Der erste „eisfreie“ Sommer in der Arktis könnte früher kommen, 10 Jahre früher als erwartet丨Tech Weekly

Zusammengestellt von Zhou Shuyi

Der stärkste Rivale von GPT-4: die Veröffentlichung des KI-Modells der neuen Generation Claude 3

Am 4. März veröffentlichte Anthropic, ein amerikanisches Startup für künstliche Intelligenz, das KI-Modell Claude 3. Claude 3 ist in drei Versionen von niedriger bis hoher Leistung unterteilt: Haiku, Sonnet und Opus. In mehreren gängigen Benchmark-Bewertungen wie MMLU, GPQA und GSM8K hat Opus OpenAIs GPT-4 und Googles Gemini geschlagen.

Quelle: Anthropic

Claude 3 unterstützt das sofortige Chatten mit Benutzern, vervollständigt automatisch Text, verarbeitet und analysiert Daten und verfügt außerdem über visuelle Funktionen und kann visuelle Eingaben wie Diagramme und Fotos akzeptieren. Haiku ist angeblich das schnellste und billigste unter ähnlichen Modellen und kann ein komplexes Dokument mit Diagrammen und Grafiken in 3 Sekunden lesen (ungefähr 10.000 Token, siehe die Konvertierungsbeziehung zwischen Token und Zeichen).
https://help.openai.com/en/articles/4936856-what-are-tokens-and-how-to-count-them), die Eingabekosten betragen nur 0,25 $ pro Million Token und die Ausgabekosten betragen 1,25 $. Das vorherige Claude-Modell weigerte sich aufgrund seiner mangelnden Fähigkeit zum Kontextverständnis häufig, harmlose Fragen zu beantworten. Claude 3 verringert die Wahrscheinlichkeit einer falschen Ablehnung. Claude 3 liefert außerdem glaubwürdigere Antworten, wobei Opus bei der Beantwortung komplexer offener Fragen doppelt so genau ist wie Claude 2.1. Anthropic sagte, dass Claude 3 bald eine Zitatfunktion einführen wird, die die Quelle des Zitats in der Antwort angibt, sodass Benutzer die Echtheit der Antwort überprüfen können.

Kosten und Leistung verschiedener Versionen von Claude 3. Beachten Sie, dass die horizontale Achse logarithmisch ist. | Quelle: Anthropic

Darüber hinaus unterstützt das gesamte Claude 3-System ein Kontextfenster von 200.000 Token (Kontextfenster, der maximale Kontextraum, den das Modell gleichzeitig „berücksichtigen“ kann), was ungefähr 50.000 englischen Wörtern entspricht. Laut Anthropic kann Claude 3 Details aus großen Datenmengen präzise abrufen und erreicht dabei eine nahezu perfekte Wiederholrate und eine Genauigkeitsrate von 99 %. Claude 3 stellt jetzt APIs für 159 Länder und Regionen bereit. Sonnet kann kostenlos auf der offiziellen Website claude.ai getestet werden, während für Opus ein kostenpflichtiges Abonnement für 20 $ pro Monat erforderlich ist. Haiku wird später veröffentlicht.

Anthropic wurde 2021 von den ehemaligen OpenAI-Mitgliedern Daniela Amodei und Dario Amodei, Bruder und Schwester, und anderen gegründet. Letzterer war Vizepräsident für Forschung bei OpenAI. Nachdem OpenAI im Jahr 2019 eine Kooperation mit Microsoft eingegangen war und schrittweise in Richtung Kommerzialisierung gegangen war, verließen die beiden OpenAI aufgrund unterschiedlicher Entwicklungskonzepte.

