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美国莱斯大学凭什么敢称为南方哈佛?室无空虚

美国莱斯大学凭什么敢称为南方哈佛?

混迹美国留学圈同学们一定不会忘记关于“南方哈佛”的战争。到底哪个学校堪称“南方哈佛”?今天我们介绍的就是--莱斯大学不管南方哈佛是哪所大学,敢于站出想要与哈佛并肩就说明了莱斯大学的底气和高质量教育。他可能吃亏在学校规模不大,但是等莱斯大学报出学术和成就时,很多同学就要献上膝盖了。莱斯大学(Rice University)威廉 · 马歇尔·莱斯大学于1912年开办,是坐落于美国德克萨斯州休斯顿市的一所私立的研究型综合性大学。2019 U.S.NEWS.综合大学排名:第16名校队:NCAA第一级别–合众国联盟代表色:蓝色和灰色昵称:Owls吉祥物:Sammy the Owl校训:Letters, Science,Art莱斯大学以其精英的本科学部著称,小而精致,同时有着优秀的应用科学和工程学研究生项目,是美国最著名的大学之一,素有南方哈佛之称。莱斯大学在材料科学、纳米科学、人工心脏研究、以及太空科学等领域占有世界领先的地位。1校园环境Rice的校园位于休斯顿博物馆区,占地285英亩(115公顷),占地面积很大,靠近西大学城。五条街道划分了校园:Greenbriar Street,Rice Boulevard,Sunset Boulevard,Main Street和University Boulevard。在其历史的大部分时间里,莱斯的所有建筑都被包含在这个“外环”中。近年来,在校园附近建造了新的设施,但是大部分的行政,学术和住宅建筑仍然位于原始的五角形土地之内。莱斯以校园内的绿地数量为荣:The Lynn R. Lowrey Arboretum植物园,由超过4000种树木和灌木(莱斯有一个树为一个学生的传说),蔓延至整个校园。该大学的第一任校长Edgar Odell Lovett旨在为校园提供统一的建筑风格,以提高其审美吸引力。因此,校园内,除了玻璃幕墙Brochstein馆,野兽派风格混凝土格栅的洛维特学院,以及地中海邓肯大厅以外,几乎每栋建筑都呈现出明显的拜占庭风格,沙滩和粉红色的砖块,大型拱门和柱子是许多校园建筑中的共同主题。连建筑风格和园林都别具特色,莱斯大学就像精致到骨子里的南方贵族,2011年9月,Travel + Leisure将Rice的校园列为美国最美丽的校园之一。秉承这样的精致调性,Rice的教育更是出众。2教育实力Rice University莱斯大学拥有极高的科研水平,累计科研经费达1153亿美元,以其应用科学项目著称,包括人工心脏研究、结构化学分析、信号处理、空间科学和纳米技术等。其材料科学研究在《泰晤士报高等教育专刊》(2010)排名世界第一。莱斯大学也是美国大学协会的一员。莱斯有40个本科学位课程,51个硕士课程和29个博士课程。莱斯大学相对便宜的学费,在美国顶尖高等院校中独树一帜,分外抢眼。此外,它还给所有有需要的本科学生提供助学金和奖学金,数目从750美元到学费的半额不等,目的无他,就是为了吸引家庭经济条件不那么宽裕的优秀高中毕业生。它拥有高达12.5亿美元的校友捐助,这也是它之所以能够提供廉价但质量高的教育的原因之一。莱斯大学还提供种类繁多的213个体育奖学金,其中60个是专门为女生设立的。莱斯的学生,在全美考试SAT分数的中段50%(这个概念指的是:将学习好的25%和学习差的25%,都不列入计算)的分数,是阅读700-790分、数学720-800分、写作700-790分,与哈佛、斯坦佛、耶鲁等名校媲美。莱斯大学虽然是以它的工程学院闻名,它也同时致力于本科的综合教育以及专科预备生的预科教育。此外,莱斯大学建筑系是全美最好的建筑系之一,物理、英语、历史和考古学系也非常受学生们欢迎。其空间物理系与美国宇航局交往甚密,有几个共同的研究项目,美国前总统肯尼迪曾在莱斯大学就登月项目发表过演说。莱斯大学鼓励学生们选双专业、甚至三专业,而且经常是“经济”和“艺术史”这种看起来毫不相干的领域相搭配。社科、人文、自然科学等非工程专业的学生大部分都会选双专业。

魔唇劫

莱斯大学工程师,为冠状病毒肺炎患者发明呼吸机,只要200美元

目前在美国有60000到160000台呼吸机,但是全国分布不均。在新冠肺炎大流行的中心纽约,护理人员大概可使用约3500台。纽约市发言人说,该市已要求联邦政府再提供15000台,但目前为止只收到2360台,纽约急缺呼吸机。纽约医生在操作呼吸机美国莱斯大学的工程师正在使用3D打印零件和手工材料来组装呼吸机的原型,供急需呼吸机的冠状病毒患者使用。随着未来数周新冠肺炎病例的增加,该发明可能成为全美国各地需要呼吸机的医院的权宜之计。呼吸机原型机Malya博士是该团队的负责人,项目团队由莱斯大学的五名教职员工和一名本科生组成,呼吸机绰号为阿波罗BVM,重3.6kg,每台的批量生产成本不到200美元。Malya博士补充说,在未来几天内,它可能会在缺少常规呼吸机的医院中使用。鉴于对呼吸机的极端需要,美国食品药品管理局放松了对医疗器械审批的限制。项目团队Malya博士说,考虑到病毒对肺部造成的巨大压力,处于重症监护状态的Covid-19患者通常需要呼吸机几天以帮助他们呼吸。普通呼吸机可以将定量的含氧空气吹入患者的肺部,但它们重达数百公斤,花费数万美元。 而且Malya博士说,根据供应链流程的不同,它们需要五到十天的制造时间,并且需要数百个不同的零件。他说,莱斯大学工程团队正在制造的呼吸机具有全尺寸呼吸机80%的功能,可用于病情较轻的人。这种呼吸机也可以取代空气手动泵入患者肺部的做法,专业医务人员可能很快就厌倦了这样做,并有感染自身的风险。普通的呼吸机为了满足美国呼吸机的需求,医疗设备制造商正在增加呼吸机和呼吸设备的生产。甚至汽车制造商都致力于制造呼吸机,而设备制造商美敦力也共享了呼吸机图纸供其他制造商使用。麻省理工学院的一支工程师,医生和计算机科学家团队也在建造和测试一种廉价的紧急呼吸机。麻省理工学院有兴趣使用该产品的医院可以使用3-D打印机来制造用于固定阀门的臂以及用于固定电动机的机械零件。这些电动机通常是模型飞机中使用的电动机,并且在业余爱好商店中出售,而微处理器可以在亚马逊买到。美国的疫情已经到了快要击穿美国医疗底线的阶段,压力越高,动力也越强,让我们拭目以待蓝星科技第一的国家能爆发出什么样的创造力。好了,今天就到这里,欢迎大家关注我,下次再见。

精灵使

8所低调却顶尖的美国大学!因不做宣传,总被误会成“野鸡大学”

