来源：环球科学、科技日报、中国科学报、新华社等

判断人工智能是否有意识：科学家提出14条标准

当下或以后的人工智能是否拥有意识，是一个公众和科学界都日益关注的话题。近日，一个由19位计算机科学家、神经科学家和哲学家组成的研究团队在一篇预印本论文（未经同行评审）中，基于一些人类意识理论，提出了14项标准以判断人工智能是否有意识。

在该论文中，研究者通过目前最可靠的一些神经科学理论评估现有的人工智能系统——包括循环处理理论（recurrent processing theory），全局工作空间理论（global workplace theory），高阶理论（higher-order theories），预测处理（predictive processing）和注意图式理论（attention schema theory）——得出了意识的“指标属性”，并用计算机术语加以阐释，总结出了14条标准以评估人工智能系统是否有意识。随后，研究者用这些标准测试了一些现有的主流人工智能，如ChatGPT、PaLM-E、AdA和Dall-E2等，发现没有任何一个人工智能可以同时满足数个标准，因此它们都不是拥有意识人工智能的有力候选者。这项工作为评估越来越像人类的人工智能提供了一个框架。但这项研究也表明，尽管目前的人工智能可能都没还有意识，要构建满足这些标准的人工智能，并不存在明显的技术障碍。

https://www.science.org/content/article/if-ai-becomes-conscious-how-will-we-know

长棘毛唇隆头鱼如何感知肤色变化

来源：Lorian Schweikert&Melissa D. Smith

快速改变肤色的能力在许多不同的动物中发生过多次演化，包括鱿鱼、两栖动物、爬行动物和鱼。这种性状有助于适应环境温度变化，吸引配偶，提供伪装等。同样，长棘毛唇隆头鱼（Lachnolaimus maximus）也会通过移动色素细胞内的色素来暴露或覆盖底下的白色组织，达到伪装或发送社交信号的目的。不过，它们如何调控和感知这种肤色变化一直未知。

近日，一项发表于《自然·通讯》（Nature Communications）的研究揭示了长棘毛唇隆头鱼如何发现并监测它们肤色的快速变化。研究者通过测量光对长棘毛唇隆头鱼不同部位的影响，用显微镜详细分析了它们的皮肤。他们在色素细胞下发现了名为SWS1的光受体，这些受体对穿透色素细胞表达颜色的光非常敏感，特别是对其珊瑚礁生境内的光的波长。最终，这些受体能向长棘毛唇隆头鱼反馈它们的肤色哪里以及如何发生了变化。研究者认为，类似的机制很可能也存在于其他变色动物中，如海尾蛇。

https://www.nature.com/articles/s41467-023-40166-4

久坐可增加日后的心脏病发作及中风风险

久坐会对人体健康造成损害。世卫组织曾有研究显示，久坐不动的生活方式会增加人的全因死亡率，使心血管疾病、糖尿病和肥胖症的风险增加一倍，也增加结肠癌、高血压、骨质疏松、血脂紊乱、抑郁以及焦虑的风险。而最近，在欧洲心脏病学会年会（ESC Congress 2023）发表的一项研究表明，童年时期累积的久坐时间可与日后的心脏病发作和中风风险提升有关。

研究者通过智能手表衡量的久坐时间，来评估儿童久坐对日后的心血管健康产生的影响。参与研究的儿童在11岁时，都曾佩戴拥有运动数据监测功能的智能手表7天，并在15岁和24岁时重复了这个步骤。在17岁和24岁时，科学家通过超声心动图（echocardiography）评估了参与者心脏中左心室的重量，并根据参与者的身高得出左心室质量指数（LVMI，单位为g/m2.7）。在考虑到年龄、性别、血压、体脂、吸烟、体育运动、健康状况与社会经济状况等因素的影响后，科学家研究了参与者的心脏数据与他们儿时久坐时间的关系。研究共涉及766名儿童，其中55%为女童。11岁时，儿童平均每天静坐362分钟，15岁时平均每天静坐474分钟，24岁每天静坐531分钟——从童年到成年初期，久坐时间平均每天增加169分钟。从11岁到24岁之间，久坐时间每增加一分钟，17岁到24岁之间左心室质量指数会增加0.004g/m2.7。将这个数字乘以169分钟的额外不活动时间，这相当于每天增加0.7g/m2.7。之前一项针对成人的研究曾发现，七年内左心室质量指数增加1g/m2.7与心脏病、中风和死亡风险增加两倍相关。研究者表示，儿童每天久坐的时间超过六小时，到成年后每天久坐的时间又增加了近三小时，这项研究表明，无论身体状况如何，久坐时间的积累都与心脏损伤有关。

https://www.escardio.org/The-ESC/Press-Office/Press-releases/Sedentary-time-in-children-linked-with-heart-damage-in-young-adulthood

