人工智能
AI自主设计、规划并进行复杂的试验，且成功率很高
Coscientist正调用实验室的机器人设备。图片来源：Carnegie Mellon University
大语言模型（LLM）强大的泛化能力让它们能广泛应用于自然语言处理、生物和化学研究、编程等跨学科领域。据《自然》消息（
Nature news），近日一项发表于
《自然》
的研究
基于OpenAI的GPT-4模型，开发出名为Coscientist的AI系统，并展示了它设计、规划并完成多种复杂化学实验的能力
。
研究团队让Coscientist使用公开数据库，规划并合成了几种已知的分子，比如止痛药扑热息痛及阿司匹林、有机分子硝基苯胺和酚酞等。在设计实验时，Coscientist能制定出在总体上获得最佳反应产率的步骤，并最终准确地合成所需分子。这展示了用LLM搜索文献，并以此提出可行化学反应的能力。此外，研究团队还令AI在现有资源下，规划设计并实现了更为复杂的钯催化交叉偶联反应（2010年诺贝尔化学奖工作），这种反应常用于在药物开发中高效合成碳-碳键。同一时期，另一项研究也基于LLM开发了一个名为ChemCrow化学研究AI，它也能完成自主规划并生产一系列分子的任务
。这两项工作展示了AI在化学实验室中完成日常任务的潜力。研究人员表示，通过这些工作已能预见未来实验室中会引入AI辅助工具。
生态学
IUCN红色名录更新：气候对物种的影响正不断升级
IUCN红色名录的更新完成了对世界淡水鱼类物种的首次全面评估，显示25%的物种（14898个评估物种中的3086个）面临灭绝风险；至少17%的受威胁淡水鱼类物种受到气候变化的影响（包括水位下降、海平面上升导致海水向河流逆向流动以及季节变化）。许多因素加剧了对濒临灭绝的淡水鱼类物种的威胁，包括污染（影响了57%的物种）；水坝和取水（45%）；过度捕捞（25%）；入侵物种和疾病（33%）。
南太平洋中部和东太平洋的绿海龟（Chelonia mydas）种群分别处于“濒危”（Endangered, EN）和“易危”的状态。气候变化对绿海龟整个生命周期的威胁日益严重。
弯角剑羚（Oryx dammah）在IUCN红色名录上已经从“野外灭绝”（Extinct in the Wild, EW）变为“濒危”物种。这种羚羊曾经是非洲萨赫勒地区的常见动物，但在20世纪90年代末从野外消失了。生活在哈萨克斯坦、蒙古、俄罗斯和乌兹别克斯坦的赛加羚羊（Saiga tatarica）在红色名录中已从“极危”（Critically Endangered, CR）降级到“近危”。这要归功于将该物种重新引入乍得的保护工作。
大叶桃花心木（Swietenia macrophylla）是世界上最受商业追捧的木材树种之一，在IUCN红色名录上已从“易危”升级为“濒危”。新的资料显示，在过去的180年里，由于不可持续地从野外采伐这种珍贵木材，以及农业和城市对其生长的热带森林的侵占，中美洲和南美洲的桃花心木数量至少减少了60%。（公众号“IUCN中国”）
技术
类脑晶体管实现联想学习
图片来源：XIAODONG YAN/NORTHWESTERN UNIVERSITY
此前曾有研究受人类大脑启发，试图开发新型突触晶体管，但这些晶体管无法脱离低温环境工作。最近，在一篇发表于《自然》
（
Nature）的论文中，美国西北大学、波士顿学院和麻省理工学院（MIT）的科学家设计了
一种能在室温下稳定运行的突触晶体管设备，它可以像人脑一样同时处理和存储信息，进行更高层次的思考
。
研究人员将原子薄的双层石墨烯和六方氮化硼进行了堆叠，通过调控层间的扭转角度，形成具有不同电子学特性的莫尔异质结构。基于这种不对称的异质结体系，研究人员在室温下实现了能模拟突触反应的莫尔突触晶体管。为了在实验中测试这种突触晶体管，研究人员将它与此前推出的新型纳米电子设备结合，并在更复杂的条件下进行测试。研究人员训练这种AI设备识别相似、但不完全相同的模式。首先，他们向其设备展示了一个模式：000。然后，他们让其人工智能识别类似的模式，比如111或101。设备成功地识别出000和111并不完全相同，但都是连续的三位数字，还识别出111和101更相似。认识到相似性是一种更高层次的认知形式，被称为联想学习。研究人员还通过曲线球等证实了它的联想学习能力。研究显示，这种晶体管能用于人工智能和机器学习技术中，促进人工智能技术向更高层次思维的方向发展。（NORTHWESTERN UNIVERSITY）
动物学
蛙和蟾的体色各有用处
无尾目（蛙和蟾）有超过5000个物种，这个类群的物种有着极大的颜色多样性。有些物种颜色明亮，有些则具有高度适应环境的伪装外表。此前，对其他动物的研究表明，除了这些特化功能，体色可能在无尾目中还发挥其他重要作用。据最新一项发表于
《自然通讯》
（
Nature Communications）的研究，研究人员发表了一项覆盖3000多个物种的研究，发现蛙和蟾的多变体色或有助于帮助它们抵御环境压力和病原体。这些发现表明，这类两栖动物的体色可能影响它们在气候变化下的生存能力。
研究人员调查了蛙和蟾颜色亮度如何与温度控制、防御紫外线B（UVB）辐射以及抵抗病原相关。它们从世界各地收集了3059个物种的数据，包括泛树蛙（File-Eared Tree Frog）、迷彩箭毒蛙（Green and Black Poison Dart Frog）、红带蛙（Red Rubber Frog）和玻璃蛙（Resplendent Glassfrog）等。研究发现，这些两栖动物通常在较冷地区颜色较暗淡，如山区或较北方的纬度，在UVB压力和病原体感染风险较高的地方亦然，如马达加斯加、秘鲁和厄瓜多尔。研究人员认为，颜色明亮的蛙和蟾耐受较高气温，但在面对病原体如两栖类壶菌（两栖动物中一种流行病原体）及UVB辐射更为脆弱。分析还表明，颜色和亮度在塑造无尾目体色中的重要性因地而异。这些发现或有助于在气候变暖的情况下，预测哪些蛙和蟾物种更为脆弱，以及它们生活在何处。
航天
SpaceX星舰预计几周内第三次试飞
据Ars Technica网站消息，当地时间12月20日，SpaceX对星舰进行了一次“静态点火”测试，短暂点燃了该飞行器上的猛禽（Raptor）发动机。星舰由两个部分组成：一个巨大的第一级助推器和一个165 英尺（50 米）高的上级航天器。这两个部分都被设计为可完全、快速地重复使用。
目前，SpaceX正在准备进行星舰的第三次试飞，预计在未来几周内发射
。本周，SpaceX计划将下一次发射的助推器“助推器10号”运到了位于美国得克萨斯州南部的发射常该助推器被安装到发射底座。据推测，这枚火箭也将在未来几天进行静态点火测试。在这些测试完成后，星舰的上面级可能会堆叠在助推器的顶部，以完成星舰组装。（
Ars Technica）
撰写：不周、clefable
封图来源：pixabay
