CERN下一任总干事：AI将彻底改变基础物理学 | 科技周览

整理 | 周舒义、平生

可乐、奶茶为何增加糖尿病风险？关键或在肠道菌群

众所周知，大量饮用可乐、奶茶等含糖饮料可能增加糖尿病风险，但这背后的机制尚不完全清晰。1月31日发表于Cell Metabolism的一项研究揭示了其中的关键环节——含糖饮料可能会改变人体肠道微生物环境，进而影响身体代谢，最终增加患糖尿病的风险。

研究人员指出，与固体食物中添加的糖相比，含糖饮料中的糖分更易被身体吸收，其对代谢的影响也更强。新研究分析了美国16000多名西班牙裔/拉丁裔成年人的生活方式与健康数据。结果发现，每天喝两杯或更多含糖饮料的人，其肠道内9种细菌的数量发生了变化。其中有4种细菌原本能产生对血糖代谢有益的物质，但这种有益作用因为高含糖饮料的摄入可能被削弱。

研究还发现，大量饮用含糖饮料与56种血清代谢物水平变化有关，其中包括几种由肠道微生物群产生的代谢物及其衍生物。这些肠道微生物群代谢物与较差的代谢特征相关，比如空腹血糖和胰岛素水平较高，身体质量指数和腰臀比较高，以及对身体有益的高密度脂蛋白胆固醇水平较低。值得注意的是，这些肠道微生物群代谢物水平较高的被调查者，在研究开始首次被采样后的10年内患糖尿病的可能性更高。

研究人员表示，这项研究为利用肠道微生物群预防或管理糖尿病的潜在策略提供了新见解。下一步研究人员计划调查微生物群代谢物是否与其他慢性健康问题有关，比如心血管疾病等。（新华社）

相关论文：https://www.cell.com/cell-metabolism/fulltext/S1550-4131(24)00486-8

人脑微塑料含量8年剧增50%，成塑料污染最大受害者

全球环境中微小塑料颗粒浓度急剧增加，引发了人们的健康担忧。2月3日发表于Nature Medicine的一项研究表明，人体大脑、肾脏、肝脏等器官中的微塑料和纳米塑料含量近年来普遍上升，其中大脑微塑料含量8年剧增50%，是塑料污染的最大受害者。

本次研究关注的“微塑料和纳米塑料（MNP）”，是指直径从1纳米到500微米不等的人造聚合物颗粒。尽管此前研究表明它们可能与心血管疾病等健康问题相关，但科研人员对MNP在人体组织中的分布情况和健康后果仍然了解有限。

为检测人体组织中MNP的含量，研究人员从美国新墨西哥州2016年去世的28名志愿者、2024年去世的24名志愿者遗体中获取肝脏、肾脏和大脑组织样本，结合热解气相色谱-质谱法、电子显微镜等技术进行分析对比。结果发现，脑组织样本中的MNP浓度显著高于肝脏和肾脏样本，并且2024年脑组织样本中的MNP浓度比2016年增加了50%。研究人员进一步扩大数据范围，纳入1997年至2013年间在美国东海岸地区死亡的人体脑组织样本，结果显示人脑中的MNP浓度呈上升趋势。

制图：《卫报》，数据来源：Nihart et al, Nature Medicine, 2025

此外，大脑样本中的塑料颗粒尺寸大多在纳米级，最常见的塑料是聚乙烯，占比达75%。聚乙烯被广泛应用于塑料袋和食品饮料包装。研究还发现，痴呆症患者大脑样本中的微塑料和纳米塑料浓度显著高于正常大脑样本。但研究认为这并未证明MNP与痴呆症之间的因果关系，可能是疾病本身的脑组织萎缩、血脑屏障和清除机制受损导致了更多MNP的积累。

研究人员表示，人体组织中MNP的积累趋势与全球塑料废物的增长趋势相符，应警惕塑料污染可能对人体健康的影响。不过也有专家评论说，新研究样本数量较少，并且检测微小塑料颗粒非常困难，在解释这项研究结果时应小心谨慎。

相关论文：https://www.nature.com/articles/s41591-024-03453-1

CERN下一任总干事马克·汤姆森：AI将彻底改变基础物理学

据《卫报》（The Guardian）报道，欧洲核子研究中心（CERN）下一任总干事、英国剑桥大学实验粒子物理学教授马克·汤姆森（Mark Thomson）在采访中表示，人工智能将彻底改变基础物理学，并为我们了解宇宙命运打开一扇窗。

