爆发中绽放的希望之花！《科学》杂志评选2020年十大科学突破
科技日报记者 刘霞
当地时间12月17日，美国杂志《科学》公布了2020年十大科学突破。其中，新冠肺炎疫苗研发位居榜首，其他9项研究包括艾滋病、室温超导、CRISPR治疗遗传病、全球变暖等诸多领域。
《科学》杂志在文章中表示，虽然2020年世界上许多国家将受到新冠肺炎肺炎疫情的重创，但科学家们仍在尽最大努力开展研究，这些研究成果只是疫情中的希望之光，将指导他们在未来做出更大的贡献。
一个
新冠肺炎疫苗点燃希望之光
描述：疫苗给人类带来希望。
2019年底发现的新型冠状病毒以惊人的速度席卷全球。当全世界陷入恐慌时，1月12日，中国科学家向世界宣布了新型冠状病毒的基因组，为全世界科学家寻找应对和治愈新冠肺炎肺炎疫情的方法奠定了基础，研制新冠肺炎疫苗的工作也拉开了序幕！
此后，许多科学家致力于新冠肺炎肺炎疫苗的研究和开发！截至12月10日，全球有162种候选疫苗处于研发阶段，其中52种候选疫苗已投入临床试验，部分疫苗已公布三期临床试验结果。此外，今年与SARS-CoV-2相关的研究论文激增。截至12月中旬，已有20多万篇论文发表在同行评议期刊上，而更多的论文发表在非同行评议期刊上。
世界各国仍在努力遏制新冠肺炎的肺炎疫情，160多万新生命的离开也凸显了人类的脆弱性。同时也提醒我们，只有齐心协力，科学才能发挥最大的作用。
英国韦尔科姆基金会主席、前牛津大学热带疾病教授杰里米法拉(Jeremy Farah)说：“我希望人类在凝视深渊后变得更聪明，意识到人类是多么脆弱，这也将激励整整一代人加入科学事业。”
2
CRISPR首次成功治愈了两种遗传性血液疾病
描述：CRISPR技术击败了镰状血细胞。
2012年，颠覆性的基因编辑工具CRISPR诞生，赋予研究人员编辑农作物和动物的巨大权力，带来了科学研究和生物医学的新革命，成为《科学》杂志2015年十大科学突破之一，并获得今年的诺贝尔化学奖。
今年，这款“基因魔法剪刀”再次向世界展示了它的“魔力”:首次成功治愈了两种遗传性血液疾病，即地中海贫血和镰状细胞贫血。
为了治疗三名镰状细胞病患者，研究人员从每个患者身上收集了——个未成熟的血细胞，然后用CRISPR靶向静音“关闭”开关——。这个开关会停止成人胎儿血红蛋白的产生，这个血红蛋白可以抵抗镰状突变的影响。在患者接受化疗以清除患病的造血干细胞后，用CRISPR处理的细胞被重新注入患者体内。
进行这项试验的两家公司在12月份报告说，这些患者在17个月前接受了治疗，现在正在产生大量的胎儿血红蛋白。此外，在这些公司为7名接受正常输血的地中海贫血患者提供这种治疗后，这些患者不需要输血。
研究人员指出，这种新疗法相当于在干细胞中加入血红蛋白DNA来治疗这两种疾病的基因疗法。
三
科学家反对种族偏见，支持多样性
今年5月和6月，反对种族偏见的抗议在美国加剧，不仅涉及普通人，也涉及科学研究人员。今年6月10日，全球5000多名科学家举行罢工，支持美国黑人的命也是命(BLM)抗议活动。两个著名的学术期刊《科学》和《自然》，停止了与他们的合作。
四
全球变暖的趋势越来越明显
描述：全球变暖的方式越来越清晰。
40多年前，世界顶尖气候科学家齐聚美国马萨诸塞州，试图澄清一个简单的问题：如果人类继续排放温室气体，地球会变得多热？最基本的气候模型表明，如果大气中的二氧化碳含量比工业化前增加一倍，地球最终将变暖1.5到4.5摄氏度。
今年，来自世界气候研究项目的25名科学家将气候敏感范围降至2.6至3.9摄氏度。这项研究排除了一些最坏的情况，但它几乎证实了气候变暖将淹没沿海城市，加剧极端热浪，并使数百万人流离失所。
研究人员希望这些清晰的前景能激励我们的行动！大气中的二氧化碳含量已经达到了百万分之420，是560 ppm的倍增点的一半以上。因此，除非我们对气候变化采取更积极的行动，否则人类可能在2060年达到这一门槛。
五
发现快速无线电脉冲的来源
图片说明：磁星是中子星，磁场强度是地球磁铁的1亿倍。
