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《科学》杂志评出2019年十大科学突破,首张黑洞照片居首

发布时间:2019年12月20日
来源:科技日报公众号(2019-12-20) 作者:刘霞

林花谢了春红,太匆匆!又到年底盘点时~


《科学》杂志官网在12月19日的报道中,为我们盘点了2019年科学领域的累累硕果,选出了年度十大科学突破,其中不乏中国科学家的身影


例如:人类首次一窥黑洞“真容”位居榜首;新晋“网红”丹尼索瓦人的出现让我们重新审视人类的往昔岁月。


接下来让我们看看2019年度十大科学突破都有什么吧!


人类历史上首张黑洞照片问世


首张黑洞图片。图片来源:美国《科学》杂志


为了一窥黑洞“真容”,科学家联合遍布全球的8个射电天文台,通过甚长基线干涉测量技术,模拟出口径和地球直径相当的望远镜——事件视界望远镜。这一望远镜拍摄下的首张黑洞照片,使人类第一次看见了位于星系中心的引力怪兽。这个黑洞位于一个名为梅西耶87(M87)星系的中央,质量是太阳的65亿倍。


看见黑洞不仅再次证明了爱因斯坦的正确性,也为将来揭开与黑洞有关的种种谜题奠定了基础。进一步研究或许能为构建“大一统理论”带来新线索,这无疑是一个里程碑式的成就。


人类首张黑洞照片凝聚了全球200多位科学家的心血,其中包括多名来自中国的科学家。中科院上海天文台台长沈志强对媒体表示,中国科学家在望远镜观测、后期数据处理和结果理论分析等方面做了突出的贡献。


人类学“新晋网红”——丹尼索瓦人


一名丹尼索瓦女孩面容的艺术化重构。图片来源:美国《科学》杂志官网


人类学今年迎来“新晋网红”——丹尼索瓦人,她们是尼安德特人的姊妹,曾在亚洲各地繁衍生息。


今年的多项研究让科学家对丹尼索瓦人有了进一步认识。包括中国科学院院士、中国科学院青藏高原所研究员陈发虎等带领的研究团队,通过一种新蛋白质技术,确认一块来自青藏高原的颌骨属于丹尼索瓦人;另一组科学家则利用基因技术,重建了一个7.5万年前居住在俄罗斯西伯利亚的年轻丹尼索瓦人女孩的面容。


谷歌宣布实现“量子霸权”


谷歌公司量子处理器上的芯片阵列。图片来源:美国《科学》杂志官网


今年10月,谷歌研究人员称实现了名为“量子霸权”的里程碑。“量子霸权”指量子计算机最终超越最先进超级计算机。谷歌表示,他们的Sycamore量子处理器能在200秒内完成世界上最强大的超级计算机需要10000年才能完成的计算,但国际商用机器公司(IBM)对此提出了质疑。


不管怎样,这凸显了商业公司对量子计算领域的浓厚兴趣。目前,多国政府、多家公司都在这一前沿领域展开激烈竞争,希望能够拔得头筹。


对抗营养不良的补充剂问世


改善肠道微生物的补充剂有望改变孟加拉国儿童的营养状况。图片来源:美国《科学》杂志官网


每年有数百万严重营养不良的儿童无法完全康复,即使他们饱食后仍会发育不良并身患疾病。十年研究指出了根源所在:他们的肠道微生物尚未成熟。


今年,一个国际团队在这项研究的基础上,提出了一种低成本、易于获得的补充剂,该补充剂可优先刺激有益肠道细菌的生长。在一个小型试验中,补充剂表现良好,科学家目前正进行大规模临床试验,以了解该补充剂在防止发育迟缓方面的表现。


