数学天才老林讲错费马大定理紫金山天文台发现两颗近地行星

　　＂热点回顾 一周科技大事件＂为学术头条推出的图文新栏目，旨在帮助读者快速了解最近一周的科技热点新闻。由于篇幅（和知识）有限，欢迎大家多多补充
　　Hi，可爱的＂学术菌＂们，我是你们可爱的学术君。
　　上一周又是一个过去的＂上一周＂。
　　上周，最近的热播新剧《天才基本法》大结局了，＂数学天才＂老林凭借着个人才华赢得了不少观众的喜爱，但有细心的网友却发现，老林在一次在试听课上却把费马大定理讲错了，啊  科学还是要严谨呀
　　一个令人糟心的事，专家发现，有学术造假论文撤稿 10 年后，仍在被大量引用，并 呼吁：科学界只有真正采取措施，防止这些被撤论文继续被引用，才能阻止人们对整个科学界丧失信心。
　　but... 除了这些，上周还有哪些热点新闻呢？我们先一起简单回顾下：
　　天问一号火星能量粒子分析仪首个科学成果发布体温发电新研究！科学家研发新型热传导发电机，高效耐用可拉伸天气这么热，出的汗可不能浪费！专家：去发电吧无需精子、卵子和子宫，科学家成功实现体外培育胚胎Science：美国 FDA 遭前员工联名指责，＂现行做法已成为全球卫生的障碍＂清华领衔研发，全球最大开放生物医学知识图谱上线Yann LeCun 开怼谷歌研究：目标传播早就有了，你们创新在哪里？世界首个两栖人工视觉系统问世，模仿螃蟹的眼睛，水下陆地都能用紫金山天文台新发现两颗近地小行星中国科大实现独立量子存储器间的远距离纠缠研究发现：石墨烯可用于高效回收电子垃圾中的金资源
　　以下为详细版图文，可选择性阅读
　　天问一号火星能量粒子分析仪首个科学成果发布
　　近日，中国科学院近代物理研究所与国内外多家单位合作，利用天问一号火星能量粒子分析仪获得了首个科学成果，研究讨论了基于该载荷在地火转移轨道中观测到的一个太阳高能粒子事件。
　　2020 年 11 月 29 日，火星能量粒子分析仪在地火转移轨道距太阳 1.39 天文单位（au）处，观测到第 25 个太阳活动周期的首个大型径向分布的太阳高能粒子事件。
　　随后，科研人员构建了仿真软件，使用模拟数据对回传的抽样原始数据刻度计算结果进行比较验证，得到了火星能量粒子分析仪对不同种类入射粒子的几何因子；并梳理了抽样原始数据与观测在轨能谱的关系，建立了一套完整的数据分析处理方法，确保了科学探测数据质量的可靠性。
　　研究还发现两个位置处观测到的质子能谱形状非常相似，均表现为双幂律谱，且它们的质子强度时间曲线在太阳高能粒子事件衰减阶段也有着相似的演化趋势，呈现出典型的蓄水池现象。研究认为，双幂律能谱很可能是在激波加速源区产生，而传播过程中的垂直扩散效应是解释该事件中蓄水池现象的关键因素。此外，研究还讨论了太阳高能粒子事件峰值强度的径向相关性和磁力线长度相关性等。
　　在此次太阳高能粒子事件中，火星能量粒子分析仪与近地航天器观测数据具有非常好的一致性，这表明火星能量粒子分析仪仪器功能与性能均符合设计预期，仪器测得的数据质量可靠，为后续环火星探测数据的研究奠定了良好的基础，有望帮助科学家更好地了解火星辐射环境以及规划深空探测任务。
　　来源：中国科学院
　　论文链接：
　　https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/ac80f5
　　体温发电新研究！科学家研发新型热传导发电机，高效耐用可拉伸
　　近日，来自华盛顿大学的研究团队研发了一种由无机半导体和印刷多功能软质材料制成的高效可拉伸热传导发电机，在自供电可穿戴电子设备、热触觉传感器、软机器人和人机交互等方面具有巨大应用潜力。
　　图 由多功能弹性体复合材料 3D 打印而成的可穿戴热传导发电机
　　据介绍，这种柔性的、可穿戴的热传导发电机，不仅可以将体热转化为电能，而且还具备柔软、可拉伸、结实、高效的特性。在以往的研究中，这些特性很难完全组合到一起。
　　此外，即使经过 30% 应变的拉伸循环 15000 余次后，原型热传导发电机仍然可以保持完整的功能，该热传导发电机的功率密度比以往的可拉伸热传导发电机增加了 6.5 倍。
