※ 相關報導:<br />
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* <a href="http://only-perception.blogspot.com/2009/04/blog-post_810.html">視網膜如何運作:像接受域的多層拼圖</a><br />
* <a href="http://only-perception.blogspot.com/2009/05/blog-post_4069.html">頭腦將書面語當成獨特「物件」處理</a><br />
* <a href="http://only-perception.blogspot.com/2009/02/noesis.html">Noesis:語義學的科學搜尋引擎</a><br />
* <a href="http://only-perception.blogspot.com/2009/05/blog-post_7479.html">研究提出視覺專家技術中的左側偏差</a><br />
* <a href="http://only-perception.blogspot.com/2010/10/blog-post_5616.html">從眼到腦:在單個細胞的解析度下測繪視網膜</a><br />
* <a href="http://only-perception.blogspot.com/2012/05/blog-post_16.html">科學家新發明「光能」人工視網膜</a><br />
* <a href="http://only-perception.blogspot.com/2013/06/bigbrain-3d.html">BigBrain 計畫繪製出完整的3D 人腦圖譜</a><div class="blogger-post-footer"><script type="text/javascript"><!--
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<blockquote>
Piotr Mironowicz, Armin Tavakoli, Alley Hameedi, <br /> Breno Marques, Marcin Pawłowski and Mohamed Bourennane<br /> New Journal of Physics. <br /> doi: 10.1088/1367-2630/18/6/065004</blockquote>
* <a href="http://only-perception.blogspot.tw/2016/05/blog-post.html">產生隨機數的新方法能改善網路安全</a><br />
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<blockquote>
Jiaqi Li, Niels Verellen, Dries Vercruysse, <br /> Twan Bearda, Liesbet Lagae, and Pol Van Dorpe<br /> Nano Letters. <br /> Publication Date (Web): May 31, 2016<br /> doi: 10.1021/acs.nanolett.6b01519</blockquote>
<br />* Directional Fluorescence Emission by Individual V-Antennas Explained by Mode Expansion<br /><a href="http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/nn502616k" target="_blnank">http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/nn502616k</a><br />
<blockquote>
Dries Vercruysse, Xuezhi Zheng, Yannick Sonnefraud, <br /> Niels Verellen, Giuliana Di Martino, Liesbet Lagae, <br /> Guy A. E. Vandenbosch, Victor V. Moshchalkov, <br /> Stefan A. Maier, and Pol Van Dorpe.<br /> ACS Nano, 2014, 8 (8), pp 8232–8241<br /> doi: 10.1021/nn502616k</blockquote>
<br />* Unidirectional Side Scattering of Light by a Single-Element Nanoantenna<br /><a href="http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/nl401877w" target="_blnank">http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/nl401877w</a><br />
<blockquote>
Dries Vercruysse, Yannick Sonnefraud, Niels Verellen, <br /> Fabian B. Fuchs, Giuliana Di Martino, Liesbet Lagae, <br /> Victor V. Moshchalkov, Stefan A. Maier, and <br /> Pol Van Dorpe.<br /> Nano Lett., 2013, 13 (8), pp 3843–3849<br /> doi: 10.1021/nl401877w</blockquote>
* <a href="http://only-perception.blogspot.com/2008/09/blog-post_9266.html">「寬頻」單光子源</a><br />
* <a href="http://only-perception.blogspot.com/2012/02/blog-post_24.html">金屬奈米粒子閃耀自訂顏色</a><br />
* <a href="http://only-perception.blogspot.com/2014/01/blog-post.html">微小奈米天線所創造的新全像技術</a><br />
* <a href="http://only-perception.blogspot.com/2014/01/blog-post_910.html">石墨烯奈米天線或使微小機器的網路成真</a><br />
* <a href="http://only-perception.blogspot.com/2016/06/blog-post_2.html">量子熱電晶體可控制熱流</a><br />
<br />
* <a href="http://only-perception.blogspot.com/2009/03/blog-post_03.html">單一聚合物鏈成為分子導線</a><br />
* <a href="http://only-perception.blogspot.com/2009/03/blog-post_8616.html">材料科學中最重要的問題之一獲得解決</a><div class="blogger-post-footer"><script type="text/javascript"><!--
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<blockquote>
Brett A. McGuire, P. Brandon Carroll, <br /> Ryan A. Loomis, Ian A. Finneran, <br /> Philip R. Jewell, Anthony J. Remijan, <br /> Geoffrey A. Blake<br /> Science 14 Jun 2016:<br /> doi: 10.1126/science.aae0328</blockquote>
* <a href="http://only-perception.blogspot.com/2008/06/blog-post_14.html">澳洲隕石鹼基來自宇宙我們可能都是外星人</a><br />
* <a href="http://only-perception.blogspot.com/2009/05/blog-post_5806.html">化學家領會地球上生命的第一個基石</a><br />
* <a href="http://only-perception.blogspot.com/2014/02/rna.html">新研究讓科學家接近RNA 的起源</a><br /><br />
* <a href="http://only-perception.blogspot.com/2007/12/blog-post_1919.html">發現太空光頻梳李志豪領先</a><br />
* <a href="http://only-perception.blogspot.com/2011/05/86.html">美國天文學家開始尋找86顆行星上的外星生命</a><br />
* <a href="http://only-perception.blogspot.com/2015/07/blog-post_76.html">另一顆地球</a><br />
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<a href="http://phys.org/news/2016-06-physicists-previously-unseen-phenomena-exotic.html" target="_blnank">http://phys.org/news/2016-06-physicists-previously-unseen-phenomena-exotic.html</a><br />
<br />
By Larry Hardesty<br />
June 6, 2016 <br />
<br />
拓撲半金屬(topological semimetals,拓樸半金屬)在五年前才被發現,這種材料有著不尋常的物理特性,使其在未來的電子學中可能很有用。<br />
<br />
在最新一期的 Nature Physics 中,MIT 研究者報告一種新的、對於拓撲半金屬之電氣特性的理論性特徵化,實際上描述了所有已知的拓撲半金屬,而且還預測幾個新的。<br />
<br />
在他們的模型引導下,研究者也描述了新拓撲半金屬的化學方程式與結晶結構,他們推測,那應當展現出未曾見過的電氣特性。<br />
<br />
"一般來說,材料的特性對於其內部的擾動相當敏感," MIT 的物理學助理教授以及這篇論文的資深研究者,傅亮(Liang Fu),表示。"這些拓撲材料特別的地方是,它們有某些非常強健的特性,對於擾動較不敏感。那很有吸引力,因為它使得理論在預測材料上非常強大,那在凝態物理學中很罕見。在此,我們知道如何提取最必要的特性,即拓撲學特性,故我們的方法可以是近似的,但我們的結果是精確的。"<br />
<br />
