“搬沙发”问题或被破解；中美科技合作协定续签5年 | 科技周览

整理 | 周舒义、望乡

《自然》评出2024年度十大人物，两名中国科学家入选

12月10日，《自然》（Nature）发布2024年度十大人物，其中包括两位中国科学家。这十位人物由《自然》的编辑们选出，旨在记录今年重要科学进展、事件以及其中一些关键人物。其中入选的两名中国科学家分别是：

徐沪济

“无畏的医者”——中国人民解放军海军军医大学风湿病专家徐沪济：勇敢尝试了用CAR-T细胞疗法治疗自身免疫性疾病，为CAR-T细胞疗法的批量生产带来了希望。

李春来

“月岩守护人”——嫦娥六号任务副总设计师、中国科学院国家天文台研究员李春来：他是决定嫦娥六号探测器在月球着陆点的关键人物，也是首批对返回样品着手分析的科学家之一。

其他入选榜单的人物有：

“时间之父”——德国国家计量学研究所的物理学家Ekkehard Peik：其关键发现或带来比现有原子钟更精确、更轻便的核钟，并让一台基于原子核内跃迁能的时钟实现了首次走时。

“宇宙漫游者”——美国芝加哥大学天文学家Wendy Freedman：她的研究成果或许能平息一个关于宇宙膨胀率的历史难题。

“病毒猎手”——刚果（金）国家生物医学研究所的流行病学家Placide Mbala：准确预测了猴痘病毒的传播会跨越刚果（金）的边境，在该国对埃博拉和猴痘疫情的响应中起到了关键作用，并呼吁全球增加对这类疫情的关注。

“AI天气预报员”——谷歌DeepMind公司研究员Rémi Lam：他开发的机器学习技术极大改进了天气预报。本月，DeepMind团队发布了一个名为GenCast的模型。该团队称GenCast只需8分钟就能生成一组15天的预报，而且比传统预报更准确。

“公平薪酬斗士”——一名加拿大博士生Kaitlin Kharas：领导于2022年启动的“Support Our Science（SOS）”运动，并通过多方活动争取，帮助加拿大研究生和博士后获得了20年来最大涨薪。

“学术打假人”——俄罗斯科学侦探Anna Abalkina：花了13年的时间清理科学论文的造假现象，她还在全球追踪“劫持期刊”，即通过克隆真实期刊论文以骗取作者版面费的假网站。

榜单还包括“国家建设者”Muhammad Yunus和“气候斗士”Cordelia Bähr。

中美科技合作协定续签5年

据《环球时报》援引中国科技部12月13日消息，中美两国政府代表当天在北京换文签署了《关于修订和延长两国政府科学技术合作协定的议定书》，将《中美科技合作协定》（STA）自2024年8月27日起延期5年。据香港《南华早报》13日报道，北京和华盛顿同意将已有45年历史的《中美科技合作协定》延长5年，并进行重大修订，这标志着在紧张关系持续之际，双方在合作方面取得了期待已久的突破。

美国国务院13日在声明中确认了续签的消息，并称这项协定“为执行机构建立了新的护栏”。根据美方的声明，修订后的协定“仅涵盖基础研究，不促进关键技术和新兴技术的发展”。声明强调，修订后的STA是“美国负责任地管理与中国战略竞争的一种方式”。据《南华早报》报道，一名不愿透露姓名的美国政府官员13日称，修订后的协定中增加的措施，包括跨机构审查程序，不仅是为了平息长期以来有关STA可能造成国家安全威胁的批评，也是为了让即将上任的特朗普政府没有理由废除该协定。

STA通常每5年续签一次，上一次全面续签是在特朗普第一任政府执政期间。该协定在2023年8月和今年2月两次获得6个月的延期，而非全面续签。国际关系学院法学院院长郝敏教授13日接受《环球时报》记者采访时表示，这一协定可谓“中美两国科技界的合作基石”，续签是一个难得的好消息。郝敏分析称，一方面，总体来说中美双方都认同要保持基本的框架性协议，这对双方都是有利的。另一方面，修订后的协定中增加的限制束缚了这一协定的延伸和活力，这从另外一个角度也反映出美国对于中国科技发展带来所谓“国家安全威胁”、危及其全球科技霸权的担忧。（环球时报）

澳大利亚一实验室323份致命病毒下落不明

据Newsweek报道，12月9日，澳大利亚昆士兰州卫生部长蒂姆·尼科尔斯（Tim Nicholls）宣布，该州一家实验室在三年前丢失了数百份致命活病毒样本，至今下落不明。他说这反映了生物安全的“重大漏洞”。