　　这项研究的一个独特之处在于，从材料合成到器件制造和表征，覆盖了整个生产流程。这让研究团队可以自由地设计新材料，发挥创意，设计生产过程中的每一步。
　　论文链接：
　　https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.202201413
　　《天才基本法》大结局，＂数学天才＂老林却把一个定理讲错了
　　有细心网友发现，在《天才基本法》的第 23 集剧情中，＂数学天才＂老林在试听课上讲述一个关于费马大定理的故事时，并不是很严谨，将正整数解说成了整数解、n 次方说成了 n。
　　那么，什么是费马大定理呢？
　　学过平面几何的人都知道，直角三角形两直角边（a, b）的平方之和等于斜边（c）的平方。可以证明，这样的 a, b, c 的整数组合有无限多个。那么，如果把上述公式中的指数换成其他的整数呢？
　　在 1637 年前后，法国学者费马在阅读丢番图《算术》拉丁文译本时，曾断言当整数 n > 2时，关于 x, y, z 的方程 xⁿ + yⁿ = zⁿ 没有正整数解，这就是费马大定理。
　　尽管在接下来的 350 年中，许多优秀的数学家对此进行了研究，但都没能证明这个猜想，也没能举出反例证伪。
　　直到 1994 年，英国数学家 Andrew Wiles 在前人研究的基础上，花费了 7 年时间才最终证明了该猜想，并因此获得了 2016 年阿贝尔奖。
　　来源：科技日报
　　天气这么热，出的汗可不能浪费！专家：去发电吧
　　汗液具有降温散热、保护皮肤、排泄体内废物等作用，而过于发达的汗腺也常常会给人们带来苦恼：粘腻的汗水打湿衣物，不仅会让人感到难受，还可能散发出＂不友好＂的味道。
　　但是，其实咸咸的汗水还有其他妙用，那就是发电。
　　近日，来自马萨诸塞大学阿默斯特分校（UMass Amherst）的研究团队表示，他们设计的新型可发电生物膜有望彻底改变可穿戴电子设备行业，为个人医疗传感器、个人电子设备等提供长期、持续的电力。
　　图 新型生物膜的实际照片（左）和示意图（右）
　　据论文描述，这种大约只有一张纸厚度的生物膜是由一种改造过的硫还原地杆菌（G. sulfurreducens）自然产生的。相比于以往的研究，这种新型生物膜不仅可以提供和同等大小电池一样多甚至更多的能量，而且可以持续工作，且不需要＂投喂＂。
　　这种透明的、小巧的、薄薄的、柔韧的生物膜可以像创可贴一样直接贴在皮肤上，连续不断地产生稳定的电力。
　　论文链接：
　　https://www.nature.com/articles/s41467-022-32105-6
　　贻害无穷！学术造假论文撤稿 10 年后，仍在被大量引用
　　一篇学术造假论文，撤稿是其＂命运＂的终结吗？至少现实不是这样，它还可能反复被后续发表的论文所引用，继续误导研究。
　　美国著名麻醉学家 Scott Reuben 学术欺诈案曾轰动一时。他至少有 20 余篇论文中的数据是被部分甚至完全篡改，最终，他的 25 篇论文被撤稿。然而，一项今年发表的研究发现，论文被撤 10 年后，鲁本的论文还被引用了 420 次，其中 360 次引用来自于已被撤稿的论文。
　　那么，引用撤稿论文的作者们是否知情？一篇近日发表在《麻醉学》杂志的论文调查给出了答案。调查显示，超 400 位引用了问题论文的通讯作者中，近 9 成根本不知道这些论文已经被撤稿。
　　对此，业内人士呼吁：科学界只有真正采取措施，防止这些被撤论文继续被引用，＂才能阻止人们对整个科学界丧失信心＂。
　　内容来源：科学网
　　论文链接：
　　https://doi.org/10.1097/ALN.0000000000004302
　　无需精子、卵子和子宫，科学家成功实现体外培育胚胎
　　胚胎干细胞一直被认为具有发育成器官或胚胎的潜力，但这个过程科学家们从来没在体外实现过。甚至仅仅是在体外将胚胎干细胞合成一个胚胎模型这个过程，也难以实现。主要存在两个难点：
　　一方面，部分胚胎干细胞（具有多能性）并非受精卵（具有全能性），要想用它合成有不同细胞的胚胎模型，还需要进一步激发它分化的能力；另一方面，体外培养环境复杂，人造子宫无法完全模拟出适合细胞生长的环境。
