Nature一周论文导读 | 2026年4月16日

Language models transmit behavioural traits through hidden signals in data

语言模型通过数据中的隐藏信号传递行为特征

大语言模型（LLMs）被广泛用于生成数据，以训练性能更优的模型，但目前尚未明确在此类模型蒸馏过程中究竟传输了哪些特性。

研究组表明，蒸馏过程会引发潜意识学习——即通过语义无关的数据传递行为特征。在该核心实验中，具备某一特征T（例如过度生成偏好猫头鹰的回答，或表现出广泛错位行为）的“教师”模型，生成了仅由数字序列构成的数据集。值得注意的是，在严格剔除所有与特征T相关信息的前提下，基于这些数据训练的“学生”模型依然习得特征T。

从更现实的角度看，当教师模型生成数学推理轨迹或代码时，研究组同样观察到该现象。该效应仅在教师模型与学生模型采用相同（或行为匹配）基座模型时才会出现。为解释这一现象，研究组证明了一个理论结果，即神经网络在宽泛条件下会产生潜意识学习，并在简单的多层感知机（MLP）分类器中验证了该结论。

随着人工智能系统越来越多地基于彼此的输出进行训练，它们可能会继承数据本身无法观测到的属性。因此，安全评估不仅需要检验模型行为，还必须审查模型和训练数据的来源及其生成过程。[论文详细信息]

Protected quantum gates using qubit doublons in dynamical optical lattices

在动态光晶格中利用量子比特双占据态实现受保护的量子门

量子计算是现代科学面临的一项核心挑战。光晶格中的中性原子已成为主流量子计算平台，其中碰撞门为量子逻辑操作提供了稳定机制。然而，以往实验均将超冷原子碰撞视为一种动态微调过程，这掩盖了对实现本征鲁棒操作至关重要的潜在量子几何特性与量子统计规律。

通过在动态光晶格中瞬时布居费米子原子的量子比特双占据态，研究组提出并通过实验验证了一种纯几何双量子比特SWAP门。这些双占据态的存在，结合费米子交换反对称性，能够实现双粒子量子和乐，即一种不含动力学相位的几何演化过程。

由此得到的量子门机制具备本征抗干扰能力，可抵御约束电势与非均匀性的涨落影响。哈密顿量的时间反演对称性与手征对称性进一步增强了该量子门的弹性。研究组通过实验验证了这种优异的保护特性，在由17000多个原子对组成的整个系统中，测得经损耗修正后的门操作幅度保真度高达99.91 (7)%。

结合近期开发的原子输运拓扑泵浦方法，该研究成果为构建大规模、高连通性的量子处理器奠定了基础。该工作为量子逻辑操作建立了全新范式，将包括量子统计在内的基本对称性转化为容错量子计算的强大资源。[论文详细信息]

Maximizing carrier extraction in hybrid back-contact silicon solar cells

混合背接触硅太阳能电池中的载流子提取最大化

混合背接触（BC）硅太阳能电池结合了隧穿氧化物钝化接触（TOPCon）衍生的n型接触、硅异质结（SHJ）衍生的p型接触以及交叉背接触（IBC）器件架构的优势。尽管已实现了27.8%的高效率，但人们尚未明确混合BC架构相较于传统BC电池（例如，消除前表面金属化遮挡）的基本优势。

研究组利用混合BC架构的设计灵活性，采用多功能前层同时实现光捕获和钝化。同时，还改善了背表面载流子选择接触的载流子收集能力和工艺兼容性。研究组还发现，最佳晶体硅（c-Si）吸收层厚度可增至160微米，实现工业兼容的c-Si太阳能电池的认证效率高达27.62%。[论文详细信息]

Imaging interface-controlled bulk oxygen spillover

界面控制的体相氧溢出成像

作为催化作用中的一个动态行为，溢流是指活性金属与其载体之间的物种扩散过程，在涉及氢气、氧气的反应中尤为典型。限域于催化剂表面的溢流已得到广泛研究；然而，目前尚不清楚体相催化剂是否通过非表面溢流参与反应。

