剛剛,，全球頂尖學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》新聞主編大大在科學(xué)小會(huì)現(xiàn)場(chǎng)揭曉了“青少年科學(xué)看點(diǎn)榜單”,，你 pick 的年度科學(xué)大事件上榜了嗎？

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多年以來(lái),，科學(xué)家都在運(yùn)用AI來(lái)“教”計(jì)算機(jī)下象棋、下圍棋以及玩各種紙牌游戲,。這些游戲是衡量AI解決問(wèn)題能力的重要標(biāo)準(zhǔn),。目前為止，該領(lǐng)域的大部分研發(fā)工作僅限于雙人對(duì)決場(chǎng)景,，但AI在多人對(duì)決中的表現(xiàn)仍可進(jìn)一步推動(dòng)我們對(duì)AI的了解和應(yīng)用,。

去年8月，《科學(xué)》雜志出版了一篇顛覆性的論文,，諾姆·布朗（Noam Brown）和托馬斯·桑德霍爾（Tuomas Sandhol）開(kāi)發(fā)的人工智能程序在6人撲克中戰(zhàn)勝了人類(lèi)選手,。因?yàn)槎嗳藫淇司哂须S機(jī)性和信息不完整等特點(diǎn)，所以即使最先進(jìn)的計(jì)算機(jī)也很難贏,。作為AI研究領(lǐng)域的里程碑,，這項(xiàng)研究產(chǎn)生了非比尋常的潛在影響，因?yàn)榭萍伎梢詰?yīng)對(duì)更接近現(xiàn)實(shí)生活的挑戰(zhàn)和信息不完整甚至具有欺騙性的情形（如檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)欺詐或自動(dòng)駕駛汽車(chē)上路）,。訓(xùn)練計(jì)算機(jī)打撲克絕不只是“玩游戲”,，科學(xué)家是在利用AI的力量謀求人類(lèi)更高的福祉。

長(zhǎng)久以來(lái),，人們一直認(rèn)為智人大約在5萬(wàn)到7萬(wàn)年前冒著危險(xiǎn)離開(kāi)非洲，踏上歐亞大陸,。但是,，近期的一項(xiàng)前沿調(diào)查表明,，我們可能晚了大約15萬(wàn)年,。科學(xué)家利用X射線和三維重建技術(shù)復(fù)原了在希臘阿皮迪瑪山洞發(fā)現(xiàn)的頭骨碎片,。古人類(lèi)學(xué)家卡特琳娜·哈瓦蒂（Katerina Harvati）發(fā)現(xiàn)頭骨的面部結(jié)構(gòu)具有典型的智人特征,，而非尼安德特人，她是發(fā)表在《自然》（2019年7月10日）雜志上那篇論文的第一作者,。這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)具有驚人的影響：這個(gè)頭骨碎片是在歐洲發(fā)現(xiàn)的最古老的智人化石,。

這個(gè)頭骨碎片的發(fā)現(xiàn)只是科學(xué)家運(yùn)用新機(jī)制來(lái)分析古文物的案例之一。值得深思的是,，我們正在使用現(xiàn)代工具來(lái)研究曾經(jīng)用于文明傳播的古老工具,。隨著技術(shù)能力的提升,，我們獲得的關(guān)于人類(lèi)自身的信息量必然會(huì)繼續(xù)增加。

從小我們就被教導(dǎo),，一定要知道自己的血型,，以確保手術(shù)中輸入與我們血型相符的血液。當(dāng)然,，如果通用血型（如O型陰性）供應(yīng)充足的話,，手術(shù)將會(huì)更加安全高效，因?yàn)檫@種血型的血液可以輸給所有人（不幸的是,，O型陰性血液供不應(yīng)求）,。

據(jù)《科學(xué)》雜志的伊麗莎白·彭尼斯（Elizabeth Pennisi）報(bào)道，“研究人員在分析人類(lèi)腸道細(xì)菌時(shí)發(fā)現(xiàn),，腸道微生物所產(chǎn)生的兩種酶可以將A型血轉(zhuǎn)化為通用血型,。”不列顛哥倫比亞大學(xué)化學(xué)生物學(xué)家史蒂芬·威瑟斯（Stephen Withers）及其團(tuán)隊(duì)研究了一種以黏蛋白為食的細(xì)菌,，這種糖蛋白廣泛分布于腸道中（黏蛋白中的糖類(lèi)似于紅細(xì)胞膜上血型決定子）,。

