全球肥胖人口已超10億；GPT-4最強對手Claude 3發佈丨科技周覽_風聞
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GPT-4最強對手：新一代AI模型Claude 3發佈
3月4日，美國人工智能初創公司Anthropic發佈AI大模型Claude 3，Claude 3按性能由低到高，分為3個版本：Haiku（俳句）、Sonnet（十四行詩）和Opus（鴻篇）。在MMLU、GPQA、GSM8K等多個主流基準評估中，Opus擊敗了OpenAI的GPT-4和Google的Gemini。
Claude 3支持與用户即時聊天、自動補全文本、處理和分析數據，還具備視覺功能，可接受圖表和照片等視覺輸入。據介紹，Haiku在同類模型中速度最快、成本最低，能在3秒內讀完一篇包含圖表的複雜論文（約1萬tokens，tokens與字符換算關係參見https://help.openai.com/en/articles/4936856-what-are-tokens-and-how-to-count-them），每百萬tokens的輸入成本低至0.25美元，輸出成本為1.25美元。此前的Claude模型由於上下文理解能力不足，經常拒絕回答無害問題，Claude 3降低了錯誤拒絕的概率。Claude 3還能提供更為可信的回答，Opus在回答複雜開放式問題時的準確率是Claude 2.1的兩倍。Anthropic表示，Claude 3很快將會推出引文功能，在回答中註明引用來源，以便用户核查回答的真實性。
此外，Claude 3全系支持20萬tokens的上下文窗口 (context window，模型可同時“考慮”的最大上下文空間)，大約相當於5萬個英文單詞。Anthropic表示，Claude 3可以在大規模數據中準確檢索細節，實現“近乎完美”的召回率，準確率達99%。Claude 3現已面向159個國家/地區提供API，Sonnet可在官網claude.ai免費體驗，Opus則需付費訂閲，價格為每月20美元，Haiku會在後續推出。
Anthropic由OpenAI前成員Daniela Amodei和Dario Amodei兄妹等人於2021年創立，後者曾任OpenAI 研究副總裁。2019年OpenAI與微軟達成合作後，逐漸趨向商業化，二人因發展理念分歧出走OpenAI。
頸動脈斑塊檢出微塑料，死亡風險上升3.5倍
一項3月7日發表於NEJM的研究發現，在200多名接受了頸動脈內膜切除術（手術切除動脈粥樣硬化斑塊，以治療頸動脈顱外段重度狹窄）的患者中，有六成患者的斑塊樣本檢出了微塑料和納米塑料。這些患者隨後發生心梗、卒中或全因死亡的風險大幅上升。
新研究納入了304名患者，其中257名完成了為期33.7±6.9個月的隨訪。研究發現，150名患者（58.4%）的頸動脈斑塊樣本檢出了聚乙烯，平均水平為21.7±24.5 μg/mg；31名患者的樣本檢出了聚氯乙烯，平均水平為5.2±2.4 μg/mg。與樣本中未檢出微塑料或納米塑料的患者相比，這些患者在34個月的隨訪中發生心梗、卒中或全因死亡的風險上升3.53倍。此外，斑塊樣本中微塑料含量較高的患者，其炎症標誌物水平往往也更高。
研究人員表示，尚不清楚為何在檢測的11種塑料成分中，只檢測到聚乙烯和聚氯乙烯；需要開展更多工作來評估這兩種微塑料是否會在斑塊組織內積聚，以及在這方面它們是否比其他種類的塑料更加危險。他們強調，上述結果並不能證明微塑料和健康風險之間的因果關係，研究並未排除患者健康狀況、行為習慣、PM2.5和PM10暴露水平等混雜因素的影響。
對微塑料憂心忡忡？不妨試試多喝熱水吧。
論文鏈接：https://doi.org/10.1056%2FNEJMoa2309822
兩棲動物也能“餵奶”
用營養豐富的乳汁哺育後代，素來被視為哺乳動物的特徵。而3月7日發表在Science上的一項研究顯示，環紋蚓螈（Siphonops annulatus，一種原產巴西的蚓螈）會通過輸卵管壁處的腺體，分泌富含脂質和碳水化合物的“乳汁”，並在一天內多次向幼體“餵奶”，這是首次在兩棲動物中觀察到此類行為。
