前腳韋伯望遠鏡運維科學家剛獲得 Nature 年度十大人物;
緊接着,Science 也将韋伯望遠鏡評為年度最大科學突破!
今天,Science 重磅發布2022 年度科學十大突破,并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、雲南大學創制多年生稻等也一并入選。
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。
曆經 20 年、耗資 100 億美元以及 150 萬公裡的危險太空之旅,JWST 終于用它的紅外之眼幫人類窺見了宇宙大爆炸更多奧秘。
,JWST 更為深遠的影響在于,它将重寫人類對于宇宙的認識。
正如 Science 所言:
沒有人會懷疑 JWST 将改寫我們對于宇宙的理解,由此它獲評為 2022 年度科學突破事件。
基于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并能解析星雲。
而且合成照片的速度也更快,隻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于 JWST 傳回數據的分析論文。參考此前哈勃望遠鏡的戰績,它為超過 22000 篇論文提供了數據支持,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數據。加之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數據的主要工具。
天文學界,由此也将可能開啟一段新征程。
正如一位天文學家所說:
每天我打開 arXiv,裡面都有煙花綻放。
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。
它意味着,AI 進軍到了此前被視為 " 人類獨占 " 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。
先聲奪人,以逼真、契合的效果,掀起了文本 - 圖像模型的新趨勢。緊接着 Stable Diffusion 在更大衆層面掀起狂潮——當然也引發藝術圈争議。
但用擴散模型生成精美的圖像視頻,已經成為了今年科技巨頭都在沖的領域,Meta、Google 都在接二連三發布相關模型。
以及在科學探索、數學、編程方面,AI 也在大舉闊步。
去年,AlphaFold2 就獲得了 Science 年度最大突破。
今年,DeepMind 相繼發布了 AlphaTensor、AlphaCode。
其中,打破矩陣乘法計算 50 年記錄,可用于計算機圖形學、物理模拟和機器學習。則在編程比賽中,成績超過了一半人類選手。
盡管 AIGC 目前還尚存許多争論,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 萬公裡外小行星
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,,并使其偏離軌道。
這意味着,如果未來發現近地小行星撞擊地球的威脅,人類将有可能有應對之計。
畢竟之前有研究表明,6500 萬年前 " 希克蘇魯伯小行星撞擊 " 事件直接導緻了恐龍的滅絕。
盡管這次撞擊是一次性任務,但是它為科學家們提供了關鍵數據參考,能為以後設計任何撞擊小行星任務動量模型提供數據支撐。
雲南大學創制多年生稻
11 月,雲南大學胡鳳益團隊宣布,已經成功培育出了能夠連續多年生長的水稻 PR23。
盡管理論上所有水稻都是多年生的,但是第二年生長的水稻産量并不高,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,曆經數十年時間終于培育出多年生水稻 PR23。
并且平均産量略高于一年一種水稻品種。
團隊發表在《自然可持續性》科學期刊的論文顯示,4 年來,PR23 水稻的平均産量為每公頃 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,并且能有效減少農民耕作天數。
目前,這種水稻能保持 5 年内産量不驟減。
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,細菌屬于微觀世界,隻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,這也是有别于普通細菌的地方。一般細菌不具備細胞核、細胞骨架及膜狀胞器等。
科學家将這種細菌命名為 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,其疫苗研制工作已經開展多年。
50 多年前,一項實驗性疫苗臨床試驗曾導緻 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産生抗體。
今年終于迎來重大突破。
在經過大規模臨床試驗後,人們終于證明該疫苗可以有效保護嬰幼兒及老人群體,并且孕晚期孕婦注射後,還能将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,學界還确定了多發硬化症與疱疹病毒變體 EBV 之間的強聯系。
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,并會逐漸喪失說話或行走能力,全球已有 280 萬患者。
科學家通過搜集美國 1000 萬士兵 20 年來的醫療記錄,并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,隻有 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,即患者體内會經曆 " 冬眠 " 後蘇醒,并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,黑死病席卷歐洲,并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,那些幸存者是如何逃過這場緻命瘟疫的。
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,這些遺骸分别埋葬于黑死病來臨前、期間和之後。
結果發現,幸存者攜帶變異基因的可能性更大,這些基因将會增強他們對鼠疫杆菌的免疫反應。
利用古 DNA 重建古代生态系統
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。
而通過這些 DNA,科學家們還原出了非常與衆不同的生态系統,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 認為這是一部具有裡程碑意義的氣候法。
法案包括未來十年投入約 4300 億美元用于氣候和清潔能源以及醫療保健領域等内容。
将提供高達 3690 億美元補貼,以支持電動汽車、關鍵礦物、清潔能源及發電設施的生産和投資,其中多達 9 項稅收優惠是以在美國本土或北美地區生産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。
參考鍊接:
https://www.science.org/content/article/breakthrough-2022#section_rice