17歲中專女生闖進全球數學競賽12強 | 科技周覽_風聞
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17歲中專女生闖進全球數學競賽12強
6月13日，17歲的中專生薑萍擊敗眾多世界名校的選手，以全球第12名的成績入圍2024阿里巴巴全球數學競賽決賽。她是入圍名單上前三十名裏的唯一女生。
排在姜萍前面、第1名到第11名的選手，分別來自北京大學、英國劍橋大學、清華大學，以及美國的4所名校：麻省理工學院、加州理工學院、普林斯頓大學、卡耐基梅隆大學。
姜萍來自江蘇省漣水中等專業學校，是一名服裝設計專業的中專生。她對數學的“敏感”始於初中時期。別人不會的題，她看一眼就有思路。她尤其喜歡有難度的題目，比如高等數學之類的，“它會給我帶來探索的慾望”。
然而，儘管數學成績遙遙領先於其他科目，但偏科還是阻斷了姜萍通向普通高中的路。她進入漣水中專後，只需要學“語數外”和服裝設計專業課，這讓她有了更充足的課餘時間跟數學相處。
很快，姜萍的數學成績引起了數學老師王閏秋的注意。王閏秋開始對她進行高等數學的輔導。報名阿里巴巴全球數學競賽，也是王閏秋“慫恿”的。這個競賽的參賽選手非常多元，世界各地無論什麼職業，服務員、外賣小哥、醫生都有參加。
預賽成績揭曉。當聽到“93分、全球第12名”這組數字的時候，她甚至不敢相信自己的耳朵，只激動地低頭捂臉，默默地跟自己説一聲“好樣的”。
如今，儘管服裝設計是姜萍的“Plan A”，探索數學世界是“Plan B”。但她眼下要做的，是專心備戰6月22日的阿里巴巴全球數學競賽決賽，跟來自全球的高手過招。
她常用《火影忍者》裏主角鳴人的話鼓勵自己：“我怎麼可以倒在這種地方？我還有非得實現不可的夢想啊。”
相關報道：https://mp.weixin.qq.com/s/HW5857w8yf-PAmEBSuZmcw
混合辦公降低員工離職率，效率不減
此前研究顯示，完全遠程辦公會降低工作效率，損害協作和創新能力。但新研究表明，一種遠程辦公和坐班相結合的靈活辦公模式——混合辦公，不僅不會降低生產力，還能提升員工滿意度，降低離職率。
混合辦公正在興起。2023年4月至5月，一項針對34個國家超過42000名參與者的調查顯示，超過25%的受訪者混合辦公，8%的受訪者完全居家辦公。最常見的混合辦公模式是每週三天坐班、兩天居家。有調查顯示，歐美大約有1億員工採取混合辦公模式。這些人多為本科學歷，主要在科學、法律、金融、信息技術等行業從事創造性、協作性工作。
在新研究中，研究者在2021年~2022年期間開展了一項持續6個月的隨機對照試驗，研究混合辦公對員工表現、離職率和滿意度的影響。中國上海某旅遊票務公司軟件工程部、市場部、會計部和財務部的1612名大學畢業生員工參與了這項研究。參與者隨機分配到坐班組（1周5個工作日均在辦公室工作）和混合辦公組（3天在辦公室工作，2天居家辦公）。
結果顯示，在混合辦公組中，員工離職率下降了1/3，工作滿意度有所上升。離職率下降在女性員工、非管理崗位和通勤時間較長的人羣中更顯著。研究者還評估了混合辦公對員工表現和升職的影響。他們追蹤了後續兩年內員工的績效和升職情況，結果在兩組之間沒有發現差異。
公司管理者一度擔心混合辦公會影響效率，之後他們的看法有所改觀。據估計，混合辦公帶來的員工離職率下降，能為該企業節約數百萬美元的招聘和培訓費用。
相關論文：https://www.nature.com/articles/s41586-024-07500-2
