自然杂志

郭毅可

2019, 41(2): 79-84. doi:10.3969/j.issn.0253-9608.2019.02.001

摘要 ( 744 )

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今天人工智能的巨大成就表现在机器学习上取得了突破性的发展及“智能+”推动了人工智能的普适应用。人工智能成为世界科技发展的一个新高地，各国对此都作出战略布局。同时，人工智能的发展也向我们提出了新的挑战，在伦理、社会治理等方面引入了新的课题。在展望人工智能光明前景的同时，我们也要清楚地认识到：人工智能，特别是机器学习，它基本的方法、基本的思路还是比较简单和粗糙的。现在的人工智能是着重于智能外延的人工智能，也就是说着重于模拟人的智能的外在功能，而人工智能的发展还有待于在智能内涵的理解上的不断进展。本文就此对人工智能的发展作一个抛砖引玉的讨论，也对机器学习的研究方向作探讨。

工业源挥发性有机物治理功能材料研究进展

王晨昊，颜炳君，王继荣，牛何晶英，高国瑜，陈浩，程伶俐，吴明红，焦正

2019, 41(2): 85-99. doi:10.3969/j.issn.0253-9608.2019.02.002

摘要 ( 647 )

PDF (7232KB) ( 552 )

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挥发性有机物(volatile organic compounds，VOCs)是大气中一类重要的污染物质，即使在低浓度下也会对人类的健康造成威胁。对VOCs的治理刻不容缓，而VOCs治理关键功能材料性能的优劣是整个VOCs治理技术的核心。文章总结了近年来用于吸附法、光催化法以及催化燃烧法治理VOCs的功能材料的最新科研成果，希望以此能够为将来VOCs治理材料的设计与研发提供一定的参考。

大尺寸单晶金刚石同质连接技术

舒国阳，Ralchenko V.，Bolshakov A.，刘康，孙明琪，姚凯丽，赵继文，高鸽，刘本建，王伟华，李一村，刘雪冬，代兵，朱嘉琦

2019, 41(2): 100-110. doi:10.3969/j.issn.0253-9608.2019.02.003

摘要 ( 719 )

PDF (8033KB) ( 257 )

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介绍了制备人造单晶金刚石的技术途径及发展现状，重点讨论并对比了几种化学气相沉积法(CVD)金刚石制备技术的优缺点，详细阐述了基于微波等离子体CVD (MPCVD)法的同质连接技术——一种突破晶体尺寸限制，实现大尺寸单晶金刚石的有效途径。通过该技术实现了英寸级单晶金刚石晶片的制备，并针对横向生长、界面质量及演化、三维结构连接控制等核心科学技术问题进行了分析和讨论，展望了其在尖端应用领域的发展前景。

衰老与稳态

宋梦娇，刘梦，胡清源，王晓杰，沈义栋

2019, 41(2): 111-118. doi:10.3969/j.issn.0253-9608.2019.02.004

摘要 ( 573 )

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衰老作为生物体必然经历的生理过程，一直得到科学家们的广泛关注。从20世纪30年代发现限制大鼠饮食能够延长寿命以来，科学家们已经利用多种模式生物对衰老现象进行探索，并尝试阐明衰老的机理。随着神经退行性疾病等衰老相关疾病成为越来越严重的健康问题，衰老研究对于个人健康和老龄化社会的可持续发展显得愈发重要。文章从稳态失衡这一公认的衰老原因与表型出发，简述衰老的分子机制与干预方法。

渗流理论、方法、进展及存在问题

张李盈，任景莉

2019, 41(2): 119-131. doi:10.3969/j.issn.0253-9608.2019.02.005

摘要 ( 2703 )

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渗流理论是从随机扩散现象(如流体粒子通过孔隙介质逐步扩散并形成随机路径的过程)中抽象出的一种广泛的数学模型，主要研究无序体系随机几何结构形成过程中的演化规律、行为特征及各种临界现象。渗流理论涉及概率统计、图论、统计物理、随机过程、拓扑、几何、代数、动力系统分析等众多领域，是数学的一个重要分支。渗流理论不仅具有重要的理论意义，而且应用背景广阔。过去的50年中，渗流理论因表述简单、内涵丰富，获得了广泛应用，为化学、生态学、物理学、材料科学、传染病学、复杂网络等领域中的问题带来了新视角，提供了新的理论方法。目前渗流研究处于发展的关键时期，渗流中相变临界条件的确定、渗流团簇的复杂结构及其在临界点附近几何特征的理解是渗流研究的核心问题。文章介绍渗流理论研究的主要问题、方法和结果，简要回顾渗流理论发展的标志性成果，最后提出一些值得思考和研究的问题。