現存兩棲動物分為三大類：無尾目（如青蛙和蟾蜍）、有尾目（如娃娃魚和蠑螈）、以及數量最為稀少的無足目（蚓螈）。蚓螈亦稱“盲裸蛇”，眼睛高度退化，體表周身有縊紋環繞，形成許多排環褶，形似蠕蟲或蛇。環紋蚓螈幼體長有高度特化的牙齒，可以吃掉母親的皮膚外層來獲取營養。但研究人員認為，僅憑每週1~2次的進食不足以支撐幼體的快速生長。進一步觀察發現，在幼體出生的前幾個月裏，它們頻繁聚集在母親尾部的泄殖腔開口處，攝取母體分泌的粘性物質，這種物質類似於哺乳動物的乳汁。此外，幼體還會通過身體接觸、發出高亢的聲音來促進母親泌乳。研究人員認為，“餵奶”是一種趨同進化現象，在其他卵生動物中也可能存在類似行為。
論文鏈接：https://www.science.org/doi/10.1126/science.ado2094
北極首個“無冰”夏季或提前來臨，比預測早10年
一項新研究顯示，北極地區首個“無冰”日可能會比之前的預測提前10多年到來，且在所有温室氣體排放情景下，這一趨勢不變。
在科學研究中，“無冰”並不意味着水中沒有冰，而是當海冰面積小於100萬平方公里時，就認為北極是“無冰”的。近年來北冰洋海冰面積最小值出現在9月份，約為330萬平方公里。
該研究預測，在所有排放情景下，北冰洋可能會在2020年代至2030年代之間的某個8月底或9月初首次出現無冰狀態；到本世紀中葉，北極地區很可能在9月出現整整一個月無冰的情況；到本世紀末，無冰狀態可能每年持續數月，在高排放或保持現今排放速度的情況下，甚至在某些冬季月份北極也會持續無冰。
研究人員認為，温室氣體排放是海冰消失的主要原因，冰雪覆蓋面積減小會增加海洋吸收的陽光熱量，加劇冰雪融化和北極變暖。而海冰減少會嚴重影響北極熊等依賴海冰生存的北極動物。此外，隨着海洋變暖，非本地魚類可能進入北冰洋，這些入侵物種對當地生態系統的影響尚不清楚。
研究人員表示，雖然北極無冰不可避免，但未來的排放水平仍將決定這種情況出現的頻率。在中度排放情況下（也就是當前水平），北極可能只有在夏末秋初的8月到10月才會出現無冰狀態；但在最高排放情況下，到本世紀末，北極可能會每年有長達9個月的時間不結冰。
論文鏈接：http://dx.doi.org/10.1038/s43017-023-00515-9
氣候惡化與中國古代社會動亂的複雜關係
“江雨霏霏江草齊，六朝如夢鳥空啼。”中國農業文明在約4000年前的“中原地區”出現，一路伴隨着反覆出現的大規模社會動盪，屢經農民起義和遊牧部落入侵，形成了獨特的社會結構和民族性格。既往研究提出了氣候變化對社會動亂的影響，但由於缺乏可靠的高分辨率乾濕變化記錄，我們對古代社會動亂中氣候變化作用的認知存在侷限。
研究人員基於我國黃土高原小型湖泊北蓮池的碳酸鹽氧同位素，分析湖水同位素組成，反推降水和蒸發之間的差異，重建了過去5000年的高分辨率乾濕變化記錄。結果發現，過去5000年出現了3個濕潤時期和4個乾旱時期；濕潤時期主要由高降水量因素控制，而乾旱時期則受温度、降水和風速協同影響。這表明乾旱時期可能發生在不同的降水幅度下，挑戰了乾旱氣候只發生在低降水時期的傳統認知。
研究人員利用乾濕變化記錄和已有的温度降水記錄，嘗試建立氣候變化與大規模社會動盪之間的聯繫。中國古代有三個大規模社會動盪階段——春秋戰國、魏晉南北朝和五代十國。北方地區的戰爭頻率主要發生在冷干時期，表明氣候惡化降低土地生產力並加速生態惡化，可能導致反覆出現糧食短缺，進而引發內戰。相比之下，氣候與大規模外部侵略之間的關係更為複雜，後者可發生在冷乾和暖濕氣候條件下。因此，國內社會動盪和外部入侵的氣候背景可能並不總是一致。
需要注意的是，不是所有冷干時期均會發生大規模的國內社會動盪。只有在社會緊張局勢加劇時，冷幹氣候才可能在促進動盪過程中發揮實質性作用。研究人員表示，新研究為探討中國古代社會的變革提供了新視角和關鍵證據，有助於更好地探究中國古代的歷史和社會結構，併為全球氣候變化研究提供了價值。
