世界科學前沿的方向標

2019年，科學及其追隨者們探索前行的步伐一如既往的堅定。對于世界我們仍有很多問題，其解法，是依靠科技的進步一次次擊碎桎梏，開啟下一個增長時代;用“希望”和“發展”引導人們走向更加美好的未來。從這個角度而言，2019年的科技界與科學家，更值得尊重。

? ?中國“嫦娥四號”

? ?實現人類首次月背軟著陸

超導材料最高臨界溫度刷新。圖源：《自然》網站

今年1月3日，“嫦娥四號”探測器成功著陸在月球背面東經177.6度、南緯45.5度附近的預選著陸區，并通過“鵲橋”中繼星傳回了世界第一張近距離拍攝的月背影像圖，實現了人類探測器首次月背軟著陸。

12月21日，著陸器受光照自主喚醒，按計劃繼續對月表線性能量轉移譜、綜合粒子輻射劑量及月表低頻射電特征開展有效探測工作。

? ?高度擴展的仿生物細胞

? ?機器人誕生

嫦娥四號著陸器彩色全景圖。新華社發（國家航天局供圖）

美國哥倫比亞大學和麻省理工的科學家3月份報告了一種能模擬生物細胞集體遷移的機器人，25個物理機器人“粒子”，能移動、搬運物體以及向光刺激移動。

25個松散的“粒子”，可以輕易擴增為十萬個，這比此前傳統機器人和仿生系統具有更高的可擴展性，也為開發有預先確定性行為的大規模群體機器人系統，提供了全新途徑。

? ?人類獲得

? ?首張黑洞照片

谷歌的量子處理器芯片。圖源：《科學》網站

天文學家們搭建了一張行星級觀測網——“事件視界望遠鏡（EHT）”，它比任何獨立設備都更了解黑洞，它還能達到足夠分辨率來區分光被拉入黑洞時的狀況。拜其成全，從來都無法直接觀察到的黑洞，此次“眼見為實”。

北京時間4月10日21時7分，全球6個城市（比利時布魯塞爾、智利圣地亞哥、中國上海和臺北、日本東京、美國華盛頓）在同一時間公布了首張黑洞照片，揭示了室女座星系團中超大質量星系M87中心的黑洞。黑洞這一神秘天體，終于展露真容。

? ?3D打印出

? ?會“呼吸”的人造器官

首張黑洞照片。圖源：NASA官網

5月，《科學》雜志封面報道了美國萊斯大學與華盛頓大學主導的研究，該團隊克服了3D打印器官的一大障礙，創造出一個由水凝膠3D打印而成的肺氣囊模型。

這個模型，具有與人體血管和氣管結構相同的網絡結構，在體外模擬肺氣囊生理學功能，實現了往周圍血管輸送氧氣，完成了“呼吸”過程。

? ?超導材料最高

? ?臨界溫度刷新

首座浮動核電站。圖源：俄羅斯衛星通訊社

今年5月，美德兩國科學家團隊在《自然》上發文稱，其所觀察到的3個特征已可證明，在250K（約為-23℃）的溫度下，氫化鑭在超過100萬倍地球大氣壓下會變成超導物質。

而250K，是迄今為止超導材料中證實的最高臨界溫度，其距離室溫的295K已并不遙遠。

? ?新癌癥疫苗

? ?讓CAR-T療法攻擊實體瘤

用“萬物DNA”特殊材料3D打印的兔子。圖源：《自然·生物技術》

今年7月，麻省理工學院科學家們在《科學》雜志上發表了題為“利用疫苗增強CAR-T細胞治療實體瘤的療效”的研究。他們開發出新型“抗癌疫苗”，可以讓CAR-T細胞對實體腫瘤進行攻擊，極大提高CAR-T療效，最終可清除60%的小鼠體內的實體瘤，此外還能刺激免疫系統產生記憶T細胞，防止腫瘤復發。

? ?全球首座浮動

? ?核電站正式啟航

中國科學技術大學展示的“高速量子密鑰生成終端”模型。新華社記者劉軍喜攝

20870型“羅蒙諾索夫院士”號浮動核電站，是移動式低功率核電機組的首型號，也是世界上最北端的核裝置。

浮動核電站本質上就是一個建在船上的核電站，因其安全性和經濟性獲得各國廣泛持續關注，被認為是最理想的海洋能源開發保障。8月23日，“羅蒙諾索夫院士”號從俄羅斯北極不凍港摩爾曼斯克港啟航，9月抵達楚科奇地區的佩斯韋克市，隨后連接到電網。

12月份，浮動核電站開始試運行。等正式運營后，它將能替代當地一座陸上核電站和火力電站的發電產能。這座浮動式核電站在設計時留有了很大的安全余量，兩臺KLT-40S反應堆能產生高達70兆瓦的電功率，可以滿足一個10萬人口城鎮的能源所需。

? ?“量子霸權”實現：

? ?200秒完成萬年計算

?我國天文學家利用LAMOST發現迄今最大的恒星級黑洞。新華社發（喻京川繪）

9月，谷歌發表題為《使用可編程超導處理程式的量子優勢》的文章，宣布其實現“量子霸權”：一臺可編程量子計算機超越了最快的經典超級計算機。該量子系統只用了約200秒，就完成了經典計算機大約需要1萬年才能完成的任務——而這里慘敗的對手，是目前世界排名第一的超級計算機、美國能源部橡樹嶺國家實驗室的“Summit”。

秒殺經典計算機業界翹楚，這一成就被視為量子計算的重大里程碑事件，“對世界領先的超級計算機實現量子霸權，無疑是一項了不起的成就”。

? ?“基因魔剪”升級，

? ?新基因編輯系統問世

?基因編輯的造血干細胞移植流程圖。圖源：中國生物技術網

今年10月，美國博德研究所等機構的科學家在《自然》發文稱，他們開發出新型多功能基因組編輯技術，可以精確地編輯基因，而不造成DNA雙鏈斷裂。其比傳統Cas9效率更高、副產物更少、脫靶率更低。

基因組編輯的最終目標，就是能夠對生命藍圖做出任何特定的改變。而一種用于基因組編輯的“搜索和替換”方法，使我們朝著這一宏偉目標邁出了一大步。

? ? “萬物DNA”材料

? ? 讓存儲無處不在

消費者在體驗5G云VR視頻。新華社記者沈伯韓攝

今年12月，哥倫比亞大學著名專家、以色列計算遺傳學家亞尼夫·埃爾利赫與蘇黎世聯邦理工學院報告了一種運用“萬物DNA”特殊材料3D打印出來的“兔子”，該材料包含了用以合成DNA編碼的兔子藍圖。之后，原始兔子所含的DNA被解碼，并穩定復制了五代兔子。這種新的存儲架構，意味著DNA存儲的潛力又被進一步拓展。張夢然