半金屬有點像半導體,那是現代所有電子零件的核心。在半導體中的電子不是在「價帶(valence band)」,在其中它們吸附到特殊原子,或著「導帶(conduction band)」,在其中它們可以自由流動,成為電流。在導電與不導電態之間切換,正是使半導體能進行二進位邏輯運算的例子。<br />
<br />
把一個電子從價帶撞入導帶需要能量,而二帶之間的能量差異稱為「能隙(band gap)」。在半金屬中 -- 例如被研究最多的碳薄膜,稱為石墨烯(graphene) -- 能隙為零。原則上,這意味著半金屬電晶體與半導體相較,切換速度更快、更不耗能。<br />
<br />
<br />
室內停車場圖(Parking-garage graphs)<br />
<br />
「topological (拓撲的)」這個術語則顯得有點更隱晦了。拓撲學是數學的分支,那以高度抽象的方式來處理幾何學。就拓撲學而言,任何物體有個洞在其中 -- 一個咖啡杯、甜甜圈、庭園用水管 -- 是彼此相等的。但是再多的變形(deformation)都無法將一個甜甜圈變成有二個洞或沒有洞的物體,所以有二個洞的以及沒有洞的物體都各自建構出它們自己的拓撲學分類。<br />
<br />
在拓撲半金屬中,"拓撲" 並不是在描述材料本身的幾何;它描述能量以及位於材料表面之電子的動量間有何關係的圖(graph)。材料的物理擾動可彎曲圖(warp that graph),在同樣的意義下,一個甜甜圈可以被彎曲成庭園用水管,不過材料的電氣特性依然相同。這就是當傅亮說:「我們的方法可以是近似的,但我們的結果是精確的」這句話時所代表的意義。<br />
<br />
傅亮與他的同僚 -- 包括第一作者 Chen Fang 以及 Ling Lu,二位都是 MIT 博士後,現在則是位於北京的物理研究所的副教授,以及 Junwei Liu,MIT 材料處理中心的博士後 -- 證明,拓撲半金屬之表面電子,其動量 -- 能量之間的關係,可用稱為黎曼表面(Riemann surfaces)的數學結構來描述。<br />
<br />
廣泛地用於複變分析(complex analysis)這個數學分支中,那處理涉及 -1 或虛數 i 之方根的函數,黎曼表面往往看起來像是平面扭曲成螺旋形的圖。<br />
<br />
"使黎曼表面如此特別的是,它看起來像是室內停車場圖," 傅亮表示。"在室內停車場內,如果你繞一圈走,最後你不是往上一層樓,就是往下一層樓。而這就是拓撲半金屬的表面狀態所發生的事。如果你在動量空間中繞著走,你會發現能量增強,所以會出現捲曲(winding)。"<br />
<br />
研究者證明某一類黎曼表面準確地描述已知拓撲半金屬中動量 -- 能量間的關係。不過這類表面亦包含先前不曾在自然界中發現的相應電氣特性。<br />
<br />
<br />
剖面(Cross sections)<br />
<br />
拓撲半金屬表面電子的動量 -- 能量圖是三維的:二維是動量,一維是能量。如果你把這個圖的剖面拿來看 -- 相當於讓能量維持固定 -- 你會看到在那種能量下,電子所有可能的動量。這些動量的圖是由曲線所構成,稱為費米弧(Fermi arcs)。<br />
<br />
研究者的模型預測到某些拓撲半金屬,其末端的二個費米弧會以某一角度相連,或是以一種不曾見過的方式彼此相交錯。<br />
<br />
在直覺外加模擬的結合下,傅亮與 Ling Lu 確認了一種材料 -- 鍶(strontium)、銦(indium)、鈣(calcium)與氧(oxygen)的組合 -- 根據他們的理論,那應該會展現出如此特異的費米弧。<br />
<br />
這些費米弧有何用途(如果有的話)並不清楚。不過拓撲半金屬有如此誘人的電氣特性,那的確值得去更了解它們。<br />
<br />
然而,關於他小組的新研究,傅亮承認,對他而言,"引人之處在於其數學之美 -- 以及這種數學之美可用來找到真正的材料這個事實。"<br />
<br />
※ 相關報導:<br />
<br />
* Topological semimetals with helicoid surface states<br />
<a href="http://dx.doi.org/10.1038/nphys3782" target="_blnank">http://dx.doi.org/10.1038/nphys3782</a><br />
<blockquote>
Chen Fang, Ling Lu, Junwei Liu, Liang Fu<br />
Nature Physics (2016)<br />
doi: 10.1038/nphys3782<br />
<br />
We show that the surface dispersions of topological semimetals map to helicoidal structures, where the bulk nodal points project to the branch points of the helicoids whose equal-energy contours are Fermi arcs. This mapping is demonstrated in the recently discovered Weyl semimetals and leads us to predict new types of topological semimetals, whose surface states are represented by double- and quad-helicoid surfaces. Each helicoid or multi-helicoid is shown to be the non-compact Riemann surface representing a multi-valued holomorphic function (generating function). The intersection of multiple helicoids, or the branch cut of the generating function, appears on high-symmetry lines in the surface Brillouin zone, where surface states are guaranteed to be doubly degenerate by a glide reflection symmetry. We predict the heterostructure superlattice [(SrIrO3)2(CaIrO3)2] to be a topological semimetal with double-helicoid surface states.</blockquote>
* <a href="http://only-perception.blogspot.tw/2016/06/blog-post_6.html">物理學家發現數量無窮多的量子速限</a><br />
* <a href="http://only-perception.blogspot.com/2011/01/blog-post_20.html">細胞內的蛋白質運送由簡單規則所主宰</a><br />
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* <a href="http://only-perception.blogspot.tw/2013/04/blog-post_19.html">出自虛無:超材料中的動態開斯米效應將真空波動轉成真實光子</a><br />
<br />
* <a href="http://only-perception.blogspot.com/2009/06/blog-post_20.html">拓撲絕緣體:新奇異材料或能革新電子學</a><br />
* <a href="http://only-perception.blogspot.tw/2011/12/blog-post_9512.html">觀察、控制特異材料表面之電子自旋的方法</a><br />
* <a href="http://only-perception.blogspot.com/2013/10/blog-post_4647.html">拓樸絕緣體:促使光與物質混合</a><br />
<br />
* <a href="http://only-perception.blogspot.com/2014/01/2d.html">2D 錫會是下一種超級材料?</a><br />
* <a href="http://only-perception.blogspot.com/2013/08/blog-post_9030.html">如何解決石墨烯電晶體的大問題?</a><br />
* <a href="http://only-perception.blogspot.com/2014/02/blog-post_20.html">石墨烯導電比預期好十倍</a><br />
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<a href="http://phys.org/news/2016-06-physicists-infinite-quantum-limits.html" target="_blnank">http://phys.org/news/2016-06-physicists-infinite-quantum-limits.html</a><br />
<br />
By Lisa Zyga<br />
June 3, 2016 <br />
<br />
(Phys.org) -- 為了要測定量子技術的終極操作速度有多快,物理學家建立了「量子速限(quantum speed limits)」這樣的概念。量子速限採用「一個量子系統從某種狀態轉變成另一種狀態的速度有多快」這樣的限制,所以像這樣的轉變需要一最小量的時間(通常在奈秒等級)。舉例來說,這表示未來的量子電腦在進行某些計算時,其速度無法快於這些限制所決定的某種時間。<br />
<br />
雖然物理學家已在不同類型的量子系統中研究了不同的量子速限,但仍不清楚要達到這種限制的最佳方式為何?又或著有多少種不一樣的量子速限。<br />
<br />
現在,一篇發表在 Physical Review X 期刊上的新論文中,來自英國與巴西的 Diego Paiva Pires 等人,利用資訊幾何學的技術證明:量子速限無窮多。他們也發展出一套方法來測定這些速限中的那一些是最嚴謹的,或著換一句話來說:那些速限提供最緊湊的下限(tightest lower bounds)。如研究者的解釋:終極量子速限的尋覓,與時間本身的本質密切相關。<br />
<br />
"最近幾年,有非常密集的理論性與實驗性研究活動,一方面要來理解量子力學中的基本概念,例如時間,另一方面要來設計有效的方案來實作量子技術," Nottingham 大學的共同作者 Gerardo Adesso 表示。"一個能結合與鞏固二個研究領域的基本問題是:「一量子系統演變的時間能有多快?(How fast can a quantum system evolve in time?)」建立一般且嚴格的量子速限,對於評估量子技術最終能有多快至關緊要,因而也能引導設計更有效率的協定,在終極邊界上,或在其附近運作。"<br />
<br />
為了要測定某一量子系統從某種狀態演變成另一種狀態的速度有多快,能區別這二種狀態是必要的,且這裡有許多方法能夠辦到。在這項新研究中,物理學家使用一種基於資訊幾何學的一般性方法。從幾何的角度來看,二種可辨別的狀態,可表現為某形狀表面上的二個點,例如球面或其他流形(manifold)。先前的研究證明,能用來測量二種量子態之可區別性(distinguishability)的相應度量(corresponding metrics),有無限多種。<br />