Mikroplastik in Plaques der Halsschlagader erhöht das Sterberisiko um das 3,5-fache

Eine am 7. März im NEJM veröffentlichte Studie ergab, dass bei 60 % der über 200 Patienten, die sich einer Karotis-Endarteriektomie (chirurgische Entfernung atherosklerotischer Plaques zur Behandlung einer schweren Stenose der extrakraniellen Halsschlagader) unterzogen hatten, Mikroplastik und Nanoplastik in Plaqueproben nachgewiesen wurden. Bei diesen Patienten besteht ein deutlich erhöhtes Risiko für einen späteren Herzinfarkt, Schlaganfall oder die Gesamtmortalität.

An der neuen Studie nahmen 304 Patienten teil, von denen 257 einen Nachbeobachtungszeitraum von 33,7 ± 6,9 Monaten absolvierten. Die Studie ergab, dass in Plaqueproben der Halsschlagader von 150 Patienten (58,4 %) Polyethylen mit einem durchschnittlichen Wert von 21,7 ± 24,5 μg/mg nachgewiesen wurde; In Proben von 31 Patienten wurde Polyvinylchlorid mit einem Durchschnittswert von 5,2 ± 2,4 μg/mg nachgewiesen. Im Vergleich zu Patienten, bei denen in ihren Proben keine Mikro- oder Nanoplastikpartikel nachgewiesen wurden, bestand bei diesen Patienten während der 34-monatigen Nachbeobachtung ein 3,53-fach erhöhtes Risiko, einen Herzinfarkt, Schlaganfall oder Tod jeglicher Ursache zu erleiden. Darüber hinaus wiesen Patienten mit höheren Mikroplastikwerten in ihren Plaqueproben tendenziell höhere Werte von Entzündungsmarkern auf.

In der Probe wurden sowohl innerhalb (links) als auch außerhalb (rechts) der Makrophagen stark unregelmäßig geformte Mikroplastikpartikel (Pfeile) gefunden. | Quelle: NEJM

Den Forschern zufolge sei es unklar, warum unter den elf getesteten Kunststoffkomponenten nur Polyethylen und Polyvinylchlorid nachgewiesen wurden. Es bedarf weiterer Untersuchungen, um zu beurteilen, ob sich diese beiden Mikroplastikarten im Plaquegewebe anreichern und ob sie in dieser Hinsicht gefährlicher sind als andere Kunststoffarten. Sie betonten, dass die oben genannten Ergebnisse keinen kausalen Zusammenhang zwischen Mikroplastik und Gesundheitsrisiken beweisen können und dass die Studie den Einfluss von Störfaktoren wie Gesundheitszustand des Patienten, Verhaltensgewohnheiten sowie Belastungsniveaus von PM2,5 und PM10 nicht ausschließe.

Besorgt über Mikroplastik? Warum versuchen Sie nicht, mehr heißes Wasser zu trinken?

Link zum Artikel:
https://doi.org/10.1056%2FNEJMoa2309822

Amphibien können auch „Milch füttern“

Die Ernährung des Nachwuchses mit nahrhafter Milch galt schon immer als charakteristisches Merkmal von Säugetieren. Eine am 7. März in Science veröffentlichte Studie zeigte, dass Siphonops annulatus (ein in Brasilien heimischer Schleichenlurch) über Drüsen in den Wänden des Eileiters fett- und kohlenhydratreiche „Milch“ absondert und seine Jungen mehrmals täglich „füttert“. Dies ist das erste Mal, dass ein solches Verhalten bei Amphibien beobachtet wurde.

