科技报道集锦
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- 刘海明 发表于
- 【案例】揭秘最古老恒星的“光谱之王”LAMOST，未来如何进阶？｜重器风华【开栏语】习近平总书记在广东视察时强调，实现高水平科技自立自强，是中国式现代化建设的关键。科技创新对当今中国而言，不仅是发展问题，也是生存问题。然而，推动重大科技创新的利器，要不来，买不来，讨不来。工欲善其事，必先利其器。发展建设国之重器，对推动我国经济科技高质量发展、保障国家安全意义十分重大。中国智慧何以打造国之重器？即日起，南方+客户端推出《重器风华》系列主题报道，立足尖端科研、重大基建、健康保障等领域，探访一系列大国重器建设现场，对话参与建设的当事人、亲历者，解码大国重器的“硬核秘籍”。敬请垂注！日前，中国科学院国家天文台研究员赵刚团队观测到了一颗古老的特殊恒星，首次证实了第一代恒星的质量可以达到260倍太阳质量，对恒星考古意义非凡。这一发现的“幕后功臣”，便是专注于光谱观测的郭守敬望远镜（LAMOST）。LAMOST，为“大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜”的英文简称，是中国天文学家自主研制的大视场兼大口径的新型光学望远镜。LAMOST发布光谱数和恒星参数星表数量已连续十年稳居世界第一，它通过亮眼的观测成绩，久居世界“光谱之王”的位置。
十年巡天，遍览星河。回顾LAMOST观星历程，它取得了哪些重要成就？推动了哪些重要的天文发现？已取得丰硕成果的它，未来又将走向何方？南方+记者专访LAMOST运行和发展中心常务副主任、中国科学院国家天文台研究员赵永恒带来独家解读，并邀请了中国科学院国家天文台副研究员邢千帆分享其依托LAMOST数据发现的最新成果。
01最新研究：LAMOST揭秘宇宙最古老恒星遗迹近日，一篇发布在《自然》上的研究为天文学家恒星“考古”带来了新进展。中国科学院国家天文台研究员赵刚团队在银河系晕的一颗特殊恒星中，发现了260倍太阳质量的第一代超大质量恒星演化后坍缩形成的“对不稳定超新星”（PISN）存在的化学证据。这项研究的发现离不开LAMOST获得的海量光谱数据。光谱如何与恒星研究产生联系？光谱就像物体的名片，它可以告诉我们物体的组成成分。比如，通过分析太阳光，我们可以知道太阳由哪些元素组成。根据光谱来鉴别物质并确定它的化学组成，这种方法叫做光谱分析。当光谱分析应用于天文学，结合LAMOST获取的恒星光谱，便可以帮助科学家探索恒星的元素组成和元素丰度。该论文第一作者邢千帆提到，上世纪六十年代，“第一代恒星质量可以达到太阳质量的数百倍”的理论猜想已被提出，但人们一直未能从观测上发现相关证据。这是因为第一代恒星的寿命太“短”， 直接观测到第一代恒星的难度极大，直到今天，天文学家仍未在观测上真正看到过第一代恒星。“早在130多亿年前，绝大部分第一代恒星就以剧烈的超新星爆发的形式结束了一生。”邢千帆说。超新星爆发，即某些恒星在演化接近末期时经历的一种剧烈爆炸。此过程将会反应产生新的金属元素，这些释放的金属元素被第二代恒星继承并保留了下来。“在LAMOST获得的500万条光谱数据中，我们挑选了5000多颗镁元素含量异常低的恒星。之后通过与日本昴星团望远镜开展联合观测，研究团队基于高分辨率光谱数据，从这些恒星中找到了这颗特殊的恒星，并确认了其中钠、锰、钴等十几种元素的含量。”邢千帆说，“这颗恒星的种种化学基因特征与PISN理论计算结果高度吻合。因此，天文学家认为这是一颗保留了PISN化学遗迹的贫金属星，为一直以来未能露面的第一代超大质量恒星及其演化形成的PISN提供了清晰的观测证据。”邢千帆表示，它是现在能够直接观测到的最古老的恒星，数量极其稀少。得益于LAMOST极高的光谱获取效率，天文学家对银河系开展了人口普查式的巡天，获取了大量的恒星光谱数据，增加了光谱样本覆盖到特殊恒星的概率，让天文学家有幸能够找到这颗罕见的恒星。只有对恒星的观测覆盖面足够广，才能更全面地了解银河系历史。邢千帆表示，有些恒星在银河系边缘，覆盖到这些恒星难度比较高。“这时，就需要LAMOST的普查本领，帮助我们发现更多边缘的恒星。”02十年回顾：斩获千万量级光谱，为银河系“画像”上述研究发现，仅是LAMOST相关研究成果的冰山一角。LAMOST兢兢业业地观测着银河系中的星星，不断刷新着光谱数据的世界纪录，天文学家借此为银河系“画像”，让我们有机会一窥银河系的更多秘密。
在十多年前，银河系只有较少的天体获得过光谱数据。LAMOST在设计时的技术创新——4000根光纤并行可控的快速定位技术，使LAMOST成为全世界光谱获取率最高的望远镜。它可以同时观测几千个天体，在科学上开创了大规模光谱巡天的先河。LAMOST在完成为期一年的先导巡天后，于2012年9月28日正式开启了第一期五年巡天，一步步走上了“光谱之王”的位置。巡天第七年，LAMOST获取光谱数据量达到约1125万，成为世界上第一个获取光谱数突破千万量级的光谱巡天项目，这对LAMOST巡天而言是具有划时代意义的里程碑事件。2023年3月31日，中国科学院国家天文台发布了LAMOST自先导巡天至2022年6月观测获取的光谱数据共2229万条，其中，中、低分辨率光谱均突破千万。LAMOST成为世界上首个发布光谱数突破两千万的巡天项目。LAMOST创造了多个世界纪录，其发布的光谱数和恒星参数星表数量，迄今已连续十年稳居国际第一。“天文是一个观测学科，只有看得足够多，才能找到里边各种好玩的、奇怪的事物。”赵永恒说。LAMOST两千万量级的光谱数据对于绘制银河系“画像”意义重大。借助LAMOST，天文学家不断获得新的发现，刷新着人类对银河系的认知。如何找到银河系中的 “星际移民”？依托LAMOST的数据，天文学家揭开了银河系内重元素（金、铕、铀等）超量恒星的“身世”之谜，为基于化学DNA识别银河系中的“星际移民”提供了新的线索。