英《卫报》评出2022年十大科学进展

  【今日视点】

  ◎实习记者 张佳欣

  2022年已接近尾声，而科研成果却永不落幕。近日，英国《卫报》发布了由十位科学家选出的2022年度十项重大科学进展：从重返月球任务到快速充电电池技术突破，从推动全球平等获得早期天气预警到包容性科学的发展，成果涵盖了各个领域。其中，中国的吸入式新冠疫苗以及中国科学院马越等人利用AI发现抗生素两项成果入选。

  1、DART拦截小行星和猎户座任务

  6500万年前，恐龙在一颗直径约10公里的小行星撞击后灭绝。人类能做些什么以避免类似灾难发生?今年10月，美国国家航空航天局(NASA)宣布，“双小行星重定向测试(DART)”航天器成功碰撞目标小行星“迪莫弗斯”，并改变其原有运行轨道。这表明，人类有能力改变即将与地球相撞的小行星的轨道。

  此外，月球作为新一代宇航员的首选目的地登上热门新闻榜。NASA和欧洲航天局的联合项目“阿尔忒弥斯”计划开始了将人送上月球的行动。任务的第一阶段“猎户座”太空舱于11月中旬发射，并于近期成功返回地球。太空舱被设计成最多可容纳6名宇航员，最终，一组宇航员将在2025年登上月球。

  2、新冠大流行推动疫苗研发加速

  新冠大流行期间，疫苗研发的速度前所未有。

  例如，英国8月批准莫德纳二价疫苗用于成人新冠加强针接种，该疫苗针对新冠原始毒株以及奥密克戎变异株而开发。它既能补充免疫能力，又能扩大免疫力。

  又如中国启动无需打针的吸入式新冠疫苗，它可诱导黏膜免疫，并可能提供针对呼吸道病毒的长期保护。对于有“针头恐惧症”的人来说，这类疫苗更具吸引力。

  3、人工智能助力抗生素发现

  在过去的几年里，人工智能改变了分子生物学领域。今年，几个研究小组报告了首次成功应用人工智能来识别新型抗生素药物。

  例如，中国科学院的马越和他的同事使用最初为自然语言处理开发的机器学习技术来识别由人类肠道微生物基因组序列编码的抗菌肽。该算法识别出2349个潜在的抗菌肽序列。216个多肽是通过化学方法合成的，其中181个具有抑菌活性。

  诸如此类的研究有望为我们目前面临的一些最可怕的病原体威胁提供前所未有的新治疗方案。

  4、推动全球平等获得早期灾害预警

  尽管科技能让人们提前预警自然灾害，但今年世界各地的极端气候事件仍造成巨大的死亡和破坏。

  联合国秘书长安东尼奥·古特雷斯致力于推动世界平等获得早期预警的努力。早期预警可提醒人们注意危险，以便采取行动，防止悲剧发生。人们需要平等地获得多年前开创的预警技术和系统，关键的是分享信息并对随之而来的警告采取行动。

  5、包容性科学的进步

  今年，在治疗镰状细胞病方面取得了微小但重要的进展。虽然研究仍处于早期阶段，但这一进展为世界各地数百万人带来希望。

  今年，NASA的“阿尔忒弥斯”计划目标是在2025年前将第一位女性和第一位有色人种送上月球，以测试辐射的影响。瑞典的一个研究团队研制首个基于女性身体构造的汽车碰撞测试假人，从而可不再使用缩小版男性假人。

  这样的发展激发了包容性科学发展的希望，在这种科学中，性别、种族和地点既不享有特权，也不被排斥。

  6、数学界的“诺贝尔奖”揭晓

  今年，被称为数学领域的“诺贝尔奖”的菲尔茨奖颁给了4名年轻数学家。

  英国牛津大学的詹姆斯·梅纳德是获奖者之一，他对解析数论作出了贡献，在理解素数的结构和丢番图近似方面取得了重大进展。

  乌克兰数学家马林娜·维亚佐夫斯卡也是获奖者之一，她是第二位获得该奖项的女性。她证明了E8格在8维中提供了相同球体的最密集堆积法，并对傅立叶分析中的相关极值问题和插值问题作出了进一步贡献。

  7、新技术改变细胞生物力学研究

  癌症和阿尔茨海默氏症等疾病的早期症状通常与细胞硬度的变化有关。今年，来自德国和美国的两个研究小组分别发表了一项研究，展示了一种利用布里渊显微镜测量细胞硬度的方法。这项技术的发展显著提高了成像速度和分辨率，减少了光损伤，该方法现在广泛适用于观察活动物细胞机械性能的变化。

  这种方法将为癌症、动脉粥样硬化和阿尔茨海默氏症等疾病的早期诊断提供强大的工具。它还将彻底改变科学家如何测量和跟踪细胞在正常发育过程中的机械变化，并极大地提高人们对机械力在生物学中的重要性的理解。

  8、诺奖颁给伟大的量子纠缠

  “远距离的幽灵作用”——这是阿尔伯特·爱因斯坦所说的量子纠缠，即两个量子粒子必须被视为一个单一实体，因为即使它们相距很远，影响其中一个也会影响另一个。

  今年10月，法国科学家阿兰·阿斯佩、美国科学家约翰·克劳泽和奥地利科学家安东·蔡林格三位量子信息科学的先驱被授予诺贝尔物理学奖，以表彰他们在理解量子纠缠方面的贡献。这一发现也为量子计算机的突破奠定了基础，未来可能会改变人们的生活和工作方式。

  9、企业提出“自然向好”愿景

  近期，《生物多样性公约》第十五次缔约方大会(COP15)在加拿大蒙特利尔举行，这次会议将为从现在到2050年的自然恢复设定方向。与此同时，各企业正在作出大胆的承诺，要变得“自然向好”，这意味着他们的活动总体上应该是有利于自然的。

  加安巴托维镍矿是马达加斯加最大的矿山，负责该矿山的企业承诺不会因其运营而使自然环境变得更糟。今年，英国班戈大学的凯蒂·德文尼什团队研究发现，该矿山通过减缓其他地方的小规模农业造成的森林砍伐来补偿矿区的森林砍伐，并表明生物多样性抵消有助于减轻重大工业发展对环境造成的破坏。这项研究是科学家如何对公司的环境承诺进行彻底和独立评估的典范，将帮助人们更好追究责任，扭转自然损害的趋势。

  10、电池快充技术取得进步

  根据10月份发表在《自然》杂志上的论文，美国宾夕法尼亚州立大学王朝阳院士团队首次实现高能量密度锂离子电池10分钟极速充电。这突显了电池化学家、工程师和技术专家正在以惊人的速度迎接电池技术进步带来的挑战。

  今年还有基于廉价、充足的钠而不是昂贵而相对稀有的锂电池技术的巨大进步，以及使这些电池更易回收的方法。

  电池的基本原理没有改变，但最新版本潜力惊人，而且一直都在变得更好。