本文报道了关于神经科学、人工智能、气候变化、物理学、天文学等领域的一系列最新科技进展。包括长时间工作导致的行为失控研究、AlphaFold 3的开源争议、南极冰层显示气候变暖已达1.5°C的阈值、揭示原子核形状的新方法、旅行者2号对天王星磁层的独特发现等。
一项研究发现，长时间工作会导致意志力耗尽，影响人的决策和行为。合作性降低，敌意增强。疲劳者的脑电图检验结果证明，其额叶皮层的某些区域出现了睡眠时的脑电波。
DeepMind宣布开源AlphaFold 3，用于非商业领域。然而，其发布后引起了科学界的反对，因为AlphaFold 3限制了代码开源和后续验证工作。最终DeepMind表示将在6个月内发布AF3模型供学术使用。
一项研究表明，使用新方法评估气候变化显示人为因素导致的变暖可能在逼近1.5°C的阈值。作者提出线性关系来评估变暖程度，认为气候变暖对人类生活影响显著。
研究利用相对论对撞机让铀核在极高的能量下碰撞并融化成汤。通过观察膨胀模式与原子核初始形状的关系，推断出原子核的形状。
旅行者2号在飞掠天王星时发现其磁层极为不对称，具有异常强烈的高能电子带。研究认为这可能是太阳风异常压缩导致的短暂现象，强调了未来需要更多探索天王星的需求。
最近一项发表于
《美国科学院院刊》
（
PNAS
）的研究显示，长时间工作会导致人们因自我耗竭而难以控制自己的行为。根据心理学中的自我耗竭理论，意志力是一种有限的资源，会逐渐耗尽。这种观念已经存在了几十年，但备受争议，因为有些研究未能重复结果。其中一个重要的因素可能是，这些研究中用来消耗自控力的任务往往只持续10分钟左右。
为了验证这一概念，研究人员让44名受试者接受了持续时间较长（如1小时）的任务。接着，研究人员让各个受试者玩游戏，在这些游戏中，由于资源有限，受试者可以选择合作或是采取敌对行为来获取资源，选择后者可能会导致双方资源损失。结果显示，
与未接受认知疲劳测试的对照组相比，接受过疲劳测试的人明显更不合作，敌意更强
。具体来说，合作率从86%（对照组）降至41%（试验组）。另外，脑电图检验结果证明，疲劳者额叶皮层的某些区域出现了睡眠时典型的脑电波，而其他区域则没有。这项研究表明，精神疲劳会影响人的决策及行为，当疲劳达到一定程度时，可能导致人们的行为更具攻击性。（IMT School for Advanced Studies Lucca）
DeepMind宣布开源AlphaFold 3：支持非商业使用
图片来源：DeepMind和Isomorphic Labs
2024年5月，谷歌DeepMind团队和AI药物研发团队Isomorphic Labs合作在《自然》发表了新研究，展示了
全新的蛋白质预测模型AlphaFold 3
。AlphaFold 3不再局限于蛋白质或蛋白质-蛋白质复合物的结构，而是能够破解蛋白质与各种生命分子所形成的所有复合体的结构和相互作用。然而AlphaFold 3发布后并未像AlphaFold 2一样开源，而是仅通过Web服务器提供访问权限，并且不允许外部科学家使用AlphaFold 3预测蛋白质与潜在药物相互作用。
这引发了科学界的大范围反对。5月14日，数位研究人员联名发表了一封致《自然》的公开信，提到AlphaFold 2的开放代码和模型经过不断地扩展和调整，才让后续研究和基准测试成为可能，但AlphaFold 3限制了代码开源，也限制了后续的验证和再现性工作，这不符合科学进步的原则。这封联名信最终收集了超过500位科学家的签名支持。对此，DeepMind研究副总裁Pushmeet Kohli在X上表示，
该团队致力于在6个月内发布AF3模型（包括权重）供学术使用
。而一旦代码发布，《自然》将更新已发表的论文。
（
Nature
news）
南极冰层显示人类活动导致的气候变暖已接近1.5 °C升温极限
《巴黎协定》的各参与国约定，努力采取措施让全球气温不超过工业化前水平1.5 ℃，政府间气候变化委员会（IPCC）使用1850年至1900年全球气温异常数据作为工业化前的基准条件。但众所周知，二氧化碳排放和大气二氧化碳总含量在这一时期之前就已经在不断上升。因此，评估1.5 °C升温极限的进展取决于是否有一个可靠基准，以评估变暖已经发生的程度。据
