Science年度十大科學突破出爐：韋伯望遠鏡高居榜首，AIGC、NASA主動撞擊小行星緊隨其後

前腳韋伯望遠鏡維運科學家剛獲得Nature年度十大人物；

緊接著，Science也將韋伯望遠鏡評為年度最大科學突破！

今天，Science重磅發佈2022年度科學十大突破，並刊登在最新一期封面上。

圍觀網友高呼：韋伯望遠鏡它值得！

除此之外，AIGC、NASA成功撞擊小行星、雲南大學創製多年生稻等也一併入選。

下面我們來一文回顧詳情~

韋伯望遠鏡高居榜首

今年韋伯望遠鏡（JWST）帶來的震撼，相信你我都感同身受。

歷經20年、耗資100億美元以及150萬公里的危險太空之旅，JWST終於用它的紅外之眼幫人類窺見了宇宙大霹靂更多奧秘。

而這些浩瀚星雲照片背後，JWST更為深遠的影響在於，它將重寫人類對於宇宙的認識。

正如Science所言：

基於有史以來最大的反射主鏡面和紅外敏感系統，JWST可以獲取前所未有的觀測細節並能解析星雲。

而且合成照片的速度也更快，只需十幾個小時就能搞定，而哈勃望遠鏡需要上百小時。

由此，JWST也掀起了天文學界一場新的競速賽，arXiv上幾乎每天都在湧現關於JWST傳回資料的分析論文。參考此前哈勃望遠鏡的戰績，它為超過22000篇論文提供了資料支援，JWST可能會更多。

如今，它已經拍攝到了距離地球46億光年的星系團、385光年外的系外行星等，為天文學界提供源源不斷的新資料。加上飛行使用的燃料比預期中少很多，所以JWST很有可能在2040年前，都是人類獲取宇宙深處資料的主要工具。

