何日獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷

關(guān)毅 (本刊特約記者)

國(guó)際電信聯(lián)盟第二屆“人工智能造福人類(lèi)全球峰會(huì)”2018年5月15日在瑞士日內(nèi)瓦開(kāi)幕。會(huì)議探討了如何利用人工智能加速實(shí)現(xiàn)聯(lián)合國(guó)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)，并著重在衛(wèi)生醫(yī)療、智慧城市、消除貧困等方面推動(dòng)落實(shí)一批人工智能應(yīng)用項(xiàng)目。目前，人工智能正走出實(shí)驗(yàn)室進(jìn)入人們的日常生活，而大數(shù)據(jù)是推動(dòng)力之一。這場(chǎng)“數(shù)據(jù)革命”可以幫助解決人類(lèi)面臨的最大挑戰(zhàn)，但同時(shí)也對(duì)隱私和安全造成嚴(yán)重影響，加劇了人們對(duì)就業(yè)等問(wèn)題的擔(dān)憂(yōu)。對(duì)于中國(guó)在人工智能領(lǐng)域的現(xiàn)狀，國(guó)際電信聯(lián)盟秘書(shū)長(zhǎng)趙厚麟表示，中國(guó)如今已經(jīng)處于全球人工智能開(kāi)發(fā)第一梯隊(duì)，假以時(shí)日定能在這一領(lǐng)域獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷。雖然中國(guó)在高端芯片制造等核心技術(shù)上與世界頂級(jí)水平還有不小差距，但在人工智能的研發(fā)進(jìn)展、市場(chǎng)規(guī)模、應(yīng)用范圍以及推廣力度等方面都是其他國(guó)家無(wú)法比擬的。以中國(guó)在無(wú)人機(jī)、機(jī)器人、無(wú)人駕駛方面的產(chǎn)業(yè)研發(fā)和市場(chǎng)占有率為例，中國(guó)完全具備領(lǐng)跑全球的實(shí)力，可以做出一些別人從未實(shí)現(xiàn)的成績(jī)。

人工智能界抵制韓美自主武器研發(fā)

聯(lián)合國(guó)召開(kāi)會(huì)議討論“殺手機(jī)器人”問(wèn)題

來(lái)自29個(gè)國(guó)家的57位科學(xué)家日前呼吁聯(lián)合抵制一所韓國(guó)大學(xué)，因?yàn)樵O(shè)立在該校的一個(gè)新的中心旨在利用人工智能強(qiáng)化國(guó)家安全。人工智能科學(xué)家表示，該大學(xué)正在開(kāi)發(fā)自主武器，又稱(chēng)“殺手機(jī)器人”，而該大學(xué)官員則表示，這項(xiàng)研究的目標(biāo)是改善現(xiàn)有的防御系統(tǒng)。

2018年2月20日，位于大田的韓國(guó)先進(jìn)科學(xué)技術(shù)研究院(KAIST)慶祝其新的國(guó)防和人工智能融合研究中心成立。一個(gè)已經(jīng)被該校刪除的網(wǎng)頁(yè)宣稱(chēng)，將與韓國(guó)韓華系統(tǒng)公司聯(lián)合運(yùn)營(yíng)該中心，其目標(biāo)是“基于人工智能的命令和決策系統(tǒng)，為海底大規(guī)模無(wú)人駕駛機(jī)器人提供組合導(dǎo)航算法；研發(fā)基于人工智能的飛機(jī)訓(xùn)練系統(tǒng)和對(duì)象跟蹤與識(shí)別技術(shù)”。

人工智能迅速發(fā)展給社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域帶來(lái)深遠(yuǎn)影響，對(duì)軍事作戰(zhàn)系統(tǒng)研發(fā)也帶來(lái)全新理念。然而，人工智能界的專(zhuān)家學(xué)者及防務(wù)分析人士認(rèn)為，機(jī)器人暴動(dòng)僅是科幻小說(shuō)式的終極噩夢(mèng)。軍事機(jī)器人革命帶來(lái)的倫理、法律及政策等問(wèn)題，尤其是自主武器能否自行判斷殺敵與否，才是人們亟須擔(dān)憂(yōu)和討論的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。

澳大利亞悉尼新南威爾士大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)家Toby Walsh發(fā)起了抵制活動(dòng)，他擔(dān)心這項(xiàng)研究將被應(yīng)用于自主武器，包括無(wú)人駕駛飛機(jī)或潛艇、巡航導(dǎo)彈、自主操作的防衛(wèi)機(jī)槍或戰(zhàn)場(chǎng)機(jī)器人。

“令人遺憾的是，像KAIST這樣的知名機(jī)構(gòu)似乎在加速軍備競(jìng)賽，以開(kāi)發(fā)這種武器?！笨棺h者在一封公開(kāi)信中這樣表示，“因此，我們公開(kāi)宣布，我們將抵制與KAIST的任何部門(mén)進(jìn)行合作，直到KAIST的院長(zhǎng)作出保證——我們一直在尋求但沒(méi)有得到，該中心將不會(huì)開(kāi)發(fā)缺乏有意義的人類(lèi)控制的自主武器?！?/p>

在2006年韓國(guó)軍方對(duì)武器系統(tǒng)進(jìn)行的一次測(cè)試中，一個(gè)自治的哨兵凍結(jié)了一名“入侵者” （圖片來(lái)源：KIM DONG-JOO/AFP/Getty Images）

KAIST院長(zhǎng)Sung-Chul Shin準(zhǔn)備了一份聲明，排除了開(kāi)展此類(lèi)活動(dòng)的可能性。他說(shuō)：“我很難過(guò)地聽(tīng)到有人宣布因?yàn)橐兄茪⑹謾C(jī)器人而抵制KAIST。我想重申，KAIST并不打算參與開(kāi)發(fā)致命的自主武器系統(tǒng)和殺手機(jī)器人。在應(yīng)用包括人工智能在內(nèi)的所有技術(shù)方面，KAIST都清楚地意識(shí)到倫理問(wèn)題?！?/p>

