英皇家学会呼吁调查新一代脑植入设备

<正>科学家认为脑植入设备可以在未来几十年内使人类实现"心灵感应",帮助瘫痪人士重获行走能力。脑植入设备领域内的很多领军科学家表示,社会必须要为一场技术革命做好准备。在这场技术革命里,脑植入设备可以帮助人们通过"心灵感应"进行交流,通过脑电波"下载"新技能,甚至在脑电波形式的"神经明信片"中描绘自己假期里的奇遇。     

AI侦探:探索“黑匣子”秘密

<正>随着神经网络在科学领域内的强力推进,研究人员开始回过头来探索其"黑匣子"内的秘密。詹森·尤辛斯基(Jason Yosinski)坐在美国加州旧金山优步(Uber)总部的一个小型玻璃办公室里,思索着一个问题:人工智能的大脑。作为优步公司的一名研究科学家,尤辛斯基正在为在他笔记本电脑上运行的人工智能做"脑外科手术"。许多人工智能     

DARPA布局脑机接口技术

<正>通过电学、光学、声学、磁学和遗传学开发的脑机接口技术,尽管听起来有些疯狂,似乎并非不能实现。在埃隆·马斯克(Elon Musk)和美国国防高级研究计划局(DARPA)都在进入"半电子人"开发快车道时,我们知道,人脑与机器的结合——脑机接口(BMIs)即将实现看似不可能的事情。科幻小说里经常可以看到的脑机接口技术,在现实生活中当     

数据库:波士顿大数据计划——波士顿能够成为世界大数据之都吗?

●大数据是当前最火热的话题之一,该领域正在飞速发展中,未来5年内有可能形成价值500亿美元的产业. "我们将在这个领域占据主导地位."2011年11月,派崔克(Patrick)州长在肯德尔广场对一屋子黑客这么说.他所说的"这个领域",就是"大数据",即对线上增殖的所有原始数据的大规模分析.大数据是当前最火热的话题之一,该领域正在飞速发展中,未来5年内有可能形成价值500亿美元的产业.     

为什么不将空气中那么多的二氧化碳转化为燃料?

<正>未来或许我们可以把大气中大量的二氧化碳转化为燃料,从而摆脱当下对化石燃料的依赖。一些科学家已经在为此努力。斯图尔特·利希特(Stuart Licht)发明了一台终极回收机,在位于华盛顿的乔治华盛顿大学的实验室里,他和同事们创建了太阳能反应堆,利用太阳能将大气中的二氧化碳——化石燃料燃烧的副产品转化为燃料。这中间包含了几个步骤。水也参与     

能开启机会大门的提问

正"我感到非常振奋……因为一个人可以把毕生精力用于提出问题。"几年前,我曾问过我的博导,为什么他会决定把他实验室里的工作职位给我。他的回答很简单。他告诉我:"因为你非常注意挖掘好的问题。"我觉得他的回答很有趣,因为我早期所接受的科学训练根本就不培养这一技能。我在萨尔瓦多大学读本科时,生物领域给我们呈现的就是一系列的已知事件,不训练学生对这些事件提出质疑。在萨尔瓦多几乎没有做研究的传统,我的教授们     

欧美人脑研究计划的互补性

<正>动物模型系统和数字化系统的研究,勾勒出大脑研究领域国际化和跨学科的研究图景。在探索认知人类大脑的研究中,欧美的两大研究计划使我们看到了突破所在:美国的重点在于研究新的实验工具,而欧洲则专注于模型建立和计算模拟。工具的革命美国卡夫里基金会科学项目执行副主席米·丘恩(Miyoung Chun)说:"我们对于大脑如何工作的机     

生物技术:与黄金大米的较量

<正>黄金大米可以帮助我们终结营养危机,但前提是研究者能够克服一些艰巨的技术和政治障碍。年复一年,每次阿德里安·杜波克(Adrian Dubock)谈到黄金大米的发展,从他的声音里就能听出些沮丧。他说:"这是场艰苦的历程,但我相信我们会胜利的。"黄金大米的研制是为了应对全球最贫困地区出现的营养危机。根据世界卫生组织的统计,每年有250 000到500 000名儿童因为维生素A缺乏症     