非洲象用“名字”呼喚彼此
一項新研究顯示，野生非洲草原象（Loxodonta africana）擁有“名字”——像人類一樣，它們會用類似名字的特殊叫聲來呼喚彼此。
此前研究發現，寬吻海豚和一些鸚鵡會通過模仿對方的標誌性叫聲來呼喚同類（大致類似於用“汪”稱呼狗，用“喵”稱呼貓），這是一種獨特的“呼號”，但這種依賴模仿的稱呼系統，顯然有別於名字。已知只有人類會用名字來互相稱呼。
研究人員記錄了肯尼亞野生非洲象的469份呼叫錄音樣本，通過訓練機器學習模型來識別聲學特徵，預測每份錄音的對象。機器學習模型能準確識別這些叫聲中27.5%的被叫對象，高於對照組水平。分析發現，某一頭象針對同一頭象的呼叫相似度，明顯高於它叫其他象時的叫聲。研究人員認為，大象會用具有個體特異性的叫聲呼喚對方，其中可能包含類似名字的聲音標籤，而不是單純模仿被叫對象發出的聲音。
為了確認大象能否回應自己的名字，作者對17頭大象播放了其他象呼叫它們，以及呼叫其他象的叫聲錄音，比較它們對這些錄音的反應。結果發現，相較於呼叫其他象的錄音，象在聽到呼叫自己的錄音後，靠近播放器的速度更快，並且更容易發聲回應。這暗示着，大象可以通過叫聲本身來判斷呼叫是不是針對自己發出的。
新研究揭示了大象的複雜一面，彼此命名意味着它們之間存在着重要的社會紐帶。而使用非模仿式的聲音命名其他個體，還涉及用聲音作為符號來代表另一頭大象。這背後實際上是一種驚人的抽象能力。作者指出，仍需進一步研究大象使用“名字”呼叫的具體場景，新研究或有助於揭示人類語言的演化歷程。
相關論文：https://www.nature.com/articles/s41559-024-02420-w
濕疹與吃太多鹽有關
鹽分超標的後果不僅僅是高血壓。一項新研究發現，濕疹患者的尿液鈉含量偏高，吃太多鹽可能與濕疹風險相關。
特應性皮炎（atopic dermatitis，AD）也稱特應性濕疹，是一種常見的慢性、複發性、炎症性皮膚病。其特點是反覆發作、病程遷延，往往表現為劇烈瘙癢，嚴重影響患者生活質量。
世界範圍內，兒童AD患病率達15%~20%，成人為6%~10%。我國特應性皮炎患病率呈上升趨勢，2002年10城市1~7歲兒童患病率為2.78%，2014年12城市1~7歲兒童患病率達到12.94%，1~12月齡嬰兒患病率達30.48%。2019年，我國AD相關疾病負擔在369種疾病中排名第24位。
此前研究認為，遺傳易感性、皮膚屏障功能障礙、皮膚菌羣紊亂、免疫失調等因素參與AD發病，但飲食因素在其中的作用並不清楚。新研究採用橫斷面研究設計，納入英國生物樣本庫（UK Biobank）中37~73歲的215832名成年參與者，分析24小時尿鈉排泄量與AD之間的關係。飲食中大約90%的鈉會通過尿液排出，因此通過尿液來衡量鹽攝入量是一種相對可靠的方法。研究結果顯示，24小時內尿液中每多排出1克鈉，既往AD確診比率上升11%，當前AD患病幾率上升16%，已有病情加重的幾率上升11%。
為驗證主要發現，研究人員還分析了美國國家健康與營養調查（NHANES）中13014名參與者的數據。結果發現，每天多攝入1克鈉（約半茶勺食鹽的量），濕疹患病風險上升22%。研究人員表示，限制鈉的膳食攝入可能是一種經濟有效且低風險的AD干預措施。不過他們也承認，新研究僅通過單次尿液取樣來評估過去24小時的尿鈉排泄量，缺乏對長期鈉攝入水平的衡量，因此存在一定侷限性。有專家認為，現在還不能説降低膳食鈉水平就可以緩解濕疹症狀，或是降低濕疹風險。
