Science发布2020年十大科学突破
每一年，Science杂志的编辑都会评选出十项年度科学突破奖，它们代表着一年里最重大的科学发现。
众所周知，2020年，是不同寻常的一年。我们经历了全球范围内的新冠疫情侵袭，它在方方面面都给我们带来了极大的挑战。其中，最为艰难、也最迫切的，便是对于新冠这一疾病的科学研究以及疫苗研发工作。
2020年12月17日，《Science》发布了2020年十大科学突破，其中，“以创纪录速度研发与测试新冠疫苗”位列十大突破之首。Science还在本期发文悼念、表彰11位因疫情而与世长辞的英雄人物。
01｜新冠疫苗研发速度创纪录
这一年，新冠疫情的全球蔓延给人们的工作生活带来了巨大影响。无数医疗工作者、科研人员以及一线防疫工作人员为抗击疫情付出了艰苦卓绝的努力，甚至有些为之付出了生命。
因此这一年，对于新冠肺炎的研究和疫苗研发，成为了全球的头等大事。
2020年2月，一些公司率先启动了COVID-19疫苗项目。在中国，有CanSino Biologics，科兴生物科技(Sinovac Biotech)和国有的国药控股(Sinopharm)等公司；在美国，有辉瑞、Moderna和Inovio Pharmaceuticals等公司。
2020年12月11日，德国生物技术公司BioNTech和美国制药巨头辉瑞公司共同开发的疫苗，已经于由美国食品药物管理局(FDA)授权在美国紧急使用。
史无前例的开发和测试速度，让新冠疫苗成为2020年当之无愧的年度最佳科学突破。
02｜CRISPR治疗血细胞病首获成功
自2012年被称为CRISPR的革命性基因编辑工具问世以来，它赋予了研究人员改造农作物和动物的新力量，同时也激起了学术界的伦理争论。
2015年，CRISPR就入围了当年的《Science》十大突破，今年更是斩获了诺贝尔化学奖。如今，CRISPR治疗两种基因缺陷性疾病——β—地中海贫血、镰状细胞病在临床上取得了首次成功，再次掀起波澜。
而且据相关报道称，接受该治疗方案的患者，目前并未出现不适症状。
03｜科学家呼吁提高多样性
2020年5月下旬，一名非裔美国人被白人警察用武力致死，这在美国掀起轩然大波，人们走上街头抗议——“黑人的命也是命！”
同日，在纽约中央公园发生了另一起种族歧视事件：一名鸟类观察家（非裔美国人）要求一名白人女性遵守公园规定用绳子牵住宠物狗，却遭到白人女子的怒斥与报警威胁。
事件公开后，许多科学家纷纷到Twitter、Zoom等网络社交平台支持鸟类观察家，疾呼“种族多样性”，希望有色人种也能够被公平对待。
植物学家塔妮莎·威廉斯（Tanisha Williams）说“这一次，我感觉我们的声音被听见了，而且与之前不同。但这只是暂时的，想要排除根深蒂固的种族歧视，恐怕道阻且长。”
04｜地球可能升温2.6℃~3.9℃
如果人类持续排放温室气体，全球会升温多少呢？
40多年来，科学家一直在重复一个宽泛而不尽人意的答案：如果大气中排放的二氧化碳量比工业化前翻一倍，地球可能会升温1.5℃~4.5℃。
时至2020年，科学家在借助更先进的科学技术以及对比分析地球古代与现代的气候变化规律后，预测了一个更准确的结论：如果我们仍然不采取积极的行动应对气候变化，地球将在2060年前升温2.6℃~3.9℃。
如果全球变暖的趋势无法得到遏制，那么很多沿海城市可能会被淹没。
05｜发现快速射电暴（FRB）的来源
我们每一个人都好奇外太空究竟有什么？是否真的有外星人存在？
在2007年，科学家首次观测到了一种来自外太空的无线电波，并将其命名为“快速射电暴(FRB)”。
正如它的名字一样，这种无线电波速度极快、持续时间很短暂——仅有几毫秒，但是却能暴雨般瞬间爆发出极大的光亮——相当于太阳在一天内释放出的能量。
然而，科学家并不清楚，这种无线电波是不是外太空的外星人给我们的“紧急致电”？
经过13年的追踪观察，在今年——2020年，我国及国外多个国家通过多个卫星及地面望远镜的观测，最终确定了这份“紧急致电”的来源——磁星。
磁星是与太阳一样发光的恒星，其因为具有强大的磁场而被称为磁星。
不过，科学家也只是确定了这份“紧急致电”的来源。但对于快速射电暴是怎样形成的，科学家还在不断地探究着。