這封抗議信并沒(méi)有定義何為“有意義的人類(lèi)控制”，但這句話(huà)經(jīng)常被解釋為把扳機(jī)放在一個(gè)人的手里。聯(lián)合國(guó)《特定常規(guī)武器公約》政府專(zhuān)家小組4月9日在瑞士日內(nèi)瓦召開(kāi)會(huì)議，預(yù)定討論致命自主武器系統(tǒng)研發(fā)，也就是常說(shuō)的“殺手機(jī)器人”可能帶來(lái)的影響。

Walsh說(shuō)，他對(duì)Shin的聲明感到振奮?！昂芨吲d看到KAIST首次公開(kāi)承諾進(jìn)行有意義的人類(lèi)控制。這將增加聯(lián)合國(guó)討論的分量?！?/p>

新美國(guó)基金會(huì)研究人員、防務(wù)政策分析人士辛格在其著作《連線(xiàn)戰(zhàn)爭(zhēng)：21世紀(jì)機(jī)器人革命和沖突》中指出，地緣政治、知識(shí)前沿領(lǐng)域不斷前進(jìn)的動(dòng)力甚至是追求利益的科技企業(yè)，都是人工智能發(fā)展不可阻擋的力量。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，大部分人現(xiàn)在最感到恐懼的是該不該讓能夠“思考”的人工智能系統(tǒng)決定是否殺人。

新美國(guó)安全中心技術(shù)和國(guó)家安全項(xiàng)目主管沙雷表示，自主武器系統(tǒng)可能因代碼問(wèn)題或黑客攻擊而失靈，機(jī)器人攻擊人類(lèi)部隊(duì)，人類(lèi)無(wú)法作出反應(yīng)或局部局勢(shì)迅速升級(jí)的情況都有可能發(fā)生。

美國(guó)亞特蘭大市佐治亞理工學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)家Ronald Arkin說(shuō)，由于在一個(gè)實(shí)驗(yàn)室里可能發(fā)生的研究而抵制整個(gè)大學(xué)在我看來(lái)似乎“有點(diǎn)極端”。

同時(shí)，一封公開(kāi)信已在美國(guó)谷歌公司內(nèi)部流傳數(shù)周，超過(guò)3 000名谷歌員工簽名要求公司退出一項(xiàng)美國(guó)五角大樓人工智能軍事計(jì)劃。

美國(guó)五角大樓“梅文計(jì)劃”始于2017年，旨在找到加速軍方應(yīng)用最新人工智能技術(shù)的方式。盡管五角大樓和谷歌都表示，谷歌的產(chǎn)品不會(huì)創(chuàng)造出無(wú)須人類(lèi)操作者就能開(kāi)火的自主武器系統(tǒng)，但谷歌員工在公開(kāi)信中說(shuō)，參與“梅文計(jì)劃”將對(duì)谷歌的品牌和人才吸引力造成不可挽回的傷害，谷歌不應(yīng)被卷入戰(zhàn)爭(zhēng)，谷歌及其合約商永遠(yuǎn)不應(yīng)該發(fā)展戰(zhàn)爭(zhēng)科技。

科學(xué)家重寫(xiě)鳥(niǎo)家譜

有助更好了解鳥(niǎo)類(lèi)多樣化進(jìn)程

鳥(niǎo)類(lèi)愛(ài)好者以及進(jìn)化生物學(xué)家可以期待一種新的、經(jīng)過(guò)改進(jìn)的鳥(niǎo)類(lèi)家族樹(shù)在4年內(nèi)完成，而這要?dú)w功于在亞利桑那州圖森市舉行的美國(guó)鳥(niǎo)類(lèi)學(xué)會(huì)議上正式啟動(dòng)的“開(kāi)放之翼”項(xiàng)目。

這一耗資142萬(wàn)美元的項(xiàng)目將第一次涉及來(lái)自10 500多種已知鳥(niǎo)類(lèi)物種的脫氧核糖核酸(DNA)數(shù)據(jù)，進(jìn)而確定它們是如何相互關(guān)聯(lián)的。然而這并不是最終的結(jié)果——如果能夠籌集到足夠的資金，另一個(gè)相關(guān)項(xiàng)目將會(huì)對(duì)每一種鳥(niǎo)類(lèi)的完整基因組展開(kāi)測(cè)序。

哈佛大學(xué)進(jìn)化生物學(xué)家Scott Edwards說(shuō)，“開(kāi)放之翼”項(xiàng)目“對(duì)于我們現(xiàn)在擁有的一切而言是一個(gè)巨大進(jìn)步”。但是，“最終，‘開(kāi)放之翼’項(xiàng)目將成為有關(guān)整個(gè)基因組的參天大樹(shù)的墊腳石”。

2014年，生物學(xué)家根據(jù)大約40個(gè)鳥(niǎo)類(lèi)物種的全基因組序列發(fā)布了一株家族樹(shù)。2015年，另一個(gè)研究小組在比較了數(shù)百種鳥(niǎo)類(lèi)基因組的一個(gè)子集后，發(fā)表了一篇不同的研究論文。這些種系發(fā)生研究成果幫助研究人員著眼于特定鳥(niǎo)類(lèi)特征的進(jìn)化歷史或鳥(niǎo)類(lèi)的總體情況。但是一些專(zhuān)門(mén)研究家族樹(shù)的研究人員對(duì)此并不滿(mǎn)意。

“目前對(duì)大型種系發(fā)生系統(tǒng)的需求以及高影響因子期刊對(duì)它們的高度重視可能會(huì)帶來(lái)捷徑，在這種情況下，大規(guī)模的種系發(fā)生樹(shù)是由不同的現(xiàn)有來(lái)源，甚至是分類(lèi)學(xué)拼湊而成的，但是很多物種的位置往往沒(méi)有確鑿的數(shù)據(jù)。”哈佛大學(xué)進(jìn)化生物學(xué)家Gustavo Bravo和他的同事在2018年1月30日出版的《Peer J》雜志上這樣寫(xiě)道。“問(wèn)題是你會(huì)在多大程度上做出妥協(xié)?！盓dwards補(bǔ)充道。

