当恐龙挑战科学：一项新研究颠覆了生态理论

当恐龙挑战科学：一项新研究颠覆了生态理论 阿拉斯加费尔班克斯大学（University of Alaska Fairbanks）和雷丁大学（University of Reading）的科学家们进行了一项新的研究，其中的恐龙物种包括站在背景中的白熊龙（Nanuqsaurus）和站在前景中的厚鼻龙（pachyrhinosaurus）。图片来源：詹姆斯-哈文斯"我们的研究表明，恐龙和哺乳动物不同体型的进化不能简单地归结为纬度或温度的函数，"发表在《自然-通讯》（Nature Communications）杂志上的一篇论文的第一作者、阿拉斯加大学研究生劳伦-威尔逊（Lauren Wilson）说。"我们发现，伯格曼法则只适用于一部分恒温动物（保持稳定体温的动物），而且只适用于考虑温度而忽略所有其他气候变量的动物。这表明，伯格曼的'规则'实际上是例外而非规则"。这项研究始于威尔逊与她的本科生导师讨论的一个简单问题：伯格曼法则适用于恐龙吗？在评估了从化石记录中收集到的数百个数据点之后，答案似乎是肯定的"不"。该数据集包括科学家已知的最北端的恐龙，即阿拉斯加王子溪地层中的恐龙。它们经历了严寒和降雪。尽管如此，研究人员发现北极恐龙的体型都没有明显增加。接下来，研究人员对史前哺乳动物和恐龙的后代现代哺乳动物和鸟类进行了同样的评估。结果大致相同：纬度并不能预测现代鸟类和哺乳动物的体型。现代鸟类的体型与温度之间存在微小的关系，但史前鸟类的情况却并非如此。研究人员说，这项研究是一个很好的例子，说明科学家可以而且应该利用化石记录来检验当今的科学规则和假设。雷丁大学博士后研究员、论文另一位主要作者雅各布-加德纳（Jacob Gardner）说："化石记录为我们了解完全不同的生态系统和气候条件提供了一个窗口，使我们能够以一种全新的方式评估这些生态规则的适用性。"阿拉斯加大学北方博物馆馆长帕特-德鲁肯米勒（Pat Druckenmiller）是这篇论文的共同作者之一，他说，科学规则应该像对待现代生物一样适用于化石生物。他说："如果忽视进化的根源，就无法理解现代生态系统。必须回顾过去才能了解事物是如何变成今天这个样子的。"编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

