能破译古希腊涂鸦的人工智能

主持人:尼克·佩特里克·豪

欢迎回到自然的播客．这周，人工智能模仿古希腊铭文。

主持人:本杰明·汤普森

让阿根廷重新野生化。我是本杰明·汤普森。

主持人:尼克·佩特里克·豪

我是尼克·佩特里克·豪。

(押韵)

主持人:尼克·佩特里克·豪

首先，记者亚历克斯·拉斯布里奇正在研究人工智能是如何破译古希腊涂鸦的。

记者:亚历克斯·拉斯布里奇

现在是2022年，人类还没有发明时间旅行，这意味着要弄清楚几个世纪前的人们在做什么有点困难。但有一件事可以帮助我们了解过去，那就是古人写下的东西。是的，当然，人们写在书和卷轴之类的东西上——我们知道这一点。但他们也在其他地方写字——可能是在罐子边上的艺术家标签上，或者是在建筑物侧面涂鸦的文字，或者是在古代厕所墙上的铭文。谁知道呢?知道并研究这些铭文的人给它们起了一个名字:铭文。

受访者:Thea Sommerschield

所以，铭文或铭文是写在耐用表面上的文字，比如石头、金属或陶器。世界各地的古代文明，曾经用铭文记录一切，比如神圣的日历、法律、奉献、租约。历史学家研究它们，并在今天使用它们来重建古代世界的历史、语言、宗教、心态和政治。

记者:亚历克斯·拉斯布里奇

这是来自威尼斯Ca ' Foscari大学和哈佛大学希腊研究中心的Thea Sommerschield。她是一种专门的历史学家，被称为铭文学家，她…等等，你绝对猜不到这个，相信我，是研究铭文的。铭文专家将这一过程大致分为三个主要任务:恢复任何丢失的文本，确定铭文的原始位置和确定铭文的创作日期。或者用最基本的术语来说:它说了什么，从哪里来，什么时候写的?但请记住，这些都是古老的物品，或者从技术上讲，它们是刻有文字的支架。这些文物可能已经损坏、磨损，或者是从离家数千英里的地方搬来的，所以这可能需要很长时间，而且随着新信息的出土，铭文专家的知识也在不断更新。

受访者:Thea Sommerschield

这些都是极其耗时和复杂的任务。主要的困难是我们经常会遗漏这些关键信息，所以文本可能已经被严重损坏，或者我们可能不知道它是在哪里写的，或者它可能没有提到可以帮助我们确定日期的事件或名字。放射性碳测年等方法也无法使用，因为铭刻的支撑物(例如石头)是无机的，历史学家们通过在其他类似的铭文中寻找文本和上下文的相似之处来应对这些挑战。但对于人类来说，在如此大规模的数据中，每次都很难利用所有可能的相关数据，并发现潜在的模式。

记者:亚历克斯·拉斯布里奇

所以，至少对人类来说，这不是一项容易的任务。那么人工智能呢?这就是DeepMind的Yannis Assael的用武之地。在过去的五年里，Thea和Yannis一直在开发Ithaca，这是一种机器学习工具，当给出铭文时，旨在预测任何缺失的文本以及日期和地点。下面由Yannis来解释伊萨卡岛是如何揭示希腊历史的。

受访者:Yannis Assael

伊萨卡是一个深度神经网络。Ithaca的设计目的是捕捉上下文，并有效地处理文本中缺失的部分。我们所做的最重要的设计决策之一是，我们希望产生大量的可视化结果，以假设的形式呈现给历史学家，而不是预测单个值。

记者:亚历克斯·拉斯布里奇

通过以可视化的形式提出建议，伊萨卡显示了它的注意力集中在哪里。它可能会突出文本的某个区域，使它认为铭文来自公元前500年，或者几个关键词可能表明它来自雅典的某个地区。这让铭文学者有机会理解伊萨卡岛的推理，并有可能对他们正在研究的铭文获得新的视角。但是，当这些铭文出现在古代石头和古代陶器上时，你如何训练人工智能来处理它们呢?伊萨卡收集了大量关于希腊铭文的数据，并将其与先进的技术相结合，这些技术已经发展到可以理解你我日常使用的词语。