因此，盡管參與2014年鳥(niǎo)類(lèi)家族樹(shù)研究的一些領(lǐng)軍者發(fā)起了B10K項(xiàng)目(該項(xiàng)目旨在最終對(duì)所有10 560種鳥(niǎo)類(lèi)的全基因組進(jìn)行測(cè)序，并由此建造一個(gè)“大樹(shù)”)，仍有一些鳥(niǎo)類(lèi)研究人員決定不再等待。

在紐約市美國(guó)自然歷史博物館Brian Smith和路易斯安那州立大學(xué)巴吞日分校Brant Faircloth的帶領(lǐng)下，研究人員采用了一種更經(jīng)濟(jì)、更快捷的方式來(lái)進(jìn)行“開(kāi)放之翼”項(xiàng)目。

更好的家譜可以幫助研究人員更好地了解蕉鵑(圖片來(lái)源：Daniel J. Field)

這一由美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)資助的項(xiàng)目將盡可能多地利用大量的博物館藏品，而不是新捕獲的鳥(niǎo)類(lèi)樣本，該項(xiàng)目同時(shí)將對(duì)大約5 000個(gè)短片段的DNA進(jìn)行測(cè)序，重點(diǎn)關(guān)注所有鳥(niǎo)類(lèi)中高度保守的區(qū)域。該研究團(tuán)隊(duì)計(jì)劃在持續(xù)的基礎(chǔ)上發(fā)布數(shù)據(jù)，而不是等待該項(xiàng)目的論文最終發(fā)表，這樣其他研究人員也可以利用這些數(shù)據(jù)。

“開(kāi)放之翼”項(xiàng)目將使“我們更好地了解鳥(niǎo)類(lèi)多樣化的過(guò)程，并有可能給我們提供在理解脊椎動(dòng)物多樣化方面所需要的信息”。Faircloth說(shuō)。

這棵樹(shù)會(huì)有多好用呢？紐約市洛克菲勒大學(xué)神經(jīng)基因組學(xué)專(zhuān)家、B10K項(xiàng)目負(fù)責(zé)人Erich Jarvis說(shuō)：“我不認(rèn)為‘開(kāi)放之翼’項(xiàng)目能夠很好地實(shí)現(xiàn)他們生成一棵精確家族樹(shù)的目標(biāo)?！痹?014年的研究中，Jarvis及其同事比較了從保守的DNA區(qū)域中構(gòu)建的家族樹(shù)——“開(kāi)放之翼”項(xiàng)目也會(huì)檢查那些從全基因組比較中產(chǎn)生的家族樹(shù)，并發(fā)現(xiàn)之前研究不準(zhǔn)確的地方。

Jarvis認(rèn)為，整個(gè)基因組不僅能提供更多的數(shù)據(jù)構(gòu)建家族樹(shù)，而且還能讓科學(xué)家研究調(diào)控序列、轉(zhuǎn)座因子和基因組其他方面的進(jìn)化，而這些并沒(méi)有被“開(kāi)放之翼”項(xiàng)目測(cè)序所覆蓋。他指出，一旦摸清一個(gè)基因組，就再也不需要對(duì)該物種的DNA進(jìn)行測(cè)序了。

Jarvis擔(dān)心，“開(kāi)放之翼”項(xiàng)目會(huì)降低人們的熱情，并減緩對(duì)B10K項(xiàng)目的支持，而對(duì)于像后者這樣高質(zhì)量的所謂“參考基因組”來(lái)說(shuō)，這可能要花費(fèi)1.5億美元，而其到現(xiàn)在也沒(méi)有得到充分的資金支持。此外，Jarvis對(duì)稀有樣本的使用也表示擔(dān)心。有些鳥(niǎo)類(lèi)，比如棲息在婆羅洲的特有物種便很難找到和收集，而且這兩個(gè)項(xiàng)目有可能最終會(huì)從收集的少數(shù)樣本中爭(zhēng)奪DNA。

然而Edwards并不認(rèn)為這是一個(gè)大問(wèn)題，他說(shuō)B10K項(xiàng)目需要更好的DNA，而不是從“開(kāi)放之翼”項(xiàng)目使用的博物館標(biāo)本中提取的DNA。Faircloth希望他的團(tuán)隊(duì)不會(huì)使用B10K項(xiàng)目中使用的任何樣本，因?yàn)閬?lái)自同一物種的多個(gè)個(gè)體的DNA序列才是有用的。

在中國(guó)測(cè)序巨頭BGI(華大基因)的幫助下，B10K項(xiàng)目已經(jīng)在一定程度上對(duì)300多種能夠代表每個(gè)科和亞科的鳥(niǎo)類(lèi)基因組進(jìn)行了測(cè)序。但是Jarvis指出，該項(xiàng)目需要更多的支持才能走得更遠(yuǎn)。他補(bǔ)充說(shuō)：“我不希望給人留下這樣的印象：一旦‘開(kāi)放之翼’項(xiàng)目完成，我們便完成了對(duì)鳥(niǎo)類(lèi)DNA的研究?！?/p>

美發(fā)射系外行星探測(cè)器

將在太陽(yáng)系附近找到“新世界”

經(jīng)過(guò)兩天的額外檢查后，美國(guó)宇航局(NASA)最新的系外行星探測(cè)衛(wèi)星——凌日系外行星勘測(cè)衛(wèi)星(TESS)于美國(guó)東部時(shí)間2018年4月18日18時(shí)51分，由美太空探索技術(shù)公司的“獵鷹9”火箭從佛羅里達(dá)州卡納維拉爾角發(fā)射升空。在隨后的1小時(shí)內(nèi)，太陽(yáng)能電池陣列為這顆衛(wèi)星的部署提供了動(dòng)力。TESS是新一代系外行星“獵人”中的第一顆，將在地球附近尋找宜居的系外行星。

