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以及中国嫦娥四号成功在月球背面软着陆等入选,一个美国研究小组提供了一种可能的方法

2020-03-12 13:31

12月19日,《自然》盘点了影响2019年的科学事件。这一年的标志是气候抗议、政策不确定性,等等,这些都被证明是对科学的挑战。但是,研究人员也庆祝了一些令人兴奋的第一次—— 一台可以超越经典对手的量子计算机,一张黑洞的照片,以及从一颗小行星上采集的样本。凝视太空今年,天文学家第一次看到了黑洞的“真身”。今年4月,事件视界望远镜项目公布了可能是2019年最令人难忘的一张照片:第一张直接拍摄到黑洞及其活动视界的照片。为了获得这张照片,研究人员精心布置了一个射电望远镜网络,以便从地球周围同时获取读数。在阿波罗登月50周年的那一年,探月成为航天局的重要议程。今年1月,中国的“嫦娥四号”探测器成为第一个在月球背面安全着陆的航天器,“嫦娥四号”的巡视器“玉兔二号”继续在Von Kármán陨石坑的尘土中翻滚。然而,其他探索月球的尝试都不太成功。今年4月,以色列将第一架私人宇宙飞船送上月球的计划以一次紧急着陆告终。去年9月,印度的“维克拉姆”号着陆器也发生了同样的事情,不过它的轨道部分——“月船2号”——仍在按计划绕月飞行。正在进行的一些火星任务返回了许多结果。法国制造的地震检波器在美国国家航空航天局(NASA)的“洞察号”着陆器上探测到有史以来的第一次“火星地震”。今年6月,NASA的“好奇号”探测器在火星大气中探测到创记录的高浓度甲烷气体,这是一个科学家尚未解释的谜,尤其是该高浓度甲烷在几天内就消失了。今年2月,NASA正式宣布“机遇号”火星探测器任务结束。在太阳系更远的地方,今年2月,日本的“隼鸟2号”探测器从小行星“龙宫”表面采集了样本。7月份,“隼鸟2号”在“龙宫”投下一个小颗粒,并对其表面进行猛烈撞击,随后,“隼鸟2号”下降收集了一些新暴露的物质。据悉,“隼鸟二号”将于明年返回地球。在冥王星之外很远的地方,NASA的“新视野号”宇宙飞船经过了一个35公里长的被称为Arrokoth的物体。该物体形状奇怪,就像两个煎饼粘在一起,让人类得以近距离地看到一个冰冷的原始世界。今年还有一位来自太阳系以外的访客。12月早些时候,星际彗星2I/Borisov绕过太阳。这是继2017年的“Oumuamua”之后,已知的第二颗造访太阳系的天体。激烈的辩论今年又是环境艰难的一年。联合国支持的政府间生物多样性和生态系统服务科学政策平台在一份报告中警告称,由于栖息地破坏和气候变化,多达100万种动植物物种正面临灭绝。联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)在一份特别报告中呼吁大力遏制对农业用地的需求,包括人们转向以植物为主的饮食。IPCC表示,如果不采取这样的行动,各国政府将无法实现2015年《巴黎气候协定》规定的集体目标。根据该协定,各国同意将全球变暖幅度限制在不超过工业化前水平2℃。但是,政治趋势似乎朝着相反的方向发展。巴西总统Jair Bolsonaro今年1月上任,提出了激烈的反环境议程。他削减了联邦政府对科学的资助,并在7月指责自己政府的科学家在亚马逊森林砍伐激增的问题上撒谎。在美国,特朗普总统继续努力废除环境法规。今年6月,美国环境保护署(EPA)最终确定了一项计划,放松对发电厂温室气体排放的限制。