《科學》雜誌評出2019年十大科學突破，首張黑洞照片居首
科技日報記者 劉霞
林花謝了春紅，太匆匆！又到年底盤點時~
《科學》雜誌官網在12月19日的報道中，為我們盤點了2019年科學領域的累累碩果，選出了年度十大科學突破，其中不乏中國科學家的身影。
例如：人類首次一窺黑洞「真容」位居榜首；新晉「網紅」丹尼索瓦人的出現讓我們重新審視人類的往昔歲月。
接下來讓我們看看2019年度十大科學突破都有什麼吧！
人類歷史上首張黑洞照片問世
首張黑洞圖片。圖片來源：美國《科學》雜誌
為了一窺黑洞「真容」，科學家聯合遍布全球的8個射電天文台，通過甚長基線干涉測量技術，模擬出口徑和地球直徑相當的望遠鏡——事件視界望遠鏡。這一望遠鏡拍攝下的首張黑洞照片，使人類第一次看見了位於星系中心的引力怪獸。這個黑洞位於一個名為梅西耶87（M87）星系的中央，質量是太陽的65億倍。
看見黑洞不僅再次證明了愛因斯坦的正確性，也為將來揭開與黑洞有關的種種謎題奠定了基礎。進一步研究或許能為構建「大一統理論」帶來新線索，這無疑是一個里程碑式的成就。
人類首張黑洞照片凝聚了全球200多位科學家的心血，其中包括多名來自中國的科學家。中科院上海天文台台長沈志強對媒體表示，中國科學家在望遠鏡觀測、後期數據處理和結果理論分析等方面做了突出的貢獻。
人類學「新晉網紅」——丹尼索瓦人
一名丹尼索瓦女孩面容的藝術化重構。圖片來源：美國《科學》雜誌官網
人類學今年迎來「新晉網紅」——丹尼索瓦人，她們是尼安德特人的姊妹，曾在亞洲各地繁衍生息。
今年的多項研究讓科學家對丹尼索瓦人有了進一步認識。包括中國科學院院士、中國科學院青藏高原所研究員陳發虎等帶領的研究團隊，通過一種新蛋白質技術，確認一塊來自青藏高原的頜骨屬於丹尼索瓦人；另一組科學家則利用基因技術，重建了一個7.5萬年前居住在俄羅斯西伯利亞的年輕丹尼索瓦人女孩的面容。
谷歌宣布實現「量子霸權」
谷歌公司量子處理器上的晶元陣列。圖片來源：美國《科學》雜誌官網
今年10月，谷歌研究人員稱實現了名為「量子霸權」的里程碑。「量子霸權」指量子計算機最終超越最先進超級計算機。谷歌表示，他們的Sycamore量子處理器能在200秒內完成世界上最強大的超級計算機需要10000年才能完成的計算，但國際商用機器公司（IBM）對此提出了質疑。
不管怎樣，這凸顯了商業公司對量子計算領域的濃厚興趣。目前，多國政府、多家公司都在這一前沿領域展開激烈競爭，希望能夠拔得頭籌。
對抗營養不良的補充劑問世
改善腸道微生物的補充劑有望改變孟加拉國兒童的營養狀況。圖片來源：美國《科學》雜誌官網
每年有數百萬嚴重營養不良的兒童無法完全康復，即使他們飽食後仍會發育不良並身患疾病。十年研究指出了根源所在：他們的腸道微生物尚未成熟。
今年，一個國際團隊在這項研究的基礎上，提出了一種低成本、易於獲得的補充劑，該補充劑可優先刺激有益腸道細菌的生長。在一個小型試驗中，補充劑表現良好，科學家目前正進行大規模臨床試驗，以了解該補充劑在防止發育遲緩方面的表現。
小行星撞擊地球及其帶來的影響
位於墨西哥尤卡坦半島的希克蘇魯伯隕石坑的藝術圖。圖片來源：美國《科學》雜誌官網
大約6600萬年前，一顆小行星無情地撞上地球，最終導致全球76％的物種（包括大型恐龍）滅絕。
但這裡存在大量未解之謎：這些物種如何滅絕、何時滅絕以及生態系統恢復的速度如何？一直是未解之謎。現在，科學家通過分析位於墨西哥尤卡坦半島193公里寬的希克蘇魯伯隕石坑的岩層，勾勒出了撞擊後24小時的細節。結果表明，撞擊導致了野火，引發了海嘯，並向大氣中噴射了大量硫，太陽被遮蔽，全球降溫，從而使大量生物滅絕。研究還表明，海洋生態系統的恢復快於預期。
