十大科學(xué)突破預(yù)示科學(xué)發(fā)展三大趨勢(shì)

近日，國(guó)際知名的科學(xué)期刊《科學(xué)》公布了其評(píng)選出的2017年全球十大科學(xué)突破。在今年的十大科學(xué)突破中，人類(lèi)首次“看到”引力波事件當(dāng)選頭號(hào)突破。

《科學(xué)》雜志每年評(píng)選的十大科學(xué)突破不僅是對(duì)年度科技大事的年終盤(pán)點(diǎn)，更能從中看出近些年來(lái)科學(xué)界的前沿?zé)狳c(diǎn)研究方向。今年的十大突破就反映出21世紀(jì)以來(lái)科學(xué)發(fā)展的三大趨勢(shì)：一是大科學(xué)工程解決特定大科學(xué)問(wèn)題作用顯著；二是生命科學(xué)持續(xù)升溫，一些重病難病不再是不治之癥；三是預(yù)印本網(wǎng)站興起，改變科研成果的傳播模式。

目標(biāo)明確的大科學(xué)工程

在2017年十大突破中，有兩項(xiàng)來(lái)自物理學(xué)領(lǐng)域，分別是人類(lèi)首次“看到”引力波和便攜式中微子探測(cè)器。

當(dāng)選為頭號(hào)突破的“看到”引力波是典型的大科學(xué)工程項(xiàng)目，美國(guó)在過(guò)去幾十年為此累計(jì)投入11億美元，2017年的論文僅署名作者就有3674人，他們來(lái)自全球953個(gè)機(jī)構(gòu)。便攜式中微子探測(cè)器的背后，也有著來(lái)自4個(gè)國(guó)家20多個(gè)機(jī)構(gòu)的80余名科學(xué)家。

事實(shí)上，沒(méi)有大科學(xué)工程，過(guò)去20年里物理學(xué)領(lǐng)域的另兩大突破也難以實(shí)現(xiàn)。2015年獲諾獎(jiǎng)的中微子振蕩發(fā)現(xiàn)，依靠的是日本超級(jí)神岡探測(cè)器和加拿大薩德伯里中微子觀測(cè)站。而2013年獲諾獎(jiǎng)、被稱(chēng)為“上帝粒子”的希格斯玻色子的發(fā)現(xiàn)，是歐洲核子研究中心大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)的實(shí)驗(yàn)成果。

▲人類(lèi)首次“看見(jiàn)”引力波事件被《科學(xué)》雜志評(píng)為2017年十大科學(xué)突破之首（圖/新華社）

基因項(xiàng)目是當(dāng)前熱點(diǎn)

十大科學(xué)突破有四項(xiàng)是生命科學(xué)成果。分別為冷凍電鏡技術(shù)、基因療法、精準(zhǔn)基因編輯和廣譜抗癌藥，多多少少都與基因有著關(guān)聯(lián)，反映出圍繞基因做文章是當(dāng)前一大熱點(diǎn)。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，全球迄今已開(kāi)展約2400種基因療法的臨床試驗(yàn)。

而在美國(guó)，2017年一下子有三種基因療法獲得批準(zhǔn)，其中兩種治療癌癥，一種治療遺傳病。美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局局長(zhǎng)斯科特·戈特利布相信，基因療法正處于一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)，它將成為治療甚至治愈許多重病難病的支柱。

生物學(xué)預(yù)印本興起入選

生物學(xué)預(yù)印本興起的入選出乎許多人的意料。預(yù)印本是指未經(jīng)同行評(píng)審就上傳至公共平臺(tái)供人查閱的論文草稿，其好處是第一時(shí)間發(fā)表，有助與同行及時(shí)交流，快速獲得反饋。

而傳統(tǒng)的學(xué)術(shù)刊物在發(fā)表論文前大多要經(jīng)過(guò)同行評(píng)議，其好處是文章質(zhì)量有保證，但審稿過(guò)程一般需要數(shù)月甚至數(shù)年時(shí)間，以至于“論文發(fā)表出來(lái)時(shí)，所有的興奮通常已消失殆盡（《科學(xué)》雜志語(yǔ)）”。

