环球科学：人类男性生育年龄平均比女性晚7年；科学家实现用激光引导雷电

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　　· 人口 ·

　　2022年全国人口减少85万人，人口自然增长率-0.60‰

　　据澎湃新闻报道，1月17日，在国务院新闻办举行的2022年国民经济运行情况新闻发布会上，国家统计局局长康义介绍了2022年国民经济运行情况。他表示，年末全国人口（包括31个省、自治区、直辖市和现役军人的人口，不包括居住在31个省、自治区、直辖市的港澳台居民和外籍人员）141175万人，比上年末减少85万人。全年出生人口956万人，人口出生率为6.77‰；死亡人口1041万人，人口死亡率为7.37‰；人口自然增长率为-0.60‰。从性别构成看，男性人口72206万人，女性人口68969万人，总人口性别比为104.69（以女性为100）。从年龄构成看，16-59岁的劳动年龄人口87556万人，占全国人口的比重为62.0%；60岁及以上人口28004万人，占全国人口的19.8%，其中65岁及以上人口20978万人，占全国人口的14.9%。从城乡构成看，城镇常住人口92071万人，比上年末增加646万人；乡村常住人口49104万人，减少731万人；城镇人口占全国人口比重（城镇化率）为65.22%，比上年末提高0.50个百分点。（澎湃新闻）

　　· 新技术 ·

　　用激光避雷针偏转雷电

　　2021年7月24日闪电事件的3D重建，此次事件中观察到激光对闪电的引导距离超过50米。（视频来源：自日内瓦大学Scientify）

　　迄今为止，最常见的避雷设施是利用电传导金属杆拦截雷电放电并将之安全导入地面的富兰克林避雷针。此前科学家提出利用朝向天空的强激光脉冲作为虚拟、可移动的“避雷针”来引导雷电，但这一方案只在实验室环境下得到过研究。近日，发表在《自然·光子学》（Nature Photonics）的一项研究首次实现了在野外展示激光引导雷击的成果。

　　研究人员将一台大型汽车大小的激光器安装在一个电信塔附近，该激光器每秒能发射多到达上千次脉冲，而这个塔每年会被雷击约100次。在雷暴活动期间激光器运作了超过六小时，研究人员观察到激光转移了4次上行闪电放电过程。使用雷电产生的高频电磁波来定位雷击位置证实了研究人员的观察。增加雷击时的X射线暴检测也证实了转移引导成功。其中一次雷击被高速摄影机直接记录下来，表明它沿激光路径行进了超过50米。这项研究拓展了对大气激光物理学的认识，可能为重要基础设施如发电站、机场、发射台寻求更好的避雷方法开拓了道路。

　　· 人类学 ·

　　25万年以来，男性的生育年龄比女性平均晚7年

　　过去10000代女性（红色点）、男性（蓝色点）和性别平均（灰色线）世代间隔。图片来源：原论文

　　DNA受损，或者细胞分裂过程中的随机错误，都会导致DNA发生突变。有研究表明，父母的生育年龄越高，向后代传递的突变也更多。近日，在一篇发表在《科学·进展》（Science Advances）的文章中，研究人员通过模型识别基因突变在人类历史不同时期出现的时间，他们发现男性的生育年龄平均比女性晚7年。

　　研究人员追踪了约1500名冰岛居民及其父母的生育年龄和三代人之间的基因变化，并以此建立了将新生突变谱与父母年龄及性别相关联的模型。通过将这个模型应用于生活在世界各地的约2500名现代人的全基因组分析数据，他们识别出了过去25万年不同时间点的男性和女性世代时间。结果显示，人类的平均世代间隔约为26.9年（也就是生育年龄），男性约为30.7年，而女性约为23.2年。纵观所有分析的时间段内，男性的时代间隔都比女性更长，这与对当代文化的研究一致。而在过去的1000代中，人类的平均世代间隔随时间和地域不同，受环境、社会及文化因素都存在较大差异。这项研究为人口遗传学提供了独特的视角，但也有人指出，可能存在其他因素导致的突变也被归因于父母年龄，导致这类研究的结果被扭曲。

