两大期刊对付年度科技“***”的预测,无疑寄托着人类对付科学的厚望:唯有理性与人文之光才能指引天下穿透不愿定性的迷雾,照亮人类未来之路。

人工智能怎么管?新冠往后怎么治?《自然》《科学》瞻望2024值得关注的科学事宜_中微子_科学 AI快讯

——编者

人工智能

能力不断增强,新规加速落地

人工智能(AI)无疑是2023年科技领域最热的关键词。
《自然》杂志在盘点年度人物时,第一次将ChatGPT这位“非人类”列入个中。
迈入新的一年,AI仍是绕不开的话题。

《自然》在对今年的科学展望中提到,OpenAI估量将于今年下半年发布GPT-5,作为ChatGPT的新一代AI模型,它将展现出比GPT-4更强大的能力。

与此同时,OpenAI的竞争对手谷歌也在开拓大措辞模型Gemini。
它可以处理多种类型数据的输入,包括文本、打算机代码、图像、音频和***。
今年,谷歌DeepMind的AI工具AlphaFold也将发布新版本。
研究职员已经利用该工具高度精确地预测出蛋白质的三维构造,未来它将能以原子精度为蛋白质、核酸和其他分子之间的相互浸染建模,这将为药物设计和新药创造供应新的可能。

然而,AI的迅猛发展,也带来了一系列社会问题,各国政府将为此加紧出台监管方法。
《自然》和《科学》在对2024年的展望中,不谋而合地聚焦了AI监管。

《自然》杂志称,目前环球在AI监管方面仍存在重大问题,联合国人工智能高等咨询机构将于今年中期发布其终极报告,为国际AI监牵制定辅导方针。

《科学》杂志则预测,环球各国政府在2023年所宣告的一系列AI监管操持,可能在今年加速推进。
美国政府去年11月宣告,将制订AI负任务发展的标准。
该国国会议员在AI监管方面提出了150多项法案。
这些政策须要落实到详细规定层面,将会成为美国多个部门面临的一项艰巨任务。
欧盟彷佛更靠近于推出道德保障条款。
然而,由于新的AI运用能力强大且发展迅速,这些详细规定可能很快就会过期。

改良蚊子

阻断登革热有效,有望大规模推广

《科学》杂志预测,经由一系列成功实验后,通过投放改良蚊子来防止登革热传播的策略,有望在今年大规模推广。

由非营利组织“天下蚊虫操持”(WMP)研制并测试的埃及斑蚊,携带有沃尔巴克氏菌。
当这些蚊子与野生蚊虫交配时,这种细菌会阻挡后者传播某些病毒,并阻挡其将病毒遗传给后代。

为衡量沃尔巴克氏蚊子的有效性,WMP与互助伙伴在印度尼西亚日惹市一片26平方公里的区域开展集群随机对照试验。
2021年6月,揭橥在《新英格兰医学杂志》上的同行评审结果显示,沃尔巴克氏蚊子的投放使登革热发病率低落了77%、住院率低落了86%。

此外,研究职员在2023年秋季报告称,在哥伦比亚阿布拉谷进行的迄今最大规模的改良蚊子持续投放试验中,投放区域的登革热病例减少了至少95%。

目前,WMP已在14个国家开展项目,且互助规模不断扩大。
该组织操持在巴西建造天下上最大的沃尔巴克氏蚊子生产基地,该基地将于今年开始运营。
WMP表示,估量天下卫生组织(WHO)今年将发布有关支配投放这些蚊子的正式辅导,这可能推动更多国家采纳这种方法。

《自然》也提到,WMP今年将在巴西的一家工厂开始生产改良蚊子。
据WHO统计,2022年美洲共报告280万例登革热,个中巴西发病率位居第二,每10万人中有1104.5例。
在巴西生产、投放这些改良蚊子,或将使多达7000万人免受登革热、寨卡等疾病的侵害。
该杂志还称,这家非营利组织将在未来十年内每年生产多达50亿只改良蚊子。

