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  • 擁有超級記憶力就能成學霸?不!你可能會生不如死

    擁有超級記憶力就能成學霸?不!你可能會生不如死

      在知乎問答,有這麼一個問題“得了超憶症是什麼感覺?”底下很多答案都是用親身經歷回答的。有的答主描述自己能在一周內背下一本六級英文字典;有的答主稱自己能過目不忘,看一遍書便能全部記住等等。

      然而,超憶症其實非常罕見。美國一項研究指出,目前全世界約有 80 個,低於答主的數量。

      最引人關注的是,那些擁有神奇超能力的超憶症患者生活得並不如意。因為他們會不自主地記下各種雞毛蒜皮的細節,使其精神備受折磨。那麼,超憶症究竟是怎麼回事?我們正常人的遺忘機制是怎樣的、有什麼意義呢? 

      01

      吉爾·普萊斯(Jill Price),於 1965 年 12 月 30 日在美國紐約出生。當她剛滿 5 歲時,全家人搬到了新澤西。才在那裡住了 3 年,8 歲的吉爾又隨着家人搬到其他的地方。為了記住生活中的美好事物,她養成了寫日記的習慣。俗話說好記性不如爛筆頭,吉爾的記憶力也因此越來越好。可是突然有一天,她發現自己的記憶力似乎好到過了頭。她能像錄像機一樣記錄自己每天干了什麼。

      不費吹灰之力,她就能會記住她聽過的,看過的,經歷過的事情,而且它們會自動保存在大腦中,隨時隨地都能提取出來。


    吉爾·普萊斯(Jill Price)一開始,吉爾還以為大家都是這樣的,等長大后才意識到別人並沒有這樣超強的記憶能力

       對大多數人來說,我們沒有辦法記住每一天具體的生活。試想一下,你還記得自己周末都做了什麼嗎?很多人會大腦一片空白,像是什麼也沒發生過一樣。每當我們懊惱記性的時候,便會渴望自己能擁有叮噹貓的記憶麵包。 

      看到這裏,你可能以為要是能擁有吉爾這樣的記憶力,就再也不用怕考試了。然而吉爾的考試能力並沒有比一般人更強,有時甚至表現得更差。比如當看到一道題的時候,她的腦子里卻因為裝了太多的東西,回憶出一大堆不相關的東西。  

      誰能想到,讓我們羡慕的超強記憶力,帶給她更多的是困擾。根據吉爾的自述,她的大腦時常會控制不住地閃回過去的回憶。

      每當想起那些讓自己悲傷的東西時,吉爾就會陷入無盡的痛苦當中。她常常因為回憶往事而影響工作,嚴重時還會導致失眠多夢,精神萎靡不振。 

      等到吉爾 34 歲時,她終於忍受不住這種痛苦的折磨了,便寫了封郵件給加利福尼亞大學的詹姆斯·麥克高(James McGaugh)教授,一位美國研究記憶力的神經科學家。 


    詹姆斯·麥克高

      郵件的內容是說自己的記憶力似乎出了某些問題,並毫無誇張地稱自己能回憶起 12 歲以來每一天的生活,以及自己備受的折磨。 

      她的種種經歷,引起了麥克高的注意。他立馬邀請吉爾前往實驗室進行研究測試。

      結果發現,只要他隨機說出過去的一個時間點,她便能脫口而出當天發生過的事情或是新聞頭條,並且正確率幾乎能達到了 100%。後來麥克高成為了首位提出“超憶症”現象的科學家。 

      02 

      自從吉爾的事迹被曝光后,美國威斯康星州 51 歲男子布拉德·威廉斯也和麥克高取得了聯繫。他也是從小時候開始,就擁有超強的記憶力。

      他能清楚地記住過去一生中每天發生的任何大小事情。由於他回憶某些事件的速度,比別人通過搜索引擎“谷歌”搜索的速度還要快,因此布拉德也被人稱做是“人體谷歌”。 

      但與吉爾一樣,他並沒有比普通人聰明多少,甚至會顯得更加笨拙。雖然他們能把生命中的事發生的時間、地點和經過等等重複提取出來,但他有時候卻弄不清一些複雜句子的含義。 

      伴隨着研究的深入,科學家發現“超憶症”的記憶都是高度自我中心化的。所以,這種現象又被稱為“高度發達的自傳性記憶”(Highly superior autobiographical memory,HSAM)。 

      他們像是寫自傳一樣,記住自己生活的每一個細節,但對其他事件的記憶力水平就跟平常人沒什麼不同了。很多時候他們也會跟正常人一樣出現虛假記憶等等。

      那麼,為什麼這些人會對自己的生活擁有超強的記憶力呢?圍繞着這個問題,很多研究者展開了激烈的研究。一名叫 Gary Marcu 的心理學家,通過走訪包括吉爾在內的多個超憶者患者,給出了自己的假設: 

    他認為這些超憶者可能並不是記憶力超群,只是他們極度痴迷自己的過去,才會讓他們對過去格外熟知。原因在於,他發現這些幾乎所有超憶者都患有不同程度的強迫症。比如吉爾的工作就是學校的管理員,她每天都會把所有文件管理得井然有序才肯作罷。 

      又比如就有一位超憶者 Bob Petrella 直接表達出了自己對自我記憶的痴迷。除了努力記住自己的每一天以外,他還會把這些記憶都記錄在案,經常拿出來回顧、總結。 

      有沒有可能是這些超憶者把自己的記憶當成了整理的對象,每天強迫自己在大腦里不斷整理、重複過去每一天的回憶?由此看來,這也並不是完全不可能。

      不過,超憶者患者並不同意這一觀點,畢竟他們常常情不自禁地陷入超強記憶力所帶來的痛苦之中,誰願意整天沒事去回憶那些瑣碎無用的事呢? 