出国留学,最害怕遇到野鸡大学,名字听起来贼高大上,但实际上却超级水。与之相反的却是,很多名校因为生僻的名字,又不加以宣传,常常被不明真相的学生和家长误解,每次谈起自己的学校,总要给别人解释这不是野鸡大学。曾有网友吐槽,“申了8所美国大学,身边的朋友一所也没听说过,都以为我被野鸡大学骗了...”今天我就来给大家伙盘点下,那些因为起名不慎而被当成野鸡大学的北美名校,为你们的梦校正名!一、圣母大学全美Top 15的圣母大学,一直被公认美国最顶尖的大学之一,尤其是本科教育。它的商科全美闻名,商学本科项目排名第12,其中会计全美Top 5,金融和市场营销也非常好。然而中国家长听到的第一反应却是:“圣母大学不认识啊,是不是‘野鸡大学’?”这其实也不能怪大家没听过,因为圣母大学招收的国际生太少,中国学生那就更加屈指可数了,所以很多学生家长都不会考虑这所学校,更谈不上了解了。二、范德堡大学范德堡大学拥有“南方哈佛”的美誉,但一直走的是低调的路线,而且还是为精英阶层、为贵族子女提供教育的低调。该校孕育了2名美国副总统、7名诺贝尔奖获得者、1名美国最高法院大法官、25位罗德学者,以及诸多州长、国会参议员。1882年,宋庆龄的父亲宋嘉树先生曾在此就读神学院,其子宋子良也曾在此就读。范德堡大学在2019 U.S. News本科教学质量排名中位于第20名。其皮博迪学院排名全美第一,心理学专业排名全美第三,传媒、音乐、生物、政治科学、经济学、哲学、工程等都在全美排前十。除了学术质量之外,范德堡的生活质量也得到了大家的一致好评。因为位于美国的南方,所以这里的气候非常温暖,冬天最冷的时候,温度最低也就是在0度左右。学校里,春天可以看樱花,秋天的时候可以看到红叶,校园里到处都有小松鼠、花栗鼠。而且范德堡以“Work hard, play hard”的学校精神闻名全美,有百分之34的学生选择double major(双学位)的同时,百分之37的学生加入了兄弟会/姐妹会,让范德堡成为不仅最会学,而且最会玩的大学。三、莱斯大学和范德堡大学有着相似的背景,莱斯大学也是号称“南方哈佛”。莱斯大学不为人知,主要也是学校规模太小,也不过多在国内宣传。在今天,莱斯大学保持着4000名左右的本科人数,整个校园也只有1.19平方千米。相对于其他Top 30的私立大学来说,莱斯大学的学费更为便宜,还有很多鲜为人知的奖学金项目提供给在校生,错过了它绝对可以说是“错亿”了。四、维克森林大学维克森林大学建于1834年,位于美国北卡罗莱纳州的温斯顿塞勒姆,地理位置可以说是相当偏僻,再加上学校规模也小,很多人并不熟悉。但维克森林在美国人心中是一所很顶尖的院校,被称为“南方达特茅斯”。这所学校兼顾了大U和文理学院的特质,基础学科教育非常顶尖,也有着丰富的教学资源。维克森林大学的校友当中,如果是热爱篮球的同学,一定会听过这两位NBA球星:蒂姆邓肯、克里斯保罗,没错,他们都是维克森林大学的校友。五、塔夫茨大学在名校云集的波士顿地区,塔夫茨大学因为规模较小,所以显得有些默默无闻。五十年前,塔夫茨是典型的白人精英学校(prestige school), 里面的学生既要是学霸,还要有着贵族的出身。而今天,在大多数美国人的印象中,塔夫茨大学已让是精英阶级的代表,同时可能是唯一一所被美国人当做是Ivy plus的学校。Tufts的医学在全美来说是顶尖的,本科阶段的pre-med 也非常出色。学校强调精英教育,本科生和研究生人数相当,在东海岸享受很高的盛誉。曾有一位申请者在哈佛和塔夫茨之间选择了塔夫茨,当问TA为什么这样做时,回答到:“Tufts was more about the future, while Harvard was more about history and traditions.”(哈佛更关注历史和传统,而塔夫茨大学更关注未来。)六、布兰迪斯大学布兰迪斯大学和塔夫茨大学同属波士顿五大名校,当然也是同病相怜,不被大家所熟知。布兰迪斯大学的本科和研究生总人数仅在5600人左右,本科人数几乎是Top 50综合性大学中最少的一所,也正是这样的理念,使得它的本科教育在美国非常有名,被人们誉为“犹太哈佛”。不仅如此,布兰迪斯校园环境也非常美,在236英亩的校园中,坐落着100多栋建筑,这里还拥有全美唯一一栋“城堡宿舍”。很多在这里上学的学生都表示幸福感极高。但因为学校规模较小,而且具有宗教背景,所以被很多国内的家庭忽视,真是太可惜了!七、里海大学里海大学建立于1865年,当时美国正在从内战的动荡中重建,并由于国家水道和铁路运输条件的改善,工业中铁和煤利用率急剧增加。所以里海可以称得上是老牌的工程名校,在这一方面,学校非常注重实验性,实验室非常多,设备都很齐全先进,也在努力培养学生的动手能力。不仅如此,里海的商学院也很厉害,比如会计、商业系统管理等。这些专业就业率都很高,接近100%。从这些专业出来的无论是美国本地学生还是国际生都能有很好的出路,深造的机会也非常多。八、普渡大学有人说:普渡大学是一所被“名字”耽误的大学。“普渡”不由让人联想到佛教的“普度众生”,所以有的小伙伴开玩笑说,“你哈佛,我普渡,都是宗教大学,哪来的什么你强我弱,我们众生平等,阿弥陀佛。”还有人说,普渡大学是被排名耽误的大学,虽然实力雄厚,但在国内名气不算大,排名也在60名左右徘徊,这是为什么呢——院系不全,成为了排名靠后的最主要原因。普渡大学是一所偏重理工科的大学,没有设立医学院、法学院、建筑学院、音乐学院,排名分数占比各不相同,所以导致普渡大学在综合排名上没有占优势。但普渡的校友保证你都听说过这么几位:“两弹元勋”邓稼先是普渡大学物理学博士,“月球第一人”阿姆斯特朗也是毕业于普渡大学。以上,就是我想为大家分享的8所“低调、奢华、有内涵”的大学。其实除了以上8所“宝藏”学校之外,在全美前100的院校中,还有很多学校你没听过,但是真真不是野鸡大学!希望大家不要因为学校的名字而错过那些低调的“宝藏”学校!