TESS是劍橋市麻省理工學(xué)院(MIT)研究人員的結(jié)晶——耗資3.37億美元的TESS項(xiàng)目旨在確定至少50顆巖質(zhì)系外行星。這些系外行星的大小與地球相仿或更大，它們的大氣層將由更大型的詹姆斯?韋伯太空望遠(yuǎn)鏡(JWST)仔細(xì)研究，該望遠(yuǎn)鏡將于2020年發(fā)射。

就像開(kāi)普勒空間望遠(yuǎn)鏡一樣，TESS通過(guò)盯著恒星尋找行星，即在行星從一顆恒星前方經(jīng)過(guò)時(shí)尋找后者亮度的下降，這就是所謂的“凌日”現(xiàn)象。但是開(kāi)普勒空間望遠(yuǎn)鏡保持了一個(gè)固定的視角，只觀察距離3 000光年的0.25 %的天空，而TESS將會(huì)在大約300光年的范圍內(nèi)觀察85 %的天空。

在未來(lái)兩年中，這架探測(cè)器將利用攜帶的4個(gè)望遠(yuǎn)鏡，觀測(cè)從太陽(yáng)系的極點(diǎn)到赤道(被稱(chēng)為黃道)的天空。在這一范圍內(nèi)觀測(cè)一次將持續(xù)27天，然后再重復(fù)這個(gè)過(guò)程。在1年觀測(cè)13次后，TESS將幾乎覆蓋一半的天空，之后它會(huì)翻轉(zhuǎn)并觀測(cè)另一個(gè)半球。

NASA發(fā)射探測(cè)器尋找“新世界”(圖片來(lái)源：ESO)

馬里蘭州格林貝爾特市NASA戈達(dá)德太空飛行中心項(xiàng)目科學(xué)家Stephen Rinehart說(shuō)，在未來(lái)兩年的時(shí)間里，TESS應(yīng)該能夠測(cè)量大約200萬(wàn)顆恒星的亮度。他說(shuō)：“如果開(kāi)普勒預(yù)測(cè)每顆恒星有一顆行星，我們將會(huì)看到更多行星。這將是一個(gè)數(shù)據(jù)的水龍頭。”

TESS預(yù)計(jì)60天后抵達(dá)預(yù)定軌道，隨后開(kāi)啟探測(cè)任務(wù)。

9年以來(lái)，開(kāi)普勒空間望遠(yuǎn)鏡在太空中發(fā)現(xiàn)了超過(guò)2 600顆經(jīng)過(guò)確認(rèn)的系外行星，這意味著銀河系中可能有數(shù)千億顆系外行星。這些新的努力貢獻(xiàn)了大量和地球大小類(lèi)似的行星，它們的組成、大氣和氣候——這些因素決定其是否適宜生命存在——很值得進(jìn)行研究。

開(kāi)普勒空間望遠(yuǎn)鏡是世界上首個(gè)用于探測(cè)太陽(yáng)系外類(lèi)地行星的飛行器，于2009年3月6日從佛羅里達(dá)州卡納維拉爾角空軍基地發(fā)射升空，它是NASA發(fā)射的首顆類(lèi)地行星探測(cè)器。在為期至少3年半的任務(wù)期內(nèi)，開(kāi)普勒空間望遠(yuǎn)鏡對(duì)天鵝座和天琴座中大約10萬(wàn)個(gè)恒星系統(tǒng)展開(kāi)觀測(cè)，以尋找類(lèi)地行星和生命存在的跡象。

開(kāi)普勒空間望遠(yuǎn)鏡最初被設(shè)計(jì)用來(lái)觀測(cè)太空中的一片區(qū)域，并通過(guò)凌日現(xiàn)象尋找這些系外行星。在發(fā)射升空后，該望遠(yuǎn)鏡取得了巨大的成功。然而在2012年——該項(xiàng)目運(yùn)行3年時(shí)，開(kāi)普勒空間望遠(yuǎn)鏡4個(gè)反作用輪(用于使望遠(yuǎn)鏡指向觀測(cè)目標(biāo))中的1個(gè)發(fā)生了故障。而當(dāng)又有一個(gè)反作用輪于2013年失效后，一切似乎都已無(wú)法挽回。但是開(kāi)普勒空間望遠(yuǎn)鏡的地面控制人員想出了一個(gè)聰明的辦法，使得飛行器能夠利用剩下的兩個(gè)反作用輪、衛(wèi)星的推進(jìn)器以及太陽(yáng)光子的壓力繼續(xù)工作。

據(jù)悉，當(dāng)天將TESS送入太空的“獵鷹9”火箭的第一級(jí)在發(fā)射約9 min后成功在海上回收。

歐洲衛(wèi)星發(fā)布最詳盡銀河系三維圖

將重新定義現(xiàn)代天文學(xué)基礎(chǔ)

“這就像在等待圣誕節(jié)一樣。”英國(guó)劍橋大學(xué)天文學(xué)家Vasily Belokurov這樣說(shuō)道。2018年4月25日，這份禮物終于到了——位于銀河系內(nèi)外的13億顆恒星的精確位置、運(yùn)動(dòng)、亮度和顏色，這是由歐洲空間局(ESA)價(jià)值7.5億歐元的“蓋亞”空間探測(cè)器所追蹤的。該探測(cè)器于2013年發(fā)射升空后便開(kāi)始測(cè)量恒星的位置，及其隨著時(shí)間的推移是如何移動(dòng)的。

當(dāng)天，ESA公開(kāi)發(fā)布了“蓋亞”空間探測(cè)器基于22個(gè)月的觀測(cè)數(shù)據(jù)的第二個(gè)數(shù)據(jù)集，這將使天文學(xué)家能夠精確繪制出銀河系的大部分區(qū)域及其移動(dòng)方式的三維地圖?！皼](méi)有什么能夠與蓋亞發(fā)布的東西相提并論。”Belokurov說(shuō)。