論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.scib.2023.12.010
柳葉刀：全球肥胖人口已超10億
一項由非傳染性疾病風險因素合作組織（NCD-RisC）與世界衞生組織（WHO）聯合開展的調查研究表明，全球的肥胖兒童、青少年和成人總數已超過10億，肥胖已經成為大多數國家最常見的營養失調形式。
研究人員分析來自190多個國家超過2.2億人口（其中6300萬人為5~19歲，1.58億人為20歲及以上）的體重和身高數據，並通過身高體重指數（BMI）來了解1990年至2022年全世界人口肥胖和體重過輕的比率變化。對成年人而言，BMI≥30kg/m2為肥胖，BMI＜18.5kg/m2則體重過輕；兒童青少年是否肥胖或體重過輕的BMI標準取決於年齡和性別。
數據表明，從1990年到2022年，女童肥胖率從1.7%增長到6.9%，男童肥胖率從2.1%增長到9.3%。2022年，受肥胖影響的兒童青少年總數接近1.6億（6500萬女童，9400萬男童），1990年的這一數據僅為3100萬。相比之下，2022年體重過輕的女童有7700萬，男童有1.08億，相較1990年體重過輕的8100萬女童和1.38億男童有所減少。中國女童肥胖率從0.6%增至7.7%，男童肥胖率從1.3%增至15.2%。2022年，中國女童肥胖率在全球排名第102位，男童肥胖率在全球排名第70位。
在成年人中，女性肥胖率從8.8%增長到18.5%，男性肥胖率從4.8%增長到14.0%。2022年，患有肥胖症的成年人總數近8.8億（5.04億女性，3.74億男性），是1990年記錄數據（總數1.95億，1.28億女性，6700萬男性）的4.5倍。加上2022年的1.59億肥胖兒童，2022年受肥胖影響的人口總數超過了10億。中國女性肥胖率從2.0%增至7.8%，男性肥胖率從0.8%增至8.9%。2022年，中國女性肥胖率在全球排名倒數第11位（正數第190位），男性肥胖率在全球排名倒數第52位（正數第149位）。
作者也指出研究存在侷限性：BMI不是衡量身體脂肪含量和分佈的完美指標；部分國家的數據很少，導致對這些國家的估計結果不確定性更高。各年齡段的可及數據也存在差異，5~9歲年齡段和65歲以上年齡段的數據較少，增加了這些年齡段估計值的不確定性。
“這項新研究強調了從幼年期到成年期，通過按需飲食、鍛鍊和合理照護對肥胖加以預防和控制的重要性”，WHO總幹事譚德塞（Tedros Adhanom Ghebreyesus）表示，“若要重新回到實現全球遏制肥胖目標的軌道上，就需要各國政府和協會在世衞組織和各國公共衞生機構的循證政策支持下開展工作。重要的是，私營機構也需要協力合作，必須對其產品的健康影響負責。”
論文鏈接：https://doi.org/10.1016/S0140-6736(23)02750-2
超低温下的大體積磁熵變
基於磁熱效應的絕熱去磁製冷技術，是實現超低温的有效途徑之一。由於磁熱材料的體積直接決定設備的磁系統和屏蔽設計，因此研發具有大體積冷卻能力的磁熱材料至關重要。雖然提高磁離子密度可以增強體積製冷能力，但也會導致更強的磁相互作用，使得長程磁關聯出現在較高的温度。因此，目前極少有材料能在超低温（< 1 K）下表現出較大的體積磁熵變。
研究人員提出了一種以強關聯自旋無序來實現低温下大體積磁熵變的方法，並在釓硅酸鹽Gd9.33[SiO4]6O2體系中進行了驗證。該材料具有非常高的磁離子密度（1.78 × 1022 cm-3），即使在極低的50 mK温度下，仍未出現長程磁有序。這些特性使其展現出巨大的體積單位磁熱響應，遠高於商業化順磁鹽製冷工質釓鎵石榴石（Gd3Ga5O12），並超越了大部分已報導的材料體系。新研究為尋找和開發具有更高體積密度表現的超低温磁熱材料提供了新思路。
論文鏈接：https://doi.org/10.1002/advs.202306842
本文受科普中國·星空計劃項目扶持
出品：中國科協科普部
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