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物理学与人工智能的连接:2024年诺贝尔物理学奖解析

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科学通报 2025年

作者：唐乾元香港浸会大学物理系

The 2024 Nobel Prize in Physics was awarded to John Hopfield and Geoffrey Hinton for their pioneering contributions to artificial neural networks and machine learning. Hopfield was originally trained as a condensed matter physicist, while Hinton has a background in cognitive psychology and artificial intelligence. Both of them recognized the deep connection between neural computation and statistical physics. Their pioneering work demonstrates how principles from statistical physics shaped the theoretical foundations of artificial neural networks and deep learning. This review mainly introduces their breakthrough achievements in neural networks and machine learning, with particular emphasis on the underlying physical *** Hopfield model is one of the most significant contributions of John Hopfield, introducing a groundbreaking theoretical framework for understanding associative memory in machines. This model operates through an iterative dynamic rule, updating neuron states to minimize an energy function, which takes inspiration from spin glass systems in physics. The energy landscape concept in the Hopfield model provides crucial insights into information storage and retrieval. By demonstrating robust distributed representations, the model has inspired extensive research on attractor dynamics in both artificial neural networks and biological systems, serving as a foundational pillar for modern neural architectures and brain-inspired computing. Beyond this model, Hopfield explored time encoding in neural systems,highlighting the role of synchronized oscillations and providing new perspectives on temporal dynamics in enhancing computational capacity. He also pioneered the critical brain hypothesis, linking neural network dynamics to self-organized *** Boltzmann machine, developed by Geoffrey Hinton and his collaborators, serves as a key architecture bridging statistical physics and machine learning. In this model, the energy function determines t

关键词：

2D片状CoAl2O4吸附剂对亚甲基蓝的吸附性能与机理

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齐齐哈尔大学学报(自然科学版) 2025年 60-65页

作者：王兵兵郑建华齐齐哈尔大学化学与化学工程学院齐齐哈尔大学轻工与纺织学院

采用一步水热法成功制备了二维片状CoAl2O4材料，用于吸附去除废水中的亚甲基蓝（MB）。由于独特的形貌特征，CoAl2O4材料对MB具有快速吸附的能力，吸附过程和吸附等温线分别符合准二级动力学方程和Langmuir方程，吸附过程为放热的化学... 详细信息

采用一步水热法成功制备了二维片状CoAl2O4材料，用于吸附去除废水中的亚甲基蓝（MB）。由于独特的形貌特征，CoAl2O4材料对MB具有快速吸附的能力，吸附过程和吸附等温线分别符合准二级动力学方程和Langmuir方程，吸附过程为放热的化学吸附。根据Langmuir模型，CoAl2O4的最大MB吸附量为125.82 mg/g。利用FTIR系统地探讨CoAl2O4材料对MB吸附机理，结果表明，吸附过程主要是通过电子供-受体和氢键作用。该研究为MB废水的深度治理提供一定的依据。

关键词： CoAl O 可再生吸附剂亚甲基蓝机理研究

具有一般Lévy跳和马尔可夫链的Crowley-Martin型捕食者-食饵系统动力学行为

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数学的实践与认识 2025年

作者：李晓红卢春邵为爽齐齐哈尔大学理学院青岛理工大学理学院

研究一种包含修正的Leslie-Gower模型和Crowley-Martin型的随机捕食者-食饵系统,系统引入一般Lévy跳和马尔可夫链.首先,证明该系统具有唯一的全局正解,然后建立了该系统均值稳定性和灭绝的充分条件.研究结果表明,一般的Lévy跳和马尔... 详细信息

研究一种包含修正的Leslie-Gower模型和Crowley-Martin型的随机捕食者-食饵系统,系统引入一般Lévy跳和马尔可夫链.首先,证明该系统具有唯一的全局正解,然后建立了该系统均值稳定性和灭绝的充分条件.研究结果表明,一般的Lévy跳和马尔可夫链都可以显著改变种群系统的性质.

关键词： Lévy跳马尔可夫链 Crowley-Martin型捕食者-食饵稳定性

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新时代高校图书馆图书编目工作创新的探索

科技风 2025年第1期 163-165页

作者：梁继宏齐齐哈尔大学图书馆黑龙江齐齐哈尔161006

随着我国各项事业高速发展,高等教育也迈进了新时代,高等学校图书馆对教师教学工作和师生的科研服务起到非常重要的作用,是培养合格专业人才和开展科学研究工作的重要基地之一。图书是人们认识世界的方式和途径,是教师和学生工作、学习... 详细信息

随着我国各项事业高速发展,高等教育也迈进了新时代,高等学校图书馆对教师教学工作和师生的科研服务起到非常重要的作用,是培养合格专业人才和开展科学研究工作的重要基地之一。图书是人们认识世界的方式和途径,是教师和学生工作、学习中特别关键的一个组成部分。图书编目工作是高校图书馆的重要职能之一,通过图书编目,一方面能快速查阅相关文献;另一方面能为图书馆藏书管理科学化提供有效的手段,提高图书馆管理效率。高校图书馆员编目工作创新在新时代背景下也越来越重要,本文对其进行了探索,包括:细化编目工作原则,科学建立编目工作流程;图书编目工作采用多元化模式,建立标准的图书编目规划;加强编目培训,提升编目工作人员的职业素养;等等。

