整理 | 周舒義、平生

焦慮、抑郁的青少年們，更容易陷入網聊

《自然-人類行為》（Nature Human Behaviour）5月5日發表的一項研究發現，患有心理健康問題的青少年會在社交媒體上花費更多時間，也更不滿意自己的線上好友數量。

研究分析了3340名11-19歲英國青少年的調查問卷數據，其中16%的人被診斷出至少一種精神健康癥狀。結果發現，有精神健康癥狀的參與者報告自己使用社交媒體的時間顯著更長，平均每天多花約50分鐘。此外，患有焦慮、抑郁等“內化”癥狀的青少年特別容易受到社交媒體的影響。例如，在“社會比較”（在網上將自己與他人進行比較）方面，內化障礙青少年的相關比例為48%，是其他青少年（24%）的兩倍。他們更有可能因社交媒體反饋（一篇帖子收到的點贊、轉發和評論數量）而出現情緒變化（28%，其他青少年13%）。他們還報告稱，使用社交媒體后自控力下降，并且不太愿意在網上誠實袒露自己的感受。

除社交媒體使用時長外，所有心理健康問題都與對線上好友數量的不滿情緒有關?！坝颜x在青少年時期至關重要，它塑造了人格發展?！闭撐淖髡?、劍橋大學研究員Luisa Fassi說。

社交媒體平臺將人際關系具象成點贊、轉發和評論數量，使得社會比較更加明顯。對于那些正面臨心理健康問題的年輕人來說，這可能會加劇他們的被排斥感和自卑感?！敖箲]和抑郁的年輕人使用社交媒體的方式反映了他們的線下經歷。社會比較是他們日常生活的一部分，我們的研究表明，這種比較也延伸到了他們的網絡世界?！?/p>

Fassi指出，“新研究并沒有建立因果關系，但它確實表明，患有心理健康問題的年輕人使用社交媒體的方式與其他年輕人不同。這可能是因為心理健康狀況塑造了青少年與社交平臺互動的方式，又或許是因為社交媒體本身加劇了他們的癥狀。目前我們還無法確定哪個因素是源頭?！?/p>

雞蛋橫著摔和豎著摔，哪個方向容易碎？

“雞蛋撞地球”是一項常見于中小學課堂的科學實驗——利用緩沖材料保護雞蛋，使其從高處掉落后完好無損。那么，雞蛋的放置方向會對實驗結果有影響嗎？5月8日發表于《通訊-物理學》（Communications Physics）的一項研究給出了答案：雞蛋橫向掉落時，蛋殼能更好地承受沖擊，更不容易破碎。

在既有的“雞蛋撞地球”教學材料中，雞蛋普遍默認是豎放的。這似乎來自于一個想當然的常識：雞蛋尖尖的兩端更堅固，因此豎放更好。在新研究中，研究人員摔碎了數百枚雞蛋，采用高精度儀器記錄它們的形變情況，并結合數值模擬來解答這個問題。

在將60個蛋分別從3個不同高度（8、9、10毫米）分別垂直掉落到硬質表面后，作者發現，平均而言，豎直掉落的雞蛋在較低高度下掉落就會破裂，有超過一半在8毫米高度下破裂，與蛋的哪一頭朝下沒有關系。但水平掉落的雞蛋只有不到10%在同一高度下破裂。作者又以60個雞蛋做擠壓測試，檢測水平和垂直方向壓碎雞蛋所需的力。結果發現，無論雞蛋如何放置，壓碎雞蛋所需的力都是近似的。但在橫向受力時，蛋殼破裂前的形變程度要比縱向受力的情況更大。也就是說，雞蛋的剛度（定義為k=F/Δ）在橫向較小，這意味著雞蛋在橫向更具韌性。據推算，橫向受力的雞蛋在破裂前能多吸收約30%的能量。

作者總結說，雞蛋豎直掉落更不易碎的普遍誤解，可能源于對物理屬性“剛度”、“強度”和“韌性”的混淆。雞蛋在被豎直擠壓時剛度更高，但這不意味著豎直方向的韌性也高。新研究說明了在物理課堂上訴諸“常識”的危險。此外，深入了解殼層結構的受力機制也有望推動從防護設備設計到藥物輸送等眾多應用領域的進步。

新型工程菌株可同時降解5種污染物

一項新研究人工合成了一種可以一次性降解5種有機污染物的新型工程菌株，并在工業廢水樣本中驗證了這種菌株對高鹽廢水中復合污染物的高效降解能力。相關論文5月7日發表于《自然》（Nature）。

