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《自然》盤(pán)點(diǎn)2019年科學(xué)事件
圖片來(lái)源：NASA/JPL-Caltech/MSSS
12月19日，《自然》盤(pán)點(diǎn)了影響2019年的科學(xué)事件。這一年的標(biāo)志是氣候抗議、政策不確定性等，這些都被證明是對(duì)科學(xué)的挑戰(zhàn)。但是，研究人員也慶祝了一些令人興奮的第一次——一臺(tái)可以超越經(jīng)典對(duì)手的量子計(jì)算機(jī)、一張黑洞的照片，以及從一顆小行星上采集的樣本。
凝視太空
今年，天文學(xué)家第一次看到了黑洞的真身”。4月，事件視界望遠(yuǎn)鏡項(xiàng)目公布了一張可能是2019年最令人難忘的照片：第一張直接拍攝到黑洞及其活動(dòng)視界的照片。為了獲得這張照片，研究人員精心布置了一個(gè)射電望遠(yuǎn)鏡網(wǎng)絡(luò)，以便從地球周?chē)瑫r(shí)獲取讀數(shù)。
在阿波羅登月50周年的那一年，探月成為各國(guó)航天局的重要議程。今年1月，中國(guó)的“嫦娥四號(hào)”探測(cè)器成為第一個(gè)在月球背面安全著陸的航天器，嫦娥四號(hào)”的月球車(chē)“玉兔二號(hào)”繼續(xù)在馮·卡門(mén)隕石坑的塵土中翻滾。
然而，其他探索月球的嘗試都不太成功。4月，以色列將第一架私人宇宙飛船送上月球的計(jì)劃以一次緊急著陸告終。9月，印度的“維克拉姆”號(hào)著陸器也發(fā)生了同樣的事情，不過(guò)它的軌道部分——“月船2號(hào)”仍在按計(jì)劃繞月飛行。
正在進(jìn)行的一些火星任務(wù)返回了許多結(jié)果。法國(guó)制造的地震檢波器在美國(guó)宇航局（NASA）的“洞察號(hào)”著陸器上探測(cè)到有史以來(lái)的第一次“火星地震”。6月，NASA的“好奇號(hào)”探測(cè)器在火星大氣中探測(cè)到創(chuàng)記錄的高濃度甲烷氣體，這是一個(gè)科學(xué)家尚未解開(kāi)的謎，尤其是該高濃度甲烷在幾天內(nèi)就消失了。2月，NASA正式宣布“機(jī)遇號(hào)”火星探測(cè)器任務(wù)結(jié)束。
在太陽(yáng)系更遠(yuǎn)的地方，今年2月，日本的“隼鳥(niǎo)2號(hào)”探測(cè)器從小行星“龍宮”表面采集了樣本。7月，“隼鳥(niǎo)2號(hào)”在“龍宮”投下一個(gè)撞擊器，對(duì)其表面進(jìn)行猛烈撞擊，隨后，“隼鳥(niǎo)2號(hào)”下降，收集了一些新暴露的物質(zhì)。據(jù)悉，“隼鳥(niǎo)2號(hào)”將于明年返回地球。
在冥王星之外很遠(yuǎn)的地方，NASA的“新視野號(hào)”經(jīng)過(guò)了一個(gè)30余公里長(zhǎng)的被稱(chēng)為Arrokoth（天涯海角）的物體。該物體形狀奇怪，就像兩個(gè)煎餅粘在一起，讓人類(lèi)得以近距離看到一個(gè)冰冷的原始世界。
今年還有一位來(lái)自太陽(yáng)系以外的訪客。12月早些時(shí)候，星際彗星2I/Borisov繞過(guò)太陽(yáng)。這是繼2017年的“Oumuamua”之后，已知的第二顆造訪太陽(yáng)系的天體。
激烈的辯論
今年又是環(huán)境艱難的一年。聯(lián)合國(guó)支持的政府間生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)科學(xué)政策平臺(tái)在一份報(bào)告中警告稱(chēng)，由于棲息地破壞和氣候變化，多達(dá)100萬(wàn)種的動(dòng)植物物種正面臨滅絕。
聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專(zhuān)門(mén)委員會(huì)（IPCC）在一份特別報(bào)告中呼吁大力遏制對(duì)農(nóng)業(yè)用地的需求，包括呼吁人們轉(zhuǎn)向以植物為主的飲食。IPCC表示，如果不采取這樣的行動(dòng)，各國(guó)政府將無(wú)法實(shí)現(xiàn)2015年《巴黎氣候協(xié)定》規(guī)定的集體目標(biāo)。
但是，政治趨勢(shì)似乎朝著相反的方向發(fā)展。1月上任的巴西總統(tǒng)Jair?Bolsonaro，提出了激烈的反環(huán)境議程。他削減了聯(lián)邦政府對(duì)科學(xué)的資助，并在7月指責(zé)科學(xué)家在亞馬遜森林砍伐激增的問(wèn)題上撒謊。
在美國(guó)，總統(tǒng)特朗普繼續(xù)努力廢除環(huán)境法規(guī)。6月，該國(guó)環(huán)境保護(hù)署（EPA）最終確定了一項(xiàng)計(jì)劃，放松對(duì)發(fā)電廠溫室氣體排放的限制。8月，EPA提出了一項(xiàng)凍結(jié)汽車(chē)燃油效率標(biāo)準(zhǔn)的提案，特朗普于9月宣布，EPA將撤銷(xiāo)一項(xiàng)長(zhǎng)期以來(lái)允許加州自行設(shè)定汽車(chē)和卡車(chē)碳排放限制的豁免。11月，美國(guó)政府啟動(dòng)了正式程序，要求退出《巴黎協(xié)定》。
世界各地的積極分子以抗議活動(dòng)回應(yīng)政府的不妥協(xié)態(tài)度，其中包括9月份的全球氣候罷工。在青年氣候活動(dòng)家Greta?Thunberg的激勵(lì)下，150個(gè)國(guó)家的數(shù)百萬(wàn)人走上街頭，要求政府采取更有力的行動(dòng)。
去年10月，青年領(lǐng)袖對(duì)美國(guó)阿拉斯加州和加拿大聯(lián)邦政府提起了兩項(xiàng)訴訟，稱(chēng)政府鼓勵(lì)使用化石燃料是在侵犯他們的權(quán)利。這些訴訟是氣候訴訟趨勢(shì)的一部分，包括在荷蘭懸而未決的一個(gè)重大案件。5月，荷蘭最高法院聽(tīng)取了政府對(duì)Urgenda基金會(huì)提起的訴訟請(qǐng)求。Urgenda基金會(huì)是一個(gè)公民氣候組織，曾在下級(jí)法院成功提出，荷蘭政府必須采取更多行動(dòng)應(yīng)對(duì)氣候變化。如果最高法院做出有利于Urgenda的裁決，政府將無(wú)法進(jìn)一步上訴。
推動(dòng)生物學(xué)邊界
這是在實(shí)驗(yàn)室里檢驗(yàn)生物學(xué)和倫理學(xué)極限的一年。美國(guó)研究人員在豬的頭部被砍下4個(gè)小時(shí)后，通過(guò)注入一種富含營(yíng)養(yǎng)和氧氣的液體模擬血液，使它們的大腦恢復(fù)了活力。該方法觸發(fā)了糖消耗和其他代謝功能，表明大腦仍然在工作。然而，研究人員并沒(méi)有試圖恢復(fù)大腦意識(shí)，他們?cè)趯?shí)驗(yàn)開(kāi)始前添加了化學(xué)物質(zhì)來(lái)阻止神經(jīng)元放電。
在另一項(xiàng)體外實(shí)驗(yàn)中，科學(xué)家在培養(yǎng)皿中培育了近3周的猴子胚胎，這比以前在實(shí)驗(yàn)室培育靈長(zhǎng)類(lèi)胚胎的時(shí)間都要長(zhǎng)。這提出了一個(gè)問(wèn)題，即是否應(yīng)該允許實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的人類(lèi)胚胎發(fā)育時(shí)間超過(guò)14天，這是大多數(shù)國(guó)家的上限。