相關論文：https://jamanetwork.com/journals/jamadermatology/article-abstract/2819233
身體伸長30倍，源於“類摺紙”細胞結構
假如身體能夠隨意伸縮變形，你最想做什麼？是和可靠的右手並肩作戰，還是揚帆出海、追尋寶藏？對天鵝長吻蟲（Lacrymaria olor）而言，答案是捕捉獵物。這是一種單細胞纖毛蟲，體長只有40微米。但是，它們形似長頸的吻可以在不到30秒的時間內，拉伸至1200微米，是自身體長的30倍——大致相當於1.7米高的人類把脖子伸到自由女神像一半高。通過這種快速形變能力，天鵝長吻蟲可以捕捉遠處的獵物，然後以同樣快的速度縮回。
連神經系統都沒有的天鵝長吻蟲，是如何做到這一點的？一項新研究從亞細胞層面揭開了背後機制。研究人員結合使用實時活體成像、共聚焦和透射電子顯微鏡等技術，發現天鵝長吻蟲的細胞膜像摺紙一樣帶有“摺痕”，使長吻可以在“摺疊”與“展開”狀態之間來回迅速切換。高分辨率成像發現，15條螺旋狀微管絲組成的細胞骨架，像拱肋一樣支撐着細胞膜，形成一道道褶皺。當長吻伸長、收縮時，微管解旋、扭轉，像手風琴的風箱一樣張弛。
從數學上看，這種結構受到嚴格的幾何約束，其展開和摺疊方式都是特定且唯一的，因此魯棒性非常好。在天鵝長吻蟲的一生中，它們可以伸縮超過20000次而不出差池。研究人員表示，新研究揭示了細胞的幾何結構是如何驅動單細胞行為的，併為微型機器人和輕型摺疊結構的設計提供了靈感。
相關論文：https://doi.org/10.1126/science.adk5511
速查學術造假，施普林格·自然推出AI檢測工具
針對研究造假日益增多、負面影響越來越大的問題，學術出版機構施普林格·自然（Springer Nature）6月13日宣佈，在經過成功試點之後，新推出兩款AI工具，以幫助識別論文中由AI生成的虛假內容和問題圖片。
其中一款工具叫Geppetto，負責文本分析，由施普林格·自然與2023年收購的Slimmer AI合作開發。Geppetto會將論文分成若干部分，檢查每部分的文本一致性，然後根據文本由AI生成的幾率給各部分打分。分數越高，存在問題的幾率就越高，可能觸發人工檢查。目前Geppetto已成功識別出數百篇造假論文。
另一款工具叫SnappShot，負責圖像分析，目前用於分析凝膠和印跡圖像，並查找此類圖像中是否存在重複問題。後續還將覆蓋更多圖像和造假類型。
據介紹，上述工具並不決定投稿是否進入下一階段的編輯流程，而是提示是否需要引入人工評判。施普林格·自然科研誠信總監Chris Graf表示，“出版業面臨着論文工廠或不良分子全力而惡意的威脅……這些不良企圖會嚴重影響人們對科學的信任，而調查和解決這些問題會耗費大量時間和資源。我們會持續改進這些新工具，它們將幫助我們領先於造假者一步，並確保我們發表的研究是堅實可靠、可以信賴和借鑑的。”
“諾獎風向標”公佈獲獎名單
當地時間6月12日，挪威科學與文學院公佈2024年科維理獎（The Kavli Prizes）獲獎名單。科維理獎每兩年頒發一次，表彰三個領域的傑出科學家：天體物理學、納米科學和神經科學，分別象徵最宏大、最微小和最複雜。它和拉斯克獎（The Lasker Award）、蓋德納國際獎（Canada Gairdner International Award）一道，被視為諾貝爾獎的風向標。