人工智能的过去与未来

<正>有办法摆脱人工智能的兴衰周期吗?1956年夏天,一群数学家和计算机科学家占用了达特茅斯学院数学系所在大楼的顶层。在大约八周的时间里,他们想象着是否存在对一个全新领域进行研究的可能性。当时作为达特茅斯学院的一名年轻教授,约翰·麦卡锡(John McCarthy)在为研讨会写提案时创造了"人工智能"(AI)一词。他说,研讨会将要探索这样的假设:"从原则上来讲,     

让亿万微生物效力,还清新于世界——访上海交通大学生命科学技术学院唐鸿志教授

正2018年11月7日,上海科学会堂有一场题为"好奇心驱使的科学研究——从神奇的分形现象谈起"的报告会,报告人——麻省理工学院(MIT)张曙光教授从他所在的媒体实验室鼓励创新的文化和机制谈到他自己花了8年时间研究膜蛋白的经历,表达了他对麻省理工媒体实验室尊重科研规律、宽容创新失败氛围的敬意。张教授在报告里不止一次提到当年在他的团队里一起从事相关研究,现在上海交大任职的唐鸿志教授。唐鸿志是我们2013级的启明星,于是那天我们与同在会场的唐鸿志相约     

面向二十一世纪的生物学

·神经科学·解密大脑　　演绎着学习、情感和运动机能控制等奇迹的人脑 ,一直被认为是一个难于测知的“黑箱” ,如今 ,我们获得了开启这一黑箱的钥匙蒙娜·丽莎的微笑“如果你能像我回想‘蒙娜·丽莎’那样把我脑海里正在发生的活动描绘出来 ,我立马走人 ,”纽约哥伦比亚大学的神经生物学家埃里克·坎德尔 (ＥｒｉｃＫａｎｄｅｌ)说 ,“我会认为记忆问题差不多解决了。”坎德尔作为其研究领域的领导者 ,深知他的职位在一段相当长的时间里还是无人能够动摇的。确实 ,我们在记忆的分子基础方面所获得的知识 ,有许多是源自他数十年来对一种具…     

概率,了解不确定性

<正>与其他数学理论相比,概率论显然非常年轻,但它也是应用最广的数学分支之一。我们时常请概率帮忙进行选择——是否带伞,或是通过掷硬币决定去电影院还是咖啡馆。概率甚至还可以帮我们赢回一辆豪华轿车。当然,这仅限于在美国电视节目《Let's make a deal》中。"概率"这两个字,除了出现在高中数学课本中外,最常出现的地方也许就是天气预报中的"降水概率"了,也就是未来几天下雨的可能性有多大。在数学领域中,概率论是专门研究"可能性"的一个分支。它涉及的问题非常广泛,涵盖的内容远远超过了课本里那些刻板的习题。一切随机或者不确定的事件,都是概率论研究的范畴。上至气象下至金融,甚至连"磁铁的磁性是怎么来的"这种物理问题,都可以用概率的方法进行研究。     

科学家谈人工智能

<正>对未来机器人可能存在的风险和担忧,四位机器人学领域的专家谈及了他们的观点和解决之道。他们分别是伯克利加州大学计算机科学教授斯图尔特·拉塞尔(Stuart Russell),英国布里斯托尔大学机器人学讲师萨宾·赫尔特(Sabine Hauert),斯坦福大学生物医学和计算机科学教授拉斯·奥尔特曼(Russ Altman)和卡内基一梅隆大学计算机科学教授曼努拉·维罗索(Manuela Veloso)。对人工智能武器要表明立场人工智能(AI)和机器人领域面临一个重要的伦理抉择:对于致命性自主式武器系统(LAWS),我们应该持支持还是反对态度?要不了几十年,或在未来几年里,人工智能和     

心理学的昨天、今天与明天

心理学有一个长期的过去、一个短期的历史和一个不确定的未来。由于对牛顿的综合理论的幻想,也许它在现时代已经衰退。今天它作为一个流行的和实用的研究领域而繁荣起来。明天我们可以预期它会解体,听任每一个部分按照自身的方法自由发展。历史将是最后的裁判。——T.H.黎黑以上这段文字是美国著名的心理学史家、弗吉尼亚州立大学的教授黎黑(ThomasH.Leahey)在他的1980年出版的《心理学史     