      加利福尼亞州歐文分校的克雷格·斯塔克(Craig Stark)則提出了另一種研究思路。他認為超憶症群體有着比常人在還原事件的細節上表現得更好。 

      對我們來說,當事件發生一個月後,我們就會變得模糊不清了。但超憶症患者的記憶就卻還能像剛開始發生過一樣猶新。這是否意味他們大腦存儲信息的某些機制跟常人不同呢? 

      然而令人失望的是,腦部掃描显示他們的大腦並沒有特別的地方。他們既沒有多餘的腦恭弘=叶 恭弘,也沒有類似第三腦半球這樣的組織。儘管如此,研究發現他們的腦前額恭弘=叶 恭弘和海馬體之間的腦迴路會相對發達。 

      可對我們而言,反覆提取記憶也會有助於在腦中形成更有效的神經網絡。所以,這也有可能是他們超強記憶力所導致的結果,並不是產生的原因。 

      迄今為止,全球只有 80 人有類似的狀況,但具體的發病原因仍在進一步研究中。但巧合的是,這些人也都有類似強迫症的癥狀:收集東西、排列東西、潔癖、恐懼症、癔症等等。這也是為什麼說記憶力好過了頭也並不是件好事。 

      03 

      不過,對我們大多數人來說,想記卻記不得東西仍舊是一件很難受的事情。

      中學時期,我們就知道了德國心理學家艾賓浩斯(H.Ebbinghaus)研究發現了人類大腦對新事物遺忘的規律,所作的圖像被稱為艾賓浩斯記憶曲線。 

      根據這一曲線我們可以了解到,信息輸入大腦後,遺忘也就隨之開始了。遺忘率隨時間的流逝而先快后慢,特別是在剛剛識記的短時間里,遺忘最快。 

      那麼,我們人類為什麼需要遺忘呢?換言之,遺忘對人類有什麼意義呢? 很長一段時間以來,科學家認為遺忘是一個被動的過程。那些你平時沒有使用的記憶,就會主動消失。可在過去的十年裡,越來越多的證據表明,記憶的丟失並不是一個被動的過程。 

      相反,遺忘更像是一種主動的過程,我們的大腦在不停地遺忘。對絕大多數動物而言,遺忘是大腦預設的功能。 


    果蠅腦中兩個桿狀的蕈形體,它是昆蟲大腦中儲存嗅覺和其他感官記憶的緻密神經元網絡

      2012 年,美國斯克利普斯研究所的神經科學家 Ron Davis 就通過一個實驗,發現了果蠅主動遺忘的證據。他當時研究的是記憶在果蠅蕈形體中形成的複雜過程,尤其是與這些結構相連的多巴胺分泌神經元會產生哪些影響。

      他們讓轉基因果蠅對特定氣味和電擊形成條件反射,訓練它們躲避這類氣味。緊接着,他們激活了果蠅腦中的多巴胺能神經元,並觀察到果蠅很快就忘記了上述條件反射;當阻斷多巴胺能神經元時,反倒能將記憶保存在果蠅的大腦里。

      因此研究者認為,多巴胺作為一種神經遞質,它不僅對記憶形成有一定作用,也是遺忘產生的必要元素之一。 

      進一步研究后,他們發現果蠅體內的多巴胺能神經元能保持長時間活躍。這使得它們不斷忘記那些已經學到的信息。 

      到了 2017 年,科學家正式確認了一種主動遺忘的機制,稱為本質性遺忘。這種機制牽涉到大腦內部的一部分特定細胞,並且暫時將這些細胞叫做為遺忘細胞。它們可以分解記憶細胞中的印跡。

      與果蠅類似,我們體內多巴胺也扮演着雙重角色,它既有助於記憶形成又會導致遺忘。在一段新記憶形成之後,以多巴胺為基礎的遺忘機制就會開始擦除它。

      之所以會出現這種擦除現象,是因為細胞使那些創造了記憶印跡的結構進行反轉。這是因為,細胞的自然傾向就是要回到它們習得記憶之前的狀態,除非大腦認為這段記憶很重要,有必要保留。

      在這之後,這類記憶印跡就通過某種鞏固過程保留了下來,最終在記住和遺忘狀態之間保持一種平衡。

      簡單地理解就是,當這種預設模式遇到了一些值得長期記憶的信息的時候,才會告訴大腦忽略遺忘過程。從這個意義上來說,如果大腦不會遺忘,那麼我們根本就不會有真正好的記憶。畢竟與記不得東西帶來的難受相比,忘不掉無用的東西才是真正的折磨。 

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  • 幻數家族迎來新成員 “34”終獲證實

      科技日報訊 (記者劉霞)幻數家族迎來新成員!中國香港大學、日本理化研究所(RIKEN)和法國原委會(CEA)科學家攜手開展的新研究首次證明,34 是中子的幻數,這意味着擁有 34 个中子的原子核更穩定。

      原子核由質子和中子構成,在質子數或中子數為特定數值時,原子核的穩定性就大於平均值,這些數值即“幻數”。幻數家族迄今已有成員2、8、20、28、50、82、126 等。現在,該研究小組利用 RIKEN 仁科加速器中心的“放射性同位素束工廠”(RIBF)對鈣 54 進行研究證明,34 是中子的新幻數。

      早在 2013 年,同樣在 RIBF 上對鈣 54 進行的初步測試已經表明 34 應該是幻數,但當時證據並不充分,最新研究終於蓋棺論定。

      據物理學家組織網近日報道,在最新實驗中,陳斯東(音譯)團隊通過煞費苦心地逐個敲除中子,直接測量出填滿鈣 54 的原子核所需要的中子數為 34。

      為做到這一點,該研究小組使用一束速度約為光速 60% 的鈣離子束流,並通過 BigRIPS 同位素分離器對其進行選擇和識別,讓該束流撞進厚厚的液態氫(質子)內,然後將其冷卻至零下 253 攝氏度,通過它們撞擊質子時中子被敲除的截面推斷出該同位素詳細的殼結構。