WMP卖力人、澳大利亚墨尔本蒙纳士大学微生物教授斯科特·奥尼尔表示,他们目前每周可以生产1000万只改良蚊子,如果要达到年产50亿只的目标,每周须要生产1亿只。
他说,这将须要更多自动扮装备、更精准的生产条件。
为此,他们会在巴西建造全自动化的设备。

疫情应对

审批“大盛行协定”,公布“长新冠”疗效

《自然》杂志称,随着环球已渡过新冠大盛行的紧急阶段,美国政府正帮助三款下一代疫苗的试验。
个中有两款是鼻喷疫苗,通过在人体气道组织中产生免疫力来预防传染;另一种是mRNA疫苗,可增强抗体和T细胞反应,有望为人体供应对新冠变异株的持久免疫。

今年5月,“大盛行协定”的终极草案将提交WHO的第77届天下卫生大会审批。
该草案旨在让各国政府做好更充分的准备,以预防和管理未来的疫情。
194个WHO会员国将确定该协定中的条款内容,包括是否将作出任何具有法律约束力的规定。
该草案的磋商核心在于确保各国能平等获取预防疫情所需的工具,包括疫苗、数据和专业知识。

《科学》杂志则关注了新冠后遗症。
新冠疫情暴发四年来,环球仍有数百万人因“长新冠”而身体虚弱,症状包括难以承受的疲倦、持续头痛、呼吸急匆匆。
由于目前尚无明确有效的治疗方法,患者和年夜夫正在考试测验各种药物和伙食补充剂。

今年,科学家们希望,一些针对长期新冠的潜在治疗方案能得出第一批临床试验结果,只管它们还只是初步结论。
纵然这些治疗方法不堪利,科学家们也希望通过试验结果清楚理解“长新冠”的特色,并由此确定下一步要测试的项目。

探索太阳系

“快船”奔赴木卫二,“猎户座”绕月翱翔

《科学》杂志称,今年10月,美国航空航天局(NASA)操持通过太空探索技能公司的“重型猎鹰”火箭,发射造价50亿美元的木卫二“快船”探测器。
这是自上世纪70年代“海盗号”火星探测器以来,NASA耗资最高的行星科学发射任务。

木卫二是木星的一大卫星,其冰壳仅有几公里厚,下面是广阔的海洋。
据NASA官网先容,液态水是组成生命的紧张身分,而木卫二拥有大量的水。
科学家们认为,木卫二冰壳下的咸水海洋,其水量约为地球所有海洋的两倍。
他们相信,木卫二的海洋底部有一块岩石海床,海底水热活动可能供应保障生物生存的化学养分。

“快船”探测器估量将于2030年抵达木卫二。
届时,它不会直接降落在这片海洋或在此取样,而是通过50次飞掠木卫二表面对其进行扫描,网络其内部信息。
此前,有望远镜曾得到木卫二向太空中喷射羽流的线索,他们希望探测器能够对此跟进。
不过,韦布空间望远镜近期开展的一项不雅观测并未创造干系证据。

《自然》表示,NASA今年将开展自上世纪70年代以来的首次载人探月任务。
“阿尔忒弥斯二号”可能最早于今年11月发射,三男一女共四名宇航员将乘坐“猎户座”飞船绕月翱翔10天。
它将为随后的“阿尔忒弥斯三号”任务奠定根本。
中国也准备于2024年发射“嫦娥六号”,开展月球采样返回任务。
如果成功,该任务将是人类首次从月球背面采集样本。

此外,今年还有一些行星探索任务。
比如,日本操持开展“火星卫星探测”(MMX)任务,探测器将前往火星的两颗卫星——火卫一和火卫二。
它将在火卫一上着陆并采集表面样本,并于2029年返回地球。

