(本刊特約記者)

未完的棋局

關(guān) 毅(本刊特約記者)

60勝，人工智能最新的圍棋戰(zhàn)績定格在了這一數(shù)字上，唯一一盤和棋還是因為網(wǎng)絡(luò)斷線。新版“阿爾法圍棋”在網(wǎng)站上橫掃中韓等國頂級棋手?！鞍柗▏濉贝髣?，意味著人工智能進(jìn)步速度前所未有。不過探其究竟，到底是人工智能自身進(jìn)步速度可畏，還是背后的科學(xué)家令人生畏？答案耐人尋味?！鞍柗▏濉钡娜藱C(jī)大戰(zhàn)，引發(fā)人們對人工智能時代浮想聯(lián)翩。當(dāng)今世界，人類已依賴機(jī)器的計算與“算計”。從購物網(wǎng)站的精準(zhǔn)推送到電視劇的劇情設(shè)計，再到無人駕駛汽車中的識別技術(shù)，優(yōu)化計算在生活中無處不在，人工智能也可謂無處不在。人工智能的水平恰恰折射出人類自身的科技發(fā)展能力，人類在前進(jìn)，人工智能也在前進(jìn)。事實(shí)上，人類對人工智能的研究和測試，是一項極富挑戰(zhàn)性的工作，不論是它的復(fù)雜性和學(xué)科交叉性，還是它那些帶有根本性的思考和創(chuàng)新，都是人類對自身的不斷認(rèn)識和挑戰(zhàn)。從這一點(diǎn)看，這場超乎棋盤上輸贏的大棋局，未完待續(xù)。

中東將運(yùn)行首臺同步加速器有望徹底改變該地區(qū)科研現(xiàn)狀

中東地區(qū)首個大型國際研究中心曾經(jīng)歷了政治動蕩、國際制裁，甚至有兩位代表遭到暗殺。如今，中東同步輻射—光實(shí)驗科學(xué)與應(yīng)用(SESAME)正處于第一個亞原子粒子即將開始循環(huán)的邊緣。

位于約旦安曼附近的這臺機(jī)器于2016年12月開始在其133 m的環(huán)形軌道中加速電子，并將在2017年5月開始利用由此產(chǎn)生的強(qiáng)輻射束進(jìn)行科學(xué)研究。

由于缺乏資金，SESAME最初將只運(yùn)行其規(guī)劃容量的一半。但它在中東所處的地位意味著將對科學(xué)研究作出重大貢獻(xiàn)。SESAME負(fù)責(zé)人Khaled Toukan表示：“它將為我們這一地區(qū)最先進(jìn)的技術(shù)與科學(xué)搭建舞臺。”

SESAME是巴林、塞浦路斯、埃及、伊朗、以色列、約旦、巴基斯坦、巴勒斯坦民族權(quán)力機(jī)構(gòu)和土耳其之間合作的產(chǎn)物。它的創(chuàng)建同時得到了聯(lián)合國教育、科學(xué)和文化組織(UNESCO)的主持，并收到了來自其他國家和歐盟的資金。

這臺機(jī)器將生成一系列波長的光，它們隨后又被變成特定頻率的強(qiáng)光束。這些光束可以用來揭示材料、生物樣本以及人工制品的原子量級結(jié)構(gòu)。SESAME的空間可以容納24條光束。原計劃最初開放4條插槽，但缺乏資金意味著它只會打開兩條插槽——一條紅外和一個X射線。

中東的SESAME同步加速器將能夠用來研究文化寶藏(圖片來源：Adam Hart-Davis)

Toukan表示：“SESAME是世界的一部分，它經(jīng)歷了在政治上非常困難的時光，有很多的不穩(wěn)定性，并且也沒有錢?！?/p>

由于國際制裁阻止資金流動，伊朗無法完成自己的份額直至2017年1月。Toukan說，塞浦路斯沒有支付其運(yùn)行成本份額，因為該國在2011年遭遇了金融危機(jī)，而巴基斯坦僅支付了一半的年費(fèi)。他說，約旦和土耳其是唯一兩個支付了全部年費(fèi)的國家。同時，政治問題也開始觸及SESAME——在2009年和2010年，SESAME委員會成員、兩名伊朗物理學(xué)家因汽車炸彈襲擊身亡。

盡管如此，工程師們有望到2017年5月完成同步加速器的測試，而另一組260位研究人員(主要來自中東地區(qū)的大學(xué)和從藥理學(xué)到物理學(xué)的相關(guān)領(lǐng)域)隨后將可以申請兩條光束的使用時間。

Toukan希望這臺機(jī)器將能夠緩解該地區(qū)的人才流失，促進(jìn)科學(xué)界和產(chǎn)業(yè)之間的合作，同時為因缺乏資金而離開中東地區(qū)的研究人員提供機(jī)會。

由于SESAME靠近世界上許多的考古寶藏，因此該設(shè)施為研究這一地區(qū)的文化遺產(chǎn)提供了一個新的機(jī)會。

耶路撒冷希伯來大學(xué)考古定年學(xué)家Jan Gunneweg希望科學(xué)家能夠利用SESAME合作研究他們共同的歷史。許多文物——例如埃及木乃伊和精美的紙莎草紙——是易碎品，如果長途旅行需要很高的成本。Gunneweg指出：“一旦這些物質(zhì)暴露在空氣中，你就毀了它。”