ESA此次最新發(fā)布了涵蓋17億顆恒星的銀河系探測(cè)數(shù)據(jù)，這是迄今最為詳盡的“銀河系漫游指南”。

2013年，ESA發(fā)射了“蓋亞”空間探測(cè)器。按計(jì)劃，“蓋亞”對(duì)銀河系約1 000億顆恒星中的1 %進(jìn)行觀測(cè)，對(duì)每個(gè)觀測(cè)目標(biāo)進(jìn)行平均70次的“掃描”，以確定它們各自的位置和運(yùn)動(dòng)軌跡等。此次發(fā)布的就是“蓋亞”空間探測(cè)器2014年7月到2016年5月間的觀測(cè)成果。

ESA介紹說(shuō)，此次發(fā)布的高精度探測(cè)數(shù)據(jù)涵蓋了銀河系17億顆恒星，包括位置、顏色、亮度等信息，超過(guò)50萬(wàn)顆類(lèi)星體及中心為巨型黑洞的一些星系的位置信息，另外還包括太陽(yáng)系中約1.4萬(wàn)顆小行星的信息等。

人們可以通過(guò)智能手機(jī)、平板電腦和個(gè)人電腦體驗(yàn)三維互動(dòng)銀河系地圖，還可以通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔體驗(yàn)“蓋亞”探測(cè)器視角的銀河系。

“蓋亞”空間探測(cè)器以前所未有的細(xì)節(jié)繪制出了銀河系(圖片來(lái)源：ESA/Gaia/DPAC)

ESA“蓋亞”項(xiàng)目科學(xué)家Timo Prusti表示，就目前的研究成果看，即便是科學(xué)家們自認(rèn)為最了解的太陽(yáng)系周?chē)?，“蓋亞”也有諸多全新發(fā)現(xiàn)。ESA科學(xué)主管京特?哈辛格表示，“蓋亞”收集的數(shù)據(jù)將重新定義現(xiàn)代天文學(xué)的基礎(chǔ)。

“全世界沒(méi)有人知道我們將會(huì)發(fā)現(xiàn)什么?！泵绹?guó)紐約大學(xué)天文學(xué)家David Hogg說(shuō)。

“蓋亞”空間探測(cè)器團(tuán)隊(duì)在2016年發(fā)布了第一個(gè)初始目錄，盡管它只包含了10億多顆恒星，但它提供了其中200萬(wàn)顆恒星的運(yùn)動(dòng)模式。“蓋亞”數(shù)據(jù)處理英國(guó)負(fù)責(zé)人、劍橋大學(xué)天文學(xué)家Gerry Gilmore說(shuō)，這是一個(gè)“讓人們習(xí)慣于處理‘蓋亞’類(lèi)型數(shù)據(jù)的采樣器”。2016年的版本顯示，銀河系的規(guī)模比之前認(rèn)為的更大。第一批采用這些數(shù)據(jù)的論文在同一天便出現(xiàn)在arXiv預(yù)印本服務(wù)器上。Gilmore說(shuō)，從那以后，平均每天有一篇論文。

“將會(huì)有一個(gè)徹底的科學(xué)爆炸?！盉elokurov說(shuō)，“我打算在一兩個(gè)星期內(nèi)不睡覺(jué)?！?/p>

Hogg則表示，之前在“蓋亞”的第一個(gè)版本發(fā)布之后，“幾乎所有的情節(jié)都帶來(lái)了一篇論文”。

如今，“蓋亞”研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)在為計(jì)劃于2020年發(fā)布的第三個(gè)數(shù)據(jù)集進(jìn)行準(zhǔn)備。

“我們有非常明確的研究領(lǐng)域可以進(jìn)行改進(jìn)?！盤(pán)rusti說(shuō)。例如，研究小組想要重新觀測(cè)一些最亮的恒星，這些恒星之前在一個(gè)特殊的短曝光觀測(cè)模式下使得探測(cè)器的觀測(cè)結(jié)果出現(xiàn)偏差。該團(tuán)隊(duì)還希望改進(jìn)處理散射光進(jìn)入探測(cè)器的方法，這個(gè)問(wèn)題在該探測(cè)器發(fā)射后才出現(xiàn)。

Gilmore說(shuō)，他的研究團(tuán)隊(duì)成員一直在打賭，在第一天會(huì)有多少篇論文出現(xiàn)在預(yù)印本服務(wù)器上。Belokurov則說(shuō)：“這就像過(guò)一個(gè)節(jié)日——蓋亞的節(jié)日。這些都是勇敢和令人欽佩的。”

美國(guó)退出伊朗核協(xié)議

國(guó)際研究合作恐將終結(jié)

2018年5月8日，美國(guó)總統(tǒng)唐納德?特朗普宣布該國(guó)將退出伊朗核協(xié)議，并重啟因伊朗核協(xié)議而豁免的對(duì)伊朗制裁?？茖W(xué)家認(rèn)為，此舉阻礙了兩國(guó)研究人員之間建立科學(xué)合作的努力，并將使情況變得更糟。

特朗普當(dāng)天在白宮發(fā)表電視講話(huà)說(shuō)，伊朗核協(xié)議是一項(xiàng)“糟糕的”協(xié)議，對(duì)伊朗發(fā)展核項(xiàng)目的限制“很弱”，卻令伊朗得以免于制裁。他表示，協(xié)議未限制伊朗發(fā)展彈道導(dǎo)彈項(xiàng)目，也未限制伊朗在中東地區(qū)“制造不安的活動(dòng)”，此外協(xié)議中有關(guān)伊方在協(xié)議失效后可恢復(fù)鈾濃縮活動(dòng)的“日落條款”也不可接受。特朗普表示，美國(guó)有“決定性證據(jù)”證明伊朗在伊核問(wèn)題上的承諾是謊言。

講話(huà)結(jié)束后，特朗普簽署了關(guān)于美國(guó)退出伊朗核協(xié)議的文件。

白宮在隨后發(fā)布的聲明中說(shuō)，重啟的制裁將針對(duì)伊朗能源、石化和金融等關(guān)鍵經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域。美國(guó)財(cái)政部當(dāng)天也表示，已開(kāi)始實(shí)施特朗普的對(duì)伊制裁決定。

