航天员用7个月时间在空间站观察碎屑？
来源：中国载人航天
前不久，空间站传来喜讯，我国首次成功实现在轨对导电环磨屑产生过程和团簇现象的观测。空间站再传喜讯！我国首次在轨对导电环磨屑产生过程和团簇现象实现观测 大家看到后纷纷表示“什么样的碎屑，需要航天员观察这么久？”“老师请快上课！”，这不，解答来了！通过以下快问快答，一起来了解吧！
问
为什么要开展这项试验？
答
为了防止航天器平台上的太阳帆板驱动机构（SADA）和控制力矩陀螺（CMG）在轨发生由于导电环短路和断路造成的故障，造成的航天器能源和控制系统失效的问题。进一步摸清导电环长期运转产生的磨屑在真空、失重和电磁场共同作用下的运动规律和机理，故而借助空间站的平台开展相关试验工作。
问
导电环磨屑试验装置在航天基础试验机柜中的具体位置？
答
问
以盘式导电环为例，每个部分分别有什么用途？
答
问
磨屑产生的基本原理？
答
利用转台驱动导电环子样进行转动，导电环环体和刷块（刷丝）之间摩擦产生磨屑，导电环可流过给定电压和电流，磨屑在真空、失重和电磁场共同作用下发生团簇、生长或运动现象。
问
通过此项试验，期望取得什么样的成果？
答
期望结果包括：
①观测到磨屑的产生；
②观测到磨屑的团簇、生长或迁移运动；
③监测到导电环的短路或断路故障，与其他航天器在轨故障现象进行比对。
问
试验如何开展？
答
试验初期完全模拟SADA和CMG在轨运动状态，试验工况根据在轨现象实时规划和更新。
问
获得了哪些材料的磨屑，是否已经下行了？
答
在4个子样中均观测到了磨屑，材料包括金合金和银合金。目前子样和磨屑仍在试验过程中，暂未下行。
问
为什么要分别使用盘式导电环和柱式导电环开展试验？叠装式和灌封式指的是什么？
答
航天器SADA在轨问题多发于功率导电环，即盘式导电环；CMG在轨问题多发于圆柱导电环，因此本次试验既包含盘式导电环，也包含柱式导电环。叠装式和灌封式指的是导电环的生产工艺。
问
利用盘式导电环和柱式导电环开展的试验结果有哪些区别？
答
试验结果根据每个子样的特点进行判别，不作特别区别。
问
此次试验结果为后续提供了哪些启示？
答
通过在轨试验摸清了各类导电环磨屑的在轨分布状态，有利于后续导电环的改进设计，避免导电环发生短路和断路现象，提高空间机电产品寿命，继而保证航天器平台安全。
螳螂医生没准谱 瘊子还是得这样治
近日，一则用螳螂帮忙吃掉脖子上瘊子的视频火上了微博热搜。视频里，男子脖子后面长了个瘊子，自述螳螂“大夫”花了20分钟把瘊子吃得干干净净。不少人在感叹老祖宗的医疗智慧之余，也对这位螳螂医生的敬业啧啧称奇。也有尝试过的网友表示这个方法真的很好用。
螳螂为什么肯帮忙吃瘊子？这样做安全吗？要知道瘊子也是分种类的，要如何干净利落地铲除这些碍眼的小疙瘩，医生告诉你答案。
螳螂下嘴没谱 容易损伤皮肤
瘊子学名叫疣，是由人类乳头瘤病毒（HPV）感染所引起的良性皮肤生长物，表现为皮肤表面大小不一、表面粗糙的肉颗粒样的突起。HPV感染主要通过直接接触传染和自我接种，皮肤损伤为HPV感染的主要原因，也有可能通过污染物损伤皮肤而导致间接感染。人是HPV的唯一宿主，在人体免疫力低的时候发病率会升高。
螳螂为什么会吃瘊子呢？主要因为它是肉食性昆虫，尤其是有破损的皮肉，对螳螂是有诱惑力的。这都是以前医学不发达的时候留下来的偏方。螳螂毕竟是昆虫，有传播疾病的风险，另外用螳螂吃瘊子要控制火候，差不多就要拿走，没有经验的话螳螂可能会继续吃下去，损伤好的皮肤组织。
其实，动物治病在医学界不少见，水蛭治疗皮瓣淤血、蛆清除伤口的腐肉等等。这类动物治疗效果还是不错的，之所以没有广泛推广，原因可能是动物的饲养、管理还是相对麻烦，且从大众的角度，多少还是存在着恐惧或不安的心理。实际上，现代临床外科可以轻松花几分钟解决的问题，也真的不必麻烦动物医生了。
瘊子也分类 治法各不同
话说回来，到底啥是瘊子，瘊子要不要治，咋治呢？瘊子的种类很多，目前临床常见的有寻常疣、扁平疣、尖锐湿疣等。
寻常疣多由HPV—1、2、4、7型引起，好发于手指、手背、足缘等处，初发皮疹表现为针帽大小灰白色扁平丘疹，表面干燥粗糙。逐渐增大至黄豆、蚕豆大小，明显的隆起。外观可呈菜花状、乳头瘤状，灰白色或浅褐色，触之坚硬。皮疹数目不定，可单发或多发，也可相互融合成斑块状。