军曹

出身寒门的农村学生,是美国名校博士后,28岁成北航博士生导师

在电影《天下无贼》中,葛优曾说过这样一句话:“21世纪最重要的是什么?人才!”随着我国教育事业的蓬勃发展,各种优秀人才如雨后春笋般不断涌现,现在高校对人才的招聘要求也越来越高。且不说985高校的科研人员了,现在连普通公办二本招辅导员都要求硕士以上学历。而今天我们要说的这位主人公,在28岁的时候就已经是北京航空航天大学的教授和博士生导师了。为什么他28岁就能当985高校的教授呢?让我们来看看这位年轻教授“开挂”般的人生。他叫宫勇吉,出生于山东莱阳。北航300万聘请,发表80多篇论文对于普通研究生来讲,能成功发表一两篇学术论文就已经谢天谢地了。而宫勇吉在最近5年的时间里,一共发表了论文80多篇,其中不乏以第一作者身份发表的nature materials, nature communications,Advanced materials,Nano letters等顶级期刊论文。有如此丰硕的学术成果,这也难怪连北京航空航天大学这样的985名校也抢着要他了。为了招聘宫勇吉,北航甚至开出了300万启动经费并且提供住房这样的优越条件。想想北京某些地方10万一平的房价,这个待遇真是让人无比羡慕了。莱斯大学博士,斯坦福博士后能够发表那么多学术论文,宫勇吉的来历自然也非同一般。2011年到2015年期间,宫勇吉在美国莱斯大学攻读博士学位。莱斯大学是美国的一所私立大学,每年招收的学生很少,在校生总共加起来也才几千人。虽然人少,但莱斯大学的实力非常强,与著名的斯坦福大学、加州理工学院和麻省理工学院等世界级名校并称为“新常青藤”院校,在世界多项排名中也位于前列。从莱斯大学毕业之后,宫勇吉并未停下自己科研的步伐。2016年,这名怀揣科学梦想的年轻人进入斯坦福大学从事博士后的工作。出身寒门,保送北大宫勇吉这一路走来,跟他在科研上的天赋密不可分,但更多的是依靠他那种“吃苦耐劳”的精神。跟宫勇吉光鲜亮丽的个人履历不同,他的童年过得十分艰苦。宫勇吉的父母都是普通农民,家庭条件困难。从小目睹了父母的艰辛,让宫勇吉这个“农村娃”大受触动,他决定好好学习,让家人过上好日子。功夫不负有心人,宫勇吉的成绩一直十分优异,尤其是在化学上。到了高中,宫勇吉在化学上的天赋展露无遗。在老师的帮助下,宫勇吉在全国化学竞赛中获得一等奖,并获得了保送北大的机会。按理说,宫勇吉在斯坦福大学,前程远大。凭借他发表的那么多顶级期刊论文,不说年薪百万美元吧,至少也能在美国的名校担任一个教授。可宫勇吉却放弃了在美国的高薪待遇,毅然决定回到国内,为祖国的科技事业贡献出自己的力量。因为,这个朴实的男人从未忘记:自己是中国人,是农民的孩子!外面的花花世界虽好,但根在故土。

审死官

困扰数学家50年的问题,竟被博士小姐姐用一周业余时间解决了

晓查 贾浩楠 发自 凹非寺量子位 报道 | 公众号 QbitAI一个多月前,著名英国数学家约翰·康威(John Conway)因患新冠肺炎逝世。斯人已逝,但他留给了世界丰富的知识遗产,最知名的莫过于“生命游戏”,还有一个困扰数学界50年的难题“康威扭结”(Conway Knot)。令人意想不到的是,最近这个问题被德州大学奥斯汀分校的一位博士小姐姐Lisa Piccirillo解决了,而且她只用了一周的业余时间。△Lisa PiccirilloLisa本人也因此获得了MIT的tenure-track预聘职位,前途无量。其实这篇论文最早是Lisa在2018年读博期间完成的,当Lisa偶然得到这个结果的时候,她并没有意识到这个问题的重要性。有一天,她把自己的解决方法告诉了同在德州大学奥斯汀分校的Cameron Gordon教授。Gordon教授大叫道:“什么?我现在就要去投顶级期刊!”这一举动甚至吓到了Lisa。直到今年2月,这篇文章才被刊登在学术杂志《数学年刊》上。想必康威在得知自己提出的问题被解决后,也会感到欣慰吧。什么是扭结「结」这个概念,在日常生活中常被看成是一根有头有尾的绳子打成的结。但数学家眼中的「结」,是一个首尾相连的闭环结,这种结是无法被解开的。自上个世纪以来,有关扭结的研究启发了量子力学、DNA结构和三维空间拓扑学。所以数学家们自然要发问,在4维空间中是否有与三维空间对应的扭结理论。但是这里存在一个问题:在第四个维度上,扭结的绳体可以互相重合穿越,这样一来,任何扭结都可以解开了。所以4维空间的扭结不是三维扭结的简单移植。4维空间的扭结并不好理解,我们可以借助3维空间中的的一个球体来想象。如果切开一个3维球体,可以得到一个未打结的圆环。切开一个4维空间的扭结球体,你可能看到一个打结的环,或者是一个未打结的闭环。任何能用这种「切开」一个扭结球体而得到的扭结,都称它们为「可切的」(slice),即片状结。但也有一些「不可切」的扭结,比如有3个交叉的三叶结。片状结提供了3维和4维扭结理论的桥梁。在4维拓扑学中,片状结有两种形式,一种1980年代年提出的理论认为,在4维空间中,不只有我们常规认知的平坦光滑球体,还普遍存在一种皱缩球体,且永远无法被拉平。所以4维空间中的扭结是否可切,取决于这些特殊的皱缩球体。这种皱缩的球体并不是4维空间的异常,而是一个十分有用的特征。4维空间中的片状结是「拓扑可切」,而不是「平滑可切」。这意味着数学家可以借此构造不同版本的普通四维空间,这种4维空间在拓扑学上与其他没有不同,只不过是褶皱的。切片性问题是这些奇异的四维空间的 “最低维度探究”。康威扭结多年来,数学家们发现了形形色色的扭结,这些结在拓扑学上可切,但并不是平滑可切。然而,这些扭结的交叉都大于12。而在交叉点数小于12的扭结中,只有康威结的切片状态却一直无法找到。△剑桥大学牛顿数学科学研究所的大门,用康威扭结来做装饰康威在上世纪50年代时对扭结理论产生了浓厚的兴趣。他想出了一个简单的方法,把交叉点数目不同的的扭结一一列出来,而前人将这项工作推进到10个交叉的扭结。康威列出了所有具有11个交叉点的扭结,很快发现了它们的特殊之处,这些就是康威扭结。△图中只画到了7个交叉的扭结,交叉点是两条绳体交叉之处11个交叉点的康威扭结,是拓扑可切的,但数学界一直无法证明它是否平滑可切。数学家马克·休斯(Mark Hughes)创建了一个神经网络,利用扭结的不变量和其他信息来预测可切性等特征。对于大多数的结,这种神经网络能够做出明确的预测。但它对康威结是否具有平滑可切性却没有确切答案。康威扭结是否平滑可切之所以如此重要,不仅因为它困扰了数学界半个世纪。平滑可切的扭结为数学家提供了一条探索四维空间奇特属性的途径。而证明康威扭结是否为平滑可切,已经成为扭结理论重大突破的硬标准。问题解决数学家一直怀疑康威结不是平滑可切的,因为它缺乏一种 “带状性 “的特征,而平滑可切的扭结通常具有这种特征。但康威结也有一个特点,使它对所有试图证明它不是光滑切片的尝试都无功而返。康威扭结有一种变体,如果我们把康威扭结画在纸上,把它的下半部分剪下来,翻转180度再接上,那么就得到一个Kinoshita-Terasaka扭结。巧合的是,后面的扭结是平滑可切的。Lisa本人喜欢扭结理论所需的视觉直觉,但她并不是扭结理论方面的专家。Lisa在波士顿大学读本科期间的老师Elisenda Grigsby,Lisa当时并没有展现出天才少年的潜质,但是她的创造力吸引了Grigsby教授的注意。Grigsby教授说:“她非常相信自己的观点,并且一直如此。”Lisa当时正在思考关于康威扭结的问题,当时她正在考虑除了突变外将两个结关联起来的另一种方式。每个扭结都有一个关联的四维形状,它是通过将结放置在4D球的边界上并沿着结在球上缝制某种帽而制成,数学家称之为迹(trace)。Gordon表示,迹以一种非常强烈的方式编码了扭结。不同的结可以具有相同的四维迹,数学家发现相同迹的扭结总是具有相同的可切性质:要么都是可切的,要么都不是。但是Lisa和莱斯大学博士后Allison Miller证明,可以将扭结迹的不变性让我们在研究扭结可切性质的时候,构造相似扭结变得非必要。这为Lisa证明康威扭结非平滑可切提供了一种策略:如果可以为康威扭结构造一个相同迹的扭结,那么也许可以更好地与可切不变性配合使用。构造这样同迹的扭结并非易事,但是Lisa却有非常的天赋,她只是回到家中研究就做到了这一点。通过巧妙的扭结的组合,Lisa设法构造了一个复杂的扭结,它的迹与康威扭结相同。Lisa使用了一种叫做拉斯穆森S不变量(Rasmussen’s s-invariant)的工具,结果显示她构造的扭结不是平滑可切的,因此康威扭结也不是。“这是一个非常美丽的证明,”戈登说。没有理由指望Piccirillo构造结会产生拉斯穆森的小号 -invariant,他说。“但是它起作用了……有点令人惊讶。”Gordon给了Lisa很高的赞誉:“这是一个非常美丽的证明。”他完全没想到Lisa用这样一种用具实现了证明。Lisa的本科论文导师Greene说:Lisa的工作说明拓扑学家对扭结迹的认识还存在着不足。参考资料:https://www.quantamagazine.org/graate-student-solves-decades-old-conway-knot-problem-20200519/https://mathworld.wolfram.com/SliceKnot.htmlhttps://www.maths.ed.ac.uk/~v1ranick/papers/sliceknots2.pdf论文地址:https://arxiv.org/abs/1808.02923

