序號 | 國際十大科技新聞 | 序號 | 國際十大科技新聞 |
1 | 豬心植入病人體內標志器官移植新水平 | 6 | 干細胞培育出全合成小鼠胚胎 |
2 | 韋布望遠鏡拍攝到宇宙早期星系 | 7 | 航天器撞擊小行星有助地球免遭威脅 |
3 | 地外存在“生命之源”首次確認 | 8 | 中國空間站歷史性完成“合體” |
4 | “四中子態”迄今最明確證據發布 | 9 | 量子計算研究從模擬蟲洞到隱形傳態獲突破 |
5 | 人工智能從設計蛋白到作畫聊天成果頻出 | 10 | 核聚變研究首次實現“凈能量增益” |
2022年,美國馬里蘭大學(xue)醫學(xue)院的(de)醫生們歷(li)時7個小時,首次(ci)將一顆經過基因編輯的(de)豬心(xin)臟(zang)移(yi)植到了(le)一名心(xin)臟(zang)遭(zao)受(shou)重創(chuang)的(de)患者體(ti)內(nei)。手術3天(tian)后,該患者的(de)身體(ti)狀況仍然良好(hao)。這表明,來(lai)自動物的(de)心(xin)臟(zang)可以在人體(ti)內(nei)發揮作用,且(qie)不被直接(jie)排斥。
不過(guo),遺憾的是,雖(sui)然當時(shi)手術(shu)成功,但(dan)此名(ming)全球首例接受豬心(xin)臟移(yi)植(zhi)的患(huan)者依(yi)然在術(shu)后(hou)2個(ge)月(yue)死亡,死因或與豬病(bing)毒(du)有關。這種病(bing)毒(du)名(ming)為豬巨細胞病(bing)毒(du),研究人(ren)員從未發現該病(bing)毒(du)可引起活躍的感染跡象。
盡(jin)管如此(ci),這一(yi)(yi)手術已經(jing)成功克服了異種器(qi)官(guan)移植(zhi)此(ci)前必然會發生的(de)超急性(xing)(48小時內)排(pai)(pai)(pai)異反(fan)應(ying)、加速性(xing)排(pai)(pai)(pai)異反(fan)應(ying)(48小時至5天內),以及急性(xing)排(pai)(pai)(pai)異反(fan)應(ying)(一(yi)(yi)周以上(shang))的(de)影響。
盡管最終結果不盡如人意,但是(shi)借助目前(qian)快速進(jin)步的基因編輯技術(shu),人類在改(gai)造器官方(fang)面的技術(shu)已經(jing)比(bi)過去(qu)要更加(jia)成熟。它也證明(ming)了干(gan)細(xi)胞培(pei)養組織器官再生是(shi)一種途徑(jing),未來(lai)心臟(zang)、肝臟(zang)等器官供體或都可(ke)以采取(qu)這種方(fang)式進(jin)行培(pei)養。
經過多年(nian)(nian)的(de)延誤和成(cheng)本上漲,價(jia)值(zhi)100億美元的(de)詹姆(mu)斯·韋布空(kong)間(jian)望(wang)(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)(jing)(JWST,簡稱韋布望(wang)(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)(jing))終于(yu)在2021年(nian)(nian)底發射。2022年(nian)(nian),這個大科學儀(yi)器在投入使用后沒有(you)遇到任何問題,很(hen)快(kuai)開(kai)始收集數(shu)據并捕捉宇宙的(de)壯觀圖像。而(er)基于(yu)有(you)史以來(lai)最大的(de)反射主鏡(jing)(jing)面和紅外敏感系統,韋布望(wang)(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)(jing)可以獲(huo)取前(qian)所未有(you)的(de)觀測細節(jie)并能夠解(jie)析星(xing)云。其合成(cheng)照片(pian)的(de)速度(du)也非(fei)常快(kuai),只需(xu)要十(shi)幾個小時,而(er)哈勃空(kong)間(jian)望(wang)(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)(jing)則(ze)需(xu)要上百小時。
