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《科學(xué)》雜志評出2019 年十大科學(xué)突破

《科學(xué)》雜志官網(wǎng)在12 月19 日的報道中，為我們盤點了2019 年科學(xué)領(lǐng)域的累累碩果，選出了年度十大科學(xué)突破，其中不乏中國科學(xué)家的身影。

接下來讓我們看看2019 年度十大科學(xué)突破都有什么？

人類歷史上首張黑洞照片問世

首張黑洞圖片

為了一窺黑洞“真容”，科學(xué)家聯(lián)合遍布全球的8 個射電天文臺，通過甚長基線干涉測量技術(shù)，模擬出口徑和地球直徑相當(dāng)?shù)耐h(yuǎn)鏡——事件視界望遠(yuǎn)鏡。這一望遠(yuǎn)鏡拍攝下的首張黑洞照片，使人類第一次看見了位于星系中心的引力怪獸。這個黑洞位于一個名為梅西耶87（M87）星系的中央，質(zhì)量是太陽的65 億倍。

看見黑洞不僅再次證明了愛因斯坦的正確性，也為將來揭開與黑洞有關(guān)的種種謎題奠定了基礎(chǔ)。進(jìn)一步研究或許能為構(gòu)建“大一統(tǒng)理論”帶來新線索，這無疑是一個里程碑式的成就。

人類首張黑洞照片凝聚了全球200 多位科學(xué)家的心血，其中包括多名來自中國的科學(xué)家。中科院上海天文臺臺長沈志強(qiáng)對媒體表示，中國科學(xué)家在望遠(yuǎn)鏡觀測、后期數(shù)據(jù)處理和結(jié)果理論分析等方面做了突出的貢獻(xiàn)。

人類學(xué)“新晉網(wǎng)紅”——丹尼索瓦人

人類學(xué)2019 年迎來“新晉網(wǎng)紅”——丹尼索瓦人，她們是尼安德特人的姊妹，曾在亞洲各地繁衍生息。

2019 年的多項研究讓科學(xué)家對丹尼索瓦人有了進(jìn)一步認(rèn)識。包括中國科學(xué)院院士、中國科學(xué)院青藏高原所研究員陳發(fā)虎等帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊，通過一種新蛋白質(zhì)技術(shù)，確認(rèn)一塊來自青藏高原的頜骨屬于丹尼索瓦人；另一組科學(xué)家則利用基因技術(shù)，重建了一個7.5 萬年前居住在俄羅斯西伯利亞的年輕丹尼索瓦人女孩的面容。

谷歌宣布實現(xiàn)“量子霸權(quán)”

2019 年10 月，谷歌研究人員稱實現(xiàn)了名為“量子霸權(quán)”的里程碑。“量子霸權(quán)”指量子計算機(jī)最終超越最先進(jìn)超級計算機(jī)。谷歌表示，他們的Sycamore 量子處理器能在200 秒內(nèi)完成世界上最強(qiáng)大的超級計算機(jī)需要10000 年才能完成的計算，但國際商用機(jī)器公司（IBM）對此提出了質(zhì)疑。

不管怎樣，這凸顯了商業(yè)公司對量子計算領(lǐng)域的濃厚興趣。目前，多國政府、多家公司都在這一前沿領(lǐng)域展開激烈競爭，希望能夠拔得頭籌。

對抗?fàn)I養(yǎng)不良的補(bǔ)充劑問世

每年有數(shù)百萬嚴(yán)重營養(yǎng)不良的兒童無法完全康復(fù)，即使他們飽食后仍會發(fā)育不良并身患疾病。十年研究指出了根源所在：他們的腸道微生物尚未成熟。

2019 年，一個國際團(tuán)隊在這項研究的基礎(chǔ)上，提出了一種低成本、易于獲得的補(bǔ)充劑，該補(bǔ)充劑可優(yōu)先刺激有益腸道細(xì)菌的生長。在一個小型試驗中，補(bǔ)充劑表現(xiàn)良好，科學(xué)家目前正進(jìn)行大規(guī)模臨床試驗，以了解該補(bǔ)充劑在防止發(fā)育遲緩方面的表現(xiàn)。