受访者:Yannis Assael

在训练伊萨卡的过程中，很大一部分实际上是创建一个数据集，这个数据集是由大约8万个古希腊铭文组成的。这里有很多需要注意的地方，比如，他们遗漏了几千年前就丢失的部分文本。因此，我们必须通过人为地破坏文本和隐藏模型的信息来规避这些警告，这样我们就可以把它作为标签和目标来训练我们的模型。

记者:亚历克斯·拉斯布里奇

所以，伊萨卡是用大量的数据训练的。研究小组将把数字化铭文的大块去掉——就像给历史学家一块破碎的希腊石碑一样——然后评估它是否能够做出有价值的预测。事实确实如此。参与这项研究的历史学家在一项任务中评估自己，并表示他们的准确率约为25%。但在伊萨卡的帮助下，专家们表示，他们的准确率上升到了72%。仅就其本身而言，伊萨卡就达到了62%的准确率。我的意思是，向各地的统计学家道歉，但这些只是统计数据。就破解历史之谜而言，这到底意味着什么?

受访者:Thea Sommerschield

事实上，我们已经发现了许多伊萨卡与这些文本的已知历史知识相匹配的案例。举个例子，我们看到伊萨卡是如何将一段雅典铭文的年代定在公元前413年，铭文中提到了尼基亚斯将军。这与历史学家提出的这段文字的日期范围完全吻合。

记者:亚历克斯·拉斯布里奇

所以，这表明伊萨卡可以做它开始做的事情，并接受了大量数据的训练。但这是不确定的数据，来自一个领域，同一铭文可以研究和重新评估几十年，不同的专家有不同的意见。这种数据的不确定性和潜在偏差会影响伊萨卡做出有意义的预测吗?

受访者:Yannis Assael

这是一个非常合理的问题。你所描述的是存在的循环。然而，我们已经看到这样的大规模模型——这在机器学习的多个领域都是可见的——作为去噪器工作，实际上能够发现潜在的模式，并使用所有这些假设进行概括。

记者:亚历克斯·拉斯布里奇

所以，Yannis所说的是，通过在如此大量的数据上进行训练，并提供结果作为建议，它更有可能避免做出看似完美但实际上是错误的预测。古希腊只是世界上众多文明中的一种它们的文字至今仍在我们的记忆中，那么伊萨卡岛的未来会出现在过去的哪个地区呢?历史是机器学习的新家园吗?

受访者:Yannis Assael

伊萨卡岛的建筑适用于从拉丁语到玛雅语的任何语言，以及任何书面媒介，如纸莎草纸或手稿。所以，我们真的很兴奋地看到随着更多数据的可用，以及伊萨卡岛将采取的新方向如何发展。通过这种方式，我们开放了所有伊萨卡的源代码，同时，我们创建了一个公共接口，供研究人员用于当前的研究。

受访者:Thea Sommerschield

伊萨卡改变了我对人工智能和人文学科之间关系的看法，特别是我们如何利用机器学习来预测过去，而不仅仅是未来。

主持人:尼克·佩特里克·豪

这是西娅·萨默希尔德和雅尼斯·阿塞尔对亚历克斯·拉斯布里奇的谈话。我们将把他们的论文和伊萨卡平台的链接放在展览笔记中。我们还做了一个关于它的视频，所以如果你想看看系统的运行，一定要去看看。同样，在节目说明中会有一个链接。

主持人:本杰明·汤普森

这次新闻的主要内容有:该团队致力于在阿根廷重新引入消失的物种并重建生态系统。现在是丹·福克斯的研究要闻。

(押韵)