2015年7月，伊朗與伊核問(wèn)題六國(guó)(美國(guó)、英國(guó)、法國(guó)、俄羅斯、中國(guó)和德國(guó))達(dá)成伊朗核問(wèn)題全面協(xié)議。根據(jù)協(xié)議，伊朗承諾限制其核計(jì)劃，同時(shí)享有和平利用核能的權(quán)利，國(guó)際社會(huì)解除對(duì)伊朗實(shí)施的制裁措施。當(dāng)時(shí)，許多研究人員認(rèn)為該協(xié)議是一個(gè)支持伊朗科學(xué)和擴(kuò)大國(guó)際合作的好機(jī)會(huì)。

自2015年以來(lái)，這些計(jì)劃便遭遇了障礙。例如，當(dāng)特朗普于2017年執(zhí)政后，長(zhǎng)期以來(lái)在伊朗和美國(guó)之間建立科學(xué)交流的努力陷入了停滯。并且由美國(guó)國(guó)家科學(xué)、工程和醫(yī)學(xué)院(NAS)在2010年和2017年之間組織的、旨在加強(qiáng)太陽(yáng)能和水資源管理等不同領(lǐng)域合作的研討會(huì)，也在特朗普政府質(zhì)疑伊朗核協(xié)議后被迫停止，在華盛頓特區(qū)負(fù)責(zé)NAS工作的Glenn Schweitzer介紹說(shuō)。

2007年，國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)的核查人員參觀了伊朗的一個(gè)設(shè)施(圖片來(lái)源：Abedin Taherkenareh/EPA/REX)

“當(dāng)這份協(xié)議簽署時(shí)，我們都充滿(mǎn)了熱情，但不幸的是，事情朝著相反的方向發(fā)展?！奔又荽髮W(xué)歐文分校伊朗裔水文學(xué)家Soroosh Sorooshian說(shuō)。他是參與NAS研討會(huì)的數(shù)百名科學(xué)家之一。Sorooshian說(shuō)：“上帝知道接下來(lái)會(huì)發(fā)生什么?！?/p>

伊朗科學(xué)家在核安全與安保等領(lǐng)域擴(kuò)大了與歐洲同行的合作，但類(lèi)似的工作未能在美國(guó)扎下根來(lái)。馬薩諸塞州劍橋市哈佛大學(xué)研究核不擴(kuò)散問(wèn)題的Matthew Bunn說(shuō)，這部分緣于盡管有伊朗核協(xié)議，但一些美國(guó)的制裁仍然有效，并且為了與伊朗政府科學(xué)家合作，美國(guó)研究人員經(jīng)常需要從財(cái)政部獲得執(zhí)照。

Bunn正在尋求這樣的許可，以便與伊朗頂級(jí)核科學(xué)家展開(kāi)對(duì)話(huà)，其最終目標(biāo)是引導(dǎo)伊朗走向一個(gè)安全、可靠的核能項(xiàng)目。Bunn說(shuō)，特朗普的決定可能會(huì)削弱推動(dòng)有意義的科學(xué)合作的努力，同時(shí)也會(huì)鼓勵(lì)那些希望看到伊朗成為核大國(guó)的伊朗強(qiáng)硬派?！拔倚枰匦滤伎嘉业挠?jì)劃，”他說(shuō)，“伊朗方面不會(huì)有太多的熱情與像我這樣的美國(guó)人進(jìn)行對(duì)話(huà)?！?/p>

其他可能面臨威脅的研究合作包括在伊朗北部庫(kù)姆附近的地下核設(shè)施Fordow的工作。作為伊朗核協(xié)議的一部分，伊朗同意停止在該設(shè)施進(jìn)行的鈾濃縮活動(dòng)。該國(guó)正計(jì)劃在那里進(jìn)行粒子物理研究，并利用該設(shè)施生產(chǎn)醫(yī)用同位素。劍橋市麻省理工學(xué)院核安全與政策實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人Scott Kemp說(shuō)，俄羅斯科學(xué)家一直在與伊朗合作進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以推進(jìn)他們的醫(yī)用同位素生產(chǎn)。

Kemp說(shuō)：“我認(rèn)為這項(xiàng)工作至少在一開(kāi)始就被擱置了?！彼f(shuō)，如果協(xié)議完全崩潰，伊朗將徹底放棄這一努力，“然后再回去生產(chǎn)濃縮鈾”。

Sorooshian表示，唯一的好消息是，近年來(lái)進(jìn)入美國(guó)大學(xué)的伊朗學(xué)生人數(shù)有所增加，這將有助于在未來(lái)幾十年里建立兩國(guó)之間的關(guān)系。但就目前而言，他說(shuō)，兩國(guó)之間的科學(xué)合作前景看起來(lái)很?chē)?yán)峻。“每個(gè)人都很關(guān)注。”

在特朗普宣布上述決定后，伊朗總統(tǒng)魯哈尼發(fā)表電視講話(huà)說(shuō)，雖然美國(guó)決定退出伊朗核協(xié)議，但伊朗將暫時(shí)留在伊朗核協(xié)議中并與協(xié)議其他各方進(jìn)行磋商。

特朗普對(duì)伊朗核協(xié)議一直持否定態(tài)度。2018年1月，特朗普宣布“最后一次”延長(zhǎng)美國(guó)對(duì)伊核問(wèn)題的制裁豁免期，將5月12日定為修改伊朗核協(xié)議的最后期限，并揚(yáng)言如果屆時(shí)沒(méi)有令他滿(mǎn)意的修改方案，美國(guó)將退出伊朗核協(xié)議。這一立場(chǎng)遭到國(guó)際社會(huì)普遍反對(duì)。

中國(guó)研究者利用“圖靈結(jié)構(gòu)”開(kāi)發(fā)出高效凈水薄膜

中國(guó)研究團(tuán)隊(duì)利用“圖靈結(jié)構(gòu)”開(kāi)發(fā)出一款新型納濾膜，其透水速率是傳統(tǒng)納濾膜的3～4倍，有望提高飲用水深度處理、苦咸水淡化、工業(yè)水回收等領(lǐng)域的制水效率并降低成本。