今年8月,EPA提出了一项冻结汽车燃油效率标准的提案,特朗普总统于9月宣布,EPA将撤销一项长期以来允许加州自行设定汽车和卡车碳排放限制的豁免。11月,美国政府启动了正式程序,要求退出《巴黎协定》。世界各地的积极分子以抗议活动回应政府的不妥协态度,其中包括9月份的全球气候罢工。在青年气候活动家Greta Thunberg的激励下,150个国家的数百万人走上街头,要求政府采取更有力的行动。去年10月,青年领袖对阿拉斯加州和加拿大联邦政府提起了两项诉讼,称政府鼓励使用化石燃料是在侵犯他们的权利。这些诉讼是气候诉讼趋势的一部分,包括在荷兰悬而未决的一个重大案件。今年5月,荷兰最高法院听取了政府对Urgenda基金会提起的诉讼请求。Urgenda基金会是一个公民气候组织,该组织曾在下级法院成功提出,荷兰政府必须采取更多行动应对气候变化。如果最高法院做出有利于Urgenda的裁决,政府将无法进一步上诉。推动生物学边界这是在实验室里检验生物学和伦理学极限的一年。美国研究人员在猪的头部被砍下四个小时后,通过注入一种富含营养和氧气的液体来模拟血液,使它们的大脑恢复了活力。该方法触发了糖消耗和其他代谢功能,表明大脑仍然在工作。然而,研究人员并没有试图恢复大脑意识,他们在实验开始前添加了化学物质来阻止神经元放电。在另一项体外实验中,科学家在培养皿中培育了近三周的猴子胚胎,这比以前在实验室培育的灵长类胚胎都要长。这一壮举提出了一个问题,即是否应该允许实验室培养的人类胚胎发育时间超过14天,这是大多数国家实施的限制。今年9月,一个美国研究小组提供了一种可能的方法,通过从干细胞中培育人类胚胎来绕过“14天”的限制,这个“人造胚胎”似乎模仿了人类胚胎的早期发育过程。是否应该允许人工胚胎发育到后期是一个持续的伦理争论。在诱导多能干细胞的临床应用方面,日本继续占据主导地位。今年9月,一个日本研究小组利用这些干细胞制造了一些角膜细胞片,可以移植到一位视力正在衰退的妇女身上。在过去的十年里,日本的医生们用iPS细胞来治疗帕金森氏症和另一种眼部疾病,今年,一个小组获准使用干细胞来治疗脊髓损伤。然而,这些治疗方法是否有效还有待观察。文化冲击世界各地的研究机构都在继续对性骚扰和工作场所道德文化进行调查。德国马克斯·普朗克学会的工作人员报告称,基于性别的歧视和欺凌经常发生。在澳大利亚,一项全国性的民意调查显示,50%的女科学家表示她们在工作中面临性骚扰。今年8月,澳大利亚古代DNA研究中心主任Alan Cooper被阿德莱德大学停职。此前,该中心对Cooper进行了调查,一些同事指责Cooper欺负他们。该大学还没有给出Cooper停职的原因,并告诉《自然》杂志,“与他有关的调查过程仍在进行中”。美国国家卫生研究院首次宣布,去年因性骚扰调查而受到纪律处分的受资助者人数。该机构今年2月表示,2018年已经更换了14名主要调查人员,并禁止14人参加其同行评审小组。与此同时,美国国家科学院批准了一项政策,驱逐那些被判犯有性骚扰罪的成员。美国麻省理工学院正在调查与名誉扫地的已故金融家Jeffrey Epstein之间的联系,据麻省理工学院称,Epstein已经向这所大学捐赠了大约80万美元。量子奇迹物理学家在量子计算领域达到了一个期待已久的里程碑。今年10月,谷歌的一个团队在《自然》杂志上发表报告称,他们用一台量子计算机进行了一项计算,这对一台经典的机器来说几乎是不可能的,即便是一台最先进的超级计算机。