長久以來，質子內都被認為有3個夸克，具體來說是2個上夸克和1個下夸克。

但根據Nature最新一篇論文，以后恐怕要改了：

5個。

再加上一對粲夸克?（Charm Quark）和反粲夸克。

按照現有理論，已知的夸克共有6種，上、下、頂、底、奇和粲，每一種又有對應的反夸克。

但除了上夸克和下夸克外，后面四種因質量太大所以不穩定，一般認為很快就會衰變。

但是這一次，歐洲核子研究組織（CERN）的科學家卻表示：

發現了質子內部長期存在一對粲夸克-反粲夸克的有力證據。

而且這個證據，還是用機器學習方法找到的。

40年難題終于找到靠譜證據

先簡單介紹一下粲夸克，它是第4種被發現的夸克，排在上、下和奇之后，符號為c。

它的質量1.27 GeV/c2在6種夸克里排第三，帶2/3單位的正電荷，自旋與其他夸克一樣都是1/2。

從80年代開始，就有人猜測質子內部可能存在一對正反粲夸克對，但40年來一直找不到靠譜的證據。

直到這一次，NNPDF合作組織?（The NNPDF Collaboration）使用了與以前都不同的方法。

他們沒有事先對質子結構做特定假設，而是使用了機器學習——

把由所有6種夸克排列組合出來的假想質子結構全都考慮進去，再與這數十年來各大對撞機超過50萬次真實粒子對撞實驗數據做比較。

終于發現“質子約0.5%的動量來自正反粲夸克對”的證據，精度達到3個標準差。

也就是說如果質子中不包含一對正反粲夸克，那么只有0.3%的可能性得到這個結果。

從此以后，再畫物質結構示意圖，大概就要改成這樣了。

說起粲夸克研究，在粒子物理學史上還挺一波三折的。

1974年，丁肇中領導的布魯克海文實驗與斯坦福線性加速中心兩組人馬，各自獨立發現了包含一對粲夸克和反粲夸克的J/ψ介子。

這次發現對粒子物理產生重大影響，史稱物理學中的“十一月革命”。

兩年后，丁肇中與斯坦福的Burton Richter共享了諾貝爾物理學獎。

從這之后，對粲夸克的研究開始多了起來。

到了1980年，歐洲核子研究中心CERN的一項試驗暗示質子內部也可能存在一對粲夸克和反粲夸克，稱為內在粲夸克?（Intrinstic Charm）。

但這項試驗結果吧，不夠精確，不足以說明問題。

后來許多不同團隊跟進研究，提出不同的質子模型再用實驗數據驗證，又產生了相互矛盾的結果。

40年來，學術界對研究粲夸克的興趣是忽高忽低，誰也沒能拿出有力證據。

直到這一次，在機器學習新方法幫助下終于取得突破，找到內在粲夸克存在的證據。

有不少物理學家認為，這個結果對之后再做粒子對撞實驗都會產生不小的影響……

影響后續的對撞實驗

在進行對撞實驗時，經常會與質子打交道，而這個對于質子內部結構的研究，很有可能會影響到后續的相關實驗。

或許以后在做對撞實驗都要修正質子模型時，都要把粲夸克對考慮進去了。

劍橋大學的Harry Cliffe說道：

大型強子對撞機很依賴質子子結構的精確性，因此后續的相關實驗可能就得考慮粲夸克對的影響。

就比如說南極洲的IceCube中微子觀測站，他們要尋找當宇宙射線擊中地球大氣層中的粒子時產生的稀有中微子，這其中或許就需要考慮到質子的粲夸克對結構。

但對于這項研究的成果，很多同行表示“符合預期”，畢竟之前已經有過相關的預測。

3個標準差的精度，在粒子物理學上一般可以算是初步證據。

要想正式被認可為一項“發現”，門檻至少是5個標準差。

在后續計劃中，研究團隊也表示將進行更多的實驗把精度提高到5個標準差。

到那時質子內就只有350萬分之一的可能性不存在粲夸克了。

這篇Nature論文，作者署名一欄只寫了一項，The NNPDF Collaboration。

這是歐洲核子研究中心CERN旗下的一個非盈利組織，由多個國家的大學和研究機構資助。

具體到這次研究，有英國愛丁堡大學的希格斯理論物理中心、意大利米蘭大學Tif實驗室、荷蘭阿姆斯特丹自由大學物理與天文系、以及荷蘭國家亞原子物理研究所(NIKHEF)等組織參與。

論文發表后，對于教科書被改寫這事，已經有物理老師們討論起來了。

以后還給學生們教兩個上夸克一個下夸克的經典模型么？

教吧，畢竟考試里還得這么寫。不過最新結論可以當成拓展和討論。

而物理系的學生則奔走相告“壞了，以后得重新學了”。

對于AI與物理學家協作搞出突破性成果這個模式，也有不少人產生興趣。

實際上，數據驅動的AI for Science，正是被譽為科學研究的下一個范式。

具體到粒子物理領域，則更是如此。

大型粒子對撞機反復實驗產生海量數據，而AI最擅長的正是從海量數據中發現新的規律。

負責這篇論文評審的高能物理學家、斯隆獎得主Christine Aidala也評價道：

機器學習的應用對這項研究非常關鍵，它可以生成物理學家自己不一定能想到的假設，減少數據分析中的偏差。

誠然蘋果如此龐大，卻也無法解決5G基帶這么大的技術難題，可是全球產業鏈如此成熟，為何蘋果還要自研基帶呢？

有人猜測，是因為高通對蘋果卡脖子，導致蘋果不得不開始自研基帶。其實這純屬無稽之談，從蘋果這么多年的發展中我們就能看見，從來都只有蘋果拋棄供應商，而沒有供應商來卡蘋果的脖子。

