環球科學設為星標
週一至週五
第一時間掌握
最新鮮的全球科技資訊

· 動物學·
拍“翅膀”的大統一公式

不同物種的振翅頻率與其體重的平方根除以翅膀面積所得結果成正比(圖片來源:原論文)
科學家認為,為了儘量減少飛行所需的能量,動物扇動翅膀的頻率應該由翅膀的自然共振頻率決定。然而,科學家一直未能找到一種描述動物振翅頻率的通用數學模型。近日,在一項發表於《公共科學圖書館·綜合》(PLOS ONE)的研究中,科學家推匯出了一個公式,它既適用於飛行動物的振翅頻率,又適用於企鵝和鯨魚等潛水動物的擊鰭頻率。
經過理論推導,研究人員得出結論:飛行動物和潛水動物振翅或擊鰭的頻率應與其體重的平方根除以翅膀面積所得結果成正比。為了驗證該公式的準確性,研究人員將公式推導結果與已知的動物振翅或擊鰭的頻率進行了比較,包括蜜蜂、飛蛾、蜻蜓、甲蟲、蚊子、蝙蝠和蜂鳥等飛行動物,以及企鵝和幾種鯨魚等潛水動物。結果表明,儘管不同物種的體型和翅膀形狀各不相同,但方程中的比例常數都是近似相同的,因此該方程是通用的。最後,科學家據此推測,已知最大的飛行動物——風神翼龍(Quetzalcoatlus northropi,已滅絕)應以0.7赫茲的頻率拍打其10平方米的翅膀。研究人員同時強調,由於流體動力學的物理原理在極小的尺度上會發生變化,因此極小的動物(比目前已知的任何動物都小)的振翅頻率可能不符合該公式。
· 宇宙學·
超輕原初黑洞可能帶有淨色荷

圖片來源:K. Bradonjić/Hampshire College
在電磁力中,物質會攜帶正負電荷;在強相互作用力中,物質會攜帶色荷。色荷分三個種類,分別為紅、綠、藍(只是分類命名,與實際顏色無關)。但由於強相互作用力太強,攜帶不同色荷的夸克無法獨立存在,這被稱為夸克禁閉。成團的夸克總色荷為零,所以這種效應也稱為色禁閉。
近日在《物理評論快報》(Physical Review Letters)發表的一篇論文提出了一種機制,可以讓原初黑洞(Primordial black holes)攜帶淨色荷。原初黑洞的質量與其形成的時間有關,對於質量在10¹⁷到10²²克之間的原初黑洞,它們形成時,宇宙尚處於夸克膠子等離子體(QGP)狀態。宇宙初期的夸克膠子等離子體能量極高,強相互作用力尚未實現夸克禁閉,所以這種原初黑洞形成時會吸收自由的夸克和膠子,可能獲得淨色荷。這樣小的黑洞會因為霍金輻射蒸發,但它能擾亂宇宙初期的質子、中子分佈,或許能留下可觀測的痕跡。(Physics)
· 人工智慧·
可翻譯上百種低資源語言的AI工具
神經機器翻譯模型利用人工神經網路翻譯各種語言。這些模型通常需要大量可線上獲取的資料加以訓練,但並非所有語言資料都公開、低成本或是普遍可及,這類語言被稱為“低資源語言”。因此,大多數人工智慧(AI)模型都無法翻譯低資源語言。為解決這一問題,美國Meta公司開展了名為“不落下任何語言”(No Language Left Behind,簡稱NLLB)的專案。近日,該專案開發了一個線上多語言翻譯工具,名為NLLB-200。該工具能翻譯204種不同語言,其中包括150種低資源語言。相關論文於近日發表於《自然》(Nature)。
研究團隊開發了一種跨語言技術,能讓神經機器翻譯模型學習如何利用翻譯高資源語言的預存能力來翻譯低資源語言。由於團隊在許多低資源語言上只能獲取1000~2000例樣本,為了擴大NLLB-200的訓練資料量,他們用一個語言識別系統發現了這些特定語言的更多例項。團隊還從網際網路存檔中挖掘雙語文字資料,幫助提升了NLLB-200的翻譯質量。最終,NLLB-200的翻譯表現比已有系統高了44%。該模型或可幫助低資源語言使用者獲取更多圖書和研究文章。不過,研究人員同時指出,誤譯的情況仍有可能出現。
· 動物學·
非洲象會用“名字”稱呼彼此

圖片來源:原論文
不同的人類語言中,普遍存在個人姓名。但在人類之外,幾乎沒有其他動物會用名字稱呼彼此,鸚鵡和海豚被發現會透過模仿被叫物件的聲音來呼喚對方,但這並不是名字。近日,在《自然·生態與演化》(Nature Ecology & Evolution)上發表的一篇論文指出,野生非洲草原象(Loxodonta africana)或許會像人類一樣,用名字打招呼。
研究人員利用機器學習演算法分析了1986至2022年,野生非洲雌象-後代群組的469次呼叫錄音,該演算法可以識別叫聲中27.5%的被叫物件。研究人員認為,這種聲音並不是對被叫物件的模仿,並且每一頭象都有獨屬於自己的叫聲,類似於名字。研究人員還對17頭野生象播放了象錄音,他們發現,象在聽到自己的“名字”後,靠近音響的速度更快,並更容易回應。
· 健康 ·
含有這種微塑膠的精液,精子活力較低

該研究的圖片摘要(來源:Science of The Total Environment (2024). DOI: 10.1016/j.scitotenv.2024.173522)
此前的研究表明,微塑膠已經幾乎無處不在。在最近發表於《整體環境科學》(Science of The Total Environment)的新研究中,來自中國多個機構的公共衛生研究團隊在他們檢測的每份精液樣本中都發現了微塑膠。
研究團隊招募了36名居住在濟南市且未從事塑膠相關行業的健康成年男性,這些被試每人都捐獻了一份精液樣本以供檢測。結果研究者在每個樣本中都發現了微塑膠。他們一共發現了八種微塑膠,其中最常見的是聚苯乙烯。他們還發現,含有聚氯乙烯塑膠碎片的精液樣本中精子活力較低。這一發現可能有助於解釋生育率下降的原因,該研究結果也強調了進一步研究微塑膠暴露對生殖潛在影響的必要性。(Medical Xpress)
撰寫:王昱、冬鳶、黃雨佳、李承澤
編輯:王昱、冬鳶、黃雨佳
封面來源:Unsplash