9月，一個(gè)美國(guó)研究小組提供了一種可能的方法，通過(guò)從干細(xì)胞中培育人類(lèi)胚胎繞過(guò)“14天”的限制，這個(gè)“人造胚胎”似乎模仿了人類(lèi)胚胎的早期發(fā)育過(guò)程。是否應(yīng)該允許人工胚胎發(fā)育到后期是一個(gè)持續(xù)的倫理爭(zhēng)論。
在誘導(dǎo)多能干細(xì)胞的臨床應(yīng)用方面，日本繼續(xù)占據(jù)主導(dǎo)地位。9月，一個(gè)日本小組利用這些干細(xì)胞制造了一些角膜細(xì)胞片，可以移植到一位視力正在衰退的婦女身上。過(guò)去的10年里，日本醫(yī)生用誘導(dǎo)多能干細(xì)胞治療帕金森氏癥和另一種眼部疾病。今年，一個(gè)小組獲準(zhǔn)使用干細(xì)胞治療脊髓損傷。
文化沖擊
世界各地的研究機(jī)構(gòu)都在繼續(xù)對(duì)性騷擾和工作場(chǎng)所道德文化進(jìn)行調(diào)查。德國(guó)馬克斯·普朗克學(xué)會(huì)的工作人員報(bào)告稱(chēng)，基于性別的歧視和欺凌經(jīng)常發(fā)生。
在澳大利亞，一項(xiàng)全國(guó)性的民意調(diào)查顯示，50%的女科學(xué)家表示她們?cè)诠ぷ髦忻媾R性騷擾。8月，澳大利亞古代DNA研究中心主任Alan?Cooper被阿德萊德大學(xué)停職。該大學(xué)表示，“與他有關(guān)的調(diào)查過(guò)程仍在進(jìn)行中”。
美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院首次宣布了去年因性騷擾調(diào)查而受到紀(jì)律處分的受資助者人數(shù)。該機(jī)構(gòu)2月表示，2018年已經(jīng)更換了14名主要調(diào)查人員，并禁止14人參加其同行評(píng)審小組。與此同時(shí)，美國(guó)國(guó)家科學(xué)院批準(zhǔn)了一項(xiàng)政策，驅(qū)逐那些被判犯有性騷擾罪的成員。麻省理工學(xué)院正在調(diào)查其與名譽(yù)掃地的已故金融家Jeffrey?Epstein之間的聯(lián)系，該學(xué)院稱(chēng)，Epstein已經(jīng)向這所大學(xué)捐贈(zèng)了大約80萬(wàn)美元。
量子奇跡
物理學(xué)家在量子計(jì)算領(lǐng)域達(dá)到了一座期待已久的里程碑。10月，谷歌的一個(gè)團(tuán)隊(duì)在《自然》發(fā)表報(bào)告稱(chēng)，他們用一臺(tái)量子計(jì)算機(jī)進(jìn)行了一項(xiàng)計(jì)算，這種計(jì)算對(duì)一臺(tái)經(jīng)典的機(jī)器來(lái)說(shuō)幾乎是不可能的，即便是一臺(tái)最先進(jìn)的超級(jí)計(jì)算機(jī)。這種檢查量子隨機(jī)數(shù)發(fā)生器的輸出的計(jì)算實(shí)際用途有限，但這是邁向量子計(jì)算機(jī)未來(lái)應(yīng)用的一步，其應(yīng)用范圍涉及新材料設(shè)計(jì)及密碼破譯。
另一家谷歌子公司、人工智能巨頭DeepMind因其程序掌握了多人在線視頻游戲《星際爭(zhēng)霸2》而成為頭條新聞。在多人撲克比賽中，人工智能Pluribus首次戰(zhàn)勝世界頂尖選手。盡管人工智能能在國(guó)際象棋或圍棋方面擊敗了最優(yōu)秀的人類(lèi)棋手，但該領(lǐng)域的許多人認(rèn)為，多人游戲更像是機(jī)器學(xué)習(xí)的現(xiàn)實(shí)挑戰(zhàn)，如自動(dòng)駕駛汽車(chē)。
今年早些時(shí)候，化學(xué)家利用原子力顯微鏡對(duì)單個(gè)分子進(jìn)行操作，制造出有史以來(lái)第一個(gè)環(huán)狀的純碳分子，分子尺度的晶體管由此進(jìn)入人們的視野。