印度“月船三号”成功在月球南极附近软着陆

来源：ISRO

当地时间8月23日，印度“月船3号”探测器在月球成功软着陆。这使得印度成为继美国、苏联及中国之后第四个实现月球软着陆的国家，并且是世界上第一个在月球南极附近实现受控软着陆的国家。大约4小时后，印度空间研究组织（ISRO）在X（原推特）上公布了“月船3号”软着陆后的第一批月球表面照片。其中有4张照片是在接近月球表面时由着陆器水平速度相机（Lander Horizontal Velocity Camera）拍摄；稍后公布的另一张照片由一种降落相机（Landing Imager Camera）拍摄，显示出了着陆点的一部分，以及航天器着陆腿的一部分及其阴影。

“月船3号”于当地时间7月14日从位于印度斯里赫里戈达岛（Sriharikota）的航天中心发射升空。“月船3号”由ISRO研发，主要包括一架名为“维克拉姆”（Vikram）的着陆器、推进舱，以及一辆名为“智慧”（Pragyan）的月球车。这辆月球车仅重约22千克，将在月球表面漫步两周左右，并且配备了两台可测量岩石和月壤组成的光谱仪，以便为科学家提供关于这片从未被探索过的月球区域的重要信息。

https://www.popsci.com/science/chandrayaan-3-moon-mission/

重症新冠可能会导致先天免疫系统的长期变化

先天免疫系统是人体阻挡病原体的第一道防线。近日，一项发表于《细胞》（Cell）的研究表明，重症新冠可能会导致先天免疫系统的长期变化。

研究人员检验了38名处于重症新冠或其它非新冠重病恢复期的患者和19名健康人员的血液样本。他们发现，在重症新冠恢复期患者的血液里，造血干细胞和祖细胞的基因表达出现了变化，促进了单核细胞（一种免疫细胞）的生成。此外，相比于健康人员和非新冠患者，重症新冠患者的单核细胞会分泌更多的炎症性细胞因子（inflammatory cytokines）。

研究人员推测是一种叫做IL-6的炎症性细胞因子起到了重要作用。为了验证这个假设，他们给部分处于病情早期的新冠患者和患类似新冠疾病的小鼠个体，注射了阻止IL-6与细胞结合的抗体。结果发现，被试和小鼠在康复过程中，不论是干细胞的基因表达指令，还是单核细胞和炎症性细胞因子的产生，受到的影响都很小。且被注射抗体小鼠的肺和大脑含有更少的单核细胞源的细胞，器官损伤也更小。由此可见，IL-6可能是导致重症新冠患者的长期炎症的因素。这项研究更加明确了新冠的发病机理，并强调了及时接种疫苗的重要性。

https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(23)00796-1?_returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS0092867423007961%3Fshowall%3Dtrue

南极海冰损失致帝企鹅繁殖失败

矮行星“创神星”拥有罕见的行星环

来源：Pixabay

帝企鹅（Aptenodytes forsteri）种群的成功繁殖和换羽，一般需要前一年4月至新一年1月间有持续连接到南极大陆的海冰。南极海冰范围的任何变化都会影响其繁殖，因为幼鸟在换羽之前没有防水的羽毛。而2022年春季，南极洲海冰面积创历史新低，并持续了一整年。12月初，南极海冰面积与2021年创下的历史最低水平持平。而其中受影响最大的是南极半岛以西的别林斯高晋海中东部海域，11月时，部分地区海冰浓度损失已达到100%。

据一项最新发表于《通讯·地球与环境》（Communications Earth&Environment）的研究，2022年春季，南极别林斯高晋海5个帝企鹅栖息地中有4个没有幼崽活到换羽。研究认为，繁殖完全失败是这一地区因气候变化造成前所未有的海冰损失的直接后果。研究人员使用覆盖2018至2022年间的卫星图像监控帝企鹅在繁殖季节出现在南极别林斯高晋海5个栖息地的情况。研究发现，在2022年12月换羽期开始之前，有4个栖息地出现海冰破碎的情况导致帝企鹅的繁殖完全失败。研究表明，这些栖息地中不太可能有任何雏鸟活到成功换羽。但卫星图像表明，剩下的一个栖息地中的幼鸟确实成功换羽了。这是过去13年里首次观察到帝企鹅的地区性繁殖失败，也是南极暖化对帝企鹅群体生存能力直接影响的首批证据之一。

https://www.nature.com/articles/s43247-023-00927-x

遗忘也是一种学习机制

来源：Pixabay

长期记忆会以一种神经元（印迹细胞）聚集的形式存储在大脑中，被称作“记忆印迹”（engram）。成功回忆起这些记忆则意味着该聚集组织的重新激活。近日，一篇发表在《细胞·报告》（Cell Reports）上的文章表明，我们获取特定记忆的能力主要基于环境的反馈与可预测性，忘记一些记忆或将触发更灵活的行为和更好的决策。因此，科学家认为“遗忘”本质上是一种学习机制，它允许大脑能够与动态的环境发生动态的交互。