「新視野」號飛掠「天空」
「雪人」形狀的「天空」的藝術圖。圖片來源：美國《科學》雜誌官網
今年1月1日，美國國家航空航天局（NASA）的「新視野」號探測器飛掠「雪人」形狀的小行星「天空」（Arrokoth），這顆遠在64億公里外的天體是人類探測器迄今拜訪過的最遙遠天體。
「新視野」號傳回的數據不僅向我們展現了一個從未見過的奇異世界，也有望向我們揭示更多與太陽系起源和演化有關的謎題。而這則來自遙遠太陽系遠端的新聞，拉開了2019年的科學領域碩果累累的序幕。
實驗室成功培育古菌
有望揭示生命終極祖先
科學家歷時12年培育出深海古菌。圖片來源：美國《科學》雜誌官網
日本一個研究小組歷時12年，成功從深海沉積物中培育出一種神秘微生物MK-D1。對MK-D1基因組進行測序表明，它是阿斯加德（Asgard）微生物群中的一員。阿斯加德並非細菌，而是一種完全獨立的生命分支——古菌。
研究人員確認培育出的這種古菌攜帶真核基因；此外，今年也有研究人員在其他古菌DNA片段中確定了更多真核基因。包括人類在內的所有動物和植物都是真核生物。因此，最新研究朝揭示包括人類在內的終極祖先邁出了重要一步，我們有望在這一古菌的引領下繼續探尋生命的起源。
FDA批准首個囊性纖維化三聯療法
囊性纖維化病患的跨膜傳導調節因子（CFTR）的蛋白（綠色）模型。圖片來源：美國《科學》雜誌官網
今年10月，基因藥物迎來一座里程碑：美國食品藥品監督管理局（FDA）批准了對大多數囊性纖維化（CF）病例有效的療法，用於治療年齡12歲以上CF患者。
這種被稱為Trikafta的三聯療法可糾正肺部疾病最常見突變產生的影響，對於那些發生突變的病患（約佔所有CF患者的90％），它可將CF從進行性疾病轉變為更易控制的慢性疾病。自CF基因CFTR面世以來，科學家歷時30年研究，才最終推出Trikafta療法。
人類終於擁有對抗埃博拉病毒的有力武器
剛果民主共和國爆發埃博拉疫情時，一名醫務人員穿上防護裝備。圖片來源：美國《科學》雜誌官網
1976年，剛果民主共和國雨林中突然出現了一種新病毒：埃博拉病毒。自此，它就成為致命且無法治癒感染的代名詞，但40多年後，人類今年終於擁有了對抗埃博拉病毒的有力武器。
今年，科學家們最終確定了兩種藥物，可大大降低該病的死亡率。一種是從1996年埃博拉疫情倖存者體內分離出來的抗體；另一種是在具有人源化免疫系統小鼠體內產生的三種抗體的混合物。在隨機試驗中，接受這兩種藥物之一的患者中約有70％存活下來；而不使用任一抗體的患者只有約50％存活下來。
在多玩家撲克遊戲中
AI戰勝頂級人類玩家
人工智慧（AI）在多玩家撲克遊戲中戰勝頂級人類玩家。圖片來源：美國《科學》雜誌官網
今年7月，由Facebook與卡內基梅隆大學合作開發的一款新型人工智慧系統Pluribus撲克機器人，在6人無限制德州撲克比賽中擊敗了15名頂尖選手，其中包括多位世界冠軍。這是AI首次在超過兩人的複雜對局中擊敗人類頂級玩家。
Pluribus通過自我博弈的方式從零開始進行訓練，最終達到超越人類的水平。
這些給我們帶來驚喜、反思
以及福祉的突破
加深了我們對宇宙、生命、萬物
包括我們自身的了解
必將銘刻於人類科技史冊
凡是過往，皆為序章！
2019年珠玉在前
我們有理由對即將到來的2020年
懷抱最美好的期待！
來源：科技日報 文中圖片由本文作者提供
編輯：陳小柒
審核：朱麗