　　近日，干细胞科学家 Jacob Hanna 等人在一篇发表在权威科学期刊  Cell  上的论文中表示，他们没有用到精子、卵子和子宫，仅用干细胞就培育出了合成小鼠的胚胎模型。从实验结果来看，合成的胚胎不仅有一颗跳动的心脏，而且还自带神经褶（neural folds）、前肠管（foregut tube）、血岛（blood islands）等结构。
　　这项研究的关键突破之一，是成功地让胚胎干细胞独立产生了完整的原肠胚结构，包括胚胎和胚外组织（胎盘等），甚至从原肠胚进展到形成器官的早期阶段（E8.5）。
　　但是，这一研究也存在一定的局限性。例如，本次研究仅进行到人工合成胚胎发育的第 8 天，而这只是胚胎发育的早期阶段（小鼠的完整妊娠周期是 20 天）。
　　同时，这个方法的成功率只有 0.5%——每 10000 个细胞团中大约仅有 50 个能够成功组装成胚胎，其余的都无法正常发育。而且，实验也没有把培养后的胚胎转移回小鼠子宫中，尝试发展生命出来。
　　内容来源：量子位
　　论文链接：
　　https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(22)00981-3
　　Science：美国 FDA 遭前员工联名指责，＂现行做法已成为全球卫生的障碍＂
　　在新冠大流行期间，美国食品药物监督管理局（FDA）通过对新冠肺炎相关的试验、药物和疫苗的审查获得了大量数据。
　　然而，在一篇发表在权威期刊《科学》（Science）Policy Forum 栏目 的文章（ 点击查看详情） 中，4 名来自 FDA 的前员工却联名指出：FDA 长期以来的保密做法阻碍了其与世界各地（特别是中低收入国家）的监管机构共享关键数据。值得一提的是，这四位业内专家都曾在 FDA 任职，最长时间长达 24 年之久。他们分别是：
　　比尔及梅琳达·盖茨基金会监管事务副主任 Murray Lumpkin、核威胁倡议（NTI）bio Advisory Group 主席 Margaret A. Hamburg、律师事务所 Zuckerman Spaeder 合伙人 William B. Schultz 和约翰霍普金斯大学布隆伯格公共卫生学院公共卫生实践和社区参与副院长 Joshua M. Sharfstein。
　　根据 Lumpkin 等人的说法，当前尚未结束的新冠大流行已经证明，FDA 已经延续了几十年的共享做法使它变得孤立，也削弱了其他国家利用其信息、在关键公共卫生问题上作出可靠且迅速的监管决策的能力。
　　同时，Lumpkin 等人认为，有必要建立一个 FDA 与世界其他监管机构分享更多数据的透明度政策。新政策将促进美国在科学和监管方面的领导地位，并推动全球卫生。
　　论文链接：
　　https://www.science.org/doi/10.1126/science.abq4981
　　清华领衔研发，全球最大开放生物医学知识图谱上线
　　清华联合研发的生物医学信息学本体系统BIOS成为全球最大开放生物医学知识图谱。
　　由清华大学统计学研究中心俞声副教授课题组和粤港澳大湾区数字经济研究院（IDEA）AI 平台技术研究中心联合开发的大型开放生物医学知识图谱——＂生物医学信息学本体系统＂ BIOS（Biomedical Informatics Ontology System）迎来重大更新，跃升成为世界最大的开放生物医学知识图谱。
　　一直以来，由美国开发的＂一体化医学语言系统＂UMLS（Unified Medical Language System）是生物医学知识图谱的标杆。中文领域由于缺乏可开放获取的大型生物医学知识图谱，导致国内的医学大数据分析缺乏平台基础，科研与技术发展受到严重制约。同时，基于多数据库整合和专家整理的 UMLS 也日渐老化，其数据质量与发展速度已无法满足大数据与人工智能时代的需要。