Gunneweg想使用同步加速器更深入地研究羊皮紙的構(gòu)成和起源，包括死海古卷，這是已知最古老的圣經(jīng)文本。

SESAME的建造成本約為1.1億美元，只是在法國格勒諾布爾建造的歐洲同步輻射裝置價格的1/6，后者是世界上最先進(jìn)的同步加速器。除了比預(yù)期的規(guī)模要小，SESAME還接受了從歐洲設(shè)備上拆卸下來的部件，并且修建該設(shè)施的土地也是免費(fèi)的。

SESAME的另外兩條光束預(yù)計將在2018年年底前安裝完畢。SESAME用戶組織委員會成員之一、特拉維夫大學(xué)生物物理學(xué)家Roy Beck表示：“我希望全世界的科學(xué)家都能知道，這是中東人的一次真正的機(jī)會，我們將攜起手來，討論相關(guān)的話題?！?/p>

非洲發(fā)現(xiàn)最古老人類足跡距今370萬年 或為迄今最高大南方古猿所留

隨著一個高大的“男人”大步流星地走過東非大草原，腳下的土地被他踩出“吧唧”“吧唧”的聲音。附近一座火山爆發(fā)為大地鋪上了一層灰燼，而隨后的暴雨又將地面變成了一攤爛泥?！鞍蛇蟆薄鞍蛇蟆薄Ａ硗?個矮小的家伙在后面不遠(yuǎn)處緊緊跟隨著。“吧唧”“吧唧”。后來，混合著灰燼的雨滴再次從天而降，在366萬年的時間里掩蓋了他們的行蹤。

上述旅行的最初印記——這是已知與古人類有關(guān)的最早足跡——于20世紀(jì)70年代由人類學(xué)家Mary Leakey和她的研究團(tuán)隊在坦桑尼亞北部發(fā)現(xiàn)。

如今，40年過去了，研究人員在這個名為利特里的聞名于世的遺址附近發(fā)現(xiàn)了更多的古人類足跡。他們比較了更多古人類個體的足跡，發(fā)現(xiàn)其中有一位男性的體重為48 kg，身高1.65 m，這比已知任何南方古猿的化石記錄都要大。研究人員以電影《星球大戰(zhàn)》中身高2 m的“丘巴卡”(Chewie)為其命名。

研究人員指出，新的利特里足跡表明早期人類可能有類似于大猩猩的社會結(jié)構(gòu)，即由一名體格魁梧的雄性主宰著一群體格瘦小的雌性?？茖W(xué)家說，這些足跡同時也帶來了一個嚴(yán)峻的問題，那就是如何防止這些腳印被侵蝕。

研究人員在2016年12月14日出版的eLife雜志上報告了這一研究成果。

這些新足跡的發(fā)現(xiàn)源于對最初23 m長的腳印群的保護(hù)。自從20世紀(jì)90年代開始，這些腳印便受到樹根、雨水、水土流失以及其他因素的侵蝕。坦桑尼亞政府已經(jīng)批準(zhǔn)在該遺址上建立一座博物館，包括在這些足跡上涂抹保護(hù)層。

新發(fā)現(xiàn)的南方古猿足跡(圖片來源：Raffaello Pellizzon)

在準(zhǔn)備過程中，該國達(dá)累斯薩拉姆大學(xué)考古學(xué)家Fidelis Masao曾挖溝對這一地區(qū)進(jìn)行調(diào)查，之后于2014年1月發(fā)現(xiàn)了一個大的人類足跡。后續(xù)的挖掘在距離最初足跡150 m遠(yuǎn)的地方陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了12個更大的足跡——形成了一個32 m長的足跡群，以及來自一個較小個體的單一足跡。

經(jīng)典的利特里足跡曾被認(rèn)為屬于南方古猿阿法種——該物種最有名的代表人物便是來自埃塞俄比亞的具有320萬年歷史的露西。Masao的研究團(tuán)隊認(rèn)為，新的足跡很可能也是由同一群體中的個體留下的。

Masao和他的同事指出，這兩組腳印都是由從北往西的個體留下的，并且很可能是在同一次旅行期間。這些腳印發(fā)現(xiàn)于同一層火山灰中，因此可能是由相同的條件產(chǎn)生的。

參與此項研究的意大利佩魯賈大學(xué)脊椎古生物學(xué)家Marco Cherin表示：“這真的很神奇，這個團(tuán)隊以相同的速度沿著相同的方向前進(jìn)?！彼f：“他們走向何方我們并不知道。這些在利特里留下足跡的南方古猿或許只是像其他動物一樣漫無目的地行走?！?/p>

丘巴卡的足跡要比其他的足跡大得多——它們有27 cm長，幾乎相當(dāng)于Cherin的腳長(約英制10碼)。Cherin說，新的腳印表明早期人類比之前預(yù)想的具有更大的體型變化，從而對他們只有在250萬年前進(jìn)化出了更大的大腦之后才開始進(jìn)化出更大的體型的觀點(diǎn)提出了挑戰(zhàn)。Cherin的研究團(tuán)隊同時估計，其他個體的身高在1.11 m至1.49 m之間。

科學(xué)家破解稀有鉆石形成之謎有助推進(jìn)對地球深部環(huán)境的認(rèn)識

地球上一些最珍貴的鉆石往往清澈透亮、極其罕見，并且通常都非常大。研究人員一直想搞清這些鉆石是如何形成的，但通常很難實(shí)現(xiàn)，因為它們往往都待在人們的無名指上，而不是顯微鏡下。如今，對鉆石內(nèi)部的瑕疵進(jìn)行的一項新的分析提供了首個直接證據(jù)，表明這些價值連城的石頭是在地表下數(shù)百公里的液態(tài)金屬中“修煉而成”的。這項發(fā)現(xiàn)將能幫助推進(jìn)認(rèn)識地球的深部環(huán)境。