這是因為蘋果是一家非常霸道，非常注重法律保護的企業，幾乎沒廠家能卡蘋果的脖子，而且沒有供應商愿意放棄蘋果供應鏈的巨大商機。

同時，蘋果是一家極其重技術研發的公司，從其發展中就能看出：2008年2.78億美元收購了微處理器設計公司P.A. Semi，然后推出了自己的處理器(之前采用三星的處理器)。

2010年4月1.21億美元收購移動芯片制造商Intrinsity公司。2010年4月2億美元收購Siri，推出語音服務。

2012年7月3.56億美元收購AuthenTec，推出指紋服務。2012年在收購Placebase、Poly9、C3、Locationary、BroadMap、HopStop、Embark等之后推出自己的地圖服務。

蘋果一直采用Imagination的PowerVR系列GPU，然后將這家公司的人才挖空后推出自己的GPU。

如今是一個全球化的時代，各個行業的企業都自發地進行了分工合作，并且不斷強調只有合作才能共贏。

蘋果也不能獨善其身，如果所有配件都由自己來生產，那是不現實的，蘋果也沒有這么多的精力去把控iPhone的所有配件。

但是在核心的技術力上，蘋果依然追求自研，因為只有自研才能形成差異化，旗下A系列手機芯片以及M系列芯片就是最好的例子。

這就是蘋果都過自身的技術優勢所建立的技術壁壘，是當下整個安卓陣營無法攻破的技術難點。

這樣一道護城河讓蘋果嘗到了甜頭，只要說起iPhone消費者心中就會浮現性能強大，無比流暢的印象，這就是技術優勢所帶來的市場效應。

而在基帶方面，蘋果的信號之差幾乎是伴隨了iPhone的整個生涯，從iPhone 4的死亡之握到iPhone 11的信號稀爛，基帶所帶來的信號問題已經嚴重影響了iPhone在市場上的口碑，這也是蘋果想要自研基帶的契機。

蘋果不是沒有想過去解決基帶問題，選擇和英特爾合作就是蘋果的一次嘗試。

但是結果大家也都看到了，采用英特爾基帶的那幾款iPhone在信號表現上不能說毫無改進，只能說一瀉千里。后來英特爾也放棄了旗下的基帶部門，蘋果全數收購并且打算開始自研基帶。

目前的手機中，芯片分為三塊，射頻收發，基帶調制解調器以及應用處理器。手機想要通信，就需要基帶和射頻的協同作用。

而基帶信號是最基本的信號，通常都是指經數字調制的，頻譜中心點在0Hz的信號。射頻最經典的應用是Radio—無線廣播，射頻是對基帶信號的上下變頻。

基帶+射頻，基本就組成了modem，即調制解調器。調制，將信號通過射頻收發機發送出去，解調則相反。因此可以簡單地認為，射頻是信號交換的中介。射頻芯片相對基帶來說更加復雜，甚至和天線的擺放都有關聯。

而無論是基帶還是射頻，蘋果都沒有技術支撐，通信基帶都掌握在通信巨頭手里，哪怕蘋果耗費巨資弄出基帶，依然繞不過高通的通信專利，所以綜合考慮后也只能選擇外掛基帶。

但是外掛基帶的缺點十分明顯，功耗的增加會導致手機續航出現問題。但是有點同樣明顯，高通這類集成基帶的芯片由于留給處理芯片的空間不如蘋果，同時需要考慮到芯片的整體功耗，所以就導致性能方面不如A系列芯片。

而這次傳出的蘋果5G基帶研發失敗很大一部分原因就是因為在專利方面無法繞過高通，依然需要得到高通的授權。

一旦蘋果成功研發自己的基帶芯片，那么困擾蘋果多年的iPhone信號問題或許將有望得到解決，到時候收益的就是整個用戶群體。

但就目前來看，蘋果基帶最近兩年可能還將面臨難產，也許能在5-10年內看到搭載蘋果自研基帶的iPhone機型。

趁著今天是天問一號發射2周年紀念日，官方也公布出了天問一號傳回的一張“火衛一”高清影像。

照片中可以看到，這顆衛星外形呈土豆狀，是一個形狀不規則的小天體，它是太陽系中最小的衛星之一。

圖中左上部可見表面分布的條紋，可能是撞擊過程影響所形成的，右上部有一處明顯的撞擊坑，直徑約2千米，被命名為厄皮克（?pik）。

據悉，火衛一（Phobos，福布斯）是火星兩顆天然衛星之一，大小約27千米×22千米×18千米，運行在距離火星表面約6000千米高度的近圓軌道，每日圍繞火星約3圈。

而環繞器運行在近火點高度約220千米、遠火點高度約1.08萬千米、周期約7小時的極軌橢圓軌道。

由于火衛一與環繞器的軌道關系，以及成像時的光照要求，運行團隊精確計算、精準操控，在兩者相距約5100千米時獲取了分辨率約50米的清晰影像。? ? ?

根據官方公布的消息，兩個月前，天問一號的搭檔“祝融號”已經進入“冬眠”模式，以應對沙塵天氣導致的太陽翼發電能力降低及冬季極低的環境溫度，7月21日剛剛度過火星上的冬至，目前火星已經迎來了一年最冷的時節。