在很大程度上,科學(xué)的進(jìn)步推動(dòng)著人類社會(huì)的發(fā)展。而了解這些科學(xué)趨勢(shì),有助于我們知道自己所處的位置,看清楚未來方向。
本周,美國(guó)《科學(xué)》雜志網(wǎng)站列出了今年的十大重大科學(xué)突破事件。該雜志于1880年由發(fā)明家愛迪生投資創(chuàng)辦,后來成為全世界最權(quán)威的學(xué)術(shù)期刊之一。
此次登上雜志封面的,是由NASA、歐洲空間局及加拿大航天局共同立項(xiàng)的韋伯空間望遠(yuǎn)鏡。今年夏天,NASA公布了韋伯望遠(yuǎn)鏡拍攝的首批高清圖像,涵蓋深空星系團(tuán)、致密星系群、彌漫星云以及系外行星等天文學(xué)最前沿領(lǐng)域。
在歷經(jīng)20年150萬公里的太空之旅后,韋伯望遠(yuǎn)鏡讓人類向著探索星辰大海邁進(jìn)了一步。更重要的是,這些數(shù)據(jù)揭示了距離地球數(shù)百光年外各行星的大氣組成,這將為它們是否可能以我們所知的方式支持生命提供線索。
之所以將此列為十大科學(xué)突破之首,或許是因?yàn)椤犊茖W(xué)》雜志的編輯們也深信:太空才是人類最終的歸宿。
而入圍的其他九個(gè)科學(xué)成就則涵蓋了人類從出生到死亡的生命階段,其成果此前已基本于《自然》和《科學(xué)》等權(quán)威刊物上發(fā)布,具體如下,排名不分先后:
更易于耕種的多年生稻品種(PR23)培育,作為唯一一項(xiàng)由中國(guó)研究團(tuán)隊(duì)主導(dǎo)完成的成果入選該榜單。云南大學(xué)胡鳳益團(tuán)隊(duì)原創(chuàng)性培育出的水稻品種,利用多年生非洲長(zhǎng)雄野生稻與一年生亞洲栽培水稻進(jìn)行種間遠(yuǎn)緣雜交培育而成。
《科學(xué)》寫道,世界上主要的糧食作物——水稻、小麥、玉米——每次收獲后都必須重新種植。這對(duì)農(nóng)民來說是一項(xiàng)繁重的勞作,并可能導(dǎo)致土壤侵蝕等環(huán)境問題,而中國(guó)云南大學(xué)胡鳳益團(tuán)隊(duì)培育出的PR23可以達(dá)到廣適、高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、多年生性強(qiáng)的標(biāo)準(zhǔn),并為農(nóng)民節(jié)省了數(shù)周的繁重勞動(dòng)。
人工智能更具創(chuàng)意了
隨著ChatGPT等話題被推向熱搜榜,AIGC(利用AI技術(shù)自動(dòng)生成內(nèi)容)生產(chǎn)方式在今年大放異彩。許多過去只屬于人類的創(chuàng)造性作品都可以通過AI做到,甚至威脅到了此前被認(rèn)為相對(duì)安全的創(chuàng)造性崗位。
AIGC能夠以優(yōu)于人類的水平承擔(dān)信息挖掘、素材調(diào)用、復(fù)刻編輯等基礎(chǔ)性機(jī)械勞動(dòng),從技術(shù)層面實(shí)現(xiàn)以低邊際成本、高效率的方式滿足海量個(gè)性化需求,更被認(rèn)為是元宇宙和Web3.0的底層基礎(chǔ)設(shè)施之一。正如《科學(xué)》所評(píng)論:毫無疑問,未來人類使用這些工具就像我們過去接受織布機(jī)、照相機(jī)等發(fā)明那樣。
巨型細(xì)菌
今年2月《科學(xué)》發(fā)表了一項(xiàng)關(guān)于細(xì)菌的研究,科學(xué)家們首次在法屬安的列斯群島的一片紅樹林沼澤中,發(fā)現(xiàn)了一個(gè)細(xì)菌的物種Ca.Thiomargarita magnifica,長(zhǎng)約0.9厘米,最長(zhǎng)的甚至達(dá)到2厘米。
該發(fā)現(xiàn)的重要意義在于,不再需要顯微鏡,人類肉眼就可以看到它們的存在。要知道,大多數(shù)細(xì)菌都還是微米級(jí)的,這種細(xì)菌要比大多數(shù)細(xì)菌大上5000倍。這些巨型細(xì)菌或許也讓科學(xué)家發(fā)現(xiàn),在簡(jiǎn)單生物中它們是如何實(shí)現(xiàn)復(fù)雜性進(jìn)化的。
RSV疫苗取得突破進(jìn)展
“呼吸道合胞病毒(RSV)疫苗的進(jìn)展”入選,葛蘭素史克和輝瑞等藥企功不可沒,多家公司的重組疫苗產(chǎn)品取得臨床進(jìn)展,投產(chǎn)在即。此前,這類研發(fā)曾中斷了數(shù)十年。