银河系“小时候”是什么样子？它是如何“长大”的？天文学家利用LAMOST的光谱数据和欧空局盖亚卫星（Gaia）观测到的恒星位置、距离和运动数据，获取了银河系迄今最为精确的25万恒星的年龄信息，从时间轴上清晰还原了银河系幼年和青少年时期的成长史，刷新了人们对银河系早期形成历史的认知。银河系家园有多大？天文学家借助LAMOST数据两次刷新了银盘的大小，发现人类居住的家园银河系比之前认识的大了一倍。银河系晕长啥样？LAMOST大样本的光谱数据给出了答案——银晕是个内扁外圆的“胖子”。除了为银河系“画像”，LAMOST也帮助天文学家搜寻着茫茫星海中那一抹特殊星光。如上文中提到的，目前观测到的最古老的、保留了PISN化学遗迹的贫金属星；还有，天文学家通过LAMOST的观测数据发现了一颗当时人类已知锂元素丰度最高的恒星，被称为“宇宙最大的充电宝”。偶尔，LAMOST也会极力远望，看向宇宙深处。它发现了4.2万余颗类星体，并估算出其中心黑洞的质量，对河外星系的研究同样作了重要贡献……03来日可期：LAMOST有望创造上亿量级光谱纪录回首过往，LAMOST记录和见证了我国第一个天文类重大科技基础设施的发展历程。在LAMOST成绩斐然之时，再次回顾它的成长经历，对今后规划大科学装置有着重要意义。“2009年，LAMOST通过国家验收，此后便进入了精密调试和科学试观测。试观测就是用来判断它的科学目标是否合理。”赵永恒说，“在2011年，LAMOST开始了为期一年左右的先导巡天，此时，我们一直在和科学家们讨论，这台望远镜的观测时间该如何分配。最终决定将立项时的核心科学目标进行调整，研究银河系结构和演化被调整为第一核心科学目标。”因为在当时，世界上还未有过大规模银河系巡天，若是专注于银河系巡天，LAMOST有望在该领做出最出色的观测成果。“这并非意味着其他观测任务不再进行，但是观测的时间分配和侧重点发生了变化。”赵永恒说。从1996年项目启动到2011年先导巡天，十五年间，天文科学研究一直发生着变化。进入21世纪以来，银河系研究掀起了全球性高潮，在此机遇下，LAMOST银河系巡天的数据价值日益凸显。自LAMOST方案设计初期便参与其中的赵永恒评价，验收后的十年，这座巍峨的LAMOST走过调试的艰辛，跨越测试的难关，蹚出了一条从无到有的巡天之路。无论在获取光谱数据量还是高显示度的研究成果方面，它都交上了一份收获颇丰的答卷。过去的答卷如此精彩，LAMOST能否延续辉煌，甚至创造新的奇迹？如今，LAMOST二期正筹划着搬家——跨越2500公里去青海冷湖。1958年，北京天文台第一任台长程茂兰筹划在北京周边兴建天文台，北京周边的兴隆晴夜数多、夜天光背景暗、大气稳定，符合台址要求。因此，上世纪60年代初便在兴隆建观测站。2008年，LAMOST也落户兴隆。无奈随着时间的推移，兴隆站发生了不少变化，影响了天文观测的效果。“一方面由于气候变化，如今兴隆的晴夜数在减少，这意味着可用于天文观测的时间变少了；另一方面，兴隆县城越来越亮，光污染变强，这就导致许多暗的星星看不到了。以上种种因素削弱了LAMOST的科学效能。”赵永恒说。而冷湖拥有大量的晴朗夜空，并进行了暗夜保护，可以称得上是一片“天文沃土”。除此以外，还有一个重要因素，那便是冷湖绝佳的视宁度可到达世界级水平。光学视宁度无疑是天文观测中最受关注的台址参数。视宁度反映了大气的稳定性，通俗来说，视宁度越好（数值低），大气就越稳定，星星眨眼越慢，这时星象就越清晰。“兴隆的视宁度平均2角秒，而冷湖的视宁度在0.75角秒附近，与目前公认的最佳天文台选址夏威夷大岛天文台的水平相当。”赵永恒说。如果搬去冷湖，有望让LAMOST的光纤数量有望破万。赵永恒解释：“冷湖的视宁度优于兴隆两倍多，相当于星象清晰了两倍多。目前，在兴隆的16台光谱仪能放4000光纤，搬过去时可换成1角秒光纤，光纤变细，那么数量就能翻倍到8000。”如此大体量的望远镜，搬家难度高吗？事实上，LAMOST在最初设计时就具备前瞻性，考虑到了未来可能换址的情况。“现在LAMOST的61块1.1米六角形光学镜面都是拼接组合，每年做镀膜时会进行拆装。搬家相当于各部件拆分后换地方组装，难度不算高。”赵永恒说。若是搬迁后，LAMOST光谱仪的数量拓展、望远镜口径提升，LAMOST的巡天效率将进一步提高。最终，巡天规模有望实现从千万条光谱突破至上亿条光谱。“千万级的光谱数据纪录由中国创造，希望未来上亿的光谱数据也由我们创造。”赵永恒展望，“现在，LAMOST处在光谱巡天望远镜的国际第一梯队，大家都是你追我赶的状态。若LAMOST搬迁后的扩建设想得以实现，它将在世界上处于绝对领先优势，可以做到力压群雄。”来源：南方plus编辑：洪韵
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- 【案例】BBC1995年曾邀请霍金等专家预测30年后的世界，这些预言在2025年成真了吗？
这对虚构的2025年情侣以及该男子的“VR 头戴装置”出现在BBC的《明日世界》节目中。Article information· Author,格雷厄姆·弗雷泽（Graham Fraser）· Role,BBC科技记者·2025年1月1日·1995年，BBC节目《明日世界》（Tomorrow's World）尝试预测30年后，也就是2025年的世界会是什么样子。这档如今已经停播的节目邀请了当时最著名的科学家之一——史蒂芬·霍金教授（Prof Stephen Hawking），他预测：“到2025年，我们可以预期会有巨大的变化。” 节目团队也表示赞同，提出了一系列可能改变世界的发明，比如全息手术和太空垃圾凝胶。现在，让我们借助一些专家，以及30年的后见之明，看看《明日世界》成功预测了多少当今世界的发展。2005年的“网络空间暴动”
