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2019十大科學突破!這些發現事關宇宙、人類

來源:新華社 編輯:林峰 2019-12-22 09:54 2019-12-22

《科學》雜志官網在12月19日的報道中,爲我們盤點了2019年科學領域的累累碩果,選出了年度十大科學突破,其中不乏中國科學家的身影。

例如:人類首次一窺黑洞“真容”位居榜首;新晉“網紅”丹尼索瓦人的出現讓我們重新審視人類的往昔歲月。

接下來讓我們看看2019年度十大科學突破都有什麽吧!

人類曆史上首張黑洞照片問世

首張黑洞圖片。圖片來源:美國《科學》雜志

爲了一窺黑洞“真容”,科學家聯合遍布全球的8個射電天文台,通過甚長基線幹涉測量技術,模擬出口徑和地球直徑相當的望遠鏡——事件視界望遠鏡。這一望遠鏡拍攝下的首張黑洞照片,使人類第一次看見了位于星系中心的引力怪獸。這個黑洞位于一個名爲梅西耶87(M87)星系的中央,質量是太陽的65億倍。

看見黑洞不僅再次證明了愛因斯坦理論的正確性,也爲將來揭開與黑洞有關的種種謎題奠定了基礎。進一步研究或許能爲構建“大一統理論”帶來新線索,這無疑是一個裏程碑式的成就。

人類首張黑洞照片凝聚了全球200多位科學家的心血,其中包括多名來自中國的科學家。中科院上海天文台台長沈志強對媒體表示,中國科學家在望遠鏡觀測、後期數據處理和結果理論分析等方面做了突出的貢獻。

人類學“新晉網紅”——丹尼索瓦人

一名丹尼索瓦女孩面容的藝術化重構。圖片來源:美國《科學》雜志官網

人類學今年迎來“新晉網紅”——丹尼索瓦人,她們是尼安德特人的姊妹,曾在亞洲各地繁衍生息。

今年的多項研究讓科學家對丹尼索瓦人有了進一步認識。包括中國科學院院士、中國科學院青藏高原所研究員陳發虎等帶領的研究團隊,通過一種新蛋白質技術,確認一塊來自青藏高原的颌骨屬于丹尼索瓦人;另一組科學家則利用基因技術,重建了一個7.5萬年前居住在俄羅斯西伯利亞的年輕丹尼索瓦人女孩的面容。

谷歌宣布實現“量子霸權”

谷歌公司量子處理器上的芯片陣列。圖片來源:美國《科學》雜志官網

今年10月,谷歌研究人员称实现了名为“量子霸权”的里程碑。“量子霸权”指量子计算机最终超越最先进超级计算机。谷歌表示,他们的Sycamore量子处理器能在200秒内完成世界上最强大的超级计算机需要10000年才能完成的计算,但國際商用机器公司(IBM)对此提出了质疑。

不管怎樣,這凸顯了商業公司對量子計算領域的濃厚興趣。目前,多國政府、多家公司都在這一前沿領域展開激烈競爭,希望能夠拔得頭籌。

對抗營養不良的補充劑問世

改善腸道微生物的補充劑有望改變孟加拉國兒童的營養狀況。圖片來源:美國《科學》雜志官網

每年有數百萬嚴重營養不良的兒童無法完全康複,即使他們飽食後仍會發育不良並身患疾病。十年研究指出了根源所在:他們的腸道微生物尚未成熟。

今年,一个國際团队在这项研究的基础上,提出了一种低成本、易于获得的补充剂,该补充剂可优先刺激有益肠道细菌的生长。在一个小型试验中,补充剂表现良好,科学家目前正进行大规模临床试验,以了解该补充剂在防止发育迟缓方面的表现。

小行星撞擊地球及其帶來的影響

位于墨西哥尤卡坦半島的希克蘇魯伯隕石坑的藝術圖。圖片來源:美國《科學》雜志官網

大約6600萬年前,一顆小行星無情地撞上地球,最終導致全球76%的物種(包括大型恐龍)滅絕。

但這裏存在大量未解之謎:這些物種如何滅絕、何時滅絕以及生態系統恢複的速度如何?一直是未解之謎。現在,科學家通過分析位于墨西哥尤卡坦半島193公裏寬的希克蘇魯伯隕石坑的岩層,勾勒出了撞擊後24小時的細節。結果表明,撞擊導致了野火,引發了海嘯,並向大氣中噴射了大量硫,太陽被遮蔽,全球降溫,從而使大量生物滅絕。研究還表明,海洋生態系統的恢複快于預期。

