环球科学：AI编程已达人类中游水平，编程AI AlphaCode登上《科学》封面

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　　· 人工智能 ·

　　AlphaCode编程水平已达人类中游

　　人类需要用编程解决各种各样的问题。虽然近期出现的一些AI可以生成代码，但对于需要批判性思维的实际复杂编程问题，AI的表现仍不尽人意。AlphaCode是DeepMind公司公布的人工智能辅助编程系统，使用自监督学习和transformer模型，可以解决自身从未见到过的，以自然语言描述的编程问题。

　　研究人员用Codeforces平台测试了AlphaCode，该平台本身会定期举办国际编程竞赛。当答案提交次数被限制在10次时，AlphaCode可以达到1238分，在人类参与者中排名前54.3%，处于人类参赛者的中游水平。并且在它解决的问题中，有66%是在第一次提交时解决的。无论AlphaCode是否真的能“理解”编程问题，它的确在代码竞赛方面达到了人类的平均水平。DeepMind在今年2月2日就已经公开了相关论文，并在GitHub上公开了训练数据集。昨天，该论文以封面文章的形式正式发表在《科学》（Science）杂志上。

　　· 航空 ·

　　全球首架C919正式交付

　　全球首架C919照片。图片来源：央视新闻

　　今天上午，全球首架C919正式交付中国东方航空。中国商飞向中国东航交付“C919全球首架纪念钥匙”，并颁发了飞机销售证；中国民航局向中国东航颁发国籍登记证、单机适航证（AC）、电台执照。该飞机注册号选用B-919A，B代表中国民航飞机，919和型号名称契合，A则有首架之意。该架飞机为164座两舱布局，公务舱8座，经济舱156座。

　　C919大型客机是继运-10之后，我国第一款真正意义上的民航大飞机。历经几代人的努力，我国民航运输市场将首次拥有中国自主研发的喷气式干线飞机。（央视新闻）

　　· 医学 ·

　　普通抗病毒药物也几乎可以完全降低HIV母婴传播风险

　　据联合国艾滋病规划署（UNAIDS）估计，坦桑尼亚约有11%的儿童经母婴传播罹患艾滋病。但真实的数据远远低于这一预测。近日，一项发表在《柳叶刀·HIV》（The Lancet HIV）的研究发现，抗病毒药物几乎可以完全降低艾滋病母婴传播的风险，即使在坦桑尼亚这样的低收入、高发病率国家也是如此。

　　研究人员在坦桑尼亚达累斯萨拉姆的几个健康中心招募了13000多位HIV阳性的孕妇，她们均在2015年-2017年间接受过产科的抗病毒治疗。研究人员追踪记录数据至产后18个月，发现13000多名婴儿中，仅159名婴儿在1.5岁前感染HIV，占比约1.4%。孕晚期才接受治疗或艾滋病感染晚期的孕妇中，这一比例提高到两倍多；而孕早期就接受治疗的孕妇，该比例降至0.9%。这意味着，现代的抗病毒药物阻止HIV母婴传播的效率极高。这项调查是非洲发表的有关HIV母婴传播风险的最大规模研究之一，虽然仍不完善，但已经为世卫组织消除HIV母婴传播的目标带来了希望。同时研究人员表示，早诊断、早干预仍然对阻断艾滋病的母婴传播十分有效。

　　· 物理学 ·

　　量子处理器揭示光子束缚态能在混沌中存在

　　左图是对相邻量子比特实施的fSim门操作，从而实现右图由24个相互连接的量子位组成的环，光子可以在量子位间跳跃或与临近位点的光子发生相互作用。图片来源：原论文

　　真空中传播的光子之间通常不会相互作用，但在超导量子系统中，限制在量子比特位点的光子可以发生相互作用。由此近日，在发表于《自然》（Nature）上的一项研究中，科学家用24个超导量子比特组成的环承载微波光子，实现了能在混沌中稳定存在且可以相互作用的微波光子束缚态。

　　由于光子在没有相互作用时，即使单一光子发生跃迁，相位的积累对系统整体平衡态也不会有任何影响，更无法形成束缚态。一旦光子间发生相互作用，就会导致相位的积累发生改变，导致系统共振被破坏形成束缚态。通过对超导量子电路上相邻的量子比特施加fSim门操作，实现具有24个相互连接的量子比特的环状电路，同时使量子位上的光子可以跃迁，并能与相邻光子发生相互作用从而形成束缚态。此外，研究人员发现束缚态表现出粒子的特性，具有能量与动量。而量子可积系统中的束缚态通常是很不稳定的，在混沌体系中更是脆弱。但当将量子电路的环状结构调整为齿轮结构后，他们发现束缚态在这种不可积的量子混沌体系中依然能够稳定存在。研究人员认为这可能与量子系统的预热化有关，未来他们将进一步研究预热化与可积性间的关联。而这项工作也证明了量子处理器能为多体量子动力学研究带来范式转变。

　　· 新技术 ·

　　3D打印复杂三维光子晶体，具备明亮结构色

　　3D结构色打印机理及各种复杂3D光子晶体结构和光学传输结构。图片来源：原论文

　　3D打印技术有望构建复杂的三维光子晶体结构，具有广阔的应用前景。然而，常见的3D打印技术受限于三维结构的自由度、繁琐冗长的平衡着色过程以及较弱的体积结构色性质，阻碍了进一步应用。虽有报道能利用非连续的3D打印快速制备三维光子晶体，但其粗糙的表面形貌和低保真性难以满足光学器件的要求。