堪萨斯大学研究认为生物多样性的中性理论比传统的红皇后理论解释更准确

堪萨斯大学研究认为生物多样性的中性理论比传统的红皇后理论解释更准确 重温红皇后理论"红皇后理论"认为，物种必须不停地奔跑才能保持不动，就像刘易斯-卡罗尔的《透过望远镜》一书中的人物一样，领衔作者、昆明理工大学生态学与进化生物学系博士后研究员詹姆斯-索尔兹伯里（James Saulsbury）说。"这一观点在 20 世纪 70 年代被转化为一种生态学理论，试图解释物种灭绝风险似乎不会随物种寿命而改变这一现象。"然而，岁月并没有眷顾这一理论。索尔斯伯里说："在对这一现象的最早调查中，所有年龄段的物种似乎都以差不多的速度灭绝，这也许只是因为当时的证据相对粗糙。这在红皇后模式下是有道理的，在这个模式下，物种不断与其他物种竞争，而其他物种也在与它们一起适应环境"。质疑和超越红皇后但是，随着更多数据的收集和更复杂方法的分析，科学家们越来越多地发现了红皇后理论的反证。较年轻的物种通常面临更大的灭绝风险。堪萨斯大学的一个新模型显示了这一新发现，即物种灭绝与年龄有关，同时也强调了零和竞争在解释物种灭绝中的重要性，正如较早的"红皇后"理论一样。资料来源：Saulsbury 等人索尔兹伯里说："科学家们不断发现年轻物种特别容易灭绝的情况。因此，我们有了一个理论真空一堆反常的观察结果，却没有统一的方法来理解它们。"但现在，索尔斯伯里领导的研究发表在《美国国家科学院院刊》上，或许能解开这个谜团。索尔兹伯里和他的合著者们的研究表明，一个物种的年龄与其灭绝风险之间的关系可以通过一个被称为"生物多样性中性理论"的生态模型来准确预测。中性理论的启示中性理论是一个生态上相似的物种争夺有限资源的简单模型，每个物种的结果或多或少都是随机的。根据《国家科学院院刊》（PNAS）论文的非专业摘要，在该理论中，"物种要么灭绝，要么从较小的初始种群规模扩大到不那么容易灭绝，但它们总是容易被竞争者取代"。索尔斯伯里及其同事将这一理论延伸到对化石记录的预测中，发现中性理论"以惊人的准确性预测了浮游动物化石中的存活率，并解释了红皇后预测的一般经验偏差"。索尔兹伯里的合著者是多伦多大学的 C. Tomomi Parins-Fukuchi、牛津大学和亚利桑那大学的 Connor Wilson 以及奥斯陆大学的 Trond Reitan 和 Lee Hsiang Liow。虽然中性理论似乎意味着"红皇后理论"的谢幕，但这位科大研究人员说，"红皇后理论"仍然有其价值。主要是它提出了一个仍然有效的观点，即物种之间为了有限的资源进行零和博弈，总是在争夺自然界更大的蛋糕。索尔斯伯里说："红皇后理论一直是生物进化论界一个引人注目的重要观点，但化石记录的数据似乎不再支持这一理论。但我并不认为我们的论文真的驳斥了这一观点，因为事实上，红皇后理论和中性理论在深层次上非常相似。它们都描述了由于物种之间对资源的竞争以及生物相互作用导致的群落不断更替而导致的物种灭绝"。保护的相关性和影响最终，这些发现不仅有助于理解塑造自然世界的各种力量，而且可能与保护工作相关，因为全球各地的物种面临着气候变化和栖息地丧失带来的日益严重的威胁。"是什么让一个物种容易灭绝？索尔兹伯里问道。"人们有兴趣从化石记录中了解它是否能告诉我们任何有助于保护物种的信息。我们研究的悲观之处在于，在有些生态情况下，物种的命运并不是完全可以预测的；我们能够预测灭绝的程度是有一定限度的。在某种程度上，灭绝将由看似随机的力量决定历史的偶然。这一点在古生物学研究中得到了一些支持。"他说，人们一直在努力了解化石记录中灭绝的预测因素，但迄今为止并没有得出太多的一般性结论。"没有什么特征能使人永生或不容易灭绝。但我们的研究乐观的一面是，整个群落的灭绝模式是可以预测和理解的。我们可以很好地掌握生物群落的特征，比如物种灭绝的风险是如何随着年龄的增长而变化的。即使单个物种的命运难以预测，整个群落的命运也是可以很好理解的"。索尔兹伯里还提出了一个警告：对物种灭绝的中性解释在生命之树不同部分的成功率有多大，还有待观察。他说："我们的研究也是在以百万年为单位的地质时间尺度上进行的。在我们一生的时间尺度上，情况可能会大不相同。"编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

