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2021年06月22日 10:00

Science:迈向量子互联网

Science:迈向量子互联网 一个利用量子纠缠在远方用户之间建立密切联系的量子网络正在形成。   撰文 | Gabriel Popkin   译者 | 潘佳栋   审校 | 刘培源、晏丽 1. 在实验室中构建量子网络   当一束优雅的蓝色激光进入一个特殊的晶体中时,在晶体里其变成红色,这表明每个光子都分裂成一对能量较低的光子,并且产生了一种神秘的联系。这些粒子“纠缠”在一起,就像同卵双胞胎一样相互联系。尽管住在遥远的城市,它们却知道彼此的想...
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2021年06月07日 08:30

2600万篇论文引用调查:科研界马太效应加剧,强强联合愈发普遍

2600万篇论文引用调查:科研界马太效应加剧,强强联合愈发普遍 导语   马太效应(Matthew Effect),即一种强者愈强、弱者愈弱的现象,广泛应用于社会心理学、教育、金融以及科学领域。在科学领域,引用次数是评估科研地位和结论认可度的重要基石。最近,来自普林斯顿大学的 Mathias Wullum Nielsen 等人使用超过400万论文作者与2600万科学论文的关联数据集来量化作者层面的累积,显示在当前科研界,引用已愈发不平等且集中在少数顶尖科学家手中的趋势。该结果发表于 PNAS 上。这项分析使用...
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2020年11月13日 12:07

来自复杂系统的出行指南

来自复杂系统的出行指南 导语   交通出行几乎困扰着每一个生活在大城市中的居民,这一点在全球范围内几乎没有例外。墨西哥国立自治大学的计算机科学家 Carlos Gershenson。通过他的研究经验告诉我们,不要试图通过一两个简单的变量来模拟真实的交通出行场景。预期去精准的预测未来的交通变化,不如让系统能够自己适应变化。Carlos Gershenson 在 Quanta Magazine 的采访中指出:如果想治理城市交通,让交通系统能够做到自适应和自组织比试图控制交通要...
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2020年11月09日 10:50

计算美学前沿速递:用信息论“重新发现”风景画艺术史

计算美学前沿速递:用信息论“重新发现”风景画艺术史

 

集智斑图顶刊论文速递栏目,收录来自Nature、Science等顶刊的最新论文,包括复杂系统、网络科学、计算社会科学等领域的前沿进展。扫描上方二维码,即可了解最新顶刊研究成果。       导语   美术研究中的一个核心问题是,不同年代和流派的绘画作品,在组织架构上,是否有着相似之处?2020年10月发表在美国国家科学院院刊PNAS的论文中,研究者通过信息论和网络分析,对来自61个国家,1476名画家总计14912幅西方...

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2020年11月07日 15:04

假如只用邮寄投票,特朗普和拜登谁会赢?| Science Advances研究回顾

假如只用邮寄投票,特朗普和拜登谁会赢?| Science Advances研究回顾     导语   2020年的美国大选的结果牵动着很多人的心,反转再反转……小心脏都直呼“受不了”,大量的邮寄投票更是成为不确定性的源头。但早在今年8月,就有研究表明,邮寄投票对选举偏好的影响微乎其微。   2020年11月3日,本应是美国大选投票截止并确定下一届总统人选的日子,但在疫情背景下有大量选民通过邮寄投票,多州计票工作被迫延长。   3日晚开票几小时后,特朗普在多个摇摆州都领先于拜登,于是率先...
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2020年11月07日 13:59

复杂系统自动建模综述:描述、预测与理论发现

复杂系统自动建模综述:描述、预测与理论发现

导语   复杂系统在我们日常生活中无处不在,但无论是对复杂系统的刻画描述,还是对复杂系统进行有效的预测,以及科学理论发现,都是一项巨大的挑战。本文总结了张江老师在集智-凯风读书会上的《复杂系统自动建模》专题,介绍了如何更好地利用AI来对复杂系统更好的进行描述、预测乃至于理论发现,最后,本文还对通过AI对复杂系统进行自动建模中的一些可能的问题进行了简单的描述和讨论。   扫码查看复杂系统自动建模...