      仁科加速器中心的彼得·多能巴勒說:“這是我們首次定量證明所有中子殼完全充滿鈣 54,34 確是一個好幻數。”

      陳斯東指出:“34 僅適用於非常有限的原子核區,接下來我們將重點研究該區域。此外,富含更多中子的系統(如鈣 60),可能還有其他幻數。RIBF 目前無法對此進行詳細研究,但我們相信,由於其功能不斷增強,在可預見的將來,它能勝任這一工作。”

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  • AMD第三季度凈利潤1.2億美元 同比增長18%

    AMD第三季度凈利潤1.2億美元 同比增長18%

      騰訊科技訊,據外電報道,AMD 周二發布了 2019 財年第三季度財報。報告显示,AMD 第三季度營收為 18.0 億美元,同比增長9%;凈利潤為 1.2 億美元,同比增長 18%。

      AMD 第三季度營收略低於華爾街分析師平均預期,調整后每股收益符合預期,且 2019 財年第四季度的營收展望符合市場預期,該公司股價在盤后交易中上漲近1%。

      在截至 9 月 28 日的這一財季,AMD 的營收為 18.0 億美元,較去年同期的 16.5 億美元增長9%,這一營收略低於分析師此前預期。湯森路透的調查显示,分析師平均預期 AMD 第三季度營收為 18.1 億美元。

      按業務部門劃分,AMD 第三季度來自於計算和圖形部門的營收為 12.76 億美元,高於去年同期的 9.38 億美元;運營利潤為 1.79 美元,相比之下上年同期的運營利潤為 2200 萬美元。企業、嵌入和半定製業務的營收為 5.25 億美元,不及上年同期的 7.15 億美元;運營利潤為 6100 萬美元,不及上年同期的 8600 萬美元。其他所有業務的營收在第三季度和去年同期均為零;第三季度其他業務的運營虧損為 5400 萬美元,相比之下去年同期的運營虧損為 3600 萬美元。

      AMD 第三季度運營支出為 5.91 億美元,較去年同期的 5.11 億美元增加 8000 萬美元。其中,AMD 第三季度研發支出為 4.06 億美元,高於上年同期的 3.63 億美元;營銷、總務和行政支出為 1.85 億美元,高於上年同期的 1.48 億美元。

      AMD 第三季度凈利潤為 1.2 億美元,每股攤薄收益為 0.11 美元,這一業績好於去年同期。2018 財年第三季度,AMD 的凈利潤為 1.02 億美元,每股收益為 0.09 美元。不計入某些一次性項目(不按照美國通用會計準則),AMD 第三季度調整后凈利潤為 2.19 億美元,調整后每股收益為 0.18 美元,這一業績符合分析師此前預期。湯森路透調查显示,分析師平均預期 AMD 第三季度調整后的每股攤薄收益為 0.18 美元。

      AMD 第三季度運營利潤為 1.86 億美元,相比之下去年同期的運營利潤為 1.50 億美元。AMD 第三季度毛利潤率為 43%,比去年同期的 40% 高出 3 個百分點。

      截至第三季度末為止,AMD 所持現金、現金等價物和有價證券的總額為 12 億美元,高於截至 2019 年第二季度末的 11 億美元。

      AMD 預計,2019 財年第四季度公司營收約為 21 億美元,加減 5000 萬美元,較去年同期增長 48%;不按照美國通用會計準則計算的毛利率約為 44%。湯森路透的調查显示,分析師平均預期 AMD 第四季度營收為 21.5 億美元,不按照美國通用會計準則計算的每股收益為 0.31 美元。

      AMD 股價周二在納斯達克證券市場常規交易中下跌 0.66 美元,跌幅為 1.96%,報收於 33.03 美元。在隨後的盤后交易中,至發稿時,AMD 股價上漲 0.31 美元,漲幅為 0.94%,股價為 33.35 美元。過去 52 周,AMD 最低股價為 16.03 美元,最高股價為 35.55 美元。按照周二的收盤價計算,AMD 市值約為 364 億美元。(騰訊科技編譯/明軒)

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  • 為何 Amazon 併購 Oracle 的可能性很大 ?

    為何 Amazon 併購 Oracle 的可能性很大 ?

      2019 年 9 月份 Trefis 團隊建議《Trefis 建議:谷歌可以斥資 90 億美元收購 Nutanix》,最近又建議亞馬遜收購 Oracle。此文是其和《福布斯》雜誌的 Great Speculations 合作撰寫。

      根據 Trefis 分析,亞馬遜併購 Oracle 有望帶來巨大的價值。雖然這個想法聽起來很雄心勃勃,但是為了使自己處於雲技術食物鏈的頂端,Oracle 可能是亞馬遜有史以來最好的收購對象。我們詳細說明為什麼亞馬遜可能會收購 Oracle,還在交互式儀錶板中估計了潛在交易的價值。我們的估計基於 Oracle 的獨立價值以及它作為與亞馬遜合併后的實體中一部分而具有的價值。

      為何我們認為亞馬遜會收購 Oracle?  

