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科学奠基人

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中国十大科学之星

机械自动化类 jingjing 2016-12-21 10:55 发表了文章 来自相关话题

《自然》在今年6月评选了当今中国最具影响力的十位人物。从古老的DNA到中微子和神经科学,中国的顶尖研究者们正在发挥巨大的影响——并提升着他们的祖国在全球科学界的地位。




吴季:冲上云霄

自2003年开始担任中国科学院国家空间科学中心主任以来,吴季一直致力于让中国航天任务的重心从提升国家形象和展示技术优势转向科 查看全部
《自然》在今年6月评选了当今中国最具影响力的十位人物。从古老的DNA到中微子和神经科学,中国的顶尖研究者们正在发挥巨大的影响——并提升着他们的祖国在全球科学界的地位。




吴季:冲上云霄

自2003年开始担任中国科学院国家空间科学中心主任以来,吴季一直致力于让中国航天任务的重心从提升国家形象和展示技术优势转向科
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2016年《自然》年度十大科学人物

机械自动化类 jingjing 2016-12-21 10:13 发表了文章 来自相关话题

2016年版的《自然》年度十大人物今天公布了,这是《自然》选出的在今年对于科学产生了重大影响的十个人。“今年的名单突显了来自全球各地的研究人员,在天文学,生殖生物学和少数族裔在科学领域的权利方面做出了自己的贡献。”Richard Monastersky,《自然》的特写编辑表示,“2016年《自然》十大科学人物是一个多 查看全部
2016年版的《自然》年度十大人物今天公布了,这是《自然》选出的在今年对于科学产生了重大影响的十个人。“今年的名单突显了来自全球各地的研究人员,在天文学,生殖生物学和少数族裔在科学领域的权利方面做出了自己的贡献。”Richard Monastersky,《自然》的特写编辑表示,“2016年《自然》十大科学人物是一个多
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世界上最美丽的10个公式

设计类 凯麦亿精密机械 2016-10-31 16:36 发表了文章 来自相关话题

◆ ◆ ◆
导言


英国科学期刊《物理世界》曾让读者投票评选了“最伟大的公式”,最终榜上有名的十个公式既有无人不知的1+1=2,又有著名的E=mc2;既有简单的圆周公式,又有复杂的欧拉公式……从什么时候起我们开始厌恶数学?这些东西原本如此美丽,如此精妙。这个地球上有多少伟大的智慧曾耗尽一生,才最终写下一个等号。每当 查看全部
◆ ◆ ◆
导言


英国科学期刊《物理世界》曾让读者投票评选了“最伟大的公式”,最终榜上有名的十个公式既有无人不知的1+1=2,又有著名的E=mc2;既有简单的圆周公式,又有复杂的欧拉公式……从什么时候起我们开始厌恶数学?这些东西原本如此美丽,如此精妙。这个地球上有多少伟大的智慧曾耗尽一生,才最终写下一个等号。每当
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在电子行业,这十位科学家就是最好的榜样!

设计类 将计就计 2016-10-12 16:13 发表了文章 来自相关话题

电子工程是集数学,物理,化学,生物, 机械, 材料之大成。但对于这个领域的专家,我们有时候又知之甚少。因为它不像软件那样,来一个新语言就出一个新大拿,很多时候这些专家会埋头苦干数十年,最后就算获得了成果也不会在很多人面前推广,有时候甚至推广了你也看不懂,我们来盘点一下:



威廉·肖克利
晶体管发明者


威廉·肖 查看全部
电子工程是集数学,物理,化学,生物, 机械, 材料之大成。但对于这个领域的专家,我们有时候又知之甚少。因为它不像软件那样,来一个新语言就出一个新大拿,很多时候这些专家会埋头苦干数十年,最后就算获得了成果也不会在很多人面前推广,有时候甚至推广了你也看不懂,我们来盘点一下:



威廉·肖克利
晶体管发明者


威廉·肖
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中国十大科学之星

机械自动化类 jingjing 2016-12-21 10:55 发表了文章 来自相关话题

《自然》在今年6月评选了当今中国最具影响力的十位人物。从古老的DNA到中微子和神经科学,中国的顶尖研究者们正在发挥巨大的影响——并提升着他们的祖国在全球科学界的地位。







吴季:冲上云霄

自2003年开始担任中国科学院国家空间科学中心主任以来,吴季一直致力于让中国航天任务的重心从提升国家形象和展示技术优势转向科研与探索。







叶玉如:牵线搭桥
从美国到香港到大陆,出生于香港的叶玉如建立起了一座桥梁,将知识与经验在不同的地方与人群之间传播。







崔维成:深海蛟龙

中国正在提升对深海科学研究的支持,而曾搭乘蛟龙号下潜至7000米深度的崔维成也以潜至马里亚纳海沟最深处作为自己的新目标。







颜宁:晶体行家

一名顶尖的结构生物学家,全中国最年轻的女性正教授之一,也是一位呼吁为女性和青年科学家提供更好条件的知名倡议者。







王贻芳:粒子能量

为了将中国推向粒子物理研究的第一线,中国科学院高能物理研究所的所长王贻芳有一个雄心勃勃的计划:建造一座周长50-100千米的环形粒子对撞机,超越欧核中心的大型强子对撞机(LHC)。







高彩霞:作物设计师

CRISPR–Cas9这一技术正在横扫全世界的生物学实验室之时,高彩霞率先使用了这项简洁的革命性基因编辑技术对小麦和水稻的基因进行编辑。







付巧妹:基因组史学家

通过对欧洲古人类的DNA进行分析,付巧妹帮助重新书写了欧洲最早的现代人类的历史。现在她回到中国,希望能对亚洲先民的历史掀起同样的波澜。







秦为稼:极地探索

参与了冰穹A考察,发现了世界上最长峡谷的秦为稼希望,中国能够从冰穹A上取回地球上最古老的冰,以助揭开南极冰盖的历史,并以此为预测未来气候提供参考。







陆朝阳:量子鬼才

作为中国科技大学的一位物理学家,陆朝阳以量子纠缠研究闻名。他的目标是将量子纠缠扩展到可以用于计算的程度。







陈吉宁:污染斗士

中国环境保护部的部长是一项棘手的工作,但在上任的头15个月中,陈吉宁已经通过大力清理腐败现象、确保地方官员和企业遵守环境法规,获得了许多环保人士和科学家同僚的信任。
 
 
来源: Nature自然科研 神经科技
 
 
 
 
 
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2016年《自然》年度十大科学人物
智造家
 
 
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《自然》在今年6月评选了当今中国最具影响力的十位人物。从古老的DNA到中微子和神经科学,中国的顶尖研究者们正在发挥巨大的影响——并提升着他们的祖国在全球科学界的地位。



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吴季:冲上云霄

自2003年开始担任中国科学院国家空间科学中心主任以来,吴季一直致力于让中国航天任务的重心从提升国家形象和展示技术优势转向科研与探索。



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叶玉如:牵线搭桥
从美国到香港到大陆,出生于香港的叶玉如建立起了一座桥梁,将知识与经验在不同的地方与人群之间传播。



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崔维成:深海蛟龙

中国正在提升对深海科学研究的支持,而曾搭乘蛟龙号下潜至7000米深度的崔维成也以潜至马里亚纳海沟最深处作为自己的新目标。



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颜宁:晶体行家

一名顶尖的结构生物学家,全中国最年轻的女性正教授之一,也是一位呼吁为女性和青年科学家提供更好条件的知名倡议者。



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王贻芳:粒子能量

为了将中国推向粒子物理研究的第一线,中国科学院高能物理研究所的所长王贻芳有一个雄心勃勃的计划:建造一座周长50-100千米的环形粒子对撞机,超越欧核中心的大型强子对撞机(LHC)。



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高彩霞:作物设计师

CRISPR–Cas9这一技术正在横扫全世界的生物学实验室之时,高彩霞率先使用了这项简洁的革命性基因编辑技术对小麦和水稻的基因进行编辑。



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付巧妹:基因组史学家

通过对欧洲古人类的DNA进行分析,付巧妹帮助重新书写了欧洲最早的现代人类的历史。现在她回到中国,希望能对亚洲先民的历史掀起同样的波澜。



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秦为稼:极地探索

参与了冰穹A考察,发现了世界上最长峡谷的秦为稼希望,中国能够从冰穹A上取回地球上最古老的冰,以助揭开南极冰盖的历史,并以此为预测未来气候提供参考。



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陆朝阳:量子鬼才

作为中国科技大学的一位物理学家,陆朝阳以量子纠缠研究闻名。他的目标是将量子纠缠扩展到可以用于计算的程度。



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陈吉宁:污染斗士

中国环境保护部的部长是一项棘手的工作,但在上任的头15个月中,陈吉宁已经通过大力清理腐败现象、确保地方官员和企业遵守环境法规,获得了许多环保人士和科学家同僚的信任。
 
 
来源: Nature自然科研 神经科技
 
 
 
 
 
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2016年《自然》年度十大科学人物
智造家
 
 
 
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2016年《自然》年度十大科学人物

机械自动化类 jingjing 2016-12-21 10:13 发表了文章 来自相关话题

2016年版的《自然》年度十大人物今天公布了,这是《自然》选出的在今年对于科学产生了重大影响的十个人。“今年的名单突显了来自全球各地的研究人员,在天文学,生殖生物学和少数族裔在科学领域的权利方面做出了自己的贡献。”Richard Monastersky,《自然》的特写编辑表示,“2016年《自然》十大科学人物是一个多元化的群体,他们都在今年的重大科学实践中发挥了作用,并可能在世界范围内影响变化。”







加布里埃拉·冈萨雷斯
GABRIELA GONZALEZ    引力密探

原文作者:Davide Castelvecchi
一位物理学家帮助首次捕捉到人类搜寻已久的引力波的直接信号。


一年前,Gabriela Gonzalez正在努力保守她人生中最大的秘密。在美国,两个大型探测器检测到了引力波的信号——爱因斯坦预言中的时空涟漪,但此前从未被直接观测到过。冈萨雷斯的工作是在将这些发现公之于众前,协助领导一千多位科学家仔细验证。


这样的新闻很难长期保密,但这个发现实在太重大了,因此,研究团队花费了将近五个月时间来分析位于华盛顿州和路易斯安那州的两座激光干涉引力波天文台(LIGO)探测器得到的数据。作为LIGO科学合作组织的发言人和负责协调分析的关键人员之一,Gonzalez需要协调分散于全球各地的研究团队,包括位于意大利比萨附近的处女座干涉仪研究人员,LIGO与处女座干涉仪共享数据。


在管理这个巨型项目的过程中,Gonzalez发挥了自己的多面能力。大多数物理学家很早就知道自己会成为理论家还是实验家,但Gonzalez开始研究生学业时选择的是理论方向,后来才转到了实验物理学领域,并表现出惊人的天赋。“这种天赋使其可以成为一流的科学家。”LIGO项目的创始人之一、麻省理工学院的物理学家Rainer Weiss说。


Gonzalez说,在自己的职业生涯中,她在LIGO项目上“什么工作都做过一点”。有段时间,她承担了诊断干涉仪性能的重要职责,以确保它们达到无与伦比的敏感度。现在,其敏感度足以探测出 4千米长的干涉臂上1021分之一的长度变化,这相当于DNA的宽度与土星轨道之比。她还协助领导过数据分析团队,并说服引力波研究者和常规天文学研究者开展合作。他们将在即将到来的多信使天文学时代,联手寻找会同时释放引力波和电磁波的现象。


宣布LIGO发现之前的那个月紧张而忙碌,Gonzalez和同事努力确保团队已经获得了板上钉钉的证据。他们知道,历史对报告“发现”引力波的研究者并不仁慈:就在最近一次的2015年初,一支国际团队不得不撤回了南极一架望远镜发现引力波间接信号的声明。


让LIGO团队压力倍增的是,在得到最初发现不到一周时,流言就已流传开来,记者也开始致电询问。Gonzalez说,在漫长的分析过程中,自己从未在不与同事商讨的情况下,擅自做出重要决定,她的领导能力获得到大家的称赞。“加布里埃拉让我们顺利度过了这一阶段,”Weiss说。


Gonzalez就职于路易斯安那州立大学,靠近位于利文斯顿的LIGO干涉仪。2008年,她成为了系里的第一位女性正教授。冈萨雷斯说,她在职业生涯中从未遭遇过直接的性骚扰或歧视,但“我或许不得不比其他人更努力地证明自己(的能力)。”


Gonzalez说,到2017年三月,她目前的LIGO发言人任期将结束,之后不会再竞选,而是计划回归到全职研究岗位。她协助创立的科学领域—引力波天文学才刚刚起步。“对我来说,科研工作一直都是一场趣味横生的旅行,而现在的风景越来越美。”








杰米斯·哈萨比斯
DEMIS HASSABIS   思维缔造者 
 
原文作者:Elizabeth Gibney

人工智能开发者打败围棋高手,下一步,剑指全球问题。


资深棋手Demis Hassabis在今年三月迎来了人生中最艰难的比赛,而他甚至没有亲自上场:在他的团队创造的程序AlphaGo与顶尖棋手李世乭对弈时,Hassabis只能在一旁观看。最终,电脑赢得了比赛,这标志着AI领域的巨大胜利;也为哈萨比斯的系列战绩再添一笔。


位于伦敦的DeepMind公司是AlphaGo的开发者。作为DeepMind的联合创始人, 哈萨比斯感到兴奋而欣慰。“我们下了一着险棋,而且成功了。”
 

但这场胜利不仅仅是一场棋赛的胜利。Hassabis想要向全世界展示机器学习技术的实力,他希望未来能利用这项技术制造类似人类一样的综合AI,使之能够解决复杂的全球性问题。

 
在他早慧的青年时期,Hassabis就已经勾勒出了这一愿景。他是一个象棋神童,十几岁时就设计出了销量百万的新颖电子游戏,20岁出头就开设了属于自己的公司。在拿到认知神经学博士学位后,他于2010年创建了DeepMind公司。四年后,Google据报道以4亿英镑的价格收购了这家公司。


DeepMind的研究者们将来自神经科学的灵感应用于各色各样引人注目的AI项目中,从语音合成到伦敦地铁导航,皆包括在内。Hassabis说,DeepMind每一个算法的复杂性都建立在之前算法的基础上,并融入此前只在不同AI中单独开发出来过的能力。DeepMind的AI已经从学习如何观察和做出相应行动的阶段,进入到利用这些信息进行计划和推理的阶段。在解决现实问题方面,他们的团队利用机器学习将Google数据中心的用电量减少了15%;Hassabis希望这一技术能得到更大规模的应用。


