4月3日(星期四)消息,国外知名科学网站的主要内容如下:
《自然》网站(www.nature.com)
“网瘾一代”的困境:我们该不该夺走孩子的手机?
近年来,青少年心理健康问题日益严重,许多人将矛头指向智能手机和社交媒体的普及。有观点认为,过度使用这些技术挤占了现实社交、运动和睡眠时间,导致抑郁、焦虑等心理问题激增。然而,科学界对此仍存在激烈争议。
支持这一观点的研究指出,青少年心理疾病发病率上升与智能手机的普及时间吻合。一些数据显示,青春期女孩社交媒体使用时长与抑郁症状评分呈正相关。但也有科学家反驳,认为现有研究未能证明因果关系,可能只是相关现象。例如,抑郁的青少年可能更倾向于使用社交媒体寻求安慰,而非社交媒体直接导致抑郁。
专家指出,技术的影响因人而异,关键在于使用方式。如果屏幕时间挤占了睡眠、运动或现实社交,则可能有害;但如果用于学习、支持性社交或创意表达,则可能有益。因此,一刀切的限制(如完全禁止)未必是最佳解决方案。更合理的做法是家庭制定个性化规则,例如设定使用时间、避免睡前使用,并关注孩子的整体行为变化。
此外,其他社会因素(如经济压力、校园暴力、家庭关系等)也可能对青少年心理健康产生更大影响,不应将所有问题归咎于技术。未来,科学家建议加强研究,例如通过对比禁用手机的学校来评估实际影响,同时关注新兴技术(如人工智能)对青少年的潜在作用。
总的来说,智能手机和社交媒体并非绝对有害,关键在于合理使用。家长、教育者和政策制定者应基于科学证据,采取平衡措施,而非简单禁止。
《科学通讯》网站(www.sciencenews.org)
太空味噌实验:宇宙环境对食物有独特影响
美国麻省理工学院太空探索项目的研究人员最近在《iScience》期刊上报告称,当日本调味料味噌在国际空间站(ISS)发酵后,其味道竟比地球上的更香浓。这一发现不仅证明太空环境下食物发酵可行,还首次揭示了宇宙环境对食物特性的独特影响。
宇航员的太空餐通常以冻干食品为主,几乎不含活性微生物。而发酵技术不仅能保存食物,还能通过微生物活动增强风味。在这项实验中,研究人员选择了结构稳定、风味浓郁的味噌作为研究对象,首次尝试在太空进行有意的食物发酵。
实验团队将大豆、盐和米曲混合制成味噌原料,其中一部分被送往国际空间站,另外两部分分别在地球上的两个实验室进行同步发酵。30天后,研究人员对三组样本的风味、微生物组成和化学成分进行了分析。
品尝测试显示,太空发酵的味噌具有更突出的坚果和烘烤风味,这可能与太空舱内较高的温度(约36℃)有关,而地球上的对照组温度较低(20-23℃)。高温可能加速了发酵过程,使味噌产生更多的风味化合物,如吡嗪类物质。此外,太空味噌的颜色也更深,进一步印证了环境对发酵的影响。
微生物分析发现,尽管三组味噌的菌群组成大致相似,但太空样本中检测到一种独特细菌,且米曲霉菌因太空辐射出现了更多基因突变。不过,研究人员尚无法单独评估辐射、温度和微重力等变量的具体作用,这些因素共同构成了独特的“太空风土条件”,最终塑造了味噌的特别风味。
《每日科学》网站(www.sciencedaily.com)
1、能源革命新方向:研究人员探索利用土壤储热
随着供暖季结束,热能储存成为科学家关注的重点。立陶宛考纳斯理工大学(KTU)的一项研究表明,土壤可作为高效的热能储存系统,将多余能量储存起来,供需求高峰时使用。
这项研究的核心是一种基于地面的热蓄能器,可将多余能量储存于地下,并在需求高峰时释放。研究初期,团队尝试用风能产热而非发电,采用液压系统替代传统发电机,意外发现液压损耗能产生可用热能。但部分热能在输送过程中流失,如何减少热损并实现长期储存成为关键问题。
为验证设想,研究人员在表层土壤中放置人工热源,观察热量扩散和存续时间。实验发现,当土壤加热至水分蒸发时,相变过程能显著提升储热能力。蒸汽在土壤中移动可广泛分布热量,且温度变化可控。这种系统可用于平衡区域供热网络,或在电网过载时缓解压力,甚至为建筑、街道等安装独立热蓄能器。
研究还表明,地下储热效率远超预期,类似原理也适用于制冷。团队通过实验室测试和全年监测,发现建筑下方土壤能被动储热,减少热损并提升能效。数值模拟显示,隔离土壤层可降低供暖能耗,若热源来自化石燃料或生物质,还能减少碳排放。