小行星撞击地球及其带来的影响


位于墨西哥尤卡坦半岛的希克苏鲁伯陨石坑的艺术图。图片来源:美国《科学》杂志官网


大约6600万年前,一颗小行星无情地撞上地球,最终导致全球76%的物种(包括大型恐龙)灭绝。


但这里存在大量未解之谜:这些物种如何灭绝、何时灭绝以及生态系统恢复的速度如何?一直是未解之谜。现在,科学家通过分析位于墨西哥尤卡坦半岛193公里宽的希克苏鲁伯陨石坑的岩层,勾勒出了撞击后24小时的细节。结果表明,撞击导致了野火,引发了海啸,并向大气中喷射了大量硫,太阳被遮蔽,全球降温,从而使大量生物灭绝。研究还表明,海洋生态系统的恢复快于预期。


“新视野”号飞掠“天空”


“雪人”形状的“天空”的艺术图。图片来源:美国《科学》杂志官网


今年1月1日,美国国家航空航天局(NASA)的“新视野”号探测器飞掠“雪人”形状的小行星“天空”(Arrokoth),这颗远在64亿公里外的天体是人类探测器迄今拜访过的最遥远天体。


“新视野”号传回的数据不仅向我们展现了一个从未见过的奇异世界,也有望向我们揭示更多与太阳系起源和演化有关的谜题。而这则来自遥远太阳系远端的新闻,拉开了2019年的科学领域硕果累累的序幕。


实验室成功培育古菌 

有望揭示生命终极祖先


科学家历时12年培育出深海古菌。图片来源:美国《科学》杂志官网


日本一个研究小组历时12年,成功从深海沉积物中培育出一种神秘微生物MK-D1。对MK-D1基因组进行测序表明,它是阿斯加德(Asgard)微生物群中的一员。阿斯加德并非细菌,而是一种完全独立的生命分支——古菌。


研究人员确认培育出的这种古菌携带真核基因;此外,今年也有研究人员在其他古菌DNA片段中确定了更多真核基因。包括人类在内的所有动物和植物都是真核生物。因此,最新研究朝揭示包括人类在内的终极祖先迈出了重要一步,我们有望在这一古菌的引领下继续探寻生命的起源。


FDA批准首个囊性纤维化三联疗法


囊性纤维化病患的跨膜传导调节因子(CFTR)的蛋白(绿色)模型。图片来源:美国《科学》杂志官网


今年10月,基因药物迎来一座里程碑:美国食品药品监督管理局(FDA)批准了对大多数囊性纤维化(CF)病例有效的疗法,用于治疗年龄12岁以上CF患者。


这种被称为Trikafta的三联疗法可纠正肺部疾病最常见突变产生的影响,对于那些发生突变的病患(约占所有CF患者的90%),它可将CF从进行性疾病转变为更易控制的慢性疾病。自CF基因CFTR面世以来,科学家历时30年研究,才最终推出Trikafta疗法。


人类终于拥有对抗埃博拉病毒的有力武器


刚果民主共和国爆发埃博拉疫情时,一名医务人员穿上防护装备。图片来源:美国《科学》杂志官网


1976年,刚果民主共和国雨林中突然出现了一种新病毒:埃博拉病毒。自此,它就成为致命且无法治愈感染的代名词,但40多年后,人类今年终于拥有了对抗埃博拉病毒的有力武器。


今年,科学家们最终确定了两种药物,可大大降低该病的死亡率。一种是从1996年埃博拉疫情幸存者体内分离出来的抗体;另一种是在具有人源化免疫系统小鼠体内产生的三种抗体的混合物。在随机试验中,接受这两种药物之一的患者中约有70%存活下来;而不使用任一抗体的患者只有约50%存活下来。


在多玩家扑克游戏中

AI战胜顶级人类玩家


人工智能(AI)在多玩家扑克游戏中战胜顶级人类玩家。图片来源:美国《科学》杂志官网


今年7月,由Facebook与卡内基梅隆大学合作开发的一款新型人工智能系统Pluribus扑克机器人,在6人无限制德州扑克比赛中击败了15名顶尖选手,其中包括多位世界冠军。这是AI首次在超过两人的复杂对局中击败人类顶级玩家。    


Pluribus通过自我博弈的方式从零开始进行训练,最终达到超越人类的水平。

[责任编辑:dc]

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