左右為難的領(lǐng)導(dǎo) 今年的大部分時(shí)間，英國(guó)前首相特雷莎·梅和她的繼任者鮑里斯·約翰遜都沒(méi)能爭(zhēng)取到英國(guó)議會(huì)對(duì)脫歐協(xié)議的支持，不確定性繼續(xù)讓科學(xué)家感到擔(dān)憂。約翰遜政府12月12日再次當(dāng)選，為加強(qiáng)國(guó)家科學(xué)基礎(chǔ)，政府承諾在2015年前，每年將投入180億英鎊（約240億美元）資助研發(fā)，并引入對(duì)研究人員有利的簽證制度。
在美國(guó)，一些科學(xué)機(jī)構(gòu)在今年年初陷入停滯狀態(tài)，部分政府活動(dòng)關(guān)閉，并持續(xù)了創(chuàng)紀(jì)錄的35天。包括NASA和國(guó)家科學(xué)基金會(huì)在內(nèi)的機(jī)構(gòu)被迫停止大部分活動(dòng)。
自2018年以來(lái)，美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院已經(jīng)調(diào)查了至少180名科學(xué)家，原因是他們沒(méi)有宣布與外國(guó)政府有聯(lián)系，許多研究人員都是華裔美國(guó)人，這讓人擔(dān)心他們因?yàn)樽约旱姆N族而受到不公平的對(duì)待。與此同時(shí)，美國(guó)能源部和國(guó)家科學(xué)基金會(huì)開(kāi)始禁止其雇員參與外國(guó)人才招聘計(jì)劃。
澳大利亞也在調(diào)查外國(guó)影響。今年8月，澳大利亞政府公布了成立專(zhuān)家委員會(huì)的計(jì)劃，以應(yīng)對(duì)外國(guó)政府或團(tuán)體針對(duì)該國(guó)大學(xué)發(fā)起的網(wǎng)絡(luò)攻擊和其他問(wèn)題。
由于圣地亞哥大規(guī)模抗議經(jīng)濟(jì)不平等導(dǎo)致的安全問(wèn)題，智利不得不交出聯(lián)合國(guó)氣候變化大會(huì)第25次締約方會(huì)議的主辦權(quán)。12月的會(huì)談最終在西班牙馬德里舉行。
健康圖景
剛果民主共和國(guó)東部持續(xù)暴發(fā)的埃博拉疫情全年不斷，自2018年8月爆發(fā)以來(lái)，已造成2200多人死亡。這是迄今為止死亡人數(shù)第二嚴(yán)重的埃博拉疫情，也是最復(fù)雜的問(wèn)題，因?yàn)樵摰貐^(qū)的沖突仍在繼續(xù)。埃博拉救援人員遭到武裝組織的襲擊，對(duì)政府官員和救援人員的普遍不信任導(dǎo)致許多居民避開(kāi)治療中心。7月，世界衛(wèi)生組織宣布這次疫情為“國(guó)際關(guān)注的突發(fā)公共衛(wèi)生事件”的最高警戒級(jí)別。
盡管一片混亂，研究人員還是成功地對(duì)4種實(shí)驗(yàn)性埃博拉藥物進(jìn)行了首次大規(guī)模的對(duì)照試驗(yàn)。他們發(fā)現(xiàn)，兩種基于抗體的療法治愈了90%在疾病早期尋求治療的患者。醫(yī)療工作者已經(jīng)給剛果民主共和國(guó)東部的25.6萬(wàn)人注射了一種由默克制藥公司生產(chǎn)的新型埃博拉疫苗。11月，該疫苗成為世界上第一個(gè)獲得醫(yī)藥機(jī)構(gòu)批準(zhǔn)的疫苗。
在美國(guó)，電子煙使用者肺損傷的暴發(fā)已經(jīng)導(dǎo)致50多人死亡、2000多人住院，研究人員和公共衛(wèi)生官員正在努力尋找原因。3月，一名艾滋病病毒感染者（其身份尚未披露）接受了干細(xì)胞移植，用抗艾滋病病毒的白血球替換了自己的白血球。他是繼“柏林病人”Timothy?Ray?Brown之后，第二個(gè)使用這種方法成功治療艾滋病的病人。