尼科尔斯在讲话中承认，目前有323份活病毒下落不明，其中包括98份亨德拉病毒（Hendra virus）、2份汉坦病毒（Hantavirus）和223份狂犬病毒（Lyssavirus）；这些病毒对人类是致命的。报道称，这些样本原本存放在昆士兰州公共卫生病毒学实验室，佚失于2021年，但直到2023年8月才东窗事发。一年后昆士兰州当局获得批准，打开储存样本的冰柜，本月才确认样本丢失。目前针对此次泄露事件的调查已经启动。

据介绍，亨德拉病毒是一种人畜共患病毒，由动物传染给人类，目前仅在澳大利亚发现了这种病毒，人类感染后的死亡率约为57%。汉坦病毒由啮齿动物携带，可导致人类患上汉坦病毒肺综合征（HPS），死亡率约38%。波士顿东北大学生命科学教授山姆·斯皮卡诺（Sam Scarpino）认为，澳大利亚现在的情况已构成“严重的生物安全失误”。“丢失的病毒样本都很危险，可能对公众构成威胁。”不过斯皮卡诺补充，这些病毒并不容易发生人际传播。

据澳大利亚广播公司（ABC）报道，尼科尔斯表示，目前无法确定这些样本是被转移还是被销毁了。据悉，该实验室原本存放样本的冰柜发生了故障，才导致丢失事件发生。“这批病毒样本被转移到了一个正常运作的冰柜中，但却没有相应的文件记录。”尼科尔斯称，问题可能出现在病毒样本的转移过程中，“没有迹象表明这些样本是被偷走的。”

昆士兰州首席卫生官约翰·杰拉德表示，实验室在文件记录保存工作方面存在严重违规，“但遗失样本对民众的威胁并不大。”他强调，这些病毒样本在常温下会迅速失去感染力，“过去五年来，昆士兰州都没有报告过人类感染亨德拉病毒、狂犬病毒以及汉坦病毒的案例。”传染病专家保罗·格里芬博士认为，这起事故“令人非常失望”。按照处理病毒样本的正常流程，本不可能出现这种情况，“实验室应该向大众解释清楚。”

困扰数学界近60年的“搬沙发”问题或被破解

11月29日，来自韩国延世大学的Jineon Baek在arXiv贴出了一篇长达119页的论文，声称解决了困扰数学界近60年的“搬沙发”问题，该论文目前未经过同行评议。

搬沙发问题指的是1966年加拿大数学家Leo Moser正式提出的一个平面优化问题：在宽度为1的直角平面走廊中，能够刚性（即不变形）通过的形状（沙发）面积最大值是多少？这个最大面积被称为“沙发常数”。显然，边长为1的正方形可以直接通过直角形走廊：

一个半径为1的半圆形沙发（面积为π/2≈1.5708）也可以通过：

但这并不是面积最大的最优解。一个更精巧的构造叫做Hammersley沙发，是两个半径为1的90°扇形，中间加上一个长π/4、宽为1的长方形，再抠掉一个半径π/2的半圆，面积约2.2074：

1992年，Joseph L. Gerver在此基础上加以改进，提出由18段曲线构造的“沙发”，是目前发现的最优解，面积约为2.2195：

这个构造没有一个显式表达式，因为涉及的参数基于下面四元非线性方程组的解：

此后数学家没有找到更优的解，也没能从数学上严格证明“Gerver沙发”就是面积最大的最优解。而Jineon Baek声称，他的论文证明了Gerver沙发就是最优解。作为证明的一部分，Baek还严格定义了他使用的Gerver沙发的形状。

相关论文：https://arxiv.org/abs/2411.19826

多吃黑巧克力，或将糖尿病风险降低 21%

12月4日发表于The BMJ的一项研究表明，食用黑巧克力可使患2型糖尿病的风险降低21%，而牛奶巧克力不会带来类似益处。“我们的研究表明，巧克力之间亦有差异，选购的时候作出小小改变，比如选择黑巧克力而不是牛奶巧克力，就能对健康产生积极影响。”

此前关于巧克力与2型糖尿病关系的研究汗牛充栋，但结论并不一致，而且很少有研究区分黑巧克力和牛奶巧克力——这两种巧克力的可可、牛奶和糖含量并不相同。在新研究中，研究团队调取三项长期观察性研究数据——护士健康研究（NHS；1986-2018）、护士健康研究II（NHSII；1991-2021）和卫生专业人员随访研究（HPFS；1986-2020）。研究对象是没有糖尿病、心脏病或癌症病史的医护人员。

在平均25年的随访期间，参与者每四年完成一次问卷，研究团队分析了2型糖尿病风险与192208名参与者的巧克力总摄入量之间的关联，以及与111654名参与者的巧克力分品种（黑巧克力或牛奶巧克力）摄入量之间的关联。