研究组利用原位环境透射电子显微镜，对Ru/TiO₂催化剂中的氧溢流行为进行实时追踪。结果发现，TiO₂载体中的晶格氧并非通过传统认知的表面扩散，而是经由Ru/TiO₂界面直接从TiO₂基底迁移至负载的Ru颗粒。通过皮米级精度原子位移追踪证实，次表面TiO₂晶格发生可逆应变，从而为氧传输提供通道。

金属—载体界面的结构适应性对调控氧溢流至关重要：该过程在Ru/金红石型TiO₂中可被激活，而在Ru/锐钛矿型TiO₂中则被抑制。实时原子级分辨结果表明，此类体相氧溢流通常在具有界面外延特性的负载型金属催化剂中普遍存在；同时也证明，理性设计金属—载体界面对于激活催化剂体相氧并使其参与反应具有重要意义。[论文详细信息]

Alcohol group migration by proximity-enhanced H atom abstraction

通过邻近增强的氢原子提取实现醇羟基迁移

分子结构的微小改变即可引发其功能的显著变化。然而，即便是细微的结构优化，往往也需要对目标分子进行重新全合成，这会显著增加分子设计研究的时间与成本。近年来，针对分子精细修饰的编辑方法逐渐兴起，包括原子取代、立体中心翻转以及官能团重定位等。这类精密工具有望通过微调分子结构来简化分子功能优化流程。

研究组报道了一种编辑合成方法，可将常见的醇官能团迁移至邻近位点，且可预测立体化学与区域选择性。该反应通过激发态十钨酸根阴离子促进的可逆氢原子转移催化，经由1,2-酰氧基自由基迁移步骤进行。底物与试剂之间通过非共价相互作用产生邻近效应，使得在极性不匹配位点仍能高效生成自由基。

将该方法应用于合成后期修饰，可实现醇官能团的精准重定位；若与常规醇羟基引入方法联用，则可为构建颇具挑战性的氧合模式提供全新合成策略。[论文详细信息]

Sea level much higher than assumed in most coastal hazard assessments

海平面远高于大多数沿海灾害评估中的假设值

海平面上升及其他灾害对全球海岸带的影响，取决于沿岸海平面高度与陆地高程。正确整合这两类数据对于可靠的海平面上升与海岸灾害影响评估至关重要，但往往未被充分重视或妥善实施。

研究组表明，超过99%的已评估影响研究均未恰当处理海平面与陆地高程数据，从而错误判断了海平面相对于海岸高程的位置。基于文献评估，90%的灾害评估研究采用大地水准面模型推算沿岸海平面，而非采用实测海平面数据。

研究组在全球范围内的荟萃分析显示：实测沿岸海平面高于大多数灾害评估中的假定值（两种常用大地水准面的平均偏差[标准差]分别为0.27 m [0.76 m]和0.24 m [0.52 m]）。区域层面，尤其在南半球，实测平均海平面可高出全球大地水准面1 m以上，印太区域差异最为显著。

与基于大地水准面的沿岸海平面假定值相比，实测数据表明：假设相对海平面上升1 m，低于海平面以下的土地将增加31%—37%，受影响人口增加48%—68%（预估7700万~1.32亿人）。该研究结果强调，亟需重新评估现有沿岸影响评估结果并完善学界研究标准，这可能对政策制定者、气候融资及沿岸适应策略具有重要参考意义。[论文详细信息]

Science一周论文导读 | 2026年4月16日

Late Miocene Colorado River arrival in the Bidahochi basin supports spillover origin of Grand Canyon

科罗拉多河晚中新世抵达比达霍奇盆地，支持大峡谷的溢流起源假说

科罗拉多河并非一直流经大峡谷地区，这种关系何时以及如何开始尚不清楚。研究者采集了大峡谷上游和下游地层中数千颗锆石晶体的铀—铅年龄数据。

这些年龄模式揭示了科罗拉多河沉积物的“指纹”，表明该河在660万年前已汇入上游的一个湖泊，随后与大峡谷及其下游流域整合。这种直接的连接可能通过多种过程的共同作用发生，但锆石数据为争议已久的“湖泊溢流”假说提供了支持。[论文详细信息]