<br />
在這項新研究中,物理學家證明,這些度量的每一個都對應到一種不同的量子速限。"最嚴格的" 量子速限是在沿著該流形(manifold)彎曲表面進行測量時,能賦予二點(或狀態)間最短距離(亦稱為測地線 (geodesic))的度量所決定。<br />
<br />
"不同的量子速限從這些不同的度量中浮現,在這種方式下,一給定動力學的最緊湊邊界是由測地線最符合所給定動態路徑(dynamical path)的度量所界定," 來自 Nottingham 的共同作者 Marco Cianciaruso 解釋。<br />
<br />
總的來說,這種新方法在單一的、新的框架中,以統一的方式詮釋先前絕大多數的研究結果。一方面,研究者能夠為某些相關實體(例如正經歷耗散 ( dissipative) 與解同調 (decohering) 演變的量子位元)的量子速限導出迄今最緊湊的邊界。另一方面,他們也能夠證明,先前為其他實體所提出的邊界是真正最理想的邊界 -- 也就是找不到更緊湊的邊界。<br />
<br />
在未來,研究者們計畫要實驗性地利用核磁共振(NMR)技術研究由此導出的量子速限。<br />
<br />
"我們的發現對於量子資訊、計算、模擬與度量學等領域產生影響," Sao Carlos 物理研究所的 Diogo Soares-Pinto 表示,他監督此計畫。<br />
<br />
※ 相關報導:<br />
<br />
* Generalized Geometric Quantum Speed Limits<br />
<a href="http://journals.aps.org/prx/abstract/10.1103/PhysRevX.6.021031" target="_blnank">http://journals.aps.org/prx/abstract/10.1103/PhysRevX.6.021031</a><br />
<blockquote>
Diego Paiva Pires, Marco Cianciaruso, <br />
Lucas C. Céleri, Gerardo Adesso, and <br />
Diogo O. Soares-Pinto<br />
Phys. Rev. X 6, 021031 <br />
Published 2 June 2016<br />
doi: 10.1103/PhysRevX.6.021031</blockquote>
* <a href="http://only-perception.blogspot.tw/2008/07/blog-post_3316.html">量子位元與膜共享令人驚訝的特點</a><br />
* <a href="http://only-perception.blogspot.com/2009/03/blog-post_3049.html">量子尺度下的時空可能有碎形特性</a><br />
* <a href="http://only-perception.blogspot.com/2010/01/blog-post_3807.html">新時空結構或能提供量子重力論的暗示</a><br />
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<blockquote>
Karl Joulain, Jérémie Drevillon, Younès Ezzahri, <br /> and Jose Ordonez-Miranda<br /> Phys. Rev. Lett. 116, 200601<br /> Published 20 May 2016<br /> doi: 10.1103/PhysRevLett.116.200601<br /> arXiv: 1602.04175 [quant-ph]</blockquote>
* <a href="http://only-perception.blogspot.tw/2007/11/blog-post_1185.html">「聲子電腦」可利用「熱」來處理資訊</a><br />
* <a href="http://only-perception.blogspot.com/2013/11/blog-post_15.html">神奇聲子:阻擋聲音、精確導熱</a><br />
<br />
* <a href="http://only-perception.blogspot.com/2012/09/blog-post_27.html">世上最善於將廢熱轉換成電的熱電材料</a><br />
* <a href="http://only-perception.blogspot.com/2009/04/blog-post_15.html">新研究連結熱轉移與材料結合強度</a><br />
* <a href="http://only-perception.blogspot.tw/2011/05/blog-post_5278.html">變色龍磁鐵:可「開關」的磁鐵或能革新運算 </a><div class="blogger-post-footer"><script type="text/javascript"><!--
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<br />
* <a href="http://only-perception.blogspot.com/2012/08/blog-post_15.html">生質燃料引發激辯</a><br />
* <a href="http://only-perception.blogspot.tw/2015/07/blog-post.html">善用能源與資源 </a><br />
* <a href="http://only-perception.blogspot.com/2010/05/blog-post_14.html">「人造葉子」的藍圖模仿大自然</a><div class="blogger-post-footer"><script type="text/javascript"><!--
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<a href="http://phys.org/news/2016-05-case-nature.html" target="_blnank">http://phys.org/news/2016-05-case-nature.html</a><br />
<br />
By Bob Yirka<br />
May 26, 2016<br />
<br />
一個加州大學的物理學家團隊上傳了一篇論文到 arXiv 預印伺服器上,在論文中他們指出,去年由一個匈牙利團隊所完成的研究,也許與第五種自然力的存在有關。這篇論文很自然地在物理學社群中引發軒然大波,有些團體已經設定目標,準備要來重做匈牙利科學院旗下核研所的團隊所進行的實驗。<br />
<br />
匈牙利團隊所完成的研究由 Attila Krasznahorkay 所領導,檢驗暗光子(dark photons,傳統光子的相似物,不過與暗物質產生作用)存在的可能性。他們將光子射向鋰-7(lithium-7)樣本,創造出鈹-8(beryllium-8)原子核,當其衰變時,會發射一對電子與正電子。令人驚訝的是,當他們觀測那一對發射出來的東西時,它們並非持續落下(drop-off),而是有些碰撞(bump),研究者將之歸因於某種未知粒子被創造出來,質量大約 17 MeV。該團隊將他們的結果上傳到 arXiv 伺服器,而他們的論文隨後被發表在 Physical Review Letters 上。起先沒有什麼人關注,直到 UoC 上傳了他們的論文,指出匈牙利團隊所發現的新粒子並非暗光子,而有可能是疏質子的 X 玻色子(protophobic X boson),而他們更進一步指出,該玻色子可能帶有一種作用距離超短的力,範圍只有一個原子核寬,這表示此力並不屬於構築現代物理學的四種基本自然力(譯註:基本交互作用又稱為基本力、自然力,分別是:強交互作用、電磁交互作用、弱交互作用、重力交互作用)。<br />
<br />
UoC 團隊所上傳的論文產生了某些刺激,同時對可能是第五種自然力的可疑報告發出公開驚嘆!那未曾聽過,也不曾被證實。不過這個想法夠意思,已有數個團隊已經宣佈準備要重作匈牙利團隊所進行的實驗,而所有的目光也會放在 Jefferson 實驗室的 DarkLight(暗光)實驗上。在那裡有個團隊也在尋找暗光子的證據 -- 他們將把電子射向氣體目標,尋找質量介於 10 到 100 MeV 之間的任何東西,而現在目標可以更明確地放在 17 MeV 的範圍上。在一年的時間內,他們所到(或找不到)的,將能證明難以捉摸的第五種自然力是否真的存在。<br />
<br />
※ 相關報導:<br />
<br />
* Evidence for a Protophobic Fifth Force from <sup>8</sup>Be Nuclear Transitions<br />
<a href="http://arqiv.org/abs/1604.07411" target="_blnank">http://arqiv.org/abs/1604.07411</a><br />
<a href="http://arxiv.org/pdf/1604.07411v1.pdf" target="_blnank">http://arxiv.org/pdf/1604.07411v1.pdf</a><br />
<br />
* Observation of Anomalous Internal Pair Creation in Be8: A Possible Indication of a Light, Neutral Boson<br />
<a href="http://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.116.042501" target="_blnank">http://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.116.042501</a><br />
<blockquote>
A. J. Krasznahorkay, M. Csatlós, L. Csige, <br />
Z. Gácsi, J. Gulyás, M. Hunyadi, I. Kuti, <br />
B. M. Nyakó, L. Stuhl, J. Timár, T. G. Tornyi, <br />
Zs. Vajta, T. J. Ketel, and A. Krasznahorkay.<br />
Physical Review Letters (2016). <br />
doi: 10.1103/PhysRevLett.116.042501</blockquote>
* <a href="http://only-perception.blogspot.com/2014/01/blog-post_3805.html">霍金:「黑洞不存在」</a><br />
* <a href="http://only-perception.blogspot.tw/2010/09/blog-post_6338.html">精細結構常數的變化暗示物理定律並非一體適用</a><br />