结果显示，所有参与者中有18862人被诊断患有2型糖尿病。在考虑个体差异、生活方式和饮食风险因素后，与很少或从不吃巧克力的人相比，每周至少吃五份任何类型的巧克力（一份为1盎司巧克力，约合28克）的人患2型糖尿病的概率降低了10%。

巧克力分品种进行分析，有4771人被诊断患有2型糖尿病，在考虑同样的风险因素后，每周至少吃五份黑巧克力的人患2型糖尿病的风险降低了21%；而牛奶巧克力的摄入量与长期体重增加有关，却与2型糖尿病风险降低没有显著关联。

此外在一定范围内，每周每多吃一份黑巧克力，患2型糖尿病的风险就会降低3%。虽然黑巧克力的热量以及饱和脂肪含量与牛奶巧克力相似，但作者表示，黑巧克力中的高水平黄烷醇可能会抵消饱和脂肪、糖对体重增加和糖尿病风险的影响。作者补充说，新研究也有一定的局限性，参与者的巧克力消费量相对于之前记录的全国平均水平较低，而且该结果可能不适用于巧克力消费量非常高的个体。

相关论文：https://doi.org/10.1136/bmj-2023-078386

OpenAI正式发布视频生成模型Sora

当地时间12月9日，OpenAI “12天12场直播”的新品发布活动继续进行，视频生成模型Sora将正式向用户开放。这次发布距离OpenAI首次公开预览该产品已过去10个月的时间。

Sora能够根据用户的文本提示生成逼真的视频内容。OpenAI表示，和预览版相比，此次发布的是Sora Turbo版本，速度要快很多。据介绍，Sora可以生成1080p、最长20秒的视频，支持横屏（16:9）、正方形（1:1）和竖屏（9:16）等多种常见比例，并且可以对生成的视频进行Remix（重混）：替换、删除或重构视频中的元素；Re-cut（重新切割）：找到最佳的一帧再进行延展，循环剪辑；混合：将两个视频进行无缝合并剪辑；故事板剪辑：精准指定每个帧的输入；风格预设：预设创建视频的风格等操作。

此外，Sora还支持社区功能，用户可将生成的视频分享至社区，也可以在社区浏览、搜索或二次创作其他用户分享的视频（也可以选择关闭这一功能）。根据网友实测反馈，Sora目前对物理规律的“理解”并不够好，仍会出现人的手部不自然、文字乱码、动物跑着跑着就飞起来等情况。目前Sora仅向ChatGPT Plus和Pro用户开放，Plus用户订阅费20美元/月，Pro用户订阅费200美元/月。

短期记不住，不影响长期记忆形成

此前研究认为，记忆是个线性过程：记忆会先短期储存，其中一部分被清除，比如一次性的手机验证码；而另一部分保留下来，成为长期记忆。12月5日发表于Nature Neuroscience 的一项研究打破了上述认知：记忆并非只是单一地从短期走向长期，而是有两条独立通路分别负责两种记忆形成。因此，专门用于形成长期记忆的通路不会受到短期记忆的干扰。

在这项研究中，小鼠被置于一个盒子里，盒子分隔成亮区和暗区。习性使然，小鼠更倾向于爬向黑暗环境，不过当它进入暗区后，分隔两个空间的门会被关闭，暗区随后持续发出电流刺激，这会让小鼠产生恐惧记忆。与此同时，作者借助光遗传学手段调控了部分小鼠杏仁核神经元CaMK II酶的表达，这种酶对于短期记忆形成非常关键。

随后研究观察了小鼠隔一小段时间后再次进入相同环境的表现，对于那些没有调控CaMK II酶的小鼠，它们会抗拒再次进入黑暗环境。然而，一旦CaMK II酶被破坏，小鼠在首次实验一小时后再次返回时，仍会选择前往黑暗区，完全忘记了刚刚在这里受到过电刺激，这表明它们的短期记忆形成已经受损。

按照旧有认知，没有短期记忆的支持，这些小鼠再也不会唤起对黑暗环境的恐惧回忆了。但事实让研究者大吃一惊，他们发现这些短期记忆受损的小鼠在一周和一个月之后回到相同环境时，没有和之前一样选择前往黑暗区，曾经的电击刺激记忆再次被唤醒了。这意味着，即使短期记忆缺失，长期记忆仍然可以有效构建。

作者表示，“这与过去认为的记忆形成方式不同，长期记忆存在一条绕过短期记忆的平行路径。”这可能将改写大脑的记忆形成模型，但这条长期记忆形成通路具体是如何构成的，还有待进一步研究探索。（药明康德）

相关论文：https://www.nature.com/articles/s41593-024-01831-z

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