有些寻常疣底部比较细，如丝线一般连接着疣体和皮肤，似小钉倒立在皮面上。其好发于眼周、腋下和颈部，又名丝状疣。尤其是天气热的时候，很多患者颈部会出现丝状疣，如果佩戴项链等物体的话，摩擦刺激会增多得比较明显。多个丝状疣疣体聚集在一起，外观呈指状突起，称为指状疣。
发生于足底的寻常疣又名跖疣，以足部应力点多见，局部受压、摩擦、外伤及多汗是跖疣的好发因素。
寻常疣病程缓慢，多数患者可在2-3年自然消退，对于难以消退或者自觉影响美观的疣的可采用药物、冷冻、激光、电离子、手术等方式去除。
扁平疣好发于青少年，多由HPV—3、5、8、9、10、11型引起，多数情况下突然起病，皮损多发于面部、手背、手臂，表现为大小不等的扁平丘疹，轻度隆起，表面光滑，呈圆形、椭圆形或多角形，境界清楚，可密集分布或由于局部搔抓而呈线状排列，一般无自觉症状，部分患者自觉轻微瘙痒。
扁平疣的病程也比较缓慢，可持续数年，多数患者皮损可在2-3年自行消退，治疗可局部使用角质剥脱或细胞毒性的药物等。疣体孤立、数目较少且病程较长的可尝试采用冷冻、激光、电离子等方式去除。
尖锐湿疣是由HPV-6、11等感染引起的以疣状病变为主的性传播疾病。皮损主要表现为皮肤黏膜赘生物，大小和形状多变，常发生在肛门和外生殖器等部位，尽管可通过多种方法进行治疗，但容易复发。
瘊子别挠 真的会越挠越多
疣是由HPV感染引起的，在一定程度上也是可以预防的。平时，我们要注意养成良好的生活习惯，提高自身免疫力，尽量保持皮肤清爽干燥，私人用品定时清洁、更换，不要共用毛巾、拖鞋等物品。
如果自己把疣挑掉要做好消毒，倘若挑破的疣接触到周围有破损的皮肤，反而会越长越多。同理，长疣的地方不要去挠，尤其是长指甲容易把疣挠破，那就真的会越挠越多的。
如果触摸起来“拉手”，不美观，并且增多得比较快，就建议尽快治疗了。在这里提醒大家，不要用来路不明的药水和不靠谱的民间偏方来治疗，还是建议大家尽量去正规医院治疗，避免造成病情加重、感染，以及遗留较严重的瘢痕等情况。
文/王川 李薇薇（北京清华长庚医院）
来源： 北京青年报
复杂系统的子采样问题：如何从部分推断整体涌现特性？
导语复杂系统往往包含大量相互作用的单元，如何通过观测部分单元的数据来了解整体的涌现特性？如何结合不同时间和空间尺度的数据以全面理解复杂系统？近日发表于 Nature Reviews Physics 的一项题为“处理子采样问题从有限数据中推断集体属性”的新研究指出，统计物理中的标度理论可以用来解决这一子采样问题。
关键词：复杂系统，标度理论，统计物理，涌现
原文题目：
Tackling the subsampling problem to infer collective properties from limited data
原文链接：
https://www.nature.com/articles/s42254-022-00532-5
复杂系统是迷人的，因为它们丰富的宏观特性是由许多简单的部分相互作用而产生的。了解自然界中这些涌现现象，需要通过实验来评估自然复杂系统。然而，尽管人们发展了大规模的数据采集技术，但是实验观察往往只限于系统的一小部分。这种空间子采样在神经科学中尤为严重，在那里只有几百万甚至几十亿的神经元的极小部分可以被单独记录。
当从子采样的部分推断整个系统的集体属性时，空间子采样可能导致重大的系统偏差。为了克服这种偏差，人们开发了强大的数学工具。在这篇文章中，作者概述了一些由子采样产生的问题，并回顾了最近开发的解决子采样问题的方法。这些方法使人们能够通过观察系统的一小部分来正确评估，例如图的结构、动物的集体动力学、神经网络活动或疾病的传播。最后概述了子采样问题的主要开放性挑战。在解决这些挑战的同时，大规模记录技术的发展将使人们对复杂的生命系统的工作有进一步的基本了解。
1. 复杂系统的子采样问题复杂系统，特别是生命系统，是由众多具有不同相互作用的单元组成的：粒子在碰撞，细胞在生长、运动和分裂，神经元在远距离发送信号。这些相互作用产生了一系列涌现现象[1]，包括模式形成[2-6]、同步[7、8]、集群[9、10]、渗流[11-13]和自组织临界[14-20]。了解这些涌现现象及其起源对于理解、预测和影响复杂系统是必要的[21]。
图1：子采样的分类。
a-c：空间嵌入网络典型结构示意图；d-f：从空间扩展系统中采样的三种方法。随机采样(d)的优点是绘制一组具有代表性的节点。加窗采样(e)提供了良好的局部分辨率，但样本可能不能代表整个系统；滚雪球采样(f)跟踪选定节点的链接，从而揭示该节点的连通性。