其中，天體物理學獎頒予Sara Seager和David Charbonneau，以表彰他們在發現系外行星和描繪其大氣特徵方面的突破性貢獻。他們開創了探測行星大氣中原子種類和測量其熱紅外輻射的方法，為尋找巨行星和岩石行星周圍大氣的分子指紋奠定了基礎。
納米科學獎頒予Robert S. Langer、Armand Paul Alivisatos和Chad A. Mirkin，他們對納米材料工程的研究和應用，徹底改變了納米醫學領域。Langer提出可以通過“納米工程化”生物分子實現藥物的控制釋放。Alivisatos通過將半導體納米晶體表面功能化，在生物成像領域做出了開創性工作。Mirkin引入球形核酸（SNA）的概念，促成了一種快速、自動化的即時醫療診斷系統。他們的發現為治療學、疫苗、生物成像和診斷學的發展做出了基礎性貢獻。
神經科學獎頒予Nancy Kanwisher、曹穎（Doris Tsao）和Winrich Freiwald，以表彰他們發現了大腦內識別人臉的專門系統。他們在數十年的協同工作下，揭示了大腦最複雜任務之一的神經機制：對面孔的反應。在功能性腦成像的早期階段，Kanwisher定位了大腦的面孔處理中心，回答了關於某些大腦區域是否專門處理特定任務的長期問題。隨後，曹穎和Freiwald巧妙地結合獼猴的功能成像和單腦細胞記錄，揭示了一個將面部信息彙集成完整圖像的六區域系統。他們通過在新皮層面孔識別專門化方面的工作，提供了神經組織的基本原理，這將進一步促進我們對物體和場景識別的理解。
“無摩擦”的冰
一項新研究發現了二維冰和石墨烯之間的結構超潤滑行為，結合理論模擬揭示了其不同於傳統超潤滑體系的微觀機理，澄清了低維受限條件下超快水傳輸特性的根源。
超潤滑（Superlubricity）是指摩擦係數小於0.01時的潤滑狀態，這時相對運動的物體間摩擦力幾乎為零，甚至完全消失。超潤滑常見於非公度的剛性晶體界面。有趣的是，與宏觀水流受通道表面的摩擦力阻礙不同，在納米流體器件中，如果水通道尺寸接近原子尺度（<1 nm），水的透過率就會呈現數量級的提升，理論推測，這種反常的超快水輸運可能與“超潤滑”相關——原子尺度受限體系中的水很可能形成了類似於冰的有序結構，表現出超潤滑特性。
研究人員據此認為，納米通道中的二維受限水輸運問題可轉化為二維冰輸運問題。他們利用qPlus型掃描探針顯微鏡，以原子級精度實現了石墨烯和六方氮化硼表面上二維冰的可控操縱和摩擦力測量。實驗結果表明，石墨烯表面二維冰的面積歸一化摩擦力隨冰島總面積的增大而減小，在實驗可測量的面積範圍內最終減小到1 pN/nm2，擬合的衰減係數約為-0.5，符合超潤滑所預期的摩擦特性；而氮化硼表面二維冰的歸一化摩擦力與冰島的面積無關，為一常數（約18 pN/nm2），因此總摩擦力隨着二維冰面積的增大而線性增大，屬於傳統的摩擦行為。分子動力學模擬計算結果與實驗結果表現出定量的一致性。理論模擬表明，對於石墨烯表面上尺寸較大的二維冰島，其靜摩擦係數甚至可以低於0.01，符合超潤滑的定量特徵。二維冰在石墨烯表面的超潤滑行為源於水分子和石墨烯之間的弱範德華相互作用以及二維冰和石墨烯晶格之間的不公度性。
研究人員表示，新研究有助於理解原子尺度受限條件下超快水傳輸特性的根源，並推動納米流體工程和納米摩擦學等領域的研究。
相關論文：https://www.science.org/doi/10.1126/science.ado1544
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