马克·汤姆森的五年任期将于2026年1月1日开始，他曾在20世纪90年代为W和Z玻色子的精确测量做出贡献。| CERN

汤姆森在采访中说，机器学习正在为粒子物理学的进步铺平道路，这种推动作用有望与新近斩获诺奖的AI预测蛋白质结构相媲美。他指出，在大型强子对撞机（LHC）上，人们正在利用AI分析复杂数据的能力来捕捉罕见事件。LHC ATLAS合作组成员Katharine Leney说：“当LHC进行质子对撞实验时，每秒会发生大约4000万次对撞，我们必须在1微秒内做出决策……哪些事件是有趣的、需要保留，而哪些事件要舍弃。我们现在处理所收集的数据，效果已经比10年前用多20倍的数据所能做的还要好，相当于至少进步了20年。这很大程度上要归功于AI。”汤姆森说：“这些并不是渐进式的改进……而将会给我们的领域带来巨大变革。”

此次采访的背景，是CERN拟建史上最强大的加速器“未来环形对撞机”（Future Circular Collider），其长度是现在LHC的近4倍，能量高达LHC的6倍。但鉴于自2012年发现希格斯玻色子以来，LHC一直缺乏重大进展，这项耗资超过170亿美元的新计划也饱受质疑。

对此汤姆森表示，AI为在亚原子尺度上寻找新物理注入了新动力，重大发现可能会在2030年之后出现，届时LHC经过大型升级，亮度将提高10倍——这将使科学家能够观测双希格斯玻色子事件（同一事件产生一对希格斯玻色子，大约每2.58万亿次质子碰撞才能产生一个双希格斯玻色子事件），进而研究希格斯自耦合性质。这不仅有助于进一步检验标准模型，还能为宇宙是否处于稳态或亚稳态提供关键的限制条件，对理解宇宙的起源、演化和未来具有深远意义。汤姆森说，五年前他曾认为这超出了LHC的能力，“现在我相信我们会进行良好的测量。” （The Guardian）

相关来源：https://www.theguardian.com/science/2025/feb/03/ai-to-revolutionise-fundamental-physics-and-could-show-how-universe-will-end

谷歌放弃不将AI用于武器、监视的承诺

据《华盛顿邮报》报道，美国谷歌公司2月4日更新其人工智能（AI）道德准则，删除了此前承诺不会将AI技术用于武器研发及监控应用的条款。

据报道，此前版本的准则中谷歌列出了四种“不会寻求的AI技术应用”，包括武器、监视、可能伤害人类的技术，以及违反国际准则的用途。更新后的AI道德准则显示，谷歌将使用人工监督AI技术并设立反馈机制，以确保AI的使用符合“广泛接受的国际法”等，该公司还将测试AI技术以“减少意外或有害后果”。

谷歌公司高级副总裁詹姆斯·马尼卡（James Manyika）和AI实验室负责人德米斯·哈萨比斯（Demis Hassabis）就此共同发文说，谷歌更新其AI道德准则，是因为这项技术已变得更加普及，而且企业、政府和机构组织需要进行合作，开发“保护人民、促进全球增长、支持国家安全”的AI。

2018年，数千名谷歌员工签署请愿书，抗议公司参与五角大楼的“Maven”项目，将计算机算法应用于无人机视觉识别。随后谷歌首次发布道德准则，限制将AI用于军事用途，这使其成为AI巨头中的异类——据报道，OpenAI、Anthropic、微软、亚马逊等公司均与美国军方存在合作。

美国宾夕法尼亚大学政治学教授迈克尔·霍罗威茨（Michael Horowitz）向《华盛顿邮报》表示，谷歌此举证明，包括顶尖AI公司在内的美国科技界与国防部门的关系日益密切。人工智能、机器人及相关技术对美国军方越来越重要。

更新后的AI道德准则：https://ai.google/responsibility/principles/

omega-3或延缓人体生物学衰老

2月3日发表于Nature Aging的一项研究显示，服用omega-3（ω-3）和维生素D补充剂，结合适当运动，能在三年内将人体生物学衰老时钟延缓3-4个月。论文作者、瑞士巴塞尔大学的Bischoff-Ferrari表示，3-4个月听起来很短，但这可以转化为重要的公共卫生效益，例如降低某些衰老相关疾病的发病率。

ω-3是人体必需的营养素，人体无法自行合成，必须通过食物补充。在深海鱼类（如鲑鱼、鳟鱼、鲱鱼），以及一些植物中（如藻类、核桃、大豆）含量丰富。新研究从2012年到2014年在欧洲五个国家开展试验，纳入700多名70岁以上的参与者，这些老人接受了安慰剂、ω-3、维生素D和运动的不同组合方案。研究人员分别在试验开始和结束时采集参与者的血液样本，并利用4种表观遗传时钟进行分析，这些表观遗传时钟通过DNA中的甲基化水平来衡量人体生物学衰老程度。