共谋者

华科生命学院与莱斯大学提出组织工程的“第四要素”

组织工程与再生医学正经历重要变革,科学家越来越关注工程化组织构建中的非生物学因素的作用,并有重要新发现。通常,骨组织工程应用三大要素,即细胞、组织支架和生物活性因子来模拟骨组织微环境,从而诱导新骨再生。7月3日,国际生物材料领域权威期刊Biomaterials在线发表了我校生命学院先进生物材料与组织工程研究中心张胜民教授团队和Rice University组织工程卓越科学中心Antonios G Mikos院士团队合作的题为“Hierarchically Designed Bone Scaffolds: From Internal Cues to External Stimuli”的研究综述,该文章以中美双方实验室多年的相关研究积累为基础,系统总结了利用元素及分子组成、微纳尺度结构仿生与物理刺激共调控等多因素、多尺度组装策略,来模拟人体骨组织进行工程化骨组织支架多级结构设计的最新进展。文章凸显了两大亮点:一是将过去仅关注组织工程支架本身的结构设计,拓展到了支架外部线索和外部因素影响;二是明确提出了组织工程的“第四要素”(the fourth element)——外部物理因素的影响,为重新定义和改写教科书中“组织工程三大要素” (支架材料、细胞、生物活性因子)为“组织工程四大要素”(支架材料、细胞、生物活性因子或/和物理因子)描述提供了依据。实践证明,除了活的细胞和生长因子可以促进工程化组织构建和组织再生外,外加一些物理因素,例如力学、电、磁、光、热等也可以刺激特定组织的再生。该文章从天然骨的复杂多级结构出发,重点讨论了如何从材料的元素及分子组成、微纳尺度结构和物理特性等不同层面更有效地模仿骨基质的多级结构,从而提高支架的成骨性能等。多级结构仿生设计策略具体包括:生物陶瓷功能元素掺杂策略、分子模板诱导生物矿化、微纳尺度仿生结构支架构建以及外部宏观物理刺激与响应型支架协同调控策略等(图1)。结果表明,这些微纳多级设计的组织支架可以取代细胞和生物活性因子促进成骨的作用,从而进一步克服了组织工程产品(含细胞和生物活性因子)临床转化的障碍。此前,生命学院张胜民教授团队的研究工作(Yingying Du, et al. Biomaterials, 2017, 137:37-48)证明:无需外加任何生长因子和细胞,也可以用同一个具有多级结构设计的组织支架实现两种和多种功能组织的再生。 这个成果已被广泛描述成“One scaffold, Two tissues”,其句型与著名的“一国两制”(One country, Two systems)十分类似,便于学者理解和记忆。无细胞、无生长因子的组织支架更易于被FDA和CFDA(NMPA)批准。2019年本期新在线发表在Biomaterials文章的第一作者为我校杜莹莹博士和莱斯大学的博士生Jason L Guo,我校张胜民教授和莱斯大学Antonios G Mikos教授为共同通讯作者。本工作得到了国家自然科学基金项目,国家重点研发计划项目和美国国家卫生研究院基金的支持。深圳华中科技大学研究院孵化服务中心位于基地大楼B座,总面积5592平方米,可供使用面积4030平方米,经过3年多的运营整合,目前已拥有一支在孵化运营管理、项目申报、投融资等领城有丰富经验的专业管理团队,为入孵企业提供全方位的服务。 产学研基地孵化,基地大楼设计,现代、时尚,充分体现绿色建筑理念,配套功能齐全,是学校从事高水平项目研发、兴办教育和提供创业创新服务的理想平台。中心依托华中科技大学雄厚的科研实力及学术背景,已吸引入驻了一批电子信息、 移动物联,生物医疗、人工智能等领城的高科技企业,现有入孵企业/团队16家,均为高科技企业,是各类初创企业从事高水平项目研发的理想平台。

