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  • 影响2016年的重大科学事件

    来源:参考消息 2016-12-19 2016-12-20 11:16:21 点击:746 赞美:10

    国《自然》周刊盘点

    影响2016年的重大科学事件

     

    位于贵州的500米口径球面射电望远镜(美国雅虎新闻网站)

     

        英国《自然》周刊网站1216日刊登题为《新闻中的2016:影响这一年的科学事件》一文。文章称,从震惊世界的选举到太空中灾难性的技术故障,研究人员经受住了动荡的一年。不过他们也宣布了一些引人注目的进展——直接探测到引力波、携带三人DNA的婴儿诞生以及人工智能尝试了一种尚未被计算机掌握的棋类游戏。

     

        1.捕获引力波

        物理学家今年将某个大猎物收入囊中。211日,研究人员宣布,他们终于探测到了名为引力波的“时空涟漪”——为长达数十年的探索画上了圆满句号。

        位于美国路易斯安那州和华盛顿州的“激光干涉引力波观测台”(LIGO)在20159月探测到了来自大约10亿年前两个黑洞合并的引力波信号。

        这一消息令人震惊地证明了爱因斯坦在100年前公布的广义相对论,也为黑洞的存在——爱因斯坦理论中的另一个预言——提供了迄今为止最直接的证据。

        天体物理学家称赞LIGO取得的成果是一大胜利,说它带来了一种观测宇宙的新方法,能够探测到其他方法可能无法发现的现象。

        就在LIGO的成果公布数周后,另一项实验证实人类有朝一日能够在太空中探测引力波。欧洲航天局的“莉萨探路者”探测器验证了探测引力波的技术,未来将能够利用三个探测器来探测比LIGO所观测到的更大更远的天体发出的引力波。

        粒子物理学家则没有那么幸运。在这一年的大部分时间里,他们都激动地屏住了呼吸。在瑞士日内瓦附近的大型强子对撞机上开展的两个独立实验都在2015年底报告了一些异常测量结果,可能暗示存在一种质量是希格斯玻色子6倍的新粒子。

        当时,实验人员曾提醒人们,这些异常现象可能只是统计上的偏差。今年8月公布的更多数据证实了这一点。

        2.新世界秩序影响科研

        混乱的美国总统大选在11月以共和党商人唐纳德·特朗普意外获胜而宣告结束。

        文章称,研究人员不知道特朗普政府将如何对待科学——部分原因是科学在竞选中并未占据重要位置。不过,特朗普的一些观点是显而易见的:他声称气候变化问题是中国制造的一个骗局,誓称要让美国退出巴黎气候协定。他还暗示自闭症与儿童疫苗有关联。

        随着特朗普开始组建政府,研究人员也开始展开游说,反对他们眼中候任总统的科学无用论。11月底,包括22名诺贝尔奖得主在内的逾2300名科学家致信特朗普,敦促他“在应对当前和未来的公共健康和环境健康威胁时恪守科学诚信和独立性的高标准”。

        623日英国的脱欧公投震惊了该国科学界。研究人员至今仍然为每年来自欧盟的成百上千万欧元科研经费和来自其他欧盟国家的英国大学教职员工移民身份的命运感到担心。一些英国研究人员称自己已经被欧盟合作项目排除在外,而一些外国科学界称他们觉得自己很不受欢迎,因此计划离开英国。

        7月的土耳其未遂政变也给该国学术界带来了另一种剧变:土耳其高等教育委员会很快解雇了超过1500名大学校长及院长。

    政治和经济困难在今年给委内瑞拉、巴西和南非带来了冲击——研究人员也未能幸免。不断的停电、购买食物的长队和日益增加的暴力导致数以百计的科学家离开了委内瑞拉的大学乃至这个国家。巴西的研究人员面临预算的大幅削减和科技部的降级,对冻结联邦科研经费和削弱该国环境法律的议案提出了抗议。南非的紧缩措施已经导致大学经费长期不足,引发了大量校园抗议和暴力活动。

    3.太空探索有喜有忧

    在《星际迷航》诞生50周年的这一年里,技术故障令多项太空任务受挫——不过也取得了一些引人注目的成就。

    今年3月,日本宇宙航空研究开发机构的X射线天文卫星“瞳”,在发射仅数周后就宣告失败。调查人员确定是一个软件错误导致它翻滚失控并解体。

    7月,美国国家航空航天局(NASA)的“朱诺”号探测器抵达木星,但主发动机故障推迟了本该使它进入更短椭圆形轨道的火箭点火。“朱诺”号探测器继续在每次接近木星时搜集其大气层和磁层的数据——只不过要慢于原定计划。

    与此同时,欧洲航天局哀悼了两枚探测器的命运终结。10月,“斯基亚帕雷利”号登陆器——“火星太空生物学”计划的组成部分——因测量数据错误导致降落伞和制动火箭在错误时间启动,使得它坠毁在红色星球表面。9月,“罗塞塔”探测器按计划撞向67P/丘留莫夫-格拉西缅科彗星表面,在失去联系前发回了最后的图片——也给这个任务画上了句号。

    新兴太空强国中国收获了多项成果。

    8月,中国发射了世界上的首颗量子卫星,旨在测试将安全量子通信延伸至太空中的方法。

    9月,世界上最大的单口径射电望远镜“500米口径球面射电望远镜”在中国西南省份贵州正式落成启用。

    11月,中国发射了世界上最大推力的运载火箭长征五号。它将用于将人员、飞行器和重型行星探测器送入太空。

    最后,10月至11月间,中国两名航天员在天宫二号空间实验室工作生活了一个月,创造了中国航天员太空驻留时间新纪录。

    4.CRISPR上法庭?