天文學界，由此也將可能開啟一段新徵程。

正如一位天文學家所說：

AIGC：AI進軍藝術科學探索的搶地戰

今年AI圈最大的趨勢，非AIGC莫屬。

它意味著，AI進軍到了此前被視為“人類獨佔”的領域，如藝術表達、科學發現。

Science表示，最初AI這種滲透是緩慢的，但在今年逐漸形成了一場搶地戰。

Dall·E 2先聲奪人，以逼真、契合的效果，掀起了文字-圖像模型的新趨勢。緊接著Stable Diffusion在更大眾層面掀起狂潮——當然也引發藝術圈爭議。

但用擴散模型生成精美的圖像視訊，已經成為了今年科技巨頭都在沖的領域，Meta、Google都在接二連三發佈相關模型。

以及在科學探索、數學、程式設計方面，AI也在大舉闊步。

去年，AlphaFold2就獲得了Science年度最大突破。

今年，DeepMind相繼發佈了AlphaTensor、AlphaCode。

其中，AlphaTensor打破矩陣乘法計算50年記錄，可用於電腦圖形學、物理模擬和機器學習。AlphaCode則在程式設計比賽中，成績超過了一半人類選手。

儘管AIGC目前還尚存許多爭論，但毋庸置疑的是，它能開拓人類的創造力。

Science評價說，這種現象，或許就像過去人類接受織布機、照相機等發明的過程一樣。

NASA成功撞擊1100萬公里外小行星

科幻片中的劇情，在今年成為了現實。

9月26日，由NASA發射的DART（戲稱“打他”）航天器，成功撞擊距地1100萬千米的一顆小行星，並使其偏離軌道。

這意味著，如果未來發現近地小行星撞擊地球的威脅，人類將有可能有應對之計。

畢竟之前有研究表明，6500萬年前“希克蘇魯伯小行星撞擊”事件直接導致了恐龍的滅絕。

儘管這次撞擊是一次性任務，但是它為科學家們提供了關鍵資料參考，能為以後設計任何撞擊小行星任務動量模型提供資料支撐。

雲南大學創製多年生稻

11月，雲南大學胡鳳益團隊宣佈，已經成功培育出了能夠連續多年生長的水稻PR23。

儘管理論上所有水稻都是多年生的，但是第二年生長的水稻產量並不高，所以在以往耕種過程中，水稻都是一年一種的。

如今，胡鳳益團隊以長雄野生稻為父本，RD23栽培稻為母本進行雜交，歷經數十年時間終於培育出多年生水稻PR23。

並且平均產量略高於一年一種水稻品種。

團隊發表在《自然可持續性》科學期刊的論文顯示，4年來，PR23水稻的平均產量為每公頃6.8噸（1公頃=15畝）。

而且在耕作成本上，這種水稻第一年的成本和其他品種相當，之後的管理成本會降至一半，並且能有效減少農民耕作天數。

目前，這種水稻能保持5年內產量不驟減。

在我國該品種的種植面積已經超過1.5萬公頃，同時也在非洲進行測試，還能減緩東南亞梯田高地水土流失問題。

發現圖釘大的巨型細菌

按照以往認知，細菌屬於微觀世界，只有通過顯微鏡才能觀察到。

但在今年6月，科學家發現了一個比常規細菌體積大5000倍的巨型細菌——肉眼可見、有圖釘那麼大。

它是一種絲狀單體細菌細胞，不光是體積大，基因量也是大多數細菌的3倍多。

而且它的基因組副本包含在一個有膜結構中，這也是有別於普通細菌的地方。一般細菌不具備細胞核、細胞骨架及膜狀胞器等。

科學家將這種細菌命名為Ca. Thiomargarita magnifica，人們在一片紅樹林沼澤中的一片葉子上發現了它。

呼吸道合胞病毒抗體疫苗迎來曙光

呼吸道合胞病毒（RSV）是一種傳染性極強的病毒，嬰幼兒、兒童及體質弱老人易感，其疫苗研製工作已經開展多年。

50多年前，一項實驗性疫苗臨床試驗曾導致2名兒童死亡，80%接種者住院治療，由此RSV疫苗開發一度中斷幾十年。後來，科學家們逐漸探索出利用滅活病毒來激發人體產生抗體。

今年終於迎來重大突破。

在經過大規模臨床試驗後，人們終於證明該疫苗可以有效保護嬰幼兒及老人群體，並且孕晚期孕婦注射後，還能將抗體直接傳遞給胎兒。

幾乎人人感染過的病毒，能引起多發性硬化

今年，學界還確定了多發硬化症與皰疹病毒變體EBV之間的強聯絡。

多發硬化症是一種中樞神經系統慢性炎性脫髓鞘性疾病，患者會出現視力模糊、疲勞、麻木等症狀，並會逐漸喪失說話或行走能力，全球已有280萬患者。

科學家通過蒐集美國1000萬士兵20年來的醫療記錄，並分析其儲存的血液樣本後發現，在801名患有多發性硬化的士兵中，只有1人未曾被檢出EBV病毒。

此前，科學家就已經發現多發性硬化患者血液中存在EBV病毒抗體，但其實95%的健康成年人中也含有這種抗體。

今年，研究人員發現了一種可能機制，即患者體內會經歷“冬眠”後甦醒，並對人體造成神經損傷。

這一發現為開發多發性硬化症治療藥物開拓道路。

實際上，一種預防EBV病毒的疫苗也正在臨床試驗。由此，未來多發性硬化症可能像脊髓灰質炎一樣，幾乎被人類消滅。

發現黑死病如何改變人類免疫系統機制

700年前，黑死病席捲歐洲，並奪走了幾乎三分之一人口的性命。

之後科學家們便一直在研究，那些倖存者是如何逃過這場致命瘟疫的。

但是想要從當代人身上檢測到相關基因影響是幾乎不可能的，所以研究古DNA是一條更可行的方案。

今年，研究人員就分析了500多具遺骨中的古DNA，這些遺骸分別埋葬於黑死病來臨前、期間和之後。

結果發現，倖存者攜帶變異基因的可能性更大，這些基因將會增強他們對鼠疫桿菌的免疫反應。

利用古DNA重建古代生態系統

還有一項新突破也是古DNA方面。

一般來說，DNA的保存期限都是100萬年左右，因為更早以前的DNA中，遺傳物質嚴重降解。

今年，科學家們在北極的沙漠凍土中，成功提取到了至少200萬年前的DNA片段。

而通過這些DNA片段，科學家們還原出了非常與眾不同的生態系統，其中有馴鹿、野兔甚至乳齒象。

此前很難有人會想到，這種已經滅絕的大象近親的活動範圍，會延伸到如此北部的地方。

美國頒布《通脹削減法案》

今年美國出台《通脹削減法案》，Science認為這是一部具有里程碑意義的氣候法。

法案包括未來十年投入約4300億美元用於氣候和清潔能源以及醫療保健領域等內容。

將提供高達3690億美元補貼，以支援電動汽車、關鍵礦物、清潔能源及發電設施的生產和投資，其中多達9項稅收優惠是以在美國本土或北美地區生產和銷售作為前提條件。

實際上，今年全球溫室氣體排放量還在上升，諸多氣候學家認為全球氣溫上升幅度會超過1.5攝氏度，人類在保護環境上的動作，還要更快一些。

參考連結

https://www.science.org/content/article/breakthrough-2022#section_rice

本文來自微信公眾號“量子位”（ID:QbitAI），作者：明敏，36氪經授權發佈。

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