人脑“转速”慢到超乎想象 | 科技周览_风闻
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整理 | 周舒义、平生
黑猩猩聪明，但一些黑猩猩尤其聪明
12月23日发表在Nature Human Behaviour的一项研究发现，有些黑猩猩比其他同类更擅长使用工具敲碎坚果。这可能表明即使同为黑猩猩，它们的认知、运动能力仍然存在可测量的差距。
科学家将使用工具视为动物认知发展的关键指标。此前研究表明，一些黑猩猩已经学会了用石头砸开坚果，吃掉果仁。对于生活在同一群落中的黑猩猩，这种使用工具的能力是否存在差别呢？研究人员分析了1992年到2017年间，21只6岁以上几内亚波叟野生黑猩猩敲开坚果的3882段视频录像，录像总时长超过800小时。研究设置了五项标准来衡量黑猩猩使用工具的效率，包括敲碎坚果花费的时间、每个坚果的敲击次数、成功率、敲击使坚果移位的次数，以及黑猩猩更换石头的次数（工具更换次数）。
他们发现，除了工具更换次数，其余4项指标在个体水平上存在显著差异。例如，一些黑猩猩获取果仁所需时间是其他同龄、同性别黑猩猩的两倍。研究还发现，随着黑猩猩年龄增长，这4项指标还会逐渐改善，最高一直到11岁。
上述发现表明，一些黑猩猩可能拥有比其他黑猩猩更好的认知或运动能力。研究人员表示，还需要进一步开展纵向研究，来理解这些个体差异的原因和后果。
相关论文：https://www.nature.com/articles/s41562-024-02071-8
人脑“转速”有多快？新研究：每秒10比特
我们常说思维敏捷的人“脑子转得快”，具体有多快呢？12月17日发表于Neuron的一篇观点文章量化了人类思维速度。作者认为，人脑思考的“转速”，其实不过每秒10比特而已。
“你在一秒内能做多少次二元决策，我们称之为人类行为的信息处理速度或吞吐量，因为它始于感官输入，终于运动输出。你可以将人视为一个信息处理环节，然后问：‘人处理信息的最高速率是多少？’”论文作者、美国加州理工学院生物学教授马库斯·迈斯特（Markus Meister）表示。
2023年1月，一位名叫汤米·切里（Tommy Cherry）的美国青年在12.78秒内成功盲解3阶魔方，其中约5.5秒用于事先观察。魔方可能的状态约有265种，迈斯特据此计算，切里观察魔方时的信息处理速度约为11.8 bit/s。
“这太慢了。”迈斯特说。比特指二进制中的一位，是信息量的最小单位。相比之下，10 Mbps宽带每秒可以传输1000万比特数据，WiFi网络的速度高达每秒1亿比特。作者基于信息论视角，分析人类各种行为的信息处理速度，包括阅读、写作、玩电子游戏和记忆数字。“我们发现，几乎在所有行为中，这个数字都小得惊人。”另一方面，包括视觉、听觉在内的感官系统，能以大约每秒10亿比特的速度收集信息，是大脑“转速”的一亿倍。换言之，任凭感官“弱水三千”，大脑都只能“取一瓢饮”。
有人可能质疑，是语言、手指移动速度等“硬件”限制了思维表达。美国企业家埃隆·马斯克将其喻为“带宽问题”，他设想通过革命性的脑机接口可以解除这种限制，让思维高速奔涌。但迈斯特的研究发现，瓶颈并不在于外部身体条件。在感知的早期阶段，信息进入大脑的速率就是大约每秒10比特，这是人类记忆、决策和想象的“转速”。
研究推测，上述特性与我们所处的物理世界密不可分。在进化过程中，生物主要借助神经系统进行导航——寻找食物，躲避天敌。进化路径决定了我们的大脑难以一心多用，一次只能缓慢遵循一条“路径”、想一件事。“我们的祖先选择了一个生态位，这个世界的运行速度足够缓慢，足以让我们生存下去。事实上，只有在最极端的情况下才需要每秒10比特的速度。大多数时候，我们周围的环境变化速度要慢得多。”
相关论文：https://dx.doi.org/10.1016/j.neuron.2024.11.008