* <a href="http://only-perception.blogspot.com/2014/07/blog-post_4.html">暗物質:波長為天文級的量子波動?</a><br />
* <a href="http://only-perception.blogspot.tw/2010/10/blog-post_986.html">科學家記錄到「攸牛頓」的力 </a><br />
* <a href="http://only-perception.blogspot.tw/2008/01/blog-post_5266.html">彼此疏遠的二原子在壓力下結合,或能形成超導體 </a><br />
* <a href="http://only-perception.blogspot.tw/2011/03/blog-post_01.html">量子燙手山芋:研究者誘使二原子交換最小能量單位 </a><br />
* <a href="http://only-perception.blogspot.com/2007/08/blog-post_27.html">如何讓光子交互作用?</a><br />
* <a href="http://only-perception.blogspot.com/2013/10/blog-post_4.html">科學家創造前所未見的新物質形態:光子分子</a><div class="blogger-post-footer"><script type="text/javascript"><!--
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<blockquote>
Liping Hou, PhD, Urs Heilbronner, PhD, <br /> Franziska Degenhardt, MD, Mazda Adli, MD, <br /> Kazufumi Akiyama MD...<br /> THE LANCET, Volume 387, No. 10023, p1085–1093, <br /> 12 March 2016<br /> doi:10.1016/S0140-6736(16)00143-4</blockquote>
* <a href="http://only-perception.blogspot.tw/2014/01/t.html">躁鬱吃「鋰鹽」沒效 因為少了「T」</a><br />
<br />
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<blockquote class="tr_bq">
D.A. Boyd, W.-H. Lin, C.-C. Hsu, M.L. Teague, <br />C.-C. Chen, Y.-Y. Lo, W.-Y. Chan, W.-B. Su, <br />T.-C. Cheng, C.-S. Chang, C.-I. Wu, <br />N.-C. Yeh<br />Nature Communications 6, Article number: 6620<br />doi:10.1038/ncomms7620</blockquote>
* <a href="http://only-perception.blogspot.com/2014/02/blog-post_20.html">石墨烯導電比預期好十倍</a><div class="blogger-post-footer"><script type="text/javascript"><!--
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<a href="http://phys.org/news/2016-05-method-random-cybersecurity.html" target="_blnank">http://phys.org/news/2016-05-method-random-cybersecurity.html</a><br />
<br />
May 16, 2016<br />
<br />
在一位密碼學專家口中所謂的「傑作」有了這樣的進展:德州大學 Austin 分校的電腦科學家開發出一種產生真正隨機數(random numbers,亂數)的新方法,這項突破可用來加密資料、使電子投票(e-voting)更安全、進行統計上顯著的民調以及更精確地模擬複雜系統,例如地球的氣候。<br />
<br />
這種新方法以較其他方法更少的運算精力來創造真正的隨機數,那能使明顯更高層次的安全性,從客戶信用卡交易到軍事通信的每樣事物,更易達成。<br />
<br />
電腦科學教授 David Zuckerman 以及畢業生 Eshan Chattopadhyay 將在六月於每年舉辦一次的 Symposium on Theory of Computing (STOC,ACM 最主要的理論性電腦科學研討會) 上報告他們的研究。受邀出席該研討會的簡報得經過同儕審核過程,以評估研究的正確性與重要性。他們的論文將是榮獲 STOC Best Paper Award 的三篇論文之一。<br />
<br />
"這個問題我已不斷輾轉反思超過 20 年," Zuckerman。"能解決這個問題,令我十分激動!" 去年在一個線上論壇上 Chattopadhyay 與 Zuckerman 公開釋出一份論文草稿,描述他們用來製造隨機數的方法。在一個慣於小型、持續性改善的領域中,電腦科學社群讚揚這種方法、提出建議、與其他更早被提出的方法進行比較,這猶如領先了一光年。<br />
<br />
Oded Goldreich,一位以色列 Weizmann 科學研究所的電腦科學教授,如此評論:如果它僅是一個比現有方法更加適度的改進,那麼它只會被評斷為 "一夜狂歡。"<br />
<br />
"當我聽到這件事,我幾乎難以闔眼," Yael Kalai 表示,在 Microsoft Research New England 負責密碼學研究的資深研究者,其亦在研究隨機萃取(randomness extraction,隨機提取)。"我相當興奮。我不感相信。我跑到(線上)歸檔中查看論文。那真的是一篇傑作。"<br />
<br />
這種新方法採用二種弱隨機數列(weakly random sequences of numbers)然後將它們轉變成一個真正隨機的數列。弱隨機數列,例如溫度與隨時間取樣的股市價格,藏有可預測的模式(patterns)。真正隨機的數列,沒有什麼可以預測的,例如硬幣拋擲。<br />
<br />
這項新研究似乎藐視了電腦程式設計中的古老格言:"垃圾進,垃圾出(Garbage in, garbage out)。" 事實上,它是 Zuckerman 在 1990 年代作為先鋒,所提出某一類型方法的最新加強版,稱為:隨機萃取器(randomness extractors)<br />
<br />
先前的隨機萃取器版本較不實用,因為它們不是要求二個來源數列的其中之一必須是真正地隨機(那呈現出雞生蛋、蛋生雞的問題),就是要二個來源數列都要接近真正的隨機。這個新方法閃過了這些限制,並且只要用二個弱隨機數列就能辦到。<br />
<br />
隨機數的一項重要應用是產生用來加密資料的金鑰,那難以讓駭客破解。資料加密在眾多實際應用中,對於安全的信用卡購物與銀行交易、保護個人醫療資料隱私以及防護軍事通訊不被敵軍竊聽至關緊要。<br />
<br />
Zuckerman 表示,隨然已有方法能產生高品質的隨機數,不過它們在運算上非常要求。他的方法能以更省力的方式製造出更高品質的隨機。<br />
<br />
"加密常被誤用的常見方式之一是不使用高品質的隨機," Zuckerman 說。"如果能使得高品質的隨機更容易獲得,在那種情況下,我們的方法能改善安全性。"<br />
<br />
他們的論文證明如何能產生只有一個真正的隨機數 -- 相似於拋擲一個硬幣 -- 不過 Zuckerman 以前的學生 Xin Li 已經證明如何將之擴展以創造出包更多隨機數的數列。<br />
<br />
Zuckerman 與 Chattopadhyay 在去年夏天張貼其論文草稿的網站稱為 Electronic Colloquium on Computational Complexity,允許研究者共享他們的研究,並在期刊或研討會發表最終版本前收到回饋。電腦科學家與數學家會仔細審核文章,提供建議,甚至擴展方法,使它們更強大。<br />
<br />
※ 相關報導:<br />
<br />
* Explicit Two-Source Extractors and Resilient Functions<br />
<a href="http://eccc.hpi-web.de/report/2015/119/" target="_blnank">http://eccc.hpi-web.de/report/2015/119/</a><br />
<br />
* <a href="http://only-perception.blogspot.com/2008/01/blog-post_06.html">宇宙是個「虛擬實境」?</a><br />
* <a href="http://only-perception.blogspot.com/2009/05/riemann-zeta-zeros.html">質數的新模式與Riemann zeta zeros</a><br />
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* <a href="http://only-perception.blogspot.com/2012/01/blog-post_04.html">隨機雜訊可使訊號更清晰</a><br />
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<a href="http://phys.org/news/2016-04-scientists-uncover-rare-life-saving-blood.html" target="_blnank">http://phys.org/news/2016-04-scientists-uncover-rare-life-saving-blood.html</a><br />
<br />
April 27, 2016<br />
<br />
McMaster 大學幹細胞與癌症研究所的研究者,在理解人類血液系統的幹細胞上有了顯著的進展。他們發現一種關鍵蛋白對這些幹細胞能有更好的控制與再生。<br />
<br />
這項發現,今日發表在科學期刊 Nature 上,描繪一種稱為 Musashi-2 的蛋白質如何調控重要血液幹細胞的功能與生長。<br />
<br />
這項知識提供了能用來控制這些幹細胞生長的新策略,而這些幹細胞能成為一系列致命疾病的療法,但供應量通常非常短缺。<br />
<br />
資深作者為 Kristin Hope,幹細胞與癌症研究所的首席研究者,同時也是 McMaster 大學生物化學與生醫科學細的助理教授。這項研究亦包含來自 UCSD、Toronto 大學與 Montreal 大學的研究者。<br />
<br />
Hope 表示,這項研究結果對於成千上萬名遭受一系列血液疾病的患者,從白血病、淋巴瘤、再生不良性貧血(aplastic anemia)、鐮刀型細胞疾病(sickle cell disease)等,可能有效。<br />
<br />