并未參與該項研究的加拿大埃德蒙頓市阿爾伯塔大學(xué)地球化學(xué)家Graham Pearson表示，之前的研究曾暗示了這一場景，但它們是不確定的。他說，新的研究“走了很長的一段路，為這些鉆石在哪里形成提供了一個解釋”。

科學(xué)家此次研究的鉆石屬于所謂的二型鉆石。此類鉆石含氮量很低，因此非常清澈?？茖W(xué)家很少能夠獲得這樣的鉆石。然而紐約市美國寶石學(xué)院(GIA)地質(zhì)學(xué)家Evan Smith和這項研究的其他作者卻有一個得天獨(dú)厚的優(yōu)勢——GIA每天都要處理數(shù)以千計的鉆石，其中就包括一些大型的價值不菲的石頭。

Smith和同事分析了53顆這樣的鉆石，特別是它們的內(nèi)含物——包裹在鉆石中的雜質(zhì)。長期以來，許多這樣的小斑點(diǎn)被認(rèn)為是由少量石墨(與鉆石一樣，是碳的另一種形式)形成的，因此會被珠寶商切下并扔掉。但在這53顆鉆石中，有38顆(約為72%)的內(nèi)含物是由石墨包裹的富含金屬的礦物質(zhì)構(gòu)成的，其中還含有鐵和鎳的合金。

這些內(nèi)含物中的其他物質(zhì)還包括氫和甲烷，這意味著這些內(nèi)容物曾經(jīng)是鐵、鎳、碳、硫和各種微量元素的熔融混合物。研究人員在2016年12月15日出版的《科學(xué)》雜志上報告了這一研究成果。

科學(xué)家破解大型鉆石形成之謎(圖片來源：Nemesis Internatonal DMCC)

其他15顆鉆石中的內(nèi)容物則包含有石榴石等硅酸鹽礦物質(zhì)。這是一個信號，表明這些鉆石是在地表下360 km至750 km的深度形成的，這是因為當(dāng)壓力高于地表下750 km時，石榴石是不穩(wěn)定的。隨后，這些鉆石通過科學(xué)家至今尚未完全搞清的過程隨著火山噴發(fā)被帶到了地球表面。而這些火山噴發(fā)留下的管狀沉積物——被稱為金伯利巖——是大多數(shù)鉆石的最終來源。

鉆石的一個特點(diǎn)是在生長過程中會把一些周圍物質(zhì)包裹在內(nèi)。由于鉆石是純碳物質(zhì)，非常穩(wěn)定，包裹在其中的物質(zhì)幾乎不太可能跟外界物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，因而保留了鉆石形成時周圍環(huán)境的特征。從包裹物主要成分為鐵來看，大型鉆石應(yīng)該是在液態(tài)金屬環(huán)境中形成的，這與小型鉆石的形成環(huán)境完全不同。

研究人員據(jù)此認(rèn)為，大型鉆石在地球內(nèi)部形成的深度要比絕大多數(shù)鉆石深得多，它們的形成深度可能是在地下360 km到750 km，而其他天然鉆石一般是在地下150 km至200 km深度形成的。

天然鉆石可分為一型鉆石與二型鉆石。兩者主要區(qū)別是氮含量，二型鉆石的純度特別高，氮雜質(zhì)極少，這種鉆石只占天然鉆石的2%。

新發(fā)現(xiàn)可以解釋為什么大型鉆石基本是二型鉆石，這是因為大型鉆石在液態(tài)金屬環(huán)境中形成，而氮會被金屬吸收，所以大型鉆石純度也較高。而絕大多數(shù)鉆石可能在硅酸鹽環(huán)境中通過其他化學(xué)反應(yīng)形成，所以地下150 km至200 km處形成的鉆石容易包裹更多的氮，純度相對較低。

這項研究的共同作者、華盛頓哥倫比亞特區(qū)卡內(nèi)基科學(xué)研究所地球化學(xué)家Steven Shirey表示：“這是一個最小的物質(zhì)能夠告訴我們這顆行星最大的故事的典型例子?！?/p>

激活干細(xì)胞基因使得老年小鼠變得年輕(圖片來源：Diez, O./picture alliance)

干細(xì)胞基因讓小鼠“返老還童”相關(guān)療法用于人類還需時日

干細(xì)胞能夠生成其他類型的體細(xì)胞，同時它還有另一項驚人的本領(lǐng)——保持年輕。研究人員如今利用這種能力延長了小鼠的壽命并且“翻新”了它們的器官組織。雖然這種方法在人體中可能行不通，但它有望在人們變老后依然使我們的身體充滿活力。

并未參與該項研究的美國加利福尼亞州帕洛阿爾托市斯坦福大學(xué)醫(yī)學(xué)院基因組學(xué)家Howard Chang表示：“這是一項完美的工作。”他認(rèn)為，這項研究強(qiáng)化了這樣一種認(rèn)識，即“衰老并不僅僅是一個被動的過程。完美能夠通過干涉來改變結(jié)果”。

就像皮膚和頭發(fā)，人類的染色體也能夠展現(xiàn)我們的年齡。染色體攜帶的分子連接物——被稱為表觀遺傳標(biāo)記——能夠幫助控制脫氧核糖核酸(DNA)的纏繞程度以及基因的活躍程度。但是隨著年齡的增長，這些標(biāo)記會發(fā)生變化，可能會搞砸使我們的細(xì)胞工作的基因活性的精確協(xié)調(diào)模式。