在論文(wen)預印網(wang)站上,天(tian)文(wen)學幾乎每天(tian)都“煙花綻放”——關(guan)于(yu)韋(wei)布(bu)望(wang)遠鏡傳(chuan)回數據的(de)(de)分析論文(wen)不(bu)斷(duan)涌現。它拍攝到了距離地球46億光(guang)(guang)年(nian)的(de)(de)星系(xi)團、385光(guang)(guang)年(nian)外的(de)(de)系(xi)外行(xing)星,還有一個(ge)歷史超過130億年(nian)的(de)(de)紅色光(guang)(guang)斑(ban),給人(ren)們提供了有史以來最(zui)古老的(de)(de)“嬰兒宇宙”的(de)(de)快照……韋(wei)布(bu)望(wang)遠鏡因此(ci)也被(bei)稱為“時間(jian)機器”。
而由(you)于使用的燃料比預期中少很多,所以直到2040年前,韋布望遠鏡都(dou)會是人類獲取(qu)宇宙深處數據的主要(yao)工具。天文(wen)學界也從2022年起開啟了(le)一段新(xin)征(zheng)程。
在(zai)隕石上發現(xian)的(de)有(you)機(ji)(ji)物,并(bing)無(wu)法證(zheng)明地球上的(de)生命起源于地外,但“生命之(zhi)源”的(de)元(yuan)素卻能在(zai)地外出現(xian)。這項(xiang)結論說明了一點,那就是在(zai)宇宙空間中,有(you)機(ji)(ji)物普遍存在(zai),只要條件適(shi)合,就能夠形成各種(zhong)有(you)機(ji)(ji)物。
2020年12月,探測器“隼鳥2號(hao)”搭(da)載的(de)回(hui)收艙從距(ju)離(li)地(di)球(qiu)3億多(duo)公里(li)的(de)小(xiao)(xiao)行(xing)(xing)星“龍(long)宮”返回(hui)地(di)球(qiu),并帶回(hui)重量約5.4克的(de)行(xing)(xing)星表面(mian)樣本(ben)。“龍(long)宮”是一(yi)顆碳質小(xiao)(xiao)行(xing)(xing)星——宇宙中(zhong)數(shu)量最多(duo)的(de)小(xiao)(xiao)行(xing)(xing)星類型。2022年,日本(ben)文部科(ke)學(xue)省稱,科(ke)學(xue)家(jia)在(zai)“隼鳥2號(hao)”采集的(de)樣本(ben)中(zhong)檢測到(dao)20多(duo)種氨基酸(suan)。這是首(shou)個在(zai)地(di)外(wai)存在(zai)氨基酸(suan)的(de)證據,對(dui)理解這些至(zhi)關(guan)重要(yao)的(de)有機分子如(ru)何到(dao)達地(di)球(qiu)具有重要(yao)意義。
2022年,科(ke)學(xue)家發(fa)(fa)現組成(cheng)脫(tuo)(tuo)氧核(he)(he)(he)(he)糖(tang)(tang)核(he)(he)(he)(he)酸(DNA)和(he)核(he)(he)(he)(he)糖(tang)(tang)核(he)(he)(he)(he)酸(RNA)必不(bu)(bu)可少的成(cheng)分(fen)——嘧(mi)啶(ding)堿基,可能是由富碳隕石帶到地(di)(di)球的。日本北海道大(da)學(xue)天文學(xue)家首次(ci)發(fa)(fa)現了此(ci)前從未在隕石樣本中發(fa)(fa)現的脫(tuo)(tuo)氧核(he)(he)(he)(he)糖(tang)(tang)核(he)(he)(he)(he)酸和(he)核(he)(he)(he)(he)糖(tang)(tang)核(he)(he)(he)(he)酸信息單元中的最后兩個——胞嘧(mi)啶(ding)和(he)胸(xiong)腺嘧(mi)啶(ding)。雖然(ran)脫(tuo)(tuo)氧核(he)(he)(he)(he)糖(tang)(tang)核(he)(he)(he)(he)酸不(bu)(bu)太(tai)可能在隕石中形成(cheng),但該(gai)發(fa)(fa)現有助于理(li)解早期地(di)(di)球上生命(ming)分(fen)子(zi)的發(fa)(fa)展。