    基因编辑工具CRISPR-Cas9的新应用继续快速发展。1028日,中国成都华西医院的一名肺癌患者成为接受经CRISPR-Cas9编辑细胞治疗的第一人。作为临床试验的一部分,研究人员破坏了一种在正常情况下会抑制细胞免疫系统的基因,以期编辑过的细胞能够启动对癌细胞的免疫反应。

    美国和中国预计明年会进行更多使用CRISPR-Cas9技术治疗癌症的临床试验。

    CRISPR-Cas9疗法的商业前景仍不明朗。在今年1月美国专利商标局宣布对两个研究团队之间的诉讼启动“干预”程序后,这种基因编辑技术在美国的专利之争进入白热化。

    与此同时,对人类胚胎使用CRISPR-Cas9技术的研究在今年取得了发展。这是一个有争议的研究领域,令人对可能出现定制婴儿产生了担忧——但部分国家的监管部门已经批准了该领域的项目。中国、英国和瑞典的研究团队宣布,他们打算在人类胚胎中充分使用这一技术并研究人类发育。美国预计也将开展此类研究,不过该国禁止使用联邦经费研究人类胚胎或者修改人类卵子或精子。

    5.气候关键时刻

    来自创纪录的170多个国家的代表在422日“地球日”这天齐聚一堂,签署了201512月在巴黎达成的国际气候变化协定。

    9月,最大的推动力出现了。美国和中国——合计占全球排放量的38%——正式加入了这一协定。几周后,巴西和另外30个国家也加入其中。欧盟于105日批准了协定。协定于114日正式生效。

    全球变暖一直在持续。今年头5个月,热带太平洋区域一次超强的厄尔尼诺事件助推全球气温屡创新高。这注定将使2016年成为有史以来最热年份,也使全球平均气温连续三年打破纪录。

    6.寨卡疫情

     

    今年2月,世界卫生组织宣布与巴西寨卡病毒暴发相关的一连串出生缺陷事件构成“国际关注的公共卫生紧急事件”。这些出生缺陷包括严重的小头症,即胎儿或新生儿出现异常的头小畸形或大脑缺陷。

    尽管寨卡病毒蔓延至美洲几乎所有国家,但预期中的小头症等寨卡病毒相关疾病的大暴发并没有成为现实。

    即便是在巴西,极高的小头症发病率仍仅限于该国的东北部地区——研究人员也开始怀疑多重因素造成的影响。

    1118日,世卫组织在确定寨卡病毒与出生缺陷有关的基础上宣布寨卡疫情不再构成“国际关注的公共卫生紧急事件”,并表示未来的工作重心应转移到加深对寨卡病毒感染后果——包括出生缺陷——的认识上,同时开发相关疫苗。

    多个正在进行的国际研究项目有望在明年解开有关寨卡病毒的不少谜题,比如被感染孕妇的新生儿伴有缺陷的比例等。

    7.智力游戏

    今年1月,一款计算机程序首次在古老的围棋游戏中击败了世界一流棋手。但最后的决战出现在今年3月:名为“阿尔法围棋”(AlphaGo)的人工智能程序击败了世界顶尖棋手李世石。这款由谷歌旗下“深层思维”公司开发的人工智能程序在五局三胜制的比赛中连赢前三局。李世石赢下了第四局,而且差一点就拿下第五局,不过“阿尔法围棋”还是获得了胜利。

    10月,“深层思维”的研究人员开发出另一款能够在事先不了解的情况下完成伦敦地铁导航的人工智能程序。这款复杂的程序将记忆与从经验中学习的能力结合在了一起,使人工智能距离完成类似于人类的任务——比如推理——又近了一步。

    人工智能还能帮助将机器翻译语言的错误率降低60%左右,并帮助物理学家探索新的超级材料。上述进展主要源于“深度学习”,即运用大数据和类似于人脑的多层算法。

    8.有争议的受孕

    经过数十年的研究,将三人DNA混在一起的辅助生育技术开始取得成果。这种技术能够阻止儿童遗传由线粒体(细胞中制造能量的结构)缺陷导致的代谢疾病。

    今年9月,在墨西哥一家医院工作的研究人员宣布,世界上首个使用这一技术受孕的婴儿诞生。另据报道,中国也诞生了一个使用同一技术受孕的婴儿。10月,乌克兰一家医院宣布两名不孕不育妇女通过类似的技术受孕。1215日,在科学家的建议下,英国人工授精与胚胎学管理局认可了这一技术的临床应用,最早可能在2017年启动。

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