| gangzi0801 |
2020-12-24 13:10 |
2020年全球重大科學(xué)突破：室溫超導(dǎo)體、人工智能技術(shù)上榜
據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，目前，科學(xué)家挑選出2020年全球重大科學(xué)突破，其中包括：AI人工智能技術(shù)、食物領(lǐng)域、太空技術(shù)，以及最新新冠病毒響應(yīng)，展示了科學(xué)力量如何改變?nèi)蚝笠咔闀r(shí)代。 XM/ P2=;
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1.太空旅行 b`n+[UCPtn
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2020年，太空競(jìng)賽發(fā)生了顯著變化，今年5月份，SpaceX公司“龍”飛船發(fā)射升空，這是私人飛行器首次將宇航員運(yùn)送至國(guó)際空間站。該飛船對(duì)人們留下了深刻印象，但其外觀平平……光滑白色內(nèi)壁取代了復(fù)雜的傳統(tǒng)儀表板，很明顯飛船上的兩名試飛員僅是乘客，他們對(duì)飛機(jī)沒(méi)有直接的控制權(quán)。今年11月，“龍”飛船成為首個(gè)獲得美國(guó)宇航局認(rèn)證，能夠?qū)⑷祟?lèi)送往國(guó)際空間站的私人航天器，并在當(dāng)月晚些時(shí)候?qū)?名宇航員送往軌道空間站，這種“太空出租車(chē)”的費(fèi)用可能不便宜，但是該飛船的技術(shù)正在不斷升級(jí)完善。 <69/ZI),Y{
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今年誰(shuí)擁有太空管轄權(quán)的問(wèn)題已處于關(guān)鍵敏感時(shí)期，截至4月份，地球軌道上已經(jīng)有2666顆衛(wèi)星，巨大衛(wèi)星群的時(shí)代已悄然到來(lái)。今年，埃隆·馬斯克的“星鏈”項(xiàng)目已發(fā)射955顆軌道衛(wèi)星，未來(lái)6年還將發(fā)射11000-41000顆衛(wèi)星，這些巨大衛(wèi)星群將帶來(lái)諸多好處：在偏遠(yuǎn)地區(qū)更好地實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)連接、更均勻地訪問(wèn)數(shù)據(jù)服務(wù)等。但隨著這張人造衛(wèi)星網(wǎng)包圍著地球，我們將不得不應(yīng)對(duì)不斷增加的碰撞、空間碎片、帶寬干擾的風(fēng)險(xiǎn)，這些風(fēng)險(xiǎn)將影響地球上望遠(yuǎn)鏡和光污染。今年皇家天文臺(tái)格林威治天文攝影師大賽最引人注目的獲獎(jiǎng)作品是“技術(shù)監(jiān)獄”，它展示了一個(gè)由衛(wèi)星軌道覆蓋的壯觀夜空，2021年，誰(shuí)來(lái)決定以及監(jiān)管能否跟上的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，將變得更加尖銳敏感。 O.=~/!(
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2.蛋白質(zhì)預(yù)測(cè) H ^Xw<Z=
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想象一下，人們?cè)谧x樂(lè)譜，并且知道一個(gè)曲調(diào)聽(tīng)起來(lái)像什么，但沒(méi)有多少線索揭示如何演奏樂(lè)器，這就是我們?cè)谏飳W(xué)上的研究，直到今年11月，人工智能公司DeepMind突然介入蛋白質(zhì)預(yù)測(cè)領(lǐng)域，憑借純粹的計(jì)算力，解決了一個(gè)原本很難理解的問(wèn)題。 Y#PbC
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這里的樂(lè)譜是遺傳學(xué)基礎(chǔ)，基因是由DNA構(gòu)成，并編碼蛋白質(zhì)，所有生命都由蛋白質(zhì)構(gòu)成，我們可以很容易地閱讀遺傳密碼，將基因翻譯成基本蛋白質(zhì)。但是蛋白質(zhì)在三維空間中起到一定作用，精確地折疊成團(tuán)塊結(jié)構(gòu)，這些酶是用于消化，是構(gòu)造骨骼、肌肉和大腦的結(jié)構(gòu)，這至關(guān)重要的一步是我們?cè)?jīng)努力過(guò)的，即理解如何將2D蛋白質(zhì)加工成3D功能結(jié)構(gòu)。DeepMind公司AlphaFold程序于2019年11月獲得驗(yàn)證，能夠輕松擊敗其他所有已知的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)技術(shù)。 (Jf i 3 m