虽然DeepMind的研究者也会发表论文,但他们对进行中的工作是保密的,这一点让一些学者感到苦恼。一些数据隐私倡议者则对Google DeepMind与英国国家医疗服务署的合作感到担忧,但科学家却蜂拥进入DeepMind工作。


在日常生活中,Hassabis非常谦逊,但充满热情。他在伦敦大学学院的博士导师Eleanor Maguire说,他拥有一种用自己的激情感染他人的天赋。“一旦他开始谈论自己感兴趣的事,他的热情就会传染给别人。”在管理公司的同时从事科研意味着只能在凌晨时分做研究工作,但Hassabis表示他并不介意这一点:“我们从事的是非常重要的工作,我觉得为此牺牲是值得的。”








特瑞·修斯
TERRY HUGHES    珊瑚礁哨兵
 
原文作者:Daniel Cressey

珊瑚研究者就大堡礁的大规模白化事件发出警示。


今年三月,在飞过大堡礁上空时,Terry Huges的心沉了下去:海面之下映入眼底的是一片苍白斑块,那是珊瑚已经死亡或即将死去的明确迹象。

 
Hughes是澳大利亚研究理事会(ARC)珊瑚礁研究卓越中心的主管,他说,自己和学生在看到航空调查的破坏结果后哭了出来。白化事件袭击了几乎整个大堡礁,初步调查显示,大堡礁北段81%的珊瑚礁都遭到了严重打击。这是有记录以来大堡礁最为严重的白化事件——而且,这次事件只是太平洋各海域的珊瑚正在普遍遭遇的灾难的一个缩影。

 
热带太平洋的强厄尔尼诺变暖模式触发了这场灾难。高的异常的水温使得珊瑚排出与之共生的虫黄藻,而后者为珊瑚提供了大部分食物,以及它们的鲜艳色彩。一些珊瑚能在白化后恢复,但另一些则会死去。10月和11月的追踪研究表明,在绵延700公里的大堡礁北段,已有67%的浅水珊瑚死亡。


大型厄尔尼诺事件发生时,Hughes本人正在大堡礁中段附近从事研究。在领导开展初始调查后,他实质上成为了这场灾难的发言人。在媒体对白化报道的高峰时期,修斯一天接受了35场采访。

 
“在澳大利亚,就连从来没去过大堡礁和很有可能永远不会去的人们也将它视为国家标志,”Bob Pressey说;他是Hughes在ARC的同事。

 
这场危机推翻了一些既定的观念。Hughes说,对白化的传统观点是,珊瑚会在排出虫黄藻后慢慢饿死。但今年的水温实在太高,“许多珊瑚在开始挨饿之前就死去了;它们实际上是被热死的。”


过去几年来,随着全球温度反复创下历史新高,全球的珊瑚都陷入困境。2015年十月,在夏威夷、巴布亚新几内亚和马尔代夫的珊瑚相继发生白化后,美国国家海洋和大气管理局宣布,珊瑚白化已成为一场全球性事件。


今年,白化扩散到了澳大利亚、日本和太平洋的其他地区。研究者表示,随着气候变化推升基准温度,白化将会更为频繁地侵袭珊瑚礁。在一些情况下,频繁的白化将会使得大部分珊瑚都无法存活。

 
Hughes还不打算放弃大堡礁。但最近的白化事件使珊瑚变得非常脆弱,极易受到病原体和捕食者的攻击。如果不久后再次发生,还将会对珊瑚带来更大的打击,“我们想要告诉公众的是,”他说,“应对气候变化的时间已经不多
 
 






古斯·凡德尔
GUUS VELDERS     冷却者
 
原文作者:Jeff Tollefson

大气化学家为达成国际气候协定打下基础。


大气化学家并没有多少拯救世界的机会,但在今年十月,Guus Velders得到了一个属于他的机会。他参加了在卢旺达首都基加利举行的国际谈判,会上,各国代表试图约定逐步停止生产和使用氢氟烃(HFCs)——一种常在空调中使用的超级温室气体。

 
大多数国家同意了大力削减氢氟烃的时间表,但印度和少数其他国家想另外推迟四年。在经过模型计算后,Velders告诉谈判国,这一让步对地球的影响很小。

 
这一点以及他先前的工作为达成全球协议铺平了道路。10月15日,有关禁用氯氟烃的协议签字通过,广受好评。说话轻声细语的Velders是荷兰国立公共卫生与环境研究院的一位研究员,他对自己在其中扮演的角色感到自豪:“我之前从来没有参与过能促进在气候方面达成全球共识的工作,”他说。


但这并不是个巧合。Velders的同事说,他是氢氟烃排放领域的世界级专家,除他之外,没有人能在基加利会议上提供如此迅速的分析。他也与科学界同仁一起,将1987年签署的《蒙特利尔议定书》——一个旨在保护臭氧层的国际协定——改造为对抗全球变暖的工具。


根据《蒙特利尔议定书》的规定,制冷剂也是强力的温室气体;Velders的团队还表明,《蒙特利尔议定书》在控制全球温度方面的贡献实际上高于1997年的《京都议定书》。最近,他的团队还估测了氢氟烃在本世纪可能造成的变暖程度,为有关氯氟烃的协议打下了基础,该协议成为《蒙特利尔议定书》的一个修正案。


“Velders的团队总能在正确的时间回答合适的问题,”Durwood Zaelke表示,他是一家位于美国华盛顿特区的倡议团体——可持续发展与治理研究所的主席。“可以确定地说,没有他们,我们就没法达成协议。”


现在,Velders的团队又回到了原点。由于禁令的达成,他们有关氢氟烃排放增长的预测作废了。对于这样的“研究挫折”,Velders完全接受。








赛琳娜·M·杜尔基
CELINA M. TURCHI     寨卡侦探
 
原文作者:Declan Butler

医生与时间赛跑,试图解开巴西东北部的医学谜题


2016年,对寨卡病毒的恐惧在全球扩散,作为美洲首个出现疫情的国家,巴西正处于恐慌的中心。一些研究者甚至呼吁推迟8月的里约夏季奥运会。但Celina Maria Turchi Martelli远离媒体喧嚣,抗战在巴西东北部的寨卡疫情前线,试图解开这个医学谜团。


Turchi是一位医生兼传染病专家,2015年9月,她的生活被寨卡病毒彻底打乱了。当时,巴西卫生部派她去调查她的家乡伯南布哥州新生儿小头症(头部和脑部异常小)病例显著增加的情况。很快,她就确信巴西正面临着一场公共卫生危机。“作为流行病学家,在我最坏的想象中,也没想到新生儿小头症这样的疫情,”她说。


Turchi就职于累西腓市的Aggeu Magalhães研究中心。她立刻联系了全球科学家寻求帮助,她组建了一支包括流行病学家、传染病学家、儿科医生、神经病学家和生殖生物学家组成的专家团队。Turchi说,他们面临的挑战是艰巨的:寨卡病毒并没有可靠的实验室检测方法,人们对小头症的病例定义也没有达成共识。但她积极联系的合作获得了回报:Turchi和同事们最终得到了足够的证据,表明怀孕前三个月内感染寨卡病毒和新生儿小头症间存在关联。


不过,Turchi表示,寨卡病毒的谜团还远未解开。虽然寨卡病毒已经传播到了美洲各地,但人们预计的巴西东北部之外的小头症病例爆发并未发生。Turchi正与她的专家团队一起探究各中原因。Turchi说,当她刚开始在累西腓市的医院研究这场疫情时,她必须大胆创新,“并没有什么现成的书本供我参考。”现在,她和她的同事正在自己撰写这本书。








亚历山德拉·埃尔巴克彦
ALEXANDRA ELBAKYAN     窃文者
 
原文作者:Richard Van Noorden

付费论文盗版网站的创始人在博得赞誉的同时也官司缠身。


不过几年的时间,Alexandra Elbakyan就从信息技术专业的学生成为了举世闻名的在逃犯人。


在2009年,当时的Elbakyan还是一位研究生,在哈萨克斯坦阿拉木图准备自己的毕业研究项目。她需要阅读大量学术论文,却无力支付高昂的费用,这令她倍感沮丧。正是在这种情况下,她学会了如何绕过出版社的付费墙。


很快,她的技术供不应求。每当看到有科学家在网络论坛上请求无法访问的论文时,Elbakyan都很乐意伸出援手。“因为发送原本需要付费的论文,我经常收到人们的感谢,”她说。2011年,她决定将这个过程自动化,于是,Elbakya建立了Sci-Hub,一个抓取付费论文并向任何发出请求的人提供论文的盗版网站。今年,由于主流媒体的关注,人们对Sci-Hub的关注大大增长,使用量也随之飙升。根据Elbakyan的数据显示,Sci-Hub目前约收录了6000万篇论文,2016年的下载量有望突破7500万次,而去年为4200万次,据估计,这约占全球科学出版商所有下载量的3%。


这可谓是大规模的版权侵犯,并为Elbakyan本人带来了声誉、批评和一桩法律诉讼。很少有人支持她的违法行为,但更多的人则认为Sci-Hub推动了开放获取运动的发展——认为论文应被(合法地)免费阅读和重复使用。“她的所作所为令人敬畏,”加州大学伯克利分校的生物学家和开放获取拥护者Michael Eisen说。“难以获取科学文献获取是巨大的不公,而她一举解决了这个问题。”


在Sci-Hub运营的最初几年里,一切风平浪静,但随着其规模不断壮大,订阅出版商无法继续无视它的存在。2015年,荷兰出版商爱思唯尔在出版行业的广泛支持下,以侵犯版权为由在美国向Elbakyan提起诉讼。如果Elbakyan败诉,她将面临支付上千万美元损失费的局面,甚至可能锒铛入狱。(因此,Elbakyan没有透露她目前的位置,而是通过加密电子邮件和信息接受本文采访)。2015年,美国法院命令关停Sci-Hub,但Sci-Hub通过其它域名再次开张。


Elbakyan的名字屡见报端,她说她每周一般会收到一百条支持她的消息,有时也有捐款。她感到自己在道德上有义务维持网站的运行,因为用户们需要它来继续自己的研究。“运行一个像Sci-Hub这样的论文获取网站有错或可耻吗?我不觉得,因此我可以坦然面对自己的所作所为,”她说。


不论是批评者,还是支持者都认为即使Sci-Hub不复存在,它的影响还会长存。“全面开放获取是大势所趋,”美国北卡罗来纳州的非营利组织Impactstory的联合创始人Heather Piwowar说,Impactstory旨在帮助科学家追踪其在线产出的影响。“但是我们认为,并且也希望Sci-Hub正让收费获取的出版商惊慌失措。因为在很多情况下,恐慌才能真正驱使他们做出正确的事情,向开放获取模式转变。”


无论这一点是否能实现,Elbakyan说她都将会继续建设Sci-Hub,尤其是扩充年代较久的文献;与此同时,她正在攻读科学史硕士学位。“Sci-Hub网站是我自己维护的,但如果我倒下了,将会有其他人代替我,”她说。








张进
JOHN ZHANG      生殖医学“逆子”
 
原文作者:Sara Reardon

争议性的体外受精技术引发争论。


震惊、愤怒、质疑、祝贺,各种褒贬不一的反应一并向张进袭来:今年9月,他宣布自己已经利用有争议的“三亲”技术让一名健康男婴诞生。


这种技术旨在防止婴儿遗传线粒体(制造能量的细胞结构)相关疾病。但出于伦理和安全考虑,美国禁止在未经许可的情况下执行此类操作。任职于纽约新希望生殖中心的张进在该中心位于墨西哥的一家诊所内执行了这项操作。


批评者认为此举企图逃避法规限制,并指责张进在会议上而非通过论文发表来宣布此事。


但张进对这些反对意见置之不理。“最重要的是生下健康的婴儿,而不是向全世界宣布,”他说。


张进惯于挑战科学和伦理的边界。20世纪90年代,他与纽约大学朗格尼医学中心的生殖内分泌专家Jamie Grifo合作开发了一种帮助高龄妇女怀孕的生殖技术——使用较年轻的卵子中的线粒体来替换较老的线粒体,相当于张进今年使用的技术的另一个版本——但没有获得成功。


美国监管部门于2001年禁止该技术后,张进与他在中国的合作者接手了这项工作。2003年,张进的团队创造了多个胚胎,并移植进一位女性体内。所有胎儿均流产后,中国也禁止了该技术。


Grifo和其他一些人对张进的最新成果表示赞赏。“我认为他最终取得成功是一件了不起的事情,”Grifo说。但也有人指责新希望团队。“他们所做的许多事情都是很不安全的”,包括向供体卵子内注入了一种可能引发染色体异常的药物,俄勒冈卫生科学大学的干细胞科学家Shoukhrat Mitalipov说。


张进不为所动。他说,许多其他面临线粒体疾病风险的家庭已经对他的操作表达了兴趣,他希望自己可以在其它国家执行这一操作。“再过5-10年,人们再看这项技术时就会说,‘我们当时为什么那么愚蠢,为什么要反对它?’”他说。“我认为,我们首先必须展现出它为人类创造的福祉。”

 






凯文·埃斯维特
KEVIN ESVELTCRISPR     警示者
 
原文作者:Heidi Ledford

锋芒初露的年轻生物学家认为基因驱动的伦理比实验更重要。


10岁时,一次去加拉帕戈斯群岛的旅行激发了Kevin Esvelt对摆弄演化的兴趣。面对曾经启发了达尔文的鬣蜥、鸟儿和种种多样性,Esvelt为之叹服,并立志认识(并改进)演化。“我希望更具体地了解这些生物是如何诞生的,”他说。“而且,坦白地说,我希望能带来属于我自己的见解。”


现在,Esvelt是一位年轻有为的生物学家。作为基因驱动这项富有争议的技术的先驱之一,在MIT媒体实验室建立起自己的实验室不到一年后,他就已经崭露头角。他的方法利用CRISPR–Cas9基因编辑方法来绕过演化,强制基因在种群中快速散播。该技术可用于消灭蚊媒疾病(比如疟疾)或根除入侵物种,但也可能引发意外的生态链反应,或被用于制造生物武器。


2013年,Esvelt在研究Cas9酶时突然产生了CRISPR基因驱动的想法。“那是让我欣喜若狂的一天:这将让人类完全摆脱疟疾,”Esvelt说。“然后我又想到,‘等等。’”


