星辰大海,天上人间——2020年人类科技征程高光回眸

2021-01-06 18:02:28 1234

2020年,新冠疫情肆虐世界,但科技发展的脚步没有停滞,人类的科学探索步伐迈向了天上、人间和虚拟空间。英国广播公司网站2020年12月30日刊文盘点2020年科技大事,全文摘编如下:

奔向宇宙

·竞赴火星

火星年,火星和地球距离短、适宜发射火星探测器的一个时间窗口开启。

火星是太阳系中与地球环境为相似的行星,了解火星对研究地球早期历史和生命起源有着重要价值,也对人类拓展生存空间具有重要意义。

2020年7月——为什么会有那么多火箭发射到火星?三家各有使命。

中国“天问一号”主要任务是地质勘测,用雷达“透视”几千米深的地层,采集岩石土壤等样本,绘制火星地质结构图,探测火星磁场,由此解开火星磁场的演变历史。

阿联酋“希望”号由日本火箭发射升空,主要任务是绕火星做近赤道轨道运行,对火星气候及天气进行探测研究。

美国“毅力”号准备用两年时间探测火星生命迹象,并测试火星低空飞行的条件和可能性。

·再探月球

中国月球探测器嫦娥五号于11月24日发射升空,在月球表面自动采样1.7公斤后起飞返航,12月17日着陆地球,完成中国地外天体采样返回任务,也是继1976年苏联“月球24号”探测器之后44年来人类再次从月球表面带回样本。这个“月球土产”将在中国故乡韶山展出。

1969年7月21日,美国阿波罗11号飞船载着三名宇航员登月后到1972年,人类先后6次登月科考。中国尚无载人登月行动,但2017年启动探月工程,为载人登月计划打基础。

美国准备再次将太空人送上月球行走。今年5月,杰夫·贝索斯的蓝色起源公司、埃隆·马斯克的太空探索技术公司(SpaceX)以及动力系统公司三家民营企业与美国航空航天局(NASA)签约,为的阿耳忒弥斯计划共同研发2024年登月着陆器,合同总额将近10亿美元。

·“龙宫”探秘

日本“隼鸟2号”小行星探测器的回收舱携带小行星“龙宫”地表和地下岩石样本,于12月6日在澳大利亚南部着陆,“隼鸟2号”在地球轨道与回收舱分离后继续小行星探测之旅,预计2031年左右抵达编号为1998KY26的小行星进行不采样探测。

采集小行星样本和火星探索一样,是人类了解宇宙的努力之一。外星文明到底有没有?人类对这个问题的热情始终不减。

五洲峥嵘

·疫苗竞赛

新冠疫情一波接一波,同时刺激了科学研发活动,新冠疫苗以破纪录的速度问世。

全世界成千上万科学家放下手中课题,从各自的专业领域出发,围绕新冠肺炎病毒展开研究,加深了人类对这个病毒的了解,开发了更的监测方式,并以创纪录的速度研制出可以大规模接种的疫苗。

疫苗竞赛在全球展开。5月份,从170多个在世卫组织登记的候选疫苗中有8个进入临床试验,包括领跑的辉瑞、莫德纳、牛津/阿斯利康、中国科兴生物(克尔来福)和俄国加马列亚研究所的“卫星V”新冠疫苗。

研发成本当然也很高。除了经济成本,还有科研成本,包括各个领域其他课题的进展为新冠让路、暂停。但新冠疫苗的问世,无疑为战胜猖獗一年多的新冠疫情带来曙光。

·气候变化

世界气象组织(WMO)12月2日发布全球气候年度报告,称今年很可能是自1850年开始记录以来气温第二高的一年,仅次于2016年。有5组不同的数据支持这个判断。

罕见的高温和干旱使得美国、澳大利亚和西伯利亚山林火灾范围和持续时间远甚于寻常,产生的烟雾扩散到全球;海洋水温升高,全球80%以上的海洋水域经历了热浪袭击。2月,巴西科学家在西摩岛测得南极气温极值达到了20.75摄氏度,创历史纪录。