新研究首次利用统计物理学证实了20世纪40年代的社会平衡理论

新研究首次利用统计物理学证实了20世纪40年代的社会平衡理论 20 世纪 40 年代，奥地利心理学家弗里茨-海德（Fritz Heider）提出了"社会平衡理论"（social balance theory），该理论解释了人类如何与生俱来地努力在社交圈中寻求和谐。根据该理论，四条规则敌人的敌人是朋友，朋友的朋友是朋友，敌人的朋友是敌人，最后，朋友的敌人是敌人导致了平衡的人际关系。尽管无数的研究都试图用网络科学和数学来证实这一理论，但由于网络偏离了完美的平衡关系，他们的努力都没有取得成功。因此，真正的问题是，社会网络是否比适当的网络模型所预期的更加平衡。大多数网络模型过于简化，无法完全捕捉到影响社会平衡的人际关系中的复杂性，因此在观察到的偏离网络模型预期的情况是否符合社会平衡理论方面产生了不一致的结果。然而，西北大学团队成功地整合了海德社会框架的两个关键部分。在现实生活中，并非每个人都相互认识，有些人比其他人更积极。研究人员早就知道每个因素都会影响社会关系，但现有的模型一次只能考虑一个因素。通过同时纳入这两个限制因素，研究人员得出的网络模型最终在海德首次提出这一著名理论约 80 年后证实了这一理论。这个有用的新框架可以帮助研究人员更好地理解社会动态，包括政治两极化和国际关系，以及任何由正反两方面相互作用混合而成的系统，如神经网络或药物组合。该研究的资深作者、西北大学的伊斯特万-科瓦奇（István Kovács）说："我们一直认为这种社会直觉是有效的，但我们不知道它为什么有效。如果你翻阅文献，会发现有很多关于这一理论的研究，但它们之间并不一致。几十年来，我们一直搞错。原因是现实生活很复杂。我们意识到，我们需要同时考虑两个制约因素：谁认识谁，以及有些人就是比其他人更友好。""我们终于可以得出结论，社交网络符合 80 年前形成的期望，"该研究的第一作者郝冰洁补充说。"我们的发现还具有广泛的应用前景。我们的数学研究使我们能够在系统中加入对不同实体的连接和偏好的约束。这对社交网络之外的其他系统建模也很有用。"科瓦奇是西北大学温伯格艺术与科学学院物理与天文学助理教授。郝是他实验室的博士后研究员。什么是社会平衡理论？海德的社会平衡理论以三人为一组，坚持了人类追求舒适和谐关系的假设。在平衡的人际关系中，所有人都喜欢对方。或者说，如果一个人不喜欢两个人，那么这两个人就是朋友。如果三个人都不喜欢对方，或者一个人喜欢两个不喜欢对方的人，那么人际关系就会失衡，从而导致焦虑和紧张。通过研究这种受挫系统，意大利理论物理学家乔治-帕里西（Giorgio Parisi）获得了 2021 年诺贝尔物理学奖，他与气候模型学家真锅修九郎（Syukuro Manabe）和克劳斯-哈塞尔曼（Klaus Hasselmann）分享了这一奖项。科瓦奇说："这似乎非常符合社会直觉。你可以看到这将如何导致极端的两极分化，我们今天在政治两极分化方面确实看到了这一点。如果你喜欢的人也不喜欢你不喜欢的人，那么就会导致两党互相仇视。"然而，要收集不仅列出朋友，也列出敌人的大规模数据一直是个挑战。本世纪初，随着大数据的出现，研究人员试图了解来自社交网络的此类签名数据能否证实海德的理论。在生成网络以检验海德的规则时，单个的人作为节点。连接节点的边代表个人之间的关系。如果节点不是好友，那么它们之间的边就会被赋予负值（或敌对值）。如果节点是朋友，则边会被标记为正值（或友好值）。在以前的模型中，边缘被随机赋予正值或负值，而不尊重这两个约束条件。这些研究都没有准确捕捉到社交网络的实际情况。在制约中寻求成功为了探究这个问题，科瓦奇和郝晓明利用了社会科学家之前整理的四个大规模、公开的签名网络数据集，其中包括：（1）社交新闻网站 Slashdot 上的用户评分评论；（2）众议院议员之间的交流；（3）比特币交易者之间的互动；以及（4）消费者评论网站 Epinions 上的产品评论。在他们的网络模型中，科瓦奇和郝晓明并没有给边赋予真正随机的负值或正值。要使每次互动都是随机的，每个节点就必须有同等的机会遇到对方。然而，在现实生活中，并不是每个人都认识社交网络中的其他人。例如，一个人可能永远不会遇到自己朋友的朋友，而这个朋友却住在世界的另一端。为了使他们的模型更加真实，科瓦奇和郝根据一个统计模型来分配正值或负值，该模型描述了对存在的相互作用赋予正负符号的概率。这样就保持了数值的随机性但随机性是在网络拓扑限制的范围内。除了谁认识谁之外，研究小组还考虑到生活中有些人就是比其他人更友好。友好的人更有可能有更多积极的互动，而较少敌对的互动。通过引入这两个约束条件，由此产生的模型表明，大规模社交网络始终符合海德的社会平衡理论。该模型还突出了三个节点以外的模式。它表明，社会平衡理论适用于涉及四个节点甚至更多节点的大型图元。科瓦奇说："我们现在知道，你需要考虑到这两个制约因素。没有这两点，你就无法提出正确的机制。这看起来很复杂，但实际上是相当简单的数学问题。"对两极分化及其他问题的见解科瓦奇和郝目前正在探索这项工作的几个未来方向。其中一个潜在方向是，新模型可用于探索旨在减少政治两极分化的干预措施。但研究人员表示，该模型有助于更好地理解社会群体和朋友间联系以外的系统。科瓦奇说："我们可以研究大脑神经元之间的兴奋性和抑制性连接，或者代表治疗疾病的不同药物组合的相互作用。社交网络研究是一个理想的探索场所，但我们的主要兴趣是超越研究朋友之间的互动，研究其他复杂的网络"。论文《适当的网络随机化是评估社会平衡的关键》背后的代码和数据可在GitGub上获取。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

科学家发现AI能够理解情绪刺激，人们可以进行情绪操控来增强它们

科学家发现AI能够理解情绪刺激，人们可以进行情绪操控来增强它们 中科院和微软的研究员在45项任务上对 Flan-T5-Large、Vicuna、LlaMA 2、BLOOM、ChatGPT 和 GPT-4 进行了实验，发现这些大型语言模型拥有情商，对之进行情绪操控可以使它们的表现、诚实度和责任指标平均提高10.9%。 研究员还根据心理学理论开发了多套情绪刺激手段，发现组合使用"情绪提示"往往效果更好。在大多数情况下，"情绪提示"的性能优于现有的提示工程方法，如思维链 (咱们一步步想) 和 APE (AI自动挑选优化)。