      兩家公司的概況:

    • 亞馬遜可能是在 2000 年代中期第一家打造公共雲生態系統的供應商,但 Oracle 從事數據庫業務已有近 40 年的歷史。
    • AWS 的想法是可以將基礎設施出租給希望存儲和計算資源方面減少費用的客戶。根據 Trefis 的估計,AWS 的企業價值高達 4930 億美元,EV/EBITDA 是 27 倍(2020 年 EBITDA 為 180 億美元)。
    • Oracle 因第一代雲產品失敗而很晚進入雲市場,該公司隨後在開發方面投入大量資金,旨在向市場推出第二代雲。根據 Trefis 的估計,Oracle 的企業價值應為 2510 億美元,EV/EBITDA 是 12.7 倍(2020 年 EBITDA 為 200 億美元)。
    • AWS 的方法是創建產品,然後讓用戶採用它。Oracle 已經長期擁有這樣的用戶群,卻無法滿足 AWS 能夠滿足的要求。結果是,儘管 Oracle 運行着全球近 50% 的數據庫,但如今 AWS 在公共雲市場的份額超過 40%,而 Oracle 甚至沒有躋身前五名。

      理由1:客戶將獲得第二代架構的安全性和 AWS 的客戶服務,因而導致差異化產品與競爭。

    • 由於市場上面臨微軟 Azure(已成為微軟 B2B 和 B2C 產品的底層結構)、谷歌雲(迎來新的掌門人)和 IBM 雲產品(收購 Red Hat 之後)的競爭,AWS 的先行優勢如今可能在減弱。
    • 對老牌雲領導企業構成不利的另一個因素是,原本可以遷移到雲的唾手可得的工作負載越來越少。其餘工作負載主要是關鍵任務型,對安全要求很高。
    • 這場競爭中對 AWS 不利的另一個因素是,Capital One 和 Malido Air 等諸多 AWS 客戶紛紛遭遇數據泄密事件。在 Oracle 的年度分析師會議上,Larry Ellison 暢談了第二代架構可以如何避免此類泄密事件。

      理由2:AWS 尚未開發可替代 Oracle 的可靠數據庫。將 Oracle 數據庫引入到 AWS 上有望使這對組合成為初創企業和大企業都青睞的事實上的選擇。

    • Oracle 一直試圖將其數據庫遷移到 Oracle 雲,該公司的軟件增長勢頭未能彌補其他業務下滑的頹勢。
    • 另一方面,AWS 與 VMware 建立了優先合作夥伴關係,將 AWS 引入到本地系統(Oracle 和微軟在本地系統領域擁有領導地位)。
    • 考慮到 Oracle 希望客戶遷移到雲而 AWS 希望擴大到本地客戶,我們認為 Oracle 和 AWS 彼此是很好的互補。

      根據我們對亞馬遜和 Oracle 的收入和 EBITDA 預測,還有對合併后實體的潛在收益的預測,我們認為亞馬遜可能會以比 Oracle 的當前市值高得多的價格收購對方。

      潛在合併的風險和障礙有哪些?

      不過兩大科技巨頭之間的合併有其自身的一系列風險和障礙,其中包括:

      1. 向來是競爭對手:

    • 多年來,AWS 的 Andy Jassy 和 Oracle 的 Larry Ellison 陷入了一場口水仗,炮轟對方的產品和運營策略。
    • 然而,在 Oracle 的 2019 年分析師日活動期間,Ellison 顯得對 AWS 比較尊重。

      2. 技術堆棧組合方面的考慮:

    • Oracle 的第二代雲將客戶計算機和雲控制計算機分隔開來,而 AWS 運行龐大的分佈式系統。
    • 由於合併后客戶群的規模及各不相同的需求,整合兩套系統並將 Oracle 的自主數據庫功能添加到 AWS 的產品所需的成本可能帶來技術挑戰。

      3. 反競爭問題:

    • 合併后實體在公共雲市場的份額遠超過 40%,在數據庫市場的份額遠超過 50%,因此它在如何影響競爭方面有可能備受監管機構的關注和審查。

      4. 交易的絕對規模:

    • 我們估計亞馬遜的 AWS 部門價值 4930 億美元,Oracle 價值 2500 億美元。
    • 亞馬遜估值估計約 1.1 萬億美元,是規模大得多的公司。
    • 併購將保持亞馬遜在幾個新興行業的勢頭不斷增強,實際上會使 Oracle 歸屬 AWS 的控制。
    • 為了完成交易,亞馬遜將不得不開出比 Oracle 的目前市值高一大截的價碼。

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  • 時空不是連續的?這些華人科學家,在實驗室里模擬量子時空

    時空不是連續的?這些華人科學家,在實驗室里模擬量子時空


    圖片來源:quanta magazine

      撰文:張華

      我們所處的空間與時間,或許不是連續的?一個名為“圈量子引力”的量子理論,就提出了離散時空的概念。現在,一項由多位華人科學家主導的研究,讓該理論進入全新的階段——在實驗室中模擬圈量子引力中的時空量子態。

      20 世紀上半恭弘=叶 恭弘,量子理論的出現讓物理學進入全新的階段。這時,離散化成為物理學的新潮流。比如,玻爾通過對應原理計算出氫原子的电子能量是離散的,從而得出氫的光譜線;銀原子與不均勻磁場相互作用后,自旋角動量的方向也是離散的,這給出了斯特恩-蓋拉赫實驗中兩股銀原子飛行軌跡。

      根據這個思路,一個很容易想到的問題是:既然能量與角動量都是量子化,也就是離散化的,那麼時間與空間是不是離散的呢? 