顺着这个思路,Esvelt一直努力确保在实验前先解决伦理问题。2014年,他首先敲响警钟,呼吁就基因驱动展开公众讨论,此时他甚至还未证明CRISPR–Cas9基因驱动有效 (K. A. Oye et al. Science 345, 626–628 (2014); K. M. Esvelt et al. eLife 3, e03401;2014) 。自那之后,Esvelt与同事已经展示了如何将基因驱动技术变得更加安全,以及如何逆转其影响(J. E. DiCarlo et al. Nature Biotechnol. 33, 1250–1255; 2015)。


今年,他的主张终于开花结果。全球的研究者和决策者已经就该技术展开了讨论,美国国家学院发布了一份报告,敦促继续推进基因驱动研究,但保持审慎。在加州大学河滨分校研究基因驱动的Omar Akbari认为,Esvelt的努力在恰当的时机吸引了公众对这项新生技术的注意,也吸引了研究资金。“我认为这要归功于Kevin,”Akbari说。“对于科学家而言,能做到他所做的并非易事。”








古伊勒姆·安格拉达-埃斯库德
GUILLEM ANGLADA-ESCUDE      行星猎手
 
原文作者:Alexandra Witze

一位天文学家发现了已知最近的系外行星。


今年年初,当电脑屏幕上显示出一个外星世界存在的证据时,Guillem Anglada-Escudé并没有感到意外。他几乎可以肯定,有一颗地球大小的行星绕半人马座比邻星(Proxima Centauri)运行。比邻星是距太阳最近的恒星,二者之间的距离仅1.3秒差距(4.2光年)。


Anglada是伦敦大学玛丽皇后学院的一位天文学家,对他而言,这个发现与其说使他感到震惊,倒不如说让他如释重负。他和同事一直在拼命工作,试图在行星搜寻领域占据一席之地,而发现比邻星证明了他们走在正确的道路上。“我们做到了,”他说。


发现已知距地球最近的系外行星引发了人们的无限遐想。人们不禁要问,在我们的宇宙近邻之上是否存在生命,以及天文学家能否发现它们。


起初,正是这样的问题让Anglada加入了行星搜寻的行列。Anglada是一个科幻小说迷,在西班牙巴塞罗那长大,他与天文学的渊源始于为欧洲空间局的盖亚任务(绘制包含10亿颗恒星的三维星图)做数据模拟。之后,他将自己的数据处理技术用在了寻找系外行星上。他开发出了一种方法,从全球首个地面行星搜寻设备——欧洲南方天文台位于智利拉西拉的高精度径向速度行星搜索器(HARPS)——收集到的数据中提取微弱的行星信号。


“Guillem天赋异禀,能在别人囿于细节时纵观全局,”英国赫特福德大学的天文学家,Anglada的合作者Mikko Tuomi说。


但Anglada很快陷入了学术争论中,与其他研究者争夺一颗绕恒星Gliese 667C运行、体积大于地球但小于海王星的行星的发现人资格。“我原本可以退出研究领域,做些其它事情,”他说。“但我决定全力从事研究。”


他一头扎进了HARPS数据中,发表了一篇又一篇论文,讨论他在数据背景噪声中发现的行星信号。之后,仿佛是为了反击秘密和竞争,Anglada开始公开寻找绕比邻星运行的行星。


他建立了一支团队,获得了HARPS和其它望远镜的观测时间,后者可以用来检查行星存在的潜在证据是否是由恒星活动引起的,因为它们与行星信号很类似(许多声称发现系外行星的研究都存在这个问题)。研究人员将他们获得的几乎所有详细信息都发布在了外联网站和社交媒体帐号上。如此透明“完全没有危险”,Anglada说。“我们觉得没有其他人会做这件事。”


他们用几天时间证实了行星的存在,用几周时间提交了一份详细介绍这项发现的论文手稿。这颗行星被命名为比邻星b,它至少是地球质量的1.3倍,每11.2天绕比邻星运行一次。


比邻星b虽然接近母星,但处于宜居带内,表面可能存在液态水。这意味着它不仅是迄今为止确认的3500多颗系外行星中距离我们最近的一颗,而且还是一颗可能存在外星生命的行星——对于研究人员和科幻小说迷来说是个双重惊喜。


就在今年8月《自然》发表其论文前不久(G.Anglada- Escudé et al. Nature 536, 437–440; 2016),Anglada向英国科幻小说作家、小说Proxima(Gollancz, 2013)的作者Stephen Baxter发了一封电子邮件。他们在通信中讨论了在一个某一半球始终朝着耀星的星球上(就像比邻星一样),生命会是什么样子。


人类最终还可能有望详细考察比邻星b。突破摄星(Breakthrough Starshot)项目计划向附近的一颗恒星发送激光驱动的小型飞船舰队,这一项目可能以比邻星为目标,因为它是最近的最佳选择。


下一步,Anglada计划观察比邻星b是否存在凌星现象,即从地球上看,它是否会从母星前方通过。这种机率不高,但如果确实存在,那么当比邻星的光穿过它的大气层时(如果比邻星b有大气层的话),人们便可以收集到更多科学信息。


如果凌星没有发生呢?Anglada或许会转而探索来自其它行星的信号。








伊莲娜·朗
ELENA LONG     多元化的开路先锋
 
原文作者:Elizabeth Gibney

一位跨性别物理学家为少数群体获得更大程度的包容铺平了道路。


物理学家不排斥以新的方式看待世界,但是他们需要先看到数据。这为Elena Long带来了问题,身为一名核物理学家,她一直在为让物理学领域更包容性取向少数和性别少数群体而努力。“我们没有任何数据,因为人们认为询问我们是否存在太过冒犯了。这就像是第二十二条军规一样。”Long是美国物理学会(APS)开展的一项史无前例的调查的设计者之一,这项调查记录了LGBT群体物理学家的经历。


在今年三月的学会会议上,美国物理学会公布了调查发现,现场座无虚席。调查结果令人震惊,在324位给出回应的科学家中,超过五分之一的人在前一年曾在工作场合受到排挤、恐吓或骚扰。跨性别物理学家受歧视的发生率最高。Long本身是一名跨性别人士,对此并不觉得意外。2009年,她开始在美国托马斯·杰斐逊国家加速器实验室(Thomas Jefferson National Accelerator Facility) 攻读博士学位,那里缺少雇员保护和医疗保健福利。没有LGBT支持网络,她感到孤立无援。“我爱自己的工作,我爱研究,但环境很严峻,”她说。


因此,她成立了LGBT+物理学家支持小组,推动美国物理学会扩大LGBT群体的认识,最终,美国物理学会成立了一个委员会来收集有关LGBT歧视的数据。她说,许多物理学家甚至不明白这项研究有什么必要。不过,得益于Long及其同事的努力,物理学界在科学界成为了处理这类问题的典范,OSTEM学会(Out in Science, Technology, Engineering and Mathematics)的委员会成员Samuel Brinton表示。“我们基本上就在使用他们的成果,来推动其它学科领域向更好的方向转变,”他说。美国物理学会接受了3月的报告中提出的建议。8月,学会的一个大型分部投票决定将2018年的会议从北卡罗来纳州的夏洛特市撤到别处,因为该州的一条法律要求人们按照出生性别使用相应的公共厕所。


与此同时,Long获得了实验室颁给她的两项青年科学家大奖,并成为了两项新的加速器实验的联合负责人。“我认识很多做志愿工作的博士后,他们的科研通常会受到影响,”Long在新罕布什尔大学的博士后导师Karl Slifer说。“我从未在Elena身上看到这样的问题。”(Long将她严格的时间管理归因于自己设计的一个电脑程序,她用它来规划每一天每一个小时的活动。)


现在,Long正在美国物理学会协助建立一个以多元与包容为核心的成员小组,她希望这个小组能帮助其它少数群体中的科学家成长壮大。“我确定,在我从未想到过的一些方面,还有其他物理学研究者面临着困难,”她说。“我不希望他们需要等待七年才能获得一席之地,发出自己的声音。”









2017年《自然》关注人物

● Cori Bargmann,陈-扎克伯格计划(Chan Zuckerberg Initiative)科研主席

Bargmann主管着这个30亿美元的慈善计划的研究工作,陈-扎克伯格计划致力于2100年前治愈、预防或控制所有疾病。


● Robert Feidenhans’l ,欧洲X射线自由电子激光器(European XFEL)主席

作为全世界最强大的X射线自由电子激光器的新任主管,Feidenhans’l将指导这个价值12亿欧元的设备的筹备,使其在2017年年中完全投入运行。


● Jef Boeke,人类基因组编写计划(Human Genome Project–Write) 联合负责人

Boeke是这项雄心勃勃的人类基因组合成计划的主管,他与同仁已经快要完成对酵母基因组的编写了。


● 吴伟仁,中国探月工程总设计师

中国计划于2017年下半年发射嫦娥五号探测器,以收集月岩样本并带回地球,这自20世纪70年以来属于首次。


● Marcia Mcnutt,美国国家科学院主席

McNutt曾在美国总统奥巴马内阁担任职务,在特朗普担任总统期间,她将在政府代表美国科研,扮演核心角色。
 
来源: Nature自然科研 神经科技
 
 


 
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2016年版的《自然》年度十大人物今天公布了,这是《自然》选出的在今年对于科学产生了重大影响的十个人。“今年的名单突显了来自全球各地的研究人员,在天文学,生殖生物学和少数族裔在科学领域的权利方面做出了自己的贡献。”Richard Monastersky,《自然》的特写编辑表示,“2016年《自然》十大科学人物是一个多元化的群体,他们都在今年的重大科学实践中发挥了作用,并可能在世界范围内影响变化。”



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加布里埃拉·冈萨雷斯
GABRIELA GONZALEZ    引力密探

原文作者:Davide Castelvecchi
一位物理学家帮助首次捕捉到人类搜寻已久的引力波的直接信号。


一年前,Gabriela Gonzalez正在努力保守她人生中最大的秘密。在美国,两个大型探测器检测到了引力波的信号——爱因斯坦预言中的时空涟漪,但此前从未被直接观测到过。冈萨雷斯的工作是在将这些发现公之于众前,协助领导一千多位科学家仔细验证。


这样的新闻很难长期保密,但这个发现实在太重大了,因此,研究团队花费了将近五个月时间来分析位于华盛顿州和路易斯安那州的两座激光干涉引力波天文台(LIGO)探测器得到的数据。作为LIGO科学合作组织的发言人和负责协调分析的关键人员之一,Gonzalez需要协调分散于全球各地的研究团队,包括位于意大利比萨附近的处女座干涉仪研究人员,LIGO与处女座干涉仪共享数据。


在管理这个巨型项目的过程中,Gonzalez发挥了自己的多面能力。大多数物理学家很早就知道自己会成为理论家还是实验家,但Gonzalez开始研究生学业时选择的是理论方向,后来才转到了实验物理学领域,并表现出惊人的天赋。“这种天赋使其可以成为一流的科学家。”LIGO项目的创始人之一、麻省理工学院的物理学家Rainer Weiss说。


Gonzalez说,在自己的职业生涯中,她在LIGO项目上“什么工作都做过一点”。有段时间,她承担了诊断干涉仪性能的重要职责,以确保它们达到无与伦比的敏感度。现在,其敏感度足以探测出 4千米长的干涉臂上1021分之一的长度变化,这相当于DNA的宽度与土星轨道之比。她还协助领导过数据分析团队,并说服引力波研究者和常规天文学研究者开展合作。他们将在即将到来的多信使天文学时代,联手寻找会同时释放引力波和电磁波的现象。


宣布LIGO发现之前的那个月紧张而忙碌,Gonzalez和同事努力确保团队已经获得了板上钉钉的证据。他们知道,历史对报告“发现”引力波的研究者并不仁慈:就在最近一次的2015年初,一支国际团队不得不撤回了南极一架望远镜发现引力波间接信号的声明。


让LIGO团队压力倍增的是,在得到最初发现不到一周时,流言就已流传开来,记者也开始致电询问。Gonzalez说,在漫长的分析过程中,自己从未在不与同事商讨的情况下,擅自做出重要决定,她的领导能力获得到大家的称赞。“加布里埃拉让我们顺利度过了这一阶段,”Weiss说。


Gonzalez就职于路易斯安那州立大学,靠近位于利文斯顿的LIGO干涉仪。2008年,她成为了系里的第一位女性正教授。冈萨雷斯说,她在职业生涯中从未遭遇过直接的性骚扰或歧视,但“我或许不得不比其他人更努力地证明自己(的能力)。”


Gonzalez说,到2017年三月,她目前的LIGO发言人任期将结束,之后不会再竞选,而是计划回归到全职研究岗位。她协助创立的科学领域—引力波天文学才刚刚起步。“对我来说,科研工作一直都是一场趣味横生的旅行,而现在的风景越来越美。”




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杰米斯·哈萨比斯
DEMIS HASSABIS   思维缔造者 
 
原文作者:Elizabeth Gibney

人工智能开发者打败围棋高手,下一步,剑指全球问题。


资深棋手Demis Hassabis在今年三月迎来了人生中最艰难的比赛,而他甚至没有亲自上场:在他的团队创造的程序AlphaGo与顶尖棋手李世乭对弈时,Hassabis只能在一旁观看。最终,电脑赢得了比赛,这标志着AI领域的巨大胜利;也为哈萨比斯的系列战绩再添一笔。


位于伦敦的DeepMind公司是AlphaGo的开发者。作为DeepMind的联合创始人, 哈萨比斯感到兴奋而欣慰。“我们下了一着险棋,而且成功了。”
 

但这场胜利不仅仅是一场棋赛的胜利。Hassabis想要向全世界展示机器学习技术的实力,他希望未来能利用这项技术制造类似人类一样的综合AI,使之能够解决复杂的全球性问题。

 
在他早慧的青年时期,Hassabis就已经勾勒出了这一愿景。他是一个象棋神童,十几岁时就设计出了销量百万的新颖电子游戏,20岁出头就开设了属于自己的公司。在拿到认知神经学博士学位后,他于2010年创建了DeepMind公司。四年后,Google据报道以4亿英镑的价格收购了这家公司。


DeepMind的研究者们将来自神经科学的灵感应用于各色各样引人注目的AI项目中,从语音合成到伦敦地铁导航,皆包括在内。Hassabis说,DeepMind每一个算法的复杂性都建立在之前算法的基础上,并融入此前只在不同AI中单独开发出来过的能力。DeepMind的AI已经从学习如何观察和做出相应行动的阶段,进入到利用这些信息进行计划和推理的阶段。在解决现实问题方面,他们的团队利用机器学习将Google数据中心的用电量减少了15%;Hassabis希望这一技术能得到更大规模的应用。