图像加注文字，该节目预测金融市场“屈服于病毒式恐怖主义”后将会发生骚乱。1995年，万维网（World Wide Web）迅速发展，《明日世界》认为这将为未来带来麻烦。他们预测，到2000年，商业巨头和银行将会控制互联网，建立一个限制他人访问的“超级网”（supernet），但这反过来将引发黑客攻击、病毒甚至暴动。结论：互联网大体上保持开放，未有出现暴动，但毫无疑问，黑客的行为给许多人带来困扰。节目没有预测到的是国家级黑客的作用，比如朝鲜。这在BBC国际频道的播客《拉撒路大劫案》（Lazarus Heist）中有详述。如今，网络安全对政府和公司来说至关重要，而那些对银行存疑的人则推崇比特币等加密货币。去小行星采矿和太空垃圾凝胶节目推测，太空采矿将成为一个有利可图的行业，各公司会在地球附近的小行星上挖掘贵金属。他们还预测，太空垃圾问题将变得严重，令宇航员不再安全。而解决方法则是使用一种巨大的泡沫凝胶来减缓碎片。结论：目前并没有研发出超级泡沫凝胶，而太空垃圾问题确实很严重。虽然太空采矿产业尚未出现，但未来可能会改变。未来学家汤姆·奇斯莱特（Tom Cheesewright）对太空采矿保持乐观态度：“其潜在的财富无法想像，技术也完全在我们的掌控范围内。”超级外科医生与手术机器人
图像加注文字，《明日世界》认为，日后患者将由机器人进行手术，这些机器人由外科医生从远处进行遥控操作。《明日世界》预测，到2004年英国会通过立法，要求所有医院都公布外科医生手术成功率排名。顶级医生因此非常受欢迎、收入颇丰，但又令他们无法亲自为病人施手术。取而代之的是，病人的全息影像被传送给医生，他们则会使用“空间手套”（spacial gloves）进行操作。在病人一端，医生的动作会由一个机器人完美模仿。结论：虽然预测并不完全正确，但机器人如今确实在手术中发挥著作用。带漂浮头像的智能音箱
图像加注文字，这类似于亚马逊旗下的Alexa? 苹果旗下的Siri? 还是Google智能产品? 似乎很难完全对应。节目中描绘了一位“未来人”戴着时髦的VR头戴装置，他的妻子和女儿则出现在类似现代伦敦的场景中。其中一幕，一个女性的漂浮头像从“智能音箱”中出现，提醒这位男子距离他上次去“印度迪士尼”度假已过一年，并鼓励他搭乘仅需40分钟的“班加罗尔班车”再次去度假。结论：超高速旅行依然遥不可及，但全息影像、智能音箱和VR设备越来越普及。手臂微芯片支付
图像加注文字，您对于使用植入手臂的晶片提取资金有何看法？节目还展示了未来银行业的景况。一名女子去银行抱怨没有人工服务，随后用手臂上的芯片扫描，就提取了100“欧元马克”。结论：银行业确实越来越自动化。虽然人体内嵌芯片支付已成为现实，但指纹和面部扫描等技术相较更加普及。主持人们的回忆
图像来源，Getty Images图像加注文字，《园丁世界》的明星主持人蒙提·唐（Monty Don）《园丁世界》的明星主持人蒙提·唐（Monty Don），是当年《明日世界》节目主持人之一。他负责的部分预测基因工程和多层农业设施将促进英国林地恢复，并令包括棕熊在内的动物回归。回顾这段经历，他告诉BBC，这部分内容过于“乌托邦”和“天真”。展望未来30年，他对年轻一代对气候变化的敏感度表示满意，并认为到2055年，人们会自己种植更多食物。他补充：“《明日世界》的本质是围绕人类如何改变和改善世界，但我们学到的是人类往往会让情况变得更糟，特别是在环境方面，所以我们必须与自然合作，而不是试图改变或控制它。”
图像加注文字，蒙提·唐（Monty Don）谈论1995年节目中重新引入棕熊的事。薇薇安·帕里（Vivienne Parry）是节目的另一位主持人，负责医学部分的预测。她深情回忆起拍摄的过程，以及过程中有限的视觉特效。“我必须保持绝对静止。我戴着一副眼镜，上面装有一个小相机。它们透过一大团黑色黏稠的东西黏在我的脸上。”“那天天气非常热，这些黑色的东西开始从我脸上流下来，我无法动弹。化妆的人用一根长手杖把它弄下来。”薇薇安自2013年以来，一直在英格兰基因组学有限公司（Genomics England）工作，她正在进行一项帮助诊断和治疗遗传疾病的研究。她指出，1995年《明日世界》中一些关于基因组定序的预测已经成为现实。图像加注文字，你看得到黑色的斑点吗？在拍摄这一场景时，薇薇安·帕里（Vivienne Parry）和化妆团队必须发挥创意。
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【案例】
编辑：王晨雅
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【案例】
来源：微信分享
编辑：程正元
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- 【案例】银河系里的这些恒星，正在相互吞噬，然后变得更年轻
围绕银河星中心黑洞旋转的恒星（ESO/L. Calçada/Spaceengine.org）邻居是个老妖精，会吃掉其他人，好让自己永葆青春——结果老妖精被魔法反噬了。撰文 | 冬鸢审校 | 不周和许多星系一样，我们的银河系中心也有一个巨大的黑洞——Sgr A*，其质量为太阳的400多万倍。它巨大的引力让大量的恒星聚集在自己周围，并绕着自己飞速旋转。这些恒星都是这个黑洞潜在的“食物”，或许终有一天会成为它的一部分。