　　BIOS 是首个完全由机器学习算法生成的大型开放式生物医学知识图谱，其术语发现、语义分析、概念生成、关系发现、跨语言对齐完全由模型自动实现。在本次更新中，研发团队根据真实数据效果，不断强化算法技术，使新版 BIOS 一举达到了 2848 万概念、5456 万术语（3348 万英文、2108 万中文）的巨大体量，术语质量也得到进一步提升。
　　BIOS 在短短一年半的时间里，使体量达到了 UMLS 的数倍，不仅扭转了中文领域缺乏大型开放生物医学知识图谱的困难局面，更充分证明了人工智能的巨大潜力。
　　内容来源：清华大学
　　Yann LeCun 开怼谷歌研究：目标传播早就有了，你们创新在哪里？
　　上月底，Google AI 在其新研究 LocoProp: Enhancing BackProp via Local Loss Optimization 中提出了一种用于多层神经网络的通用层级损失构造框架 LocoProp，该框架在仅使用一阶优化器的同时实现了接近二阶方法的性能。而且，他们的局部损失构造方法是首次将平方损失用作局部损失。
　　然而，图灵奖得主 Yann LeCun 等人却提出质疑，目标传播（target prop）的版本有很多，有些可以追溯至 1986 年，而谷歌的这个 LocoProp 与它们有什么区别呢？
　　对于 LeCun 的这种疑问，即将成为 UIUC 助理教授的 Haohan Wang 表示赞同。他表示，有时真的惊讶为什么有些作者认为这么简单的想法是历史首创。或许他们做出了一些与众不同的事情，但宣传团队却迫不及待地出来声称一切……
　　不过，也有人对 LeCun 不感冒，认为他是出于竞争的考虑提出疑问，甚至引战。LeCun 对此进行了回复，声称自已的疑问无关竞争，并举例自己实验室的前成员 Marc＂Aurelio Ranzato、Karol Gregor、koray kavukcuoglu 等都曾使用过一些版本的目标传播，如今他们都在 DeepMind 工作。
　　对于 LeCun 的说法，你怎么看？
　　内容来源：机器之心
　　世界首个两栖人工视觉系统问世，模仿螃蟹的眼睛，水下陆地都能用
　　人工视觉系统，一直是自动驾驶领域的核心技术之一。目前，所有的人工视觉系统都是单独基于陆地或者单独基于水下开发的，视野一般也只有 180 度。
　　对于需要同时在陆地和水下作业的机器人来说，一双可以切换陆地和水下模式的两栖计算机视觉系统，就显得非常重要了。
　　近日，MIT 人工智能实验室（CSAIL）、光州科学技术研究所（GIST）和韩国首尔国立大学（Seoul National University）开发了一种新型的人工视觉系统，灵感来自招潮蟹，可以在水陆两栖通用的同时，还能拥有 360 度的环形视野，非常炫酷。
　　招潮蟹的角膜是扁平的，折射率可以变化，可以抵消由于外部环境变化而产生的散焦效应——这对其他复眼动物来说是一个极大的限制。
　　模仿招潮蟹的眼睛，研究人员将微透镜阵列与渐变折射率和柔性梳状硅光电二极管阵列结合在一个球形结构上。据介绍，这一系统可以用于非常规应用的开发，比如全景运动检测和在不断变化的环境中进行避障，以及增强现实和虚拟现实。
　　内容来源：大数据文摘
　　论文链接：
　　https://www.nature.com/articles/s41928-022-00789-9
　　紫金山天文台新发现两颗近地小行星
　　上月底，国际小行星中心发布公告确认中国科学院紫金山天文台于 7 月 23 日、24 日新发现两颗近地小行星——2022 OS1 和 2022 ON1。这两颗小行星均是紫金山天文台盱眙近地天体观测站近地天体望远镜观测到的。至此，该望远镜共发现 32 颗近地小行星。
　　小行星 2022 OS1 当时视亮度约 20.9 等，视运动速度为 0.895 度/天，预估直径达到 230m。小行星 2022 ON1 当时视亮度约 20.5 等，视运动速度为 0.681 度/天，预估直径约为 45m。两颗近地小行星的视运动速度均远高于普通主带小行星的视运动速度。通过共享数据驱动国内外观测设备的后续观测，已确定 2022 OS1 和 2022 ON1 的轨道参数，确认是两颗 Amor 型近地小行星。