青云曲

探世界:黄西曾想当教授,结果却成为脱口秀达人

高晓松大家都认识吧,他正是《探世界》特邀嘉宾主持人,他是位导演,同时也是一位音乐制作人。在第11期中,大家跟随着高晓松老师的步伐,来到了洛杉矶的帕萨迪纳。美国的喷气实验室就在此处诞生,并且还有加州理工学院等等,同时在这的还有一位生化博士:黄西。黄西是一位脱口秀段子手,不论在美国还是在中国,都是搞笑界的大明星。通过高老师对他的介绍,我们得知:黄西是一位生化博士,被人称之为留学生中的异类。一开场见到黄西老师,高老师就对他来个脱口秀介绍:“黄瓜的黄,西瓜的西”其实这句话,来自于黄西老师2011年2012年出版的自传。在黄西不断地努力下,在莱斯大学得的博士,也拥有了生物化学博士的称号,却被同学们直呼:“不务正业”, 在学校中,黄西曾写过演过小品,起初只是为了弄着玩,为班级做贡献。黄西老师最开始的梦就是想当一名教授,也读过很多哲学书,甚至一股脑的劲考到中科院,考上了全国第一。黄西老师的厉害就不多说什么了,请大家自己体会。毕业后,先是做了DNA检测的工作,也算是一件有意的事,可黄西老师并不这么想,他却觉得自己干这行比较卖力气,随之接触了大枪行业,打不准又开始玩高尔夫球,可高尔夫也是一样的结局,水平不行放弃了,一直在不断地改变行业。只是在波士顿时,简单一试脱口秀,没想到却成功了,这一试也算是改变了黄西老师的一生。所以说,遇到什么事都要去选择尝试,不试怎么会知道成不成功。或许只因为那简单的一试,就会改变自己的一生,遇见机会则要牢牢抓住。有些事不是一直在的,有些机会也是要靠自己来争取的。不敢去尝试,怎能成大事,怕的不是失败放弃,而是连尝试的勇气都没有。黄西从事脱口秀讲笑话后,一路能讲到了白宫里,算是很厉害的地步了。在白宫中想挤对谁就挤兑谁,通过高老师的介绍,让人不可思议的是,黄西挤对了美国候选总统拜登,并且还是当着全美国人民的面,可想而知黄西的厉害之处。挤兑拜登并没惹得他人的不高兴,反而还把在场人员笑得不亦乐乎,并且黄西还出现在了,美国CBS电视台中的许多脱口秀节目,在回国后,黄西也在不断的组织,脱口秀节目与俱乐部培训班等等。想必黄西老师在脱口秀这一道路上,简直是一去不复返啊。在黄西与高老师的对话中,我已经深深地体会到黄西老师的幽默搞笑风情。但黄西在从事脱口秀的阶段,正处于脱口秀惨淡期,期间长达20年,一直到12年13年以后才出现好转。可不断地各个国家都出现脱口秀演员,也在不停地火。黄西最开始的四五年脱口秀道路,虽然没挣到一分钱,但黄西没有放弃,不断地上台演讲,也在不断地改变自己,直到获取认可。甚至被《莱特曼》星探和美国《柯南秀》的认可发掘,从此黄西的脱口秀道路走上了巅峰。果然坚持努力,不放弃,就一定能够换来回报,往往成功的人都在不断地前行。就像黄西一样,就算没挣到钱也没有放弃,一直坚持,不断改变自己,才获得了现在伟大的成就。

外内攉者

老司机才知道!美国TOP20院校的“外号”原来如此奇葩!