虽然DeepMind的研究者也会发表论文,但他们对进行中的工作是保密的,这一点让一些学者感到苦恼。一些数据隐私倡议者则对Google DeepMind与英国国家医疗服务署的合作感到担忧,但科学家却蜂拥进入DeepMind工作。


在日常生活中,Hassabis非常谦逊,但充满热情。他在伦敦大学学院的博士导师Eleanor Maguire说,他拥有一种用自己的激情感染他人的天赋。“一旦他开始谈论自己感兴趣的事,他的热情就会传染给别人。”在管理公司的同时从事科研意味着只能在凌晨时分做研究工作,但Hassabis表示他并不介意这一点:“我们从事的是非常重要的工作,我觉得为此牺牲是值得的。”




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特瑞·修斯
TERRY HUGHES    珊瑚礁哨兵
 
原文作者:Daniel Cressey

珊瑚研究者就大堡礁的大规模白化事件发出警示。


今年三月,在飞过大堡礁上空时,Terry Huges的心沉了下去:海面之下映入眼底的是一片苍白斑块,那是珊瑚已经死亡或即将死去的明确迹象。

 
Hughes是澳大利亚研究理事会(ARC)珊瑚礁研究卓越中心的主管,他说,自己和学生在看到航空调查的破坏结果后哭了出来。白化事件袭击了几乎整个大堡礁,初步调查显示,大堡礁北段81%的珊瑚礁都遭到了严重打击。这是有记录以来大堡礁最为严重的白化事件——而且,这次事件只是太平洋各海域的珊瑚正在普遍遭遇的灾难的一个缩影。

 
热带太平洋的强厄尔尼诺变暖模式触发了这场灾难。高的异常的水温使得珊瑚排出与之共生的虫黄藻,而后者为珊瑚提供了大部分食物,以及它们的鲜艳色彩。一些珊瑚能在白化后恢复,但另一些则会死去。10月和11月的追踪研究表明,在绵延700公里的大堡礁北段,已有67%的浅水珊瑚死亡。


大型厄尔尼诺事件发生时,Hughes本人正在大堡礁中段附近从事研究。在领导开展初始调查后,他实质上成为了这场灾难的发言人。在媒体对白化报道的高峰时期,修斯一天接受了35场采访。

 
“在澳大利亚,就连从来没去过大堡礁和很有可能永远不会去的人们也将它视为国家标志,”Bob Pressey说;他是Hughes在ARC的同事。

 
这场危机推翻了一些既定的观念。Hughes说,对白化的传统观点是,珊瑚会在排出虫黄藻后慢慢饿死。但今年的水温实在太高,“许多珊瑚在开始挨饿之前就死去了;它们实际上是被热死的。”


过去几年来,随着全球温度反复创下历史新高,全球的珊瑚都陷入困境。2015年十月,在夏威夷、巴布亚新几内亚和马尔代夫的珊瑚相继发生白化后,美国国家海洋和大气管理局宣布,珊瑚白化已成为一场全球性事件。


今年,白化扩散到了澳大利亚、日本和太平洋的其他地区。研究者表示,随着气候变化推升基准温度,白化将会更为频繁地侵袭珊瑚礁。在一些情况下,频繁的白化将会使得大部分珊瑚都无法存活。

 
Hughes还不打算放弃大堡礁。但最近的白化事件使珊瑚变得非常脆弱,极易受到病原体和捕食者的攻击。如果不久后再次发生,还将会对珊瑚带来更大的打击,“我们想要告诉公众的是,”他说,“应对气候变化的时间已经不多
 
 


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古斯·凡德尔
GUUS VELDERS     冷却者
 
原文作者:Jeff Tollefson

大气化学家为达成国际气候协定打下基础。


大气化学家并没有多少拯救世界的机会,但在今年十月,Guus Velders得到了一个属于他的机会。他参加了在卢旺达首都基加利举行的国际谈判,会上,各国代表试图约定逐步停止生产和使用氢氟烃(HFCs)——一种常在空调中使用的超级温室气体。

 
大多数国家同意了大力削减氢氟烃的时间表,但印度和少数其他国家想另外推迟四年。在经过模型计算后,Velders告诉谈判国,这一让步对地球的影响很小。

 
这一点以及他先前的工作为达成全球协议铺平了道路。10月15日,有关禁用氯氟烃的协议签字通过,广受好评。说话轻声细语的Velders是荷兰国立公共卫生与环境研究院的一位研究员,他对自己在其中扮演的角色感到自豪:“我之前从来没有参与过能促进在气候方面达成全球共识的工作,”他说。


但这并不是个巧合。Velders的同事说,他是氢氟烃排放领域的世界级专家,除他之外,没有人能在基加利会议上提供如此迅速的分析。他也与科学界同仁一起,将1987年签署的《蒙特利尔议定书》——一个旨在保护臭氧层的国际协定——改造为对抗全球变暖的工具。


根据《蒙特利尔议定书》的规定,制冷剂也是强力的温室气体;Velders的团队还表明,《蒙特利尔议定书》在控制全球温度方面的贡献实际上高于1997年的《京都议定书》。最近,他的团队还估测了氢氟烃在本世纪可能造成的变暖程度,为有关氯氟烃的协议打下了基础,该协议成为《蒙特利尔议定书》的一个修正案。


“Velders的团队总能在正确的时间回答合适的问题,”Durwood Zaelke表示,他是一家位于美国华盛顿特区的倡议团体——可持续发展与治理研究所的主席。“可以确定地说,没有他们,我们就没法达成协议。”


现在,Velders的团队又回到了原点。由于禁令的达成,他们有关氢氟烃排放增长的预测作废了。对于这样的“研究挫折”,Velders完全接受。




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赛琳娜·M·杜尔基
CELINA M. TURCHI     寨卡侦探
 
原文作者:Declan Butler

医生与时间赛跑,试图解开巴西东北部的医学谜题


2016年,对寨卡病毒的恐惧在全球扩散,作为美洲首个出现疫情的国家,巴西正处于恐慌的中心。一些研究者甚至呼吁推迟8月的里约夏季奥运会。但Celina Maria Turchi Martelli远离媒体喧嚣,抗战在巴西东北部的寨卡疫情前线,试图解开这个医学谜团。


Turchi是一位医生兼传染病专家,2015年9月,她的生活被寨卡病毒彻底打乱了。当时,巴西卫生部派她去调查她的家乡伯南布哥州新生儿小头症(头部和脑部异常小)病例显著增加的情况。很快,她就确信巴西正面临着一场公共卫生危机。“作为流行病学家,在我最坏的想象中,也没想到新生儿小头症这样的疫情,”她说。


Turchi就职于累西腓市的Aggeu Magalhães研究中心。她立刻联系了全球科学家寻求帮助,她组建了一支包括流行病学家、传染病学家、儿科医生、神经病学家和生殖生物学家组成的专家团队。Turchi说,他们面临的挑战是艰巨的:寨卡病毒并没有可靠的实验室检测方法,人们对小头症的病例定义也没有达成共识。但她积极联系的合作获得了回报:Turchi和同事们最终得到了足够的证据,表明怀孕前三个月内感染寨卡病毒和新生儿小头症间存在关联。


不过,Turchi表示,寨卡病毒的谜团还远未解开。虽然寨卡病毒已经传播到了美洲各地,但人们预计的巴西东北部之外的小头症病例爆发并未发生。Turchi正与她的专家团队一起探究各中原因。Turchi说,当她刚开始在累西腓市的医院研究这场疫情时,她必须大胆创新,“并没有什么现成的书本供我参考。”现在,她和她的同事正在自己撰写这本书。




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亚历山德拉·埃尔巴克彦
ALEXANDRA ELBAKYAN     窃文者
 
原文作者:Richard Van Noorden

付费论文盗版网站的创始人在博得赞誉的同时也官司缠身。


不过几年的时间,Alexandra Elbakyan就从信息技术专业的学生成为了举世闻名的在逃犯人。


在2009年,当时的Elbakyan还是一位研究生,在哈萨克斯坦阿拉木图准备自己的毕业研究项目。她需要阅读大量学术论文,却无力支付高昂的费用,这令她倍感沮丧。正是在这种情况下,她学会了如何绕过出版社的付费墙。


很快,她的技术供不应求。每当看到有科学家在网络论坛上请求无法访问的论文时,Elbakyan都很乐意伸出援手。“因为发送原本需要付费的论文,我经常收到人们的感谢,”她说。2011年,她决定将这个过程自动化,于是,Elbakya建立了Sci-Hub,一个抓取付费论文并向任何发出请求的人提供论文的盗版网站。今年,由于主流媒体的关注,人们对Sci-Hub的关注大大增长,使用量也随之飙升。根据Elbakyan的数据显示,Sci-Hub目前约收录了6000万篇论文,2016年的下载量有望突破7500万次,而去年为4200万次,据估计,这约占全球科学出版商所有下载量的3%。


这可谓是大规模的版权侵犯,并为Elbakyan本人带来了声誉、批评和一桩法律诉讼。很少有人支持她的违法行为,但更多的人则认为Sci-Hub推动了开放获取运动的发展——认为论文应被(合法地)免费阅读和重复使用。“她的所作所为令人敬畏,”加州大学伯克利分校的生物学家和开放获取拥护者Michael Eisen说。“难以获取科学文献获取是巨大的不公,而她一举解决了这个问题。”


在Sci-Hub运营的最初几年里,一切风平浪静,但随着其规模不断壮大,订阅出版商无法继续无视它的存在。2015年,荷兰出版商爱思唯尔在出版行业的广泛支持下,以侵犯版权为由在美国向Elbakyan提起诉讼。如果Elbakyan败诉,她将面临支付上千万美元损失费的局面,甚至可能锒铛入狱。(因此,Elbakyan没有透露她目前的位置,而是通过加密电子邮件和信息接受本文采访)。2015年,美国法院命令关停Sci-Hub,但Sci-Hub通过其它域名再次开张。


Elbakyan的名字屡见报端,她说她每周一般会收到一百条支持她的消息,有时也有捐款。她感到自己在道德上有义务维持网站的运行,因为用户们需要它来继续自己的研究。“运行一个像Sci-Hub这样的论文获取网站有错或可耻吗?我不觉得,因此我可以坦然面对自己的所作所为,”她说。


不论是批评者,还是支持者都认为即使Sci-Hub不复存在,它的影响还会长存。“全面开放获取是大势所趋,”美国北卡罗来纳州的非营利组织Impactstory的联合创始人Heather Piwowar说,Impactstory旨在帮助科学家追踪其在线产出的影响。“但是我们认为,并且也希望Sci-Hub正让收费获取的出版商惊慌失措。因为在很多情况下,恐慌才能真正驱使他们做出正确的事情,向开放获取模式转变。”


无论这一点是否能实现,Elbakyan说她都将会继续建设Sci-Hub,尤其是扩充年代较久的文献;与此同时,她正在攻读科学史硕士学位。“Sci-Hub网站是我自己维护的,但如果我倒下了,将会有其他人代替我,”她说。




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张进
JOHN ZHANG      生殖医学“逆子”
 
原文作者:Sara Reardon

争议性的体外受精技术引发争论。


震惊、愤怒、质疑、祝贺,各种褒贬不一的反应一并向张进袭来:今年9月,他宣布自己已经利用有争议的“三亲”技术让一名健康男婴诞生。


这种技术旨在防止婴儿遗传线粒体(制造能量的细胞结构)相关疾病。但出于伦理和安全考虑,美国禁止在未经许可的情况下执行此类操作。任职于纽约新希望生殖中心的张进在该中心位于墨西哥的一家诊所内执行了这项操作。


批评者认为此举企图逃避法规限制,并指责张进在会议上而非通过论文发表来宣布此事。


但张进对这些反对意见置之不理。“最重要的是生下健康的婴儿,而不是向全世界宣布,”他说。


张进惯于挑战科学和伦理的边界。20世纪90年代,他与纽约大学朗格尼医学中心的生殖内分泌专家Jamie Grifo合作开发了一种帮助高龄妇女怀孕的生殖技术——使用较年轻的卵子中的线粒体来替换较老的线粒体,相当于张进今年使用的技术的另一个版本——但没有获得成功。


美国监管部门于2001年禁止该技术后,张进与他在中国的合作者接手了这项工作。2003年,张进的团队创造了多个胚胎,并移植进一位女性体内。所有胎儿均流产后,中国也禁止了该技术。


Grifo和其他一些人对张进的最新成果表示赞赏。“我认为他最终取得成功是一件了不起的事情,”Grifo说。但也有人指责新希望团队。“他们所做的许多事情都是很不安全的”,包括向供体卵子内注入了一种可能引发染色体异常的药物,俄勒冈卫生科学大学的干细胞科学家Shoukhrat Mitalipov说。


张进不为所动。他说,许多其他面临线粒体疾病风险的家庭已经对他的操作表达了兴趣,他希望自己可以在其它国家执行这一操作。“再过5-10年,人们再看这项技术时就会说,‘我们当时为什么那么愚蠢,为什么要反对它?’”他说。“我认为,我们首先必须展现出它为人类创造的福祉。”

 


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凯文·埃斯维特
KEVIN ESVELTCRISPR     警示者
 
原文作者:Heidi Ledford

锋芒初露的年轻生物学家认为基因驱动的伦理比实验更重要。


10岁时,一次去加拉帕戈斯群岛的旅行激发了Kevin Esvelt对摆弄演化的兴趣。面对曾经启发了达尔文的鬣蜥、鸟儿和种种多样性,Esvelt为之叹服,并立志认识(并改进)演化。“我希望更具体地了解这些生物是如何诞生的,”他说。“而且,坦白地说,我希望能带来属于我自己的见解。”


现在,Esvelt是一位年轻有为的生物学家。作为基因驱动这项富有争议的技术的先驱之一,在MIT媒体实验室建立起自己的实验室不到一年后,他就已经崭露头角。他的方法利用CRISPR–Cas9基因编辑方法来绕过演化,强制基因在种群中快速散播。该技术可用于消灭蚊媒疾病(比如疟疾)或根除入侵物种,但也可能引发意外的生态链反应,或被用于制造生物武器。


2013年,Esvelt在研究Cas9酶时突然产生了CRISPR基因驱动的想法。“那是让我欣喜若狂的一天:这将让人类完全摆脱疟疾,”Esvelt说。“然后我又想到,‘等等。’”