06｜揭秘世界上最古老的狩猎场景
4万多年前，在印度尼西亚的苏拉威西岛，一位“史前毕加索”冒险进入一个洞穴深处，勾勒出一系列奇异的猎人追捕野猪和水牛的画面。
一年前，这些画作的年代被确认，它们是已知的最早的现代人类的具象艺术。
但是，真正让考古学家着迷的，是这8名手持长矛或绳索的猎人。他们造型怪异，身体带有动物特征：其中的一些猎人似乎有很长的口鼻；有一个猎人长着尾巴；另一个猎人好像还长着鸟嘴。
研究人员说，有可能画家描绘的是戴着面具或伪装成动物的猎人，但他们也可能代表了神话中的半兽人。这种杂交动物也出现在其他古代艺术作品中，例如在德国阿尔卑斯山发现的一尊3.5万年前的狮子人象牙雕像。
这些壁画的部分被白色的、凹凸不平的矿物沉积物所覆盖，科学家对这些矿物进行研究分析，确定这些壁画可追溯到4.4万年以前。
如果这幅画作确实描绘了神话中的半人半兽的猎人，那么说明他们的创造者可能已经达到了一个重要的认知里程碑：想象不存在的生物的能力。
研究人员说，这构成了大多数现代宗教和古老宗教的根源。
07｜AI 解决蛋白质折叠问题
50年来，结构生物学家们一直在努力解决生物学中最大的挑战之一：预测一串氨基酸在变成工作蛋白质时折叠成的精确三维结构。今年，他们通过一个人工智能程序，实现了这个目标。
今年，英国DeepMind公司研究人员开发的新一代AlphaFold人工智能系统在蛋白质结构预测关键技术分析大赛上，在满分为100分的情况下，得到了92.4分的中值（90分以上可被认为预测方法可与实验方法相媲美），击败了其余对手。由于比赛规则要求参赛者揭示方法，以供其他人使用，组织者表示，其他团队只需几个月时间就能赶上AlphaFold的成功。
鉴于蛋白质的精确结构决定了它的生化功能，这个新项目可以帮助研究人员揭示疾病的发病原理，开发新药，甚至创造耐旱植物和更便宜的生物燃料。
PS:有关于人工智能AlphaFold的更多信息，可以翻阅《好奇号》2021年第一期杂志，上面有更详细的介绍哦~
08｜ HIV 的“精英控制者”免疫机制
艾滋病毒（HIV）是让我们最头疼也最无奈的病毒之一。
因为它们具有躲避攻击的能力，能将它们自己藏身于我们的染色体中，这样就既不会被我们的免疫系统发现，也不会受到任何药物的消灭。所以，科学家和医生都对它们束手无策。
但在今年的一项针对64名艾滋病毒感染者的研究中，科学家发现这些感染了病毒的患者，已经很多年没有使用过对抗艾滋病毒的特效药物了，但是他们的身体一直保持健康。
科学家在他们的体内发现，艾滋病毒就像一辆功能齐全的汽车停在一个没有汽油的地方，对他们的身体并没有造成损害。这启发了科学家，是否可以找出干预手段，让患者体内的艾滋病毒都停在无油可加的地方。
科学家将这一部分患者称为“精英控制者”。尽管这些患者占据的人数极少（0.5%），但是他们的出现，为HIV治疗提供了新的思路。
这些新的理解虽然暂时无法达到治愈艾滋病的目标，但开辟了一种新的策略，使感染者能在不服用药物的情况下生存数十年。
09｜首次实现室温超导
在运输电的过程中，电线的电阻会损耗很多电能，造成不必要的浪费。而此前发现的超导材料只能在极低温的环境下发挥作用，无法广泛应用。
所以科学家一直在寻找在室温下可以零电阻导电的材料。
今年，他们发现了一种含氢、碳和硫的化合物，可以在15℃时实现零电阻。
不过目前这种材料只能在267 GPa（大概相当于267万倍大气压）高压条件下发挥作用，而且无法大量生产，所以也不能广泛应用。
但这一发现引发了科学家对在大气压下工作的室温超导体的探索。如果能找到这种材料，将给现在的技术带来极大的突破。
10｜鸟儿为什么这么聪明
鸟儿的大脑还没有核桃大，但今年发表的两项研究表明，鸟类具有惊人的智力。
一项研究表明，鸟类大脑的一部分结构类似于人类新大脑皮层——这是人类智力的来源。
另一个结果表明，乌鸦比研究人员所想象的要知道得多，并且可能具有一些自觉的思想。因为科学家发现乌鸦有时候会有神经活动而没有肢体反应，这说明乌鸦具有“意识”，这种“意识”是人类所经历的自我意识的一种基本形式。
参考文章：
https://vis.sciencemag.org/breakthrough2020/