      圈量子引力的誕生

      一個誕生於 1987 年的全新理論,就提出了時空是離散的觀點。這種物理學思想,就是圈量子引力(loop quantum gravity)理論。

      在圈量子引力出現之前,最流行的量子引力理論是惠勒-德威特方程。這個方程類似於量子力學的薛定諤方程:在惠勒-德威特方程中,整個宇宙空間可以看成波函數,這個波函數的演化滿足薛定諤方程。但是,惠勒-德威特方程存在很多問題,因此後來被淘汰了。

      20 世紀 80 年代中期,卡洛·羅韋利(Carlo Rovelli)和阿比耶·阿什特卡爾(Abhay Ashtekar)、李·斯莫林(Lee Smolin)開始重新考慮這個問題。他們在惠勒-德威特方程的基礎上,創建了圈量子引力理論。

      羅韋利在接受《環球科學》採訪時,介紹了圈量子引力的誕生經歷:“1987 年夏天,我還是一個對量子引力問題感興趣的年輕博士后,到處拜訪這個領域的科學家。當我去耶魯大學拜訪斯莫林時,他告訴我,他發現了惠勒-德威特方程的一些奇怪的解——在那裡,空間中每個圈都有一個可能的解。於是,我開始和斯莫林合作。我們意識到,他的解可以成為量子引力的新基礎。”隨後,羅韋利和斯莫林去了美國錫拉丘茲大學,和當時在該校任職的阿什特卡爾合作,三人共同發展了圈量子引力理論。

      這個理論涉及到一個積分,這個積分是沿着時空中的一些小圈而進行的,所以這個理論叫做“圈”量子引力,它沒有像惠勒-德威特方程那樣採用薛定諤方程,而是採取了海森堡方程的模式(需要找到一對正則變量來進行量子化)。該理論認為,時間和空間由離散的塊組成。物理學家定義了圈量子引力中基本單元的體積算符面積算符,這些算符都有離散的本徵值。這些最小的面積、體積不是連續變化的,因此該理論實現了時空的量子化。


    圈量子引力概念圖

      量子自旋網絡

      前面說到,在圈量子引力中,空間是離散的。因此,三維空間可以被分成無數個基本的量子四面體。那麼,物理學家如何刻畫這些量子四面體呢?這與 1971 年物理學家羅傑·彭羅斯提出的量子自旋網絡有關。

      量子自旋網絡的構造用到了對偶的思想。如果存在一個多面體的空間量子,在量子自旋網絡中,可以用多面體的中心點表示這個多面體的體積,而用穿過各個表面的線條來表示其面積。

      以下圖為例,a圖是一個正方體,假設這個正方體的邊長是 2 普朗克長度,那麼每個面的面積是 4 個普朗克面積,這個正方體的體積是 8 個普朗克體積。因此,如果用量子自旋網絡來表示,那麼就是b圖。圖上的這些数字,均與各個面對應的自旋有關。

      在圈量子力學的模型中,最基本的空間量子是一些量子四面體。這些量子四面體對應的量子自旋網絡如下圖所示。當然,這種量子四面體是在普朗克尺度下才出現的。對於量子四面體來說,其四個面的面積可以存在量子波動

      論文共同第一作者,美國佛羅里達大西洋大學的物理系教授韓慕辛告訴《環球科學》:“雖然空間的基本量子不一定是正四面體,而是各種形狀的四面體,但無論四面體形狀存在什麼樣的量子漲落,其漲落的規律還是滿足海森堡不確定原理的。”

      四面體每個面的面積都是量子化的,其面積算符可以用表示自旋的角動量算符J來刻畫。(角動量算符J標記了每個面的有向面積)

      如同电子具有波函數,作為一個量子對象,量子四面體的波函數狀態可以用量子態來刻畫。從幾何意義上來說,因為四面體是封閉的,所以這個量子態必須滿足一定的條件,那就是四個角動量算子求和以後,作用到這個量子態必須等於零。即:


    J1、J2、J3、J4 分別為 4 個面的角動量算符

      將量子四面體中各個面的面積固定后,四面體的形狀還可以改變,因為面與面之間的二面角沒有確定。而量子空間的演化信息,就包含在二面角里。

      論文通訊作者之一、復旦大學物理系教授萬義頓告訴《環球科學》:“量子四面體基本單元之間的相互作用,造成量子空間的演化,從而形成四維的量子時空。其中最基本的相互作用是 5 個量子四面體之間的 5 點相互作用,這可以類比於粒子物理中的相互作用。”

      核磁共振模擬圈量子引力

      在這項發表於《物理學通訊》的最新研究中,萬義頓、魯大為、曾蓓三位通訊作者組織的研究團隊用量子計算機模擬圈量子引力,也就是通過量子計算機構造量子四面體,然後模擬量子態
    以及它的演化。

      無論什麼類型的量子計算機,都要先有一個量子系統。核磁共振系統作為發展較早的量子計算平台,由於可控性較高,被廣泛運用在数字量子模擬當中。在這項模擬工作中,物理學家使用核磁共振量子系統製備了量子四面體對應的量子態。這一實驗是在加拿大滑鐵盧的量子計算研究所完成的。

      研究團隊使用了用碳 13 標記的巴豆酸分子。這種分子的分子式為C4H6O2,包含 4 個碳原子,其退相干時間很長,適合做量子計算。在室溫下使用 700 兆赫茲的布魯克核磁共振譜儀,對量子比特進行操控和測量。通過這個 4 量子比特系統,他們構造出一個可以模擬量子四面體的空間。


    巴豆酸分子的結構 

      “在碳 13 同位素標記后,由於巴豆酸分子中碳原子核的個數是奇數,即核自旋是1/2,核自旋為1/2 的碳原子在磁場中發生能級分裂,形成 2 能級系統。這就是一個量子比特的來源。”深圳鵬城實驗室的助理研究員李可仁解釋道。作為論文共同第一作者,他參与了整個模擬實驗。

      在實驗中,他們用巴豆酸分子製備量子四面體對應的量子態,並通過測量面與面之間的夾角以及各個面的面積,來驗證量子四面體的性質。依據這些輸出數據,可以檢驗實驗製備量子四面體的角動量是否滿足這個關鍵方程:

      通過對 10 個上述量子四面體的研究,研究團隊驗證了所製備的量子態與圈量子引力中的量子四面體的對應關係。他們的工作說明,通過量子計算機,可以實現對量子時空的模擬。這是華人科學家為主的研究團隊首先用量子計算機模擬量子引力,他們所取得的這些進展,在一定程度上把量子引力拖入到一個可用實驗室實驗進行檢驗的新階段。

