科学类新闻(2020年十大科学新闻出炉)

《环球科学》 2020年十大科学新闻出炉 新冠疫情下科学依然精彩2020年,我们经历了特别的一年。在新冠肺炎的阴影下,虽然科学会遇到波折,但它的进步从未停滞。从第一次室温超导…

《环球科学》 2020年十大科学新闻出炉 新冠疫情下科学依然精彩

2020年,我们经历了特别的一年。在新冠肺炎的阴影下,虽然科学会遇到波折,但它的进步从未停滞。从第一次室温超导到量子优势的实现,我们为未来构筑了更多的可能性;从人类细胞的第一张地图到解决蛋白质折叠问题,人类也在重新认识生命的本质。

《环球科学》杂志在专家顾问团队和优秀学术媒体的大力支持下,近日评选出2020年十大科技新闻。让我们回顾一下今年这些影响深远的科学时刻。

1 新冠疫情改变世界面貌

《环球科学》2020年十大科学新闻出炉 新冠疫情下依然精彩

新冠肺炎。

因为这场疫情,2020年注定是一个特别的年份,要被铭记很久。疫情始于2019年底,随后迅速席卷全球,深刻影响了这个星球上的所有个体。在新冠肺炎疫情中,来自世界各地的科学家团结一致,展示了现代科学的强大力量:在疫情早期,中国科学家迅速测序并分享了新冠肺炎RNA序列;多国团队将疫苗开发时间缩短至不到一年。但与此同时,我们也认识到人类在面对新的病原体威胁时的不足:世界卫生组织发起的“团结试验”失败了,我们至今没有找到针对新冠肺炎的具体药物;在一些国家,科学的声音不断被忽视,防控不力使得疫情持续快速传播。今天,世界上已有7000多万人被感染,160万人死亡。现在还很难预测疫情的最终趋势。但可以肯定的是,只有科学界和公众共同努力,疫情才能最终得到控制。

2 时隔44年 人类通过“嫦娥五号”再次带回月球样本

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嫦娥五号登月收集月球样本。

2020年12月17日,搭载月球样品的嫦娥五号返回舱在内蒙古四子王旗预定区域成功着陆,标志着嫦娥五号任务圆满完成,奏响了中国探月三部曲的最后一个音符。探测器于11月24日发射,在到达月球轨道后,成功地将着陆器释放到月海中的鲁梅克山脉。后者使用钻孔取样和表面抓取来检索1731克月球岩石和土壤样本。也是44年后,人类再次将月球样本带回地球。这些样本有望填补以往月球样本的空白期,构建更完整的月球进化史。

3 人类首次实现室温超导

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室温超导性。

在首次发现超导100多年后,人类第一次见证了室温超导的诞生。2020年10月15日,《自然》以封面文章的形式公布了室温超导的实验结果,由罗切斯特大学和内华达大学共同完成。通过光化学合成,在超导材料硫化氢体系中掺杂碳元素,实现了287.7K(约15)的超导性。这是朝着——的长期目标迈出的重要一步,即创造一个没有阻力的高效电力系统。实验条件依然苛刻,需要施加267Gpa(相当于200多万倍标准大气压)的高电压才能在室温下超导。虽然离实际应用还很远,但已经带来了革命性的突破,物理学家们追求能效圣杯的曙光已经有一个世纪了。

4 新一轮火星探测季开启 “天问一号”发射升空

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“田文一号”火星着陆器和巡逻机的等比例模型。

今年夏天,两年一度的火星探索之窗重新开放。7月20日,阿联酋的“希望号”发射升空,揭开了新一轮火星探索的序幕。三天后,中国第一颗火星探测器“田文一号”在海南文昌航天发射场成功发射,这标志着中国向深空飞行迈出了第一步。作为中国首次火星探测任务,“田文一号”计划一次性完成绕圈、着陆和巡逻三大任务,绘制火星地质结构图,帮助人类了解火星上水冰和磁场的分布情况。7月30日发射的美国火星车“坚忍号”不仅将尝试寻找火星上有生命的证据,还将首次在火星上释放直升机。三个火星探测器都计划在2021年上半年到达目标工作地点,这将揭示更多关于这个地球最近邻居的秘密。