Sgr A*的偏振图像（图片来源：EHT Collaboration, CC BY 4.0）这也使得Sgr A*周围的宇宙空间变得异常拥挤。“距离太阳最近的恒星大约有4光年远，但在Sgr A*附近相同的距离内，有超过一百万颗恒星，”美国西北大学（Northwestern University）的天体物理学博士后研究员萨纳亚·罗斯（Sanaea Rose）说道。不该存在的年轻恒星这里的恒星大多质量很小、很暗且很古老。“黑洞附近的环境并不适合新恒星的形成，”加利福尼亚大学洛杉矶分校（UCLA）的物理和天文学教授安德烈娅·盖兹（Andrea Chez）说，“黑洞往往会把周围的东西撕成碎片。但恒星形成需要一个温和的环境，让脆弱的气体尘埃云在自身引力的作用下坍缩。”而黑洞的引潮力会阻碍气体聚集，“你很难想象在这样的环境下，恒星该怎样形成。”盖兹补充道。但令天文学家感到困惑的是，他们也在Sgr A*附近观测到了一些很亮的，貌似是新形成的年轻恒星，比如去年发表在《天体物理学杂志》（The Astrophysical Journal）上的一项研究，就报告了Sgr A*附近一颗仅有几万岁的“婴儿”恒星——年龄比人类在地球上的历史还短。天文学家将这一现象叫做“年轻悖论”（paradox of youth），即黑洞周围不应该有十分年轻的恒星，但研究者确实观测到了它们。
银河系中心的星团和气体云（图片来源：ESO/S. Gillessen et al.）对此，天文学家提出了各种不同的解释。有研究认为，这些年轻恒星是在距黑洞较远的位置形成的，因为一些偶然因素在短时间内迁移到了黑洞附近；也有研究认为，黑洞附近一些区域的环境可能相对温和，适合新的恒星形成。上文提到的那颗 “婴儿”恒星的发现者就认为，这颗恒星形成于黑洞周围相对温和的环境中，然后迁移到了更靠近黑洞的位置。而关于“年轻悖论”的第三种猜想则比较黑暗：这些所谓的“年轻”恒星其实并不年轻，它们是因为“吞噬”了附近的其它恒星，所以看起来更年轻了。猛烈地击个掌要解释它们为何会“吞噬”其它恒星，又如何变年轻，我们需要先理解这些恒星间紧张的“邻里关系“——黑洞引力让这些扎堆的恒星以每秒成百上千千米的速度运动。在这样的环境里，恒星之间很难不发生摩擦和碰撞。“这就像在高峰时段的地铁站里奔跑，就算你不撞到别人，也经常会和别人擦肩而过。而对于恒星来说，就算是‘擦肩而过’也能导致它们通过引力发生相互作用，”罗斯说道。为了探究摩擦和碰撞对这些恒星的影响， 罗斯和同事使用新模型追踪了1000颗模拟恒星绕Sgr A*运行的旅程。她们发现，在距黑洞0.1秒差距（1秒差距约等于3.26光年）的范围内，任何和我们的太阳质量差不多的恒星，在其生命旅程里都会经历至少一次碰撞。当恒星非常靠近黑洞时（0.01秒差距范围内），它们的运行速度能达到每秒上千千米，此时恒星间的碰撞和摩擦十分频繁和剧烈。迎头相撞的两颗恒星，可能直接被摧毁。但许多情况下，恒星只是插肩而过，这样的撞击并不会摧毁它们，但会让它们损失一部分质量。“它们互相擦过，然后继续前进，就像猛烈地击了个掌。”罗斯说，“这会导致恒星喷射出一些物质，损失掉外层质量。至于具体会损失多少质量，与它们移动的速度和碰撞时的重叠程度相关。这些碰撞导致黑洞周围出现了一群奇怪的、被剥离了外层的、低质量的恒星。”但在距黑洞稍远一点的地方，是另一番景象。吃掉你，让我变年轻在距黑洞0.01秒差距到0.1秒差距的范围甚至更远的地方，恒星运行的速度相对较慢，大概每秒数百千米。这时，当两颗恒星碰撞或相擦时，由于速度不够快，它们可能逃不出彼此的引力束缚，从而导致一颗恒星被另一颗恒星“吞噬”掉。结果就是，它们在碰撞后并合成一颗更大的恒星。此外，该区域内较小的恒星（比如太阳大小的恒星）还可能通过多次碰撞让自己的质量越来越大，最终变成一颗质量10倍于太阳甚至更多的恒星。在这样的碰撞与并合中，“吞噬”掉自己邻居的恒星，会得到很多来自被“吞噬”恒星的氢。而氢正好是恒星燃烧的原料——这使它们变得更亮，也显得更年轻。但显得年轻，并不代表它们一定会活得更长，因为碰撞融合过后，恒星质量变得更大了，而质量更大的恒星，燃烧氢的速率也就更快，它们最终的寿命可能反而比原来更短。“它们很快就会死亡。”罗斯说，“大质量恒星就像巨大但耗油的汽车。虽然它们的燃料很丰富，但消耗燃料的速度也非常快。”
恒星的生命历程（图片来源：cmglee, NASA Goddard Space Flight Center - CC BY-SA 4.0）相关的两项研究最近发表在了《天体物理学杂志快报》（The Astrophysical Journal Letters）上。罗斯和同事的分析为“年轻悖论”的其中一种猜想提供了证据，也为我们银河系的历史提供了参考。超大质量黑洞附近“是一个与众不同的环境”，罗斯说，“在这样一个异常拥挤的区域中，受到超大质量黑洞影响的恒星，与我们在太阳系附近看到的任何天体都不一样。但如果我们能了解这些恒星群，或许就能对银河系中心的形成过程有一些新的认识。至少，它无疑为我们生活的领域提供了一个可对照的参考。”参考链接：https://journals.aps.org/rmp/abstract/10.1103/RevModPhys.82.3121https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/acee75https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/ad251fhttps://news.northwestern.edu/stories/2024/04/stellar-collisions-produce-strange-zombie-like-survivors/https://blackholes.stardate.org/research/milky-way-star-clusters.php.htmlhttps://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/aca977来源：环球科学（公众号）编辑：王晨雅
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【案例】
江才健：科学报道应该做啦啦队，还是监督者？