Agroseismology and the impact of farming practices on soil hydrodynamics

农业地震学与耕作实践对土壤水动力的影响

耕作实践对土壤健康的影响通常通过直接采样或卫星与航空遥感来测量，但这两种方法都难以很好地转化到田间尺度。研究者通过将分布式声学传感应用于一个实验农场，缩小了这一尺度差距。

他们利用光纤电缆以米级分辨率探测由土壤湿润和干燥引起的地震波速变化。这些分钟级的观测结果与一个水力学模型进行了对比，以理解不同耕作实践下的物理过程。饱和度估算表明，由于机械作用破坏了土壤孔隙的连接性，更深层的耕作会导致排水变慢、蒸发增加。[论文详细信息]

Super-nano domains enable strength-conductivity synergy in copper foils

纳米域实现铜箔强度与导电性的协同提升

虽然有许多方法可以提升金属的单项性能，但在铜材中同时实现超高抗拉强度、高延展性、高电导率和高热稳定性是一项挑战，因为这些性能往往相互排斥。

研究者发现，加入有机添加剂可以稳定形成一种具有周期性分布的超纳米域的层状微结构。这种10微米厚的铜箔可通过工业可扩展的电沉积工艺制备，因此在制造锂离子电池和集成电路用铜箔方面具有广阔的应用前景。[论文详细信息]

Gas-depleted planet formation occurred in the four-planet system around the red dwarf LHS 1903

红矮星LHS 1903的四行星系统中发生了贫气体行星形成过程

中等大小的系外行星半径呈现双峰分布，岩质超级地球和富气亚海王星之间被一个半径谷隔开。这种二分性的成因尚不清楚：可能是由恒星活动导致的不同程度大气逃逸所致，也可能反映了行星形成过程中不同的环境条件。

研究者发现并刻画了四颗围绕一颗红矮星运行的行星。这些行星的性质跨越了同一恒星系统内的半径谷。最外侧的行星是岩质的，但无法用大气逃逸来解释，因此它必然是在原行星盘的贫气体区域形成的。[论文详细信息]

B lymphocyte protein factories produced by hematopoietic stem cell gene editing

通过造血干细胞基因编辑产生的B淋巴细胞“蛋白工厂”

经工程改造的B细胞有潜力在体内递送治疗性抗体或其他蛋白。研究者对造血干细胞和祖细胞进行了基因修饰，使其携带编码特定抗体的基因。将这些细胞移植到小鼠体内后，造血干细胞和祖细胞发育为B细胞，这些B细胞能对疫苗产生应答，并产生治疗剂量的抗体。

这些B细胞经历了一定程度的体细胞高频突变——该过程会使它们产生的抗体多样化。此外，移植两群分别修饰以产生不同抗体的造血干细胞和祖细胞，为递送广谱中和抗体提供了另一种解决方案。通过修饰造血干细胞和祖细胞，使其分化为能同时产生荧光蛋白和抗体的B细胞，这表明该方法也可用于递送其他类型的蛋白治疗药物。[论文详细信息]

Stem cell control in the lung by an autocrine injury-activated Igf complex

肺中由自分泌损伤激活的Igf复合物调控干细胞

干细胞在组织损伤后会迅速激活以进行修复，但其调控信号与机制尚不明确。研究者发现蛋白Igf2是关键增殖信号。干细胞虽能产生Igf2，但同时表达的Igf结合蛋白会将其保持失活状态。

损伤使Igf2释放，激活其受体并抑制肿瘤抑制蛋白Rb——后者通常维持干细胞的静息状态。Rb缺失会导致生长失控。因此，除了经典的激素功能外，Igf还通过与Igf结合蛋白及Rb的局部相互作用，调控干细胞的激活与肿瘤的发生。[论文详细信息]

转载自科学网微信公众号

原文链接：https://mp.weixin.qq.com/s/q85-lu9TYS-1KkObMowBbg

                https://mp.weixin.qq.com/s/788iWPpydgVN91LGGAJD0A

一审：冯晨，二审：平静波，三审：杨保华