　　紫金山天文台近地天体望远镜是目前我国近地天体监测唯一专用设备，也是我国加入国际小行星预警网（IAWN）开展数据共享的唯一主干设备。在近地小行星的监测预警方法研究和业务化运行能力方面，紫金山天文台已有良好储备，并为运行下一代近地天体监测预警网来系统性地提高我国近地小行星监测预警能力奠定了坚实基础。
　　内容来源：紫金山天文台
　　中国科大实现独立量子存储器间的远距离纠缠
　　量子网络的基本单元是远距离双节点纠缠。通过采用量子存储技术对光子进行存储，将使不同节点间的高效纠缠连接成为可能。构建存储器间纠缠并拓展节点间距一直是量子网络方向的研究热点。已实现的双节点纠缠实验中，最远直线距离仅为 1.3 公里。
　　近日，中国科学技术大学潘建伟及其同事包小辉、张强等，将长寿命冷原子量子存储技术与量子频率转换技术相结合，采用现场光纤在相距直线距离 12.5 公里的独立量子存储节点间建立纠缠。
　　在该研究中，节点 A 位于合肥市创新产业园，节点 B 位于中国科大东区，二者之间由 20.5 公里的光纤进行连接。团队在节点 A 产生了具有长寿命的光与原子纠缠，并将产生的单光子经过频率转换后发送到节点 B，节点 B 将收到的光子再次频率转换后采用另一台量子存储器进行存储。
　　研究团队采用激光冷却的铷原子进行量子存储，其光子波长为 795 纳米，并不适合在长光纤内传输。采用由济南量子研究院研制的周期极化铌酸锂波导，团队将光子波长转移至 1342 纳米，极大地降低了光子在长光纤内的衰减。该工作的另一难点在于长寿命量子存储，存储寿命需超过光子传输时间。为此，团队设计了一个新型的光与原子纠缠产生方案，在获得长存储寿命的同时，产生的光子比特编码在时间自由度上，非常适合频率变换以及远距离传输。
　　以此为基础，研究团队成功实现了独立存储器间的远距离纠缠。该工作为后续构建多节点量子网络原型系统、进行量子物理检验、探索器件无关量子密钥分发等应用奠定了基础。相关研究工作得到科学技术部部、安徽省、国家自然科学基金委、合肥国家实验室等的支持。
　　来源：中国科学技术大学
　　论文链接：
　　https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.129.050503
　　研究发现：石墨烯可用于高效回收电子垃圾中的金资源
　　金作为电的良导体在电子产品和消费品等领域广为应用。随着电子产品更新换代速度的加快，电子垃圾已成为全球可持续发展的重大挑战之一，因此从电子垃圾中回收金资源对实现循环经济发展具有重要意义。
　　近日，清华大学深圳国际研究生院助理教授苏阳，中科院深圳理工大学（筹）和深圳先进技术研究院教授成会明院士，以及诺贝尔物理学奖得主、曼彻斯特大学及清华大学深圳国际研究生院盖姆石墨烯中心教授安德烈·盖姆（AndreGeim）等人发现一种基于还原氧化石墨烯制备的石墨烯材料对电子垃圾中痕量的金资源具有超强的提取能力，无需外加能量和其他材料与化学品，这种石墨烯材料就可对金离子进行快速吸附并同时还原得到纯金颗粒。
　　该研究发现，这类石墨烯材料的微观结构决定了其对金的吸附性能，其石墨烯区域和含氧官能团区域（氧化区）共同发挥作用是实现其优异的金吸附提取性能的关键。其中石墨烯区域可以自发地将金离子还原为金属态金，与此同时氧化区提供了良好的分散性，保证了石墨烯的大比表面积及对金离子的高效吸附。而且石墨烯材料可以对金离子实现精准的选择性吸附。通过调控其含氧官能团的质子化过程，石墨烯在几乎不吸附共存的其他金属元素的前提下，可以从电子垃圾中精准地提取金。
　　此外，该团队还发展了一种基于石墨烯薄膜的连续金吸附方法，适用于规模化生产，可高效、连续地从电子垃圾中回收金资源。值得注意的是，由于采用商用氧化石墨烯为原材料，其成本远低于金价，因此该石墨烯材料具有大规模应用的经济可行性，为解决金资源可持续性发展和电子垃圾回收的双重挑战提供了一个新的解决方案。
　　内容来源：清华大学
　　论文链接：
　　https://www.nature.com/articles/s41467-022-32204-4