德國、日本(ben)、美(mei)國和(he)中(zhong)國等(deng)國的(de)科(ke)(ke)學家組(zu)成(cheng)的(de)國際(ji)科(ke)(ke)研團隊2022年(nian)在(zai)(zai)《自然》雜志(zhi)上(shang)發表論文稱,他們獲(huo)得了迄今(jin)最(zui)明確的(de)證(zheng)(zheng)實(shi)“四中(zhong)子(zi)態”這(zhe)種(zhong)(zhong)物質存在(zai)(zai)的(de)證(zheng)(zheng)據。在(zai)(zai)此(ci)之前(qian),越來(lai)越多證(zheng)(zheng)據表明存在(zai)(zai)著一種(zhong)(zhong)奇特而難以捉(zhuo)摸(mo)的(de)物質——“四中(zhong)子(zi)態”,它由4個中(zhong)子(zi)短暫地(di)結合在(zai)(zai)一起形成(cheng)。
科研團隊(dui)制造出(chu)(chu)了比普通(tong)氦原(yuan)子(zi)多4個中(zhong)子(zi)的(de)氦原(yuan)子(zi),然后讓其(qi)與質(zhi)子(zi)碰(peng)撞(zhuang)。這些氦原(yuan)子(zi)在(zai)碰(peng)撞(zhuang)后只留下了4個中(zhong)子(zi),而(er)它(ta)們結合形(xing)成(cheng)(cheng)了“四中(zhong)子(zi)態(tai)”。隨后,研究團隊(dui)計算出(chu)(chu)碰(peng)撞(zhuang)形(xing)成(cheng)(cheng)“四中(zhong)子(zi)態(tai)”后丟失的(de)能量,并(bing)推斷出(chu)(chu)“四中(zhong)子(zi)態(tai)”的(de)“壽命”僅(jin)為(wei)10-22秒。這一發現有(you)助于(yu)物(wu)理學家對核力本質(zhi)的(de)理論(lun)進行微調,并(bing)深入(ru)了解目(mu)前已(yi)知僅(jin)存在(zai)于(yu)中(zhong)子(zi)星(xing)內部的(de)奇異物(wu)質(zhi)形(xing)態(tai),從而(er)幫(bang)助人(ren)類更好地理解宇宙是如(ru)何形(xing)成(cheng)(cheng)的(de)。
人工智能公司(si)“深(shen)度思維(wei)”于2022年8月宣布將公布超2億個蛋白(bai)質(zhi)的(de)結(jie)構(gou)。該(gai)公司(si)在短短18個月內(nei),憑借(jie)“阿爾(er)法折疊”算法,預測(ce)了(le)迄今被(bei)編目的(de)幾乎(hu)所有蛋白(bai)質(zhi)結(jie)構(gou),破解(jie)了(le)生物學(xue)領域最重大的(de)難題之一。元宇宙平臺公司(si)(Meta)研究(jiu)人員也利用人工智能預測(ce)了(le)來自細菌、病毒和其(qi)他尚未被(bei)表征微生物的(de)6億多(duo)種蛋白(bai)質(zhi)的(de)結(jie)構(gou)。這(zhe)些成果除了(le)幫助攻克生命科學(xue)瓶頸外,也將在解(jie)決可持續性、糧(liang)食安(an)全等重要問題上開辟(pi)新(xin)機(ji)。
2022年(nian),生(sheng)成式(shi)人(ren)工(gong)智能也在變(bian)革(ge)著內(nei)容的生(sheng)產(chan)方(fang)式(shi)。2022年(nian)4月,美國人(ren)工(gong)智能研究機構OpenAI開發出了(le)DALL-E 2,為圖像生(sheng)成和處理領域樹立了(le)新(xin)的標桿。它可生(sheng)成更加真實和準確的畫像:綜合文本描述(shu)中給出的概念(nian)、屬性與風格等元素,生(sheng)成現實主義圖像與藝術作品,分(fen)辨率更是提高了(le)4倍(bei)。
2022年12月初,OpenAI發布(bu)了(le)一(yi)款自然語(yu)言生成式(shi)模型,不同于此(ci)前一(yi)些(xie)聊天機器人經常出(chu)現答非所(suo)問(wen)、言語(yu)混亂等問(wen)題,名為ChatGPT的新(xin)模型生成的答案不僅邏輯(ji)流暢,還能夠聯系上(shang)下文語(yu)境進行連貫(guan)問(wen)答。因此(ci),ChatGPT一(yi)經問(wen)世(shi)就迅(xun)速引(yin)發關注,上(shang)線5天,其體驗(yan)用戶就突破100萬。