导读：今日科学高度分化的生态，科学知识应如何传播？科学报道应该怎么做？是做科学的啦啦队，还是监督者？还是另有职能？江才健 | 撰文近代科学的萌起发展虽说已有好几个世纪，但是上一个世纪可以说才是科学知识蔚然大起的世纪，正如许多说法指出，上个世纪是一个物理科学的世纪，20世纪的物理科学确实开启了一个全新的境界；量子概念的出现与认知，狭义和广义相对论对于过往运动座标以及时空概念带来的革命性挑战，让人类进入有如史诗般壮阔旋律的一个新时代。在20世纪物理科学不世出革命中，许多出自爱因斯坦横空出世的天才透视，他孕生狭义相对论到广义相对论的晚期，人类历史上的第一次世界大战，主战场在欧洲，带来相当惨烈的生灵涂炭，由科学发展而来的机枪、毒气和坦克等武器，造成一千万人死亡以及两千万人受伤，这场发生在欧洲的战争可以称之为一场欧洲的内战；战争起因是欧洲思想与利益角逐的对峙；科学思想带给欧洲向外扩张的文化自信心，欧陆强权倚势科学之力殖民扩张造成的利益冲突，是这场战争的根本肇因。因此一战之后，虽说有一次天文科学的观测，赞赏也似乎证实了（其实并没有）爱因斯坦由纯粹数学推想而得到广义相对论对于弯曲时空的猜测，可说是对科学的一种乐观评价，但是在欧洲的社会文化思维方面，普遍的却是一种悲观看法与评价，哲学思想方面兴起了胡塞尔的“现象学”，伯格森的直观哲学，挑战科学所标榜的实证客观，史宾格勒的《西方的没落》和雷马克的小说与电影《西线无战事》，对科学的批评，更是传播普遍，深入人心。未料不到二十年再起的二次世界大战，虽说因为有物理科学发展成功的原子弹，似乎提早结束，但是社会大众对于规模更大武器造成的悲惨杀戮，似乎赶不上对于科学毁灭武力的潜在欣羡，二战后半个世纪的冷战，虽说维持了一种恐怖平衡的和平，但是科学竞争的国防对峙局面，确实是日盛一日的。二战后的婴儿潮，人口快速增加，冷战对峙下科学力量带来的国力增强，特别是在经济竞争方面的助力，一战以来对于科学的哲学反思，消弭衰退，上世纪下半中罗马俱乐部发布的《成长的极限》，对于当时已然失控的无止境经济成长追求，提出悲观的警语，却也只是马耳东风，过境雁声。奇怪的是，在人类文化中偶然而生，一路走来其实备受批评的近代科学，却俨然成为了人类面对未来自然生存挑战的唯一希望，加上国家研究与军工体系的推波助澜，冷战结束后，看21世纪前四分之一的发展，虚拟电子技术带来的物理与生物科技突破，搭配金融商业系统的利润操作，更造就出科学一种看似无所不能的神奇力量，在社会舆论莫之所知的渲染之下，居然站上一个道德至高的历史地位。20世纪下半叶的科学知识传播已经意识到这种将科学知识神圣化的趋势，认为无论是由国家社会支持的超大型科学技术计划，还是一些私营企业过度无羁的创意，相对于当前人类所面对的，如疾病、饥荒和贫富差距的紧迫性，都应该由道德层面严予批评。过去四十年的科学传播经验，欣喜地看到原来一直被认为是推动近代科学研究旗手的英国顶尖科学期刊《自然》，居然用三篇封面故事文章，讨论“媒体对科学报导”的问题。2009年6月底的《自然》杂志，以《啦啦队还是监督者》的开篇社论，质疑长久以来科学报导对于科学研究成果，多只是称颂赞赏的“啦啦队”，忘记了媒体在社会上更重要的“监督者”角色，忽略了由科学家所引领的科学研究，都不可能是不偏不倚的神圣举措，不可能不带着任何一个人所难以避免的偏失；无论是出于对于宇宙的认知，还是对个人名誉利益的追求。《自然》杂志另一篇专文，挑战大多数的科学报导，其实很像是传教士所做的工作，只是把科学家所声称的所谓“科学突破”，转译给社会大众，缺少客观的分析和批判性的评论。撰写这篇专文的资深科学记者曾经供职于英国国家广播公司，他有生物化学的博士学位和三年博士后研究经验，但是对于生物化学之外，如物理、工程技术等领域的一些进展，要努力才渐能有全面深入的了解。他说如果与BBC政治部门的记者来做比较，讨论科学的记者多做不到政治记者与政治人物平起平坐，对问题展开深入辩论，并指出他们的思想与技术矛盾。当然这并不是没有解决的办法，因为今日科学高度分化的生态，其实很少科学家可以声称，对于本行领域外的科学，也有较全面的认知，因此一个有长时间经验，涉猎甚广的资深科学记者，反倒可能在广面视野上有更深远的认知。《自然》杂志的另外一篇专文，讨论科学记者与科学家的分际问题，应避免落入一种“啦啦队”似的讨好关系，尤其是近代科学牵扯的社会因素甚多，过于执著或专注在某个领域的科学家，不可避免的会有自我中心的狭窄视野，而且是日盛一日的加深。这种愈来愈普遍的对于科学的质疑或批判态度，也带来社会对于科学的一种恰如其分的评价，对科学不致有过于美化的想望。因写了《科学的终结》而享誉国际的《科学美国人》撰述作家霍根（John Horgan）说的好，“有时候，最清晰的科学报导最不诚实”。几年前我应邀在《科学人》杂志写了一篇谈论科学报导的文章，其中引述清代大学者赵翼所说“只眼需凭另主张，纷纷艺苑漫雌黄，矮人看戏何尝见，都是随人说短长”。科学如此，科学报导何尝不是。图片作者简介：江才健，资深科学记者，著有《规范与对称之美——杨振宁传》、《吴健雄——物理科学的第一夫人》。注：本文首发于2024年4月出版的《经典》杂志，《赛先生》获作者授权在微信公众号发布。
来源：赛先生（公众号）编辑：李佳
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【案例】“年三十”时有时无原来跟月亮有关！专家详解
俗话说，过了腊八就是年。近日，一条“明年起连续5年没有‘年三十’”的消息，引起了人们热议。究竟“年三十”为什么会时有时无呢？河北省文史研究馆馆员 梁勇：我们的除夕有时候是大年三十，有时候是腊月二十九，这跟我们中国农历的纪年有关。我们中国农历当中的月是按月亮盈亏圆缺变化的周期来确定的，我们称之为“朔望月”。古人把完全看不见月亮的那一天定为农历的初一，称之为“朔”，满月的那一天我们称之为“望”日。据介绍，中国农历中，一个月完整的周期就是从农历初一到下一次朔的日期。由于月球、地球、太阳之间的相对运动是自然节律，朔的时刻可能会落在一天的任何时间，所以每个“朔望月”也不相同，平均长度是29天12小时44分多一点。因此，有时会出现小月29天，有时会出现大月30天，当农历腊月为小月时，除夕就落在腊月二十九。对于农历来说，除夕是“年三十”还是“年二十九”没有特定规律可循。没有年三十的年份并不少见，比如，最近几年里2013年、2016年、2022年就都没有大年三十。河北省文史研究馆馆员 梁勇：根据统计显示，截止到2050年的26年当中，除夕是大年三十的一共有14次，是腊月二十九的有12次。虽然大年三十有时候会“消失”，但是不管是腊月二十九还是腊月三十，作为我们中国传统节日的除夕一直都在。
