自然杂志

段晚锁, 秦晓昊, 杨丽超

2024, 46(6): 395-405. doi:10.3969/j.issn.0253-9608.2024.06.001

摘要 ( 334 )

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“目标观测”是用于提高极端天气事件预报水平的新的观测策略。在世界气象组织于2003年提出的全球大气十年研究发展计划——观测系统研究与可预报性试验(THORPEX)的推动下，国际上众多国家和地区已开展了大量针对极端天气事件预报的目标观测研究和外场试验，有效提高了预报水平。中国针对目标观测的研究和实践起步较晚，但在近十余年取得了突破性进展。该文介绍了目标观测的理念，阐释了实施目标观测需要解决的核心问题，概述了国际上已开展的目标观测外场试验，评述了中国关于热带气旋预报的目标观测研究的进步和外场实践的努力。

极地化学风化漫谈

李超, 赖伟波, 陈金牛, 肖文申, 杨守业

2024, 46(6): 406-414. doi:10.3969/j.issn.0253-9608.2024.06.002

摘要 ( 336 )

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在地质历史时期，大陆化学风化作为一种调节气候的负反馈机制，是维持“宜居地球”的关键。然而，地质记录中的证据显示，新生代以来气温逐渐下降，而大陆化学风化却逐渐增加，对这一机制提出了挑战。深入研究化学风化和温度的关系成为解答这一矛盾的关键，也是当前地球系统科学研究的热点。近期有研究显示，高纬极地地区虽然温度低，但其河流沉积物的化学蚀变指数(chemical index of alteration, CIA)却达到中等风化水平。因此，深入研究极地化学风化，可能是打开风化与温度之谜的关键钥匙。本文回顾了南北两极地区化学风化研究的主要进展和成果，并尝试总结极地地区化学风化的主要特征。南北两极不同的地理格局和地质背景决定了两极化学风化的差异。南极大陆由于冰盖覆盖缺乏河流，沉积物多为就近搬运和沉积；而北极地区周边大陆有众多大型河流，源-汇体系发育，水文条件和母岩属性决定了北极地区具有更强的沉积风化记录。相比低纬热带典型风化区域，目前对极地地区尤其是南极地区化学风化的研究仍十分欠缺，新兴地球化学分析开展的较少。在未来大陆风化研究中，重视和加强两极地区的化学风化研究有利于完善低温条件下的化学风化机理的探索；同时，在当今全球变暖和极地放大效应的影响下，研究极地的化学风化如何加速全球碳汇效应可以加深对全球气候变化理论的认识。

冰盖底部的奥秘：格陵兰的深层探索之路

张通, 效存德

2024, 46(6): 415-420. doi:10.3969/j.issn.0253-9608.2024.06.003

摘要 ( 313 )

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格陵兰冰盖底部蕴藏着气候变化的关键信息，对理解未来地球气候系统演化有着重要的科学意义。本文回顾了中国团队参加格陵兰深冰芯考察计划的过程和历史，讨论了深冰芯、冰盖和气候变化之间的联系，并展望了未来在冰盖和气候不稳定性领域的研究方向。

miRNA的发现之旅——2024年诺贝尔生理学或医学奖解读

梁英, 于文强

2024, 46(6): 421-428. doi:10.3969/j.issn.0253-9608.2024.06.004

摘要 ( 598 )

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2024年诺贝尔生理学或医学奖授予美国科学家维克多•安博斯(Victor Ambros)与加里•鲁弗肯(Gary Ruvkun)，以表彰其在微小NA(miRNA)领域的卓越贡献。miRNA是一类长度约22个核苷酸的非编码RNA，通过特定机制在转录后水平调控基因表达，参与多种生物学过程。两位科学家的研究不仅奠定了miRNA在基因调控中的核心地位，也为医学应用开辟了新途径。本文不仅阐述了miRNA的经典负性调控机制及其生理功能，还深入探索了细胞核内一类新兴的核激活RNA(NamiRNA)，这类特殊的miRNA通过特异性地靶向增强子区域，展现出独特的激活作用。这一创新性发现不仅极大地拓宽了miRNA研究的视野，更为细胞核内miRNA的激活机制研究开启了一个崭新的时代。miRNA作为肿瘤诊断标志物和治疗靶点展现出巨大潜力，但仍面临挑战。随着研究深入，miRNA有望在医学领域实现更多突破，为疾病治疗提供新策略。

蛋白质的计算设计与结构预测

卞月珉

2024, 46(6): 429-434. doi:10.3969/j.issn.0253-9608.2024.06.005

摘要 ( 5490 )