"我們真的已經闡明這些幹細胞的作用方式。我們現在在一種全新的層次上了解它們如何運作,且在決定如何最大化這些幹細胞的療效上,那使我們有了長足的進展。在再生這些幹細胞上,有了這種新發現的控制能力,有更多的人們將能夠獲得他們所需要的治療。"<br />
<br />
這個研究團隊專門觀察來自臍帶血(umbilical cord blood)的幹細胞,在成人血癌的治療上,上那是一種經過證實,但未充分利用的幹細胞來源。這些幹細胞有潛力成為數千民遭逢血癌的患者的重要療法(他們都在等待挽救生命的療法)。<br />
<br />
來自臍帶血的細胞具有獨特的特性(可取得性與適應性),使其更容易用於移植,結果它們使得血液移植更加安全與有效。<br />
<br />
問題在於,Hope 指出,在個人臍帶血樣本中所能夠取得的幹細胞很少。在足供移植的細胞中,只佔所有樣本的百分之 5。了解 Musashi-2 在給定的臍帶血樣本中,對於幹細胞數量擴張的重要性以及其所扮演的角色上,這個團隊的深入研究有助於解決目前幹細胞短缺的問題。<br />
<br />
Gene Yeo(音譯:姚吉因),UCSD 副教授,本研究的共同通訊作者,補充道:"絕大多數的幹細胞研究聚焦在結合 DNA 以控制基因輸出的蛋白質上。我們在發現 Musashi-2(一種與 RAN 結合的蛋白)卓越角色的同時,也強調了要研究幹細胞中這種第二層基因調控的急迫性。"<br />
<br />
Hope 表示:"在移植上,提供數量強化的幹細胞能減輕某些移植後的併發症,而且能加速復原,進而減少整體健康照護的成本,同時減少剛被診斷出來的新病患尋求治療的等待時間。"<br />
<br />
"藉由擴展幹細胞數量,一如我們所完成的,現在將有更多捐出來的樣本能用於移植。"<br />
<br />
※ 相關報導:<br />
<br />
* Musashi-2 attenuates AHR signalling to expand human haematopoietic stem cells<br />
<a href="http://www.nature.com/nature/journal/v532/n7600/full/nature17665.html" target="_blnank">http://www.nature.com/nature/journal/v532/n7600/full/nature17665.html</a><br />
<blockquote class="tr_bq">
Stefan Rentas, Nicholas T. Holzapfel, Muluken S. Belew, <br />
Gabriel A. Pratt, Veronique Voisin, Brian T. Wilhelm, <br />
Gary D. Bader, Gene W. Yeo, Kristin J. Hope.<br />
Nature 532, 508–511 (28 April 2016)<br />
doi: 10.1038/nature17665</blockquote>
* <a href="http://only-perception.blogspot.com/2008/03/blog-post_10.html">研究者發現血液幹細胞源自胎盤且受其滋養</a><br />
* <a href="http://only-perception.blogspot.com/2012/04/rna-world.html">核醣體演化研究挑戰「RNA World」假說</a><br />
* <a href="http://only-perception.blogspot.com/2010/02/blog-post_6714.html">老化:血液告訴老細胞表現出年輕的樣子</a><br />
<br />
* <a href="http://only-perception.blogspot.com/2011/11/blog-post_3070.html">從百歲人瑞身上誘哄出「回春的」幹細胞</a><br />
* <a href="http://only-perception.blogspot.com/2014/06/blog-post_12.html">禁食觸發受損、老化免疫系統的幹細胞再生</a><div class="blogger-post-footer"><script type="text/javascript"><!--
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<blockquote class="tr_bq">
Alexander I. Kolesnikov, George F. Reiter, <br />Narayani Choudhury, Timothy R. Prisk, <br /> Eugene Mamontov, Andrey Podlesnyak, George Ehlers, <br />Andrew G. Seel, David J. Wesolowski,<br />and Lawrence M. Anovitz<br />Phys. Rev. Lett. 116, 167802 – Published 22 April 2016<br />doi: 10.1103/PhysRevLett.116.167802</blockquote>
* <a href="http://only-perception.blogspot.com/2007/09/blog-post_1400.html">在高壓電場中水會形成「漂浮水橋」 </a><br />
* <a href="http://only-perception.blogspot.com/2010/02/blog-post_3306.html">超冷水的冰點隨電壓改變</a><br />
* <a href="http://only-perception.blogspot.com/2008/02/blog-post_11.html">科學家解決玻璃水之謎</a><br />
* <a href="http://only-perception.blogspot.com/2008/01/blog-post_9831.html">雪花的數學模型</a><div class="blogger-post-footer"><script type="text/javascript"><!--
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<a href="http://udn.com/news/story/9073/1648316" target="_blank">http://udn.com/news/story/9073/1648316</a><br />
<br />
聯合報 編譯陳韻涵/報導 2016-04-23<br />
<br />
來自一百七十一國的領袖與代表廿二日在世界地球日當天齊聚紐約聯合國總部,簽署去年底在法國通過的「巴黎氣候變化協定」,出席簽署國家之多打破一九八二年「海洋法公約」簽署首日的一百一十九國紀錄。<br />
<br />
聯合國秘書長潘基文在開幕式上欣慰表示:「我們正在締造歷史」;同時指出:「我們在和時間賽跑」,因為氣候暖化、冰山流失與大氣中二氧化碳的濃度,頻頻破紀錄。<br />
<br />
應邀致詞的奧斯卡新科影帝李奧納多狄卡皮歐則說:「全世界都在看,後代對各位是褒是貶取決於能否履行承諾。我們今天可以大肆慶祝,如果回國後沒有行動落實,一切都白搭。」<br />
<br />
「聯合國氣候變化框架公約」近兩百個締約方去年十二月十二日在巴黎氣候峰會中,就氣候變化及減碳等議題達成共識,一致通過「巴黎協議」,這是聯合國氣候變化框架公約下繼「京都議定書」後第二份有法律約束力的氣候協議。<br />
<br />
巴黎氣候變化協定只有一份正本,內文以聯合國六種官方語文呈現。巴黎氣候峰會東道主法國是第一個簽署的國家,之後各國依國名英文字母順序簽署。各國簽署「巴黎協定」是生效的第一步,之後必須獲得二氧化碳排放量至少占全球百分之五十五的五十五個締約方批准,始可在卅天後生效。<br />
<br />
碳排放量合計占全球總量近四成的美國與中國,今年三月發表「中美元首氣候變化聯合聲明」,宣布兩國將於四月廿二日簽署「巴黎協定」。中國氣候變化事務特別代表解振華表示,將在九月杭州G20峰會前使其生效。法國總統歐蘭德表示,將建請國會在今夏批准。<br />
<br />
然而,美國麻省理工學院教授史德曼說:「即使各國全力落實巴黎協定,也很難達到不超過攝氏兩度的目標。」史德曼與同事在美國氣候模擬組織「氣候互動」所做分析顯示,按照各國目前承諾的減排量,地球將升溫攝氏三點五度。歐盟智庫組成的「氣候行動追蹤」則預測氣溫將上升攝氏二點七度。<br />
<br />
※ 詳見原站。相關報導:<br />
<br />
* 不讓地球發燒 171國簽署巴黎氣候協議<br />
<a href="http://news.ltn.com.tw/news/world/paper/982157" target="_blank">http://news.ltn.com.tw/news/world/paper/982157</a><br />
<br />
....法國總統歐蘭德、加拿大總理杜魯道等近六十國元首及美國國務卿凱瑞都出席該簽署儀式,在完成簽署後,各國將依其內政程序,核准巴黎協議。聯合國指出,至少有十三國可望在廿二日交付其批准書。聯合國秘書長潘基文在大會上說,全球正跟時間賽跑,這項協議締造歷史,「我們必須加強經濟去碳化的努力。」<br />
<br />
佔全球溫室氣體排放量卅八%的美國與中國表示,計畫今年批准協議,中國氣候變遷代表團團長解振華說,中國預定九月廿國集團(G20)杭州峰會舉行前,完成有關法律程序。歐蘭德說,他將要求國會今夏批准該協議。國土將遭滅頂的太平洋島國馬爾地夫,是全球第一個批准該協議的國家。<br />
<br />
全球一百九十五國於去年十二月達成巴黎氣候協議,而當中沒有在廿二日簽署協議的國家,有一年的時間完成簽署,這些國家包括全球最大的產油國沙烏地阿拉伯、伊拉克、奈及利亞與哈薩克等。<br />
<br />
<br />
<br />
◆ 巴黎氣候協定 你該知道的10件事<br />
<a href="http://www.cna.com.tw/news/firstnews/201512130109-1.aspx" target="_blank">http://www.cna.com.tw/news/firstnews/201512130109-1.aspx</a><br />
<br />
CNA 2015.12.13<br />
<br />
(中央社法國布傑12日綜合外電報導)聯合國氣候峰會今天在法國巴黎敲定旨在遏阻暖化的全球性協定,這份「巴黎協定」為何具歷史意義,和「京都議定書」又有何不同,綜合「時代」(Time)雜誌等媒體整理如下:<br />
<br />
●巴黎協定怎麼敲定的?<br />
<br />
2009年哥本哈根會談破局之後,各國致力於鋪路工作,巴黎協定就是集這些年努力之大成。各國最終同意從頭做起、由小到大的作法,由各國自行呈交減排計畫,而非擬定一體適用的策略,大幅簡化了談判過程。<br />
<br />
近200國代表11月30日起齊聚巴黎市郊布傑(Le Bourget),會談1個半星期之後擬定草案,12月10日開始進入最緊張的談判階段。各國代表昨晚閉門討論、各國總統電話熱線、法國領袖們修訂必要條文之後,各方達成妥協,敲定最終協定。<br />
<br />
●巴黎協定長期與短期目標?<br />
<br />