研究人員從糞便樣本中分離出DNA，將其注入到細(xì)菌當(dāng)中,，并監(jiān)測(cè)細(xì)菌中的微生物是否產(chǎn)生了能夠去除A血型決定子的蛋白質(zhì),。“起初,，他們沒(méi)有看到任何積極的跡象,，”彭尼斯指出?！暗?，當(dāng)他們同時(shí)測(cè)試這兩種酶的時(shí)候——把它們添加到去除糖分后會(huì)發(fā)光的物質(zhì)中——糖馬上就消失了?！边@意味著我們可能再也不用擔(dān)心血型不符問(wèn)題了,，現(xiàn)在，科學(xué)家們正在探討如何將這項(xiàng)突破快速,、高效,、安全地應(yīng)用。

宇宙學(xué)的魅力在于,，我們對(duì)天空的了解越多,，我們能夠回望的時(shí)光就越久遠(yuǎn)。美國(guó)國(guó)家航空航天局1990年發(fā)射的哈勃空間望遠(yuǎn)鏡為人類(lèi)提供了關(guān)于宇宙及其起源的震撼圖像和數(shù)據(jù),。即使哈勃現(xiàn)在已是一位“老人”,，它仍然在為我們提供有關(guān)宇宙起源更為詳實(shí)的圖片。

2019年,，科學(xué)家們將哈勃在16年間拍攝的照片拼接成了一張宇宙照片（上圖）,，這是迄今最龐大,、最全面的星系“史書(shū)”。這張深空?qǐng)D譜由7500張照片拼接而成,，全面揭示了宇宙的演變,。它包含26.5萬(wàn)個(gè)星系，從133億高齡的古老星系到只有5億歲的年輕星系,。這項(xiàng)宏大的嘗試被稱(chēng)作“哈勃遺產(chǎn)場(chǎng)”,，它體現(xiàn)了人類(lèi)對(duì)宇宙的最深入了解。它在提醒我們,，先進(jìn)的工具和知識(shí)能幫助我們更好地理解宇宙起源,、我們現(xiàn)在所處的空間，或許還有我們未來(lái)的所在,。

瘧疾是人類(lèi)最致命的疾病之一。根據(jù)世界衛(wèi)生組織（WHO）的數(shù)據(jù),，2017年全球有2.19億起瘧疾病例,，43.5萬(wàn)瘧疾死亡病例。瘧疾的最大問(wèn)題之一是其產(chǎn)生抗藥性的能力,。不過(guò),，得益于屠呦呦的開(kāi)拓創(chuàng)新，這個(gè)問(wèn)題已經(jīng)看到了曙光,。

屠呦呦研究團(tuán)隊(duì)在《新英格蘭醫(yī)學(xué)雜志》（熱點(diǎn)透視,，2019年11月30日）上發(fā)表的論文中提出了應(yīng)對(duì)青蒿素耐藥性的方案，即延長(zhǎng)療程和找到ACT輔助合成藥物的替代品,。88歲高齡的屠呦呦現(xiàn)為中國(guó)中醫(yī)研究院首席科學(xué)家,。2015年，屠呦呦憑借其發(fā)現(xiàn)的青蒿素獲得了諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng),。因?yàn)閮r(jià)格便宜且普遍有效,，青蒿素成為抗擊瘧疾的關(guān)鍵藥物。

數(shù)百年來(lái),，音樂(lè)家和詩(shī)人都向月亮尋求靈感,。2019年，中國(guó)在一次太空任務(wù)中實(shí)現(xiàn)了人類(lèi)首次在月球背面的軟登陸,，真正實(shí)現(xiàn)了“嫦娥奔月”,。去年1月份,，嫦娥四號(hào)探測(cè)器在月球未探測(cè)區(qū)域安全著陸——南極 - 艾特肯盆地,，這是太陽(yáng)系中已知最大的撞擊坑?！斑@是一項(xiàng)偉大的科技成就,，因?yàn)橹扅c(diǎn)位于背對(duì)地球的那一面,，所以信號(hào)需要通過(guò)中繼衛(wèi)星中轉(zhuǎn)，而且大部分著陸過(guò)程其實(shí)是在崎嶇的地形區(qū)自主完成的,，”倫敦大學(xué)學(xué)院穆勒太空科學(xué)實(shí)驗(yàn)室的太空科學(xué)家安德魯·科茨（Andrew Coates）表示（《衛(wèi)報(bào)》,，2019年1月3日）。