《自然·地球科学》
（
Nature Geoscience
）发表的一项研究，和18世纪之前相比，到2023年末人类活动引起的气候变化可能已经导致气候变暖达到约1.5°C。
研究团队使用了一种新方法，通过结合南极冰芯记录与温度异常数据，将分析时间延伸至2000年前，重新评估了全球地表温度和大气中二氧化碳趋势的关系。他们首先提出，使用1850年至2023年的数据，二氧化碳和气温上升存在线性关系。虽然自1850年以来有其他因素影响气温趋势，但作者认为，这一线性关系足以可靠地评估人类造成的变暖程度，尽管随着未来变暖加剧以及地球系统中其他气候变量影响变得明显，这一关系可能变得非线性。
随后，作者将这一线性关系应用于估计现代相对于工业化前基线（公元13年至1700年，当时大气二氧化碳百万分比浓度约280ppm）的变暖程度。计算显示，人为因素导致的变暖可能在2023年达到1.49 °C，意味着已经逼近1.5°C的变暖阈值。如使用更常用的1850-1900年作为基线（作者认为这一区间不可靠，因为当时气温观测结果不确定，而且变暖已经开始），他们估算的人因变暖比基于其他方法估算的确定性最多高出30%。作者也表示，他们的方法并未直接量化变暖如何受到大气二氧化碳之外的因素影响，但他们认为，这些因素已被纳入线性关系中，这一关系可能对追踪气候变暖过程中气候系统行为的变化十分重要。（
Nature
）
原子核由质子和中子组成，可以呈现出多种形状（如梨形或花生壳形），而且其形状会影响有关原子核的几乎所有方面，但具体的形状很难通过理论预测。最近发表于
《自然》
（
Nature
）的研究找到了一种
研究原子核形状的新方法
。
利用美国布鲁克海文国家实验室（BNL）的相对论对撞机（RHIC），研究人员让两束铀-238在极高的能量下发生碰撞，而后又撞击了两束金核，这样基本上会把铀核融化成汤。碰撞会产生具有不同形状和尺寸的夸克-胶子等离子体，它们会以不同的模式快速膨胀，且其膨胀模式与原子核的初始形状有关。于是，研究人员使用RHIC上的螺线管追踪器（Solenoidal Tracker），找到两次碰撞中产生的数千个粒子中各个粒子的动量，并将结果与模型相匹配，从而推断出原子核的形状。这种利用高能重离子碰撞的方法可以在碰撞过程中提供原子核的即时快照，是一种更直接的方法，更适于研究奇异的形状。（
Nature
news）
旅行者2号飞掠天王星时恰逢太阳异常活动
行星磁层（行星周围被其磁场支配的区域）会影响行星周围的环境，理解其性质对于规划任务非常重要。旅行者2号飞掠天王星时揭示出一个独特的磁层，它极为不对称，似乎缺少等离子体（这是其他行星磁层的常见元素），而且具有异常强烈的高能电子带。这一次测量发现的特征自此就被作为理解天王星磁场的基础，但这些异常不用复杂的物理学原理就难以解释。
《自然·天文学》
（
Nature Astronomy
）发表的一篇论文认为，旅行者2号在1986年飞掠天王星时可能正处在罕见情形下，当时天王星的磁层正受到太阳风的异常压缩。
研究团队重新分析了旅行者2号飞掠前的数据，发现探测器飞掠天王星时，正值一次强烈的太阳风过后，太阳的大气释放出一股带电粒子流。这压缩了天王星的磁层，使之处在一种只有在4%的时间内会出现的状态下。这一状态下磁层没有等离子体，但存在高度激发的电子辐射带。作者认为，如果旅行者2号在实际飞掠发生之前早一周经过天王星，就会发现一个类似于太阳系其他巨行星（木星、土星和海王星）的磁层，没有任何异常特征。作者认为，由于天王星上太阳风的变化，在太阳活动极小期可能会有两个磁层周期。此外，可能有很小的概率天卫三（Titania）和天卫四（Oberon）——天王星最外层的主要卫星——的轨道在磁层之外，这或能让科学家在不受磁层干扰的情况下探测地下海洋。作者指出，这些发现挑战了此前的假设，因此我们对天王星的了解仍非常有限，并强调了未来需要规划对这颗行星的探索，从而获得对其磁层的更准确理解。（
Nature
）