快速射电爆发(FRB)是一种来自遥远星系的短而强的无线电波闪烁。在哪里？在过去的13年里，这个问题吸引了无数天文学家来“竞争”。
今年11月，中外科学家发表文章称，他们认为银河系中的磁星SGR 1935 2154是今年观测到的一次快速无线电风暴的起源。这是人类第一次确定快速射电爆发的起源，也是银河系首次观测到快速射电爆发。
虽然研究快速射电爆发的天文学家认为他们终于找到了“始作俑者”，但他们仍然不知道磁性恒星是如何产生快速射电爆发的。研究人员认为，它们可能来自磁星表面附近，因为磁力线断裂并重新连接。或者它们可能来自更远的地方，因为冲击波撞击到带电粒子云，产生类似激光的无线脉冲。具体是什么情况？我们现在只能拭目以待。
六
世界上最古老的狩猎场景出现了
描述：世界上最古老的狩猎场景出现了。
去年12月，澳大利亚科学家报告了在印度尼西亚发现的一幅洞穴艺术画，它描绘了一些狩猎猪和水牛的人形图像。研究人员用铀系方法对这件4.5米宽的岩石艺术品进行了年代测定，发现它至少可以追溯到44000年前，这是迄今已知的最早的狩猎现场。
研究人员认为，绘画中兽人的出现可能表明，早在人类首次在欧洲创造艺术之前，印度尼西亚的洞穴艺术就表现出了对人与动物之间联系的宗教思考。
七
AI第一次准确预测了蛋白质的三维结构
描述：人工智能首次准确预测蛋白质的三维结构
在过去的50年里，科学家们一直在努力解决生物学中最大的挑战之一：预测一系列氨基酸在转化为工作蛋白质时将折叠成什么样的精确三维形状。今年，他们实现了这个目标。
12月1日，谷歌旗下子公司“深度思维”(Deep Thinking)宣布其新一代AlphaFold人工智能系统击败了国际蛋白质结构预测大赛(CASP)其他参赛选手，准确预测出蛋白质的三维结构，精确度堪比冷冻电镜(cryo-EM)和X射线晶体学等实验技术。
研究人员指出，由于蛋白质的精确形状决定了其生化功能，这一新进展可以帮助研究人员发现疾病的发病机制，开发新药，甚至创造耐旱植物和更便宜的生物燃料。
八
“精英控制者”控制艾滋病毒
描述：艾滋病毒寄生在宿主DNA中。
像所有逆转录病毒一样，艾滋病毒将其遗传物质整合到人类染色体中，创造了一个免疫系统无法检测到它的“仓库”，抗逆转录病毒药物也无能为力。
然而，艾滋病毒藏在哪里会产生不同的结果。今年，一项对64名精英艾滋病毒控制者的研究表明，如果没有抗逆转录病毒药物，他们的病毒载量仍然很低，这揭示了病毒整合到基因组中的重要性。
研究人员表示，虽然对这些“精英控制者”的新认知不会直接导致艾滋病的治愈，但它开辟了一种新的策略，可以让其他感染者在没有治疗的情况下活几十年。
九
第一个室温超导体可用
描述：科学家在氢、硫和碳的混合物上观察到室温超导性。
自从1911年首次发现超导以来，寻找可以在室温下实现的超导体一直是许多科学家追求的目标。
先前的研究表明，富氢材料可以在高压下将超导温度提高到-2摄氏度左右。这一次，美国科学家在最新研究中将零电阻可以达到的温度提高到15摄氏度，但这是在2670亿帕斯卡的压力下，在三元含碳硫化氢的光化学合成体系中实现的。这一发现促进了室温超导体的研究工作。——这种材料可以带来巨大的技术变革，节约大量能源。
10
鸟儿比人们想象的要聪明
描述：鸟类比人们想象的要聪明。
今年发表的两项研究表明，鸟类比我们想象的要聪明。其中一项研究表明，鸟类大脑的一部分与人类大脑皮层——(人类智力的来源)相似。另一项研究表明，嘴巴小的乌鸦比研究人员想象的更有意识，它可能能够有意识地思考。
这种“感觉意识”是人类自我意识的一种基本形式。它在鸟类和哺乳动物中的存在向研究人员表明，某种形式的意识可以追溯到3.2亿年前，也是我们最后的共同祖先。
这一年，全世界的人一起经历了一场大的疫情，就像加缪在他的名著《鼠疫》中写的那样：“没有真正的洞察力，就不可能有真正的善和崇高的爱”，而科学是获得真正的洞察力的关键，是人类战胜疫情的希望。
来源：科技日报图片来自美国《科学》杂志网站
编辑：刘一阳
审计：朱莉
期末复习：冷文生