人腦“轉速”慢到超乎想象 | 科技周覽_風聞
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整理 | 周舒義、平生
黑猩猩聰明，但一些黑猩猩尤其聰明
12月23日發表在Nature Human Behaviour的一項研究發現，有些黑猩猩比其他同類更擅長使用工具敲碎堅果。這可能表明即使同為黑猩猩，它們的認知、運動能力仍然存在可測量的差距。
科學家將使用工具視為動物認知發展的關鍵指標。此前研究表明，一些黑猩猩已經學會了用石頭砸開堅果，吃掉果仁。對於生活在同一羣落中的黑猩猩，這種使用工具的能力是否存在差別呢？研究人員分析了1992年到2017年間，21只6歲以上幾內亞波叟野生黑猩猩敲開堅果的3882段視頻錄像，錄像總時長超過800小時。研究設置了五項標準來衡量黑猩猩使用工具的效率，包括敲碎堅果花費的時間、每個堅果的敲擊次數、成功率、敲擊使堅果移位的次數，以及黑猩猩更換石頭的次數（工具更換次數）。
他們發現，除了工具更換次數，其餘4項指標在個體水平上存在顯著差異。例如，一些黑猩猩獲取果仁所需時間是其他同齡、同性別黑猩猩的兩倍。研究還發現，隨着黑猩猩年齡增長，這4項指標還會逐漸改善，最高一直到11歲。
上述發現表明，一些黑猩猩可能擁有比其他黑猩猩更好的認知或運動能力。研究人員表示，還需要進一步開展縱向研究，來理解這些個體差異的原因和後果。
相關論文：https://www.nature.com/articles/s41562-024-02071-8
人腦“轉速”有多快？新研究：每秒10比特
我們常説思維敏捷的人“腦子轉得快”，具體有多快呢？12月17日發表於Neuron的一篇觀點文章量化了人類思維速度。作者認為，人腦思考的“轉速”，其實不過每秒10比特而已。
“你在一秒內能做多少次二元決策，我們稱之為人類行為的信息處理速度或吞吐量，因為它始於感官輸入，終於運動輸出。你可以將人視為一個信息處理環節，然後問：‘人處理信息的最高速率是多少？’”論文作者、美國加州理工學院生物學教授馬庫斯·邁斯特（Markus Meister）表示。
2023年1月，一位名叫湯米·切裏（Tommy Cherry）的美國青年在12.78秒內成功盲解3階魔方，其中約5.5秒用於事先觀察。魔方可能的狀態約有265種，邁斯特據此計算，切裏觀察魔方時的信息處理速度約為11.8 bit/s。
“這太慢了。”邁斯特説。比特指二進制中的一位，是信息量的最小單位。相比之下，10 Mbps寬帶每秒可以傳輸1000萬比特數據，WiFi網絡的速度高達每秒1億比特。作者基於信息論視角，分析人類各種行為的信息處理速度，包括閲讀、寫作、玩電子遊戲和記憶數字。“我們發現，幾乎在所有行為中，這個數字都小得驚人。”另一方面，包括視覺、聽覺在內的感官系統，能以大約每秒10億比特的速度收集信息，是大腦“轉速”的一億倍。換言之，任憑感官“弱水三千”，大腦都只能“取一瓢飲”。
有人可能質疑，是語言、手指移動速度等“硬件”限制了思維表達。美國企業家埃隆·馬斯克將其喻為“帶寬問題”，他設想通過革命性的腦機接口可以解除這種限制，讓思維高速奔湧。但邁斯特的研究發現，瓶頸並不在於外部身體條件。在感知的早期階段，信息進入大腦的速率就是大約每秒10比特，這是人類記憶、決策和想象的“轉速”。
研究推測，上述特性與我們所處的物理世界密不可分。在進化過程中，生物主要藉助神經系統進行導航——尋找食物，躲避天敵。進化路徑決定了我們的大腦難以一心多用，一次只能緩慢遵循一條“路徑”、想一件事。“我們的祖先選擇了一個生態位，這個世界的運行速度足夠緩慢，足以讓我們生存下去。事實上，只有在最極端的情況下才需要每秒10比特的速度。大多數時候，我們周圍的環境變化速度要慢得多。”
相關論文：https://dx.doi.org/10.1016/j.neuron.2024.11.008