然而表觀遺傳修飾并不是永久不變的。通過開啟一些通常只在胚胎中活躍的基因，研究人員能夠?qū)⒊扇梭w細(xì)胞重編程為干細(xì)胞。這一過程能夠?qū)⒈碛^遺傳標(biāo)記恢復(fù)到年輕時的“設(shè)置”，并且似乎能夠讓老細(xì)胞“返老還童”。

在2011年進(jìn)行的一項研究中，科學(xué)家在實(shí)驗室中重編程了包括101歲老人在內(nèi)的細(xì)胞，重置了它們的表觀遺傳標(biāo)記并優(yōu)化了它們的新陳代謝。但是這種染色體重啟提供的好處能夠出現(xiàn)在實(shí)驗室以外嗎？

細(xì)胞重編程由日本學(xué)者山中伸彌于2006年發(fā)明，通過引入4種轉(zhuǎn)錄因子，將成體細(xì)胞轉(zhuǎn)化為誘導(dǎo)多能干細(xì)胞。誘導(dǎo)多能干細(xì)胞具有與胚胎干細(xì)胞一樣的分化為各類細(xì)胞的能力。細(xì)胞重編程用途廣泛，其中一項就是被用來逆轉(zhuǎn)衰老，但此前研究中的實(shí)驗小鼠不是早死，就是患癌。

為避免早衰或患癌等副作用，在這項新研究中，加利福尼亞州圣地亞哥市薩克生物研究學(xué)院發(fā)育生物學(xué)家Juan Carlos Izpisúa Belmonte和同事使用了部分重編程技術(shù)。細(xì)胞重編程一般需用2到3周時間，才能讓成體細(xì)胞轉(zhuǎn)化為誘導(dǎo)多能干細(xì)胞，但他們只利用上述轉(zhuǎn)錄因子重編程2到4天，因此獲得的并不是誘導(dǎo)多能干細(xì)胞。實(shí)驗顯示，經(jīng)過這種方法處理后，成體皮膚細(xì)胞仍然還是皮膚細(xì)胞，但細(xì)胞中的衰老跡象卻減輕了。

研究人員隨后利用部分重編程技術(shù)治療早衰癥小鼠，發(fā)現(xiàn)療效“顯著”：與未受治療的小鼠相比，受治療小鼠看上去更“年輕”，心血管及其他器官功能均得到改善。最讓人驚喜的是，受治療小鼠的壽命從18周延長至24周。

研究人員利用普通小鼠開展的實(shí)驗結(jié)果顯示，部分重編程技術(shù)增強(qiáng)了小鼠肌肉細(xì)胞與胰腺細(xì)胞在受傷后的再生能力。

他們還解釋說，部分重編程技術(shù)的“返老還童”作用，是通過修改細(xì)胞基因組中被稱為表觀遺傳標(biāo)記的化學(xué)標(biāo)記發(fā)生的。表觀遺傳標(biāo)記受環(huán)境影響而變化，負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)并保護(hù)基因組。這項研究表明，表觀遺傳變化至少是衰老的部分驅(qū)動因素之一。

研究人員認(rèn)為，通過化學(xué)物質(zhì)誘導(dǎo)表觀遺傳變化可能是幫助人類重獲青春“最有希望的途徑”。但他們也指出，鑒于衰老的復(fù)雜性，相關(guān)療法可能還需要多達(dá)10年時間才有可能進(jìn)入臨床試驗。

“我們的研究顯示，衰老也許不一定單向進(jìn)行，”Izpisúa Belmonte說，“衰老是有可塑性的，也許能通過仔細(xì)調(diào)制而逆轉(zhuǎn)?！毖芯咳藛T在2016年12月15日出版的《細(xì)胞》雜志上報告了這一研究成果。

Izpisúa Belmonte表示：“我們相信細(xì)胞的重編程具有將老的遺傳表觀程序轉(zhuǎn)變?yōu)槟贻p程序的能力，從而減緩衰老進(jìn)程?！?/p>

并未參與該項研究的加利福尼亞州洛杉磯市Cedars-Sinai醫(yī)療中心再生生物學(xué)家Clive Svendsen說：“我認(rèn)為這項研究驗證了一個概念，即部分重編程能夠恢復(fù)一些組織。”

谷神星存在古老“水世界”該發(fā)現(xiàn)進(jìn)一步拓寬對天體認(rèn)知

小行星可能看起來干旱而貧瘠，然而美國宇航局(NASA)的“黎明”號探測器日前發(fā)現(xiàn)，太陽系最大的小行星谷神星上卻“塞滿”了水。

亞利桑那州圖森市行星科學(xué)研究所核工程師T h o m a s Prettyman表示：“它一直在‘滲水’?！盤rettyman率領(lǐng)的研究團(tuán)隊研制了安裝在“黎明”號探測器上的中子計數(shù)儀。

研究人員在2016年12月15日出版的美國《科學(xué)》雜志上報告了這一研究成果。

如今，谷神星上的水要么是凍結(jié)的冰，塞滿了小行星內(nèi)部的孔隙；要么被鎖在小行星表面的水合礦物質(zhì)中。然而幾十億年前，在谷神星的歷史早期，形成太陽系時遺留下來的熱量可能使這顆小行星的內(nèi)部保持著溫暖。這使水得以攪拌和流動，從而幫助谷神星分離出巖石層與冰層。

