环球科学：42天不降落！太阳能飞机打破最长飞行时间记录

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　　· 航空 ·

　　一架试验无人机连续飞行42天

　　Zephyr无人机在高空飞行。图片来源：Airbus

　　根据Space.com消息，一架由美国陆军联合测试的试验无人机已在北美洲索诺拉沙漠的上空飞行了42天。这架叫做Zephyr的无人机于2022年6月15日从美国陆军的尤马试验场起飞，这一次打破了它自己在2018年8月创下的最长飞行纪录（25天23小时）。Zephy的机身很窄，机翼的翼展为25米，并且由轻质碳纤维复合材料制成，整体重量仅为75千克。它的机载电池依靠太阳能充电，以及储能，从而用于夜间飞行，并实现长时间飞行。它可以携带高达22.5千克的载荷，如红外和高光谱传感器、雷达、预警系统。此外，Zephyr是在约21 340米的高空飞行，使得它能观察大面积的地面区域（长宽分别为30和20千米）。接下来，Zephyr将携带美国陆军所开发的有效载荷在太平洋上空进行测试。

　　· 分子生物学 ·

　　最新发现染色质的构象并非凝胶状

　　此前的研究认为，染色质是呈凝胶状的交联聚合物，因此在细胞核内的运动能力受限。近日，一项发表于《科学》的研究借助磁力，揭示了单个染色质的动力学特征。研究人员将一种磁性纳米颗粒注射至活细胞中。这种磁性颗粒包含一个基因开关——四环素遏制蛋白（TetR），它可以与活细胞基因组中的操纵子（operon，负责基因表达）结合，也就是说，纳米颗粒附着在了染色质上。而且，磁性颗粒携带着绿色荧光蛋白，从而使研究人员能实时追踪这一段染色质的运动。随后，他们将活细胞放置在微型磁柱上，这样就能在外磁场的作用下使磁性颗粒拉拽染色质，从而测定了染色质对外力的动态响应，结果发现染色质是一种可以自由运动的流体，而不是此前认为的凝胶状。

　　· 社会科学 ·

　　和富人做朋友或能提高收入

　　预测收入排名（Predicted income rank）与经济关联度（economic connectdness）具有显著相关性，后者代表一个人朋友中富人的比例。图片来源：doi.org/10.1038/d41586?022?01843?4

　　已经有研究证明，社会资本（social capital，类似于人脉）可以影响一个人的教育和健康水平。但社会资本很难衡量，现有研究关注范围往往只能覆盖特定社群。研究人员利用美国全国各地25岁至40岁之间7000多万脸书用户的数据，分析友情对收入的影响，相关论文发表在《自然》上。

　　研究人员利用脸书用户所在地收入中位数、所用智能手机型号和就读大学判断该人的社会经济地位。他们发现，预测一个人社会经济地位上升最好的指标是经济关联度（economic connectedness），一个人朋友中富人的比例越高，该指数越高。剧作者估算，如果社会经济地位较低的儿童在成长过程中的经济关联度与富人区的平均经济关联度相同，这些儿童成年后收入将会增加20%。在另一篇《自然》论文中，研究人员分析了哪些因素会影响不同社会经济地位人群之间的来往。他们发现美国一半的社交断层是地理区隔导致的，另一半是由交友偏向导致的。

　　· 计算光学 ·

　　使用超光学加速器降低神经网络的能耗

　　超光学加速器的示意图，图片来源：原论文

　　深度学习快速发展。数字神经网络计算量巨大，不仅耗能高，还会限制计算资源有限时的实时决策能力。近日，发表于《科学·进展》的一项研究展示了一个基于超光学（meta-optic）的神经网络加速器。

　　该加速器利用超表面（metasurface），在对象分类（object classification）中实现了空间复用，并增加了如偏振等额外的信息通道。同时，端到端设计（end-to-end）优化了光学和数字系统，从而实现了强大的分类能力。对于修改后的美国国家标准与技术研究院（MNIST）的数据集，将这一加速器作为混合图像分类系统的卷积前端，可以对93.1%的手写数字进行准确分类，并对93.8%的数字及其偏振状态进行分类。该方法可以实现紧凑、高速和低功耗的图像信息处理系统，在机器视觉和人工智能领域可能会产生广泛的应用。