中微子研究

有望确定质量,排序问题将解

《科学》杂志预测,有两项共同开展的实验或将揭示一种质量眇小、难以捉摸的微粒——中微子的质量如何排序。
中微子分为三种类型:电中微子、μ中微子、τ中微子。
它们彼此转化,这种征象可能有助于阐明为何宇宙产生的正物质多于反物质。

首先,物理学家们必须完善理论模型。
他们已知两种中微子的质量险些相同,但不知道是两轻一重,还是两重一轻。
这个问题被称之为“中微子质量顺序问题”。

目前,该问题有两种阐明。
第一种为“正常顺序”,即两个质量较轻的本征态具有眇小的质量差,约为10毫电子伏特,而第三个本征态的质量则赶过约50毫电子伏特。
第二种阐明为“反转顺序”,即有一质量最轻的本征态,以及一对质量较高的本征态,轻重本征态的质量差约50毫电子伏特,而较重本征态之间的质量差也是约10毫电子伏特。
目前的研究数据略微倾向于正常顺序。

在日本进行的T2K实验和美国进行的NOvA实验中,物理学家通过将中微子发射数百公里,穿越地球抵达巨大的探测器,对排序问题进行研究。
今年,他们操持发布一项联合剖析,可能会指出以上两种顺序中哪一种是精确的。

《自然》则表示,2024年还可能是科学家们确定中微子质量的一年。
中微子是粒子物理学标准模型中最神秘的粒子,2022年卡尔斯鲁厄氚中微子实验的结果显示,中微子的最大质量为0.8电子伏特。
研究职员将于今年完成数据网络,估量将对这些眇小粒子进行精确丈量。

景象变革

气温或创新高,塑料条约会谈进展缓慢

据《科学》预测,未来几个月内,东太平洋的厄尔尼诺征象可能会变得愈发严重,并首次使环球均匀地表温度较工业化出息度升高1.5°C。

实在,这种气温变革从去年就已开始。
2023年可能是当代历史上最热的一年,由于前11个月的均匀温度比工业化出息度升高1.4°C,这已超出温室气体排放所能阐明的范围。

厄尔尼诺是一种定期涌现的景象振荡模式。
科学家们估量,它将加剧亚马孙地区和澳大利亚的干旱。
《科学》预测,厄尔尼诺抑制海洋接管热量的能力,加上遮挡阳光的空气污染量减少,由此引发的双重影响将在今年连续发酵。

《科学》和《自然》在展望中同时聚焦了与景象干系的环保议题。
《科学》称,欧盟拟定的全方位环保议程或受政治成分影响而受阻。

2020年批准的《欧洲绿色协议》旨在使欧盟成为“第一个景象中和的大陆”,拟于2050年前实现温室气体零排放,并操持在各个政策领域,包括能源、自然保护和交通等,采纳有利于景象的新方法。
为实现这些目标,规模弘大的“地平线欧洲”操持的约三分之一资金将用于与景象变革干系的研究。
目前,这些法规虽然经受住了一些反对力量,但其未来能否得以顺利履行尚不愿定。

《自然》预测,联合国塑料条约的会谈将于今年结束。
会谈旨在达成一项具有约束力的国际协议,以肃清塑料污染。
自上世纪50年代以来,环球生产了100亿吨塑料,个中超过70亿吨如今成为垃圾。
这70亿吨中,大部分塑料垃圾正在污染海洋并危害野生动植物。
有关塑料条约的会谈去年就已开始,但进展缓慢,研究职员担心可能无法实现既定目标。

热核聚变

ITER问题频现,工期再次推迟

国际热核聚变实验反应堆(ITER)是一个培植了几十年的巨大实验性聚变反应堆。
《科学》预测,该项目管理职员估量将在今年宣告新的竣工日期,把在2025年完成“第一等离子体”的长期目标向后远远推迟。