2022年,科學家首(shou)次在(zai)(zai)(zai)不使用精子或卵子的(de)情況下創造了(le)合成小鼠(shu)胚(pei)胎(tai)(tai)(tai),使其成功地(di)在(zai)(zai)(zai)子宮外生(sheng)(sheng)長。換句話說(shuo),這(zhe)些胚(pei)胎(tai)(tai)(tai)并(bing)不是精子和卵子結(jie)合的(de)產(chan)物,它(ta)們(men)(men)的(de)生(sheng)(sheng)長甚至不需要借助(zhu)雌鼠(shu)的(de)子宮,它(ta)們(men)(men)是“人(ren)工合成”的(de)胚(pei)胎(tai)(tai)(tai),由(you)生(sheng)(sheng)長于培(pei)養(yang)皿中的(de)干(gan)細胞(bao)產(chan)生(sheng)(sheng),并(bing)在(zai)(zai)(zai)人(ren)工生(sheng)(sheng)物反應器中發(fa)育生(sheng)(sheng)長。上(shang)述胚(pei)胎(tai)(tai)(tai)在(zai)(zai)(zai)第6天長出(chu)了(le)尾巴(ba),在(zai)(zai)(zai)第8天長出(chu)了(le)一顆跳(tiao)動的(de)心臟,甚至還出(chu)現了(le)大腦的(de)雛形。這(zhe)項實驗由(you)以色列(lie)魏茨曼科學研究所進行,相關(guan)論文于2022年8月1日(ri)發(fa)表在(zai)(zai)(zai)《細胞(bao)》雜(za)志(zhi)上(shang)。
上述胚胎只存活(huo)了8天(tian)半,卻(que)標志(zhi)著(zhu)驚(jing)人的突(tu)破,也面臨(lin)著(zhu)法(fa)律(lv)和倫理方面的考(kao)驗:目前,法(fa)律(lv)允許最多(duo)14天(tian)大的人類胚胎用(yong)于實驗室研究,超過這個時間(jian)范圍(wei)將被視為違法(fa),而法(fa)律(lv)對合(he)成胚胎的研究時間(jian)范圍(wei)則沒有做出任何(he)規定(ding)。
北京時(shi)(shi)間(jian)2022年9月27日早上(shang)(shang)7時(shi)(shi)14分,在人類(lei)對行星(xing)(xing)防御的(de)(de)第一次測試中(zhong),執行美國國家航(hang)空航(hang)天局(NASA)“雙小(xiao)行星(xing)(xing)重定向(xiang)測試”(DART)任務(wu)的(de)(de)航(hang)天器成(cheng)(cheng)(cheng)功撞向(xiang)一顆(ke)名為(wei)“迪(di)莫弗斯(si)”的(de)(de)小(xiao)行星(xing)(xing)。幾天后,NASA證實,DART航(hang)天器成(cheng)(cheng)(cheng)功地將迪(di)莫弗斯(si)的(de)(de)軌道周(zhou)期(qi)(qi)改變了32分鐘(zhong)(zhong)——從11小(xiao)時(shi)(shi)55分鐘(zhong)(zhong)縮短到11小(xiao)時(shi)(shi)23分鐘(zhong)(zhong)。當被撞小(xiao)行星(xing)(xing)軌道周(zhou)期(qi)(qi)變化大于73秒(miao)時(shi)(shi),NASA則判(pan)定任務(wu)成(cheng)(cheng)(cheng)功。而此次任務(wu)的(de)(de)實際成(cheng)(cheng)(cheng)果達到了判(pan)定要求的(de)(de)25倍以(yi)上(shang)(shang)。
這是NASA首次全面(mian)展示其小行(xing)(xing)星(xing)軌道偏(pian)轉(zhuan)技術,其旨(zhi)在為全人類確定,有朝一日該(gai)技術可以通過(guo)航天器(qi)以動能(neng)撞(zhuang)擊的方式使近(jin)地小行(xing)(xing)星(xing)或彗星(xing)軌道偏(pian)轉(zhuan),從而保(bao)護地球家園(yuan)免遭噩運(yun)。
2022年10月(yue)31日(ri)15時37分,搭(da)載空間(jian)站夢(meng)(meng)天(tian)實驗艙的長征五(wu)號B遙(yao)四運(yun)載火(huo)箭,在(zai)我(wo)國(guo)文昌(chang)航天(tian)發(fa)射(she)(she)場準時點火(huo)發(fa)射(she)(she)。約8分鐘后,夢(meng)(meng)天(tian)實驗艙準確進入預定軌道,發(fa)射(she)(she)任(ren)務取得了圓滿成功(gong)。