“新視野”號飛掠“天空”

“雪人”形狀的“天空”的藝術圖。圖片來源:美國《科學》雜志官網

今年1月1日,美國國家航空航天局(NASA)的“新視野”號探測器飛掠“雪人”形狀的小行星“天空”(Arrokoth),這顆遠在64億公裏外的天體是人類探測器迄今拜訪過的最遙遠天體。

“新視野”號傳回的數據不僅向我們展現了一個從未見過的奇異世界,也有望向我們揭示更多與太陽系起源和演化有關的謎題。而這則來自遙遠太陽系遠端的新聞,拉開了2019年的科學領域碩果累累的序幕。

實驗室成功培育古菌

有望揭示生命終極祖先

科學家曆時12年培育出深海古菌。圖片來源:美國《科學》雜志官網

日本一個研究小組曆時12年,成功從深海沈積物中培育出一種神秘微生物MK-D1。對MK-D1基因組進行測序表明,它是阿斯加德(Asgard)微生物群中的一員。阿斯加德並非細菌,而是一種完全獨立的生命分支——古菌。

研究人員確認培育出的這種古菌攜帶真核基因;此外,今年也有研究人員在其他古菌DNA片段中確定了更多真核基因。包括人類在內的所有動物和植物都是真核生物。因此,最新研究朝揭示包括人類在內的終極祖先邁出了重要一步,我們有望在這一古菌的引領下繼續探尋生命的起源。

FDA批准首個囊性纖維化三聯療法

囊性纖維化病患的跨膜傳導調節因子(CFTR)的蛋白(綠色)模型。圖片來源:美國《科學》雜志官網

今年10月,基因藥物迎來一座裏程碑:美國食品藥品監督管理局(FDA)批准了對大多數囊性纖維化(CF)病例有效的療法,用于治療年齡12歲以上CF患者。

這種被稱爲Trikafta的三聯療法可糾正肺部疾病最常見突變産生的影響,對于那些發生突變的病患(約占所有CF患者的90%),它可將CF從進行性疾病轉變爲更易控制的慢性疾病。自CF基因CFTR面世以來,科學家曆時30年研究,才最終推出Trikafta療法。

人類終于擁有對抗埃博拉病毒的有力武器

剛果民主共和國爆發埃博拉疫情時,一名醫務人員穿上防護裝備。圖片來源:美國《科學》雜志官網

1976年,剛果民主共和國雨林中突然出現了一種新病毒:埃博拉病毒。自此,它就成爲致命且無法治愈感染的代名詞,但40多年後,人類今年終于擁有了對抗埃博拉病毒的有力武器。

今年,科學家們最終確定了兩種藥物,可大大降低該病的死亡率。一種是從1996年埃博拉疫情幸存者體內分離出來的抗體;另一種是在具有人源化免疫系統小鼠體內産生的三種抗體的混合物。在隨機試驗中,接受這兩種藥物之一的患者中約有70%存活下來;而不使用任一抗體的患者只有約50%存活下來。

在多玩家撲克遊戲中

AI戰勝頂級人類玩家

人工智能(AI)在多玩家撲克遊戲中战胜顶级人类玩家。图片来源:美国《科学》杂志官网

今年7月,由Facebook與卡內基梅隆大學合作開發的一款新型人工智能系統Pluribus撲克機器人,在6人無限制德州撲克比賽中擊敗了15名頂尖選手,其中包括多位世界冠軍。這是AI首次在超過兩人的複雜對局中擊敗人類頂級玩家。

Pluribus通過自我博弈的方式從零開始進行訓練,最終達到超越人類的水平。

這些給我們帶來驚喜、反思

以及福祉的突破

加深了我們對宇宙、生命、萬物

包括我們自身的了解

必將銘刻于人類科技史冊

我們有理由對即將到來的2020年

懷抱最美好的期待!

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