      原始論文:

      https://www.nature.com/articles/s42005-019-0218-5

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  • 5G激發攝像頭需求 索尼投資9億美元擴產圖像傳感器

    5G激發攝像頭需求 索尼投資9億美元擴產圖像傳感器

      騰訊科技訊,2019 年成為全世界“5G 通信元年”,5G 手機的銷量也逐步增長,5G 也帶動了對智能手機拍照和視頻功能的需求。據外媒最新消息,全球主要的手機圖像傳感器製造商日本索尼公司準備投資 9 億美元,擴大圖像傳感器的產能。

      據日本媒體報道,日本电子產品製造商索尼將在長崎縣投資建設一家新工廠,生產用於智能手機相機的半導體圖像傳感器。該公司旨在滿足消費电子設備中對高端相機日益增長的需求,尤其是超高速 5G 網絡帶來的新市場機會。

      索尼計劃在下一財年的預算中為該項目撥款 1000 億日元(9.18 億美元),並在 2021 年 4 月開始的財年儘快讓工廠竣工投產。

      這將是該公司五年內第一個新的半導體工廠投入運營。索尼預計,隨着智能手機製造商為其產品配備越來越複雜的攝像頭,圖像傳感器市場將繼續增長。索尼公司認為,隨着下一代 5G 網絡變得更加廣泛,自動駕駛汽車和工廠自動化開始使用,圖像傳感器需求也會得到提振。

      去年,索尼是世界上最大的圖像傳感器製造商,擁有 50% 的市場份額。它的目標是到 2025 年利用新工廠將其全球份額提高到 60%。競爭對手三星电子佔據全球圖像傳感器市場 20% 的份額,也在擴大投資和產能。

      隨着全球貿易近期出現一些不確定因素,索尼希望在日本的新工廠將使其能夠更靈活地應對美國和中國等關鍵市場的變化。

      索尼的工廠佔地面積大約為 7000 平方米,工廠位於日本西南部長崎縣索尼公司現有的一家工廠旁邊。新工廠將為智能手機生產金屬氧化物半導體圖像傳感器。

      據國外媒體報道,建設新工廠的詳細計劃將在索尼公司本周三公布 4 月至 9 月的運營業績時公布。

      之前,美國激進投資者丹尼爾·勒布(Daniel Loeb)領導的美國對沖基金 Third Point 要求索尼公司對業務進行重組,將股東利益最大化,這家對沖基金要求索尼剝離半導體業務,但是這一方案被索尼公司拒絕。

      索尼最近一次啟用一個新工廠是在 2016 年,當時它開始在日本西南部經營一家從東芝購買的工廠。

      這一次也是該公司 12 年來第一次從頭開始建造工廠。2007 年,索尼公司在日本熊本縣建立了一個生產設施。

      目前,索尼每月可以在國內生產大約 10 萬套智能手機攝像頭圖像傳感器。它計劃到 2021 年 3 月將這一数字提高到 13 萬套。到目前為止,該公司通過擴大現有工廠的生產線和提高效率來增加產量,但它認為有必要建立一個新工廠來滿足預期的需求增長。

      新工廠的具體產能尚未確定,但在 2021 年運營開始后,索尼計劃最終將產量提高至每月數萬套。

      索尼新建工廠生產圖像傳感器的一個行業大背景,是現在許多智能手機都開始配置更多的攝像頭。過去攝像頭從一個增加到兩個,如今三個攝像頭的配置也開始流行起來。比如蘋果公司今年新推出的智能手機就配置了三個攝像頭,這也帶動了對圖像傳感器零部件的需求。

      由於照片和視頻共享社交媒體(比如 Instagram 和 TikTok)的普及,甚至中端價格定位的智能手機也開始安裝高性能攝像頭。因此,市場對索尼圖像傳感器的需求也在增長。

      據美國市場研究公司國際數據公司(IDC)稱,2019 年全球智能手機出貨量預計將下降2%,至 13.7 萬億部,但隨後可能在 2020 年出現增長,這也將是四年來第一次增長。

      隨着 5G 智能手機的普及,對高容量視頻功能的需求預計會增長更多。自動駕駛汽車和工廠機器人也有可能推動圖像傳感器市場。

      據索尼公司首席執行官吉田憲一郎稱,索尼的圖像傳感器預計將有廣泛的應用,包括物聯網、自動駕駛汽車、遊戲和先進的醫療技術。

      在索尼公司上一個財年中,該公司半導體業務的營業利潤為 1439 億日元(13.2 億美元),占索尼合併調整前總利潤的 16%。

      據悉,全球电子公司正在增加半導體投資,他們預計智能手機需求將復蘇,5G 手機和 5G 應用也將增長。

      今年三季度,中國台灣的半導體代工巨頭台積電公司實現了運營利潤為正,這是五個季度以來的第一次。該公司將其資本支出提高至 138 億至 148 億美元,比通常水平高出 40%-50%。(騰訊科技審校/承曦)

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  • Waymo全自動無人駕駛汽車開始在鳳凰城接載乘客

    Waymo全自動無人駕駛汽車開始在鳳凰城接載乘客

      作者:站長之家編輯 

      據 engadget 的消息,谷歌母公司旗下的 Waymo 自動駕駛公司在近日正式為顧客提供全自動無人駕駛汽車服務,目前已經率先在美國鳳凰城進行測試。

      根據 Waymo 公司 CEO John Krafcik 的介紹,他們已經首先為數量有限的乘客提供“只有乘客”的接載。也就是說,這些車輛上是沒有司機在場,可謂是真·自駕車接載之旅。根據協議,參与了這次測試的乘客不可以跟媒體分享車程的體驗。