夢天(tian)實(shi)驗艙(cang)是(shi)中國(guo)空間(jian)站的(de)(de)第三(san)個(ge)艙(cang)段,主要用于開展空間(jian)科(ke)學與應用實(shi)驗,參與空間(jian)站組(zu)合體管(guan)理,貨(huo)物氣閘艙(cang)可支(zhi)持(chi)貨(huo)物自動進出艙(cang),為(wei)艙(cang)內外科(ke)學實(shi)驗提供支(zhi)持(chi)。我國(guo)建設天(tian)宮空間(jian)站的(de)(de)主要目的(de)(de),就是(shi)建成水(shui)平先(xian)進的(de)(de)國(guo)家太空實(shi)驗室,為(wei)科(ke)學研(yan)究服務,以(yi)產出重大的(de)(de)科(ke)技成果(guo)。而(er)夢天(tian)實(shi)驗艙(cang)在三(san)個(ge)艙(cang)段中具有最強(qiang)的(de)(de)支(zhi)持(chi)載(zai)荷能力,它的(de)(de)成功發射將推動我國(guo)空間(jian)科(ke)學水(shui)平進一(yi)步提升。
英國《自然》雜志(zhi)于(yu)2022年首次報道了利用一(yi)臺量(liang)子(zi)(zi)處(chu)理器對全息蟲洞進行量(liang)子(zi)(zi)“模擬”。此次演示使(shi)用的(de),就是谷歌公司推出的(de)量(liang)子(zi)(zi)計算原型機“懸鈴木”,這一(yi)成(cheng)果代表著(zhu)人們(men)距(ju)離在實驗室研究量(liang)子(zi)(zi)引力(li)的(de)目(mu)標(biao)又(you)近了一(yi)步。
同樣是在(zai)(zai)2022年,來自(zi)美國亞馬遜云科技(ji)量子(zi)網絡中(zhong)心(xin)和哈佛大學(xue)(xue)的(de)科學(xue)(xue)家(jia)開發出一種新型量子(zi)存(cun)儲器,其(qi)可(ke)以在(zai)(zai)4開爾文的(de)溫度下工作,這(zhe)將(jiang)對未來量子(zi)網絡的(de)大規(gui)模實(shi)現產生重(zhong)大的(de)影響。因為將(jiang)溫度降至4開爾文的(de)低(di)溫冰箱比將(jiang)溫度降至0.1開爾文的(de)冰箱便(bian)宜5倍、體積(ji)小10倍,還可(ke)安(an)裝在(zai)(zai)服務器機架上。
在量(liang)子隱(yin)形傳(chuan)態(tai)方面,2022年(nian)荷蘭代爾(er)夫(fu)特理工大學的(de)一項研究中(zhong),研究人員演示(shi)了(le)在一個三節(jie)點量(liang)子網絡中(zhong),兩個非相鄰節(jie)點之間的(de)量(liang)子信息隱(yin)形傳(chuan)態(tai)。這一結果被認(ren)為(wei)是朝(chao)著量(liang)子互聯網邁出的(de)重要一步。
2022年12月14日(ri),美國(guo)(guo)加(jia)州勞倫斯·利弗莫爾國(guo)(guo)家實驗室國(guo)(guo)家點(dian)火裝(zhuang)置(zhi)(以(yi)下簡(jian)稱美國(guo)(guo)國(guo)(guo)家點(dian)火裝(zhuang)置(zhi))宣布里(li)程碑(bei)式突(tu)破:人類(lei)有史以(yi)來第一次成功在核(he)聚變反應中,獲(huo)得“凈能(neng)(neng)量(liang)(liang)增益(yi)”。美國(guo)(guo)國(guo)(guo)家點(dian)火裝(zhuang)置(zhi)通(tong)過“慣(guan)性局限融合(he)”技術,以(yi)全球最大型的激光去撞擊氫電漿粒子,引發核(he)聚變反應。該(gai)實驗向(xiang)目標(biao)輸入了2.05兆焦(jiao)耳的能(neng)(neng)量(liang)(liang),結果輸出了3.15兆焦(jiao)耳的聚變能(neng)(neng)量(liang)(liang)。
核聚變研究的目的是復制(zhi)在太(tai)陽(yang)上產(chan)生能(neng)量(liang)的核反應。如果要(yao)用于商業發電(dian),激光(guang)器必須要(yao)像機關槍一樣密集發射,且每次發射都(dou)需要(yao)產(chan)生核聚變反應,這中(zhong)間,還(huan)有太(tai)多技術壁壘。
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