上述海外藥企的相關(guān)臨床試驗(yàn)最終證明,它們可以安全地保護(hù)受這種常見感染影響最嚴(yán)重的兩個(gè)群體:嬰兒和老年人。這兩種疫苗都預(yù)防了60歲以上人群的嚴(yán)重疾病,而且沒有引起嚴(yán)重的副作用。
E-B可能導(dǎo)致多發(fā)性硬化的病毒
今年初,一項(xiàng)針對(duì)上千萬美軍人員的研究表明,幾乎所有多發(fā)性硬化癥(MS)病例均由常見的愛潑斯坦-巴爾病毒(簡(jiǎn)稱E-B)所引發(fā),這意味著針對(duì)E-B病毒的疫苗可以大大降低MS的發(fā)病率,在很大程度上根除這種情況。
MS是一種免疫系統(tǒng)攻擊神經(jīng)元的疾病,在全球數(shù)萬患者中引起視力模糊、疲勞和麻木。EB病毒一直是誘發(fā)多發(fā)性硬化癥的主要懷疑對(duì)象,這種病毒在兒童時(shí)期感染大多數(shù)人,然后潛伏在某些白細(xì)胞中。它主要通過唾液傳播,在新感染的青少年和年輕人中會(huì)導(dǎo)致傳染性單核細(xì)胞增多癥,或“接吻病”。
8月中旬,美國(guó)總統(tǒng)拜登簽署《2022年通脹削減法案》,令該法案立即生效。法案中包括了規(guī)模達(dá)3700多億美元的清潔能源激勵(lì)措施,美國(guó)史上最大的氣候支出法案也隨之正式落地。據(jù)估算,到2030年,這項(xiàng)立法將使美國(guó)的溫室氣體排放量比2005年的水平減少約30-40%,使該國(guó)更接近兌現(xiàn)拜登去年做出的減少50%的承諾。
非政府組織“氣候分析”主任Bill Hare給予積極評(píng)價(jià),稱這個(gè)法案可以算作真金白銀的行動(dòng),因?yàn)檫^去幾十年,美國(guó)說了很多,但是做得很少。美國(guó)仍是世界第二大溫室氣體排放國(guó),并且其從未通過一項(xiàng)法律以大幅減少溫室氣體的排放。
黑死病如何改變歐洲人基因
歐美研究人員利用研究古代DNA的工具來觀察在中世紀(jì)黑死病傳播期間生活和死亡的人的免疫基因差異,并確定了一個(gè)戲劇性的影響。今年10月,他們?cè)凇蹲匀弧冯s志上報(bào)告稱發(fā)現(xiàn)了鼠疫在歐洲人的免疫系統(tǒng)上留下的印記,表明人類在面臨重大的選擇壓力時(shí),也能以驚人的速度適應(yīng)。
研究小組發(fā)現(xiàn),在倫敦黑死病之后,驚人的245個(gè)基因變異的頻率上升或下降;有一個(gè)基因特別突出:ERAP2。它編碼一種叫做內(nèi)質(zhì)網(wǎng)氨肽酶2的蛋白質(zhì),這種蛋白質(zhì)已被證明可以幫助免疫細(xì)胞識(shí)別和對(duì)抗威脅病毒。但這種保護(hù)可能會(huì)增加患自身免疫性疾病的風(fēng)險(xiǎn),如克羅恩病和類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎。
人類首次行星防御實(shí)驗(yàn)成功
6600萬年前,一顆小行星撞上現(xiàn)在墨西哥附近的水域,導(dǎo)致地球上超過四分之三物種滅絕,包括除鳥類以外的所有恐龍。
為了防止恐龍的命運(yùn)降臨到自己頭上,NASA于今年9月26日進(jìn)行人類歷史上的首次撞擊測(cè)試,讓一艘宇宙飛船撞擊小行星以嘗試改變小行星的運(yùn)行軌道。最終“雙小行星重定向測(cè)試”航天器成功碰撞目標(biāo)小行星“迪莫弗斯”并使其偏離原運(yùn)行軌道。
據(jù)估計(jì),大約有25000個(gè)常見的近地小行星大到足以摧毀一座城市,能夠?qū)θ祟惍a(chǎn)生威脅。
200萬年前環(huán)境DNA再現(xiàn)古老生態(tài)系統(tǒng)
本月早些時(shí)候,《自然》雜志發(fā)表了一項(xiàng)研究結(jié)果,科學(xué)家通過分析迄今恢復(fù)得最早的古代環(huán)境DNA,繪制了格陵蘭北部極地沙漠(Peary?Land)200萬年前生態(tài)系統(tǒng)的樣貌,包括曾存在的動(dòng)物和植物物種。這項(xiàng)“杰作”展示了環(huán)境DNA在重建“消失的世界”方面的力量。
樣本DNA片段顯示,那里有茂密的楊樹、崖柏屬和其他針葉樹,還有黑鵝和馬蹄蟹,以及馴鹿、旅鼠和乳齒象等哺乳動(dòng)物。乳齒象的出現(xiàn)尤為引人注目,因?yàn)橹斑€從未在這么靠北的地方發(fā)現(xiàn)過它們存在的痕跡。研究人員還恢復(fù)了海洋生物的古DNA,這些古DNA顯示曾存在一個(gè)大西洋鱟種群。研究人員認(rèn)為,這或許意味著這一片區(qū)域在早期有著更溫暖的地表水環(huán)境,與之前的預(yù)測(cè)一致。