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· 科学突破 ·
Science 2023年度十大科学突破
12月14日，《科学》（Science）发布了2023年度的十大科学突破榜单，其中包括一项科学突破冠军奖以及九项科学突破入围奖。它们代表这一年中最重大的科学发现、科学进展及未来趋势。
减肥药GLP-1有望战胜肥胖（荣获科学突破冠军奖）：GLP-1最初是为治疗糖尿病开发的，它可显著减轻体重，且副作用大多可控。在一项大型试验中，GLP-1药物被证明也能改善心脏健康，其有望治疗更广泛的疾病。
抗体疗法在减缓阿尔茨海默病方面取得进展：今年1月，美国监管机构批准了第一种药物，**该药物通过解决疾病的潜在生物学问题，明显减缓了患者认知能力的下降；**相关的第二种治疗方案也紧随其后。虽然二者都不能彻底治愈该疾病，且都存在严重风险，但它们还是为患者和家人带来了新的希望。
寻找天然氢源的热潮：美国地质调查局一项未发表的研究表明，地球上可能储存有1万亿吨氢气，足以满足未来数千年燃料和肥料不断增长的需求。我们正见证一场能源热潮的开始。与石油不同，这场热潮基于地球内部自然产生的氢气，这种气体可能会成为气候的解药，而不是毒药。
在全球机构中系统性改变职业早期科学家的待遇：在过去的一年里，世界多地的职业早期科研人员联合起来要求改变工资低和工作条件不佳的现状，为其所在群体争取应得的利益与权利。一些大学已经采取行动，帮助院系适应不断上涨的人事成本。
接近美洲远古人类定居的历史真相：此前人们认为，最早的美洲移民是通过曾经连接白令海峡的陆地从亚洲迁徙而来，大约在16,000年前沿着太平洋海岸向南行进。但在今年，研究人员验证了2021年在古老湖泊岸边发现的可追溯到21,000到23,000年前的人类足迹，将这一时间提前了至少5,000年。
地球的碳泵正在减速运行：连接着世界上所有海洋的地球翻转环流过程，像碳泵一样帮助捕获了人类每年排放的三分之一的碳。今年，一项直接证据揭示了环流减速的现象，碳泵正在减速运行，而这可能会进一步放大气候变化。
巨型黑洞合并产生的星际信号在无声轰鸣：今年6月，多个国际脉冲星测时阵列组织同时宣布捕捉到了可能是宇宙中两个超大质量的黑洞相互环绕、紧密摩擦所产生的纳赫兹引力波信号。这一观测是迄今为止对这些庞大黑洞双星系统存在的最有力支持，其也体现了利用来自遥远恒星的信号来探测引力波是一种强有力的观测手段。
AI辅助天气预报的发展：过去的一年里，包括谷歌、华为和英伟达在内的科技公司已经训练了人工智能模型，可以提前10天预测天气，其准确性可与传统模型相媲美，甚至超过传统模型，而且计算开销要小得多。
抗击疟疾的新希望：经过大规模评估，全球第一种抗疟疾疫苗Mosquirix确能显著降低幼儿的死亡率。今年，世界卫生组织还批准了名为R21（或MatrixM）的第二种疫苗加入抗击疟疾的行列。这两种疫苗每年能防止数万名儿童的死亡。
百亿亿次超级计算时代的来临：今年，美国橡树岭国家实验室的Frontier计算机成为首台向科学用户开放的公认百亿亿次级计算机，它能以每秒一百亿亿次运算的速度解决从气候到材料等领域的挑战。其他的超级计算机也将紧随其后，人们正以前所未有的规模打开科学之门。
此外，还有美国南极计划（USAP）研究规模大幅缩减、室温超导声明破坏可信力、停止共享数据等举措限制Twitter（现X）上的科学研究等入选本年度科学退步榜。（ScienceAAAS）
· 流行病学 ·
感染流感可能与新冠一样，会出现后遗症
很多研究发现在新冠大流行中，病毒会攻击人体的多个器官，可能导致一系列持久且往往致残的健康问题，即新冠后遗症。12月14日，在一项发表于《柳叶刀·感染病学》（The Lancet Infectious Diseases）的研究中，美国华盛顿大学医学院等机构的科学家发现，因季节性流感住院的人也会遭受长期负面的健康影响，尤其是肺部和呼吸道。
研究人员借助美国退伍军人事务部的医疗保健数据库，分析了82880名因新冠感染住院的患者和10985名因季节性流感住院的患者在感染后18个月期间的状况，并对他们的死亡风险、住院率以及和身体主要器官系统相关的94种不良健康结果进行了评估。研究显示，在感染新冠病毒和流感病毒后的18个月内，因为病情住院的患者出现死亡、再入院和许多器官系统健康问题的风险会增加，风险最高的时间是初次感染后30天或之后的几个月。在研究期间，新冠感染者的死亡风险会比季节性流感患者高50%。尽管新冠感染的健康损失风险比季节性流感更大，但感染这两种病毒都会带来重大的残疾和疾病风险。研究人员发现，新冠感染和68%的健康风险增加（94种不良健康结果中有64种）有关，而流感与6%的健康风险增加有关（94种不良健康结果中有6种），主要是在呼吸系统。（WASHINGTON UNIVERSITY IN ST. LOUIS）