      同時,Krafcik 表示,他們在底特律的全球首個 L4 自駕車工廠已經啟用生產線,而且更與貨車品牌 Peterbilt 合作測試應用其自駕系統,希望未來達成自駕貨車的商用化。

      Waymo 此前就拿到了加州 DMV (機動車輛管理局)頒發的完全自動駕駛測試牌照,測試時可以不用安全員。

      Waymo 很早就開始了自動駕駛的測試,在 2009 年,當時他們還是谷歌旗下的一個項目,就開始研究自動駕駛技術,直到 2016 年從谷歌獨立出來。這家公司目前已經收集了超過 1500 萬公里的公共道路測試數據,在自動駕駛領域屬於頭部玩家之一。

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  • Canonical 開源 MicroK8:面向工作站和邊緣/物聯網的Kubernetes

      對於基於容器的應用軟件而言,Kubernetes 正迅速成為一種事實上的平台。Kubernetes 使容器化應用軟件的部署和擴展實現自動化,並簡化了更新和升級之類的維護任務。自 2014 年穀歌開源以來,這項技術已取得巨大的成功。

      因而,全球各地的開發人員、系統管理員和技術愛好者不僅對學習 Kubernetes 頗感興趣,Kubernetes 還日益成為他們工作的一部分。

      然而儘管有巨大的優勢,Kubernetes 是一種複雜的容器編排工具,很容易使初學者感到沮喪、不知所措。凡是曾用過或試過 Kubernetes 的人對於安裝和運行 Kubernetes 部署系統帶來的麻煩再熟悉不過了。

      這時 MicroK8 應運而生,它是 Canonical 提供的一款功能強大的企業級 Kubernetes 發行版,我們認為它是市面上最小巧最快速的多節點 Kubernetes。MicroK8s 佔用的磁盤和內存空間小,同時提供開箱即用的生產級附件,包括 Istio、Knative、Grafana 和 Cilium 等等。

      無論某人在運行生產環境還是僅僅對探究 Kubernetes 感興趣,MicroK8 都是大受歡迎的解決方案。

      MicroK8s 不是市面上唯一承諾可降低 Kubernetes 集群的複雜性、縮短部署時間的技術,但其他技術過於簡約,缺乏關鍵的可擴展性和重要的附件。

      MicroK8 作為單個 snap 軟件包來提供,安裝在支持 snap 的 42 種 Linux 發行版中的任何一種上。snap 是面向桌面、雲和物聯網的應用程序包,易於安裝和保護。

      如果在筆記本電腦或其他工作站上進行單命令安裝,MicroK8 的安裝不到一分鐘。MicroK8 可以在虛擬機上作為小型便宜的 Kubernetes 使用,作為持續集成/持續交付(CI/CD)管道的一部分,也可以在 Linux 機器上用於開發物聯網或邊緣計算應用程序、機器學習或 AI 工作負載。

      不妨仔細看看 MicroK8 的工作原理、優勢和主要功能。

      MicroK8s 的優勢

      五個主要屬性決定了使用 MicroK8 具有的優勢:輕巧、簡單、安全、最新且全面。

    • MicroK8 輕巧:團隊成員需要最小的 Kubernetes 用於筆記本電腦和工作站開發。 MicroK8s 提供了一種輕量級獨立式 Kubernetes,你在 Ubuntu 上運行它時,它與 Azure AKS、亞馬遜 EKS 和谷歌 GKE 兼容。
    • MicroK8s 簡單:MicroK8s 通過單個軟件包安裝最大程度地減少管理和操作,該軟件包沒有活動部件(開箱即用),包含所有依賴項。
    • MicroK8 安全:所有安全問題都始終有更新可用,可以立即打上或安排更新,以適合企業的維護周期。此外,MicroK8 在工作站上安全地運行,擁有最新的隔離功能。通過將 Kubernetes、Docker.io、iptables 和 CNI 的所有二進制文件打包在單個 snap 軟件包中,實現這種隔離。
    • MicroK8 最新:MicroK8 跟蹤上游 Kubernetes,並在上游 Kubernetes 發行的同一天發布 beta 測試版、發行候選版和最終版本。你可以跟蹤最新的 Kubernetes 或堅持使用 1.10 以後的任何 Kubernetes 發行版本。出現新的重大 Kubernetes 版本時,你可以自動升級,也可以使用單個命令進行升級。
    • MicroK8 全面:MicroK8 包括經過精選的清單文件,用於常見的 Kubernetes 功能和服務。MicroK8s 隨帶 Docker 註冊中心,使用戶能夠在筆記本電腦上創建、推送和部署容器。

      MicroK8s 附件

      正如之前提到,MicroK8 隨帶功能強大的附件,這些附件安裝起來簡單直接,只需幾個命令。Cilium 和 Helm 是使 MicroK8 更易於管理和更可靠的兩個關鍵附件。新增的附件 Kubeflow 有助於部署機器學習工作流程。

    • Cilium。Cilium 是開源軟件,可提供並保護使用 Linux 容器管理平台部署的應用程序服務之間的網絡和 API 連接。在 MicroK8s 中運行 Cilium 可以實現功能強大的 pod 到 pod 的連接管理以及 pod 之間的服務負載均衡。(pod 是一個或多個共享存儲和網絡資源的容器的集合體。pod 包含容器在 Kubernetes 中應如何運行的定義。)
    • Helm。Helm 是 Kubernetes 的軟件包管理器。Helm 由 CNCF 聯合微軟、谷歌、Bitnami 和 Helm 貢獻者社區共同維護,它提供管理、更新、共享和回滾 Kubernetes 應用程序的功能,從而可以更輕鬆地管理 MicroK8s 環境。
    • Kubeflow。Kubeflow 現在作為 MicroK8 的附件來使用,改善 AI 和機器學習功能。開發人員可以在短短几分鐘內根據其生產要求來安裝、開發、測試和擴展機器學習工作流程。Kubeflow 和 GPU 加速功能可直接與 MicroK8 協同使用。