然而，在很多人们感兴趣的复杂系统中，研究人员无法通过简单地以全分辨率观察所有的单元来实现这一目标，因为单元数量太多了。因此，在实验中，人们必须依靠粗略采样或空间子采样。在这两种情况下，采样方式的选择都会对观测数据产生强烈的影响，甚至产生偏差，因此，对理解集体特性提出了挑战[22-27]。
当进行粗略采样，也就是以粗略的分辨率对整个系统进行采样时，人们基本上可以直接评估系统的大尺度涌现特性。然而，这种粗略的、间接的测量只提供了宏观的“观测值”，可能无法充分了解单元之间的微观互动[28,29]，而这种互动对于解释涌现的复杂现象是至关重要的。
研究人员因此面临一个挑战，即利用时间和空间上的精确测量来填补这些缺失的微观参数，然而，这些测量只能作为子样本观测。因此，有必要了解有限采样带来的挑战，然后弥合采样和完整系统之间的差距，以实现对涌现现象的完整理解。
2. 标度理论克服子采样难题在统计物理学的基础上，克服子采样问题的一个直观方法是采用有限尺度标度理论（finite-size scaling）的方法。有限尺度标度理论被开发出来用于研究复杂系统的尺度不变性。这种标度理论的一个常见方法是制定一个多变量函数，描述系统属性对不同参数的依赖性；确定这些参数的关联尺度；并对这些参数进行重新标度，使其产生一个普适的函数，不再依赖于基础系统的微观细节。对于具有尺度不变性的系统来说，这种转换预计将由所谓的临界指数来描述。这种标度理论可以自然地被扩展以克服子采样问题。
图2：标度理论在加窗采样时可以揭示集体动力学的宏观性质。
a. 局部连接的二维网络中的加窗采样示意图。b. 从尺寸W的人工子采样窗口中的空间关联长度r*的标度，可以评估系统的种群动态是否接近临界值。c. 最近针对神经元活动提出了一种互补的启发式粗粒化方案，其潜在联系未知。d. 不同聚类大小 K 的归一化特征值的标度揭示了临界行为的特征。
作者概述了从子采样研究复杂系统集体性质的新技术。这些新方法的发展在很大程度上是由实验技术的快速发展推动的，这些实验技术允许更好地（但远非完全）逼近自然复杂系统。这种发展是否意味着人们可以简单地等到采样技术足够好的时候再使用给定的分析方法？当然不是！尽管实验技术不断进步，但由于技术原因，可能总会有系统无法完全采样。对于大型神经系统，如哺乳动物的大脑，目前尚不清楚如何在不损害脑组织的情况下记录大脑深处区域所有神经元的活动。因此，补充现有分析方法以尽可能多地从子采样数据中学习仍然是当前的研究热点。
3. 多尺度采样帮助全面理解复杂系统对复杂系统的理解可以从不同尺度的联合观测中获益匪浅。对多尺度测量的综合评估确实是一个艰巨的挑战，但它有望以一种协同的方式克服每个尺度采样的限制，从而有力地改善对整个系统的多尺度活动的推断。一个有希望的研究途径是改进数学工具集，将这些不完美但互补的记录技术的数据结合起来。在理论层面上，为加窗和随机子采样开发一个统一的理论可能需要一个新的标度理论，但如果成功，可以大大推进对系统行为的准确评估。因此，考虑不同采样技术的组合可能会有助于评估系统行为，因为有趣的涌现行为通常是在多个尺度上演变的。
一个重要但尚未解决的问题是，如何结合不同时间尺度的样本。特别是对于不断变化的生命系统，这样做绝不是一个微不足道的问题。以大脑为例，通过监测同一神经元的重复任务，表明神经表征可能随时间的推移而发生变化。然而，在许多系统中，实验的限制可能不允许同时访问多个空间尺度，而只是连续地访问。这种限制可能会阻碍对微观尺度的相互作用如何影响宏观尺度的涌现行为的理解，反之亦然。整合在不同空间尺度上获取的信息，即使不是平行记录，也是一个进一步的开放性挑战。然而，作者期望在非平衡物理学领域做出重要贡献，在控制良好但非稳态的系统中描述子样本的跨时间和空间尺度的影响。
总的来说，最近采样技术的发展与系统分析方法一起，预示着空间子采样理论将变得更加广泛，而且随着数据可用性的增加，也会变得更加强大。这就需要未来的研究来解决问题，特别是如何设计创新的采样策略（即如何选择被采样的部分），如何处理一般的非代表性样本，如何结合不同类型的空间子样本（例如通过多尺度采样），以及如何设计因果干预措施。
潘佳栋 | 作者
梁金 | 审校
邓一雪 | 编辑
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