中國(guó)國(guó)家航空局在一份聲明中表示,，這是2013年以來(lái)人類(lèi)首次登陸月球,，“開(kāi)啟了人類(lèi)探月的新篇章”。對(duì)于我們來(lái)說(shuō),，這不僅是一個(gè)技術(shù)突破那么簡(jiǎn)單：月球上還蘊(yùn)藏著豐富的礦產(chǎn)資源,，包括用于制造智能手機(jī)和電子產(chǎn)品的稀土金屬以及用于核聚變的氦-3。長(zhǎng)期以來(lái),，中國(guó)著名太空科學(xué)家,、此次探月計(jì)劃（包括嫦娥四號(hào)探月任務(wù)）的推動(dòng)者之一歐陽(yáng)自遠(yuǎn)一直建議將開(kāi)采氦3作為探月任務(wù)的動(dòng)機(jī)之一。2006年,，他向中國(guó)官方媒體表示：“每年執(zhí)行3次航天飛機(jī)飛行任務(wù)就能帶回足夠全人類(lèi)使用一年的燃料,。”

父母那個(gè)年代的人們使用的手機(jī)還被稱(chēng)為“大哥大”,，而今,，相機(jī)和手機(jī)都更便攜。除了技術(shù)設(shè)備,，醫(yī)療技術(shù)也是微型化發(fā)展中最令人振奮的前沿領(lǐng)域之一,。植入納米機(jī)器人（能夠進(jìn)入人體投遞藥物的微型機(jī)器人），縫合傷口,，或者幫助醫(yī)生做其他治療,。 

2018年，亞利桑那州立大學(xué)與中科院國(guó)家納米科學(xué)技術(shù)中心（NCNST）的科學(xué)家們共同宣布,，他們已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了能夠縮小腫瘤的納米機(jī)器人 ,，直徑只有幾百納米。研究人員將這種微型機(jī)器人注入老鼠的血液里,，驚奇地發(fā)現(xiàn)這些機(jī)器人阻斷了腫瘤血液供應(yīng),。“納米機(jī)器人由DNA折紙制成,，折紙被卷成了空心管,，內(nèi)部包裹著凝血酶。研究人員在空心管外部放置了一種能夠與腫瘤蛋白質(zhì)特異結(jié)合的DNA分子,。機(jī)器人找到腫瘤后,，DNA分子就會(huì)與蛋白質(zhì)結(jié)合，觸發(fā)空心管展開(kāi),，從而釋放藥物,?！?span>（NBCNews.com，2018年3月20日）

毫無(wú)疑問(wèn),，多虧了科學(xué)和工程學(xué),，醫(yī)療奇跡的新時(shí)代即將來(lái)臨。能夠縮小腫瘤的納米機(jī)器人僅僅是個(gè)開(kāi)始,。接下來(lái)還會(huì)涉及更多納米靶向療法,，畢竟我們的目標(biāo)是提升處理細(xì)微物質(zhì)的能力。

二氧化碳是化石燃料的產(chǎn)物,，也是造成全球變暖和氣候變化的首要原因，近年來(lái)一直受到世界各國(guó)的關(guān)注,?？茖W(xué)家們嘗試在多個(gè)領(lǐng)域采用多種機(jī)制減少碳排放，而有一種正在醞釀當(dāng)中的新方法可能會(huì)成為這場(chǎng)戰(zhàn)斗的關(guān)鍵,。

據(jù)《科學(xué)》雜志報(bào)道,，研究人員發(fā)現(xiàn)了“一種只需要少量電能就可以在室溫下將氣態(tài)二氧化碳轉(zhuǎn)化為固態(tài)碳的新方法?！卑拇罄麃喕始夷珷柋纠砉ご髮W(xué)（RMIT）的化學(xué)家多娜·艾斯拉菲爾扎德（Dorna Esrafilzadeh）與托本·戴內(nèi)克（Torben Daeneke）使用了一類(lèi)新型催化劑,，這類(lèi)催化劑由金屬合金構(gòu)成，在室溫下呈液態(tài),。