小行星撞擊地球及其帶來的影響

大約6600 萬年前，一顆小行星無情地撞上地球，最終導(dǎo)致全球76%的物種（包括大型恐龍）滅絕。

但這里存在大量未解之謎：這些物種如何滅絕、何時滅絕以及生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)的速度如何？一直是未解之謎?，F(xiàn)在，科學(xué)家通過分析位于墨西哥尤卡坦半島193 公里寬的?？颂K魯伯隕石坑的巖層，勾勒出了撞擊后24 小時的細(xì)節(jié)。結(jié)果表明，撞擊導(dǎo)致了野火，引發(fā)了海嘯，并向大氣中噴射了大量硫，太陽被遮蔽，全球降溫，從而使大量生物滅絕。研究還表明，海洋生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)快于預(yù)期。

“新視野”號飛掠“天空”

2019 年1 月1 日，美國國家航空航天局（NASA）的“新視野”號探測器飛掠“雪人”形狀的小行星“天空”（Arrokoth），這顆遠(yuǎn)在64 億公里外的天體是人類探測器迄今拜訪過的最遙遠(yuǎn)天體。

“新視野”號傳回的數(shù)據(jù)不僅向我們展現(xiàn)了一個從未見過的奇異世界，也有望向我們揭示更多與太陽系起源和演化有關(guān)的謎題。而這則來自遙遠(yuǎn)太陽系遠(yuǎn)端的新聞，拉開了2019 年的科學(xué)領(lǐng)域碩果累累的序幕。

實驗室成功培育古菌 有望揭示生命終極祖先

日本一個研究小組歷時12 年，成功從深海沉積物中培育出一種神秘微生物MK-D1。對MK-D1 基因組進(jìn)行測序表明，它是阿斯加德（Asgard）微生物群中的一員。阿斯加德并非細(xì)菌，而是一種完全獨(dú)立的生命分支——古菌。

研究人員確認(rèn)培育出的這種古菌攜帶真核基因；此外，2019 年也有研究人員在其他古菌DNA片段中確定了更多真核基因。包括人類在內(nèi)的所有動物和植物都是真核生物。因此，最新研究朝揭示包括人類在內(nèi)的終極祖先邁出了重要一步，我們有望在這一古菌的引領(lǐng)下繼續(xù)探尋生命的起源。

FDA 批準(zhǔn)首個囊性纖維化三聯(lián)療法

2019 年10 月，基因藥物迎來一座里程碑：美國食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）批準(zhǔn)了對大多數(shù)囊性纖維化（CF）病例有效的療法，用于治療年齡12 歲以上CF 患者。

這種被稱為Trikafta 的三聯(lián)療法可糾正肺部疾病最常見突變產(chǎn)生的影響，對于那些發(fā)生突變的病患（約占所有CF 患者的90%），它可將CF 從進(jìn)行性疾病轉(zhuǎn)變?yōu)楦卓刂频穆约膊?。自CF 基因CFTR 面世以來，科學(xué)家歷時30 年研究，才最終推出Trikafta 療法。

人類終于擁有對抗埃博拉病毒的有力武器

1976 年，剛果民主共和國雨林中突然出現(xiàn)了一種新病毒：埃博拉病毒。自此，它就成為致命且無法治愈感染的代名詞，但40 多年后，人類今年終于擁有了對抗埃博拉病毒的有力武器。

2019 年，科學(xué)家們最終確定了兩種藥物，可大大降低該病的死亡率。一種是從1996 年埃博拉疫情幸存者體內(nèi)分離出來的抗體；另一種是在具有人源化免疫系統(tǒng)小鼠體內(nèi)產(chǎn)生的三種抗體的混合物。在隨機(jī)試驗中，接受這兩種藥物之一的患者中約有70%存活下來；而不使用任一抗體的患者只有約50%存活下來。

在多玩家撲克游戲中 AI 戰(zhàn)勝頂級人類玩家

2019 年7 月，由Facebook 與卡內(nèi)基梅隆大學(xué)合作開發(fā)的一款新型人工智能系統(tǒng)Pluribus 撲克機(jī)器人，在6 人無限制德州撲克比賽中擊敗了15名頂尖選手，其中包括多位世界冠軍。這是AI 首次在超過兩人的復(fù)雜對局中擊敗人類頂級玩家。

Pluribus 通過自我博弈的方式從零開始進(jìn)行訓(xùn)練，最終達(dá)到超越人類的水平。