丹•福克斯

蜜蜂喜欢吃咸的花蜜，就连传粉昆虫也被发现更喜欢咸和甜的混合食物。研究人员将含钠的人工花蜜应用于美国新英格兰草地上常见的五种植物的花朵上，并将这些花朵放在草地上。他们发现，与含有不添加钠的花蜜的花朵相比，添加盐的花朵受到授粉昆虫的访问次数几乎是其两倍，吸引的授粉昆虫种类也几乎是其两倍，包括蜜蜂、苍蝇和蝴蝶。研究结果表明，钠可以吸引传粉昆虫到植物上。由于气候变化预计会改变水循环和钠对植物的有效性，作者说这可能会对植物种群和花的访客产生负面影响。仔细阅读这项研究生物学快报．

(押韵)

丹•福克斯

对“超级彗星”Bernardinelli-Bernstein的观测显示，这颗由岩石和冰组成的巨大球体直径达137公里，这证实了它是已知最大的彗星。天文学家利用智利灵敏的ALMA阵列来研究彗星发射的微波。仔细区分彗星核发出的辐射和围绕它的模糊尘埃光环，使研究小组第一次测量了它的大小。结果表明，正如从彗星的亮度推测的那样，它是已知的最常见类型的彗星中最大的一颗，这种彗星来自太阳系最边缘的一个叫做奥尔特云的区域。作者还发现彗星的反射率是典型的奥尔特云天体。该团队计划在2031年它接近并环绕太阳时继续研究它。你可以在天文学和天体物理学。

(押韵)

采访者:本杰明·汤普森

世界正面临生物多样性危机，栖息地遭到破坏，物种以自上次大灭绝以来从未见过的速度消失。本周,自然有一篇评论文章来自一个试图扭转阿根廷这一趋势的团体。他们是Fundación Rewilding Argentina的一部分，顾名思义，这是一个旨在将生态系统恢复到野生状态的组织，在他们的情况下，通过重新引入已经消失的物种来推动。虽然为了重新野生栖息地而重新引入物种可能会引起争议，但它在世界各地都很受欢迎，从将狼重新引入美国黄石国家公园，到将海狸重新引入英国部分地区。Fundación重返野生动物阿根廷想做的不仅仅是引进一个物种。在他们的工作中，他们一直在将多个物种重新引入全国各地的一系列保护区，希望这可能会启动整个生态系统的恢复，即使是在严重枯竭的地区。我打电话给《评论》的作者之一埃米利亚诺·多纳迪奥(Emiliano Donadio)，他告诉我，阿根廷东北部的Iberá湿地正在开展这项工作。

(押韵)

受访者:埃米利亚诺·多纳迪奥

Iberá位于一个省，占地140万公顷。这是一个巨大的池塘、草地和小片森林的综合体，在100多年的时间里，它被人类破坏了。一开始，是狩猎，然后是水稻种植园，然后是松树种植园，所以基本上退化了大部分的生态系统，最后发生的是每一个脊椎动物，从鹿到美洲虎，都消失了。它们在当地已经灭绝了。

采访者:本杰明·汤普森

所以，这就是当时的情况，在过去的几年里，你和你的同事一直在努力重新引入这些物种。我们说的是哪些?

受访者:埃米利亚诺·多纳迪奥

我想说的是，我们正在努力重新引入所有这些技术。潘帕斯鹿，我们在那里重新引入。我们已经有了两个自给自足的种群，它们自己在茁壮成长。巨型食蚁兽是我们重新引入的第一个物种。还有两个自给自足的种群。我们正在努力重新引入其他物种，比如美洲虎。到目前为止，我们已经放生了四只动物——一只公的，三只母的——其中两只母的，每只都带着两只幼崽。

采访者:本杰明·汤普森

你们在阿根廷要克服的主要障碍是什么?例如，在你的文章中，你谈到反对用国外捐款购买私人土地。

受访者:埃米利亚诺·多纳迪奥

是的，我们必须克服许多困难。第一个是征地。我们购买大片的土地，以获得可以重新引入物种的领土。当然，因为所有的钱都来自外国捐助者，所以阿根廷社会和政治家们认为这是为外国人购买土地的一种方式。所有这些都消失了，因为我们开始把这片土地捐赠给国家政府，这样国家政府就会建立国家公园。我们面临的第二个大问题是，阿根廷缺乏将野生动物从一个它们丰富的地区转移到一个它们灭绝的地区的传统。我们有时会这样做，但这非常非常复杂。问题是，当阿根廷国家层面上的物种灭绝时，比如巨型水獭和金刚鹦鹉，我们可以去另一个国家寻找巨型水獭，比如玻利维亚或秘鲁，但损失基本上是为了打击野生动物走私，所以几乎不可能从邻国获得野生动物。所以，我们基本上是从动物园里采购动物。