在美國地球物理學(xué)會2016年12月15日于舊金山召開的一次會議上，加利福尼亞州帕薩迪納市NASA噴氣推進(jìn)實(shí)驗室行星科學(xué)家Carol Raymond表示：“我們知道，隨著時間的流逝，水與巖石會相互分離并相互作用?！?/p>

這一發(fā)現(xiàn)使得天文學(xué)家越來越意識到谷神星是一個活躍而潮濕的世界，從而進(jìn)一步拓寬了人們對一顆星球的認(rèn)知。如今，在谷神星上便有一座由鹽和冰及巖石構(gòu)成的4 000 m高的冰“火山”。

谷神星的直徑達(dá)940 km。它是如此之大，以至于占據(jù)了小行星帶大約1/3的質(zhì)量，而在學(xué)術(shù)上，它兼具一顆小行星以及一顆矮行星的特性。

谷神星占據(jù)了小行星帶全部重量的1/3(圖片來源：NASA/JPL)

通過研究從谷神星表面的水合礦物質(zhì)反射的光，研究人員估算了這顆小行星的密度，并在此基礎(chǔ)上得出了富含水的結(jié)論。他們同時還發(fā)現(xiàn)在這顆小行星的表面有水蒸發(fā)的跡象。但研究人員一直不知道谷神星上到底有多少水，直到“黎明”號探測器于2015年3月飛抵這顆小行星。

“黎明”號探測器通過計算宇宙射線轟擊谷神星表面后反射的伽馬射線和中子，從而對構(gòu)成這顆小行星的化學(xué)元素進(jìn)行了研究。Prettyman的研究團(tuán)隊還繪制了一幅谷神星的氫地圖，其中標(biāo)明了水冰以及水合礦物質(zhì)的存在。

谷神星上氫水平最高的區(qū)域位于高緯度的中間地帶，同時在北極擁有最大的濃度——大約30%的水。Prettyman指出，在赤道附近，冰凍的水可能已經(jīng)升華到太空中，并且在谷神星表面干涸。他說，在赤道，一名宇航員必須向下挖1 m才能夠發(fā)現(xiàn)冰凍的水，而在北極，他“只需要敲一下地面就會發(fā)現(xiàn)一個大冰塊”。

谷神星的潮濕與灶神星的貧瘠形成了鮮明對比，后者是一顆“黎明”號探測器于2011年至2012年拜訪的更加干燥的小行星。Prettyman表示，谷神星上的氫含量是灶神星的100多倍。

在2016年12月15日出版的《自然—天文學(xué)》雜志上發(fā)表的另一篇論文則揭示了谷神星上其他的水可能藏在哪里。由德國哥廷根市馬普學(xué)會太陽系研究所Thomas Platz率領(lǐng)的一個研究團(tuán)隊，研究了谷神星表面永遠(yuǎn)處于黑暗中的634個隕石坑。其中10個隕石坑的坑底存在明亮的區(qū)域，對其中1個進(jìn)行的光譜研究發(fā)現(xiàn)這里含有水冰。

研究人員指出，與月球和水星類似，缺少空氣的谷神星顯然設(shè)法在表面的黑暗區(qū)域中鎖住了冰凍的水。

科學(xué)家發(fā)現(xiàn)“掉牙”恐龍或為研究鳥喙演化提供重要線索

想象一下這是一幅多么奇怪的畫面——人類從生下來便擁有全套的牙齒，并且到了12歲便開始逐漸掉牙。而一種生活在距今1.6億年前的瘦小的雙足恐龍似乎就曾經(jīng)歷了類似的過程。一個古生物學(xué)家國際團(tuán)隊報告說，泥潭龍會隨著成熟而掉光所有的牙齒，最終換上一張平滑的“喙”。科學(xué)家認(rèn)為，這些發(fā)現(xiàn)可能為回答鳥喙的演化問題提供了重要線索。

科學(xué)家之前從未在恐龍中(甚至任何現(xiàn)存或絕滅的爬行動物中)見過這種轉(zhuǎn)化。隨著發(fā)育到成年，這種轉(zhuǎn)化使泥潭龍變得越來越具有植食性，從而避免了與更多的雜食性后代爭奪食物。

并未參與該項研究的英國愛丁堡大學(xué)古脊椎動物學(xué)家Stephen Brusatte表示：“這完全出乎意料?！彼f，泥潭龍可能是恐龍“怪異團(tuán)隊”的第一個成員。Brusatte表示：“這完全是有可能的，從生態(tài)學(xué)的角度來看，這些恐龍比我們所以為的更加有趣。”

對泥潭龍的首次描述尚不足10年，當(dāng)時是基于少量成年以及半成年的相對完整的化石。中科院古脊椎動物與古人類研究所研究員徐星表示，泥潭龍站立時不及人的腰部，這些輕盈的兩足生物從鼻子的尖端到尾部的尖端大約1.5 m長，重量約23.5 kg(相當(dāng)于一條中型犬)。徐星是第一篇論文以及新研究的合著者。然而從2009年開始，他與同事已經(jīng)從之前發(fā)現(xiàn)泥潭龍的巖層中挖掘出更多的化石標(biāo)本。

如今，研究人員手頭擁有代表了6個不同年齡階段的19具標(biāo)本，包括剛孵化的幼龍以及未成年的個體——這些幼年泥潭龍讓科學(xué)家大吃一驚。

研究表明，僅30 cm長的幼龍便生有幾十顆“根深蒂固”的長幾厘米的牙齒。而詳細(xì)分析則發(fā)現(xiàn)，那些稍微大一些的恐龍——大約幾歲大小——便開始從下巴的前后掉牙了，但它們依然生有34顆牙齒。然而到成年之后，泥潭龍便不再有一顆牙齒了。徐星和同事在2016年12月22日的《當(dāng)代生物學(xué)》網(wǎng)絡(luò)版上報告了這一研究成果。