赴美留学,谁都想盯着好学校,尤其是TOP20,不管结局如何,总要搏一把!慢慢的,因为盛名在外,这TOP20院校也被申请者玩坏了,一个个外号被炮制了出来!GSSer今天整理了2021 USNews 美国大学TOP20大学外号大集合,欢迎大家评论区留言~01普林斯顿大学2021USNews美国大学排名第1普林斯顿大学每个学科的学术水平都位居美国前列,大学不设商学院、法学院和医学院,而这三个学院恰恰是美国高等教育中最具经济价值和影响力的学院,这反倒让普林斯顿与一般的大学区别开来,和势利的铜臭味划清了界限,清高地进行最纯粹最基础的科学研究,它代表着严谨、庄重和纯正的学术气氛。02哈佛大学2021USNews美国大学排名第2哈佛大学是美国本土历史最悠久的高等学府,在文学、医学、法学、商学等多个领域拥有崇高的学术地位及广泛的影响力,被公认为是当今世界最顶尖的高等教育及研究机构之一。哈佛大学共出过8位美国总统和数百位诺贝尔、普利策奖获得者。03哥伦比亚大学 2021USNews美国大学排名第3 因为与爆款偶像剧《绯闻女孩》的剧情相关以及许多场景都在此拍摄的原因,哥大被称为“纽约gossip girl影视基地”。另一方面,哥大又被称为“纽约最强婚介所”,这是因为在哥大精英中,很多擦出了爱情的火花。(具体哪些名人擦出了火花,可以自行百度一哈)04麻省理工学院2021USNews美国大学排名第4麻省理工学院素以顶尖的工程学和计算机科学而著名,拥有麻省理工人工智能实验室(MIT CSAIL)、林肯实验室(MIT Lincoln Lab)和麻省理工学院媒体实验室(MIT Media Lab),其研究人员发明了万维网、GNU系统、Emacs编辑器、RSA算法等等。05耶鲁大学2021USNews美国大学排名第4 耶鲁大学作为美国最具影响力的私立大学之一,是美国历史上建立的第三所大学,其本科生院与哈佛大学、普林斯顿大学齐名,历年来共同角逐美国大学本科生院美国前三名。此外,耶鲁大学还走出了包括比尔·克林顿、乔治·布什在内的5位美国总统,以及19位美国最高法院大法官、16位亿万富豪等。06斯坦福大学2021USNews美国大学排名第6 斯坦福大学为硅谷的形成和崛起奠定了坚实的基础,培养了众多高科技公司的领导者,其中包括惠普、谷歌、雅虎、耐克、罗技、Snapchat、美国艺电公司、太阳微、NVIDIA、思科及LinkedIn等公司的创办人。 07芝加哥大学2021USNews美国大学排名第6 芝加哥大学于1890年由石油大王约翰·洛克菲勒创办,素以盛产诺贝尔奖得主而闻名,约40%的诺贝尔经济学奖得主与芝大相关。截止至2020年10月,芝加哥大学的校友、教授及研究人员中,共产生了100位诺奖得主、位列世界第四,另有10位菲尔兹奖得主(世界第六)、4位图灵奖得主及25位普利策奖得主曾在芝大工作或学习。08宾夕法尼亚大学2021USNews美国大学排名第8 宾夕法尼亚大学是美国第一所现代意义上的大学。北美洲的第一所医学院,第一所商学院(沃顿商学院)以及第一个学生会组织都诞生于宾夕法尼亚大学,其金融专业和护理专业排名全美第一,教育学、经济学、医疗、历史学、法学、英语及商科其它众多专业皆排名全美前十。09加州理工学院2021USNews美国大学排名第9加州理工学院(California Institute of Technology),简称“加州理工(Caltech)”!加州理工学院的规模很小,全校学生仅2000人左右,是一所典型的精英学府。10约翰霍普金斯大学2021USNews美国大学排名第9 约翰霍普金斯大学不仅拥有全球顶级的医学院、公共卫生学院、国际关系学院,其生物工程、空间科学、社会与人文科学、金融经济、音乐艺术等领域的卓越成就也名扬世界。该校医学院的教学研究单位约翰斯·霍普金斯医院(JHH)连续21年被评为全美最佳医院。11西北大学2021USNews美国大学排名第9 西北大学以严格录取出名,其录取中国留学生录取率低于1%,尤其是中国本科生以及每年获得全额奖学金博士研究生录取的中国留学生。2018年,西北大学本科生整体录取率仅为8.4%,其中常规录取率为6.4%,位列美国录取率最低的学校之一。12杜克大学2021USNews美国大学排名第12 杜克体育异常出色,是美国私立名校的代表。美国体育频道ESPN评出美国十大篮球名校,杜克力压北卡罗来纳大学教堂山分校(简称“北卡”)、堪萨斯大学,以绝对优势排名第一,当之无愧的篮球第一名校。杜克的学生体育好是出了名的,被认为 “杜克有全世界最好的篮球队”。13达特茅斯学院2021USNews美国大学排名第13 达特茅斯学院除拥有文学艺术类的本科课程外,达特茅斯学院还拥有医学院,工程学院,商学院以及18个自然科学和人文社科方面的研究生项目,基于此,按照美国的通行标准,达特茅斯学院被称为“大学”似乎更为合适。然而鉴于传统的影响,并为了突出该校对于本科教育的极度重视,达特茅斯一直以“学院”名世。14布朗大学2021USNews美国大学排名第14布朗大学好像与总统的儿女特别有缘,最受他们欢迎:约翰·肯尼迪的儿子约翰·菲茨杰拉德·肯尼迪二世,吉米·卡特的女儿艾米·林恩·卡特·安东努奇,哥伦比亚总统胡安·曼努埃尔·桑托斯·卡尔德龙的女儿María Antonia Santos都在这里度过了他们的大学时光。就连威廉·杰斐逊·克林顿总统唯一的女儿切尔西·维多利亚·克林顿,也一度被媒体盛传要去布朗大学读书(她在左挑右选之后,终于去了有“西部常春藤”之称的斯坦福大学)。这反映了布朗大学的知名度,说明它在学术界的地位与其它常春藤大学不相上下。15范德堡大学2021USNews美国大学排名第14范德堡大学虽然每个学院规模较小但是学科齐全,文理类学科享有出色的声誉。文理学院、工学院、法学院、医学院、人文学院(Peabody College)、音乐学院(Blair)、管理学院(Owen)和神学院(Divinity School)等学科一应俱全,学校的人文学院(第2名)、医学院(第14名)、法学院(第15名)、护理学院(第14名)均位于全美前20名,人文学院与斯坦福大学和哈佛大学齐名位列全美第二,工程学院和管理学院亦有不俗实力和良好的声誉。16莱斯大学2021USNews美国大学排名第16 有人说,莱斯大学的确是博采众长,集“好大学”该有的特点于一身。莱斯大学多年来以工程、管理、科学、艺术、人类学闻名,尤其以工程系最为优秀。它致力于本科综合教育以及专科预备生的预科教育。不仅物理系非常不错,英语、历史和考古学系也非常受学生们欢迎。工程系和医学预科(8年的荣誉双学位项目)录取率极低,每年只收15个学生,是全校竞争最激烈的。17圣路易斯华盛顿大学2021USNews美国大学排名第16 在众多学科领域,圣路易斯华盛顿大学具备与美国其他一流大学相抗衡的实力。譬如,在理工科方面,华盛顿大学的生物化学、生物物理、生物分子和土木工程在美国高校中处于领先地位。在人文学科和社会科学方面,它的德语、政治学、语音学和经济学都在美国高校的同类学科中名列前茅。18康奈尔大学2021USNews美国大学排名第18 康奈尔大学是常春藤盟校的新生力量,它的校色是大红,鲜艳热烈,热情奔放。似乎,任何人的青春都能在康奈尔这里燃烧。康奈尔大学有着极为活跃的校友组织,是全美大学校董事会成员中最早包括有校友代表的大学之一。19圣母大学2021USNews美国大学排名第19和西方众多古老的大学一样,圣母大学带有浓厚的宗教和上流社会色彩,依赖于强大的校友会,与政府和一些显赫的商业财团保持着千丝万缕的关系。其校友包括美国前国务卿赖斯,著名作家Nicholas Sparks等。美国金融机构100强的CEO中,本科毕业于圣母大学的人数占最多,雄踞全美各大学榜首 。20加州大学洛杉矶分校2021USNews美国大学排名第20 加州大学洛杉矶分校被《华尔街日报》《泰晤士高等教育》等多家权威报刊评为美国第一公立大学。UCLA也因学生在各种重要体育赛事中取得的优异成绩而闻名于世,其学生和校友参加了自1920年以来的每届奥运会 ,获得了123枚金牌、54枚银牌、56枚铜牌,金牌数和总奖牌数均位列全美第三;出自UCLA的NBA球员数量位居全美第二 ;在NCAA联赛中,UCLA以116项冠军位列全美第一。