研究人员设计了一种名为“追溯干扰”（retroactive interference）的遗忘形式：首先让小鼠建立起特定物体与特定环境的联系，一段时间后再评估小鼠识别物体是否处于原始环境的能力。当研究人员用竞争性的经历“干扰”小鼠的第一次记忆时，小鼠就会忘记这种关联。进一步，通过活动依赖性细胞标记技术，研究人员发现，追溯干扰导致了印迹细胞在回忆试验中的再激活减少，而使用光遗传学技术刺激标记的印迹细胞可以在不止一种行为情景下检索明显丢失的记忆。此外，当小鼠获得与被遗忘的记忆相关的新体验时，“丢失”的记忆印迹又能自然地恢复活力。

这些发现表明，记忆印记会以一种可逆、可更新的方式表达，而新的感知和环境输入调节了自然遗忘的过程。这项工作对阿尔茨海默病等记忆相关疾病的研究具有重要意义。

https://www.cell.com/cell-reports/fulltext/S2211-1247(23)01010-0

科学家提议重新定义胚胎概念

地球上总质量最重的野生哺

近年来的研究进展表明，人类干细胞可用于制造类似胚胎的结构，即胚胎模型（embryo model），从而重现早期胚胎发育的某些特征。此类研究引发了伦理难题，因为这些胚胎模型不符合过去对于胚胎的正式定义，因此不在胚胎研究“14天”准则的管辖范围内。近日，在发表于《细胞》（Cell）上的一篇观点文章中，科学家提出应重新定义人类胚胎的概念：除了此前定义的通过受精或克隆得到的胚胎之外，也应当包括具有发育成胎儿潜力的胚胎模型。

目前，很多国家遵循国际干细胞研究协会（ISSCR）2016年的建议，即受精后的人类胚胎不得在体外培养超过14天，这也被称为“14天”准则。而一些研究证据表明，胚胎模型在一定时间后，或可发育到相当于正常胚胎的生长阶段，在特定条件下可能会沿着发育轨迹继续继续前进，未来更完善的胚胎模型或有发育成胎儿的潜力。因此，在这篇文章中，科学家建议将胚胎定义为“一组具有胚外和子宫功能元素支持的、有可能形成胎儿的人类细胞”。同时，也有科学家对此提出了反对意见，指出目前的人类胚胎模型还处于非常初级的阶段，现在就正式做出改变可能为时过早，或许会造成误导性的结果。

https://www.nature.com/articles/d41586-023-02641-2

可吸收环境热能充电的电路

根据热力学第二定律，当两个系统处于同一温度时，无法将原子做热运动（即布朗运动）时的能量转化为有用功。但曾有研究发现，石墨烯原子在做布朗运动时，独特的振动特性使其具有从环境中吸收能量的潜力。近日，在一篇发表于《物理评论E》（Physical Review E）的文章中，同一研究小组证明了即使不存在温度差，基于石墨烯的电路也能够吸收环境热能并充电。

单层石墨烯的原子很容易随温度变化而上下翻转。科学家设计了一种石墨烯能量采集装置（GEH），将带负电的石墨烯薄片悬浮在两个金属电极之间，再连接到具有非线性电阻和存储电容器的二极管电路上。当石墨烯翻转时，金属电极会感应充电，形成交流电。而二极管电路能将其转化为脉冲直流电，为小型设备供电。目前，一家名为NTS Innovations的公司正在试图将GEH商业化，未来有望用于芯片、无线传感器等的充电。

https://phys.org/news/2023-08-scientists-nonlinear-circuit-harvest-power.html

首次从地面探测到神秘的海王星黑斑

来源：ESO/P. Irwin et al.

黑斑是巨行星大气层的常见特征，1989年，天文学家首次借助空间探测器在海王星表面发现了一个黑斑。但它并不是永久存在的特征，这导致天文学家一直都无法进行足够详细的研究。最近，发表在《自然·天文学》（Nature Astronomy）上的一项研究，首次借助地面望远镜观察到了海王星大气层中的黑斑，并记录了它的反射光谱。

2018年，哈勃空间望远镜在海王星北半球的大气层中发现了几个黑斑，研究人员立刻开始在地面上借助智利的甚大望远镜（VLT）观测它们。通过VLT的多元光谱探测仪（MUSE），研究人员可以记录海王星大气层及这些暗斑发射光线的3D光谱。不同波长的发射光来自海王星大气层的不同深度，因此这种光谱可以用于确定暗斑在海王星大气层所处的高度，同时光谱也提供了大气层不同化学成分的信息。根据观测结果，研究人员发现在海王星大气层暗斑所处高度的旁边，存在一种罕见的“伴生”云，它极其明亮，但位置较深，此前从未被发现。而暗斑很可能源于大气层中冰与雾霾颗粒混合导致雾霾层下方颗粒变暗。这项观测结果为海王星黑斑的性质和起源提供了进一步的线索，有助于更好地理解海王星。

https://www.nature.com/articles/s41550-023-02047-0

《科技导报》创刊于1980年，中国科协学术会刊，主要刊登科学前沿和技术热点领域突破性的成果报道、权威性的科学评论、引领性的高端综述，发表促进经济社会发展、完善科技管理、优化科研环境、培育科学文化、促进科技创新和科技成果转化的决策咨询建议。常设栏目有院士卷首语、智库观点、科技评论、热点专题、综述、论文、学术聚焦、科学人文等。