      其他附件列表包括:

    • CoreDNS:CoreDNS 是一種用 Go 語言編寫的 DNS 服務器,由於具有靈活性,可以用在眾多環境中。
    • Dashboard:你可以部署 Kubernetes 儀錶板以及 Grafana 和 InfluxDB。
    • Storage:用戶可以創建一個默認存儲類,充分利用指向主機上目錄的 hostpath-provisioner。
    • Ingress:創建入站控制器。
    • GPU:你可以通過啟用英偉達運行時環境和英偉達設備插件守護程序,將 GPU 暴露給 MicroK8。
    • Istio:你可以部署核心 Istio 服務,並使用 microk8s.istioctl 命令來管理部署。
    • Registry:部署專用鏡像註冊中心,並通過 localhost:32000 暴露給註冊中心。

      還有更多的附件,包括用於監控的 Fluentd、Prometheus 和 Grafana,用於部署採用最簡單配置的 Jaeger Operator v1.8.2 的 Jaeger,用於部署 Linkerd2 服務網格的 Linkerd,用於基於角色的訪問控制授權模式的 RBAC,以及用於 Serverless 計算的 Knative。

      由於這些附件,MicroK8 的功能不斷變得強大,因此可以快速簡單地運行配備齊全的 Kubernetes 部署。

      面向邊緣計算的 MicroK8

      同時,附件之外的另一項新功能是 Ubuntu 19.10 中為 MicroK8 添加了嚴格限制,從而增強了邊緣計算功能。嚴格限制確保了完全隔離和高度安全的生產級 Kubernetes 環境,這一切都佔用很小的空間,非常適合邊緣網關。因而,現在藉助單個命令就可以將 Mic?6?7?6?7roK8 附件安全地部署在邊緣。

      Kubernetes 已成為科技行業的一大流行語,這有其充分理由。對於想深入研究 Kubernetes 但又被其複雜性嚇倒的開發人員及其他人來說,MicroK8 是解決之道。MicroK8 的出現是為了在不犧牲質量的情況下,降低開發和部署的複雜性和成本。

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  • 三星公開下一代摺疊手機設計方案 回歸翻蓋機

    三星公開下一代摺疊手機設計方案 回歸翻蓋機

      原標題: Samsung Teases New Clamshell Design for Next Folding Phone

      網易科技訊,10 月 30 日消息,據國外媒體報道,當地時間周二三星透露了下一代 Galaxy 可摺疊手機的設計。據悉,這是一款可以從上到下摺疊的迷你翻蓋手機,而不再是像第一代智能手機一樣從側面摺疊。

      三星在一段視頻中展示了這款手機的設計,幫助開發人員開始思考如何為這款手機開發新軟件。該公司沒有透露何時發布這款方形手機的信息。

      今年早些時候有報道稱,三星正計劃在明年年初正式發布一款新的可摺疊手機。其內屏為 6.7 英寸,機身更薄,價格低於 1980 美元。三星還與美國設計公司 Thom Browne 合作,以提升其對奢侈品消費者的吸引力。

      與當前的可摺疊手機一樣,新款可摺疊手機也將運行 Android 軟件和應用程序。這款手機的屏幕上會有一個打孔攝像頭,此外還會有兩個後置攝像頭。(辰辰)

      

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  • 長時間太空飛行 會影響大腦結構與功能

      科技日報華盛頓 10 月 28 日電 (記者劉海英)《美國神經放射學雜誌》線上版最新刊發的一項研究稱,長時間太空飛行會影響人類大腦的結構與功能。

      該項研究由美國南卡羅來納醫科大學神經放射學家唐娜·羅伯茨領導。研究團隊對美國國家航空航天局(NASA)宇航員太空飛行前後的大腦磁共振成像數據進行了回顧性分析,量化了他們大腦結構的變化情況,並將這種結構變化與其認知和運動功能的臨床表現進行了比較。

      研究發現,在國際空間站內進行長時間太空飛行后,宇航員的腦室會擴大,其變化百分比與飛行時間顯著相關,但與宇航員的年齡負相關;宇航員的腦組織(主要位於側腦室和第三腦室邊緣)會上移,在大腦頂部聚集。

      進一步研究表明,宇航員大腦結構的變化與他們飛行后出現的運動和認知能力變化有關。研究显示,飛行前後大腦左側尾狀核結構的變化與姿態控制能力差顯著相關;右下肢初級運動區/中扣帶回的局部結構變化與複雜運動任務完成時間延長顯著相關;3 個白質區體積的改變則與認知表現任務反應時間的改變顯著相關。此外,研究人員還發現,那些患有“太空飛行相關神經—眼綜合征”的宇航員,其腦室的變化比那些沒有患這種疾病的宇航員要小。

      研究人員在論文中指出,儘管新研究所用樣本量較小,只有 19 位宇航員(7 位進行過短時間太空飛行,12 位執行長期太空飛行任務)的大腦磁共振成像數據,他們還是找到了明確證據,表明長時間太空飛行會導致大腦結構變化,且這種變化與認知和運動功能以及“太空飛行相關神經—眼綜合征”的發展有關。

      這一研究結果表明,對人類大腦如何適應太空飛行進行更多研究很有必要,這對於確保國際空間站宇航員的安全及推動人類探索火星具有重要意義。

      總編輯圈點

      長期處於失重狀態,人體會有所反應,以適應特異環境。這類效應迄今還未被完全弄清。比如,人的免疫系統會明顯調整,在太空中的表現與在地面上差異明顯。另外,人腦的一些功能可能會被顯著影響。宇航員在空間站居留時間一般不超過一年。如果今後探索火星或長時間星際航行,那麼我們必須首先確定人體變化的不可測風險。

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