Siphonops annulatus | Quelle: Carlos Jared

Die heute noch lebenden Amphibien werden in drei Hauptkategorien unterteilt: Anura (z. B. Frösche und Kröten), Caudata (z. B. Riesensalamander und Molche) und die seltensten Apoda (Schleichenlurche). Der Schleichenlurch wird auch „blinde nackte Schlange“ genannt. Seine Augen sind stark degeneriert und sein Körper ist von Einschnürungen umgeben, die viele Reihen ringförmiger Falten bilden und an einen Wurm oder eine Schlange erinnern. Schleichenlurche verfügen über hochspezialisierte Zähne, mit denen sie die äußere Hautschicht ihrer Mutter zur Nahrungsaufnahme fressen können. Forscher gehen jedoch davon aus, dass eine Fütterung von nur ein- bis zweimal pro Woche nicht ausreicht, um das schnelle Wachstum der Larven zu unterstützen. Weitere Beobachtungen ergaben, dass sich die Jungen in den ersten Monaten nach der Geburt häufig an der Kloakenöffnung des Schwanzes der Mutter versammelten und die von der Mutter abgesonderte klebrige Substanz zu sich nahmen, die der Säugetiermilch ähnelt. Darüber hinaus regen die Jungen ihre Mutter durch Körperkontakt und hohe Töne zur Milchproduktion an. Forscher gehen davon aus, dass es sich beim „Stillen“ um ein konvergentes evolutionäres Phänomen handelt und dass es bei anderen eierlegenden Tieren möglicherweise ähnliche Verhaltensweisen gibt.

Link zum Artikel:
https://www.science.org/doi/10.1126/science.ado2094

Der erste „eisfreie“ Sommer in der Arktis könnte 10 Jahre früher eintreten als vorhergesagt

Der erste „eisfreie“ Tag in der Arktis könnte mehr als ein Jahrzehnt früher eintreten als bisher vorhergesagt, und dieser Trend bleibt unter allen Treibhausgas-Emissionsszenarien unverändert, wie eine neue Studie zeigt.

In der wissenschaftlichen Forschung bedeutet „eisfrei“ nicht, dass sich kein Eis im Wasser befindet, aber wenn die Meereisfläche weniger als 1 Million Quadratkilometer beträgt, gilt die Arktis als „eisfrei“. In den vergangenen Jahren lag die kleinste Fläche des arktischen Meereises im September bei etwa 3,3 Millionen Quadratkilometern.

Die Studie prognostiziert, dass der Arktische Ozean unter allen Emissionsszenarien zwischen den 2020er und 2030er Jahren Ende August oder Anfang September erstmals eisfrei werden könnte; bis Mitte dieses Jahrhunderts wird die Arktis im September wahrscheinlich einen ganzen Monat lang eisfrei sein; Bis zum Ende dieses Jahrhunderts könnte es mehrere Monate im Jahr eisfrei sein, und bei hohen Emissionen oder bei Beibehaltung der aktuellen Emissionsraten könnte die Arktis in einigen Wintermonaten sogar eisfrei sein.

Quelle: Wikipedia

Forscher gehen davon aus, dass der Ausstoß von Treibhausgasen der Hauptgrund für das Verschwinden des Meereises ist. Durch die Verringerung der Eis- und Schneebedeckung wird die Menge der vom Ozean absorbierten Sonnenwärme zunehmen, was das Schmelzen von Eis und Schnee sowie die Erwärmung der Arktis verschlimmert. Der Rückgang des Meereises wird schwerwiegende Folgen für arktische Tiere wie Eisbären haben, deren Überleben auf das Meereis angewiesen ist. Darüber hinaus könnten mit der Erwärmung der Ozeane nichtheimische Fische in den Arktischen Ozean gelangen und die Auswirkungen dieser invasiven Arten auf die lokalen Ökosysteme sind unklar.

Die Forscher sagen, dass eine eisfreie Arktis zwar unvermeidlich sei, dass aber künftige Emissionswerte darüber entscheiden würden, wie oft dies passieren würde. Unter moderaten Emissionsszenarien (aktuelle Werte) könnte die Arktis nur von August bis Oktober im Spätsommer und Frühherbst eisfrei sein; Doch selbst bei den höchsten Emissionsszenarien könnte die Arktis bis zum Ende des Jahrhunderts bis zu neun Monate im Jahr eisfrei sein.