OpenAI發佈最新模型o3，測試得分接近人類水平
當地時間12月20日，在為期12天線上發佈活動的最後一天，OpenAI介紹了旗下新一代AI模型——o3及o3-mini。據介紹，o3具備更先進、近似人類的推理能力，在代碼編寫、數學競賽和掌握人類博士級別的科學知識等方面均強於前代的o1。新模型名稱跳過o2是為了避免與英國電信公司O2商標衝突。
據介紹，在全球頂尖的編程競賽平台CodeForces上，o3評分高達2727，相當於在全球程序員編碼競賽中排名第175位，超越了大部分人類程序員。EpochAI Frontier Math測試被譽為當今最具挑戰性的數學基準測試之一，涵蓋了最新的前沿數學問題。著名數學家陶哲軒（Terence Tao）評價稱：“這項測試可能會難住AI好幾年。”o3在該測試中突破以往紀錄，解決了25.2%的問題，而其他模型的得分均未超過2%。ARC-AGI評估結果顯示，o3的最低成績為75.7%，最高成績為87.5%，最佳成績超過了標誌着人類水平門檻的85%。相比之下，o1的得分在25%到32%。
OpenAI正向安全研究人員開放o3和o3-mini的早期訪問，預計o3-mini將於1月底左右發佈，o3則稍後。
紅極一時的“羥氯喹治新冠”研究被撤回
12月17日，《國際抗菌劑雜誌》（IJAA）刊登撤稿聲明，一項關於廉價抗瘧藥羥氯喹治療新冠肺炎的研究因未獲倫理批准、方法存在重大缺陷而遭到撤回。該研究由法國微生物學家、馬賽地中海傳染病醫療和教學研究所（IHU）前主任迪迪埃·拉烏爾（Didier Raoult）領導，在發表後紅極一時。根據Web of Science數據，截至撤稿，該論文已被引用近3400次，是被引次數最高的新冠撤稿論文。
聲明寫道，撤回原因是該研究存在道德問題，“以及三名作者對論文的方法和結論提出擔憂”，他們“不希望看到自己的名字和論文聯繫在一起”。調查人員無法確定該研究在招募患者之前是否獲得了倫理批准，也無法確定患者是否知情、同意接受阿奇黴素治療。期刊目前未收到拉烏爾回覆。
2020年3月16日，拉烏爾等人發佈預印本論文，聲稱羥氯喹降低了新冠患者的病毒載量，與抗生素阿奇黴素聯用時療效更佳。4天后，論文迅速發表在IJAA上，共同作者讓-馬克·羅蘭（Jean-Marc Rolain）是該雜誌的主編。拉烏爾通過社交媒體和電視台大肆宣傳“羥氯喹治新冠”，藉此名噪一時，甚至引來時任美國總統特朗普為其站台。
但質疑聲接踵而至。有批評者指出，研究僅納入36名參與者，從同行評審到見刊時間短得異乎尋常。3月24日，知名學術打假人伊麗莎白·比克（Elisabeth Bik）在博客撰文稱，有6名接受羥氯喹治療的參與者被從研究中剔除，其中1人死亡，3人轉入重症監護，這讓結果偏向羥氯喹有效假説。同年晚些時候，更大規模、更嚴格的臨牀試驗表明，羥氯喹對新冠患者沒有療效。2023年，比克等人再度發文指出，拉烏爾的論文存在重大缺陷，治療組和對照組的PCR檢測結果採用不同的陽性標準，並質疑研究沒有獲得適當的倫理批准。
法國藥理學和治療學會在新聞稿中表示，這項研究是一樁醜聞的“罪魁禍首”，導致數百萬人徒勞地服用羥氯喹，延誤治療，甚至出現心臟病等副作用。“這一系列事件提醒我們，藥物施治有一個基本要點：即使在健康危機時期，脱離嚴格的臨牀試驗框架，在沒有確鑿有效證據的情況下開具處方仍然是不可接受的。”
截至目前，IHU已被撤回32篇論文，其中28篇由拉烏爾合作參與，另有243篇論文收到“編輯關切（expressions of concern）”。
相關來源：https://www.science.org/content/article/infamous-paper-popularized-unproven-covid-19-treatment-finally-retracted