关键词：新时代高校图书馆图书编目探索

体育运动训练中手持式RFID血糖传感器设计

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齐齐哈尔大学学报(自然科学版) 2025年 1-5页

作者：邱增成吴豪苗凤娟齐齐哈尔大学体育学院齐齐哈尔大学通信与电子工程学院

设计一种手持式RFID血糖传感器，应用于体育运动训练中对运动员的血糖进行实时监测。将RFID电子标签与STM32微处理器嵌入到血糖传感器中，需要采集运动员的血糖数值时，通过线圈激活RFID标签与传感器，经微处理器将传感器的数据写入RFI... 详细信息

设计一种手持式RFID血糖传感器，应用于体育运动训练中对运动员的血糖进行实时监测。将RFID电子标签与STM32微处理器嵌入到血糖传感器中，需要采集运动员的血糖数值时，通过线圈激活RFID标签与传感器，经微处理器将传感器的数据写入RFID标签。需要读出血糖数值时，可无线激活并读取传感器标签中保存的运动员血糖数值，并将具体数值显示在OLED液晶屏上和PC端远程数据平台，不需要使用时使整个电路处于修眠状态，极大程度提高了运动员血糖采集的效率，同时实现了无源、低成本、快速检测。

关键词： STM32 RFID模块血糖浓度监测无线通信 OLED液晶显示上位机

大麻二酚对脂多糖诱导的小鼠乳腺上皮细胞炎症反应和凋亡的抑制作用

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中国畜牧兽医 2025年 60-69页

作者：常欣欣黄鑫范港杨佳欣张伟伟杨清竹田哲齐齐哈尔大学生命科学与农林学院齐齐哈尔大学寒区麻及制品教育部工程研究中心黑龙江省农用生物制剂产业化协同创新中心

【目的】研究大麻二酚(CBD)对脂多糖(LPS)诱导的小鼠乳腺上皮细胞(HC11)炎症反应及细胞凋亡的影响。【方法】试验将HC11细胞分为对照组、LPS组和不同浓度CBD+LPS共处理组(CBD浓度分别为2、4、6μmol/L)。对照组细胞仅加入培养液,LPS组加... 详细信息

【目的】研究大麻二酚(CBD)对脂多糖(LPS)诱导的小鼠乳腺上皮细胞(HC11)炎症反应及细胞凋亡的影响。【方法】试验将HC11细胞分为对照组、LPS组和不同浓度CBD+LPS共处理组(CBD浓度分别为2、4、6μmol/L)。对照组细胞仅加入培养液,LPS组加入LPS处理,CBD+LPS共处理组用不同浓度CBD预处理1 h后加入LPS,24 h后收集各组细胞样品。利用ELISA法检测细胞中炎症因子含量;使用实时荧光定量PCR、Western blotting分别检测细胞炎症因子及核因子κB(NF-κB)、丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)信号通路相关基因mRNA和蛋白的表达水平;通过AnnexinV-FITC/碘化丙啶(PI)和JC-1染色法分别检测细胞凋亡率和线粒体膜电位水平。【结果】与对照组相比,LPS组细胞中肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白细胞介素-1β(IL-1β)、IL-6含量及mRNA表达水平均极显著或显著升高(P<0.01;P<0.05),NF-κB p65、核因子-κB抑制蛋白α(IκBα)、细胞外信号调节激酶(ERK)、丝裂原活化蛋白激酶(p38)、应激活化蛋白激酶(JNK)的mRNA表达量和蛋白磷酸化水平极显著或显著升高(P<0.01;P<0.05)。与LPS组相比,不同浓度CBD与LPS共处理后细胞中TNF-α、IL-1β、IL-6含量及mRNA表达量均极显著或显著降低(P<0.01;P<0.05),NF-κB p65、IκBα、ERK、p38、JNK的mRNA表达量和蛋白磷酸化水平均极显著或显著降低(P<0.01;P<0.05)。细胞凋亡率和线粒体膜电位检测结果显示,与对照组相比,LPS组HC11细胞凋亡率显著升高(P<0.05),线粒体膜电位显著降低(P<0.05)。与LPS组相比,4μmol/L CBD和LPS共处理后,HC11细胞凋亡率显著降低(P<0.05),线粒体膜电位显著升高(P<0.05)。【结论】在LPS诱导的小鼠HC11细胞炎症及凋亡模型中,适宜浓度CBD能抑制NF-κB和MAPK信号通路的激活,从而抑制炎症因子的释放来缓解炎症反应;同时能降低LPS诱导的HC11细胞凋亡率、上调细胞线粒体膜电位,从而抑制细胞凋亡发生。