“超级教授”黄宗智关于中国社会经济史与法律史研究集大成之作，50余年学术生涯的实践经验和理论总结。从基于实践的农村社会研究出发，

“超级教授”黄宗智关于中国社会经济史与法律史研究集大成之作，50余年学术生涯的实践经验和理论总结。从基于实践的农村社会研究出发，建立中国研究的新方法和理论。 《实践与理论：中国社会经济史与法律史研究》以立足本土的国际视野，手把手教你做科研！！ 【本书看点】 1.“大学问•实践社会科学系列”012号图书，丛书主编“超级教授”黄宗智关于中国社会经济史与法律史研究集大成之作，是其50余年学术生涯的实践经验和理论总结。 2. 立足本土、从实践出发的经济史和法律史研究。黄宗智教授“倡导从中国实际出发的社会科学”理念的系统化呈现，通过社会经济史研究中的悖论现象、近现代法律史中的“第三领域”等研究，深入、清晰地论述“实践社会科学”的方法、理论，探寻建立中国研究自身的新社会科学的方案。 3. 具有强烈的现实关怀和问题意识。无论是经济史研究中渗透着对中国农村问题的思考，还是法律史研究中反思中国的治理模式，都透露出作者强烈的现实关怀。作者着眼于农村经济、民事法律实践、非正规经济等中国现实，探寻解决农村发展、国有企业改革、国家经济体制改革等问题的可能途径。 4. 建立理论和实践相连接而非对立的学术原则。研究的关键在于对理论和实践的连接，强调从实践到理论再返回到实践去检验的不断往返的认知过程，作者认为需要集中研究的不是两者之间的任何单一方面而是两者之间如何连接的问题。 5. 手把手教你如何做学术。对于从事社会科学研究，作者从自己读书时期接受的学术训练、如何一步步走上科研道路并持续深耕、拓宽研究领域等，为迷茫的科研学子或刚起步的学者提供一整套清晰、详细、可操作性强的科研思路和成长路径。

新理论或可以解开火星表面沙粒产生波纹的成因

新理论或可以解开火星表面沙粒产生波纹的成因 在这幅火星沙丘顶面的照片中，可以看到两种大小的风刻波纹。地球上也有沙丘和较小的波纹。较大的波纹大约相隔 10 英尺（3 米）是地球上没有的类型。图片来源：NASA/JPL-Caltech/MSSS这就是内盖夫本古里安大学物理学家 Hezi Yizhaq 教授和 Itzhak Katra 教授及其来自丹麦、德国、意大利、中国和美国的同事在《自然-地球科学》杂志上发表的封面文章中提出的观点。纳米布沙漠的风在沙地上掀起大小不一的波浪。从高高的沙丘上往下看，可以看到细沙形成的笔直的小波浪，以及覆盖着颗粒粗沙的更大的巨浪。粗沙呈灰色，而形成沙丘的细沙呈红色。图片来源：Hezi Yizhaq 教授2015 年，美国国家航空航天局好奇号探测器在火星上拍摄到的沙纹显示出两种截然不同的形态大波纹（米级）和较短的"撞击"波纹形态（分米级）。此后提出的主流理论认为，较小尺度的波纹是由风传播的颗粒的撞击机制产生的，就像地球上的普通波纹一样，而较大的波纹则是由于水动力不稳定性形成的，就像水下波纹一样。此外，人们还认为，在火星上产生波纹的物理条件不可能在地球上产生波纹。实验证据然而，伊扎克教授和卡特拉教授利用本-古里安大学的风洞和奥胡斯大学的火星隧道通过实验证明，地球上可能存在这种现象，只是我们还没有注意到，因为我们不知道应该去寻找它。伊扎克教授解释说，模仿火星沙并不容易，因为火星沙比地球上的沙更细，但当他们决定尝试用小玻璃球来代表细沙粒时，突破出现了。内盖夫本古里安大学风洞中接收到的直径为 90 微米的玻璃球产生的波浪。从图中可以看到两种尺度的波。波长为几厘米的小波和波长约为 10 厘米的大波类似于水流产生的波浪。"好奇号"火星车发现火星上存在两种尺度的波浪。图片来源：Hezi Yizhaq 教授/BGU此外，国际研究小组还提出了一个统一的理论框架，用以解释火星和地球上的沙纹。在最基本的层面上，火星上由风引起的沙纹看起来就像地球上由水引起的沙纹。"要证明我们的理论，还需要进行更多的研究，包括实地考察和实验，但能在我研究了 20 多年的领域中提出如此崭新的理论，实在令人惊叹。走出去，尝试在地球上发现可以在火星上清楚看到的东西，这令人兴奋，"Yizhaq 教授说。丹麦奥胡斯大学的风洞可以将压力降低到火星上的压力，而火星上的压力比地球上的大气压力小 200 倍。风洞位于红色大水箱内。图片来源：Hezi Yizhaq 教授/BGU编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：