来源：央视新闻（总台央视记者 梁铮铮 高伟强 李墨白 河北台）链接：https://www.sohu.com/a/752573043 ... 4443464RftxBKf_1090编辑：程正元
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- 重塑大脑之旅：我如何用六星期提升了脑袋功能
记者霍根博姆参加为期六周课程，尝试重塑大脑。越来越多证据表明，日常生活中的简单改变，就能改变大脑及其功能。BBC未来网（BBC Future）编辑梅丽莎·霍根博姆（Melissa Hogenboom）给自己做脑扫描一探究竟。“要什么都不去想，原来出乎意料地困难。”这是我躺在扫描机器里想到的其中一件事。当这台功能性磁共振成像（Functional Magnetic Resonance Imagine, fMRI；又译功能性磁振造影、功能磁力共振成像）机器吵吵闹闹地运作着，我被要求专注盯着一个黑色的十字。要一直睁着眼睛感觉上也很难。扫描器嗡嗡作响有些催眠作用，我还真有点担心要是睡了过去，会影响到大脑影像结果。作为一位科学记者，大脑如何运作总是让我着迷。因此我躺在伦敦大学皇家霍洛威学院（Royal Holloway, University of London）的扫描仪里，先给大脑做个检查，再开展一场为期六个星期的重塑大脑之旅。我的目标是要了解我们能否自行影响大脑产生有意义的变化。透过改变日常生活的不同方面，我希望找出是否可以强化大脑内的关键联系，并在过程中让头脑变得更健康。过程中，我学会了一些大家都能应用的技巧，而且效果很显著。神经可塑性与全神贯注大脑有惊人的适应、学习与成长能力，因为它本质上有可塑性——也就是说，它会改变。这是所谓的神经可塑性（neuroplasticity），是大脑在结构与功能上不时适应和进化的意思。曾几何时，这被认为只局限于青年身上，但如今我们知道这是塑造我们的一种持续力量。每当我们学会一项新技能，大脑就会适应。
图像来源，GETTY IMAGES大脑本质上具有可塑性。神经科学家与心理学家现在认识到，我们有能力在某程度上控制大脑。我们有很好的理由要去提升大脑功能——越来越多研究指出，这在延缓或预防退化性大脑疾病上能发挥作用。因此，在英国萨里大学（University of Surrey）临床心理学家托尔斯滕·巴恩霍费尔教授（Prof Thorsten Barnhofer）的帮助下，我着手去做这件事。他在研究静观（mindfulness；又译正念）对于管理压力和困难情绪上的效用，尤其是在严重抑郁症患者身上。让我意外的是，静观这种简单的练习，能在维持头脑健康方面扮演如此关键的角色。研究显示，要提升某些认知功能，静观是简单而有力的方法。它能改善专注力，舒缓痛楚和减少压力。研究发现只需数月的静观训练，某些抑郁与焦虑症状能得到舒缓——然而正如任何复杂的心理健康问题一样，这或许会因人而异。还有，静观能改变大脑。巴恩霍费尔教授说，这是因为当压力激素皮质醇（cortisol）增加并维持在高剂量时，“这会对你的大脑有毒”。压力也能直接抑制神经可塑性，因此管理压力能让大脑更可塑。实验开始问题是，这对我的脑袋有用吗？在六个星期时间里，巴恩霍费尔教授为我调校出一套静观课程。每天30分钟，一次过或分成两节各15分钟，我会聆听一段录音练习静观冥想。
研究表明简单的静观练习能帮助我们维持思绪健康。此外，我每周跟巴恩霍费尔上一节冥想课，他在Zoom上给我指导。整个静观课程都能在网上免费浏览。我得到的指示是尽力注意当下，尤其是留意我通常会忽略的事物，例如我都想到哪去了，有什么事情是我在朝思暮想的。他还鼓励我更专心于日常生活，例如在烹饪或跑步时认真专注于当下，将心思拉回去正在做的事情上，同时留意自己有多容易走神。这一部分研究最让人着迷的是，静观这看似简单的过程，能带来可量化的效果。巴恩霍费尔教授解释说：“静观所能做的是缓冲压力，你会越来越能注意到挑战和那些反刍回应，这些是一种担忧的来源。”我也许不是最理想的实验对象——我在训练前后都测量了压力水平，一般都很低——但我还是感到受益匪浅。当我开始一节课时，感觉前一两分钟很容易。我会按照指示专注于呼吸或是身体的某些部位。但每逢静寂时刻，我的思绪就踏上了时光机之旅。我会思考几周前与朋友的对话，然后在不过几秒之间掠过要预约牙科检查的念头，接着又想起下一项工作的截止期限……诸如此类。
临床心理学教授托尔斯滕·巴恩霍费尔研究正念如何帮助大脑的塑造。在短短瞬间，我看到自己的思绪如何快速转换。要是把速度加快的话，就会让人极度疲惫。巴恩霍费尔教授说：“当然，心神游移在许多方面是有帮助的。”“它有助于我们的创意，但这也能打乱事情。这就是重复思考、反刍思维（ruminative thinking）和担忧的来源。这些会导致我们压力增加。”当我开始注意到这一点，我越来越觉得我们超前思考、预先计划、担心事情的出色能力要是过了头，可以令人衰弱。换言之，揭示我们的脑袋到底如何运作，是我们尝试放下忙碌束缚的关键第一步。大脑与身体的联系在我花时间在静观课程的这六周里，我还花时间为我的纪录片《大脑妙招》（Brain Hacks）拍摄其他神经科学家，看看有没有哪些同类型“妙招”我能借鉴。例如，有证据表明，冥想和锻炼都能提升大脑的可塑性。