顺着这个思路,Esvelt一直努力确保在实验前先解决伦理问题。2014年,他首先敲响警钟,呼吁就基因驱动展开公众讨论,此时他甚至还未证明CRISPR–Cas9基因驱动有效 (K. A. Oye et al. Science 345, 626–628 (2014); K. M. Esvelt et al. eLife 3, e03401;2014) 。自那之后,Esvelt与同事已经展示了如何将基因驱动技术变得更加安全,以及如何逆转其影响(J. E. DiCarlo et al. Nature Biotechnol. 33, 1250–1255; 2015)。


今年,他的主张终于开花结果。全球的研究者和决策者已经就该技术展开了讨论,美国国家学院发布了一份报告,敦促继续推进基因驱动研究,但保持审慎。在加州大学河滨分校研究基因驱动的Omar Akbari认为,Esvelt的努力在恰当的时机吸引了公众对这项新生技术的注意,也吸引了研究资金。“我认为这要归功于Kevin,”Akbari说。“对于科学家而言,能做到他所做的并非易事。”




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古伊勒姆·安格拉达-埃斯库德
GUILLEM ANGLADA-ESCUDE      行星猎手
 
原文作者:Alexandra Witze

一位天文学家发现了已知最近的系外行星。


今年年初,当电脑屏幕上显示出一个外星世界存在的证据时,Guillem Anglada-Escudé并没有感到意外。他几乎可以肯定,有一颗地球大小的行星绕半人马座比邻星(Proxima Centauri)运行。比邻星是距太阳最近的恒星,二者之间的距离仅1.3秒差距(4.2光年)。


Anglada是伦敦大学玛丽皇后学院的一位天文学家,对他而言,这个发现与其说使他感到震惊,倒不如说让他如释重负。他和同事一直在拼命工作,试图在行星搜寻领域占据一席之地,而发现比邻星证明了他们走在正确的道路上。“我们做到了,”他说。


发现已知距地球最近的系外行星引发了人们的无限遐想。人们不禁要问,在我们的宇宙近邻之上是否存在生命,以及天文学家能否发现它们。


起初,正是这样的问题让Anglada加入了行星搜寻的行列。Anglada是一个科幻小说迷,在西班牙巴塞罗那长大,他与天文学的渊源始于为欧洲空间局的盖亚任务(绘制包含10亿颗恒星的三维星图)做数据模拟。之后,他将自己的数据处理技术用在了寻找系外行星上。他开发出了一种方法,从全球首个地面行星搜寻设备——欧洲南方天文台位于智利拉西拉的高精度径向速度行星搜索器(HARPS)——收集到的数据中提取微弱的行星信号。


“Guillem天赋异禀,能在别人囿于细节时纵观全局,”英国赫特福德大学的天文学家,Anglada的合作者Mikko Tuomi说。


但Anglada很快陷入了学术争论中,与其他研究者争夺一颗绕恒星Gliese 667C运行、体积大于地球但小于海王星的行星的发现人资格。“我原本可以退出研究领域,做些其它事情,”他说。“但我决定全力从事研究。”


他一头扎进了HARPS数据中,发表了一篇又一篇论文,讨论他在数据背景噪声中发现的行星信号。之后,仿佛是为了反击秘密和竞争,Anglada开始公开寻找绕比邻星运行的行星。


他建立了一支团队,获得了HARPS和其它望远镜的观测时间,后者可以用来检查行星存在的潜在证据是否是由恒星活动引起的,因为它们与行星信号很类似(许多声称发现系外行星的研究都存在这个问题)。研究人员将他们获得的几乎所有详细信息都发布在了外联网站和社交媒体帐号上。如此透明“完全没有危险”,Anglada说。“我们觉得没有其他人会做这件事。”


他们用几天时间证实了行星的存在,用几周时间提交了一份详细介绍这项发现的论文手稿。这颗行星被命名为比邻星b,它至少是地球质量的1.3倍,每11.2天绕比邻星运行一次。


比邻星b虽然接近母星,但处于宜居带内,表面可能存在液态水。这意味着它不仅是迄今为止确认的3500多颗系外行星中距离我们最近的一颗,而且还是一颗可能存在外星生命的行星——对于研究人员和科幻小说迷来说是个双重惊喜。


就在今年8月《自然》发表其论文前不久(G.Anglada- Escudé et al. Nature 536, 437–440; 2016),Anglada向英国科幻小说作家、小说Proxima(Gollancz, 2013)的作者Stephen Baxter发了一封电子邮件。他们在通信中讨论了在一个某一半球始终朝着耀星的星球上(就像比邻星一样),生命会是什么样子。


人类最终还可能有望详细考察比邻星b。突破摄星(Breakthrough Starshot)项目计划向附近的一颗恒星发送激光驱动的小型飞船舰队,这一项目可能以比邻星为目标,因为它是最近的最佳选择。


下一步,Anglada计划观察比邻星b是否存在凌星现象,即从地球上看,它是否会从母星前方通过。这种机率不高,但如果确实存在,那么当比邻星的光穿过它的大气层时(如果比邻星b有大气层的话),人们便可以收集到更多科学信息。


如果凌星没有发生呢?Anglada或许会转而探索来自其它行星的信号。




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伊莲娜·朗
ELENA LONG     多元化的开路先锋
 
原文作者:Elizabeth Gibney

一位跨性别物理学家为少数群体获得更大程度的包容铺平了道路。


物理学家不排斥以新的方式看待世界,但是他们需要先看到数据。这为Elena Long带来了问题,身为一名核物理学家,她一直在为让物理学领域更包容性取向少数和性别少数群体而努力。“我们没有任何数据,因为人们认为询问我们是否存在太过冒犯了。这就像是第二十二条军规一样。”Long是美国物理学会(APS)开展的一项史无前例的调查的设计者之一,这项调查记录了LGBT群体物理学家的经历。


在今年三月的学会会议上,美国物理学会公布了调查发现,现场座无虚席。调查结果令人震惊,在324位给出回应的科学家中,超过五分之一的人在前一年曾在工作场合受到排挤、恐吓或骚扰。跨性别物理学家受歧视的发生率最高。Long本身是一名跨性别人士,对此并不觉得意外。2009年,她开始在美国托马斯·杰斐逊国家加速器实验室(Thomas Jefferson National Accelerator Facility) 攻读博士学位,那里缺少雇员保护和医疗保健福利。没有LGBT支持网络,她感到孤立无援。“我爱自己的工作,我爱研究,但环境很严峻,”她说。


因此,她成立了LGBT+物理学家支持小组,推动美国物理学会扩大LGBT群体的认识,最终,美国物理学会成立了一个委员会来收集有关LGBT歧视的数据。她说,许多物理学家甚至不明白这项研究有什么必要。不过,得益于Long及其同事的努力,物理学界在科学界成为了处理这类问题的典范,OSTEM学会(Out in Science, Technology, Engineering and Mathematics)的委员会成员Samuel Brinton表示。“我们基本上就在使用他们的成果,来推动其它学科领域向更好的方向转变,”他说。美国物理学会接受了3月的报告中提出的建议。8月,学会的一个大型分部投票决定将2018年的会议从北卡罗来纳州的夏洛特市撤到别处,因为该州的一条法律要求人们按照出生性别使用相应的公共厕所。


与此同时,Long获得了实验室颁给她的两项青年科学家大奖,并成为了两项新的加速器实验的联合负责人。“我认识很多做志愿工作的博士后,他们的科研通常会受到影响,”Long在新罕布什尔大学的博士后导师Karl Slifer说。“我从未在Elena身上看到这样的问题。”(Long将她严格的时间管理归因于自己设计的一个电脑程序,她用它来规划每一天每一个小时的活动。)


现在,Long正在美国物理学会协助建立一个以多元与包容为核心的成员小组,她希望这个小组能帮助其它少数群体中的科学家成长壮大。“我确定,在我从未想到过的一些方面,还有其他物理学研究者面临着困难,”她说。“我不希望他们需要等待七年才能获得一席之地,发出自己的声音。”

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2017年《自然》关注人物

● Cori Bargmann,陈-扎克伯格计划(Chan Zuckerberg Initiative)科研主席

Bargmann主管着这个30亿美元的慈善计划的研究工作,陈-扎克伯格计划致力于2100年前治愈、预防或控制所有疾病。


● Robert Feidenhans’l ,欧洲X射线自由电子激光器(European XFEL)主席

作为全世界最强大的X射线自由电子激光器的新任主管,Feidenhans’l将指导这个价值12亿欧元的设备的筹备,使其在2017年年中完全投入运行。


● Jef Boeke,人类基因组编写计划(Human Genome Project–Write) 联合负责人

Boeke是这项雄心勃勃的人类基因组合成计划的主管,他与同仁已经快要完成对酵母基因组的编写了。


● 吴伟仁,中国探月工程总设计师

中国计划于2017年下半年发射嫦娥五号探测器,以收集月岩样本并带回地球,这自20世纪70年以来属于首次。


● Marcia Mcnutt,美国国家科学院主席

McNutt曾在美国总统奥巴马内阁担任职务,在特朗普担任总统期间,她将在政府代表美国科研,扮演核心角色。
 
来源: Nature自然科研 神经科技
 
 


 
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世界上最美丽的10个公式

设计类 凯麦亿精密机械 2016-10-31 16:36 发表了文章 来自相关话题

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导言


英国科学期刊《物理世界》曾让读者投票评选了“最伟大的公式”,最终榜上有名的十个公式既有无人不知的1+1=2,又有著名的E=mc2;既有简单的圆周公式,又有复杂的欧拉公式……从什么时候起我们开始厌恶数学?这些东西原本如此美丽,如此精妙。这个地球上有多少伟大的智慧曾耗尽一生,才最终写下一个等号。每当你解不开方程的时候,不妨换一个角度想,暂且放下对理科的厌恶和对考试的痛恨。因为你正在见证的,是科学的美丽与人类的尊严。



◆ ◆ ◆
圆的周长公式(The Length of the Circumference of a Circle)





目前,人类已经能得到圆周率的2061亿位精度。还是挺无聊的。现代科技领域使用的圆周率值,有十几位已经足够了。如果用35位精度的圆周率值,来计算一个能把太阳系包起来的一个圆的周长,误差还不到质子直径的百万分之一。现在的人计算圆周率,多数是为了验证计算机的计算能力,还有就是为了兴趣。



◆ ◆ ◆
傅立叶变换(The Fourier Transform)






这个挺专业的,一般人完全不明白。不多作解释。简要地说没有这个式子没有今天的电子计算机,所以你能在这里上网除了感谢党感谢政府还要感谢这个完全看不懂的式子。另外傅立叶虽然姓傅,但是法国人。




◆ ◆ ◆
德布罗意方程组(The de Broglie Relations)






这个东西也挺牛逼的,高中物理学到光学的话很多概念跟它是远亲。简要地说德布罗意这人觉得电子不仅是一个粒子,也是一种波,它还有 “波长”。于是搞啊搞就有了这个物质波方程,表达了波长、能量等等之间的关系。同时他获得了1929年诺贝尔物理学奖。




◆ ◆ ◆
1+1=2

这个公式不需要名称,不需要翻译,不需要解释。




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薛定谔方程(The Schrödinger Equation)






也是一般人完全不明白的。因此我摘录官方评价:“薛定谔方程是世界原子物理学文献中应用最广泛、影响最大的公式。”由于对量子力学的杰出贡献,薛定谔获得1933年诺贝尔物理奖。另外薛定谔虽然姓薛,但是奥地利人。




◆ ◆ ◆
质能方程(Mass–energy Equivalence)






好像从来没有一个科学界的公式有如此广泛的意义。在物理学“奇迹年”1905年,由一个叫做爱因斯坦的年轻人提出。同年他还发表了《论动体的电动力学》——俗称狭义相对论。这个公式告诉我们,爱因斯坦是牛逼的,能量和质量是可以互换的。副产品:原子弹。




◆ ◆ ◆
勾股定理(Pythagorean Theorem)






做数学不可能没用到过吧,不多讲了。




◆ ◆ ◆
牛顿第二定律(Newton's Second Law of Motion)






有史以来最伟大的没有之一的科学家在有史以来最伟大没有之一的科学巨作《自然哲学的数学原理》当中的被认为是经典物理学中最伟大的没有之一的核心定律。动力的所有基本方程都可由它通过微积分推导出来。对于学过高中物理的人,没什么好多讲了。




◆ ◆ ◆

欧拉公式(Euler's Identity)






这个公式是上帝写的么?到了最后几名,创造者个个神人。欧拉是历史上最多产的数学家,也是各领域(包含数学的所有分支及力学、光学、音响学、水利、天文、化学、医药等)最多著作的学者。数学史上称十八世纪为“欧拉时代”。欧拉出生于瑞士,31岁丧失了右眼的视力,59岁双眼失明,但他性格乐观,有惊人的记忆力及集中力。他一生谦逊,很少用自己的名字给他发现的东西命名。不过还是命名了一个最重要的一个常数——e。关于e,以前有一个笑话说:在一家精神病院里,有个病患整天对着别人说,“我微分你、我微分你。”也不知为什么,这些病患都有一点简单的微积分概念,总以为有一天自己会像一般多项式函数般,被微分到变成零而消失,因此对他避之不及,然而某天他却遇上了一个不为所动的人,他很意外,而这个人淡淡地对他说,“我是e的x次方。”这个公式的巧妙之处在于,它没有任何多余的内容,将数学中最基本的e、i、pie放在了同一个式子中,同时加入了数学也是哲学中最重要的0和1,再以简单的加号相连。高斯曾经说:“一个人第一次看到这个公式而不感到它的魅力,他不可能成为数学家。”




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麦克斯韦方程组(The Maxwell's Equations)






任何一个能把这几个公式看懂的人,一定会感到背后有凉风——如果没有上帝,怎么解释如此完美的方程?这组公式融合了电的高斯定律、磁的高斯定律、法拉第定律以及安培定律。比较谦虚的评价是:“一般地,宇宙间任何的电磁现象,皆可由此方程组解释。”到后来麦克斯韦仅靠纸笔演算,就从这组公式预言了电磁波的存在。我们不是总喜欢编一些故事,比如爱因斯坦小时候因为某一刺激从而走上了发奋学习、报效祖国的道路么?事实上,这个刺激就是你看到的这个方程组。也正是因为这个方程组完美统一了整个电磁场,让爱因斯坦始终想要以同样的方式统一引力场,并将宏观与微观的两种力放在同一组式子中:即著名的“大一统理论”。爱因斯坦直到去世都没有走出这个隧道,而如果一旦走出去,我们将会在隧道另一头看到上帝本人。