科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種牙齒長“丟”了的恐龍(圖片來源：Yu Chen)

許多肉食性恐龍在撕咬獵物時會掉牙。并且徐星指出，像泥潭龍一樣，霸王龍的一些成員也會隨著生長而失去一些牙齒。但像泥潭龍這樣失去全部的牙齒，則是恐龍牙齒構(gòu)造中最徹底的變化。

美國馬里蘭大學(xué)帕克分校古脊椎動物學(xué)家Thomas Holtz認(rèn)為，新的發(fā)現(xiàn)“表明幼年恐龍并非是成年個體的迷你版本”。同位素證據(jù)顯示，在牙齒“丟失”的同時，這種恐龍的食性也發(fā)生了劇烈變化。Holtz推測，隨著時間的推移，泥潭龍飲食發(fā)生的任何變化可能有助于不同年齡段的恐龍在它們的生態(tài)系統(tǒng)中開辟不同的生態(tài)位，從而降低成年個體與未成年個體之間的食物競爭。

Holtz認(rèn)為可能會有更多類似的奇怪的恐龍。泥潭龍的少數(shù)近親——一些生活在相同時代，一些則生活在幾百萬年之后——目前只發(fā)現(xiàn)了身體的骨骼化石而沒有頭骨化石。這些缺失的頭顱則有可能具有徐星和同事在泥潭龍中發(fā)現(xiàn)的類似的解剖學(xué)變化。

只有未來的發(fā)現(xiàn)能夠講完這個故事?！斑@是最惱人的事情?！盚oltz說，“這些恐龍可能具有完整的血統(tǒng)?！?/p>

委內(nèi)瑞拉的馬拉開波湖是全球發(fā)生閃電最多的地方(圖片來源：NASA/Flickr)

科學(xué)家發(fā)現(xiàn)全球閃電最密集地區(qū)每年每平方公里233次

專家建議，如果你不想被閃電擊中，那么就別在開放區(qū)域或高大物體附近停留。但是如果你想更安全的話，請遠(yuǎn)離位于委內(nèi)瑞拉中部的馬拉開波湖。衛(wèi)星數(shù)據(jù)表明，那里(位于南美洲北部)1 km2區(qū)域每年發(fā)生的閃電多達(dá)200余次。

并未參與該項研究的美國西雅圖市華盛頓大學(xué)大氣物理學(xué)家Robert Holzworth表示：“馬拉開波湖是全世界最大的閃電發(fā)生器?！?/p>

這一發(fā)現(xiàn)來自于一顆名為“熱帶降雨測量任務(wù)”的人造衛(wèi)星所裝載的儀器，該衛(wèi)星于1997年到2015年在軌運(yùn)行。

巴西圣保羅大學(xué)氣象學(xué)家Rachel Albrecht指出，這顆衛(wèi)星在覆蓋了北緯38°(相當(dāng)于希臘雅典的緯度)至南緯38°(位于澳大利亞墨爾本南部)之間每一個角落的一條軌道上圍繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)，它一次可以觀測約600 km2的面積。Albrecht強(qiáng)調(diào)，該衛(wèi)星每天大約飛過一個點(diǎn)3到6次，每次能夠觀測約90 s。

Albrecht和她的同事計算了1998年至2013年由這顆衛(wèi)星發(fā)現(xiàn)的每10 km2內(nèi)的閃電次數(shù)。隨后，研究人員基于每年每平方公里的觀測結(jié)果，統(tǒng)計了地球上前500個閃電熱點(diǎn)地區(qū)。(數(shù)據(jù)表明，由于衛(wèi)星每天只能觀測每一個點(diǎn)約10 min，所以熱區(qū)中最熱的地方每年都可能被閃電擊中數(shù)萬次。)研究人員表示，許多氣象學(xué)家早就注意到，這種由天基調(diào)查收集硬數(shù)據(jù)的做法正在成為一般趨勢。

一般情況下，閃電在陸地上出現(xiàn)的比在海洋上更頻繁，同時夏天的閃電比冬天多，并且閃電大多出現(xiàn)在當(dāng)?shù)貢r間中午到下午6點(diǎn)之間。隨著高空和地面空氣之間出現(xiàn)的溫度差，這些因素中的每一個都傾向于增加，這反過來又增加了潮濕空氣上升的數(shù)量，從而為雷暴提供了“燃料”。

當(dāng)然例外情況比比皆是，但馬拉開波湖的閃電熱點(diǎn)區(qū)域卻具有全部三個趨勢：它的閃電大部分發(fā)生在湖上，時間為午夜時分到上午5點(diǎn)之間，一般出現(xiàn)在春季后期和秋季?？偠灾l(wèi)星發(fā)現(xiàn)，在相當(dāng)于美國康涅狄格州面積的馬拉開波湖中，每平方公里每年約發(fā)生233次閃電。研究人員在2016年12月出版的《美國氣象學(xué)會學(xué)報》上報告了這一研究成果。

Albrecht指出，世界上許多閃電熱點(diǎn)地區(qū)都與陡峭的地形有關(guān)，這有助于建立冷暖氣團(tuán)之間的沖突，從而可以驅(qū)動雷暴的發(fā)展。