廉之害也

90后博士工作两年任副市长?官方:没工资,挂职10个月

12月25日,福建省福清市人大常委会任命袁琳为福清市人民政府副市长公开简历显示出生于1990年的女子袁琳仅有两年私企工作两年经验目前博士在读此事引发网友热议图片来源:微博截图对此,福州市委组织部于26日回应袁琳担任副市长系福建省与北大校地合作引进在读研究生从事社会实践,为期10个月,到期免职,人事关系仍在北大,不是公务员,不发工资。攻读硕士只用了10个月在读博士被任命为副市长公开简历显示,袁琳出生于1990年3月,河北平乡人,北大在读博士。2008.06—2012.05,美国莱斯大学( Rice University)社会科学学院经济系经济学、管理学专业本科;2012.08—2013.05,莱斯大学乔治布朗工程学院统计系统计学专业硕士;2013.06—2015.08,正仁投资(天津)有限公司投资部投资助理;2015.09至今,北京大学光华管理学院金融系金融学专业博士在读。就目前信息来看,这位“开挂”的90后,本硕都就读于美国莱斯大学(Rice University)。其中,攻读硕士只用了约10个月的时间,在常人看来,时间未免有些太短。对此,一位熟悉留学教育的人士对记者表示:“美国有些大学的硕士是可以选择时长来毕业的 ,10个月、18个月、24个月都有,只要在规定时间修完规定课程或者获得规定学分就行。”而这所莱斯大学,百度百科是这么介绍的:莱斯大学在权威的《美国新闻与世界报道》全美综合大学排名中名列前20位。在最新的USNews《美国新闻与世界报道》大学排名中,莱斯大学与康奈尔大学并列全美第16名。截止到2016年,莱斯大学共有3位诺贝尔奖得主(校友及教职工)。值得一提的是,莱斯大学也是此前因“基因编辑婴儿”引发公众关注的贺建奎的母校。袁琳唯一的工作经历,曾在正仁投资(天津)任职两年的投资助理。天眼查资料显示,这家公司注册资本6000万,目前有两位自然人股东,记者拨通了其中一位股东的电话,但对方表示不接受采访。记者通过查询发现,这家公司今年12月17日被列入了经营异常的名单,列入原因为:“因通过登记的住所或者经营场所无法联系”。此外,其对外投资的其他两家公司,也因同样的原因被列为经营异常名单。仅有两年私企工作经历、10个月就读完硕士研究生、目前还是北京大学光华管理学院金融系金融学专业在读博士,何以就直接就当了副市长?网友纷纷质疑袁琳的任职违反国家法律法规。官方回应:为期十个月的挂职副市长,到期免职对于网友的质疑,福清市的上级福州市市委组织部人才办于26日回应北京时间记者称,福建省与北京大学签有校地合作协议,袁琳属于按照协议来福建省进行社会实践的在读研究生骨干,其担任福清市科技副市长是挂职,为期10个月,2019年9月30日挂职到期后将免去其副市长的职务。至于是否分管某项工作,该办公室表示,这是由福清市政府决定,分管不分管都可以。福州市委组织部人才办介绍,按照福建省与北京大学签订的校地合作协议,每年北大都会推荐在读研究生来福建进行社会实践,有的时间短仅是暑期的两个月,有的时间长一点,但最长不超过一年。对于来福建进行社会实践的北大在读研究生,组织都会安排挂职一定的职务,以方便其开展调查研究,比如今年(2018年)暑期来的一位同学就担任了某单位的领导助理,袁琳担任科技副市长也一样,只是为了方便其撰写调研报告,“已经毕业的研究生是不可以这样挂职的”。福州市委组织部人才办强调,袁琳虽然挂职担任副市长,但是人事关系和档案仍在北京大学,并没有成为公务员,福州市也不给她发工资,仅仅提供必要的食宿安排的通勤费用。干部年轻化,和当地人才政策有关在近期的媒体报道中,其实已经有不少和袁琳一样的“90后”干部登上政坛,有的甚至已担任副市长、副县长。在湖北秭归,今年8月也有一“90后”出任该县副县长职务。8月31日召开的秭归县十八届人大常委会第十六次会议决定,任命潘廷瑞为县人民政府科技副县长(挂职)。潘廷瑞1990年1月出生的潘廷瑞还是袁琳的北大“校友”,他于2013年9月至2018年7月在北京大学攻读凝聚态物理学博士。袁琳和潘廷瑞这两名“90后”能够在不满30岁的年纪出任副市长、副县长,和福建、湖北两省近年来的多项人才政策有关。其中,袁琳以28岁的年龄成为县级市副市长,源自福建省针对在读研究生赴基层一线开展挂职锻炼的政策。此外,福建省针对毕业生的引进政策也已行之有年。就在几天前,出生于1989年的北京大学博士李宏泰(现任漳州市政府正处级副秘书长)获公示拟任漳州市政府工作部门正职。根据福建2013年起实施的“引进生政策”,福建从清华、北大、人大等知名高校引进优秀博士、硕士毕业生,直接挂职副县(区)长、副镇长等重要岗位干部,并配套多项措施重点培养,旨在战略性培养储备年轻干部。从本月1日起,福建省已开始遴选2019届引进生,并分为党政、国企、教育科研、医疗卫生、规划建设等5类。而潘廷瑞刚走出校园就能挂职担任科技副县长,和湖北近年来实行的“科技副县长政策”有关。据《长江商报》2013年9月报道介绍,二十多年来,湖北省选派了近800人次到基层担任科技副县(市、区)长,为基层送人才、送科技、送资源、送项目、送服务,发挥“科技大使” 、“桥梁”、“纽带”作用,有效促进了当地科技工作水平的提高和政产学研合作,为当地经济社会发展做出了贡献。不过,潘廷瑞并不是第一位挂职担任副县长的“90后”高材生。据不完全统计,在此之前至少已有两人。其中,中国人民大学“90后”经济学博士选调生郑睿臻挂任西安周至县副县长,另一名挂职担任新疆尉犁县副县长的“90后”是1990年4月出生的方祎铭。除此以外,出生于1990年的倪志茂已于2017年挂职担任了陕西榆林市榆阳区副区长。陕西媒体《华商报》在去年11月的报道中介绍,倪志茂是北京大学一名博士研究生,是陕西省面向北京大学的选调生,按组织程序要求到榆阳区挂职副区长。《华商报》记者从榆阳区政府了解到,倪志茂属于陕西省从高水平大学选调的优秀毕业生,是按组织程序要求到榆阳区挂职副区长,派遣到岗近两个月时间,目前不分管具体工作,只是协助其他区领导的工作。根据陕西省2017年度面向北京大学选调优秀毕业生公告,博士研究生按照用人单位需求和本人所学专业选派到省、市、县党政机关工作。到市县工作的,先挂任县(市、区)副职或市级部门副职,2年后经考核优秀且愿意留任的,任副处级职务。对干部年轻化,你怎么看?本文综合自北京时间、每日经济新闻、澎湃新闻 等微信编辑:纳米觉得好看?就点好看呀!