关键词：大麻二酚脂多糖小鼠乳腺上皮细胞炎症反应细胞凋亡

亚胺共价有机骨架材料/硅胶杂化整体柱的制备及电色谱分离应用

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分析试验室 2025年

作者：雷金鑫赵明赵福全翟明翚高立娣秦世丽靳凤龙齐齐哈尔大学化学与化学工程学院国家市场监管技术创新中心(工业大麻) 黑龙江省工业大麻加工技术创新中心齐齐哈尔市场监督管理局齐齐哈尔检验检测中心

采用简单的溶胶-凝胶法，将亚胺共价有机骨架材料（TpBD）成功引入硅胶整体柱内，制备得到新型多孔、热稳定性和重现性良好的TpBD/硅胶杂化整体柱，有效改善了传统硅胶固定相作用位点单一、分离效率有限等问题。以该杂化整体柱作为分离... 详细信息

采用简单的溶胶-凝胶法，将亚胺共价有机骨架材料（TpBD）成功引入硅胶整体柱内，制备得到新型多孔、热稳定性和重现性良好的TpBD/硅胶杂化整体柱，有效改善了传统硅胶固定相作用位点单一、分离效率有限等问题。以该杂化整体柱作为分离通道，采用毛细管电色谱法，实现了5组结构类似物（3种碱性氨基酸、2种苯系物医药辅料、2种消炎辅料、3种拟肾上腺素和2种雌激素）的高效分离，保留时间<5 min，并建立了人体尿液中3种拟肾上腺素的定性和定量分析方法。该研究为制备新型整体柱提供了研究思路，也展示了共价有机骨架材料在毛细管电色谱药物分析中的应用潜力。

关键词：毛细管电色谱共价有机框架杂化整体柱药物分析

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硅烷改性活性炭对苯系物的吸附性能研究

齐齐哈尔大学学报(自然科学版) 2025年 55-59页

作者：吕伟超李秋实殷广明孙忠慧齐齐哈尔大学分析测试中心齐齐哈尔市环境监测站

以核桃壳为原料，通过化学活化法制备高比表面积微孔活性炭。用该活性炭与二苯基二甲氧基硅烷进行键合改性，得到硅烷改性活性炭。用氮气吸附法对改性前后的活性炭进行表征。用改性活性炭吸附苯系物（苯、甲苯、乙苯、邻二甲苯、氯苯、... 详细信息

以核桃壳为原料，通过化学活化法制备高比表面积微孔活性炭。用该活性炭与二苯基二甲氧基硅烷进行键合改性，得到硅烷改性活性炭。用氮气吸附法对改性前后的活性炭进行表征。用改性活性炭吸附苯系物（苯、甲苯、乙苯、邻二甲苯、氯苯、苯乙烯），使用气相色谱进行定量分析，并与未改性活性炭及商品活性炭的吸附性能进行比较。结果表明，在0.1～10.0 mg/mL范围内，6种苯系物的峰高与浓度呈良好的线性关系，气相色谱检测限分别为：37.15, 42.64, 53.53, 60.02, 90.04, 63.63μg/mL。硅烷改性活性炭的吸附性能最优，对苯、甲苯、乙苯、邻二甲苯、氯苯和苯乙烯的饱和吸附量分别为208.93, 98.90, 43.56, 33.27, 45.85, 27.83 mg/g。

关键词：硅烷改性活性炭苯系物吸附性能气相色谱

微波强化Co-ZFO催化氧化过氧乙酸降解盐酸四环素的研究

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齐齐哈尔大学学报(自然科学版) 2025年 2-8页

作者：王丹宁陈伟齐齐哈尔大学化学与化学工程学院

采用水热法合成了钴掺杂的铁酸锌（Co-ZFO），选取盐酸四环素作为目标污染物，用于考察复合催化剂的催化性能。通过对制备过程中的材料组分和反应条件进行优化，得到最佳制备工艺参数：Co2+掺杂量质量分数为2.0%,NaOH添加量为1.28 g，... 详细信息

采用水热法合成了钴掺杂的铁酸锌（Co-ZFO），选取盐酸四环素作为目标污染物，用于考察复合催化剂的催化性能。通过对制备过程中的材料组分和反应条件进行优化，得到最佳制备工艺参数：Co2+掺杂量质量分数为2.0%,NaOH添加量为1.28 g，水热制备温度和时间分别为180℃和10 h。在MW/Co-ZFO/PAA体系中，发现非自由基单线态氧（1O2）对盐酸四环素的降解起着重要作用，并通过猝灭实验证实。同时，研究了在MW/Co-ZFO/PAA体系下不同的实际水样和分别加入无机阴离子和腐殖酸对其降解处理评价，进一步验证实际应用的可行性。结果表明，Co-ZFO催化剂具有良好的稳定性和重复性。

关键词：过氧乙酸单线态氧盐酸四环素微波