這項新研究的共同作者、馬里蘭州綠帶市國家海洋與大氣管理局大氣物理學(xué)家Steven J. Goodman表示，世界上至少還有14個大型湖泊，包括非洲的維多利亞湖和坦噶尼喀湖，也是閃電熱點(diǎn)地區(qū)。他說，雖然馬拉開波湖是所有熱點(diǎn)地區(qū)中最熱的那一個，但中部非洲仍然是遭受閃電襲擊最廣泛的地區(qū)——世界“500強(qiáng)”中有283個位于那里。

最精細(xì)三維海洋圖問世將全球水體分成37個類別，有助海洋生態(tài)保護(hù)

海洋學(xué)家正在像分食節(jié)日火雞一樣瓜分世界海洋。從深而寒冷的極地海域到缺氧的黑海，一張新的三維地圖將全球水體分成了37個類別。

新的三維地圖將具有相似溫度、鹽度、氧氣和營養(yǎng)水平的海洋地區(qū)組合在一起。它剛剛問世幾個月，研究人員仍在研究如何使用它。但開發(fā)該三維地圖的國際團(tuán)隊希望它將幫助環(huán)保主義者、政府官員和其他人更好地了解海洋生物地理學(xué)信息以及作出保護(hù)海洋的決策。它同時還可以作為分析未來海洋變化的一條具有豐富數(shù)據(jù)的基線。

許多現(xiàn)有系統(tǒng)也試圖對海洋變化進(jìn)行分類，例如大的海洋生態(tài)系統(tǒng)列表和朗赫斯特生物地理省份(由海洋生物消費(fèi)碳的速度所定義)。但這些系統(tǒng)往往局限于海表或海岸生態(tài)系統(tǒng)。而最新的工作，被稱為海洋生態(tài)單位(EMU)，是迄今為止在三個維度上覆蓋全球海洋的最詳細(xì)的嘗試。

幫助開發(fā)這張三維地圖的美國加利福尼亞州雷德蘭茲市地理信息系統(tǒng)公司Esri的首席科學(xué)家Dawn Wright表示：“人們經(jīng)常遺漏的是海表與海底之間的部分?！彼f：“而這正是我們的項目有望呈現(xiàn)給用戶的東西?！?/p>

Esri在2016年9月為EMU數(shù)據(jù)建立了一個門戶網(wǎng)站，并在此后的會議上多次提出這一概念。Wright則在12月16日美國地球物理學(xué)會于加利福尼亞州舊金山召開的一次會議上描述了這一研究成果。

EMU能夠幫助解釋海洋生物為什么在那里生活。在東部熱帶太平洋海域，三維地圖展現(xiàn)了富含氧氣的海水與缺乏氧氣的海水之間的一種復(fù)雜相互作用。在某些點(diǎn)上，低氧區(qū)的邊界在向海洋表面移動，而在其他一些區(qū)域則向更深處傾斜。

北卡羅萊納州達(dá)勒姆市杜克大學(xué)海洋生態(tài)學(xué)家Patrick Halpin認(rèn)為，這一變化影響了具有重要經(jīng)濟(jì)價值的金槍魚漁業(yè)的坐標(biāo)。他說：“從三個維度來看，這是一件很有趣的事，相當(dāng)獨(dú)特和令人滿意?！?/p>

Halpin強(qiáng)調(diào)，這些數(shù)據(jù)可以指導(dǎo)聯(lián)合國劃分一系列具有生態(tài)或生物學(xué)意義的海洋區(qū)域，從而為保護(hù)海洋生態(tài)環(huán)境打下基礎(chǔ)。同時，分析EMU的分布將有助于查明這些海洋區(qū)域的邊界，并且確保該區(qū)域能夠獲得全部的海洋生物地理多樣性。

開普敦一家研究機(jī)構(gòu)的空間分析協(xié)調(diào)員Heather Terrapon說，南非國家生物多樣性研究所對使用EMU很感興趣，它可以為該國將在2019年進(jìn)行的下一次國家生物多樣性評估更新有關(guān)開放海洋和深海棲息地的數(shù)據(jù)。

挪威GRID-阿倫達(dá)爾環(huán)境信息管理中心海洋地質(zhì)學(xué)家Peter Harris則表示，那些沒有錢收集自己數(shù)據(jù)集的國家可以使用免費(fèi)的EMU數(shù)據(jù)并通過可視化管理它們的海洋資源。

EMU的產(chǎn)生是在陸地上使用類似繪圖技術(shù)的一項計劃的第二步。政府間地球觀測組織曾要求弗吉尼亞州萊斯頓市美國地質(zhì)調(diào)查局生態(tài)學(xué)家Roger Sayre率領(lǐng)一支隊伍對陸地生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行分類。

與Wright一起負(fù)責(zé)EMU項目的Sayre表示，接下來，研究人員便將他們的目光從陸地轉(zhuǎn)向了海洋?！八拖裆鷳B(tài)系統(tǒng)在全世界的映射”。

EMU 地圖展示了愛爾蘭海域的海水狀況(圖片來源：Keith VanGraafeiland & Sean Breyer)

研究人員從由美國國家海洋與大氣管理局負(fù)責(zé)的世界海洋地圖集中的5 200萬個數(shù)據(jù)點(diǎn)入手。它們包括了每隔27 km采集的化學(xué)和物理參數(shù)信息，并由此形成了一個三維網(wǎng)格。在此基礎(chǔ)上，研究人員添加了其他數(shù)據(jù)，例如海底形狀，并利用統(tǒng)計學(xué)技術(shù)把最終的結(jié)果劃分為不同的類別。

