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· 科學獎項 ·
圖靈獎授予2位人工智慧先驅
安德魯·巴爾託（Andrew Barto）。圖片來源：ACM A.M. Turing Award
安德魯·巴爾託（Andrew Barto）。圖片來源：ACM A.M. Turing Award
當地時間3月5日，美國計算機學會（Association for Computing Machinery, ACM）將2024年圖靈獎授予了美國馬薩諸塞大學阿默斯特分校的名譽教授安德魯·巴爾託（Andrew Barto）和加拿大阿爾伯塔大學的計算機科學教授理查德·薩頓（Richard Sutton），以表彰他們為強化學習（reinforcement learning）奠定的概念和演算法基礎。在20世紀80年代開始發表的一系列論文中，巴爾託和薩頓介紹了強化學習的主要思想、構建了數學基礎並開發了重要演算法。而如今，強化學習已經成為了建立智慧系統的最重要方法之一。（ACM）
· 數學·
希爾伯特第六問題或被解決
1900年，德國數學家大衛·希爾伯特於1900年在巴黎舉行的第二屆國際數學家大會上提出23道最重要的數學問題。其中第六個問題關於公理化物理，希爾伯特本人後續自己也進一步研究這個問題。公理化物理一個具體的問題是，能否從原子層面的牛頓定律出發，藉助玻爾茲曼動力學理論，嚴格推導流體運動定律。
該問題的第一個步驟，即從原子層面的牛頓定律推匯出玻爾茲曼動力學理論是更具挑戰性的部分。1975年，Lanford曾推匯出僅適用於短時間的情況。而3月3日，北京大學校友鄧煜等人在預印本平臺上發表論文，表示他們完全解決了希爾伯特第六問題，成功從剛性彈性小球粒子模型出發，用牛頓運動定律嚴格推匯出了流體力學的基礎偏微分方程，如可壓縮尤拉方程和不可壓縮的納維-斯托克斯-傅立葉方程。目前，論文正在經歷同行評議。
· 醫學·
阿司匹林在小鼠中顯示出限制癌症轉移的潛力
貨架上的阿斯匹林。圖片來源：Daniel Case – Own work, CC BY-SA 3.0
癌症轉移（癌細胞從原發灶擴散到遠處器官）是全球90%癌症相關死亡的罪魁禍首。免疫系統在對抗轉移中發揮重要作用，但癌細胞常能設法逃避免疫監測。此前，人們發現阿司匹林和轉移減少有關，但確切作用機制未明。《自然》（Nature）發表的一項研究顯示，阿司匹林或可在小鼠中增強針對癌症轉移的免疫響應。
研究者在小鼠中進行了實驗，發現了一個新的免疫抑制途徑，阿司匹林可針對該途徑加強小鼠的抗轉移免疫能力。他們發現，與未經治療的對照組相比，多種不同癌症（包括乳腺癌、黑色素瘤和結腸癌）的小鼠模型使用阿司匹林治療後，向其他器官（如肺和肝）轉移的比率較低。人們已知阿司匹林能夠抑制血小板中的環氧化酶1（一種與參與炎症的酶），並減少血栓素A2（TXA2）產生。研究發現TXA2的減少緩解了T細胞的抑制，從而加強其對抗轉移癌細胞的能力。這些發現表明，阿司匹林或可作為一種相對便宜、技術含量低且有效的輔助療法，透過增強小鼠自然免疫來防止癌症轉移。作者認為，未來的研究可以探索阿司匹林和其他免疫療法的結合，進一步加強其抗轉移作用。
· 天文學·
用AI提前發現雙中子星合併
雙中子星合併的藝術想象圖，該過程會發出引力波和電磁輻射。對這些訊號的探測和分析可以讓我們深入瞭解其背後的過程。圖片來自：MPI-IS & A. Posada
中子星合併是宇宙中最壯觀的天文事件之一，能夠釋放出大量重元素（如金、鉑和鈾），但這類事件極為罕見且難以捕捉。2017年，科學家首次透過引力波探測到兩顆中子星的合併。並在全球多個天文團隊引起了後續觀測，但這種後續觀測通常只能發生在雙中子星合併後。近日，一項發表於《自然》（Nature）的研究展示了一種新型機器學習方法，讓天文學家更快確定雙中子星合併的位置。
該機器學習方法名為DINGO-BNS，使用模擬資料訓練，資料模擬了雙中子星合併前幾分鐘引力波探測器會收到的引力波訊號。當引力波訊號抵達地球時，該演算法只需一秒就能對合並事件進行識別和定位，而原先的演算法需要數個小時。該演算法不僅顯著快於更早的迭代版本，而且結果的精度也提高了30%，能在雙中子星合併前提供準確定位。作者指出，DINGO-BNS獲得的詳細資訊能用於確定哪些事件最值得使用昂貴的望遠鏡時間展開後續觀測。
· 神經科學·
調控行為決策的神經機制
能夠及時調整行為策略，包括堅持目標、探索其他選擇或放棄目標，對動物的生存至關重要。而多種精神疾病，如強迫症（OCD）、自閉症和抑鬱症，就被認為與大腦中控制行為策略的神經迴路失調有關。理解其中神經機制將有助於開發出更有效的療法。近日，一項《自然》（Nature）上的研究解開了謎團，解釋了中縫中核（median raphe nucleus，MRN ）調控三種基本行為策略：堅持、探索和放棄的神經機制。
科學家透過光遺傳學、鈣成像和神經迴路追蹤技術，比較了小鼠在依賴本能行動和依靠決策行動時的不同腦活動。他們發現，MRN中的三種主要神經元型別能分別調控不同的行為策略，其中，抑制GABA能神經元會促使小鼠堅持當前目標；啟用穀氨酸能神經元能驅動探索行為；而抑制血清素能神經元會促使小鼠放棄目標。當MRN接收到來自外側下丘腦和側韁核的訊號時，就能以不同模式啟用這三種互補的神經元，靈活調控小鼠行為。這為OCD等疾病帶來了開發新療法的可能性。
撰寫：王昱、冬鳶、馬一瑗
編輯：王昱、冬鳶