科学在守护人类方面的最佳运用

<正>50年来,天体物理学家马丁·里斯在宇宙学领域做出了重大贡献。现在,他在畅谈未来50年及以后科技发展的前景和潜在的危险。在英国,剑桥大学76岁的天体物理学家马丁·里斯(Martin Rees)、勒德罗勋爵是一位受人尊敬的人物,不仅因为他在科学领域的贡献,还因为他以难得的轻松和自信在科学、政治和文学之间的跨学科领域自由驰骋。     

区块链:是炒作还是革命?

正在未来数年内,我们也许无法弄清区块链到底是炒作还是革命,或是兼而有之,但我们可以探讨区块链的潜在用途、需要研究的问题、可能阻碍区块链发展的制度障碍及其对机构和未来研究的影响。经济要求交易须建立在互相信任的基础之上。买方必须确信卖方拥有其声称要出售的资产的所有权,而且其所有权得到广泛认可,以便从中获得回报。同时,卖方必须能够确认他将通过转让资产所有权而获得商定的补偿。这类"可信交易"的成本越低,核实的速度越快,可以进行的交易的种类     

保罗·格林加德(1925—2019)

<正>有关脑细胞是如何相互沟通的,诺贝尔奖获得者、神经生物学家保罗·格林加德彻底改变了我们的认识,他为神经疾病领域的医疗发展做出了重大贡献。2019年4月13日,著名神经科学家保罗·格林加德(Paul Greengard)逝世。20世纪50年代,格林加德开始他的职业生涯。当时,科学家们认为神经传递纯粹是靠电进行的,神经细胞只通过神经递质进行沟通,而神经递质可以触发相邻细胞的电脉冲。因此,研究大脑的生物学家主要关注特定神经细胞(或称神经元)的电学特性。然而,格林加德却不同,他决定研究神经元传导背后的生物化学特性。在15年当中,格林加德证明了这种信号传导的替代方法(现在被称为慢突触传递)实际上是神经元相互沟通的主要手段,     

脑植入设备等于思想的未来吗？

<正>脑机接口技术(BCI)飞速发展,硅谷的公司正在进军这个领域。会不会在不久以后,我们所有人都用头脑来打字?将近两年前,丹尼斯·迪格雷(Dennis Degray)发送了一条不同寻常的短信给他的朋友:"你现在手里拿着的,是史上第一条从一个人大脑的神经元发送到另一个人的移动设备的短信。"他回忆短信的文字,"你刚刚创造了历史。"     

疫苗研发:探索新模式

<正>埃默里大学的巴里·普乐德兰(Bali Pulendran)和德米特里·卡兹敏(Dmitri Kazmin)利用系统生物学来寻找抗体反应的"分子标签"借助于大数据,可以完善疫苗的设计方法。免疫接种常被看作是药物研发领域最伟大的成就之一。然而,它起作用的原理却一直未被完全阐明。例如,人类发明的效果最好的疫苗之一——用来预防黄热病的YF-17D,一次接种就可以提供长达数十年的保护,迄今其作用机理仍真相不明。巴里·普乐德兰(Bali Pulendran)是埃默里大学的一名免疫学家,对此他评论说:"我们知道它有效,但我们不知道它为何有效。"     

光纤激光武器或粉墨登场

<正>一直以来,激光武器让研发者们痴迷,这在很大程度上归因于其相对便宜和便携。与其他激光器相比,研究人员的注意力开始转向更经济的光学纤维激光器上(能从便宜的激光二极管中收集光能并将其放大,可以增加30%的电光转换效率)。如美国波音公司电子物理学工程师斯蒂芬妮·布朗特研发的非相干合成光束技术,即结合数台光纤激光器的输出功率对目标进行打击(一台激光器的输出功率为10千瓦特)。尽管目前仍在试验阶段,但布朗相信,在未来5-10年,光纤激光武器将在美国军队防御领域占据一席之地。"它们可能不会像星球大战中的那样宏大,但它们能拯救生命、保卫安全。"