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2020年10月28日 11:56

Physics Reports重磅综述:统计物理和复杂系统理论在地球系统中的探索

Physics Reports重磅综述:统计物理和复杂系统理论在地球系统中的探索   导语 全球变暖、极端事件、地震及其伴随的社会经济灾难,对人类可持续发展构成了严峻挑战。然而由于地球系统本身的复杂结构及众多非线性相互作用,人们对这些灾难事件的理解和预测困难重重。这是科学界和公共政策决策者极为关注的话题。   近日,由北京师范大学系统科学学院陈晓松教授等人组成的研究团队,在物理学顶刊Physics Reports发表综述文章,系统梳理了统计物理与复杂系统方法在地球系统科学中的应用。本文是对...
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2020年10月28日 10:48

Nature通讯:基于先验知识的网络推断

Nature通讯:基于先验知识的网络推断

 

导语

关联网络(correlation network)常常被用于提取生物组学中的相互作用,但其连边 选择通常基于统计显著性,可能无法有效捕捉到生物学机制。

近日Nature communications上刊载了德国慕尼黑亥姆霍兹中心多位学者的论文“一种利用先验知识选择关系网络截断的策略”。文章指出,先验知识可以有效地辅助关联网络重构。甚至当先验知识粗糙、有缺失、有错误时,该方法仍然有效。

 

论文题目:

A strategy to incor...

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2020年10月21日 17:08

生命复杂性系列读书会:从信息和物理视角探索生命的内在逻辑

生命复杂性系列读书会:从信息和物理视角探索生命的内在逻辑 导语 研读硬核论文书籍,分享学界前沿成果,激发科研合作灵感,追问生命最本质的问题……生命复杂性读书会来了!     探索生命复杂性——追问生命的起源和演化   生命作为最典型的复杂系统,从细胞到个体再到群体,在不同层次上都展现出各种复杂性,引发不同学科研究者的兴趣。为了促进生命复杂系统的跨学科交流,我们策划“生命复杂性”系列读书会,组织精读和讨论相关研究。   生命是什么?   在物理学家薛...
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2020年10月21日 17:03

为什么蛋白质兼具可塑性与稳定性?从进化视角揭示生命复杂系统的内在平衡

为什么蛋白质兼具可塑性与稳定性?从进化视角揭示生命复杂系统的内在平衡

导语 在生命复杂系统中,有的变量表现出稳定性,而另外一些变量表现出可塑性,它们之间存在微妙的平衡。近日东京大学综合文化研究科博士后、集智科学家傅渥成(唐乾元)等,在Physical Review Research发表文章,揭示蛋白质系统的功能敏感性和突变稳定性之前的定量关系,加深了对蛋白质功能运动和突变进化之间的关系。   1. 可塑性(plasticity)和稳定性(robustness):   矛盾还是互补?   生命系统常常表现出...

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2020年10月19日 13:14

重整化群:从微观到宏观,不同尺度的现象如何联系起来?

重整化群:从微观到宏观,不同尺度的现象如何联系起来?

  导语   从基本粒子到原子、光波、水波,自然似乎倾向于将自己分裂成不同尺度的独立世界,而重整化的过程则将小尺度与大尺度联系起来。有物理学家认为,重整化可以说是过去50年理论物理学中最重要的进展。在亚原子物理学中,重整化告诉我们,何时可以只处理相对简单的质子,而忽略掉其内部彼此纠缠的夸克。不过,当问题简化之后,那些忽略掉的微观细节要如何看到呢?   原文题目:   How Mathematical ‘Hocus...

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2020年10月19日 11:26

​蝴蝶效应和混沌故事 | 陈关荣

​蝴蝶效应和混沌故事 | 陈关荣   导语   “人们经常都会看到,纯粹理论研究的一点点成果,也许在很长时间之后,会导致连做该纯理论研究的科学家都始料不及的实际应用。”   ——爱德华·诺顿·洛伦茨   他不是文学家,却在不经意间留下了一个脍炙人口的新成语:蝴蝶效应。   他是麻省理工学院(MIT)气象系已故教授爱德华·诺顿·洛伦茨(Edward Norton Lorenz,1917年5月23日-2008年4月16日)。   Edward Norton Lorenz   ...
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2020年10月19日 09:20

COVID-69:50年后的新冠病毒大流行 | 科幻

COVID-69:50年后的新冠病毒大流行 | 科幻

Illustration credit: Science Photo Library     导语   若干年后,如今把人类社会搅得天翻地覆的新冠大流行卷土重来是怎样的一副景象……想必那时的科技更为发达,抵抗病毒的能力得到了很大的提升,又可能遭遇哪些恼人难题?作者高建国以此为背景写了一篇颇有深意的科幻小说,我们从中可以看到某些“似曾相识”的细节,或许也会有所感悟。     原文题目:   COVID-69 | Science Ficti   原文地址...