簽訂「巴黎協定」的用意,是希望宣告100多年來作為推動經濟引擎的化石燃料開始步入歷史,並表現出全球政府認真在看待氣候變遷。協定納入已開發及開發中國家,包括仰賴油氣生產收益國,展現氣候議題上前所未見的全球大團結。<br />
<br />
長期方面,「巴黎協定」要求簽署國遏阻排放,以2100年前不比工業時代前升溫攝氏2度為目標,理想是維持溫度升幅在攝氏1.5度以下。<br />
<br />
短期而言,「巴黎協定」鼓勵各國花費數兆美元因應暖化衝擊,包括興建海堤等基礎建設、開墾貧瘠土壤、開發風力與太陽能等再生能源。協定要求已開發國家2020年起年撥款1000億美元予開發中國家作為抗暖化資金,這個金額是「最低限度」,預料會逐步增加。<br />
<br />
●巴黎協定透明度目標?<br />
<br />
協定允許各國自行判定減排量,未達成本身排放目標的國家不會受罰,但要求如實通報減排行動,需每5年檢討並提交加強行動的新計畫,但對「有需要的」開發中國家,容許若干「彈性」。<br />
<br />
●巴黎協定損失與損害條款?<br />
<br />
美國長期以來反對協定納入承認氣候相關災害的「損失和損害」條款,擔心會導致極端氣候損害相關索賠,「巴黎協定」最終納入此項條款,但特別註明損失與損害不涉責任或賠償。<br />
<br />
●巴黎協定有約束力嗎?<br />
<br />
峰會前各界激辯協定是否應具約束力,最終敲定的「巴黎協定」,在通報要求等方面具約束力,在要求各國自訂減排目標方面,卻又不具約束力。<br />
<br />
●敲定巴黎協定的關鍵要角?<br />
<br />
主辦國法國。法國此次表現幾乎贏得一致讚賞。他們傾聽所有與會國的意見後草擬條文,妥善化解所有疑慮,促成協議無異議通過。<br />
<br />
美國、中國大陸與印度領袖也扮演要角。過去談判氣候協議時常扮演攔路虎的這3個國家,在此次峰會前堅定承諾減排,也承諾會在峰會參與正面討論。<br />
<br />
無力抵抗氣候衝擊的小型島國,尤其是馬紹爾群島共和國(Marshall Islands),意外成為峰會關鍵。這些島國力促各國訂定更具雄心的氣候目標,最後大致達到了目的。馬紹爾群島領導的聯盟贏得美國、巴西、歐洲等100多國支持,最終促成協定內納入長期目標。<br />
<br />
●巴黎協定的歷史意義?<br />
<br />
巴黎協定被譽為第一個真正的全球氣候協議,富國和窮國都承諾致力抑制不斷增加的溫室氣體排放,並設定廣泛長期目標,要在本世紀達成淨零排放。<br />
<br />
形容巴黎協議「具雄心」的法國外交部長法畢斯說,這項協議將標誌著「歷史性轉捩點」,致力避免地球過熱帶來災難性後果。<br />
<br />
●大家都滿意巴黎協定?<br />
<br />
多數國家滿意,各國代表在評論階段盛讚協定條文大致公平且考慮周全地呈現各國的盼望,儘管各界對於處理氣候變遷導致的災損,未能達成重要的妥協。<br />
<br />
協定符合眾多環保人士的要求,最滿意的部份,在於協定納入長期減排目標,也明定每隔5年檢討1次等確保透明度的具體措施。美國生態保育團體「喜艾拉協會」(Sierra Club)的庫奎特(John Coequyt)就說,協定包含「環保社團盼望的所有核心要素」。<br />
<br />
但也有人批評巴黎協定太過軟弱,未提供開發中國家足夠支持。英國環保組織「地球之友」(Friends ofthe Earth)的美國籍主席皮卡(Erich Pica)認為,此份協定「並不公平、並非根據科學訂定」。<br />
<br />
●巴黎協定和京都議定書有何不同?<br />
<br />
「京都議定書」1997年12月在日本京都「第三次締約國大會」(COP3)簽署,條約自2005年2月16日生效,到2009年2月,共有183個國家通過該條約(超過全球排放量的61%)。美國曾經簽字,但並未送交參議院表決。<br />
<br />
「京都議定書」規範簽署國,在2008年2012年的第1個5年承諾期間,將各國碳排量比1990年平均水準再降5.2%。2009年哥本哈根峰會未能就2012年減排目標達成約束力協議,2012年多哈峰會各國仍未達共識,因此決定延長「京都議定書」第2個承諾期,至2020年完結。<br />
<br />
●台灣對巴黎協定的反應<br />
<br />
環保署長魏國彥12日受訪時,坦言要在21世紀末限制升溫2度,是「很難達成的任務」。魏國彥表示,相較上個世紀,21世紀至今已升溫0.8度,因此21世紀末前限溫2度的協定,「已經夠積極了」。他說,外界關注的重點不應只是升溫1.5度或2度,而是協定拍板後的積極作為。(譯者:中央社鄭詩韻)1041213<br />
<br />
※ 相關報導:<br />
<br />
* 歷史性巴黎協議達成 全球升溫限2℃以內<br />
<a href="http://www.cna.com.tw/news/firstnews/201512130008-1.aspx" target="_blank">http://www.cna.com.tw/news/firstnews/201512130008-1.aspx</a><br />
<br />
在巴黎舉行的全球氣候峰會今天通過歷史性協議,為數十年內讓化石燃料驅動的世界經濟歷史性轉型設下路線,致力遏止全球暖化。<br />
<br />
....巴黎協議被譽為第一個真正的全球氣候協議,富國和窮國都承諾致力抑制不斷增加的溫室氣體排放,並設定廣泛長期目標,要在本世紀達成淨零排放。<br />
<br />
巴黎協議也創設一套制度,鼓勵各國加強抑制排放的國內自主努力,並提供數十億美元計額外資金,協助窮國因應轉型為更綠化經濟。<br />
<br />
* 地球若升溫4℃ 全球逾6億人泡在海裡<br />
<a href="http://www.cna.com.tw/news/firstnews/201511090369-1.aspx" target="_blank">http://www.cna.com.tw/news/firstnews/201511090369-1.aspx</a><br />
<br />
美國研究機構今天發表的報告說,若目前地球暖化的趨勢繼續下去,未來全球將升溫攝氏4度,海平面上升將淹沒大片陸地,涵蓋6億多人的居住範圍,而中國大陸將是受創最重的國家。<br />
<br />
根據美國氣候中心(Climate Central)這份報告,地球溫度若真上升攝氏4度,中國大陸許多城市和沿海地區終將為海水淹沒,而如今大約有1億4500萬人住在這些地區。<br />
<br />
* 20年最強聖嬰 全球6千萬人遭殃<br />
<a href="http://udn.com/news/story/6951/1617164" target="_blank">http://udn.com/news/story/6951/1617164</a><br />
<br />
紐約時報報導,全球正面臨一個世代以來最強的聖嬰現象,世界衛生組織估計,與聖嬰現象相關的氣候讓全球6000萬人更容易營養不良,更易染上經由水或蚊子傳播的疾病。<br />
<br />
去年初,科學家就從太平洋赤道地帶海面溫度和大氣壓力的變化,發現聖嬰現象的早期徵兆。去年中,世界氣象組織宣布,聖嬰現象達到高峰,且將成為1997到1998年那次聖嬰後最強的聖嬰現象。<br />
<br />
巴拉圭首都亞松森的貧民區住滿了因洪水氾濫而無家可歸的人。印度季風雨雨量減少,農民不得不打工謀生。南非則因遭逢大旱,從玉米出口國變成進口國。<br />
<br />
* 柬埔寨「全面乾旱」!「最強聖嬰」引爆南亞糧食危機<br />
<a href="http://www.ettoday.net/news/20160325/669218.htm" target="_blank">http://www.ettoday.net/news/20160325/669218.htm</a><br />
<br />
2016年可能是史上最強的聖嬰年,柬埔寨目前面臨全面乾旱,幾乎所有省份都出現了不同程度的旱情,但尚未出現大面積的嚴重缺水現象。事實上,瀾滄江—湄公河流域各國都遭受不同程度的旱災,包括印尼、越南、泰國等,雖然中國已協助實施應急補水,未來還是得嚴防伴隨熱浪而來的疾病風險和農業困境。<br />
<br />
數據顯示,許多熱帶國家的降雨量大幅減少20%到30%,印尼、越南都遭受嚴重旱災之苦,印度的降雨也較正常值低了大約15%。氣候變遷的影響遍及數千萬人,隨之而來的旱災和洪災不僅對家園是一大威脅,還會導致作物歉收、全球糧食減產。<br />
<br />
* 該囤可可豆了?供應短缺恐創30年新高<br />
<a href="http://www.appledaily.com.tw/realtimenews/article/new/20160423/845140/" target="_blank">http://www.appledaily.com.tw/realtimenews/article/new/20160423/845140/</a><br />
<br />
世界第3大可可豆加工業者Olam Interntaionalm預測,聖嬰現象導致從巴西、印尼到象牙海岸等可可豆產地天候欠佳,恐導致迄9月止的2015/2016產季全球供應量短缺30.8萬公噸,遠高於1月預估的12.2萬公噸,創下1980年代以來最大短差規模紀錄。<br />
<br />
* 「百年最強乾旱」烤乾玉米田 馬拉威進入災難狀態<br />
<a href="http://www.ettoday.net/news/20160414/680218.htm" target="_blank">http://www.ettoday.net/news/20160414/680218.htm</a><br />
<br />
非洲東南部正遭逢嚴重乾旱,就連抗旱的玉米也經不起長期異常天候而歉收,超過1千萬人面臨食物短缺的困境,馬拉威總統日前宣布全國進入災難狀態。莫三比克也針對缺糧情形發佈紅色警報,南非則表示這波乾旱程度是百年來最強。<br />
<br />
馬拉威是繼辛巴威之後第二個國家宣布進入災難狀態,據《BBC》報導,馬拉威總統穆薩里克(Peter Mutharika)說:「由於農耕期遇上長期乾旱,估計玉米收成將減少12%,未來一年都需要人道救助」。馬拉威最近先後受到水患和旱災所苦,導致主食玉米的產量銳減,全國28區之中有23區嚴重缺乏糧食。<br />
<br />
* FOCUS/大堡礁93%珊瑚白化! 全球最大生態系<br />
<a href="http://news.tvbs.com.tw/world/news-650395/" target="_blank">http://news.tvbs.com.tw/world/news-650395/</a><br />
<br />
澳洲北部沿岸的大堡礁綿延2300多公里,是世界最大的珊瑚礁生態系,但是最新的調查發現,由於海洋溫度上升導致了珊瑚的死亡,93%的珊瑚出現了白化現象,海底呈現一片灰白的景象,這讓海洋科學家都震驚不已,澳洲的相關單位也緊急將珊瑚受威脅的等級,從第一級升高到第3級;全球暖化問題也讓全球的平均溫度連續11個月創新高,印度氣溫飆到45度,即使到了晚間也有38度的高溫,已經有160人被熱死。<br />
<br />
* Why the North Pole is now slowly moving towards London<br />
<a href="https://www.newscientist.com/article/2083481-why-the-north-pole-is-now-slowly-moving-towards-london/" target="_blank">https://www.newscientist.com/article/2083481-why-the-north-pole-is-now-slowly-moving-towards-london/</a><br />