最早的預(yù)印本網(wǎng)站是1991年建立的阿奇夫論文預(yù)印本網(wǎng)站，主要針對(duì)物理學(xué)，如今70%的粒子物理論文都先以預(yù)印本方式發(fā)表。近30年后，生物學(xué)領(lǐng)域的預(yù)印本也開(kāi)始興起。2013年上線的bioRxiv網(wǎng)站現(xiàn)在每月上傳論文近1500篇。

《科學(xué)》雜志說(shuō)，許多期刊已允許作者把他們提交的論文先以預(yù)印本方式發(fā)表，還有一些編輯甚至到bioRxiv上尋找可供發(fā)表的論文。歐美許多研究資助機(jī)構(gòu)也出臺(tái)政策鼓勵(lì)使用預(yù)印本。同時(shí)，預(yù)印本還能幫助年輕科學(xué)家迅速建立學(xué)術(shù)記錄。這些都表明，預(yù)印本已帶來(lái)“科學(xué)傳播文化的重大變化”。

有意思的是，今年火得不行的人工智能研究并未入選，這可能在情理之中，因?yàn)槿斯ぶ悄艿漠a(chǎn)業(yè)化才剛剛開(kāi)始，人們看到的更多是這個(gè)領(lǐng)域的潛力。

另外，量子通信和量子計(jì)算技術(shù)也沒(méi)有上榜，這同樣可以理解，因?yàn)樗鼈兙鄬?shí)際應(yīng)用仍有距離。不過(guò)，中國(guó)量子衛(wèi)星項(xiàng)目首席科學(xué)家潘建偉入選英國(guó)《自然》雜志2017年十大科學(xué)人物，彰顯出量子技術(shù)正受到科學(xué)界的高度關(guān)注。（據(jù)新華社、《南方都市報(bào)》）※

▲從南極艾倫山鉆出的遠(yuǎn)古冰芯中蘊(yùn)含的氣泡（圖/YUZHENYAN）

相關(guān)鏈接

2017年十大科學(xué)突破

1.人類(lèi)首次“看到”引力波事件當(dāng)選頭號(hào)突破。

2.新種類(lèi)人猿：時(shí)隔近90年后，科學(xué)家在印度尼西亞發(fā)現(xiàn)了一種新的類(lèi)人猿物種——打巴努里猩猩。

3.原子尺度生命：憑借近原子水平的高清分辨率，冷凍電鏡技術(shù)帶來(lái)了對(duì)許多關(guān)鍵生命分子的新認(rèn)識(shí)，快速重塑結(jié)構(gòu)生物學(xué)領(lǐng)域。

4.生物學(xué)預(yù)印本興起：繼物理學(xué)之后，生物學(xué)領(lǐng)域在線發(fā)表未經(jīng)評(píng)審的論文初稿興起，科學(xué)交流方式發(fā)生重大變化。

5.精準(zhǔn)基因編輯：?jiǎn)螇A基基因編輯研究獲重大進(jìn)展，中國(guó)科學(xué)家首次在人體胚胎中修復(fù)單個(gè)突變堿基。

6.廣譜抗癌藥：美國(guó)第一次基于基因突變類(lèi)型而不是腫瘤組織來(lái)源批準(zhǔn)藥物，實(shí)現(xiàn)一種藥物治療多種實(shí)體瘤。

7.最古老冰芯：南極挖出270萬(wàn)年前冰芯，其中封存的氣泡或可幫助揭示第四紀(jì)冰川期形成期的溫室氣體水平。

8.人類(lèi)起源新發(fā)現(xiàn)：摩洛哥出土30萬(wàn)年前的智人化石，把人類(lèi)的起源向前推進(jìn)了約10萬(wàn)年。

9.基因療法的勝利：基因療法成功治療常見(jiàn)遺傳病脊髓性肌萎縮癥；三種基因療法在美國(guó)獲批投入使用。

10.便攜式中微子探測(cè)器：美國(guó)科學(xué)家利用該儀器首次探測(cè)到中微子的相關(guān)散射過(guò)程。