结果显示，4种表观遗传时钟里有3种支持ω-3可以延缓人体生物学衰老。其中名为“PhenoAge”的表观遗传时钟显示，老年人每天服用1克ω-3、2000国际单位维生素D，辅以每周锻炼3次、每次30分钟，可以在3年内延缓生物学衰老2.9-3.8个月。

然而，英国埃塞克斯大学人类遗传学教授Leonard Schalkwyk对此持谨慎态度。“DNA甲基化水平会随着年龄的增长而变化，就像你的皮肤一样。目前还不清楚它是否是造成年龄效应的原因，但可能性不大，因为没有迹象表明它是可以逆转的内部生命时钟的一部分。”他表示，新研究只能说明服用ω-3可以让与年龄相关的DNA甲基化水平往“年轻方向”发生些许变化，但没有证据表明这对寿命或健康寿命有直接影响。“这并不能说明他们变得更年轻。”

此外专家警告称，健康人不应过多服用ω-3补剂，其可能会增加房颤和中风风险，每天1克以内被认为是安全的。NHS（英国国家医疗服务体系）不推荐服用ω-3补充剂，但建议人们每周吃两份鱼，以获取足够的必需脂肪酸。

相关论文：https://www.nature.com/articles/s43587-024-00793-y

气候变暖导致全球城市鼠患加剧

1月31日发表于Science Advances的一项研究显示，全球不少城市鼠患越来越严重，主要原因可能与全球变暖趋势有关。

研究人员分析美国13座城市以及加拿大多伦多、日本东京和荷兰阿姆斯特丹报告的鼠患数据，得出上述结论。收集的数据时间跨度平均长达12年，涉及各城市捕获、监测数据和居民的目击记录。分析表明，16座城市中有11座在过去20年里鼠患愈演愈烈，其中华盛顿、旧金山、多伦多、纽约和阿姆斯特丹的鼠患恶化情况最严重。数据显示，华盛顿是鼠患恶化速度最快的城市，是波士顿的3倍，纽约的1.5倍。尽管美国各市政府每年花费总计约5亿美元来控制鼠患，但似乎效果不彰。东京、新奥尔良和路易斯维尔是少数鼠患减轻的城市。

研究分析称，诸多因素导致城市鼠患加剧，比如人口密度大、植被覆盖率低等，但超过40%的因素来源于全球气候变暖。论文作者、里士满大学生物学家乔纳森·理查森（Jonathan Richardson）指出，变暖趋势越明显、迁入人口越多的城市，鼠患问题也越严重。他解释说，老鼠是一种畏惧寒冷的小型哺乳动物，寒冷天气会阻碍其繁殖和觅食。此外，稠密的人口意味着更多餐馆和垃圾箱，有利于老鼠填饱肚子。“如果气候变暖，冬天推迟一两周到来，春天提前一两周到来，那么老鼠全年就多了三、四周的时间可以在地面上觅食。”这听起来不长，但雌鼠一个月就能生一窝，每窝有8到16只鼠崽。“这就是鼠患增长的关键。”

相关论文：https://dx.doi.org/10.1126/sciadv.ads6782

成本不到50美元，李飞飞等人训练AI推理模型媲美o1-preview

李飞飞等斯坦福大学和华盛顿大学的研究人员以不到50美元的云计算费用，成功训练出了一个名为s1的AI推理模型。该模型在特定测试集上的表现媲美OpenAI的o1-preview，但离o1、DeepSeek-R1还有不小距离。

研究人员构建小型数据集“s1K”，从16个不同的来源的59029个问题中精心筛选1000个问题，每个问题都配有从谷歌模型Gemini 2.0 Flash Thinking Experimental蒸馏的答案和推理轨迹（reasoning traces）；然后基于阿里云通义千问模型（Qwen2.5-32B-Instruct）进行监督微调。研究使用预算强制（budget forcing）方法来控制模型在测试时的计算量，引导模型进行自我检查，修正推理过程中的错误，从而提高推理性能。作者表示，最终提出的s1-32B是目前样本效率（sample-efficient）最高的开源推理模型，在推理能力上超越了OpenAI的o1-preview等闭源模型。

据TechCrunch报道，s1模型仅使用16张英伟达H100 GPU训练26分钟就可以表现出较强推理能力，云计算费用不到50美元。不过也有评论指出，s1基于已有开源基础模型进行微调，使用的数据量极少，可以大幅节约成本，但在处理复杂任务等方面仍有其局限性。

相关论文：https://arxiv.org/html/2501.19393v2

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