<br />
* 冰川融化致北極移位 地球自轉軸心偏移<br />
<a href="http://photo.chinatimes.com/20160409004976-260805" target="_blank">http://photo.chinatimes.com/20160409004976-260805</a><br />
<br />
全球暖化之下,冰川大規模融化,原來影響的並不只是水位上升如此簡單。美國最新研究指出,由於格陵蘭及南極洲冰川大量融化,水量分布改變了地球的重心,導致自轉軸偏移,北極的位置也開始移位,偏離原本位置,移向格陵蘭。科學家期望,今次發現將有助預測未來的氣候變化趨勢。<br />
<br />
....目前格陵蘭冰川融化最為嚴重,大量水分流向其他地點,質量變得很輕。據統計,格陵蘭每年失去2870億公噸的冰川。阿迪卡里指原理十分簡單,當某個位置失去了最多的質量,北極位置必定會移向該處。<br />
<br />
<br />
<br />
◆ 巴黎氣候協議簽署 落實仍艱難<br />
<a href="http://www.chinatimes.com/newspapers/20160423000077-260203" target="_blank">http://www.chinatimes.com/newspapers/20160423000077-260203</a><br />
<br />
工商時報 2016年04月23日 陳怡均/綜合外電報導<br />
<br />
在世界地球日,全球165國代表於紐約聯合國總部簽署4個月前在巴黎達成的氣候協議。金融時報報導,要達到協議目標,各國仍將面臨重重難關。<br />
<br />
首先,巴黎協定設定相當遠大的目標:在本世紀下半葉達到溫室氣體淨零排放。如今,地球氣溫已愈來愈高。今年1~3月全球溫度上升打破歷來紀錄,導致北極和格陵蘭冰塊加速融化。研究人員強調,各國持續燃燒媒、石油等石化燃料,更多二氧化碳排放至大氣,使全球加速暖化。國際能源總署(IEA)上月表示,2015年全球能源相關的碳排放連續兩年持平。<br />
<br />
其次,巴黎協議何時生效仍是未定數。各國在加入或批准此協議時仍將面臨挑戰,許多國家需取得國會通過。<br />
<br />
此協議必須由占全球排放55%的55國正式加入後才會生效。美國、中國已表態今年加入,但兩國僅占全球排放40%。占全球排放10%的歐盟,預料今年稍晚才會參加。<br />
<br />
法國外交官、聯合國氣候變遷祕書長候選人圖碧雅娜(Laurence Tubiana)表示,此協議「很有可能」在2018年啟動。儘管圖碧雅娜深具信心,但前景仍充滿不確定性。<br />
<br />
再者,全球的燃煤烏雲揮之不去。儘管近來挪威石油基金、摩根大通等皆停止對煤礦相關投資,但據全球煤協會(World Coal Association)執行長斯波頓(Benjamin Sporton)表示,中國、印度共計仍在興建逾300座新燃煤電廠,同時規劃再增建近1,200座。<br />
<br />
此外,再生能源的投資雖然上揚,但卻不穩定。據研究機構Bloomberg New Energy Finance資料,全球潔淨能源投資額在2015年締造新猷,較2014年成長4%至3,290億美元。然而,今年首季再生能源投資卻衰退22%,主要受到全球最大再生能源市場中國的支出減緩拖累。<br />
<br />
(工商時報)<br />
<br />
※ 相關報導:<br />
<br />
* 財訊/搶救溫室大浩劫 一場千兆元戰爭<br />
<a href="http://www.ettoday.net/news/20160422/684046.htm" target="_blank">http://www.ettoday.net/news/20160422/684046.htm</a><br />
<br />
....今年初,德國慕尼黑再保險(Munich Re)發布年度氣候變遷報告,指出去年聖嬰現象在世界各地造成熱浪、洪水等天災,約2萬3000人喪生,財物損失900億美元(約2.9兆元台幣;一四年為1100億美元,約3.5兆元台幣),其中包含了27億美元的保險理賠金。「今年聖嬰現象不僅會加強,還會伴隨反聖嬰現象,恐將造成更大的損失。」報告指出....(本文截自財訊501期)<br />
<br />
* 因應氣候變化 陸規劃再投150兆<br />
<a href="http://www.cna.com.tw/news/acn/201604230042-1.aspx" target="_blank">http://www.cna.com.tw/news/acn/201604230042-1.aspx</a><br />
<br />
包含中國大陸與美國的全球170多國22日簽署巴黎氣候協定。中國氣候變化事務特別代表解振華在記者會上表示,因應氣候變化,中國從2016年到2030年將投入人民幣30兆(約新台幣150兆)。<br />
<br />
* 亞洲森林浩劫 誰讓地球禿了頭<br />
<a href="https://www.twreporter.org/a/asia-forest-content">https://www.twreporter.org/a/asia-forest-content</a><br />
<br />
....很多人不知道,台灣是馬來西亞雨林消失的兇手之一....<br />
<br />
* 氣候協定/水資源關鍵議題...遺漏了<br />
<a href="http://money.udn.com/money/story/5599/1648221" target="_blank">http://money.udn.com/money/story/5599/1648221</a><br />
<br />
....由於全球汙染最高的產業正是最需要用水的產業,因此要使這些產業減少排碳量,須具備更佳的用水規範。<br />
<br />
發電廠一年約用掉全球15%的淡水。聯合國估計,到2035年時,全球用電量將比現在增加70%,發電業的淡水使用量也將增加20%。<br />
<br />
* <a href="http://only-perception.blogspot.tw/2015/12/blog-post.html">最溫暖的避風港</a><br />
* <a href="http://only-perception.blogspot.tw/2014/03/nasa.html">NASA 資助研究:工業文明正朝「不可逆的崩壞」前進?</a> <div class="blogger-post-footer"><script type="text/javascript"><!--
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<a href="http://phys.org/news/2016-04-chemists-battery-technology-off-the-charts-capacity.html" target="_blnank">http://phys.org/news/2016-04-chemists-battery-technology-off-the-charts-capacity.html</a><br />
<br />
April 20, 2016<br />
<br />
加州大學 Irvine 分校(UCI)的研究者發明出一種基於奈米導線的(nanowire-based)電池材料,那能反覆充電成千上萬次,使我們離「永遠不必更換的電池」更近一步。這項突破將使得電腦、智慧型手機、家電、車輛與太空船所使用的商業電池具有大幅延長的壽命。<br />
<br />
科學家長久以來即在思考在電池內使用奈米線。它們比人類頭髮還要細數千倍,具高導電性以及龐大的表面積供電子的儲存與傳輸。然而,這些細微的東西相當脆弱,在反覆的放電與重新充電,或稱為充電循環(cycling),下無法良好維持。在典型的鋰離子電池中,它們會膨脹、易碎,那導致破裂。<br />
<br />
UCI 研究者將金奈米線包覆在一層二氧化錳外殼中,並將之埋入一種以類似塑膠玻璃(Plexiglas)的膠狀物(PMMA)所製成的電解質內。這樣的組合很可靠且不易故障。<br />
<br />
研究領導者,UCI 博士候選人 Mya Le Thai(音譯:蔡美麗)在超過三個月的時間內針對測試電極進行多達 20 萬次充電循環,而沒有發電容量有任何的減損或導致任何奈米線碎裂。<br />
<br />
這些發現今日發表在 American Chemical Society 的 Energy Letters 期刊上。<br />
<br />
資深作者 Reginald Penner 表示,在這個例子中,付出的是辛苦的研究加上偶然的運氣。<br />
<br />
"May 到處參與,而且她將所有的東西都塗布一層很薄的凝膠,然後開始進行充電循環," Penner 表示,UCI 化學系系主任。"她只利用這種凝膠就發現,能夠重複循環成千上萬次而不會損失任何電容量。"<br />
<br />
"那真的很瘋狂," 他補充,"因為這些東西通常在 5千、6千或 7千次的充電循環後,很戲劇性地完蛋。"<br />
<br />
研究者們認為,金屬氧化物在電池中獲得良好的塑化,並賦予它彈性,防止碎裂。<br />
<br />
"這種塗布電極能更完好的維持其形狀,使得它成為一種更加可靠的選擇," Thai 表示。"這項研究證明,基於奈米導線的電池電極能有更長的壽命,而且我們能使這種電池成真。"<br />
<br />
※ 詳見原站。相關報導:<br />
<br />
* 100k Cycles and Beyond: Extraordinary Cycle Stability for MnO2 Nanowires Imparted by a Gel Electrolyte<br />
<a href="http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsenergylett.6b00029" target="_blnank">http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsenergylett.6b00029</a><br />
<blockquote class="tr_bq">
Mya Le Thai, Girija Thesma Chandran, Rajen K. Dutta, <br />
Xiaowei Li, and Reginald M. Penner<br />
ACS Energy Lett., 2016, 1, pp 57–63<br />
doi: 10.1021/acsenergylett.6b00029</blockquote>
* <a href="http://only-perception.blogspot.com/2016/03/blog-post_24.html">固態電解質為固態電池開路</a><br />
<br />
* <a href="http://only-perception.blogspot.tw/2010/04/blog-post_19.html">電池輕量化:金屬結晶扮演效率改善的關鍵角色</a><br />
* <a href="http://only-perception.blogspot.com/2011/11/blog-post_07.html">新陽極技術使電池快速充電</a><br />