其来无止

她用读博的业余时间,解决了一个困扰学界数十年的难题

当代最伟大的数学家之一约翰·霍顿·康威(John Horton Conway)于今年 4 月 11 日在普林斯顿逝世。就像其他一些伟大的数学家,他也留下了著名的难题。他在半个多世纪前发现的康威扭结引发的一个拓扑学难题——康威扭结是否为更高维结构的切片——就难倒了无数数学家。但最近,这个难题却被一位博士生用一周的业余时间解决了。莉萨·皮奇里洛(Lisa Piccirillo) | 图片来源:Ian MacLellan for Quanta Magazine撰文 Erica Klarreich翻译 石云雷编辑 吴非康威扭结的切片问题,困扰了数学家几十年的时间,却在莉萨·皮奇里洛(Lisa Piccirillo)的证明下迎刃而解。皮奇里洛是如何做到的?这还要从 2018 年说起。那年夏天,她在一个低纬度拓扑学和几何学会议上,了解到这一有趣的数学问题。当时,皮奇里洛还没有意识到这是一个著名的难题,只是认为它或许能用来测试她在得克萨斯大学读研究生时开发的工具。皮奇里洛表示:“我并没有用白天的工作时间去解决这个问题,也没有把它看作真正的数学问题,更像是把它当作家庭作业。”在一周之内,皮奇里洛就得到了个答案:康威扭结不是高维空间扭结的切片(slice)。数天后,她遇到了得克萨斯大学奥斯汀分校的教授卡梅伦·戈登(Cameron Gordon),并简单地提及了她的解决方法。戈登回忆说:“当时我说,‘什么?.....那你应该立刻把论文发到《数学年刊》。’”这是数学领域的顶级期刊之一。现在,皮奇里洛已是布兰迪斯大学的博士后,她回忆起当时的场景:“他开始叫嚷道,‘为什么你一点也不兴奋?’他有点兴奋过头。”但戈登说:“我想说她并没有意识到这是一个多么古老、经典的难题。”今年 2 月,《数学年刊》发表了皮奇里洛的证明。在完成博士学位仅仅一年后,皮奇里洛靠这篇论文和其他研究工作,获得了麻省理工学院的教职。四维空间中的扭结理论说到扭结,大多数人会想到在一根有两端的绳子上打的结,而数学家考虑的则是绳子的两头连在一起的情况,这时扭结就无法解开了。在过去的一个世纪里,这些扭结已经帮助科学家解释了从量子物理学到 DNA 结构,以及三维空间的拓扑结构等一系列问题。如果将时间算在内,我们的世界是四维的。因此,我们很自然地会想到一个问题:四维空间里是否存在相应的扭结理论?这不仅仅是将三维空间里的扭结放在四维空间里这么简单,还需要解决的一个问题是,在四维空间中,如果绳结在第四个维度上相遇,这时扭结就会解开。最早在 20 世纪 20 年代,数学家就建立了这一理论:为了在四维空间制造一个扭结,你需要一个二维的球面,而不是一个一维的环。正如三维空间能为构建打结的环提供足够的空间,但不足以让扭结解开,四维空间中,打结的球面也是如此。四维空间中打结的球面是什么样的?要想象这样的画面似乎很难,为了帮助我们理解,让我们首先考虑三维空间中的普通球面。穿过这个球面,你将看到一个没有打结的环。但当你在四维空间穿过一个打结的球面时,你看到的可能是一个打结的环。(根据切割的位点,你还可能看到一个未打结的环,或几个连接在一起的环)穿过打结的球面制造出来的扭结,就被认为是“切片”(slice)。另一些扭结不属于切片,例如三叶结。切片扭结成为连接三维空间和四维空间中扭结理论的桥梁。但是,一个特征让四维空间中的扭结具有丰富性和独特性。在四维拓扑学中,存在两种不同的切片扭结。在 20 世纪 80 年代早期,随着一系列革命性理论的发展,数学家发现四维空间不仅含有最初发现的光滑球面,也包括含有各种皱褶的非光滑球面。而扭结是否是切片还取决于,是否选择包含这些皱褶的球面。莱斯大学的谢利·哈维(Shelly Harvey)说:“有一些特别奇怪的物体,就像是由魔法产生的。”这些奇怪的球面并不是四维拓扑学的 bug,而是一种重要特征。这些扭结是“拓扑的切片”而不是“光滑的切片”,这也意味着它们是一些褶皱球面的切片。这也让数学家建立了普通四维空间的特殊版本。从拓扑学的角度来看,它们看上去和普通的空间相同,但不可避免地存在皱褶。这些奇异空间的存在,能将第 4 个维度与其他的维度分开。数十年的难题20 世纪 50 年代,约翰·康威在青少年时,就对扭结产生了兴趣。他采用一种简单的方法,列出了全部含有 11 个交叉的扭结(在此之前,数学家还只能完整地列出含有 10 个交叉的扭结)。在这些扭结中,有一个十分突出。波士顿大学的乔舒亚·格林(Joshua Greene)说:“我认为康威当时就意识到了这一扭结的特殊之处。”而这一扭结引发的难题——康威扭结是否为更高维扭结的切片,困扰了数学家长达数十年的时间。“切片”是扭结理论学家针对高维空间中的扭结,首先自然想到的多个问题之一。格林表示,切片问题并不是这些奇怪的四维空间的“最低维度的探测器”。近些年来,数学家发现了多种属于拓扑切片,而不是光滑切片的扭结。数学家已经证实了几乎所有含有不超过 12 个交叉的扭结的切片状态,但唯一的例外,就是康威扭结。当康威扭结作为一种拓扑切片扭结而为人熟知时,20 世纪 80 年代的数学家意识到,这一结构中蕴含着一些革命性的发现。他们无法计算出这种切片扭结是不是光滑的,但他们的推测答案是否定的,因为这一扭结缺乏传统的光滑扭结均具有的“ribbonness”结构。但问题并没有这么简单,它的另一个特征却令数学家无法证实它不是光滑的切片扭结。康威扭结还有一系列的变体。如果你在纸上画一个康威扭结,剪下其中特定的一部分再将其翻转,然后将断开的结点相连,你将会得到另一种很有名的扭结——Kinoshita-Terasaka 扭结。康威扭结和Kinoshita-Terasaka扭结互为变体结构。这也意味着,你能够通过翻转红色矩形框中的部分扭结,实现两者的转化。但问题是,这种新的扭结恰好为一种光滑的切片。尽管康威扭结如此接近一个光滑的切片扭结,但它几乎躲开了所有数学家用来检测费光滑扭结的工具(扭结不变量)。皮奇里洛表示,康威扭结就像是同时位于这些多个扭结不变量的盲区。杨百翰大学的数学家马克·休斯(Mark Hughes)创造了一个类似神经系统的网络结构,利用扭结不变量和其他信息,预测扭结的切片等特征。对于大多数扭结,这一结构均能做出清晰的预测,但它对康威结构的判断是:属于光滑的切片结构的概率是50%。印第安纳大学荣誉教授查尔斯·利文斯顿(Charles Livingston)说:“很长时间以来,它都是我们无法解决的扭结。”“有点古老”的解决方法皮奇里洛喜欢扭结理论赋予的视觉直觉,但她并不认为自己是个扭结理论学家。她说:“我对三维和四维的形状具有很大的兴趣。由于这些形状的研究与扭结理论紧密相连,所以我也做了一些相关研究。”皮奇里洛遇到康威扭结的切片问题时,她正在考虑除变体之外,如何通过另一种形式将两个扭结联系起来。每个扭结都有一个相关联的四维形状,称作扭结的迹(trace),它是将扭结放置在四维球面的边界上,顺着扭结的位置得到的结构。不同的扭结能拥有相同的四维迹,当数学家了解这些扭结的迹时,他们可以推测它们具有相同的切片状态——要么都是切片,要么都不是。但皮奇里洛和莱斯大学的博士后艾利森·米勒(Allison Miller)已经发现,对于所有用于研究切片的扭结不变量,这些相似的迹并不需要看起来一样。受此启发,皮奇里洛想出了一个策略,来证实康威扭结并不是切片。如果她能构建一个与康威扭结构的迹相似的迹,相比于康威扭结,这一迹或能与一个切片不变量更相符。皮奇里洛想设计了一种和康威扭结具有相同“迹”的扭结,并利用这个新扭结证实了康威扭结不平滑。构建相近的迹是一项棘手的工作,但皮奇里洛是这方面的专家。“这就像我正在从事的工作,”她说,“所以我回家立即开始进行这项研究。”皮奇里洛成功构建出一个复杂的扭结,它具有类似康威扭结的迹。而这一扭结已经被 Rasmussen 不变量证实,是一个非切片扭结。因此,皮奇里洛证实康威扭结也不是切片扭结。“这是一个非常优美的证明。之前数学家很少认为皮奇里洛构建的扭结,能通过 Rasmussen 不变量证实,”戈登说,“因此,这一结果确实有点让人惊讶。”格林说,扭结迹作为一种经典的工具,已使用了数十年的时间,但皮奇里洛无疑比其他人更了解这种工具。她的研究工作显示,拓扑学家对扭结迹还有待进一步研究。他说:“她选择了已被科学家弃置了一段时间的工具,但现在其他人已经在跟随这种研究方式了。”原文链接:https://www.quantamagazine.org/graate-student-solves-decades-old-conway-knot-problem-20200519/本文转载自公众号“环球科学”(ID:huanqiukexue)