· 人工智能 ·
一种大语言模型加上评价框架带来新数学发现
基于人工智能的工具（例如大语言模型，LLM）有望加速科学发现，解决长久存在的问题，但它们有时受制于“幻觉”，导致作出看似合理但错误的陈述。但在LLM中加入评估步骤，系统地衡量潜在解决方案的准确性，或许使得靠LLM帮助应对复杂问题成为可能。这些问题一般需要可验证且定义明确，使这一工具在数学科学中有潜在价值。最近，《自然》（Nature）上的一项研究提出了一种方法，利用LLM结合系统的、迭代的评估框架，对一个著名的数学问题作出了新发现。这一方法或可改进LLM用来解决问题和学习新知识的途径。
研究人员提出的新方法名为FunSearch（搜索函数空间），它将一组产生创造性解决方案的LLM和一个作为检查者以避免错误建议的评估程序结合起来。他们将FunSearch应用到了著名的上限集问题（cap set problem，数学中涉及计数和排列领域的一个中心问题），发现了超越最著名上限集的大上限集新构造。研究人员表示，FunSearch的成功关键是它会寻找描述如何解决一个问题的程序，而非寻找解决办法。因为FunSearch的结果是程序，结果易于人类解释和验证，这意味着该方法有望激发该领域的进一步思考。不过，这个方法可能还不适合所有类型的挑战，但提出未来改进或可使FunSearch应用于更大范围的问题。
· 天文学 ·
土卫二羽流中发现更多有机分子
卡西尼号宇宙飞船在2005年首次发现了大量物质羽流从土卫二（Enceladus）的南半球逃逸到宇宙空间。这些羽流似乎是来自卫星冰面裂缝下的地下海洋，此前的分析确定了样本中存在水、二氧化碳、甲烷、氨和分子氢。最近，《自然·天文学》（Nature Astronomy）发表的一项研究指出，土卫二释放的气体羽流中还包含甲醇、乙烷和氧以及更多的有机分子。
研究人员重新分析了卡西尼号在2011和2012年两次飞越期间通过离子和中性质谱仪（INMS）收集的数据，将之与一个大型已知质谱库进行了比较，并使用统计分析技术分析了羽流物质数十亿种可能的成分，他们发现最有可能的组成是5种已经识别出来的分子和新识别的碳氢化合物氰化氢（HCN）、乙炔（C2H2）、丙烯（C3H6）和乙烷（C2H6），以及痕迹的醇类（甲醇）和分子氧。研究人员认为，土卫二表面之下这一成分多样的化学物质储库可能符合宜居环境，或可支持微生物群。但他们也指出，这些化合物支持土卫二生命的能力很大程度上取决于它们在表层下海洋中的稀释程度。
· 健康 ·
早吃饭能降低患心血管疾病的风险
根据全球疾病负担研究，心血管疾病是全球主要的死亡原因，2019年每年有1860万人死亡，其中约790万人的死亡和饮食相关。这也意味着在心血管疾病的发展过程中，饮食习惯起到了重要作用。除了昼夜光照之外，饮食周期同样能够调节人体的生物钟，从而影响心脏代谢功能，比如调节血压。现代社会盛行晚吃饭或者不吃早餐的饮食习惯，这或会影响身体各器官的昼夜节律，从而影响血压调节等心脏代谢功能。
12月14日，在一篇发表于《自然·通讯》（Nature Communications）的研究中，研究人员为了研究饮食习惯与心血管疾病风险的关系，分析了来自NutriNet-Santé群体（共有103389参与者，其中79%为女性）的数据。为了减少可能的偏差，研究人员考虑了大量的混淆变量，尤其是社会人口因素、饮食营养、生活方式和睡眠周期。研究发现，早饭每晚吃一小时，患心血管疾病的风险就升高6%，而在9点后吃晚饭的人相较于8点前吃晚饭的人会高出28%的患病风险（包括中风等），尤其是对女性而言。同时，较长的夜间禁食时间（一天的最后一餐和第二天的第一餐之间的间隔）与降低脑血管疾病的风险有关。这些结果表明，进食的时间与预防心血管疾病紧密关联。（National Research Institute for Agriculture, Food and Environment）
撰写：不周、clefable
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发表于 2023-12-16 20:03:30
