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導讀
本文為讀者介紹了中國科學院青年創新促進會主辦的雜誌《The Innovation》(創新)總結的2021年重大科學事件。
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西瓜影片:https://www.ixigua.com/7057059451131396616
本影片釋出於2022年1月28日,播放量超8萬
精彩呈現:
大家好,我是科技袁人袁嵐峰。新年之際,中國科學院青年創新促進會主辦的雜誌《The Innovation》(創新)總結了2021年的重大科學事件。(The Innovation | Innovation Focus in 2021)下面,我來給大家介紹幾條。
1.抗擊新冠疫情
據世界衛生組織的報告,新冠病毒已奪走了超過500萬人的生命,成為歷史上最致命的病毒之一。在這一年裡,世界各地出現了多種新冠病毒變異毒株。其中,Delta變異株導致了更多感染和更高死亡率;近期出現的Omicron變異株比Delta更具傳染性。科學家已開發了mRNA、滅活、重組和其他多種型別的疫苗,以及中和抗體和口服抗病毒藥物,以有效降低住院率和死亡率。然而,全球抗疫仍任重道遠。
2.探索太陽系
2021年初,三個火星探測器——美國的“火星2020”、中國的“天問一號”、阿聯酋的“希望號”——先後抵達了這顆紅色星球。隨著祝融號的成功著陸,中國成為世界上第二個登陸火星的國家。與此同時,毅力號火星車成功採集火星樣品,計劃在十年內返回地球。對中國嫦娥五號月球岩石的研究顯示,二十億年前月球仍然存在火山活動,儘管科學家們以前認為它應該早已冷卻。對日本隼鳥2號採集的近地小行星“龍宮”的樣本進行初步分析後,科學家們認為它們屬於可用於地球實驗室研究的太陽系最原始物質。帕克太陽探測器成為人類歷史上第一個接觸太陽的航天器:它在四月進入太陽的外層大氣,並從那裡取樣了粒子和磁場的資訊。
3.氣候變化
從美國的特大野火和龍捲風到西歐和中國的兇猛洪水,2021年是全球極端天氣頻發的一年。氣候研究人員不斷髮現有關全球變暖的可靠且需高度警惕的事實。北極的溫度上升速度是整個地球的四倍,地球很可能在2030年代初達到危險的1.5℃變暖上限。在格拉斯哥舉行的COP26氣候峰會上,為期兩週的關於排放承諾、碳交易和氣候損害賠償的談判似乎不足以讓世界走上避免氣候危機的正軌。展望未來,關鍵的氣候解決方案包括:開發更高能效的技術,對可再生能源更廣泛的使用,以及碳中和的創新路徑。當然,技術領域之外的緩解措施也亟需夯實。
4.預測蛋白質結構
DeepMind公司的研究人員使用AlphaFold精確預測了大約20萬個人類蛋白質組的結構,占人類蛋白質的98.5%。由西雅圖華盛頓大學的科學家領導的RosettaFold等類似軟體,也在用於預測哪些蛋白質協同工作以及它們之間的相互作用。傳統的透過實驗室試驗來破解蛋白質結構往往需要耗費數月,與之相比,人工智慧正在徹底改變醫學和藥物發現的格局。
5.變廢為寶
中國科學家報告了一種將二氧化碳轉化為澱粉的新途徑。使用基於化學和生物催化模組的“構建塊策略”,研究人員透過人工方法合成了澱粉。與透過光合作用在作物中自然產生的澱粉相比,其步驟要少得多,效率可高出八倍。如果實現規模生產,這可能對糧食安全、農田保護和氣候變化產生重大影響。
6.核聚變
5月,中國的EAST在1.2億攝氏度下運行了101秒,創下了新紀錄,比韓國之前保持的紀錄長四倍。8月,美國國家點火裝置使用1.9兆焦耳鐳射器產生了1.3兆焦耳的巨大能量,這是慣性約束路線有史以來的最高記錄。12月30日,EAST實現了1056秒的長脈衝高參數等離子體執行。
7.大望遠鏡
經過三十年的醞釀,耗資100億美元的詹姆斯·韋布空間望遠鏡終於在12月25日從法屬蓋亞那的庫魯升空,尋找宇宙中的第一束光。中國的高海拔宇宙線觀測站(LHAASO)捕獲了有史以來能量最高的光子,證實其來自4600光年外的恆星形成區。從中國西南部的一個盆地,世界上最大的單口徑射電望遠鏡FAST針對單一射電源觀測了一千多次快速射電暴,為觀測宇宙中這個最神秘的現象之一提供了新視角。
8.龍人之謎
在中國東北哈爾濱發現的龍人(Homo longi)頭骨化石,再次撼動了人類的演化樹。作為有史以來最完整的早期人類化石之一,他有大大的眼窩,厚厚的眉脊和超大的牙齒,屬於一個男性個體,至少生活於14萬6千年前。雖然科學家們仍然爭論他在人類系統樹上的具體位置,但這項研究的研究者認為,龍人與智人的關係可能比他與尼安德特人的關係更密切,是現代人類最親近的親戚之一。
9.腦機介面
Neuralink釋出的一段影片顯示,一隻在大腦中植入了一個微晶片的猴子可以用意念來玩電子遊戲。同樣透過給大腦植入微電極,斯坦福大學領銜的一個團隊使一個癱瘓的病人能夠透過想象在外設輸出手寫文字。
最後,祝大家新年快樂,早日突破可控核聚變,衝出地球,移民宇宙,我們的征途是星辰大海!
擴充套件閱讀:
The Innovation | Innovation Focus in 2021
里程碑意義!世衛批准緊急使用國藥疫苗,過關依據是什麼?| 張洪濤
衝出太陽系的第一步 | 袁嵐峰
氣候變化的自然科學基礎:IPCC報告的新認知 | TheInnovation創新
AI精準預測蛋白質結構,結構生物學何去何從?| 返樸
原創性突破!中科院科學家首次在實驗室實現人工合成澱粉 | 科學大院
1056秒!中國“人造太陽”EAST再創最長放電紀錄 | 中國科普博覽
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中國發現全新古人類支系“龍人”,或將改變人類起源學說 | 科研圈
作者簡介:本文作者袁嵐峰,中國科學技術大學化學博士,中國科學技術大學合肥微尺度物質科學國家研究中心副研究員,中國科學技術大學科技傳播系副主任,中國科學院科學傳播研究中心副主任,科技與戰略風雲學會會長,“科技袁人”節目主講人,安徽省科學技術協會常務委員,中國青少年新媒體協會常務理事,中國科普作家協會理事,入選“典贊·2018科普中國”十大科學傳播人物,微博@中科大胡不歸,知乎@袁嵐峰(https://www.zhihu.com/people/yuan-lan-feng-8)。
責任編輯:祝陽