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這是一項(xiàng)令人驚奇的工作，當(dāng)涉及到設(shè)計(jì)藥物，簡(jiǎn)單地了解蛋白質(zhì)如何工作或在疾病中出錯(cuò)時(shí)，弄清楚蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)是至關(guān)重要的。因?yàn)檫@是一項(xiàng)人工智能解決方案，我們?nèi)匀粺o(wú)法真正理解該過(guò)程，但至少我們可以預(yù)測(cè)它將如何展開(kāi)，科學(xué)家預(yù)測(cè)，這將是人工智能獲得的首個(gè)諾貝爾獎(jiǎng)。 uNnwz%w
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3.基因編輯技術(shù) =~Jv* c
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2020年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予了艾曼紐·卡彭特和詹尼弗·杜德納，以表彰他們發(fā)現(xiàn)了Crispr/Cas9基因編輯技術(shù)。Crispr/Cas9最初是一種細(xì)菌免疫系統(tǒng)，檢測(cè)并破壞感染細(xì)菌的病毒傳播的特定基因序列。 -e%=Mpq.
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2012年卡彭特和杜德納首次描述Crispr/Cas9基因編輯技術(shù)之后，全球各地的研究人員迅速意識(shí)到該系統(tǒng)的革命潛力，而不是針對(duì)病毒DNA，Crispr/Cas9可用于精確地追蹤生物基因組的任何位置，特別是剪切和修改基因組，以適應(yīng)日益多樣性的應(yīng)用。該技術(shù)的通用性和易用性使基因工程成為可能，而傳統(tǒng)的基因操縱工具長(zhǎng)期以來(lái)無(wú)法實(shí)現(xiàn)生物基因工程。 @Q x|!%
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例如：今年Crispr/Cas9工具箱已經(jīng)擴(kuò)大，允許對(duì)水稻和小麥等農(nóng)作物進(jìn)行高精度基因組修改，由于基于Crispr的方法不會(huì)在植物基因組中留下疤痕或者多余的遺傳物質(zhì)，該方法是引入有利特性的最佳方法，例如：使用傳統(tǒng)品種的基因序列來(lái)生產(chǎn)耐旱、抗蟲(chóng)和其他高性能農(nóng)作物。 +byw*Kk
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當(dāng)然，Crispr/Cas9也進(jìn)入到治療人類(lèi)疾病的臨床測(cè)試領(lǐng)域，例如：2020年出現(xiàn)首個(gè)以Crispr為基礎(chǔ)的人類(lèi)血細(xì)胞重編程的臨床試驗(yàn)，從而對(duì)抗其他無(wú)法治愈的癌癥。最終，Crispr再次回到其根源，作為一種病毒破壞的免疫反應(yīng)：多個(gè)研究小組正在探索的可能性將Crispr/Cas9系統(tǒng)引入到人類(lèi)細(xì)胞，特別是肺部的上皮層，摧毀入侵呼吸道病毒的遺傳物質(zhì)。 @( 9#\%=
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4.解決貧困、減少森林砍伐 Fm -W @
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幾十年的經(jīng)驗(yàn)使從事熱帶森林保護(hù)工作的人對(duì)“雙贏”（在這種情況下，拯救環(huán)境也有助于減少貧困）持懷疑態(tài)度，一項(xiàng)令人驚訝的最新研究表明，旨在減少貧困的計(jì)劃，可顯著減少森林砍伐。 ##u+[ !