　　· 天文学 ·

　　发现质量最大中子星

　　中子星是8～30倍太阳质量恒星死亡后的产物。这种天体的质量一般在1.5倍太阳质量左右，半径一般只有10千米，是宇宙中除黑洞外最致密的天体。强大的引力会迫使原子核中的电子和质子合并形成中子，整颗天体就是一个“大号原子核”。PSR J0952-0607是银盘中已知自转最快的中子星，被称为“黑寡妇”（black widow）。天文学家测量了PSR J0952-0607的质量，发现其质量为2.35 ± 0.17倍太阳质量，是已知质量最大的中子星。该质量非常接近中子星2.3倍太阳质量的理论质量上限，是研究中子星极限状态的绝佳观测对象。相关论文发表在《天体物理学报通信》上。

　　· 神经科学 ·

　　人脑中的超突变与衰老有关

　　在早期发育当中，有些基因突变与自闭症和精神分裂症等一些精神疾病有关。突变分两种类型，一种遗传自父母，另一种是在受精后才发生。最近，科学家分析了一百多颗死后冷冻的人脑，发现大约6%的脑中（比其他人脑）更加可能大量累积这样的突变，而这些“超突变”的人脑往往有40岁以上的年纪。研究者认为，脑中的超突变是一个与衰老相关的过程，他们把研究成果发表在《科学》杂志。

　　耶鲁大学等研究机构的科学家，提取了131位捐赠者的死后脑组织样本。其中，44个样本来自没有神经系统疾病的人，87个样本来自精神疾病患者。研究者对这些脑组织样本中的神经元和神经胶质细胞进行了全基因组测序，将数据对齐之后，记录下每个样本中的基因突变。结果显示，大多数样本中可以检测出20-60个单核苷酸突变，但也有约6%的样本中发现了数百个突变。在60岁以上的人脑样本中，具有超突变的样本占了16%，而在40岁以下的样本中，只有2%出现了超突变。老年人脑部的超突变更多，这让科学家推测，大量突变可能与阿尔茨海默病或脑癌等疾病有关。研究者还发现，在一些患有自闭症的捐赠者当中，体细胞突变与大面积DNA缺失有关，还与转录因子结合DNA调控元件的能力受损有关。不过，想确认体细胞突变与精神分裂症等疾病之间的联系，还需要更多的研究。

　　· 地球科学 ·

　　原子钟计时以来最短的一天

　　2022年6月29日，地球自转一周比24小时少了1.59毫秒，这是自从人类用原子钟计时以来最短的一天。在较长的时间尺度上，地球的自转一直在放缓，每个世纪地球自转时间就要延长几毫秒，但近年来地球一直在加速旋转。地球内部、外部、海洋、潮汐甚至是气候过程都能影响地球自转的速度。根据亚洲大洋洲地球科学学会年度会议目前公开的报告（SE05_A009），科学家认为最近的自转加速是由钱德勒晃动（Chandler wobble）导致的。钱德勒晃动是地球自转轴相对地球表面的小幅度运动，属于非球体旋转时产生的自由章动。正常的钱德勒晃动在3到4米左右，但科学家在2017～2020年间没有测到这种摆动。

　　· 新冠疫情 ·

　　截至北京时间8月2日10时，据约翰·霍普金斯大学最新统计，全球累计新冠确诊病例578 040 117例，死亡病例6 402 017例。

　　据国家卫健委官方数据，8月1日0-24时，31个省（自治区、直辖市）和新疆生产建设兵团报告新增确诊病例107例。其中境外输入病例61例（广东30例，上海8例，福建8例，江苏4例，北京3例，四川3例，云南3例，重庆1例，陕西1例），含8例由无症状感染者转为确诊病例（广东5例，福建2例，云南1例）；本土病例46例（甘肃10例，广西9例，四川9例，内蒙古7例，福建7例，河南2例，海南1例，兵团1例），含20例由无症状感染者转为确诊病例（甘肃8例，广西7例，四川4例，河南1例）。无新增死亡病例。无新增疑似病例。

　　31个省（自治区、直辖市）和新疆生产建设兵团报告新增无症状感染者391例，其中境外输入64例，本土327例（广西96例，甘肃69例，河南67例，山东47例，新疆28例，内蒙古8例，天津4例，兵团3例，江西2例，四川2例，广东1例）。

　　截至2022年7月31日，31个省（自治区、直辖市）和新疆生产建设兵团累计报告接种新冠病毒疫苗342366.9万剂次。

　　文：王昱、王怡博、孟凡琼、栗子