Link zum Artikel:
http://dx.doi.org/10.1038/s43017-023-00515-9

Die komplexe Beziehung zwischen Klimawandel und sozialen Unruhen im alten China

„Der Regen fällt auf den Fluss und das Gras wächst hoch; die Sechs Dynastien erscheinen wie ein Traum und die Vögel singen am Himmel.“ Chinas landwirtschaftliche Zivilisation entstand vor etwa 4.000 Jahren in den „Zentralebenen“. Im Laufe dieser Entwicklung kam es wiederholt zu großen sozialen Unruhen, Bauernaufständen und Invasionen nomadischer Stämme und es entwickelte sich eine einzigartige Sozialstruktur und ein nationaler Charakter. Frühere Studien haben die Auswirkungen des Klimawandels auf soziale Unruhen thematisiert. Da es jedoch an verlässlichen hochauflösenden Aufzeichnungen der Trocken-Feuchtigkeits-Veränderungen mangelt, ist unser Verständnis der Rolle des Klimawandels bei sozialen Unruhen in der Antike begrenzt.

Auf der Grundlage der Karbonat-Sauerstoff-Isotope von Beilianchi, einem kleinen See auf dem Lössplateau meines Landes, analysierten die Forscher die Isotopenzusammensetzung des Seewassers, schlossen daraus auf den Unterschied zwischen Niederschlag und Verdunstung und rekonstruierten eine hochauflösende Aufzeichnung der Trocken-Feuchtigkeits-Veränderungen der letzten 5.000 Jahre. Die Ergebnisse zeigten, dass es in den letzten 5.000 Jahren drei Regenperioden und vier Trockenperioden gab. Die Regenperioden wurden hauptsächlich durch hohe Niederschlagsfaktoren bestimmt, während die Trockenperioden durch den synergistischen Einfluss von Temperatur, Niederschlag und Windgeschwindigkeit beeinflusst wurden. Dies lässt darauf schließen, dass Dürreperioden bei unterschiedlichen Niederschlagsmengen auftreten können, was die traditionelle Auffassung in Frage stellt, dass Dürren nur in niederschlagsarmen Perioden auftreten.

Die Forscher nutzten Aufzeichnungen von Regen- und Trockenzyklen sowie vorhandene Temperatur- und Niederschlagsaufzeichnungen, um einen Zusammenhang zwischen dem Klimawandel und großflächigen sozialen Unruhen herzustellen. Im alten China gab es drei Perioden großer sozialer Unruhen: die Frühlings- und Herbstperiode und die Zeit der Streitenden Reiche, die Wei- und Jin-Dynastie, die Südliche und die Nördliche Dynastien sowie die Fünf Dynastien und Zehn Königreiche. Die Häufigkeit der Kriege in der nördlichen Region ereignete sich vor allem während kalter und trockener Perioden. Dies deutet darauf hin, dass die Klimaverschlechterung die Landproduktivität verringerte und die ökologische Verschlechterung beschleunigte, was möglicherweise zu wiederkehrender Nahrungsmittelknappheit und in der Folge zu Bürgerkriegen führte. Im Gegensatz dazu ist die Beziehung zwischen Klima und großflächigen äußeren Einflüssen komplexer, wobei letztere sowohl in kalten und trockenen als auch in warmen und feuchten Klimazonen auftreten. Daher fallen die klimatischen Umstände für soziale Unruhen im Inland und Invasionen von außen möglicherweise nicht immer zusammen.

Es ist zu beachten, dass nicht alle Kälte- und Trockenperioden zu großen sozialen Unruhen im Inland führen. Nur wenn die sozialen Spannungen hoch sind, dürfte ein kaltes, trockenes Klima maßgeblich zur Entstehung von Unruhen beitragen. Die Forscher sagten, die neue Studie biete neue Perspektiven und wichtige Beweise für die Erforschung der Veränderungen in der alten chinesischen Gesellschaft. Dies werde dazu beitragen, die alte chinesische Geschichte und Sozialstruktur besser zu erforschen und einen Mehrwert für die globale Erforschung des Klimawandels zu schaffen.