恒星发光发热靠的便是核聚变所产生的能量。
科学家们认为,ITER能帮助人类实现由化石燃料进化到聚变能的梦想。
上世纪80年代中期,科学界开始构想该项目——竣工后,这台机器实质年夜将是一个超大的甜甜圈形状的容器,被称为“托卡马克”。

在聚变容器内部,含有温度极高的等离子体状态的氢气。
从托卡马克流出并贯穿个中的强大磁场和电场将环抱并加热等离子体,使其内部的原子发生碰撞并领悟,开释出巨大的能量。

要实现磁约束核聚变,说来随意马虎做来难。
自上世纪50年代以来,聚变设备越来越大、越来越强,但尚未有任何一台设备实现可控核聚变并将产生的能量输入电网。
ITER是迄今为止人类设计出的最强大的聚变装置,设计者本意是凭借它证明,聚变发电厂是可以建造出来的。

该举动步伐的培植工程目前正在法国开展,数百亿美元的建造经费由国际互助伙伴共同承担。
不过,目前它正碰着一系列问题:新冠疫情减缓了零部件的制造进度;反应堆容器的一些部件无法拼合;冷却管生锈;法国核监管机构对其安全性表示疑惑。

ITER前任总干事伯纳德·比戈去世后,彼得罗·巴拉巴斯基于去年执掌该项目。
他正努力使培植事情重新回到正轨,操持在今年公布新改定的韶光表。

超快超级打算机

《自然》杂志称,研究职员将在今年初启用欧洲第一台百亿亿次级超级打算机“朱庇特”。
它可在医学上创建人类心脏和大脑的“数字孪生”模型,还可用于进行地球景象的高分辨率仿照。

此外,美国研究职员将在今年安装两台百亿亿次级打算机:伊利诺伊州勒蒙特·阿贡国家实验室的“极光”和加利福尼亚州劳伦斯·利弗莫尔国家实验室的“酋长岩”。
科学家们将利用“极光”来绘制大脑神经回路图,利用“酋长岩”来仿照核武器爆炸的影响。

意识新解

过去25年间,关于意识的问题,学界一贯“押宝”在哲学,而非神经科学。
《自然》杂志预测,有关意识的神经科学根本,今年可能会有新见地。
一个大型项目正通过一系列对抗性试验测试关于意识的两个理论,该项目估量将于年底前发布第二轮试验结果。
在第一轮试验中,两个理论都未能完备与不雅观察到的脑成像数据相吻合,第二轮结果或使神经科学更靠近于这一主不雅观体验之谜的答案。

新一代天文不雅观测

《自然》表示,智利薇拉·鲁宾天文台操持于2024年底开始进行为期十年的对全体南半球天区的巡天普查。
通过该天文台的8.4米望远镜和弘大的3200兆像素相机,科学家们希望创造许多新的瞬变征象和近地小行星。

同样在智利,阿塔卡马沙漠的西蒙斯天文台将于今年中期落成。
作为下一代星际试验场所,天文台将在宇宙微波背景中探求原始引力波的迹象,即大爆炸的余辉。
其望远镜将配备多达五万个采光探测器,是当前正在进行的类似项目的十倍。

不过,天文学家们担忧,由于越来越多亮度较高的卫星群对夜空所产生的光污染,可能会使新的地基天文望远镜数据无法利用。

探求暗物质

《自然》预测,一项试验探测被称作“轴子”的暗物质粒子,其结果将于今年首发。
一样平常认为,轴子由太阳发出,会转化为光子,但由于须要高灵敏度的检测工具和极强的磁场,这些眇小的粒子尚未在实验室中不雅观察到。
位于汉堡的德国电子同步加速器的Baby IAXO试验,利用一台由10米长磁体和超敏感、无噪声X射线探测器构成的太阳望远镜,每天12小时追踪太阳中央,以捕捉轴子向光子的转化过程。

文:孙欣祺/编译

图:除注明外均来自视觉中国

编辑:许琦敏