澳大利亚墨累-达令河流域水文气候变化的影响与适应对策

宁理科，罗勇，姜彤，苏布达，徐影，陈杰，张彦军，聂肃平，王永光，颜明，王艳君，柳鑫，顾磊

2019, 41(2): 132-136. doi:10.3969/j.issn.0253-9608.2019.02.006

摘要 ( 768 )

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应澳大利亚联邦科学与工业研究组织(Commonwealth scientific and Industrial Research Organisation, CSIRO)邀请，2018年4月清华大学组织科技考察团赴澳大利亚墨累-达令河流域开展为期一周的科学考察。考察团从墨累河出海口逆流而上，通过学习交流、现场考察和访问农场等方式，与澳大利亚同行们进行了深入交流，对澳大利亚墨累-达令河流域的气候变化与水的影响与适应对策研究，尤其是陆面水文-气候、极端水文研究、水资源管理体系的最新动态，及其气候变化应对与减缓、极端水文事件风险管理等进一步了解。此次考察对认识多时空尺度的气候-陆面-水文相互作用机理及其对自然强迫和人类活动(含人为强迫和下垫面人类活动)的响应机制，揭示全球气候系统能量-水循环动态演变规律和极端水文事件变化成因，构建全球增暖背景下应对极端水文事件的风险管理体系，提出中国适应性对策具有重要的借鉴意义。

期待空间探索的“创世纪”

关毅

2019, 41(2): 137-143. doi:10.3969/j.issn.0253-9608.2019.02.007

摘要 ( 567 )

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2019年2月21日，由以色列一家私营机构主导制造的“创世纪”号月球探测器搭乘美国“猎鹰9”火箭，从美国佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地开启奔月之旅。这是世
界上首个非国家发起的探测器登陆月球任务，拉开了私营机构探索月球的序幕，标志着全球商业化探月大潮的来临。如落月成功，以色列将成为继俄、美、中之后第四个有探测器在月表着陆的国家。无独有偶，在国际空间站停留5天后，美国太空探索技术公司的首艘载人版“龙”飞船3月8日凌晨脱离空间站，并于6个多小时后顺利溅落在预定的大西洋海域，完成首次试飞任务。美国航天局局长布里登斯廷认为，此举成为人类太空飞行新时代的又一里程碑，距离“龙”飞船从美国本土将美国宇航员送入太空的目标更近了一步，同时也是美国在航天飞机退役近8年后迈出的恢复载人发射能力的关键一步。无论如何，随着越来越多有生力量的加入，人类的空间探索之路必将越走越宽。

陈列平：开启“免疫正常化”肿瘤免疫治疗新纪元

孙静玮，王俊

2019, 41(2): 144-150. doi:10.3969/j.issn.0253-9608.2019.02.008

摘要 ( 2662 )

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癌症免疫治疗，利用抗体阻断介导肿瘤免疫逃逸的通路，尤其是PD-1/B7-H1(PD-L1)通路，可以激活肿瘤免疫反应来控制肿瘤生长，在多种肿瘤治疗中取得了突破性的疗效，从而荣获2018年诺贝尔生理学或医学奖。陈列平最早于1999年克隆B7-H1，并阐明其在癌症免疫中的关键作用，是这一通路应用于癌症治疗的重要奠基人和推动者。文章沿着癌症免疫治疗领域发展的时间轴，回顾陈列平在该领域的重要贡献，揭示PD通路成功应用于癌症免疫治疗的原因和特点，并展望该领域未来的发展方向。

严谨实验结果现真知——中国学者成功解开基因编辑脱靶疑团

何东明

2019, 41(2): 151-156. doi:10.3969/j.issn.0253-9608.2019.02.009

摘要 ( 2389 )

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基因编辑技术在修复致病突变与种质改良方面都有重要的发展前景，被广泛使用于基础与应用研究中。该技术的真实脱靶率一直存在争议，严重阻碍了其发展。2019年3月，杨辉、高彩霞分别领导的两项研究终于揭示了脱靶的奥秘，其成果同时在《Science》发表。在小鼠与水稻中的研究一致发现：胞嘧啶编辑器会造成严重的点突变，而腺嘌呤编辑器与经典的CRISPR/Cas9技术没有明显的脱靶效应。文章综述了脱靶的疑团为何长期未解，最新研究是如何通过构建严谨的实验对照实现了精密的脱靶检测并得到严谨的数据与结论，同时初步讨论了在风险未能排除之前，人类必须谨慎开展人体临床试验。

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