Link zum Artikel:
https://doi.org/10.1016/j.scib.2023.12.010

The Lancet: Die Zahl der fettleibigen Menschen weltweit hat eine Milliarde überschritten

Eine gemeinsam von der Non-Communicable Disease Risk Factors Collaboration (NCD-RisC) und der Weltgesundheitsorganisation (WHO) durchgeführte Umfrage zeigt, dass die Gesamtzahl fettleibiger Kinder, Jugendlicher und Erwachsener weltweit eine Milliarde überschritten hat und Fettleibigkeit in den meisten Ländern zur häufigsten Form von Ernährungsungleichgewicht geworden ist.

Die Forscher analysierten Gewichts- und Größendaten von mehr als 220 Millionen Menschen aus über 190 Ländern (davon waren 63 Millionen im Alter zwischen 5 und 19 Jahren und 158 Millionen im Alter von 20 Jahren und älter) und nutzten den Body-Mass-Index (BMI), um die Veränderungen der Fettleibigkeits- und Untergewichtsraten in der Weltbevölkerung von 1990 bis 2022 zu verstehen. Bei Erwachsenen gilt ein BMI ≥ 30 kg/m2 als fettleibig und ein BMI < 18,5 kg/m2 als untergewichtig; Der BMI-Standard, der angibt, ob Kinder und Jugendliche fettleibig oder untergewichtig sind, hängt von ihrem Alter und Geschlecht ab.

Daten zeigen, dass zwischen 1990 und 2022 die Fettleibigkeitsrate bei Mädchen von 1,7 % auf 6,9 % und bei Jungen von 2,1 % auf 9,3 % gestiegen ist. Im Jahr 2022 lag die Gesamtzahl der von Fettleibigkeit betroffenen Kinder und Jugendlichen bei fast 160 Millionen (65 Millionen Mädchen und 94 Millionen Jungen), verglichen mit nur 31 Millionen im Jahr 1990. Im Vergleich dazu gab es im Jahr 2022 77 Millionen untergewichtige Mädchen und 108 Millionen untergewichtige Jungen, ein Rückgang gegenüber 81 Millionen Mädchen und 138 Millionen Jungen im Jahr 1990. Die Fettleibigkeitsrate unter chinesischen Mädchen stieg von 0,6 % auf 7,7 % und die Fettleibigkeitsrate unter Jungen von 1,3 % auf 15,2 %. Im Jahr 2022 lag die Fettleibigkeitsrate unter chinesischen Mädchen weltweit auf Platz 102 und unter chinesischen Jungen auf Platz 70.

Bei den Erwachsenen stieg die Fettleibigkeitsrate bei Frauen von 8,8 % auf 18,5 % und bei Männern von 4,8 % auf 14,0 %. Im Jahr 2022 beträgt die Gesamtzahl der Erwachsenen mit Fettleibigkeit fast 880 Millionen (504 Millionen Frauen und 374 Millionen Männer), das 4,5-fache der im Jahr 1990 verzeichneten Zahl (insgesamt 195 Millionen, 128 Millionen Frauen und 67 Millionen Männer). Zusammen mit den 159 Millionen fettleibigen Kindern im Jahr 2022 wird die Gesamtzahl der von Fettleibigkeit betroffenen Menschen im Jahr 2022 eine Milliarde übersteigen. Die Fettleibigkeitsrate unter chinesischen Frauen stieg von 2,0 % auf 7,8 % und die Fettleibigkeitsrate unter chinesischen Männern von 0,8 % auf 8,9 %. Im Jahr 2022 lag die Fettleibigkeitsrate bei chinesischen Frauen weltweit auf Platz 11 von unten (Platz 190 von oben) und die Fettleibigkeitsrate bei chinesischen Männern auf Platz 52 von unten (Platz 149 von oben).