“其中一種催化劑（最早于2017年發(fā)表在 Nature Chemistry 上）由鈀催化劑和液態(tài)鎵混合而成,。（這種液體能使鈀不斷地將低價(jià)值碳?xì)浠衔锿闊N轉(zhuǎn)化為較高價(jià)值的碳?xì)浠衔锵N，并且不會(huì)出現(xiàn)粘結(jié),。）兩位科學(xué)家及其團(tuán)隊(duì)想知道類(lèi)似物質(zhì)是否對(duì)二氧化碳起作用,，”羅伯特·F·塞維斯（Robert F. Service）為《科學(xué)》雜志撰文寫(xiě)道。他們的實(shí)驗(yàn)表明,，確實(shí)有效,，但僅限于小數(shù)量和特定條件下。目前,，我們?nèi)匀粺o(wú)法在全球范圍內(nèi)推廣,。

莫斯科物理技術(shù)學(xué)院（MIPT）及其美國(guó)、瑞士合作機(jī)構(gòu)的科學(xué)家們最近“打破了定律”,，這對(duì)量子計(jì)算和我們關(guān)于時(shí)間的理解將產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響,。今年年初，研究人員宣布他們已經(jīng)解決了物理學(xué)中最受關(guān)注的問(wèn)題之一：“時(shí)間之箭”的本質(zhì)——時(shí)間像離弦之箭一樣,，只朝一個(gè)方向前進(jìn),。該問(wèn)題與熱力學(xué)第二定律密切相關(guān)，后者指出，世界萬(wàn)物總是從有序到無(wú)序的狀態(tài)發(fā)展,，無(wú)法逆轉(zhuǎn)。

但這些物理學(xué)家“把一臺(tái)量子計(jì)算機(jī)倒退至幾分之一秒前的狀態(tài),。他們還計(jì)算了一個(gè)電子在空蕩的星際空間里自發(fā)地回到不久之前的狀態(tài)的可能性,，”美國(guó)物理學(xué)家組織網(wǎng)（phys.org）指出（2019年3月13日）。“量子物理學(xué)家們決定研究清楚,，對(duì)于單個(gè)粒子來(lái)說(shuō),，時(shí)間是否能夠自發(fā)地逆轉(zhuǎn)幾分之一秒?！彼麄冏屑?xì)觀察一個(gè)電子,，當(dāng)他們開(kāi)始觀察的時(shí)候，已經(jīng)大概知道了電子的位置,，然后“人為地創(chuàng)造出了一種與熱力學(xué)時(shí)間之箭方向相反的演化狀態(tài),。”

這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)分為四個(gè)步驟,，科學(xué)家們用量子計(jì)算機(jī)觀察電子從（1）有序,、（2）退化、（3）時(shí)間逆轉(zhuǎn)向,、（4）再生的演化,。打個(gè)最簡(jiǎn)單的比方，做實(shí)驗(yàn)的科學(xué)家們就像臺(tái)球選手,，他們打散了臺(tái)球桌上框好的球,；但是，打散之后,，科學(xué)家們又把球恢復(fù)到了原來(lái)的狀態(tài),。他們所做的工作能夠量子計(jì)算機(jī)更精確、更快速,、更高效的“成長(zhǎng)”,。

2019年，人類(lèi)完成了一件驚天動(dòng)地的大事——我們拍出了第一張黑洞照片,。這個(gè)超大質(zhì)量黑洞位于室女座超巨橢圓星系M87的中心,，質(zhì)量是太陽(yáng)的65億倍，距離地球大約5500萬(wàn)光年,。在拍攝的過(guò)程中,，我們確認(rèn)了關(guān)于黑洞附近的恒星如何運(yùn)行等重大天文學(xué)猜想，從而解決了如何最有效地測(cè)量黑洞質(zhì)量這一根本問(wèn)題,。

來(lái)自全球多家機(jī)構(gòu)的天文學(xué)家,、天體物理學(xué)家、軟件工程師、程序員和儀表工程師參與完成了這張黑洞照片,。單獨(dú)一個(gè)望遠(yuǎn)鏡是拍不到這個(gè)超大黑洞全貌的,，于是結(jié)合分布在亞利桑那、西班牙,、墨西哥,、南極洲等世界各地的射電望遠(yuǎn)鏡，一起形成了一臺(tái)口徑相當(dāng)于地球直徑的虛擬望遠(yuǎn)鏡,，稱(chēng)為事件視界望遠(yuǎn)鏡（EHT）,。