OpenAI发布最新模型o3，测试得分接近人类水平
当地时间12月20日，在为期12天线上发布活动的最后一天，OpenAI介绍了旗下新一代AI模型——o3及o3-mini。据介绍，o3具备更先进、近似人类的推理能力，在代码编写、数学竞赛和掌握人类博士级别的科学知识等方面均强于前代的o1。新模型名称跳过o2是为了避免与英国电信公司O2商标冲突。
据介绍，在全球顶尖的编程竞赛平台CodeForces上，o3评分高达2727，相当于在全球程序员编码竞赛中排名第175位，超越了大部分人类程序员。EpochAI Frontier Math测试被誉为当今最具挑战性的数学基准测试之一，涵盖了最新的前沿数学问题。著名数学家陶哲轩（Terence Tao）评价称：“这项测试可能会难住AI好几年。”o3在该测试中突破以往纪录，解决了25.2%的问题，而其他模型的得分均未超过2%。ARC-AGI评估结果显示，o3的最低成绩为75.7%，最高成绩为87.5%，最佳成绩超过了标志着人类水平门槛的85%。相比之下，o1的得分在25%到32%。
OpenAI正向安全研究人员开放o3和o3-mini的早期访问，预计o3-mini将于1月底左右发布，o3则稍后。
红极一时的“羟氯喹治新冠”研究被撤回
12月17日，《国际抗菌剂杂志》（IJAA）刊登撤稿声明，一项关于廉价抗疟药羟氯喹治疗新冠肺炎的研究因未获伦理批准、方法存在重大缺陷而遭到撤回。该研究由法国微生物学家、马赛地中海传染病医疗和教学研究所（IHU）前主任迪迪埃·拉乌尔（Didier Raoult）领导，在发表后红极一时。根据Web of Science数据，截至撤稿，该论文已被引用近3400次，是被引次数最高的新冠撤稿论文。
声明写道，撤回原因是该研究存在道德问题，“以及三名作者对论文的方法和结论提出担忧”，他们“不希望看到自己的名字和论文联系在一起”。调查人员无法确定该研究在招募患者之前是否获得了伦理批准，也无法确定患者是否知情、同意接受阿奇霉素治疗。期刊目前未收到拉乌尔回复。
2020年3月16日，拉乌尔等人发布预印本论文，声称羟氯喹降低了新冠患者的病毒载量，与抗生素阿奇霉素联用时疗效更佳。4天后，论文迅速发表在IJAA上，共同作者让-马克·罗兰（Jean-Marc Rolain）是该杂志的主编。拉乌尔通过社交媒体和电视台大肆宣传“羟氯喹治新冠”，借此名噪一时，甚至引来时任美国总统特朗普为其站台。
但质疑声接踵而至。有批评者指出，研究仅纳入36名参与者，从同行评审到见刊时间短得异乎寻常。3月24日，知名学术打假人伊丽莎白·比克（Elisabeth Bik）在博客撰文称，有6名接受羟氯喹治疗的参与者被从研究中剔除，其中1人死亡，3人转入重症监护，这让结果偏向羟氯喹有效假说。同年晚些时候，更大规模、更严格的临床试验表明，羟氯喹对新冠患者没有疗效。2023年，比克等人再度发文指出，拉乌尔的论文存在重大缺陷，治疗组和对照组的PCR检测结果采用不同的阳性标准，并质疑研究没有获得适当的伦理批准。
法国药理学和治疗学会在新闻稿中表示，这项研究是一桩丑闻的“罪魁祸首”，导致数百万人徒劳地服用羟氯喹，延误治疗，甚至出现心脏病等副作用。“这一系列事件提醒我们，药物施治有一个基本要点：即使在健康危机时期，脱离严格的临床试验框架，在没有确凿有效证据的情况下开具处方仍然是不可接受的。”
截至目前，IHU已被撤回32篇论文，其中28篇由拉乌尔合作参与，另有243篇论文收到“编辑关切（expressions of concern）”。
相关来源：https://www.science.org/content/article/infamous-paper-popularized-unproven-covid-19-treatment-finally-retracted