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2020年09月30日 23:59

生命起源研究的新里程碑:Science刊文揭示前生命化学自催化网络

生命起源研究的新里程碑:Science刊文揭示前生命化学自催化网络   导语   生命怎样起源是最迷人的科学问题之一。9月25日的Science杂志刊载了一项研究,科学家构建了以水、氮气、硫化氢、氨气、氰化氢、甲烷作为起始反应物的自主催化网络。这为寻找生命诞生伊始的早期化学反应网络提供了研究线索。   生命怎样起源?从化学网络中找线索   生命起源问题的关键挑战,是追踪少数几种原始的基底反应物怎样构建起重要的生命组件并涌现出自生成主体。来自波兰科学院的Bartosz A. Grzybow...
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2020年09月30日 23:25

借助因果推断,更鲁棒的机器学习来了!

借助因果推断,更鲁棒的机器学习来了!

导语   因果发现是在满足某些假设时,从数据中找出变量间因果联系。然而若是真正引起因果关系的变量本身就没有被观测到,那该怎么办?   从数据中提取对指定任务有帮助的特征,正是机器学习成功的原因。通过结合机器学习,可以在更少的假设下,发现因果关系。而借由找出的因果链条,则可以提升机器学习算法的泛化能力。   本文基于凯风研读营郭若城的分享,从以上两方面概述机器学习和因果推断间的关联。郭若城是美...

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2020年09月22日 23:01

因果发现:如何让算法成为复杂系统中的“福尔摩斯”?

因果发现:如何让算法成为复杂系统中的“福尔摩斯”? 导语 侦探小说中,神探们能从一堆看似杂乱无章的事件或物证中,抽丝剥茧地发现真相,即案件背后有序的因果链条,在凯风研读营中黄碧薇博士的关于因果发现的分享中,讲述了如何用算法,做复杂系统中的“福尔摩斯”。   黄碧薇是美国CMU在读博士,其所在研究组开发的因果关系自动发现智能平台Tetrad获2020世界人工智能大会SAIL奖,相关网址:http://www.phil.cmu.edu/tetrad/about.html   自9月20日(周日)开始,集智俱乐...
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2020年09月19日 11:59

她是奠基“核裂变”理论的物理学家,却拒绝了曼哈顿计划

她是奠基“核裂变”理论的物理学家,却拒绝了曼哈顿计划 在人类探索核能的道路上,群星璀璨,莉泽·迈特纳(Lise Meitner)是耀眼的一颗。她从普朗克和哈恩两位物理学大家的助手开始,一步一步成为德国第一位物理学教授,首次引入了“核裂变”的概念,并在学术巅峰,拒绝参加将核能用于战争的曼哈顿计划。   “她从来没有失去自己的个性和人性”,香港城市大学讲座教授陈关荣撰文回顾了这位核物理学家的一生。     撰文 | 陈关荣   她是一位奥地利出生的核物理学家、德...
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2020年09月18日 10:04

不确定的时间:从复杂系统视角看新冠大流行带来的“美好未来”

不确定的时间:从复杂系统视角看新冠大流行带来的“美好未来”

 

导语 我们必须要承认,世界在发生巨大的变化,过往的经验与规律在这个新世界中已经发生了太多变化,“拥抱变化”可能不再是公司的口号、“价值观”,而是我们必须面临的未来处境。面对这个充满不确定性的未来世界,我们能否找到新的解决之道?而我们人类自身的行为又将如何影响未来?来自圣塔菲研究所的 Jessica Flack 教授和 Melanie Mitchell 教授在不确定的未来中,为我们画出了一道黎明前的曙光。     原文...

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2020年09月12日 17:03

PNAS前沿:遨游在双曲空间中的大脑网络

PNAS前沿:遨游在双曲空间中的大脑网络 导语   从神经元到脑区层面,大脑都呈现出非常丰富的网络结构特性。之前的研究大多聚焦于单一尺度,对大脑结构网络在不同尺度下的关系,我们知之甚少。今年8月份发表在PNAS的一项工作表明,多尺度的人脑网络具有自相似性。基于双曲空间的几何重整化模型很好地解释了多尺度人脑网络的自相似性行为,同时揭示了人脑网络的自相似特性与高效的信息导航密切相关。   9月14日(周一)19:00-20:00,我们特别邀请到论文第一作者、巴...
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2020年09月11日 21:15

从麦克斯韦妖到量子生物学,生命物质中是否潜藏着新物理学?

从麦克斯韦妖到量子生物学,生命物质中是否潜藏着新物理学? 导语   直到著名的麦克斯韦妖( Maxwell's demon )出现之前,信息和物理之间的联系一直不甚明确。而如今,信息正在成为连接物理学和生物学的一个关键概念。许多物理学家主张将信息放在物理学的核心位置,而另一些物理学家则猜测:新物理学潜藏在生物体的世界中。生物学正在成为物理学的下一个伟大前沿。 作者保罗·戴维斯(Paul Davies)是美国亚利桑那州立大学物理系教授,也是该校科学基础概念Beyond Center主任。他长期...
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