5 AlphaFold解决蛋白折叠难题

1972年诺贝尔化学奖得主克里斯蒂安安芬森出席了颁奖仪式

上提出猜想:我们应该能从一个蛋白的氨基酸序列,推测出该蛋白的三维结构。这就是困扰生物学家近半个世纪的蛋白折叠问题。2020年11月30日,曾发布AlphaGo的DeepMind公司宣布其算法AlphaFold解决了该问题。两年一度的蛋白结构预测关键评估比赛,需要参赛者利用已知的氨基酸序列预测蛋白的三维结构。在2020年的比赛中,Alpha-Fold一举夺得90分的高分,达到“解决蛋白折叠问题”的标准。考虑到蛋白在生命中无处不在,Alpha-Fold的出现将极大地推动各个领域的生物学研究。

6 量子计算原型机“九章”实现量子优越性

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2020年12月3日,在《科学》杂志的一篇论文中,中国科学技术大学潘建伟团队领衔研发的量子计算原型机“九章”,在运行高斯玻色采样时,最多成功测量76个光子,实现了量子优越性——即量子计算速度超过经典计算机。根据目前最优的经典算法,“九章”对于处理高斯玻色采样的速度比目前世界排名第一的超级计算机“富岳”快一百万亿倍,等效地比谷歌去年发布的53比特量子计算原型机“悬铃木”快一百亿倍。和其他量子计算原型机相比,“九章”不需要昂贵的冷却系统,在室温下即可运行。这是对量子计算潜力的又一次有力验证。

7 人类首次探测到银河系内快速射电暴

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快速射电暴。

快速射电暴(fast radio burst)是一种持续时间只有几毫秒的神秘高能天体物理现象,在2007年首次发现这类信号之后,对于快速射电暴的来源始终没有定论。一种候选理论认为,快速射电暴的来源是磁陀星——一种具有极强磁场的年轻中子星。2020年4月28日,一支加拿大科研团队检测到了来自银河系内磁陀星SGR 1935+2154持续时间只有毫秒级的射电暴,其强度是此前磁陀星射电辐射的3000倍。进一步的研究确认,这是人类首次探测到银河系内的快速射电暴,并表明磁陀星至少是部分快速射电暴的来源。相关研究成果发表在《自然》杂志的三篇论文中,包括一篇由中国团队利用500米口径球面射电望远镜(FAST)取得的成果。

8 首张人类细胞图谱公布

2020年3月26日,《自然》杂志发表了由浙江大学郭国骥团队绘制的全球首张人类细胞图谱。他们通过高通量单细胞测序技术,测序并分析来自中国汉族婴儿和成人共60种人体组织样品的70多万个细胞,首次从单细胞水平全面分析了跨越不同年龄段的人体细胞种类,并揭示了一个普适性的哺乳动物细胞命运决定机制:细胞分化经历了一个从混乱到有序的发展过程。这项成果是人类细胞图谱计划的一项重要阶段性成果,构建出完整的人类细胞图谱的基本框架。人类细胞图谱计划将通过细胞数字化,极大地推动精准医疗和再生医学的发展,对于鉴别异常的细胞状态和起源,修复疾病导致的人体细胞、组织受损都具有重大意义。

9 澳大利亚严重山火造成惨痛生态损失

一轮持续时间、波及范围历史罕见的严重山火袭击了澳大利亚,直到2020年3月31日,澳大利亚官方才宣布这场持续半年的大火结束。根据世界自然基金会和悉尼大学联合发布的报告,这场大火的起火点有15000多个,烧毁的土地面积超过11万平方千米,近30亿只动物在大火中丧生,其中爬行动物的死亡数占据了

三分之二,另有上亿只哺乳动物和鸟类死亡。除了惨痛的生态损失,这场大火对气候变化还可能造成更长远的影响。根据英国气象局预测,澳洲大火将向大气释放4亿至7亿吨CO2,导致今年全球CO2的排放量比预期高出2%。在澳大利亚大面积成熟森林被烧毁后,我们可能需要超过100年的时间,才能等到森林复苏并重新吸收掉被释放的碳。

10 SpaceX实现首次商业载人航天飞行

2020年5月30日,美国时隔9年重新在本土利用航天器将宇航员送入地球轨道。这一次帮助美国重拾航天梦的是美国太空探索技术公司(SpaceX),这也是历史上的首次商业载人航天任务。此次任务属于Demo-2演示任务的最后一环,载人龙飞船携带了两名宇航员前往国际空间站。龙飞船在整个任务期间完成了发射、国际空间站对接、脱离轨道和溅落的近乎全自动化流程,并确保了宇航员的安全。11月,载人龙飞船在首次经批准的正式载人航天任务中,运送3名NASA宇航员和1名日本宇航员发射升空,4名宇航员将开展约半年的太空站任务。至此,商业载人航天的序幕也正式开启。

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