　　· 人类行为 ·

　　资金奖励不会损害疫苗计划

　　资金奖励经常用于鼓励人们献血，或参与临床试验。但一些科学家和政策制定者告诫说，由于可能会导致长期、计划外的后果，应谨慎使用资金奖励。他们表示担心这些操作可能例如削弱亲社会动机，削弱人们对安全和信任的看法，在停止付钱后导致人们减少健康的行为等。但资金奖励的这些意外后果很难衡量。近日《自然》（Nature）发表的一项研究显示，付钱让人们接种新冠疫苗不会导致负面行为后果。

　　在瑞典一项超过5000人参与的研究中，研究者发现，付钱让人们接种第一针新冠疫苗不会影响他们接种第二、第三针（无资金奖励）的时机和可能性。此外，这对人们的公民责任感、对疫苗提供者的信任或对接种疫苗安全性和效率的看法没有负面影响。在一项超过3000人的补充研究中，研究团队还发现，告知美国居民存在关于新冠疫苗接种的州奖励计划，对参与者进一步接种疫苗的意愿、对州政府的信任、对疫苗安全和效率的看法，或献血及接受流感疫苗的意图没有消极后果。研究者总结说，对疫苗接种可进行适当的资金奖励，而无需忧虑意外后果。

　　· 新能源 ·

　　评估世界未使用的水力资源潜能

　　水力是一种相对成本效益较好的能源，然而由于其环境和社会影响，开发水力资源颇具争议。水电站可能会扰乱河流生态系统，加剧洪水风险，在建设中导致土地退化，并使居民背井离乡。根据《自然·水》（Nature Water）发表的一项全球评估，非洲和亚洲拥有世界85%未经使用的、可获利的水力。这些发现或有助于国家规划兼顾环境和社会影响的水力资源开发策略。

　　研究者分析了全球289万条河流未经利用的水力潜能，综合了水流数据、水库数据、人口学和环境变量以及成本因素，以确定在哪些地点可以建设新的水电站。他们的分析排除了敏感地点，如遗产区域、生物多样性热点、地震多发地带及人口稠密地区，并考虑到水电站如何能够维持下游河流生态系统完整性。作者表明，全球未经利用的可获利水电潜能为每年5.27拍瓦时（约5.27万亿千瓦时），亚洲和非洲拥有总量的85%。他们认为，亚洲拥有绝大多数未经利用的水力资源潜能，全球总量的2/3位于喜马拉雅地区。非洲未利用的水力潜能位列第二，作者提出大多数非洲国家，包括刚果民主共和国、埃塞俄比亚、毛里塔尼亚、赞比亚和纳米比亚，如果他们的未利用可获利潜能得到开发，能够满足当下的电力需求。

　　· 物理学 ·

　　中科大首次实现多体非线性量子干涉

　　量子干涉是众多量子应用的基础，基于路径不可区分性产生的非线性干涉过程越来越引起人们的关注。双光子非线性干涉过程已实现了二十多年，且应用在许多新兴量子技术中，但直到2017年人们才在理论上扩展到多光子过程，由于实验上需要极高的相位稳定性和路径重合性需求，一直未获得新的进展。

　　最近，中科大郭光灿院士团队在学术期刊《光学》（Optica）上发表的一项研究首次实现了多体非线性量子干涉。该团队的任希锋研究组长期致力于硅基光量子集成芯片开发及相关应用研究并取得系列重要进展：国际上首次基于硅基光子集成芯片实现了四光子源的制备；首次实现频率兼并四光子纠缠源制备；首次实现波导模式编码的量子逻辑门操作和超紧凑量子逻辑门操作等。基于这些工作，他们基于光量子集成芯片，进一步将多光子量子光源模块、滤波模块和延时模块等结构进一步片上级联，在国际上首次展示了四光子非线性产生过程的相干相长、相消过程。该成果成功地将两光子非线性干涉过程扩展到多光子过程，为新型量子态制备、远程量子计量以及新的非局域多光子干涉效应观测等众多新应用奠定了基础。

　　撰文：不周、二七