图像来源，GETTY IMAGES冥想与运动锻炼均可增强大脑可塑性。我并未增加运动量，但我有逼着自己跑得更快——我经常在我家附近的公园里用21分钟跑完5公里。我知道这样做或许能同时提升我的大脑，这让我更有动力去做。英国伦敦大学伯贝克学院（Birkbeck, University Of London）大脑和认知发展中心讲师奥里·奥斯米博士（Dr Ori Ossmy）说：“体育运动能促进大脑的可塑性。”“如果你把体育跟认知任务结合起来，提高自己感兴趣的技能，你也许能做得更强。”萨里大学比较认知学教授吉莉安·福雷斯特（Prof Gillian Forrester）认同这有道理，因为身体健康与大脑健康是相辅相成的。她说：“我们的身体健康与精神健康完全是纠缠在一起，这才能创造生活品质。”身体健康与认知健康同样息息相关。像福雷斯特教授这样的科学家，透过研究婴幼儿，了解大脑和身体之间的联系。在伯贝克学院全新的婴儿实验室（Baby Lab），福雷斯特教授向我展示了她的最新研究项目，其名字为“宝宝成长”（Baby Grow）。这项研究将监察婴儿出生首18个月的发育情况，目的是在认知障碍迹象变得明显之前抢先找出它们。为什么要这么早便做监察？这也跟神经可塑性有关。在幼年发展阶段，儿童的大脑尤其具可塑性——随着他们长大，学习了解周遭环境，新的脑神经连线与网络以惊人的速度建立起来。这意味着在这高度可塑时期，对有需要的儿童采取介入措施会更容易。这就是为什么福雷斯特教授相信，加深了解塑造大脑的日常过程特别重要的原因之一。神经康复病人从严重脑创伤康复时，同样的理论也可以套用进来。我跟博尼诺·普莱霍神经病变中心（Centro Neurolesi Bonino Pulejo）科学总监安吉洛·夸塔罗内教授（Prof Angelo Quartarone）见面。那是一家位于意大利西西里的脑创伤中心，他每天见证着大脑的可塑性。
学习新技能——这次是学习打西西里铃鼓——既有趣，又能帮助大脑继续成长。他说：“即使在最糟糕的状态，大脑还是会以某种形式自我修复……透过神经康复（neurorehabilitation），我们能加快复原进度。”他的团队采用多种方法辅助康复，包括机器人、虚拟现实（VR）和在脑部植入电池线圈。他说：“微量的电流可以可以与神经康复技术所采用的相同机制相互作用。这样就能一举两得。”他有一位右肢乏力的病人让我惊叹不已，他透过玩电脑模拟游戏，成功建立新的神经连接，让他重拾失去了的运动机能。这种增强大脑功能的方法值得我们学习。显然，练习新技能和经常接触新环境，统统都能帮助大脑不断适应与成长。我用意大利语下单要日晒番茄干的时候就是如此。还有去上一个打西西里铃鼓的速成班，然后再坐在埃特纳火山（Mount Etna）脚下冥想。当然，我必须补充一个注意事项：我只是一个人的样本，而以上种种都只是例证，而非纯粹科学。结构上的改变六个星期的尾声，我极好奇我所做的一切，对脑袋有没有起到任何作用。经过又一次大脑扫描后，我到萨里大学找巴恩霍费尔教授听取结果，他详细分析与比较了我的两次脑扫描。结果出来了：我的大脑确实改变了，并且出现了一些可衡量的变化。我的杏仁核（amygdala）右侧的一半缩小了体积，它是处理情绪很重要的部位。这种变化很轻微，但能量度出来。然而，让人更兴奋的是，这与科学文献一致，即静观能缓冲压力，致使杏仁核缩小。当我们的压力增加，杏仁核便会增大。我一开始没感觉到特别大压力，但即便如此，能看到变化还是教人兴奋。另一样变化发生在扣带皮层（cingulate cortex），那是脑干边缘系统（limbic system）中跟行为和情绪反应有关的部分。这对于默认模式网络（default mode network, DMN）也很重要，当思绪漫游和胡思乱想时，该区域会活跃起来。在我的大脑中，它在六周之后稍微增生了，这表明该区域的控制有所加强。这再次与科学文献中已发表过的研究相呼应。
图像来源，GETTY IMAGES人类经历更多压力，大脑杏仁核便会增生。这也跟我在课堂上所注意到的情况一样。随着时间的推移，我发觉我越来越能保持心平气和，能更好地排除忙碌思绪。我在大屏幕上看到我的脑袋出现了这些成果，实在大开眼界。单纯透过静观练习，我成功扩充了脑袋的其中一部分，防止自己过度胡思乱想。最后要提醒大家：我们所看到的一切大脑变化，都可能只是随机事件，这一点很重要。无论如何，大脑无时无刻都在变化，但这些研究说明，这整个体验是个很值得的挑战过程，很多人能从中受益。当然，为了让变化得以持久，我显然该继续鞭策自己去练习这些“妙招”。我还会继续每天冥想吗？我很想说：“这当然。”前提是，生活上要有这个空闲……补充报道：汤姆·海登（Tom Heyden）、皮耶朗杰洛·皮拉克（Pierangelo Pirak）请访问BBC Future阅读英文原文。来源：BBC链接：https://www.bbc.com/zhongwen/simp/science-67033656编辑；程博
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- 亚马逊发射测试卫星，挑战马斯克“星链”
亚马逊公司成功发射了第一对原型卫星，用于其太空互联网服务柯伊伯计划，将直接与马斯克的星链项目展开竞争。（德国之声中文网）周五（10月6日），亚马逊公司从美国南部佛罗里达州将其全球互联网服务的第一对原型卫星送入太空。这标志着这家大型科技公司在向太空发射数千颗此类卫星的柯伊伯计划（Project Kuiper）中迈出的第一步——柯伊伯计划是美国太空探索技术公司（SpaceX）星链（Starlink）项目的竞争对手。带有亚马逊标识的“宇宙神5”（AtlasV）火箭运载这两颗原型卫星，于美国东部时间下午2点06分佛罗里达州卡纳维拉尔角太空军基地发射升空。此次发射是由波音公司和洛克希德-马丁公司的合资企业联合发射联盟（United Launch Alliance）执行的。柯伊伯项目技术副总裁巴达亚尔（Rajeev Badyal）表示：“虽然我们已经在实验室内进行了大量测试、对我们的卫星设计很有信心，但其在轨道上的测试依然是不可替代的。”