* <a href="http://only-perception.blogspot.com/2013/01/blog-post_28.html">新塗佈技術在次世代鋰電池陽極的應用</a><br />
* <a href="http://only-perception.blogspot.com/2015/04/blog-post_19.html">科學家創造出可快速充電之混合式超級電容</a><div class="blogger-post-footer"><script type="text/javascript"><!--
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<br />
※ 相關報導:<br />
<br />
* <a href="http://only-perception.blogspot.tw/2015/12/blog-post_51.html">生活中的科技</a><br />
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<blockquote class="tr_bq">
Yuki Kato, Satoshi Hori, Toshiya Saito, Kota Suzuki, <br />Masaaki Hirayama, Akio Mitsui, Masao Yonemura, <br /> Hideki Iba & Ryoji Kanno<br />Nature Energy (2016). <br />doi: 10.1038/nenergy.2016.30</blockquote>
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* <a href="http://only-perception.blogspot.com/2012/06/blog-post_9628.html">超速版「愛迪生電池」</a><br />
* <a href="http://only-perception.blogspot.com/2012/08/blog-post_31.html">自我充電的電池能產生與儲存能量</a><br />
* <a href="http://only-perception.blogspot.com/2013/01/blog-post_28.html">新塗佈技術在次世代鋰電池陽極的應用 </a><br />
* <a href="http://only-perception.blogspot.com/2015/04/blog-post_19.html">科學家創造出可快速充電之混合式超級電容</a><div class="blogger-post-footer"><script type="text/javascript"><!--
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* <a href="http://only-perception.blogspot.com/2008/02/2029.html">人工智慧在2029 年可與人類較量?</a><br />
* <a href="http://only-perception.blogspot.com/2008/09/blog-post_85.html">史丹佛的「自主」直升機自己學飛</a><br />
* <a href="http://only-perception.blogspot.com/2008/11/ai.html">第一款人類與AI 軟體合作的線上遊戲</a><br />
* <a href="http://only-perception.blogspot.com/2014/01/blog-post_16.html">機器學習演算法能使化學反應更聰明</a><br />
* <a href="http://only-perception.blogspot.com/2014/08/blog-post_30.html">第二次機器時代</a><br />
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* <a href="http://only-perception.blogspot.com/2009/07/blog-post_5892.html">擴增實境:科幻或真實</a><br />
* <a href="http://only-perception.blogspot.com/2010/03/3d.html">3D 圖形、實境「即時」融合</a><br />
* <a href="http://only-perception.blogspot.com/2011/11/3d.html">以多重透鏡顯示器呈現3D 深度(含影片)</a><div class="blogger-post-footer"><script type="text/javascript"><!--
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<blockquote class="tr_bq">
Bartosz Regula and Gerardo Adesso<br />Phys. Rev. Lett. 116, 070504<br />doi: 10.1103/PhysRevLett.116.070504<br />arXiv: 1512.03326 [quant-ph]</blockquote>
* <a href="http://only-perception.blogspot.com/2016/03/blog-post.html">非對稱量子糾結:在三維中「糾纏」的光子</a><br />
* <a href="http://only-perception.blogspot.com/2009/03/blog-post_3049.html">量子尺度下的時空可能有碎形特性</a><br />
* <a href="http://only-perception.blogspot.tw/2013/10/hofstadters-butterfly.html">二團隊或能創造出展現 Hofstadter's butterfly 的系統 </a><br />
* <a href="http://only-perception.blogspot.com/2013/12/blog-post_12.html">模擬支持宇宙是一個「全像圖」</a><br />
* <a href="http://only-perception.blogspot.com/2013/12/blog-post_3056.html">量子糾結在創造的同時會導致蟲洞產生?</a><br />
* <a href="http://only-perception.blogspot.com/2014/01/blog-post_2.html">質子半徑之謎或能以量子引力解開</a><br />
* <a href="http://only-perception.blogspot.com/2012/11/blog-post_7421.html">科學家開發製造獨立磁性量子點的方法</a><div class="blogger-post-footer"><script type="text/javascript"><!--
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<blockquote class="tr_bq">
Mehul Malik, Manuel Erhard, Marcus Huber, Mario Krenn,<br /> Robert Fickler, Anton Zeilinger.<br />Nature Photonics, 2016.<br />doi: 10.1038/nphoton.2016.12<br /><br />Forming the backbone of quantum technologies today, entanglement has been demonstrated in physical systems as diverse as photons, ions and superconducting circuits. Although steadily pushing the boundary of the number of particles entangled, these experiments have remained in a two-dimensional space for each particle. Here we show the experimental generation of the first multi-photon entangled state where both the number of particles and dimensions are greater than two. Two photons in our state reside in a three-dimensional space, whereas the third lives in two dimensions. This asymmetric entanglement structure only appears in multiparticle entangled states with d > 26. Our method relies on combining two pairs of photons, high-dimensionally entangled in their orbital angular momentum. In addition, we show how this state enables a new type of 'layered' quantum communication protocol. Entangled states such as these serve as a manifestation of the complex dance of correlations that can exist within quantum mechanics.</blockquote>
* <a href="http://only-perception.blogspot.com/2013/10/blog-post_24.html">量子實驗證明「時間」從量子糾結中「浮現」</a><br />
* <a href="http://only-perception.blogspot.com/2011/02/100.html">在矽當中達成100 億位元的量子糾結</a><br />
* <a href="http://only-perception.blogspot.com/2013/10/cupc.html">量子運算新材料:藍色染料銅酞菁(CuPc)</a><br />
* <a href="http://only-perception.blogspot.com/2013/11/blog-post_6907.html">學生創造出世上規模最大的量子叢集</a><div class="blogger-post-footer"><script type="text/javascript"><!--
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