《自然》：2025年这些科学事件值得关注
《自然》新闻网站12月17日刊发文章，列举了2025年值得关注的科学事件，涉及新减肥药物研发、太空探索、应对气候变化等多个领域。
文章指出，继减肥药物司美格鲁肽以及其他胰高血糖素样肽-1（GLP-1）受体激动剂大获成功后，2025年很可能会迎来针对肥胖症的新一轮药物研发成果。礼来公司将完成其口服药Orforglipron的III期试验，评估其对2型糖尿病患者的长期安全性。此外，研究人员将探索GLP-1受体激动剂治疗帕金森病、阿尔茨海默病等其他疾病的潜力。
2025年也可能成为疼痛治疗的一个转折点。美国监管机构预计将于2025年1月完成对一种名为Suzetrigine 的非阿片类止痛药的审批。如获批，这种药物将成为20多年来首批治疗急性疼痛的新药之一。
在粒子探测方面，粒子物理学家希望位于瑞典隆德的欧洲散裂中子源能够在2025年投入使用，该装置已建设十多年之久。同时，一项关于拟在欧洲核子研究中心（CERN）建造价值170亿美元的超级对撞机的详细可行性研究将于2025年完成。该研究将评估建造一个周长91公里的粒子加速器——未来环形对撞机（FCC），旨在接替目前的大型强子对撞机（LHC）。
在太空探索方面，月球交通似乎将在2025年格外繁忙。日本民间企业“ispace”将执行新的探月任务。美国“Intuitive Machines”公司将向月球南极发射一个着陆器，该着陆器将携带NASA的冰钻和质谱仪，以分析月球表面下的物质。
另外，两项研究太阳风的任务将于2025年执行发射。中国科学院和欧洲航天局的联合项目太阳风-磁层相互作用全景成像卫星（SMILE）将研究太阳风如何与地球磁场相互作用。NASA的“统一日冕和日球层偏光计”（PUNCH）任务将深入太阳大气层，探索能量如何流入太阳系。
在应对气候变化方面，《联合国气候变化框架公约》第30次缔约方大会将于2025年11月在巴西举行，各国希望最终确定资金问题。此外，今年联合国治理塑料污染新一轮谈判未能达成一致，将于2025年择期续会，就制定关于塑料污染的具有法律约束力的国际文书进行谈判。
文章关注的其他事件还包括脑机接口、大流行病防范、特朗普重返白宫对多个科学领域的影响等。
相关来源：https://www.nature.com/articles/d41586-024-03943-9
新研究认为暗能量可能并不存在
据新华社报道，一项发表在英国《皇家天文学会月刊：快报》上的新研究认为，暗能量可能并不存在。这一观点或将引发人们对宇宙膨胀的重新认识。
多年来，天体物理学界普遍认为宇宙在各个方向都是均匀膨胀的。为了解释宇宙为何看起来会加速膨胀，科学家引入了“暗能量”这一概念，也就是有一种尚未被认知的能量在影响宇宙膨胀速度。不过相关理论一直存在争议。
新西兰坎特伯雷大学的研究人员近日发表论文说，他们通过对超新星光变曲线的分析发现，宇宙膨胀本来就并不均匀。这一结论支持了一个不需要“暗能量”的宇宙膨胀模型，即“时间景观”模型。该模型认为，光被拉伸相关现象并非宇宙加速膨胀的结果，而是人们如何校准时间和距离的结果。
根据这一模型，引力越强时间越慢，那么同样的时钟在银河系中可能比在空荡荡的宇宙空洞中走得慢得多。也就是说，在宇宙空洞中时间过得更快，空间膨胀得也更多，看起来就像是宇宙膨胀在加速。
研究人员说，他们的发现表明，不需要“暗能量”来解释为何宇宙似乎在加速膨胀，这可能有助解决关于宇宙膨胀的一些关键问题。不过，“时间景观”模型是否成立，还需欧洲航天局的欧几里得卫星以及美国航空航天局即将发射的罗曼空间望远镜进一步观测来验证。（新华社）
相关论文：https://dx.doi.org/10.1093/mnrasl/slae112
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