高鹽廢水主要來自化工廠以及石油、天然氣的采集加工工廠，包含懸浮物、有機物、重金屬、有害化學物質和營養鹽等污染物。雖然自然界的天然微生物能夠分解高鹽廢水中的部分污染物，但每個菌種通常只能處理一兩種特定污染物。當面對高鹽廢水這種由油污、重金屬、放射性物質等組成的“混合垃圾”時，這些天然微生物就顯得“力不從心”。

對此，科研人員利用合成生物技術，不僅讓細菌擁有了多種污染物的分解能力，還讓這些能力像積木一樣按需組合搭配，從而在單一菌株中構建了覆蓋單環到多環化合物的五條人工代謝通路，可實現聯苯、苯酚、萘、二苯并呋喃、甲苯五種典型芳香類有機污染物的同時降解。

科研人員在實際驗證中發現，這種新型工程菌株在48小時內對5種目標污染物的去除率均超60%，其中對聯苯實現100%完全降解，對甲苯、二苯并呋喃等復雜污染物降解率近90%。研究人員表示，未來這種新型工程菌株有望在海上溢油污染治理、工業場地修復、微塑料生物降解等生態環保領域發揮作用。（新華社）

玫瑰花瓣獨特卷曲形態背后的幾何奧秘

玫瑰素來因其美麗浪漫的象征意義而備受推崇，迷人花瓣的另一面是精妙的幾何原理。5月1日發表于Science的一項研究表明，玫瑰花瓣在生長過程中逐漸形成的尖角是由一種獨特的幾何阻挫——“MCP不相容”所致。這也是首次在自然系統中發現這一原理的適用案例。


玫瑰花瓣的形態變化 | Science

葉子和花瓣所呈現的復雜曲線和卷曲往往源于自然生長與幾何形狀的相互作用。在彈性材料（如植物組織）中，生長會導致材料的自然幾何傾向與物理可能性之間的不匹配，從而產生固有應力。長期以來科學界普遍認為，植物葉片和花瓣等自然薄膜在生長過程中呈現卷曲形狀，主要源自上述這種“高斯不相容性”。然而，玫瑰花瓣邊緣獨特的尖銳突角與許多其他花朵中常見的柔和波浪形狀迥然不同，并不符合這一傳統解釋。

在新研究中，研究人員結合理論分析、計算建模與實驗驗證，發現玫瑰花瓣的獨特形狀是由一種名為Mainardi-Codazzi-Peterson（MCP）不相容的獨特幾何阻挫所主導。這種機制將應力高度集中于局部區域，使得玫瑰花瓣邊緣形成典型的尖銳錐狀“尖點”。而這些“尖點”反過來又影響了花瓣的進一步生長方向。

這一發現揭示了玫瑰花瓣形狀的幾何奧秘，這是首次在自然系統中發現“MCP不相容性”原理塑造生命形態的案例。研究人員說，從玫瑰花瓣的卷曲中可以看到自然界如何利用應力和幾何形變，引導結構的自動成型，這不僅有助于理解植物形態的形成機制，也為柔性電子、軟體機器人和仿生材料等前沿技術提供了借鑒。

有人每晚只睡3小時就夠，部分原因找到了

大多數人每晚要睡夠8小時，但有些人只睡3小時就能神采奕奕。在5月5日發表于PNAS的一項研究中，研究人員發現一種基因突變可能是奧妙所在。

新研究在天生短睡人群的DNA中發現了一個SIK3基因突變——N783Y。該基因編碼一種酶，這種酶在神經元連接的間隙（突觸）中活躍。此前日本的研究人員在小鼠Sik3基因中發現了另一種突變，這種突變導致小鼠異常嗜睡。

研究團隊對攜帶這種新突變的小鼠進行了基因改造，發現這些小鼠每天所需的睡眠時間比正常小鼠短了約31分鐘（小鼠通常每天睡眠約12小時）。研究團隊還發現，突變基因編碼的酶可觸發其他幾種與睡眠相關的激酶（例如蛋白激酶A）發生活性變化，表明這種突變可能通過維持大腦穩態來縮短睡眠時間——這一理論認為睡眠有助于重置大腦。值得注意的是，腦電圖顯示小鼠睡眠時的δ功率增高，也就是說突變還讓小鼠睡得更沉了。