Atlas V发射升空升空过程进行了短暂的现场直播，直播在卫星进入轨道之前结束。随后，亚马逊宣布这对原型卫星已成功部署在轨道上，并与该公司的任务中心取得联系。柯伊伯计划是什么？柯伊伯计划是一项计划中的由近地轨道卫星提供的宽带互联网服务。该项目于2019年宣布，同年SpaceX开始部署其第一艘可运行的星链航天器。星链是SpaceX的太空互联网项目。亚马逊创始人贝索斯（Jeff Bezos）表示，柯伊伯计划一旦启动和运行，将“为世界各地未获得服务和服务不足的社区提供快速、廉价的宽带网”。当时亚马逊表示要向该项目投资100亿美元。据估计，未来十年此类互联网服务的市场将达到数百亿美元。如果亚马逊的测试卫星表现符合预期，它将在未来几年内再部署3236颗卫星，并在全球范围内提供宽带互联网服务。相比之下，星链项目有约5000颗卫星已经在轨道上运行。柯伊伯的竞争对手还有谁？该领域的竞争伙伴括加拿大电信卫星公司（Telesat）和法国欧洲通信卫星公司（Eutelsat）旗下的一网公司（OneWeb），前者计划发射300颗卫星，但目前尚未开始发射，后者主要为政府和企业提供互联网服务。中国计划发射13000颗卫星作为其国网（GW）星座计划的一部分，将与星链和柯伊伯直接竞争。旨在为个人消费者提供互联网服务的亚马逊公司尚未透露价格。目前，每个星链终端的售价为599美元。来源：德国之声中文网链接：https://amp.dw.com/zh/%E4%BA%9A%E9%A9%AC%E9%80%8A%E5%8F%91%E5%B0%84%E6%B5%8B%E8%AF%95%E5%8D%AB%E6%98%9F%E6%8C%91%E6%88%98%E9%A9%AC%E6%96%AF%E5%85%8B%E6%98%9F%E9%93%BE%E9%A1%B9%E7%9B%AE/a-67028529编辑：程博
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- 新媒体时代，记者如何寻找新顶流IP？
科创类新闻往往比较艰深高冷，如何能挖出新顶流IP？本期特邀中新社安徽分社副总编辑兼采编中心主任吴兰，为大家分享实战真经。
美丽安徽
1常挖进展
近年来，安徽及在皖高校、科研院所、企业机构在科技创新、前沿研究、基础攻关方面获得世界性成果，或被国际权威学术期刊刊登、或被应用于实际上天入地、或广受民众关注成为身边的“黑科技”。
合肥综合性国家科学中心又是中国四大综合性国家科学中心之一。同步辐射、全超导托卡马克、稳态强磁场等大科学装置，以及在建的量子信息国家实验室、聚变工程实验堆……各类大装置，都是丰富的“矿源”。
这些装置上不断涌现的科技硕果，自然是我们要努力挖的“金矿”。
“人造太阳” 王夙素 摄
以刚刚又刷新世界纪录的“人造太阳 ”举个例子。
在合肥西郊的科学岛上，有一个高11米，直径为8米，重400吨的“大罐子”，看似普普通通、平平常常，但它是解决人类终极理想的“源头”，也就是“人造太阳”。
何为“人造太阳”，模仿太阳聚变反应原理造一个“太阳”，被科学家们认为是解决人类能源危机最佳方案，可为实现碳中和做出重要贡献。
这里都是挑战极限“造太阳”的人 王夙素 摄
在这里，有一群不断挑战极限“造太阳”的人。他们的目标就是希望未来有一天，聚变能商用的“聚变能源梦”在中国率先实现。
追梦的路上，成果不断涌现。30秒、60秒、101.2秒、403秒稳态高约束运行模式等离子体；5000万度、1亿度、1.6亿度等离子体运行……
冲着这不停歇的创造纪录，得挖，且得不停地挖才行。尤记得，有关“人造太阳”创纪录的稿件，仍是目前分社采用率最高的稿件之一。
“九章二号”144模式干涉仪（部分）实验照片。中国科学技术大学供图
再以量子与一只猫举例。
薛定谔的猫因“既死又活”的状态，成为科技界最著名的猫，凭借“一猫之力”让微观世界的量子走向大众。
如今，随着我国自主研制的世界上首颗空间量子科学实验卫星——“墨子号”的升空，量子相关信息飞入寻常百姓家。在理论上和产业路上，不断有重磅进展和关键技术突破，这些每一小步的前进或将是未来的一大步。
所以，我要做守在“猫”后的那位“搬运工”。
2深挖科普
三嗪框架聚合物离子膜、膜-蛋白二元体系的顺磁弛豫增强分析技术、离散量子比特、镧系金属卤化物基固态电解质、基于碳化硅中硅空位色心的高压原位磁探测……
这些每个字都认识的科研关键词，却让文科“小白”情何以堪。如何转化为通俗易懂的语言，得在深挖时，及时向科学家们多问、多请教。
记得一次采访中国科学院精准智能化学重点实验室，对其研究方向和目标中的数据驱动智能化学、复杂体系化学理论等都能理解，颇为不解为何有“氮资源高效定向转化”。该重点实验室主任李震宇教授答曰：“多呀”“非常稳定的惰性气体”。
真是第一次知道氮气约占大气的78%。估计很多人和我一样，认为呼吸都需要氧气，想当然认为氧气的含量最高，其实它只占约21%。
3广挖周边
近年来，安徽区域创新能力连续多年保持全国TOP10。
安徽的顶流IP不再只有中国农村改革发源地小岗村的农村改革，还有黄山、九华山的美丽名片，长三角一体化、高质量发展、徽文化，“人造太阳”……
除了这些，还有广大“周边”，比如：深空探测、量子科技等等，都是一颗颗闪亮的星星，都是值得我们报道的，需要我们每天奋力“挖”。
幸福，都是奋斗出来的；新闻，则是“挖”出来的。吴兰 摄
其实，在深挖广挖的写稿路上，不仅“费”记者，更“费”科研人员。发自内心的，真诚感谢每一位帮忙科普把关的科研人员。
来源：庖丁解NEWS链接：https://mp.weixin.qq.com/s/LgPoNKwuX9SJntqWsjxk3Q编辑：程博
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