这种计算本身——检查量子随机数发生器的输出——实际用途有限,但这一壮举是迈向量子计算机未来应用的一步,其应用范围涉及新材料设计及密码破译。另一家谷歌子公司、人工智能巨头DeepMind因其程序掌握了多人在线视频游戏《星际争霸2》而成为头条新闻。在多人扑克比赛中,人工智能Pluribus首次战胜世界顶尖选手。尽管人工智能能够在国际象棋或围棋方面击败最优秀的人类棋手,就像DeepMind的AlphaGo在2016年所做的那样,但该领域的许多人认为,多人游戏更像是机器学习的现实挑战,如自动驾驶汽车。今年早些时候,化学家们利用原子力显微镜对单个分子进行操作,制造出有史以来第一个环状的纯碳分子,分子尺度的晶体管由此进入人们的视野。左右为难的领导今年,随着英国接近无协议退欧的边缘,各大学囤积了大量“供应”,但英国政府却三次延长退欧的最后期限。前英国首相Theresa May和她的继任者Boris Johnson(鲍里斯•约翰逊)都没能争取到英国议会对脱欧协议的支持,目前的不确定性继续让科学家们感到担忧。约翰逊政府12月12日再次当选,为加强国家科学基础,政府承诺在2015年前,每年将投入180亿英镑(约合240亿美元)资助研发,并引入对研究人员有利的签证制度。在美国,一些科学机构在今年年初陷入了停滞状态,部分政府活动关闭,并持续了创纪录的35天。美国国家航空航天局和国家科学基金会是被迫停止大部分活动的机构之一。议员们直到1月底才解决了僵局。在一片混乱中,美国参议院确认气象学家Kelvin Droegemeier将担任特朗普总统的科学顾问,并领导白宫科技政策办公室,特朗普已经有近两年没有科学顾问了,Droegemeier很快成为根除美国科学界不适当外国影响的关键人物。自2018年以来,美国国立卫生研究院已经调查了至少180名科学家,原因是他们没有宣布与外国政府有联系,许多研究人员都是华裔美国人,这让人担心他们因为自己的种族而受到不公平的对待。与此同时,美国能源部和国家科学基金会开始禁止其雇员参与外国人才招聘计划。澳大利亚也在调查外国影响。今年8月,澳大利亚政府宣布了成立专家委员会的计划,以应对外国政府或团体针对大学发起的网络攻击、知识产权盗窃和其他攻击。由于圣地亚哥大规模抗议经济不平等导致的安全问题,智利不得不退出联合国气候变化大会第25次缔约方会议的主办权。12月的会谈最终在马德里举行。健康图景刚果民主共和国东部持续爆发的埃博拉疫情全年不断,自2018年8月爆发以来,已造成2200多人死亡。这是迄今为止死亡人数第二严重的埃博拉疫情,也是最复杂的问题,因为该地区的冲突仍在继续。埃博拉救援人员遭到武装组织的袭击,对政府官员和救援人员的普遍不信任导致许多居民避开治疗中心。今年7月,世界卫生组织宣布这次疫情为“国际关注的突发公共卫生事件”的最高警戒级别。尽管一片混乱,研究人员还是成功地对四种实验性埃博拉药物进行了首次大规模的对照试验。他们发现,两种基于抗体的疗法治愈了90%在疾病早期寻求治疗的患者。医疗工作者已经给刚果民主共和国东部的25.6万人注射了一种由默克制药公司生产的新型埃博拉疫苗。去年11月,该疫苗成为世界上第一个获得医药机构批准的疫苗。在美国,电子烟使用者肺损伤的爆发已经导致50多人死亡,2000多人住院,研究人员和公共卫生官员正在努力寻找原因。今年3月,一名艾滋病毒感染者(其身份尚未披露)接受了干细胞移植,用抗艾滋病病毒的白血球替换了自己的白血球。他是继“柏林病人”Timothy Ray Brown之后,第二个使用这种方法成功治疗的病人。