气候变化对人类生存环境和地球生态的影响在过去一年以各种方式展现。除了美、澳和西伯利亚野火成灾,南北两极冰层加速融化也因为媒体的跟踪报道引起广泛关注。

·诺贝尔奖

2020年诺贝尔物理学、化学和医学奖得主的共同点之一是他们的贡献为各自的专业领域带来了历史性的突破,诠释了什么叫站到巨人肩膀上,拔高巨人肩膀的高度,为后来者提出了更多新的挑战。

2020年诺贝尔化学奖颁给两位在“基因剪刀”领域取得革命性突破科学家:法国人埃玛纽埃尔·沙尔庞捷和美国人珍妮弗·杜德纳。

2020年诺贝尔物理学奖由三名科学家分享:英国物理学家罗杰·彭罗斯、德国科学家赖因哈德·根策尔和美国科学家安德烈娅·盖兹。他们研究宇宙间奇妙的存在——黑洞。

血源性肝炎是诱发肝硬化和肝癌的疾患,而丙型肝炎病毒被鉴别、锁定,是人类与血源性肝炎抗争道路上的里程碑,三名科学家为此分享2020年诺贝尔生理学或医学奖:美国人哈维·奥尔特、查尔斯·赖斯和英国科学家迈克尔·霍顿。

数字时代

·人工智能

谷歌旗下的“深层思维”公司开发的人工智能AlphaFold破解了“蛋白质折叠”难题,攻克生物学50年的挑战。

“深层思维”于10月3日在官方博客宣布,AlphaFold的版本在通过氨基酸序列预测蛋白质折叠结构方面,已经获得权威蛋白质结构预测评估机构的认可。英国《自然》周刊杂志封面故事标题:“它将改变一切!”

几乎所有疾病,包括癌症、痴呆症,都与蛋白质的功能有关。蛋白质的功能由它的3D结构决定,根据蛋白质的1D氨基酸序列可计算并预测蛋白质的3D结构。但是,因为这个结构形成前会有数以亿计的折叠方式,预测就成为生物学重大难题之一。破解这个难题,为多种疾病的诊断和打开了新天地大门。

以新冠为例,科学家一直在试图研究新冠病毒表面的刺突蛋白是如何与人类细胞中的受体相互作用的。

接下来,更多的科学家希望能检测这些数据以确定人工智能方法到底有多准确、多细致。

·脑机接口

马斯克在几年前还创建了研发脑机对接技术的“神经连接”公司。去年,该公司已经提出申请希望开始人体试验。2020年8月,马斯克通过在线直播,展示了大脑被植入脑机接口设备的一只小猪Gertrude。

Gertrude脑部活动信号可以被实时读取。这意味着人类或许向利用这类植入设备记忆力衰退、颈脊髓损伤等疾病又迈进一步。

脑机连接的技术,未来有可能让那些患有神经疾病的人用思维来控制手机或电脑。但这还只是步,马斯克长远的目标是迎接“超人认知”时代的到来。

马斯克之前曾多次表示过对人工智能的担忧。因此,他认为人类需要与人工智能结合为一体以避免未来人工智能变得过于强大、摧毁人类这一遭情况的出现。

·万物互联

5G不仅仅是移动通信技术的断代式升级,还是实现人与物、物与物之间的万物互联的解决方案,代表着通信技术的社会角色发生了根本性的变化。5G的颠覆性影响跨产业、跨领域,金融、运输、零售、医疗、服务、娱乐,衣食住行等日常,都将因5G技术而改观。

5G时代,消费者可以享受10倍于4G的网速,几秒钟下载一部高清电影,4G时代方兴未艾的增强现实/虚拟现实体验、高清视频在社交网络的普及应用,以及更多倚仗速率和带宽提升发明的消费体验。

这只是基本的。更激发想象力的当属5G的应用场景。

比如,人和机器沟通,甚至是非语言类的情感沟通,将因此成为可能;车联网、远程/移动医疗和其他服务、无人机物流等将使人类生活方式发生巨变。