“頂點”問鼎世界超算榜首

“頂點”問鼎世界超算榜首

美國能源部下屬橡樹嶺國家實驗室最近發布了新一代超級計算機“頂點”，其浮點運算速度峰值達每秒20億億次，超過此前世界最強的我國超算“神威·太湖之光”（浮點運算峰值每秒12.5億億次），從而幫助美國登上闊別近5年之久的全球超算500強榜單之首。“頂點”超算可用于能源和先進材料等領域的研究，還可運行機器學習和深度學習等人工智能算法，以解決人類健康、高能物理等方面的難題。超算技術長期以來被視為一個國家創新能力乃至綜合國力的象征，世界大國正在展開十億億次級別的爭奪，而百億億次的“E級超算”被公認為“超算界的下一頂皇冠”。

木星閃電的秘密

幾個世紀以來，科學家一直對木星閃電的起因感到迷惑。“朱諾”號木星探測器任務小組的科學家發現，木星閃電實際上是地球閃電的“翻版”，但閃電的分布與地球不同。“朱諾”號上的微波輻射探測儀可以記錄頻譜范圍很廣的木星無線電信號。它檢測到了377次閃電放電，范圍在兆赫-吉赫之間，與地球的閃電相同。但不同的是，木星的閃電活動多出現在兩極，在赤道卻沒有。這是因為，地球的外部熱量絕大部分來自太陽輻射，而赤道受到輻射最多，溫暖潮濕的空氣更容易上升，促使高空雷暴發生，從而出現閃電。而木星繞太陽運行的軌道比地球遠5倍，因此接收的陽光比地球少25倍，木星大氣層的熱量大多數來自木星本身的熱量。雖然太陽輻射對木星赤道的加熱作用同樣大于對兩極的加熱，但對赤道的加熱只夠保持上層大氣層的穩定，阻止了下層溫暖空氣的上升。而木星兩極沒有溫暖的上層大氣層，因此大氣層不穩定，使得木星下層大氣層溫暖氣體上升，產生空氣對流，因而制造了閃電。

地球生物總共有多重

地球生物總共有多重？分布在什么地方？以色列和美國研究人員最新報告說，他們綜合分析了數百項研究的數據，估算出目前地球全部生物量相當于5500億噸碳，其中植物占了大頭，約為4500億噸；其次是細菌和古細菌，分別為700億噸和70億噸；蘑菇之類的真菌為120噸；海藻、變形蟲等原生生物為40億噸；包括人類在內的全部動物不足20億噸，大部分來自昆蟲、蝦蟹等節肢動物以及魚類。不同類型生物的分布大不相同，植物生物量主要在陸地上，動物主要在海中，細菌和古細菌則大多隱藏在地下和水下深處。出人意料的是，占地球表面積71%的海洋，在全球生物量中所占的比例僅略高于1%。自文明誕生以來，毀林開荒、占用土地等因素導致陸地植物生物量減少了約一半，從而使地球總生物量減半。

紅薯起源地的新證據

紅薯通常被認為起源于北美洲，而一項新研究認為，紅薯可能起源于亞洲。美國研究人員在印度找到了一些5700萬年前的旋花科葉片化石。研究結果顯示，包括紅薯在內的旋花科番薯屬植物可能起源于距今6500萬～5300萬年的古新世時期。當時地球上的大陸分布與今天不同，紅薯起源地屬于當時的東岡瓦納大陸，這個地方現在屬于亞洲。新研究還表明，紅薯家族所在的旋花科番薯屬與土豆家族的茄科茄屬在進化樹上分叉的時間比此前認為的更早。此外，阿根廷最近發現了5200萬年前的茄科化石，這些證據可能說明：紅薯源于東半球，土豆源于西半球。

3D打印人眼角膜問世

英國科學家以健康人眼角膜干細胞（眼角膜基質細胞）、藻酸鹽和膠原蛋白為原料，創造出一種特制的“生物墨水”，并首次采用3D打印技術打印出人眼角膜。這種眼角膜用于移植還需假以時日，但人類看到了緩解眼角膜極其短缺現狀的光明前景。作為人眼的最外層組織，眼角膜的主要作用是聚焦視線。如果把眼睛比喻為相機，眼角膜就是相機的鏡頭。研究人員通過掃描病人的眼睛獲得數據，快速打印出大小和形狀合適的眼角膜。這項技術的“秘密武器”是藻酸鹽和膠原蛋白混合而成的凝膠，其可以保持干細胞的活力，同時產生足夠堅硬（可以保持其形狀）又足夠柔軟（可從3D打印機的噴嘴擠出）的材料。

世界上加熱最快的“熱水器”

你能想象這臺“熱水器”加熱水有多快嗎？不到75飛秒（一飛秒相當于一千萬億分之一秒）就將水加熱到10萬攝氏度。研究人員利用美國能源部SLAC國家加速器實驗室的X射線激光器“直線加速器相關光源”，將水從液態瞬間轉變為等離子態。一般燒開水是通過加速水的分子運動來提高水溫，但這一實驗與普通的燒水原理不同，高能X射線將水分子中的電子擊出，從而破壞了電荷平衡，而突然感受到斥力的原子會開始劇烈運動，導致溫度驟升。被剝奪了電子的原子會形成等離子體，這是一種帶電氣體，處于等離子態的水仍具有液態水的密度，這是因為原子還來不及分離太遠。除了可以研究水的奇異特性外，這一實驗還為使用高能X射線研究微量樣品的原子結構提供了范例。