科学家摸索出大型数据集内的趋势
哪些表现的统计数据最能影响一位职业运动员的薪资？在世界各地影响人类健康的最重要的因素是什么？一种新的统计方法可通过在巨大的数据集内揭示未曾料到的关系来帮助回答这些问题。这样的数据集在从基因组学到物理学到经济学等许多领域中正变得日益常见。这些数据集有数百个变量，对人来说，在每一对变量中用人工的方法来寻找它们中的潜在关系的数目过于庞大。David Reshef、Yakir Reshef及其同事如今描述了一种可在如此庞大的数据集中发现潜在重要关系的强有力的统计方法。这种方法的基石是一种叫做“最大信息系数”或MIC的东西，这是在给不同类型的同样“嘈杂”的关系指派类似评分时的一种可在数据中发现范围极端广泛的关系类型的统计方法。研究人员因此在无须任何先前的对他们在寻找何种关系类型有所了解的情况下可用它来检测由多种因素驱动的复杂模式。MIC所依据的理念是，如果两个变量之间存在着一种关系，那么就应该有一种方法在那些变量的散点图上画一个网格，使得大多数的数据点集中在该网格的几个单元格中。
无知能促进民主
当一组人必须要达成一种共识决策的时候，最固执己见的组员可用强制手段左右这一事件，即使他们只是少数。对成群的鱼的新的研究显示，在组中有不知情的成员可以抵消这种效应。这一结果是出乎意料的，因为组内含有没有强烈偏好的个人应该看上去更容易受到少数极端分子的影响。Iain Couz首先根据动物的群游和其他组群动态研发了一种模型，该模型显示，一少部分的组员可以决定小组成员的前往两个目标中的哪一个的决定。然而，如果在这些模拟中的某些个别成员对任一目标都没有偏好的时候，对决策的掌控又会返回到多数成员的手中。文章的作者接着在成群游动的叫做金体美洲鳊鱼的鱼中测试了这些预测。他们训练这些鱼或是向着一个蓝色的培养皿或一个黄色的培养皿游去，然后观察当这些亚组的鱼与未受过训练的鱼混合时这些鱼的群体行为。这些试验结果证实了该模型的预测；而研究人员得出结论，不知情的个体可通过在一个组中强制实施对各种偏好的平等代表权而促成某种民主性的后果。
太阳能电池捕捉到失去的极小部分热能
科学家们已经制造出了一种可吞噬通常以热的方式丢失的部分额外高能光的太阳能电池。这些发现是朝着研发效能更高的太阳能电池的一个踏脚石。在许多“绿色”科技中，由半导体材料制备的太阳能电池可用来将光线转换为电能。效能是以太阳能电池可多大程度地将光子转换为电子来衡量的。传统的太阳能电池在一个每次处于或高于某一能阈的光线的光子被吸收的时候会产生负荷载体来捕捉电子。因此，任何内置于高能光子的超过这一能阈的能量大多被浪费了，这与多余的雨水会从一个已经装满的桶中漫溢出来一样。科学家们正在寻找各种方法来捕捉这一多余的能量。Octavi Escala Semonin及其同事在此显示，由半导体纳米晶体制备的太阳能电池在足够高的光子能量时可以将一部分的多余能量引导成为电流。这些结果表明，人们最终有可能制造出比目前的技术的能效高出30%的太阳能电池。
人类在化肥出现之前已经开始固氮
过去曾经有氮仅能被某些能够打破氮原子间强有力的三键的微生物所用的这样一个时期。新的研究显示，人类打断了这一自然氮循环的时间至多是在一个世纪之前，在1895年左右。Gordon Holtgrieve及其同事知道，自工业化前以来，人类的活动可能使得排入到生物圈的活性氮的量增加了一倍——大多是通过使用内燃机和富含氮的肥料使然。然而，在分析了整个北半球数个原始湖泊的沉积物核心中发现的同位素之后，这些研究人员发现，甚至在肥料生产变得普遍之前很久，人类的活动即造成了生物圈中氮的显著增加。当与如今化肥生产所引起的直接溢流相比时，这些氮水平的升高相对较小。但是，它们可能来自焚烧煤渣，且它们可能足以大到影响整个北半球流域的氮平衡（主要为生产力），时间如今已经超过一个世纪。
（本栏目文章由美国科学促进会独家提供）
《中国科学报》 (2012-01-04 A2 国际)