新华社北京12月22日电 综述:《自然》杂志盘点2019年重大科学新闻 嫦娥四号探月入选

新华社记者张莹

英国《自然》杂志近日刊文盘点了2019年重大科学新闻,人类首张黑洞照片、谷歌宣布成功演示“量子霸权”、日本隼鸟2号探测器探访小行星“龙宫”以及中国嫦娥四号成功在月球背面软着陆等入选。

凝望深空

2019年,人类加快迈向深空的步伐。

新年第一天,美国“新视野”号探测器近距离飞掠太阳系边缘柯伊伯带天体“阿罗科斯”,完成人类探测史上最遥远的一次星际“邂逅”。

1月3日,中国嫦娥四号成功在月球背面冯·卡门撞击坑着陆,实现人类探测器首次月背软着陆。

2月和7月,日本隼鸟2号探测器两次着陆小行星“龙宫”并采集样本。

4月,“事件视界望远镜”项目发布人类获得的首张黑洞照片,这项成果汇集了全球多国超过200名科研人员的努力。

威尼斯人最新网站,火星探测也亮点纷呈。美国“洞察”号火星探测器4月首次捕捉到“火星震”,这是人类首次在地球以外的行星探测到“地震”;美国“好奇”号火星车6月测得登陆火星7年来的最高甲烷浓度,而随后发生的浓度骤降仍有待科学家解释。

计算“奇迹”

2019年,基于量子物理学原理的信息技术发展迎来里程碑。

10月,美国谷歌公司领衔的团队宣称成功演示“量子霸权”,使一个包含53个有效量子比特的处理器花费约200秒完成当前最强超级计算机1万年才能完成的计算任务。如果这一说法获得证实,那么这将是量子计算发展具有重要象征意义的一步。未来这一领域的突破将有助解决材料、医药、密码破译等领域的复杂问题。

信息科技领域标志性事件还包括一系列人工智能研究。美国卡内基-梅隆大学与脸书公司合作开发的人工智能程序Pluribus在六人桌德州扑克比赛中击败多名世界顶尖选手;谷歌旗下“深层思维”公司开发的人工智能程序“阿尔法星”在即时战略游戏“星际争霸2”中超越99.8%的人类玩家,在游戏的人族、神族和虫族排名中均达到最高的“宗师”级别。

此前人工智能在“战略性推理”方面取得的成就限于围棋等二人游戏,而新成果表明,在更接近真实世界的多人战略游戏中人工智能同样能打败人类。

病毒挑战

2019年,一些致命病毒给人类带来严峻挑战。

这一年,埃博拉病毒在刚果肆虐。此次疫情起于2018年8月,已造成逾2000人死亡,严重程度仅次于2013年至2016年夺走1.1万余人生命的西非三国埃博拉疫情。

好消息是,抗埃博拉药物和疫苗取得了突破。一项在刚果开展的临床试验显示,名为REGN-EB3和mAb114的两款新药能显著降低埃博拉患者死亡率;一款名为Ervebo的疫苗11月在欧盟获得上市许可,成为全球首款正式获批上市的埃博拉疫苗。

艾滋病治疗也重现曙光。3月发表的一项成果显示,一名被称为“伦敦病人”的艾滋病患者经干细胞移植治疗后,已18个月未检测到艾滋病病毒,可能成为继“柏林病人”后成功摆脱艾滋病病毒的第二名病人。

伦理争议

2019年,生物医学领域的一些研究引发伦理争议。

美国耶鲁大学学者领衔的团队在猪死亡数小时后取出猪脑,并通过模拟猪脑血液循环在细胞层面恢复某些循环和神经功能。虽然这项研究并没有恢复与意识和认知相关的脑活动,但仍引起科学家“有无必要重新定义脑死亡”的争论。

目前国际上普遍认同的伦理法则是不能在体外培养人类胚胎超过14天,但关于是否允许人类胚胎发育到更晚阶段的争议从未停止。为了“绕过”14天限制,美国研究人员利用干细胞培育了一个“人造胚胎”,并用它模拟人类胚胎早期发育过程。

《自然》杂志认为有重大影响的科学新闻还包括全球气候治理、美国政府停摆及英国“脱欧”对科研影响以及反科研领域性别歧视和霸凌等。返回搜狐,查看更多

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