目前,研究人员正开发小型原型并优化热量分配方法,计划整合钻孔、桩基等地下热交换技术,推动该方案在工业和住宅领域的应用。这一技术有望为能源储存和减排提供新思路。
2、告别红外追踪!这项黑科技用屏幕光就能读懂你的目光
视线追踪在最新的虚拟现实(VR)和增强现实(AR)头显中扮演着关键角色,同时也是娱乐产业、科学研究、医学与行为科学、汽车驾驶辅助以及工业工程领域的重要技术。然而,高精度追踪人眼运动一直是一项艰巨的挑战。
美国亚利桑那大学的研究人员近日展示了一种创新方法,有望彻底改变视线追踪的应用前景。他们的研究发表于《自然·通讯》(Nature Communications),提出将一种名为“偏折测量术(Deflectometry)”的强大3D成像技术与先进计算相结合,可显著提升现有视线追踪技术的水平。
传统视线追踪技术通常仅能捕捉眼球表面十几个特征点,而这项新技术采用“偏折测量术”成像方法,仅需单次拍摄即可获取超过4万个表面数据点,数据采集量提升3000倍以上。该技术巧妙利用显示屏上的结构光图案,通过分析光线在眼球表面的反射形变,构建出包含角膜和巩膜的完整3D模型。
实验数据显示,该技术在真人测试中达到了0.46-0.97度的追踪精度,人工眼球测试精度更是高达0.1度。相比依赖红外点光源的传统方案,新方法不仅大幅提升了数据采集密度,还显著降低了系统复杂度。研究人员表示,未来可通过改用红外光源,完全消除对用户视觉的干扰。
这项技术的另一大优势在于能够同步生成眼球的高精度三维模型,这为实时眼部健康监测提供了可能。目前该技术已进入专利申请阶段,研究团队正着手将人工智能算法融入系统,以进一步提升性能。
《赛特科技日报》网站(https://scitechdaily.com)
1、从狩猎到种田:一场由人类社交引发的史诗级转型
一项发表于《美国国家科学院院刊》的研究颠覆了传统观点,指出人类社会互动(而非环境因素)是推动农业文明崛起的关键。这一发现改写了关于约1.2万年前人类从狩猎采集转向农耕的认知。
传统理论认为气候变化或地理条件主导了农业起源,但由英国剑桥大学、德国马克斯·普朗克进化人类学研究所等机构组成的团队通过数学模型发现,人口竞争与文化融合才是核心动力。研究借鉴捕食者-猎物关系模型,分析早期农民与狩猎采集者的互动,发现农耕社会通过迁徙、竞争和文化传播实现扩张,逐步取代了狩猎采集的生活方式。
研究人员指出,模型拟合碳-14数据后显示,人口增长差异和群体竞争塑造了农业传播路径,而陆路与海路的不同扩散方式也影响了各区域发展节奏。团队计划进一步优化模型,将其发展为研究历史人口互动的通用工具,以探索更多文明转折点。
这项研究不仅为农业起源提供新解,更强调人类在历史变革中的主动性,为理解其他重大社会转型开辟了新思路。
2、终极计时之争:中外科学家竞逐宇宙最精准时钟
中外科学家正探索钍-229核光学钟,这项突破或超越现有原子钟,重塑时间测量标准。通过激光操控核量子态,研究人员将计时精度推向新高度。尽管技术挑战巨大,但近年实验进展让这一愿景逐渐成为现实。
中国科学院精密测量科学与技术创新研究院的童昕(Xin Tong)博士及其团队在中国英文版自然科学综述性学术期刊《国家科学评论》上发表展望文章,深入探讨了基于钍-229的核光学钟的巨大潜力与重大挑战。
相关研究始于约五十年前。科学家首次发现钍-229的低激发核态,为后续研究奠定基础。此后,领域内取得多项重大突破:2024年,研究人员实现了钍-229核跃迁的激光直接激发。美国天体物理联合实验室等研究团队通过掺杂晶体、薄膜等材料开展实验,逐步提升了对核跃迁的理解与测量能力。
尽管成果斐然,挑战依然存在。固态环境中的核跃迁对温度变化极为敏感;钍-229同位素稀缺、特定高功率窄线宽激光器研发困难、相互作用机制尚未完全明晰、闭环操控技术空缺,均是关键障碍。
然而,攻克这些难题意义重大。钍核钟的成功实现将彻底革新计时技术,并为基础物理研究开辟新疆界。它可能推动光学钟系统从依赖电子跃迁转向核跃迁,进而为宇宙基本规律提供更深刻的认知。(刘春)