 
 
 
 
 
 
 
来源:大数据文摘
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导言


英国科学期刊《物理世界》曾让读者投票评选了“最伟大的公式”,最终榜上有名的十个公式既有无人不知的1+1=2,又有著名的E=mc2;既有简单的圆周公式,又有复杂的欧拉公式……从什么时候起我们开始厌恶数学?这些东西原本如此美丽,如此精妙。这个地球上有多少伟大的智慧曾耗尽一生,才最终写下一个等号。每当你解不开方程的时候,不妨换一个角度想,暂且放下对理科的厌恶和对考试的痛恨。因为你正在见证的,是科学的美丽与人类的尊严。



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圆的周长公式(The Length of the Circumference of a Circle)

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目前,人类已经能得到圆周率的2061亿位精度。还是挺无聊的。现代科技领域使用的圆周率值,有十几位已经足够了。如果用35位精度的圆周率值,来计算一个能把太阳系包起来的一个圆的周长,误差还不到质子直径的百万分之一。现在的人计算圆周率,多数是为了验证计算机的计算能力,还有就是为了兴趣。



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傅立叶变换(The Fourier Transform)

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这个挺专业的,一般人完全不明白。不多作解释。简要地说没有这个式子没有今天的电子计算机,所以你能在这里上网除了感谢党感谢政府还要感谢这个完全看不懂的式子。另外傅立叶虽然姓傅,但是法国人。




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德布罗意方程组(The de Broglie Relations)

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这个东西也挺牛逼的,高中物理学到光学的话很多概念跟它是远亲。简要地说德布罗意这人觉得电子不仅是一个粒子,也是一种波,它还有 “波长”。于是搞啊搞就有了这个物质波方程,表达了波长、能量等等之间的关系。同时他获得了1929年诺贝尔物理学奖。




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1+1=2

这个公式不需要名称,不需要翻译,不需要解释。




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薛定谔方程(The Schrödinger Equation)

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也是一般人完全不明白的。因此我摘录官方评价:“薛定谔方程是世界原子物理学文献中应用最广泛、影响最大的公式。”由于对量子力学的杰出贡献,薛定谔获得1933年诺贝尔物理奖。另外薛定谔虽然姓薛,但是奥地利人。




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质能方程(Mass–energy Equivalence)

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好像从来没有一个科学界的公式有如此广泛的意义。在物理学“奇迹年”1905年,由一个叫做爱因斯坦的年轻人提出。同年他还发表了《论动体的电动力学》——俗称狭义相对论。这个公式告诉我们,爱因斯坦是牛逼的,能量和质量是可以互换的。副产品:原子弹。




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勾股定理(Pythagorean Theorem)

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做数学不可能没用到过吧,不多讲了。




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牛顿第二定律(Newton's Second Law of Motion)

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有史以来最伟大的没有之一的科学家在有史以来最伟大没有之一的科学巨作《自然哲学的数学原理》当中的被认为是经典物理学中最伟大的没有之一的核心定律。动力的所有基本方程都可由它通过微积分推导出来。对于学过高中物理的人,没什么好多讲了。




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欧拉公式(Euler's Identity)

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这个公式是上帝写的么?到了最后几名,创造者个个神人。欧拉是历史上最多产的数学家,也是各领域(包含数学的所有分支及力学、光学、音响学、水利、天文、化学、医药等)最多著作的学者。数学史上称十八世纪为“欧拉时代”。欧拉出生于瑞士,31岁丧失了右眼的视力,59岁双眼失明,但他性格乐观,有惊人的记忆力及集中力。他一生谦逊,很少用自己的名字给他发现的东西命名。不过还是命名了一个最重要的一个常数——e。关于e,以前有一个笑话说:在一家精神病院里,有个病患整天对着别人说,“我微分你、我微分你。”也不知为什么,这些病患都有一点简单的微积分概念,总以为有一天自己会像一般多项式函数般,被微分到变成零而消失,因此对他避之不及,然而某天他却遇上了一个不为所动的人,他很意外,而这个人淡淡地对他说,“我是e的x次方。”这个公式的巧妙之处在于,它没有任何多余的内容,将数学中最基本的e、i、pie放在了同一个式子中,同时加入了数学也是哲学中最重要的0和1,再以简单的加号相连。高斯曾经说:“一个人第一次看到这个公式而不感到它的魅力,他不可能成为数学家。”




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麦克斯韦方程组(The Maxwell's Equations)

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任何一个能把这几个公式看懂的人,一定会感到背后有凉风——如果没有上帝,怎么解释如此完美的方程?这组公式融合了电的高斯定律、磁的高斯定律、法拉第定律以及安培定律。比较谦虚的评价是:“一般地,宇宙间任何的电磁现象,皆可由此方程组解释。”到后来麦克斯韦仅靠纸笔演算,就从这组公式预言了电磁波的存在。我们不是总喜欢编一些故事,比如爱因斯坦小时候因为某一刺激从而走上了发奋学习、报效祖国的道路么?事实上,这个刺激就是你看到的这个方程组。也正是因为这个方程组完美统一了整个电磁场,让爱因斯坦始终想要以同样的方式统一引力场,并将宏观与微观的两种力放在同一组式子中:即著名的“大一统理论”。爱因斯坦直到去世都没有走出这个隧道,而如果一旦走出去,我们将会在隧道另一头看到上帝本人。

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在电子行业,这十位科学家就是最好的榜样!

设计类 将计就计 2016-10-12 16:13 发表了文章 来自相关话题

电子工程是集数学,物理,化学,生物, 机械, 材料之大成。但对于这个领域的专家,我们有时候又知之甚少。因为它不像软件那样,来一个新语言就出一个新大拿,很多时候这些专家会埋头苦干数十年,最后就算获得了成果也不会在很多人面前推广,有时候甚至推广了你也看不懂,我们来盘点一下:



威廉·肖克利
晶体管发明者





威廉·肖克利(WilliamShockley):晶体管之父、1956年度诺贝尔物理学奖获得者。全名威廉·布拉德福德·肖克利(William Bradford Shockley,1910年2月13日-1989年8月12日)。

肖克利,1910年生于伦敦。父母都是美国人,父亲是一个矿冶工程师,当时被派驻在英国。3岁,随父母举家迁往加州,在那里长大。

从事矿业的双亲从小给他灌输科学思想,肖克利的母亲教他学习数学。但是,对他产生特别重要影响的人是邻居诺斯教授,一位斯坦福大学的物理学家。10岁的肖克利是诺斯家的常客,和教授的两个女儿一起玩,就像他的儿子一样。诺斯喜欢孩子,喜欢吸引他的小听众。一次,他们谈到无线电,肖克利把天线与地线弄混了,无线电波的概念超出了他的理解能力。他以为地上的线是一条线,而空中的线是另一条线。诺斯向这位好奇的小听众解释了电波耦合的原理,他忽然觉得豁然开朗。

1932年,在加州理工学院得到学士学位,然后考入了麻省理工(MIT),他的博士论文题目是“氯化钠晶体中电子波函数的计算”。1936年,获固体物理学博士学位,后留校任教。

不久,位于新泽西州的贝尔实验室副主任凯利来麻省“挖角”,将肖克利挖走了。先后从事过真空管和氧化铜半导体放大器的研究。二次大战期间,他被分配到哥伦比亚大学,从事海军反潜艇的研究,1944年到1945年又当过国防部的顾问人员。在新泽西州的贝尔基地,他雷达装置做些电子设计,在那段时间,肖克利获得了最高荣誉勋章。他的主要贡献是将雷达用于B-29轰炸机。

1950年11月,肖克利出版了“半导体中的电子和电洞”一书,这是基于他在贝尔实验室所给的一系列演讲写成的,成为这个专业的经典著作。1951年,他领导研究小组研制出第一个可靠的结型晶体管,这项发明证实了肖克利作为研究室主任的天赋。他知道如何找到问题的根本。以他精练的风格,不论是以文字还是口头表述,他都能把实验导向一个新的、通常是正确的方向。

于是,世界上有了晶体管。

至于后来创立仙童半导体,引来了八叛逆,这又是另一个故事了。



约翰·巴丁
晶体管发明者





约翰·巴丁(英语:John Bardeen,1908年5月23日-1991年1月30日),美国物理学家,因发明晶体管及其相关效应;超导的BCS理论分别在1956年、1972年两次获得诺贝尔物理学奖。

巴丁1908年出生于美国威斯康星州的麦迪逊,1923年进入威斯康星大学麦迪逊分校电机工程系学习, 1928年取得学士学位,1929年取得硕士学位。毕业后巴丁留校担任电机工程研究助理。1930年到1933年期间,巴丁在匹兹堡海湾实验研究所从事地球磁场及重力场勘测方法的研究。1933年巴丁进入普林斯顿大学,在尤金·维格纳的指导下研究固体物理学。1935年到1938年期间任哈佛大学研究员,并于1936年获得普林斯顿大学博士学位。1938年到1941年间,巴丁担任明尼苏达大学助理教授,1941年到1945年在华盛顿海军军械实验室工作,1945年到1951年在贝尔电话公司实验研究所研究半导体及金属的导电机制、半导体表面性能等问题。1947年和同事沃尔特·布喇顿发明了半导体三极管(双极性晶体管),一个月后,肖克利发明了PN结晶体管,三人因发现晶体管效应共同获得1956年诺贝尔物理学奖。

1951年,约翰·巴丁由于和肖克利不合,离开贝尔实验室,到伊利诺大学香槟分校任教。1950年代早期,巴丁就已经开始考虑超导电性的问题。他意识到电子与声子的相互作用是解决问题的关键。1953年,约翰·施里弗来到伊利诺大学,在巴丁的指导下攻读物理学博士学位,并选择超导问题作为博士论文题目。在普林斯顿高等研究院的杨振宁推荐下,刚从哥伦比亚大学获得博士学位不久的利昂·库珀开始与巴丁和施里弗进行合作。1957年,巴丁和库珀、施里弗共同创立了BCS理论,对超导电性做出了合理的解释。他们三人也因此获得1972年诺贝尔物理学奖。巴丁也成为第一位,也是目前为止唯一一位两次获得诺贝尔物理学奖的人。



沃尔特·布喇顿
晶体管发明者





沃尔特·布喇顿(英语:Walter Brattain,1902年2月10日-1987年10月13日),美国近代物理学家,生于中国厦门。1947年与威廉·肖克利、约翰·巴丁因发明晶体管的贡献,获得1956年诺贝尔物理学奖。

沃尔特·布喇顿,参与发明了晶体管,他的一生专心致力于‘表面态’的研究,他虽然出生于中国厦门,但他是在春田、奥勒冈州与华盛顿度过他的人生早期岁月,他成长于他的父母亲罗斯·布喇顿与奥特丽·豪泽自家经营的位于华盛顿州的养牛牧场,于位在瓦拉瓦拉,华盛顿的惠特曼学院(Whitman College)获得他的物理与数学双学士学位,布喇顿在1924年得到此学位并在1926年于奥勒冈大学获颁硕士学位,他接着踏上往东的路途,在1929年于明尼苏达大学获得他的博士学位,布喇顿的论文指导教授是约翰·泰特,他的题目是用电子撞击水银蒸气以研究激发能的异常现象。在1928年与1929年他在位于首都华盛顿的国家标准技术研究所工作,并在1929年受雇于贝尔实验室。

在第二次世界大战爆发之前夕,布喇顿在贝尔实验室关切的首先是钨的表面物理,随后是氧化铜半导体的表面。第二次世界大战期间布喇顿贡献自己的时间发展侦测潜水艇的方法在与国家防卫研究委员会的合约之下位于哥伦比亚大学。

战后布喇顿返回贝尔实验室加入实验室新成立的固态部门之内的半导体小组,威廉·肖克利是半导体小组的主管,早在1946年,肖克利初步开始研究半导体并尝试制造一个实用的固态放大器。并和另外两人发明了半导体晶体管



Hedy Lamarr
CDMA奠基人






海蒂·拉玛(英语:Hedy Lamarr,1914年11月9日-2000年1月19日),出生于奥地利,犹太人后裔,美国演员、展布频谱(Spread Spectrum)技术的共同发明人(为现代许多无线通讯系统包括无线局域网路与移动电话的基础关键,并于2014年被选入美国发明家名人堂)。

于1933年上映的捷克电影中展示裸体,为世界上最早的裸体电影之一。

1942年8月11日,海蒂·拉玛与乔治·安塞尔从美国专利局获得了名为秘密通信系统(Secret Communications System)的专利,编号为2,292,387(后称此技术为展频技术 Spread Spectrum)。事实上在他们的专利中一共使用了88种频率,这个数字和钢琴的按键相同。获得专利后他们没有开发相关的商业用途而是直接交给了政府,他们还需要为此担负相关的专利维护费。然而那时候还未发明晶体管以及集成电路,想要将庞大的电子管设备塞入鱼雷之中困难重重,因而海军拒绝了这一想法。

虽然拉玛和安塞尔没有继续他们的发明,但是实际上日后扩频技术在移动电话通讯技术 CDMA(Code Division Multiple Acces,分码多工存取)、无线局域网路(WLAN)、Wi-Fi与 Bluetooth 都是奠基于展频技术而来。海蒂拉玛与乔治安瑟终其一生,未因此专利获得任何一分钱,1997 年,这项专利发明了 56 年后,海蒂拉玛与乔治安瑟的成就才终于获得电子前线基金会(Electronic Frontier Foundation;EFF)荣誉技术奖章的肯定。



克劳德·香农
信息论创始人





Claude Elwood Shannon (1916-2001)一个影响了整个数字通信时代的伟大人物。只是令人奇怪的是他在普通老百姓中的名声还不如Bill这样的商人,也许这就是世人重利的原因吧。因此有必要先简单的介绍一下香农老前辈了。

克劳德·香农,作为信息论的创始人,20世纪最伟大的科学家之一。他在通信技术与工程方面的创造性工作,为计算机与远程通信奠定了坚实的理论基础,信息论及数字通信时代的奠基之父。经他阐明的信息概念、连同“比特”这个单位已经深入人心,成为今天日常生活都离不开的词汇。也许C=Blog2(1+S/N) 这个公式让人更好记住香农。这个公式托起了整个数字通信和信息论。他于1916年4月30日诞生于美国密西根州的,幼年在一个叫Gaylord的小镇长大,在密西根大学获得数学与电气工程学士学位(这个我问了很多的同学好像在国内都没这个专业,最近的就是计算机数学了),然后进入大名鼎鼎的MIT攻读研究生,并获得了电气工程硕士学位(那时好像还没有我学的信息工程专业)。