《自然》：2025年這些科學事件值得關注
《自然》新聞網站12月17日刊發文章，列舉了2025年值得關注的科學事件，涉及新減肥藥物研發、太空探索、應對氣候變化等多個領域。
文章指出，繼減肥藥物司美格魯肽以及其他胰高血糖素樣肽-1（GLP-1）受體激動劑大獲成功後，2025年很可能會迎來針對肥胖症的新一輪藥物研發成果。禮來公司將完成其口服藥Orforglipron的III期試驗，評估其對2型糖尿病患者的長期安全性。此外，研究人員將探索GLP-1受體激動劑治療帕金森病、阿爾茨海默病等其他疾病的潛力。
2025年也可能成為疼痛治療的一個轉折點。美國監管機構預計將於2025年1月完成對一種名為Suzetrigine 的非阿片類止痛藥的審批。如獲批，這種藥物將成為20多年來首批治療急性疼痛的新藥之一。
在粒子探測方面，粒子物理學家希望位於瑞典隆德的歐洲散裂中子源能夠在2025年投入使用，該裝置已建設十多年之久。同時，一項關於擬在歐洲核子研究中心（CERN）建造價值170億美元的超級對撞機的詳細可行性研究將於2025年完成。該研究將評估建造一個周長91公里的粒子加速器——未來環形對撞機（FCC），旨在接替目前的大型強子對撞機（LHC）。
在太空探索方面，月球交通似乎將在2025年格外繁忙。日本民間企業“ispace”將執行新的探月任務。美國“Intuitive Machines”公司將向月球南極發射一個着陸器，該着陸器將攜帶NASA的冰鑽和質譜儀，以分析月球表面下的物質。
另外，兩項研究太陽風的任務將於2025年執行發射。中國科學院和歐洲航天局的聯合項目太陽風-磁層相互作用全景成像衞星（SMILE）將研究太陽風如何與地球磁場相互作用。NASA的“統一日冕和日球層偏光計”（PUNCH）任務將深入太陽大氣層，探索能量如何流入太陽系。
在應對氣候變化方面，《聯合國氣候變化框架公約》第30次締約方大會將於2025年11月在巴西舉行，各國希望最終確定資金問題。此外，今年聯合國治理塑料污染新一輪談判未能達成一致，將於2025年擇期續會，就制定關於塑料污染的具有法律約束力的國際文書進行談判。
文章關注的其他事件還包括腦機接口、大流行病防範、特朗普重返白宮對多個科學領域的影響等。
相關來源：https://www.nature.com/articles/d41586-024-03943-9
新研究認為暗能量可能並不存在
據新華社報道，一項發表在英國《皇家天文學會月刊：快報》上的新研究認為，暗能量可能並不存在。這一觀點或將引發人們對宇宙膨脹的重新認識。
多年來，天體物理學界普遍認為宇宙在各個方向都是均勻膨脹的。為了解釋宇宙為何看起來會加速膨脹，科學家引入了“暗能量”這一概念，也就是有一種尚未被認知的能量在影響宇宙膨脹速度。不過相關理論一直存在爭議。
新西蘭坎特伯雷大學的研究人員近日發表論文説，他們通過對超新星光變曲線的分析發現，宇宙膨脹本來就並不均勻。這一結論支持了一個不需要“暗能量”的宇宙膨脹模型，即“時間景觀”模型。該模型認為，光被拉伸相關現象並非宇宙加速膨脹的結果，而是人們如何校準時間和距離的結果。
根據這一模型，引力越強時間越慢，那麼同樣的時鐘在銀河系中可能比在空蕩蕩的宇宙空洞中走得慢得多。也就是説，在宇宙空洞中時間過得更快，空間膨脹得也更多，看起來就像是宇宙膨脹在加速。
研究人員説，他們的發現表明，不需要“暗能量”來解釋為何宇宙似乎在加速膨脹，這可能有助解決關於宇宙膨脹的一些關鍵問題。不過，“時間景觀”模型是否成立，還需歐洲航天局的歐幾里得衞星以及美國航空航天局即將發射的羅曼空間望遠鏡進一步觀測來驗證。（新華社）
相關論文：https://dx.doi.org/10.1093/mnrasl/slae112
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