2018年5月3日發(fā)表在美國(guó)《Science》雜志上的研究顯示，浙江大學(xué)化學(xué)工程與生物工程學(xué)院張林教授團(tuán)隊(duì)將計(jì)算機(jī)與人工智能之父、英國(guó)科學(xué)家阿蘭?圖靈提出的“反應(yīng)－擴(kuò)散方程”與膜研究結(jié)合起來(lái)，首次在薄膜上制造出了納米尺度的“圖靈結(jié)構(gòu)”。

艾倫?圖靈 (圖片來(lái)源：Steve Meddle/REX/Shutterstock)

圖靈曾在1952年發(fā)表《形態(tài)發(fā)生的化學(xué)基礎(chǔ)》一文，嘗試用簡(jiǎn)潔的數(shù)學(xué)公式解釋復(fù)雜生命形態(tài)背后的化學(xué)機(jī)理。他認(rèn)為任何重復(fù)的自然圖案都是通過(guò)兩種具有特定特征的事物(如分子、細(xì)胞等)相互反應(yīng)產(chǎn)生的，根據(jù)他提煉出的“反應(yīng)－擴(kuò)散方程”，這兩種組分由于擴(kuò)散差異導(dǎo)致系統(tǒng)失穩(wěn)，最終形成斑紋、條紋、斑點(diǎn)等“圖靈結(jié)構(gòu)”。圖靈推測(cè)，斑馬等生物體表面的圖紋可能就是該反應(yīng)－擴(kuò)散體系的結(jié)果。

納濾膜是孔徑在1 nm以上，允許某些分子或離子等透過(guò)的功能性半透膜，能去除水中特定的有機(jī)物、色素和鹽，主要通過(guò)“界面聚合反應(yīng)”來(lái)制備。

研究人員首先讓哌嗪和均苯三甲酰氯兩種小分子分別溶解于水和油中，兩種小分子在水油交接處發(fā)生聚合反應(yīng)，幾秒鐘內(nèi)形成一層平整致密、厚度約100 nm的高分子薄膜。但哌嗪和均苯三甲酰氯的擴(kuò)散速率差異還不足以產(chǎn)生“圖靈結(jié)構(gòu)”。

隨后，張林團(tuán)隊(duì)向聚合反應(yīng)中添加了聚乙烯醇，降低了哌嗪的擴(kuò)散速率，最終制出一張具有納米級(jí)“圖靈結(jié)構(gòu)”的納濾膜。通過(guò)調(diào)節(jié)聚乙烯醇的濃度，還可得到泡狀、管狀等不同的“圖靈結(jié)構(gòu)”。

張林教授說(shuō)，中空的管狀或泡狀“圖靈結(jié)構(gòu)”可提供更大的有效水傳遞面積，因此材料擁有更高的水通量和鹽截留性能。

“本技術(shù)僅在傳統(tǒng)制備納濾膜的過(guò)程中增加了添加親水大分子的工序，這種方法未對(duì)傳統(tǒng)工藝進(jìn)行調(diào)整，因此容易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化?！睆埩终f(shuō)。

科學(xué)家破解超新星為何殺不死人類(lèi)

暗能量薄弱是主要原因

你在宇宙中的存在是顯而易見(jiàn)的，至少對(duì)你自己而言是這樣。但是現(xiàn)在，研究人員已經(jīng)利用這樣一個(gè)事實(shí)，即人類(lèi)觀察者還活著并且沒(méi)有被超新星爆發(fā)所殺死，解釋了暗能量令人迷惑的薄弱，后者是一種加速宇宙膨脹的神秘力量。

日本東京大學(xué)天文學(xué)家、這項(xiàng)新研究的主要作者Tomonori Totani說(shuō)：“這在暗能量和天體生物學(xué)之間創(chuàng)造了一種新的聯(lián)系，它們之前被認(rèn)為是兩個(gè)截然不同的領(lǐng)域?！?/p>

大多數(shù)人都不會(huì)認(rèn)為導(dǎo)致星系分離的無(wú)處不在的暗能量特別薄弱。然而基于量子力學(xué)和愛(ài)因斯坦引力方程的論證，科學(xué)家估計(jì)，暗能量應(yīng)該至少比實(shí)際強(qiáng)度高出120個(gè)數(shù)量級(jí)。

如果暗能量真的如此強(qiáng)大，它將會(huì)迅速將早期宇宙中的物質(zhì)分離開(kāi)來(lái)，從而阻止星系、恒星和生物的形成。這也導(dǎo)致一些科學(xué)家提出了所謂的“人擇原理”——該原理認(rèn)為，我們宇宙中的物理定律是經(jīng)過(guò)微調(diào)以產(chǎn)生生命的。

Totani之前和同事一起，模擬了宇宙針對(duì)不同強(qiáng)度暗能量的進(jìn)化，他們將模型限制在能夠形成有能力蘊(yùn)含生物的星系的范圍內(nèi)。

研究人員發(fā)現(xiàn)，源自這種模擬的暗能量的期望值比實(shí)際情況大了20～50倍。這一結(jié)果與基于純物理學(xué)的論證結(jié)果相比是一個(gè)巨大的進(jìn)步，盡管他們?nèi)匀粺o(wú)法完全解釋所觀察到的暗能量的薄弱。

在他們的新計(jì)算中，研究人員仔細(xì)研究了暗能量比我們的宇宙強(qiáng)大約50倍的模型?？茖W(xué)家指出，星系有可能在這樣的宇宙中出現(xiàn)，但只有在最早期的階段，即在這種神秘物質(zhì)被完全激發(fā)并把所有東西分開(kāi)之前。因?yàn)樵缙诘挠钪媸窍喈?dāng)密集的，所以那些成功形成的星系將會(huì)塞滿(mǎn)了恒星，比銀河系的密度大10倍。

