Science重磅发布：2020年十大科学突破！

纳米人

2020-12-18

2020年，终于要挺过去了！

2020年2月10日，Science收到了第一份关于COVID-19的投稿，并于9天后正式发表。谁都没有想到，COVID-19会成为2020年最重要的关键词。截止12月中旬，在同行评审期刊上发表了200,000多篇相关论文，在非同行评审的预印本服务器上在线发表的论文数量就更多了。

今日，Science正式发布2020年度十大科学突破和年度崩溃事件。和去年不一样的是，这一次，年度突破专栏还增加了对新冠疫情作出重要贡献的人物纪念。

下面让我们看一下，2020年都发生了什么，科学家都做出了哪些新的突破？

2020年度最佳科学突破

新冠疫苗开发

2020年，新冠疫情全球肆虐，为人类社会带来了重大灾难。史无前例的疫苗开发和测试速度，成为2020年当之无愧的年度最佳科学突破。

早在2020年2月，就有一些公司率先启动了COVID-19疫苗项目。在中国，有CanSino Biologics，Sinovac Biotech和国药控股等公司；在美国，有辉瑞、Moderna和Inovio Pharmaceuticals等公司；

研发人员发展了一系列令人惊艳的新技术来生产有效的疫苗。Moderna、辉瑞与BioNTech的合作基于一项前所未有的策略：实验室制造的信使RNA（mRNA）。而Inovio公司则采用了编码峰值的DNA。

疫苗开发不仅仅是技术的问题，必须先对成千上万的人进行安全性测试，然后进行有效性测试，才能得到相对可靠的结果。

2020年12月11日，德国生物技术公司BioNTech和美国制药巨头辉瑞公司共同开发的疫苗，已经于由美国食品药物管理局(FDA)授权在美国紧急使用。

我们期待更好的疫苗能够尽快上市，为遏制全球疫情起到重要作用。

2. 首次CRISPR疗法

2012年，革命性基因编辑技术CRISPR爆发，并获得2020年度诺贝尔奖。与此同时，CRISPR再次获得重大突破：通过治疗两种遗传性血液疾病，首次在临床上取得成功。

据CRISPR Therapeutics和Vertex Pharmaceuticals公司12月报道，患者的治疗时间长达17个月，现在正在产生大量胎儿血红蛋白，并且没有经历过每几个月发作一次的疼痛。

3.科学家呼吁多样性

从20世纪70年代起，就有不少科学家开始致力于多样性，公平性和包容性问题。

2020年以来，对黑人被杀事件的强烈反应，黑人运动，让科学界内部开始讨论，是否有必要为有色人种创造一个更加公平、友善的社会环境。通过这些讨论，科学家呼吁更多人开始关注过去很少关注的这些问题。

4. 预测全球变暖可能加剧

40多年前，世界领先的气候科学家聚集在一起，讨论一个简单的问题：如果人类不断排放温室气体，地球将会变得多么热？根据基本的气候模型，答案很明显：如果大气中的CO₂比工业化前的水平增加一倍，地球温度将升高1.5°C至4.5°C。

即便经过数十年的科学进展，大气中的二氧化碳浓度已经达到420 ppm，如果不采取更加积极的策略，在2060年全球变暖将进一步加剧。世界气候研究计划的25位科学家能够将温度升温范围锁定在2.6°C至3.9°C之间，这将导致沿海城市被淹没，加剧极端热浪，让数百万人流离失所。当然，这还不是最坏的情况。

5. 发现快速射电暴的来源

2007年，科学家首次发现一种来自外太空、持续时间只有几毫秒的无线电波闪光，称之为快速射电暴(FRBs)。经过十几年的研究，仍然不知道它们的确切成因。

2020年11月5日，中外多个国家的科学家通过多个卫星及地面望远镜的观测，分别探测报告首次确定了FRB的起源。这是科学家首次在银河系内观测到FRB，他们认为银河系内的一颗磁星是今年观测到的FRB的来源，这将帮助我们了解FRB的起源。

6. 展现世界上最古老的狩猎景象

4万多年前，史前Pablo Picasso在印度尼西亚某个小岛的山洞里勾勒出一系列奇妙的猎人围猎画面，是目前已知的人类最早的具象艺术。

如果这些图画确实是在描绘神话中的动物猎人，那么这些史前人类可能已经达到了一个重要的认知里程碑：想象不存在的生物的能力，这是大多数现代宗教和古老宗教的根源。

7. AI折叠蛋白

1972年，诺贝尔化学奖获得者克里斯蒂安·安芬森提出著名的著名的蛋白质折叠结构预测。长期以来，科学家们一直在努力解决生物学上最大的挑战之一：预测氨基酸的精确3D形状并进行折叠。

2020年，科学家实现了这一目标。他们开发了一种人工智能（AI）程序，可以预测大多数蛋白质结构。由于蛋白质的精确形状决定了其功能，该研究有望帮助科学家发现疾病机理、开发新药，甚至可以创建耐旱植物和廉价的生物燃料。

8. HIV治疗新发现

与所有逆转录病毒一样，HIV具有躲避攻击的能力：将其遗传物质藏匿到人类染色体中，不被免疫系统检测到且不受抗逆转录病毒药物侵害。

2020年，一项针对64名艾滋病病毒感染者的研究表明，这些人已经多年没有使用抗逆转录病毒药物，但是身体一直健康。这表明 “精英控制者”为HIV治疗开辟了一种新道路，可以使感染者按常规生活数十年而不需要持续治疗。

9. 首次实现室温超导

1911年，Onnes等人在冷却温度低于4 K（-269.15℃）的水银中，首次发现超导现象。一个多世纪以来，科学家从未停止过对超导材料的追逐。

2020年10月15日，美国科学家Ranga P. Dias等人在Nature封面发表重磅论文，实现了15℃的室温超导。这种超导材料由C、H、S三种元素组成的化合物。这项研究再次证明，富氢材料是实现室温超导的绝佳材料。这是人类历史上，第一次距离室温超导这么近！

10. 发现鸟类具有惊人的智力

人类新大脑皮层由水平层组成，这是人类智力的来源。相比之下，鸟的大脑被认为是简单的神经细胞簇排列，可能没那么聪明。

2020年，科学家通过3D偏振光成像的技术，发现了鸟的大脑与人脑中微观结构的相似性，鸟类可能比人类想象的更加聪明。这种“感官意识”在鸟类和哺乳动物中同时存在，表明某种形式的意识可以追溯到三亿二千万年前，直到我们的上一个共同祖先。

2020年新冠疫情大事记

2020年人物纪念

Li Wenliang

Gita Ramjee

Lynika Strozier

John Houghton

Lungile Pepeta

Maria de Sousa

Mishik Kazaryan and Arpik Asratyan

Ricardo Valderrama Fernández

John Horton Conway

Donald Kennedy

参考文献：

https://vis.sciencemag.org/breakthrough2020