采访者:本杰明·汤普森

当你真的设法让你要重新放养的动物进入这些地区时，你也谈到了你必须克服的一些障碍，对吧，我猜，在很多方面，在这个过程的最后?

受访者:埃米利亚诺·多纳迪奥

所以，因为我们主要是和圈养动物打交道，这些圈养动物需要训练。他们需要学习在野外生存的技能。基本上，对于掠食者来说，这只是学习如何捕猎。但对于金刚鹦鹉来说，我们需要教它们如何飞行，如何寻找食物，以及在野外什么是食物，我们还需要教它们什么是捕食者，因为圈养的金刚鹦鹉非常习惯降落在地面上吃水果或种子，这就是它们被捕食者抓住的地方。所以，我们训练它们，我们给它们看一个狐狸标本，教它们每次跌倒时，它们都会经历非常不愉快的情况。其实还不错。我们放生的大多数动物，都不会被捕食者杀死。

采访者:本杰明·汤普森

引入新物种不仅仅是为了帮助恢复它们的种群数量，还因为你希望它们的存在会对整个生态系统产生更广泛的影响，从植物到昆虫，因为生态系统是如此紧密相连。这有用吗?你看到了什么?

受访者:埃米利亚诺·多纳迪奥

当我们重新引入这些物种时，我们的主要目标之一是恢复这些物种曾经参与的相互作用，因为这些相互作用是一个功能完整的生态系统的基础。以美洲虎为例，我们在过去的12个月里放生了它们，但令人惊讶的是，它们很快就重建了与本地猎物物种的互动。所以，现在美洲虎消耗的60%到70%是水豚，水豚是美洲虎的主要猎物，水豚数量非常丰富。巴西的野生地区也有报道。另一件事是金刚鹦鹉以40种不同的植物为食，这很神奇。例如，这是否会以金刚鹦鹉传播种子并因此创造出新的森林斑块而结束，我们不知道。我们正与一名研究人员合作，试图对此进行测量。

采访者:本杰明·汤普森

所以，很有希望得到早期的结果，但你的方法也不是没有批评之处，对吧?

受访者:埃米利亚诺·多纳迪奥

最重要的一个来自其他自然资源保护主义者，他们认为，因为重新野生化涉及将动物带回一个地区，可能会有糟糕的结局，因为它们会给该地区带来新的疾病。我是说，这是可以处理的。事实上，我们不希望易位动物没有疾病。我的意思是，寄生虫随着我们所管理的物种而进化。但我们使用特定的兽医协议来照顾它，所以我们认为这不应该成为停止放野活动的理由。另一种批评与建国时的人口规模有关。有些人认为它们太小了，这会导致基因脆弱的种群。这些问题也可以通过将来从其他地方带来一个不相关的人来轻松解决。我的意思是，世界各地都做过很多次了。种群数量已经从仅有的几种动物中恢复过来，而且它们的情况很好。

采访者:本杰明·汤普森

我是说，你的终极目标是什么?因为很明显，生态系统非常复杂。通过引入一些物种，你是想让事情恢复到原来的样子，还是有进一步改变事情的风险?你项目的最终目标是什么?

受访者:埃米利亚诺·多纳迪奥

因此，我们的批评者会使用的一个论点是，‘你没有基线，所以你不知道你的重新介绍要去哪里。“这是真的——我们没有一个底线。没有人在衡量150年前发生了什么。但是生态理论可以给你一个方向的概念，所以我们用生态理论和预测来引导我们的工作，仍然承认有一些不确定性，对吗?我们可能到不了那里。但我的意思是，我们的目标不止于此。我们想要一个多样化的生物世界，我不想在这个世界上留下比我发现的物种更少的物种。我想在这个世界上留下更多的物种，因为这对生态系统有好处，对人类有好处，因为这是正确的事情。

采访者:本杰明·汤普森

在你的评论中，你说你的工作中也有一个重要的社会组成部分。为什么这对野化项目很重要?