哈佛醫學院的神經學家克利福德·薩珀（Clifford Saper）表示，小鼠的睡眠時間僅縮短一小段，這表明Sik3基因突變并非導致睡眠需求減少的主要原因。“這項研究與我們對Sik3基因的了解非常吻合，或許有助于我們理解嗜睡的根源。”

研究人員仍在研究這些基因及其變異如何影響睡眠。他們希望在天生短睡的人身上找到更多突變，幫助我們更好了解人類睡眠是如何調節的。

2020年出生的孩子，半數將終生面臨極端熱浪

前人砍樹，后人中暑。根據5月7日發表在《自然》（Nature）的一篇論文，氣候危機的后果將主要由年輕世代承擔。這項研究分析了橫跨60年的人口數據，首次精確量化了哪些世代和多大比例人口將在極端高溫下經歷“前所未有”的生活環境。

研究人員通過氣候模型設定了不同地區和極端天氣類型（包括熱浪、洪水和野火）的閾值?！扒八从小保╱nprecedented）定義為在沒有人為導致氣候變化的情況下，一生中遭遇相同極端事件的概率小于萬分之一。他們利用人口統計數據，測算在1960年至2020年間出生的全球人口中，每代人在其一生中暴露于極端天氣的比例，并討論在不同的全球變暖速度下這一比例將如何變化。

研究表明，在當前氣候目標下（到2100年全球氣溫較工業化前升高2.7°C），與1960年出生人群相比，2020年出生人群的極端天氣暴露風險將翻倍。如果升溫1.5℃，2020年出生人群中約52%（6200萬人）將面臨前所未有的終生熱浪暴露風險。如果升溫達到3.5°C，這一比例將升至92%（約1.11億人）。與此同時，無論哪種升溫情景，1960年出生人群中這一比例僅僅約為16%（1300萬人）。將分析范圍擴展至其他五個極端氣候事件（作物減產、野火、干旱、河流洪水和熱帶氣旋），研究發現在所有極端事件中，受災程度均會隨出生年份推后而明顯升高。升溫3.5℃情景下，目前5歲兒童中29%將面臨農作物減產，14%將面臨洪水。此外，不論出生年代早晚，社會經濟地位最脆弱的群體總是首當其沖。

研究人員指出該研究存在一些局限性，例如未考慮人口在國家邊界內的流動以及生育率和死亡率的趨勢，但強調了控制全球變暖速度以保護未來世代的必要性。

微軟量子芯片前置研究被指學術不端

據Science和《撤稿觀察》（Retraction Watch）獲得的一封郵件披露，微軟量子芯片的早期研究被指存在“未披露的數據操縱”，基于該工作的量子處理器“馬約拉納 1”也因此受到質疑?！榜R約拉納 1”在一塊芯片上集成了8個拓撲量子比特，由微軟在2月19日推出，據稱是全球首款基于拓撲量子比特的量子處理器。

這項研究由微軟資助的荷蘭代爾夫特理工大學實驗室完成，2017年發表于《自然-通訊》（Nature Communications），是后續“馬約拉納 1”相關研究的關鍵基礎。論文聲稱電子可以順暢通過納米線，而不會產生太多散射。2021年，論文合著者Vincent Mourik和另外兩名研究人員向期刊編輯部報告，論文原始數據的選取、處理和分析方式可能存在問題。上個月，《自然-通訊》在調查后對該論文發布“編輯關切”（Editorial Expression of Concern），其中附有通訊作者Hao Zhang、?nder Gül提交的更正說明和補充數據。

但Mourik和另一位作者Kun Zuo表示，僅僅更正還不夠，該研究應該被撤回，他們要求將自己從作者名單中移除。Mourik表示，有跡象表明數據經過了精心挑選以支持論文結論，“他們預先假設了試圖證明的結果，并通過篡改數據和理論技巧來達到目的?！?/p>

據報道，2021年4月，Mourik曾向通訊作者?nder Gül發郵件詢問：“在論文發表之前，你是否知道這些未披露的數據操縱？”Gül在一天后回復：“是的，我知道?！彼嬖VMourik，他沒有分享這些信息，“因為我當時認為這并不重要”。2022年，Mourik和一位同事指出，研究測試了21個納米線結點，但發表的論文僅包含了4個納米線結點的數據。

當被問及為何期刊發布更正而非撤稿時，《自然-通訊》的一位發言人表示：“關于數據處理方面提出的更廣泛的擔憂超出了我們的審查范圍。”當被問及期刊是否會考慮撤稿時，這位發言人表示：“我們認為此事已經了結。”

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來源: 返樸

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