Die Autoren weisen auch auf die Grenzen der Studie hin: Der BMI ist kein perfektes Maß für den Körperfettgehalt und die Körperfettverteilung; und aus einigen Ländern lagen nur wenige Daten vor, was zu einer größeren Unsicherheit bei den Schätzungen für diese Länder führte. Die verfügbaren Daten variieren zudem je nach Altersgruppe. Für die Altersgruppe von 5 bis 9 Jahren und für die Altersgruppe von 65 Jahren und älter liegen weniger Daten vor, was die Unsicherheit der Schätzungen für diese Altersgruppen erhöht.

„Diese neue Studie unterstreicht, wie wichtig es ist, Fettleibigkeit von der frühen Kindheit bis ins Erwachsenenalter durch entsprechende Ernährung, Bewegung und angemessene Pflege zu verhindern und zu kontrollieren“, sagte WHO-Generaldirektor Tedros Adhanom Ghebreyesus. Um die globalen Adipositas-Ziele wieder zu erreichen, müssen Regierungen und Gesellschaften mit evidenzbasierten Strategien der WHO und nationaler Gesundheitsbehörden zusammenarbeiten. Wichtig ist, dass der Privatsektor mitarbeitet und für die gesundheitlichen Auswirkungen seiner Produkte zur Verantwortung gezogen wird.

Link zum Artikel:
https://doi.org/10.1016/S0140-6736(23)02750-2

Magnetische Entropieänderung in großen Volumina bei ultratiefen Temperaturen

Die auf dem magnetokalorischen Effekt basierende Kältetechnik mit adiabatischer Entmagnetisierung ist eine der effektivsten Methoden, um ultraniedrige Temperaturen zu erreichen. Da das Volumen magnetokalorischer Materialien das Magnetsystem und die Abschirmungskonstruktion der Geräte direkt bestimmt, ist es von entscheidender Bedeutung, magnetokalorische Materialien mit großvolumigen Kühlkapazitäten zu entwickeln. Obwohl eine Erhöhung der magnetischen Ionendichte die volumetrische Kühlleistung verbessern kann, führt sie auch zu stärkeren magnetischen Wechselwirkungen, wodurch bei höheren Temperaturen langreichweitige magnetische Korrelationen auftreten. Daher gibt es derzeit nur sehr wenige Materialien, die bei ultraniedrigen Temperaturen (< 1 K) große magnetische Entropieänderungen aufweisen können.

Die Forscher schlugen eine Methode vor, um durch Ausnutzung stark korrelierter Spin-Unordnung eine großvolumige magnetische Entropieänderung bei niedrigen Temperaturen zu erreichen, und überprüften diese im Gadoliniumsilikat-System Gd9,33[SiO4]6O2. Das Material weist eine sehr hohe magnetische Ionendichte (1,78 × 1022 cm-3) auf und selbst bei einer extrem niedrigen Temperatur von 50 mK tritt keine magnetische Fernordnung auf. Diese Eigenschaften ermöglichen eine enorme magnetokalorische Reaktion pro Volumeneinheit, die viel höher ist als die des handelsüblichen paramagnetischen Salzkühlmediums Gadolinium-Gallium-Granat (Gd3Ga5O12) und die meisten bekannten Materialsysteme übertrifft. Die neue Forschung liefert neue Ideen für die Suche und Entwicklung magnetokalorischer Materialien mit ultraniedriger Temperatur und höherer Volumendichte.

Link zum Artikel:
https://doi.org/10.1002/advs.202306842

Dieser Artikel wird vom Science Popularization China Starry Sky Project unterstützt

Produziert von: Chinesische Vereinigung für Wissenschaft und Technologie, Abteilung für Wissenschaftspopularisierung

Hersteller: China Science and Technology Press Co., Ltd., Beijing Zhongke Xinghe Culture Media Co., Ltd.

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