受访者:埃米利亚诺·多纳迪奥

所以，我们在边缘地区工作，对吧?所以，当我们来的时候，我们说，‘好吧，牲畜对生物多样性和野生化不利。松树种植园不利于生物多样性和野生化，我们需要为这些人提供另一种选择。我们需要把人们纳入我们的野化项目。我们需要为他们提供对自然友好的经济替代方案。所以，我们让他们明白，越多的美洲虎，越多的鹿，更多的短吻鳄，更多的游客，更多的工作，他们做得更好，这是一个积极的反馈。一旦我们离开，因为我们不会永远在那里，他们就会成为该地区的关键利益相关者，他们会保护它。所以，这就是我们从当地社区需要的，这就是为什么社会工作、这些人的参与和参与是至关重要的。没有他们是做不到的。

采访者:本杰明·汤普森

以上是来自Fundación Rewilding Argentina的Emiliano Donadio。你可以在节目笔记中找到他的评论链接。

主持人:尼克·佩特里克·豪

在节目的最后，是简报聊天的时间，在这里我们讨论几个故事，已经在自然简报．本，这次你有什么要跟我们讨论的吗?

主持人:本杰明·汤普森

好吧，我有个故事被报道在科学它是基于一份尚未经过同行评审的预印本论文，但它确实引起了我的注意。我认为这是可以真正吸引我眼球的东西。这是一个关于一种新发现的细菌的故事，这种细菌显然可以长到2厘米长，在这个故事中，他们很有帮助地说，这和一颗花生的长度差不多。

主持人:尼克·佩特里克·豪

当我想到细菌时，我不会想到那么大的东西。这对细菌来说是正常的吗，还是其他细菌也接近这种大小?

主持人:本杰明·汤普森

我是说，确实有一些很大的问题，但如果我们仔细想想大肠杆菌它的长度约为2微米。但在这项研究中，这个物种可以长到2厘米，也就是2万微米长。有趣的是你可以用肉眼看到它。它是一个单细胞。你可以看到像藻类这样的东西，你可以看到一丝丝的，但那是很多相邻的细胞，而这只有一个。

主持人:尼克·佩特里克·豪

所以，这是一个大细胞，但据我所知，当你是一个单细胞时，小实际上是很重要的。

主持人:本杰明·汤普森

我认为很长一段时间以来，人们对细菌的普遍看法是它们之所以很小是有原因的，这个原因是大多数化学物质和细菌内部的物质都是被动扩散的，对吧?它只是从一个地方漂浮到另一个地方，这就是生物化学的发生方式。被动扩散不适用于大体积的细菌，但当涉及到像这样的较大细菌时，它们似乎有一些诀窍，在这种情况下，这种细菌和之前发现的另一种细菌都有这种大的，充满液体的袋子，它所做的是将细胞的所有内部推到细胞壁上。所以，任何需要扩散的东西都只需要在很短的距离内扩散，这样它就能增长到更大的尺寸。这个叫做尼克的新物种还有什么特别之处呢Thiomargarita华丽号它的DNA似乎也被膜包裹着，这是一个有趣的问题，因为如果我们回想一下高中生物学，如果你想想生命之树，你有原核生物和真核生物。我们是真核生物，我们的细胞有细胞核，对吧?DNA在细胞核内。但是原核生物，它们没有细胞核，DNA只是漂浮着。但是这个有点不同，当然，如果它被证明是正确的。但我认为，这让微生物学家非常兴奋。

主持人:尼克·佩特里克·豪

我在哪里可以看到这些细菌呢?