研究顯示，在這些密集的星系中，普通恒星離它們的鄰居更近。大質(zhì)量恒星的壽命很短，隨后便爆發(fā)成為燃燒的超新星，后者會(huì)向附近的行星釋放致命劑量的輻射，對(duì)任何曾經(jīng)存在的生命進(jìn)行“消毒”，最終不留下任何像人類(lèi)這樣的觀察者。

制造蟹狀星云的超新星并沒(méi)有殺死人類(lèi)(圖片來(lái)源：J. Hester、A. Loll)

研究人員計(jì)算后認(rèn)為，這種之前沒(méi)有被考慮過(guò)的效應(yīng)會(huì)使宇宙對(duì)生命極不友好。因此，他們?cè)谌涨鞍l(fā)表于預(yù)印本服務(wù)器arXiv的論文中報(bào)告稱(chēng)，我們?cè)谶@里所觀察到的暗能量的薄弱恰恰正是我們存在的原因。

Totani說(shuō)，如果未來(lái)的天體生物學(xué)家發(fā)現(xiàn)，在星系最密集的地區(qū)，生命的數(shù)量要少得多，他的建議可能是暗能量加強(qiáng)了。

以色列耶路撒冷希伯來(lái)大學(xué)天體物理學(xué)家Tsvi Piran也推測(cè)了人擇原理對(duì)暗能量強(qiáng)度的影響。他說(shuō)，一些研究的假設(shè)有點(diǎn)不可靠。例如，超新星的致命能量主要來(lái)自于它們的伽馬射線(xiàn)輻射。但是其中只有部分能量被傳送到這樣的輻射中，從而使得超新星在某種程度上是一個(gè)低效的殺手。

一種特別強(qiáng)大的超新星類(lèi)型，即所謂的伽馬射線(xiàn)暴，被認(rèn)為對(duì)于摧毀宇宙中的生命是至關(guān)重要的，盡管這樣的事件要少得多。Piran表示，這項(xiàng)研究并沒(méi)有解釋這種罕見(jiàn)的現(xiàn)象，這在一定程度上削弱了Totani的觀點(diǎn)。

Piran補(bǔ)充說(shuō)，援引人擇原理本身也是有爭(zhēng)議的?！拔抑溃坏┠汩_(kāi)始提出這個(gè)建議，人們就會(huì)走出房間?！彼f(shuō)，“而其他人會(huì)說(shuō)，這是一個(gè)值得認(rèn)真對(duì)待的有意義的論點(diǎn)。”

北航“月宮365”實(shí)驗(yàn)成功再創(chuàng)世界紀(jì)錄

隨著4位志愿者2018年5月15日走出“月宮一號(hào)”實(shí)驗(yàn)室，北京航空航天大學(xué)“月宮365”實(shí)驗(yàn)成功結(jié)束，再次刷新了人類(lèi)密閉生存的世界紀(jì)錄，實(shí)驗(yàn)對(duì)人類(lèi)實(shí)現(xiàn)地外長(zhǎng)期生存具有重大意義。

“月宮一號(hào)”總設(shè)計(jì)師、北航教授劉紅說(shuō)，實(shí)驗(yàn)于2017年5月10日開(kāi)始，共歷時(shí)370天，是世界上時(shí)間最長(zhǎng)、閉合度最高的生物再生生命保障系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了閉合度和生物多樣性更高的“人－植物－動(dòng)物－微生物”4生物鏈環(huán)人工閉合生態(tài)系統(tǒng)的長(zhǎng)期穩(wěn)定循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)，且保持了人員身心健康。

實(shí)驗(yàn)志愿者共有8人，全部為北航學(xué)生，他們分為2組，交替入艙，第一班60天，第二班200天，第三班110天，其中第二班時(shí)長(zhǎng)已打破此前由俄羅斯創(chuàng)造的同類(lèi)系統(tǒng)中駐留180天的世界紀(jì)錄。此次出艙時(shí)間比原計(jì)劃延遲了5天，延遲出艙是“故意”模擬的突發(fā)狀況，且艙內(nèi)志愿者事先不知情，主要為研究突發(fā)狀況下他們的心理狀態(tài)。

據(jù)劉紅介紹，“月宮一號(hào)”所使用的生物再生生命保障技術(shù)，是保障人類(lèi)在月球等地外星球長(zhǎng)期生存所需關(guān)鍵技術(shù)。其團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)十年努力研制出我國(guó)第一個(gè)、世界上第三個(gè)空間基地生物再生生命保障地基綜合實(shí)驗(yàn)裝置“月宮一號(hào)”，并于2014年5月成功完成持續(xù)105天的我國(guó)首次長(zhǎng)期高閉合度集成實(shí)驗(yàn)，使我國(guó)成為繼俄羅斯、美國(guó)后第三個(gè)掌握該技術(shù)的國(guó)家。

人機(jī)與環(huán)境工程專(zhuān)家、中國(guó)工程院院士王浚表示，實(shí)驗(yàn)成功對(duì)于人類(lèi)實(shí)現(xiàn)在地外長(zhǎng)期生存具有重要理論和實(shí)踐意義?！霸聦m一號(hào)”積累的經(jīng)驗(yàn)、技術(shù)、成果等將為在月球及其他星球長(zhǎng)期駐留和飛船星際飛行提供重要的科技支撐。此外，還可探索該項(xiàng)成果在地球特定地區(qū)的推廣應(yīng)用，如缺水地區(qū)、高原缺氧和交通極不便地區(qū)及提高現(xiàn)有透明溫室大棚單位容積產(chǎn)量等。

劉紅說(shuō)，下一步將在總結(jié)分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，研制空間站、月球/火星探測(cè)器搭載的小型生物再生生命保障系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置，爭(zhēng)取搭載機(jī)會(huì)，通過(guò)天地對(duì)比分析，獲得矯正參數(shù)和模型，進(jìn)一步為該技術(shù)應(yīng)用于太空奠定技術(shù)基礎(chǔ)。