值得一提的是在MIT的时候香农的毕业论文《A Symbolic Analysis of Relay and Switching Circuits》就是一篇划时代的论文。他第一次在还是模拟的电话交换系统中引入的布尔函数,引入了1/0概念,奠定了数字通信的基础。

1948年伟大的香农同志为了全世界通信人民的幸福不辛万苦创立了信息论(information theory)。那时毛爷爷也在为全中国人们的幸福而奋斗,同年香农在Bell System Technical Journal上发表了《A Mathematical Theory of Communication 》。论文由香农和威沃共同署名。其中Weaver只是给这个后辈写了个序。

论文的开头提到这样一段话“The fundamental problem of communication is that of reproducing at one point either exactly or approximately a message selected at another point.”(通信的最基本问题是如何在一点近似或完全的再现另一点的内容。)这篇论文建立了信息论这一学科(于是我大学时有专业可学了:)),提出了通信系统的线性示意模型,即信源、发端、信道、接端、信宿。无论是图像、文字、声音或数据都可以调整成1/0比特流通过信道传送,他建立的信息理论框架和术语已经成为技术标准。他的理论在通信工程师中立即获得成功,并刺激了今天信息时代所需要的技术发展。

在这篇论文中,香农首次引入“比特”(bit)一词,如果在信号中附加额外的比特,就能使传输错误得到纠正。按照物理学的习惯,把电流单位叫做“安培”,如果给“比特流”一个单位名,那么叫做“香农”是比较合适的。



杰克·基尔比
集成电路





杰克·基尔比( Jack Kilby , 1923年11月8日 --- 2005年6月20日 ),美国科学家,发明家,他是集成电路的 2 位发明人之一,为美国德州仪器的工程师,其于1958年发明集成电路,JK正反器即以其名字命名。他的名字被写入了美国发明家名人堂,获得了与亨利·福特、爱迪生和怀特兄弟并列的荣誉。他目前拥有六十多项美国专利,是电器和电子工程师协会的成员。

1958年6月,基尔比由于刚到德克萨斯机械厂工作,不能休假,自己在办公室内,有时间思考如何能把整个线路的体织缩小的办法。他突然想到,晶体管和线路的所有部分都可用硅片做。当时还无人用半导体做电阻和电容,如能用硅做,则整个线路就可以建造在一块单晶片上,可使体积变得很小,而且容易生产。12月基尔比在一片锗单晶片上做成了集成电路。经实验证明。基尔比所做的电路是工作的,说明他解决了做集成电路的所有问题。

1959年6月德克萨斯机械厂申请“铅笔尖大小的固体电路”专利。这个电路就是世界上第一个集成电路。为此,基尔比和其另外一人共同获2000年诺贝尔物理奖。

高琨
光纤之父





1934年12月5日年出生在上海陆家嘴,住在英租界。

1948年全家移居香港。1949年,又移民台湾,他进入圣若瑟书院就读。中学毕业后,他考入香港大学。但由于当时港大没有电机工程系,他远赴英国东伦敦伍尔维奇理工学院(现英国格林威治大学)就读。1957年,他从伍尔维奇理工学院电子工程专业毕业。1965年,在伦敦大学下属的伦敦帝国学院获得电机工程博士学位。

1957年,高锟读博士时进入国际电话电报公司(ITT),在其英国子公司——标准电话与电缆有限公司(Standard Telephones and Cables Ltd.)任工程师。

1960年,他进入ITT设于英国的欧洲中央研究机构——标准电信实验有限公司,在那里工作了十年,其职位从研究科学家升至研究经理。正是在 这段时期,高锟教授成为光纤通讯领域的先驱。

从1957年开始,高锟即从事光导纤维在通讯领域运用的研究。

1964年,他提出在电话网络中以光代替电流,以玻璃纤维代替导线。

1965年,在以无数实验为基础的一篇论文中提出以石英基玻璃纤维作长程信息传递,将带来一场通讯业的革命,并提出当玻璃纤维损耗率下降到20分贝/公里时,光纤维通讯就会成功。

1966年,在标准电话实验室与何克汉共同提出光纤可以用作通信媒介。高锟在电磁波导、陶瓷科学(包括光纤制造)方面获28项专利。由于他取得的成果,有超过10亿公里的光缆以闪电般的速度通过宽带互联网,为全球各地的办事处和家居提供数据。

爱因斯坦
现代物理的奠基人





阿尔伯特·爱因斯坦(德语:Albert Einstein,1879年3月14日-1955年4月18日)是20世纪犹太裔理论物理学家,创立了现代物理学的两大支柱之一的相对论(另一支柱是量子力学)。他在科学哲学领域颇具影响力。

他是质能方程的发现者E = mc2(世人称之为“全世界最著名的方程”)。因为“对理论物理的贡献,特别是发现了光电效应”,他荣获1921年诺贝尔物理学奖。这发现为量子理论的建立踏出了关键性的一步。

爱因斯坦在职业生涯早期就发觉经典力学与电磁场无法相互共存,因而发展出狭义相对论。他又发现,相对论原理可以延伸至引力场的建模。从研究出来的一些引力理论,他于1915年发表了广义相对论。他持续研究统计力学与量子理论,导致他给出粒子论与对于分子运动的解释。在1917年,爱因斯坦应用广义相对论来建立大尺度结构宇宙的模型。

阿道夫·希特勒于1933年开始掌权成为德国总理之时,爱因斯坦正在走访美国。由于爱因斯坦是犹太裔人,所以尽管身为普鲁士科学院教授,亦没有返回德国。

1940年,他定居美国,随后成为美国公民。在第二次世界大战前夕,他在一封写给当时美国总统富兰克林·罗斯福的信里署名,信内提到德国可能发展出一种新式且深具威力的炸弹,因此建议美国也尽早进行相关研究,美国因此开启了曼哈顿计划。

爱因斯坦支持增强同盟国的武力,但谴责将当时新发现的核裂变用于武器用途的想法,后来爱因斯坦与英国哲学家伯特兰·罗素共同签署《罗素—爱因斯坦宣言》,强调核武器的危险性。

爱因斯坦总共发表了300多篇科学论文和150篇非科学作品。爱因斯坦被誉为是“现代物理学之父”及20世纪世界最重要科学家之一。他卓越的科学成就和原创性使得“爱因斯坦”一词成为“天才”的同义词。



麦克斯韦
电磁学奠基人





詹姆斯·克拉克·麦克斯韦FRS FRSE(英语:James Clerk Maxwell,1831年6月13日-1879年11月5日),苏格兰数学物理学家。其最大功绩是提出了将电、磁、光统归为电磁场中现象的麦克斯韦方程组[4]。麦克斯韦在电磁学领域的功绩实现了物理学自艾萨克·牛顿后的第二次统一。

在1864年发表的论文《电磁场的动力学理论》中,麦克斯韦提出电场和磁场以波的形式以光速在空间中传播,并提出光是引起同种介质中电场和磁场中许多现象的电磁扰动[6],同时从理论上预测了电磁波的存在。此外,他还推进了分子运动论的发展,提出了彩色摄影的基础理论,奠定了结构刚度分析的基础。

麦克斯韦被普遍认为是十九世纪物理学家中,对于二十世纪初物理学的巨大进展影响最为巨大的一位。他的科学工作为狭义相对论和量子力学打下理论基础,是现代物理学的先声。有观点认为,他对物理学的发展做出的贡献仅次于艾萨克·牛顿和阿尔伯特·爱因斯坦。在麦克斯韦百年诞辰时,爱因斯坦本人盛赞了麦克斯韦,称其对于物理学做出了“自牛顿时代以来的一次最深刻、最富有成效的变革”



尼古拉·特斯拉
从2046穿越过来的





尼古拉·特斯拉(英语:Nikola Tesla,塞尔维亚语:Никола Тесла;1856年7月10日-1943年1月7日),塞尔维亚裔美籍发明家、物理学家、机械工程师、电机工程师和未来学家。他被认为是电力商业化的重要推动者,并因主要设计了现代交流电力系统而最为人知。在迈克尔·法拉第发现的电磁场理论的基础上,特斯拉在电磁场领域有着多项革命性的发明。他的多项相关的专利以及电磁学的理论研究工作是现代的无线通信和无线电的基石。

在赢得著名的19世纪80年代的“电流战争”及在1894年成功进行短波无线通信试验之后,特斯拉被认为是当时美国最伟大的电机工程师之一。他的许多发现被认为是具有开创性的,是电机工程学的先驱。1891年,特斯拉在成功试验了把电力以无线能量传输的形式送到了目标用电器之后,致力于商业化的洲际电力无线输送,并且以此设想建造了半成品——沃登克里弗塔。

20世纪30年代,接近生命的尾声阶段,特斯拉一度变得深居简出,独居于纽约市的一个旅馆里,偶尔才会向新闻界发表一些不同寻常的声明。因举止怪异,特斯拉被普遍认为是“疯狂科学家”的原型。他对于金钱和法律事务之不在乎亦是其一生之致命伤。数家电子公司(今日美国电子业龙头的前身)联合派出一群能言善道的律师,夺走了他大部分的专利。1943年1月7日,特斯拉在穷困潦倒中去世。去世之后,特斯拉的成就并不太为当时的人所知,但是在20世纪90年代,他的公众名望出人意料地上演了王者归来。在2005年,他被电视节目“最伟大的美国人”(美国在线和探索频道共同开展)列为前100名,这张名单是由公众投票产生。

在现代社会中处处可见特斯拉的遗产。撇开他在电磁学和工程上的成就,特斯拉也被认为对机器人、弹道学、资讯科学、核子物理学和理论物理学上等各种领域有贡献。许多他的成就已伴随着一些争议被应用,去支持着许多的非主流科学,如幽浮理论和新世纪神秘理论。特斯拉当代的钦佩者视他为“创造出二十世纪的人”。
 
 
 
 
 
 
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电子工程是集数学,物理,化学,生物, 机械, 材料之大成。但对于这个领域的专家,我们有时候又知之甚少。因为它不像软件那样,来一个新语言就出一个新大拿,很多时候这些专家会埋头苦干数十年,最后就算获得了成果也不会在很多人面前推广,有时候甚至推广了你也看不懂,我们来盘点一下:



威廉·肖克利
晶体管发明者

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威廉·肖克利(WilliamShockley):晶体管之父、1956年度诺贝尔物理学奖获得者。全名威廉·布拉德福德·肖克利(William Bradford Shockley,1910年2月13日-1989年8月12日)。

肖克利,1910年生于伦敦。父母都是美国人,父亲是一个矿冶工程师,当时被派驻在英国。3岁,随父母举家迁往加州,在那里长大。

从事矿业的双亲从小给他灌输科学思想,肖克利的母亲教他学习数学。但是,对他产生特别重要影响的人是邻居诺斯教授,一位斯坦福大学的物理学家。10岁的肖克利是诺斯家的常客,和教授的两个女儿一起玩,就像他的儿子一样。诺斯喜欢孩子,喜欢吸引他的小听众。一次,他们谈到无线电,肖克利把天线与地线弄混了,无线电波的概念超出了他的理解能力。他以为地上的线是一条线,而空中的线是另一条线。诺斯向这位好奇的小听众解释了电波耦合的原理,他忽然觉得豁然开朗。

1932年,在加州理工学院得到学士学位,然后考入了麻省理工(MIT),他的博士论文题目是“氯化钠晶体中电子波函数的计算”。1936年,获固体物理学博士学位,后留校任教。

不久,位于新泽西州的贝尔实验室副主任凯利来麻省“挖角”,将肖克利挖走了。先后从事过真空管和氧化铜半导体放大器的研究。二次大战期间,他被分配到哥伦比亚大学,从事海军反潜艇的研究,1944年到1945年又当过国防部的顾问人员。在新泽西州的贝尔基地,他雷达装置做些电子设计,在那段时间,肖克利获得了最高荣誉勋章。他的主要贡献是将雷达用于B-29轰炸机。

1950年11月,肖克利出版了“半导体中的电子和电洞”一书,这是基于他在贝尔实验室所给的一系列演讲写成的,成为这个专业的经典著作。1951年,他领导研究小组研制出第一个可靠的结型晶体管,这项发明证实了肖克利作为研究室主任的天赋。他知道如何找到问题的根本。以他精练的风格,不论是以文字还是口头表述,他都能把实验导向一个新的、通常是正确的方向。

于是,世界上有了晶体管。

至于后来创立仙童半导体,引来了八叛逆,这又是另一个故事了。



约翰·巴丁
晶体管发明者

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约翰·巴丁(英语:John Bardeen,1908年5月23日-1991年1月30日),美国物理学家,因发明晶体管及其相关效应;超导的BCS理论分别在1956年、1972年两次获得诺贝尔物理学奖。

巴丁1908年出生于美国威斯康星州的麦迪逊,1923年进入威斯康星大学麦迪逊分校电机工程系学习, 1928年取得学士学位,1929年取得硕士学位。毕业后巴丁留校担任电机工程研究助理。1930年到1933年期间,巴丁在匹兹堡海湾实验研究所从事地球磁场及重力场勘测方法的研究。1933年巴丁进入普林斯顿大学,在尤金·维格纳的指导下研究固体物理学。1935年到1938年期间任哈佛大学研究员,并于1936年获得普林斯顿大学博士学位。1938年到1941年间,巴丁担任明尼苏达大学助理教授,1941年到1945年在华盛顿海军军械实验室工作,1945年到1951年在贝尔电话公司实验研究所研究半导体及金属的导电机制、半导体表面性能等问题。1947年和同事沃尔特·布喇顿发明了半导体三极管(双极性晶体管),一个月后,肖克利发明了PN结晶体管,三人因发现晶体管效应共同获得1956年诺贝尔物理学奖。

1951年,约翰·巴丁由于和肖克利不合,离开贝尔实验室,到伊利诺大学香槟分校任教。1950年代早期,巴丁就已经开始考虑超导电性的问题。他意识到电子与声子的相互作用是解决问题的关键。1953年,约翰·施里弗来到伊利诺大学,在巴丁的指导下攻读物理学博士学位,并选择超导问题作为博士论文题目。在普林斯顿高等研究院的杨振宁推荐下,刚从哥伦比亚大学获得博士学位不久的利昂·库珀开始与巴丁和施里弗进行合作。1957年,巴丁和库珀、施里弗共同创立了BCS理论,对超导电性做出了合理的解释。他们三人也因此获得1972年诺贝尔物理学奖。巴丁也成为第一位,也是目前为止唯一一位两次获得诺贝尔物理学奖的人。