主持人:本杰明·汤普森

好吧，这是一个很简单的例子，因为这些细胞是十年前在加勒比地区由一名参与这项工作的研究人员发现的，这些细胞生长在沼泽中腐烂的红树林叶子表面。他也不确定它们到底是什么，直到最近，研究人员才对其进行了研究并分析了DNA并试图对其进行分类。

主持人:尼克·佩特里克·豪

除了是一个让科学家们着迷的奇怪的东西，它能告诉我们一些关于细菌及其工作原理的更普遍的信息吗?

主持人:本杰明·汤普森

我想，科学中的一个大问题，是围绕着复杂性的起源展开的，对吧?如果我们认为真核细胞比原核细胞复杂得多，那么我们是如何从一个细胞进化到另一个细胞的呢?这仍然是一个没有答案的问题，但我认为这个小奇怪的事情有点模糊了这些界限。但我认为，这是否只是一个奇怪的现象，它是n=1，还是一个更大的问题的一部分，还有待真正理解。这就是我本周要讲的故事。尼克，你有什么发现?

主持人:尼克·佩特里克·豪

本周，我一直在阅读有关澳大利亚目前正在发生的破纪录暴雨的报道。

主持人:本杰明·汤普森

是的,当然。我已经看到了一些照片，对于生活在受灾地区的人们来说，这确实是毁灭性的。

主持人:尼克·佩特里克·豪

是的，这些都是我读到的故事《新科学家》我还读了一篇文章谈话基本上，是的，这是毁灭性的。不幸的是，已有8人丧生，数千座房屋被毁，而且还会有更多的人丧生。雨还在下。这似乎是在特定的时间里许多不同的事情出错的结果，而且气候变化也在其中。

主持人:本杰明·汤普森

所以，当你说在一个特定的时间有很多很多事情都出了问题时，是什么事情导致了这些洪水?

主持人:尼克·佩特里克·豪

嗯，你可能对地球大气和气候中的某些振荡很熟悉，比如El Niño和La Niña振荡。这些是跨海洋发生的温度变化，El Niño目前处于La Niña阶段，这可能会导致澳大利亚更多的降雨。但这与印度洋和南大洋的其他一些振荡同时发生，这些振荡以最糟糕的方式结合在一起，基本上产生了更多的降雨。

主持人:本杰明·汤普森

那么我们看到的降水水平是怎样的呢?

主持人:尼克·佩特里克·豪

所以，布里斯班是迄今为止受影响最严重的城市之一，一周内降雨量为790毫米，这对你来说可能没有多大意义，但如果我告诉你伦敦全年降雨量为690毫米，这可能会给你一个降雨量的指示。就像我说的，这里发生了很多洪水。一些河流的水位比正常水位高出了14米以上，所以雨水非常多。

主持人:本杰明·汤普森

你之前提到了气候变化。我们知道这在洪水中扮演了什么角色吗?

主持人:尼克·佩特里克·豪

嗯，气候变化，尤其是变暖，对大气的物理性质有相当大的影响。大气温度越高，就能容纳越多的水分。所以，地球在任何给定的时间只能容纳这么多的水分，但地球变暖得越多，水分就越多，因此实际上可以下更多的雨。此外，我们已经看到了许多关于气候变化如何影响这些不同的气候振荡，这些其他系统，并导致极端天气更加普遍的报告，澳大利亚似乎将会看到更多这样的洪水。这对澳大利亚来说尤其令人痛心，因为有报告，比如气候变化表现指数，在应对气候变化方面，澳大利亚的排名非常低。

主持人:本杰明·汤普森

好吧，我们就到这里吧，尼克，我们当然会向那些受到洪水影响的人表示慰问。听众们，如果你想了解更多关于这些故事的内容，请在节目说明中找到它们的链接，你也可以在哪里找到注册的链接自然简报让这样的科学故事直接发送到你的收件箱。

主持人:尼克·佩特里克·豪

这就是本周的全部内容。如果你想联系我们，那么我们在推特上- @NaturePodcast。或者你可以发邮件到podcast@nature.com。尼克·佩特里克·豪报道。

主持人:本杰明·汤普森

我是本杰明·汤普森。下次见。