　　近日，中科院化学所绿色印刷院重点实验室研究员宋延林、副研究员吴磊等，利用氢键辅助的胶体颗粒墨水，基于连续数字光处理（DLP）3D打印技术，成功制备了具有明亮结构色的三维光子晶体结构。研究可快速制备出单一或多结构色的复杂三维结构，并打印出具有光滑内外表面、低光学损耗及图案、色彩可调控的光传输结构。该方法打印的三维光子晶体结构具有角度依赖特性、优异的形状保真性、光滑的表面形貌与高精度，这对创新结构色的制备方法以及扩展3D打印的应用具有重要意义。相关论文发表在《自然·通讯》（Nature Communications）上。（中科院化学所）

　　· 动物学 ·

　　人或能分辨动物声音中的情绪

　　猫发出呼噜呼噜的声音以示舒服，生气的狗狗会汪汪大叫。人真的能通过声音分辨其他动物的情绪吗？近日，一篇发表在《英国皇家学会开放科学》（Royal Society Open Science）的文章中，研究人员调查了来自48个国家的1024位志愿者，发现人类或许能分辨动物声音中的情绪。

　　研究人员首先收录了四种家养哺乳动物及两种野生近缘种在特定情绪状态下的声音，比如积极情绪的声音有运动时发出的声音、马儿吃东西前高兴的嘶鸣；消极情绪声音，如饥饿时发出的哀叫。此外还有配音演员以生气、害怕或愉快的语调发出的无具体含义的声音。而志愿者则需要比较音频的情绪唤醒度（arousal，指在某些状态/事件刺激下发声的时长、振幅或频率发生改变），或者判断情绪的效价（valence，即情绪类型是积极的还是消极的）。结果表明，志愿者正确区分情绪唤醒度和效价的比例分别为54.1%和55.3%。从物种角度看，参与者区分人类、山羊、马、猪和野猪情绪类型的正确比例高于随机水平，但却很难识别奶牛和野马声音的情绪。此外，参与者的性别对准确性几乎没有影响，而更年轻、同理心更强、与动物接触经验更多的参与者更善于感知唤醒度和情绪效价。

　　· 植物学 ·

　　植物控制气孔呼吸的机制

　　植物叶子上气孔的显微照片。图片来源：Douglas Clark

　　当植物进行光合作用时，叶片上的气孔会打开吸收二氧化碳。但是，气孔长时间打开也会使植物面临内部水分流失的威胁。理解植物如何感知环境并控制气孔开放时间，对应对未来的气候变化十分重要。近日，一项《科学进展》（Science Advances）上的研究发现了植物感知二氧化碳，控制“呼吸”的新分子通路。

　　科学家发现在低二氧化碳环境中，植物中一种叫HT1的蛋白质会激活CBC1激酶，使气孔两侧的保卫细胞膨胀，令气孔保持长时间打开，以获取足量二氧化碳来光合作用。随着二氧化碳含量上升，MAP激酶MPK4/MPK12会抑制HT1的活性，令气孔关闭。这项研究或能帮助提升农作物等进行光合作用的效率。

　　· 新冠疫情 ·

　　据国家卫健委官方数据，12月8日0—24时，31个省（自治区、直辖市）和新疆生产建设兵团报告新增确诊病例3637例。其中境外输入病例49例（广东12例，湖北11例，北京7例，上海5例，辽宁4例，四川3例，陕西2例，内蒙古1例，江苏1例，江西1例，山东1例，重庆1例），含3例由无症状感染者转为确诊病例（均在辽宁）；本土病例3588例（广东1391例，北京1185例，河南198例，重庆111例，福建96例，浙江73例，海南67例，四川67例，山东64例，辽宁52例，黑龙江48例，云南45例，内蒙古31例，贵州30例，上海28例，江苏25例，陕西19例，湖南14例，山西13例，青海11例，湖北10例，天津2例，河北2例，广西2例，新疆2例，安徽1例，西藏1例），含229例由无症状感染者转为确诊病例（广东135例，浙江20例，北京19例，重庆15例，黑龙江11例，福建10例，青海7例，山东4例，四川2例，云南2例，山西1例，内蒙古1例，河南1例，海南1例）。无新增死亡病例。新增疑似病例2例，其中境外输入病例1例（在上海），本土病例1例（在北京）。

　　31个省（自治区、直辖市）和新疆生产建设兵团报告新增无症状感染者13160例，其中境外输入156例，本土13004例（重庆2656例，广东1989例，北京1488例，山西1060例，黑龙江717例，陕西590例，山东428例，天津327例，贵州320例，上海303例，云南285例，四川281例，江苏271例，湖北260例，福建213例，河南206例，宁夏194例，浙江167例，吉林161例，辽宁157例，海南155例，青海147例，河北134例，广西99例，甘肃92例，内蒙古77例，安徽72例，湖南55例，新疆48例，江西35例，西藏13例，兵团4例）。

　　截至2022年12月7日，31个省（自治区、直辖市）和新疆生产建设兵团累计报告接种新冠病毒疫苗344540.2万剂次。

　　撰文：马一瑗、安君、韩佳桐、王昱、不周