沃尔特·布喇顿
晶体管发明者

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沃尔特·布喇顿(英语:Walter Brattain,1902年2月10日-1987年10月13日),美国近代物理学家,生于中国厦门。1947年与威廉·肖克利、约翰·巴丁因发明晶体管的贡献,获得1956年诺贝尔物理学奖。

沃尔特·布喇顿,参与发明了晶体管,他的一生专心致力于‘表面态’的研究,他虽然出生于中国厦门,但他是在春田、奥勒冈州与华盛顿度过他的人生早期岁月,他成长于他的父母亲罗斯·布喇顿与奥特丽·豪泽自家经营的位于华盛顿州的养牛牧场,于位在瓦拉瓦拉,华盛顿的惠特曼学院(Whitman College)获得他的物理与数学双学士学位,布喇顿在1924年得到此学位并在1926年于奥勒冈大学获颁硕士学位,他接着踏上往东的路途,在1929年于明尼苏达大学获得他的博士学位,布喇顿的论文指导教授是约翰·泰特,他的题目是用电子撞击水银蒸气以研究激发能的异常现象。在1928年与1929年他在位于首都华盛顿的国家标准技术研究所工作,并在1929年受雇于贝尔实验室。

在第二次世界大战爆发之前夕,布喇顿在贝尔实验室关切的首先是钨的表面物理,随后是氧化铜半导体的表面。第二次世界大战期间布喇顿贡献自己的时间发展侦测潜水艇的方法在与国家防卫研究委员会的合约之下位于哥伦比亚大学。

战后布喇顿返回贝尔实验室加入实验室新成立的固态部门之内的半导体小组,威廉·肖克利是半导体小组的主管,早在1946年,肖克利初步开始研究半导体并尝试制造一个实用的固态放大器。并和另外两人发明了半导体晶体管



Hedy Lamarr
CDMA奠基人

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海蒂·拉玛(英语:Hedy Lamarr,1914年11月9日-2000年1月19日),出生于奥地利,犹太人后裔,美国演员、展布频谱(Spread Spectrum)技术的共同发明人(为现代许多无线通讯系统包括无线局域网路与移动电话的基础关键,并于2014年被选入美国发明家名人堂)。

于1933年上映的捷克电影中展示裸体,为世界上最早的裸体电影之一。

1942年8月11日,海蒂·拉玛与乔治·安塞尔从美国专利局获得了名为秘密通信系统(Secret Communications System)的专利,编号为2,292,387(后称此技术为展频技术 Spread Spectrum)。事实上在他们的专利中一共使用了88种频率,这个数字和钢琴的按键相同。获得专利后他们没有开发相关的商业用途而是直接交给了政府,他们还需要为此担负相关的专利维护费。然而那时候还未发明晶体管以及集成电路,想要将庞大的电子管设备塞入鱼雷之中困难重重,因而海军拒绝了这一想法。

虽然拉玛和安塞尔没有继续他们的发明,但是实际上日后扩频技术在移动电话通讯技术 CDMA(Code Division Multiple Acces,分码多工存取)、无线局域网路(WLAN)、Wi-Fi与 Bluetooth 都是奠基于展频技术而来。海蒂拉玛与乔治安瑟终其一生,未因此专利获得任何一分钱,1997 年,这项专利发明了 56 年后,海蒂拉玛与乔治安瑟的成就才终于获得电子前线基金会(Electronic Frontier Foundation;EFF)荣誉技术奖章的肯定。



克劳德·香农
信息论创始人

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Claude Elwood Shannon (1916-2001)一个影响了整个数字通信时代的伟大人物。只是令人奇怪的是他在普通老百姓中的名声还不如Bill这样的商人,也许这就是世人重利的原因吧。因此有必要先简单的介绍一下香农老前辈了。

克劳德·香农,作为信息论的创始人,20世纪最伟大的科学家之一。他在通信技术与工程方面的创造性工作,为计算机与远程通信奠定了坚实的理论基础,信息论及数字通信时代的奠基之父。经他阐明的信息概念、连同“比特”这个单位已经深入人心,成为今天日常生活都离不开的词汇。也许C=Blog2(1+S/N) 这个公式让人更好记住香农。这个公式托起了整个数字通信和信息论。他于1916年4月30日诞生于美国密西根州的,幼年在一个叫Gaylord的小镇长大,在密西根大学获得数学与电气工程学士学位(这个我问了很多的同学好像在国内都没这个专业,最近的就是计算机数学了),然后进入大名鼎鼎的MIT攻读研究生,并获得了电气工程硕士学位(那时好像还没有我学的信息工程专业)。

值得一提的是在MIT的时候香农的毕业论文《A Symbolic Analysis of Relay and Switching Circuits》就是一篇划时代的论文。他第一次在还是模拟的电话交换系统中引入的布尔函数,引入了1/0概念,奠定了数字通信的基础。

1948年伟大的香农同志为了全世界通信人民的幸福不辛万苦创立了信息论(information theory)。那时毛爷爷也在为全中国人们的幸福而奋斗,同年香农在Bell System Technical Journal上发表了《A Mathematical Theory of Communication 》。论文由香农和威沃共同署名。其中Weaver只是给这个后辈写了个序。

论文的开头提到这样一段话“The fundamental problem of communication is that of reproducing at one point either exactly or approximately a message selected at another point.”(通信的最基本问题是如何在一点近似或完全的再现另一点的内容。)这篇论文建立了信息论这一学科(于是我大学时有专业可学了:)),提出了通信系统的线性示意模型,即信源、发端、信道、接端、信宿。无论是图像、文字、声音或数据都可以调整成1/0比特流通过信道传送,他建立的信息理论框架和术语已经成为技术标准。他的理论在通信工程师中立即获得成功,并刺激了今天信息时代所需要的技术发展。

在这篇论文中,香农首次引入“比特”(bit)一词,如果在信号中附加额外的比特,就能使传输错误得到纠正。按照物理学的习惯,把电流单位叫做“安培”,如果给“比特流”一个单位名,那么叫做“香农”是比较合适的。



杰克·基尔比
集成电路

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杰克·基尔比( Jack Kilby , 1923年11月8日 --- 2005年6月20日 ),美国科学家,发明家,他是集成电路的 2 位发明人之一,为美国德州仪器的工程师,其于1958年发明集成电路,JK正反器即以其名字命名。他的名字被写入了美国发明家名人堂,获得了与亨利·福特、爱迪生和怀特兄弟并列的荣誉。他目前拥有六十多项美国专利,是电器和电子工程师协会的成员。

1958年6月,基尔比由于刚到德克萨斯机械厂工作,不能休假,自己在办公室内,有时间思考如何能把整个线路的体织缩小的办法。他突然想到,晶体管和线路的所有部分都可用硅片做。当时还无人用半导体做电阻和电容,如能用硅做,则整个线路就可以建造在一块单晶片上,可使体积变得很小,而且容易生产。12月基尔比在一片锗单晶片上做成了集成电路。经实验证明。基尔比所做的电路是工作的,说明他解决了做集成电路的所有问题。

1959年6月德克萨斯机械厂申请“铅笔尖大小的固体电路”专利。这个电路就是世界上第一个集成电路。为此,基尔比和其另外一人共同获2000年诺贝尔物理奖。

高琨
光纤之父

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1934年12月5日年出生在上海陆家嘴,住在英租界。

1948年全家移居香港。1949年,又移民台湾,他进入圣若瑟书院就读。中学毕业后,他考入香港大学。但由于当时港大没有电机工程系,他远赴英国东伦敦伍尔维奇理工学院(现英国格林威治大学)就读。1957年,他从伍尔维奇理工学院电子工程专业毕业。1965年,在伦敦大学下属的伦敦帝国学院获得电机工程博士学位。

1957年,高锟读博士时进入国际电话电报公司(ITT),在其英国子公司——标准电话与电缆有限公司(Standard Telephones and Cables Ltd.)任工程师。

1960年,他进入ITT设于英国的欧洲中央研究机构——标准电信实验有限公司,在那里工作了十年,其职位从研究科学家升至研究经理。正是在 这段时期,高锟教授成为光纤通讯领域的先驱。

从1957年开始,高锟即从事光导纤维在通讯领域运用的研究。

1964年,他提出在电话网络中以光代替电流,以玻璃纤维代替导线。

1965年,在以无数实验为基础的一篇论文中提出以石英基玻璃纤维作长程信息传递,将带来一场通讯业的革命,并提出当玻璃纤维损耗率下降到20分贝/公里时,光纤维通讯就会成功。

1966年,在标准电话实验室与何克汉共同提出光纤可以用作通信媒介。高锟在电磁波导、陶瓷科学(包括光纤制造)方面获28项专利。由于他取得的成果,有超过10亿公里的光缆以闪电般的速度通过宽带互联网,为全球各地的办事处和家居提供数据。

爱因斯坦
现代物理的奠基人

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阿尔伯特·爱因斯坦(德语:Albert Einstein,1879年3月14日-1955年4月18日)是20世纪犹太裔理论物理学家,创立了现代物理学的两大支柱之一的相对论(另一支柱是量子力学)。他在科学哲学领域颇具影响力。

他是质能方程的发现者E = mc2(世人称之为“全世界最著名的方程”)。因为“对理论物理的贡献,特别是发现了光电效应”,他荣获1921年诺贝尔物理学奖。这发现为量子理论的建立踏出了关键性的一步。

爱因斯坦在职业生涯早期就发觉经典力学与电磁场无法相互共存,因而发展出狭义相对论。他又发现,相对论原理可以延伸至引力场的建模。从研究出来的一些引力理论,他于1915年发表了广义相对论。他持续研究统计力学与量子理论,导致他给出粒子论与对于分子运动的解释。在1917年,爱因斯坦应用广义相对论来建立大尺度结构宇宙的模型。

阿道夫·希特勒于1933年开始掌权成为德国总理之时,爱因斯坦正在走访美国。由于爱因斯坦是犹太裔人,所以尽管身为普鲁士科学院教授,亦没有返回德国。

1940年,他定居美国,随后成为美国公民。在第二次世界大战前夕,他在一封写给当时美国总统富兰克林·罗斯福的信里署名,信内提到德国可能发展出一种新式且深具威力的炸弹,因此建议美国也尽早进行相关研究,美国因此开启了曼哈顿计划。

爱因斯坦支持增强同盟国的武力,但谴责将当时新发现的核裂变用于武器用途的想法,后来爱因斯坦与英国哲学家伯特兰·罗素共同签署《罗素—爱因斯坦宣言》,强调核武器的危险性。

爱因斯坦总共发表了300多篇科学论文和150篇非科学作品。爱因斯坦被誉为是“现代物理学之父”及20世纪世界最重要科学家之一。他卓越的科学成就和原创性使得“爱因斯坦”一词成为“天才”的同义词。



麦克斯韦
电磁学奠基人

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詹姆斯·克拉克·麦克斯韦FRS FRSE(英语:James Clerk Maxwell,1831年6月13日-1879年11月5日),苏格兰数学物理学家。其最大功绩是提出了将电、磁、光统归为电磁场中现象的麦克斯韦方程组[4]。麦克斯韦在电磁学领域的功绩实现了物理学自艾萨克·牛顿后的第二次统一。

在1864年发表的论文《电磁场的动力学理论》中,麦克斯韦提出电场和磁场以波的形式以光速在空间中传播,并提出光是引起同种介质中电场和磁场中许多现象的电磁扰动[6],同时从理论上预测了电磁波的存在。此外,他还推进了分子运动论的发展,提出了彩色摄影的基础理论,奠定了结构刚度分析的基础。

麦克斯韦被普遍认为是十九世纪物理学家中,对于二十世纪初物理学的巨大进展影响最为巨大的一位。他的科学工作为狭义相对论和量子力学打下理论基础,是现代物理学的先声。有观点认为,他对物理学的发展做出的贡献仅次于艾萨克·牛顿和阿尔伯特·爱因斯坦。在麦克斯韦百年诞辰时,爱因斯坦本人盛赞了麦克斯韦,称其对于物理学做出了“自牛顿时代以来的一次最深刻、最富有成效的变革”



尼古拉·特斯拉
从2046穿越过来的

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尼古拉·特斯拉(英语:Nikola Tesla,塞尔维亚语:Никола Тесла;1856年7月10日-1943年1月7日),塞尔维亚裔美籍发明家、物理学家、机械工程师、电机工程师和未来学家。他被认为是电力商业化的重要推动者,并因主要设计了现代交流电力系统而最为人知。在迈克尔·法拉第发现的电磁场理论的基础上,特斯拉在电磁场领域有着多项革命性的发明。他的多项相关的专利以及电磁学的理论研究工作是现代的无线通信和无线电的基石。

在赢得著名的19世纪80年代的“电流战争”及在1894年成功进行短波无线通信试验之后,特斯拉被认为是当时美国最伟大的电机工程师之一。他的许多发现被认为是具有开创性的,是电机工程学的先驱。1891年,特斯拉在成功试验了把电力以无线能量传输的形式送到了目标用电器之后,致力于商业化的洲际电力无线输送,并且以此设想建造了半成品——沃登克里弗塔。

20世纪30年代,接近生命的尾声阶段,特斯拉一度变得深居简出,独居于纽约市的一个旅馆里,偶尔才会向新闻界发表一些不同寻常的声明。因举止怪异,特斯拉被普遍认为是“疯狂科学家”的原型。他对于金钱和法律事务之不在乎亦是其一生之致命伤。数家电子公司(今日美国电子业龙头的前身)联合派出一群能言善道的律师,夺走了他大部分的专利。1943年1月7日,特斯拉在穷困潦倒中去世。去世之后,特斯拉的成就并不太为当时的人所知,但是在20世纪90年代,他的公众名望出人意料地上演了王者归来。在2005年,他被电视节目“最伟大的美国人”(美国在线和探索频道共同开展)列为前100名,这张名单是由公众投票产生。

在现代社会中处处可见特斯拉的遗产。撇开他在电磁学和工程上的成就,特斯拉也被认为对机器人、弹道学、资讯科学、核子物理学和理论物理学上等各种领域有贡献。许多他的成就已伴随着一些争议被应用,去支持着许多的非主流科学,如幽浮理论和新世纪神秘理论。特斯拉当代的钦佩者视他为“创造出二十世纪的人”。
 
 
 
 
 
 
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