谷歌透露神秘高手為新版“阿爾法圍棋”在網(wǎng)上對弈中橫掃中日韓多位圍棋高手

位于英國倫敦的谷歌公司下屬人工智能公司“深度思維”日前證實(shí)，近日在全球圍棋界引發(fā)軒然大波的神秘“棋手”實(shí)際上是2016年人機(jī)大戰(zhàn)中擊敗韓國棋手李世石的人工智能程序“阿爾法圍棋”的最新版本。

自2016年12月起，只知道名字的神秘賬號“Master(P)”在一連串的網(wǎng)上對弈中橫掃中日韓多位圍棋高手，包括戰(zhàn)勝了目前世界排名第一的19歲中國圍棋選手柯潔。

圍棋一直被認(rèn)為是有史以來最復(fù)雜的棋盤游戲，而計算機(jī)如果想要“攻克”圍棋也絕對不是一件簡單的事情。但是2016年3月，“阿爾法圍棋”以4比1戰(zhàn)勝了曾多年占據(jù)世界排名第一位的韓國圍棋選手李世石。這場對決讓人工智能領(lǐng)域的新成果獲得空前關(guān)注。也被許多人昵稱為“阿爾法狗”的“阿爾法圍棋”是“深度思維”公司開發(fā)的一項人工智能程序。

棋手們曾預(yù)感到Master(P)可能是一個人工智能程序，這是因為它在一個在線平臺上突然出現(xiàn)，連續(xù)在圍棋快棋戰(zhàn)中戰(zhàn)勝了幾十名對手。英國圍棋選手Jon Diamond之前曾表示：“無論它是什么，這真的令人印象深刻?！?/p>

2017年1月4日，谷歌公司下屬“深度思維”公司首席執(zhí)行官Demis Hassabis在推特上轉(zhuǎn)發(fā)了該公司的一份聲明，參與測試“阿爾法圍棋”的棋手樊麾也在微博上發(fā)布了聲明的中文版。聲明說：“我們最近很努力地開發(fā)阿爾法圍棋，剛過去的幾天我們在網(wǎng)絡(luò)的對弈平臺進(jìn)行了一些非正式的快棋對局，目的是為了檢驗我們最新版本的阿爾法圍棋是否如我們的預(yù)期?！?/p>

過去幾天，Master(P)在一些網(wǎng)站上先后擊敗了目前世界排名第一的柯潔、韓國目前第一人樸廷桓等多位擁有世界冠軍頭銜的棋手。最終這個“網(wǎng)絡(luò)棋手”在與圍棋高手的對弈中實(shí)現(xiàn)60場不敗。

“深度思維”在聲明中說：“我們需要感謝所有與我們的Mmgister(P)和Master(P)賬戶在弈城圍棋網(wǎng)以及野狐圍棋網(wǎng)對弈的棋手，也要感謝所有觀戰(zhàn)的人！”

該公司說，在結(jié)束了非正式測試后，非常期待在2017年晚些時候與圍棋組織以及專家一起進(jìn)行一些正式、完整的比賽，在相互啟發(fā)的氛圍中共同探討圍棋的奧妙，“我們希望盡快發(fā)布其他公告”。

新版本的“阿爾法圍棋”這次假裝“網(wǎng)絡(luò)棋手”橫掃一眾高手的行為，也為接下來的人機(jī)對決進(jìn)行了很好的預(yù)熱。Hassabis表示，新版本的“阿爾法圍棋”將在2017年晚些時候進(jìn)行正式的、完整的圍棋比賽。然而它在這場比賽中的水平如何尚不清楚，因為這種比賽的規(guī)則不同于網(wǎng)上論壇的比賽。

法國里爾圍棋程序自由開發(fā)人員Remi Coulom指出，網(wǎng)絡(luò)對弈通常都以快棋形式進(jìn)行，這更有利于電腦而不是人類。但他強(qiáng)調(diào)：“我仍認(rèn)為這一戰(zhàn)績能很大程度上說明，人工智能程序在節(jié)奏更慢的正式對弈中也會有上佳表現(xiàn)?！?/p>

新版本的“阿爾法圍棋”至今只進(jìn)行了幾十場公開比賽，因此“深度思維”公司決定公開對其進(jìn)行測試，從而使得圍棋選手能夠?qū)@一程序進(jìn)行更多的研究。

英國圍棋選手Niall Cardin表示：“我個人認(rèn)為這是非常美妙的，人們都在關(guān)注和研究這些游戲。有很多走法真的很新穎并且令人驚訝?！?/p>

據(jù)悉，“阿爾法圍棋”用到了很多新技術(shù)，如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、深度學(xué)習(xí)、蒙特卡洛樹搜索法等，使其實(shí)力有了實(shí)質(zhì)性飛躍。美國臉書公司“黑暗森林”圍棋軟件的開發(fā)者田淵棟曾在網(wǎng)上發(fā)表分析文章說：“‘阿爾法圍棋’這個系統(tǒng)主要由幾個部分組成：①走棋網(wǎng)絡(luò)，給定當(dāng)前局面，預(yù)測／采樣下一步的走棋；②快速走子，目標(biāo)和①一樣，但在適當(dāng)犧牲走棋質(zhì)量的條件下，速度要比①快1 000倍；③估值網(wǎng)絡(luò)，給定當(dāng)前局面，估計是白勝還是黑勝；④蒙特卡洛樹搜索，把以上這三個部分連起來，形成一個完整的系統(tǒng)?！?/p>

(2017年1月16日收稿)

（編輯：沈美芳）

The unfinished game

GUAN Yi

10.3969/j.issn.0253-9608.2017.01.011