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2024年诺贝尔化学奖授予了在蛋白质结构设计与预测领域作出决定性贡献的三位科学家：大卫•贝克(David Baker)、德米斯•哈萨比斯(Demis Hassabis)和约翰•朱姆珀(John M. Jumper)。本文围绕三位获奖者，主要介绍了计算结构生物学领域中蛋白质设计与预测的科学背景、主要历史挑战，以及该科学突破的发展历程和对未来的影响。

从电路计算到人工智能——从计算机视角看“诺贝尔物理学奖颁给人工智能学者

李晓强

2024, 46(6): 435-443. doi:10.3969/j.issn.0253-9608.2024.06.006

摘要 ( 1064 )

PDF (1500KB) ( 1053 )

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从字面意义上看，人工智能和物理学是两个完全不同的学科。实际上，人工智能的另外一个名称是“机器智能”，其中的“机器”是指电子计算机。1946年，电子计算机成功脱胎于能够表达逻辑代数的电路系统(物理学)，具有了媲美甚至超越人类计算和记忆(存储)的能力，逐渐发展出一个新的学科——计算机科学。本文从计算机科学的视角，通过概述计算机诞生以来近80年的发展历程，来解读2024年诺贝尔物理学奖颁给人工智能学者的原因。

第四代半导体浅析

朱宏伟

2024, 46(6): 444-447. doi:10.3969/j.issn.0253-9608.2024.05.015

摘要 ( 553 )

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与前三代半导体相比，第四代半导体不仅在材料种类上实现突破，更在性能上实现质的飞跃，在诸多领域展现出巨大的应用潜力。文章概述了第四代半导体的定义、分类、核心优势、应用领域与前景，并指出其面临的挑战。

红细胞SDE形态转变的实验研究和数值模型

文海舟, 胡国辉, 刘心悦

2024, 46(6): 448-460. doi:10.3969/j.issn.0253-9608.2024.05.012

摘要 ( 681 )

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红细胞的口形-双凹-刺突(stomatocyte-discocyte-echinocyte, SDE)形态转变对血液动力学及相关疾病有显著影响。红细胞膜的力学性质，如剪切模量、弯曲模量和膜蛋白连接能力等，对红细胞的形态起着至关重要的作用，并决定了红细胞在血液循环中的正常功能。如何基于红细胞微观结构的实验观测结果，建立一个能够描述SDE形态转变的数值模型来解释其生理学机制是一个具有挑战性的问题。文章概述了早中期关于红细胞SDE形态转变的实验和理论研究、近期基于物理化学因素和亚细胞结构变化的实验观测、红细胞黏弹性力学性质和血液黏度的测量方法，并介绍了各种研究红细胞SDE形态转变的数值模型，从实验和数值两个方面对红细胞SDE形态转变研究的进展和局限进行了综述，旨在为进一步深入研究SDE形态转变的力学生物学耦合机制提供一定的参考。

帕金森病免疫损伤机制研究

杨宏霞, 赵琳琳, 石书贤, 汪煜楠, 张惊宇

2024, 46(6): 461-465. doi:10.3969/j.issn.0253-9608.2024.03.014

摘要 ( 329 )

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帕金森病是一种以黑质多巴胺能神经元丧失和α-突触核蛋白异常聚集为主要病理特征的神经退行性疾病。近期研究表明，小胶质细胞和星形胶质细胞引发的先天免疫反应，以及自然杀伤细胞、B细胞和T细胞活化并浸润到帕金森病患者大脑诱导的适应性免疫反应，在多巴胺能神经元损伤和帕金森病进展中起关键作用，因此免疫损伤可能是帕金森病治疗研究的关键。本综述总结了帕金森病免疫损伤机制的研究进展，以期为帕金森病的防治提供新思路。

布里尔的数学人生

张平平, 王淑红

2024, 46(6): 466-470. doi:10.3969/j.issn.0253-9608.2024.02.010

摘要 ( 7073 )

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亚历山大•冯•布里尔是一位杰出的数学家，在数学、理论力学等方面造诣颇深。通过文献分析，以布里尔的人生经历、数学成就和影响为线索，对其传奇的一生进行梳理与总结。布里尔主要运用几何代数方法研究代数函数，并利用线性系工具对代数曲线进行了分类，为代数几何的发展作出突出贡献。同时，他以潜精研思、不断创新的科研精神和融学于趣的教学特点为科学界培育了众多人才。

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