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許多低收入和中等收入的國(guó)家向貧困家庭提供福利金的條件是，貧困家庭必須確保其子女上學(xué)、參加健康檢查等，其理念是，這些“有條件現(xiàn)金轉(zhuǎn)移支付”在提高收入的同時(shí)，有助于打破貧困循環(huán)。 ,I=Cl m R
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研究人員研究了7000多個(gè)森林村莊如何引入有條件現(xiàn)金轉(zhuǎn)移，他們發(fā)現(xiàn)這些補(bǔ)償（與環(huán)境目標(biāo)無(wú)關(guān)）減少了大約30%的森林砍伐，如果該計(jì)劃旨在避免森林砍伐，這將是一個(gè)非常行之有效的環(huán)保措施。 X3]E8)645N
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解決全球貧困問(wèn)題和減緩熱帶森林砍伐是我們面臨的兩個(gè)重大挑戰(zhàn)，雖然這不是“萬(wàn)靈藥”，但帶來(lái)了希望，至少在某些情況下，減輕貧困能有助于減緩森林砍伐，這對(duì)于避免災(zāi)難性氣候變化和減少生物多樣性損失是至關(guān)重要的。 a-Cp"pKlVY
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5.溫室氣體零排放 (eJr-xZ/
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2019年6月，當(dāng)英國(guó)政府將2050年溫室氣體凈零排放目標(biāo)作為法規(guī)時(shí)，人們可能懷疑英國(guó)首相特里薩·梅的立法舉措是否會(huì)帶來(lái)環(huán)境改變。事實(shí)證明確實(shí)可以，議會(huì)、市長(zhǎng)和政府官員不僅開(kāi)始制定環(huán)保目標(biāo)，而且還制定了實(shí)現(xiàn)計(jì)劃，到2020年2月，分析數(shù)據(jù)顯示，全球超過(guò)一半的國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值（GDP）遭受氣候危機(jī)威脅，面臨著自然損失風(fēng)險(xiǎn)。2019年9月，中國(guó)宣布凈零排放目標(biāo)，日本和韓國(guó)也緊隨其后宣布相應(yīng)的減排計(jì)劃。最新氣候科學(xué)為許多國(guó)家的凈排目標(biāo)提供了寶貴信息，在同一時(shí)期，最新氣候科學(xué)已經(jīng)證實(shí)了對(duì)未來(lái)氣候變暖的預(yù)測(cè)，并詳細(xì)說(shuō)明了隨著世界日趨變暖，我們面臨的風(fēng)險(xiǎn)也將日益增大。這使得零碳排放成為當(dāng)務(wù)之急的全球性目標(biāo)，它不再是一個(gè)是否存在的問(wèn)題，而是一個(gè)何時(shí)存在的問(wèn)題。下一場(chǎng)戰(zhàn)斗將是汽車(chē)，我們不會(huì)通過(guò)與油耗作斗爭(zhēng)而獲勝，最理想的方案是使小型電動(dòng)汽車(chē)和自行車(chē)成為公認(rèn)的交通工具標(biāo)準(zhǔn)，這是一場(chǎng)全世界都輸不起的戰(zhàn)斗，而且這需要每個(gè)人切實(shí)履行一定的環(huán)保責(zé)任才能實(shí)現(xiàn)。 c ~YD|l
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6.創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙（PTSD）治療的新希望 @D"#B @j
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童年時(shí)期遭受虐待將對(duì)成年后造成嚴(yán)重心理健康危害，但更重要的是：我們小時(shí)候發(fā)生過(guò)什么，或者我們記得什么？2020年，一項(xiàng)針對(duì)美國(guó)中西部居民的縱向研究得出驚人結(jié)果：同時(shí)期法庭記錄證實(shí)，曾受到虐待或者疏于照顧的兒童，只有在成年后回憶起創(chuàng)傷時(shí)，其心理健康狀況才會(huì)發(fā)生惡化。能回憶童年遭受虐待的成年人，無(wú)論是否有客觀證據(jù)證明曾被虐待或被忽視，他們成年生活出現(xiàn)抑郁、焦慮、創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙和藥物濫用的風(fēng)險(xiǎn)都將同樣增大，那些曾遭受虐待但20年后不記得的兒童，與從未被虐待或者被忽視的兒童相比，沒(méi)有更大的精神問(wèn)題風(fēng)險(xiǎn)。 ~<v.WP<:
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