随着这一年接近尾声,又到了回顾2022年科学大事件的时候。2022年科学有哪些突破性进展作为大事件上过新闻,并在未来几年影响世界?Big Think网站评选出以下大事件。
2022年7月,初创公司Mojo Vision宣布,他们开发的的增强现实(AR)隐形眼镜原型设备成功入眼测试,且其首席执行官亲自出马试戴。设备都配备了比iPhone清晰30倍的显示屏,并配备了追踪用户眼球运动的各种技术。虽然这款增强现实隐形眼镜还处于初级阶段,但它实现了科幻小说中视觉移植的梦想,使佩戴者能够与覆盖在感知现实上的数字图像无缝互动。
从数量级来看,人脑是已知宇宙中最强大的计算机。科学家殚精竭虑,试图揭开人脑的运作秘密,搞清楚创造力、想象力和意识等奇迹是如何实现的。最近,北爱尔兰都柏林三一学院的一个团队进行了一项烧脑的实验,得出了一个非同寻常的结论:大脑可能是一个强大的量子系统。研究人员通过磁共振成像(MRI)测量了受试者脑积液的质子自旋,发现了类似心跳诱发电位的MRI信号。心跳诱发电位即大脑对心跳产生反应,MRI通常检测不到像心跳诱发电位这种生理电位,现在却检测到了。研究人员认为最好的解释是,人脑中的核质子自旋是纠缠的。这暗示着,大脑活动,甚至意识,都可能在量子层面上运作。
老实说,地球是美丽的,但土星及其超凡脱俗的光环才是我们太阳系中真正的 "美人"。令人惊讶的是,这颗距离太阳第六近的行星的标志性光环几个世纪里一直没有得到解释,直到2022年。来自麻省理工学院和加州大学伯克利分校的天文学家提出了一个解释,不仅解释了土星环,而且还解释了土星众多独特的卫星。天文学家们认为,土星曾经有一颗冰卫星,名为“蝶蛹”。它在大约1.6亿年前被土星及其卫星泰坦的潮汐引力作用撕成碎片,大部分残片可能已撞向土星,少部分碎片可能仍悬浮在轨道上,最终分解成小冰块,形成了闪闪发光的土星环。07
美国宇航局的DART航天器
成功偏转了一颗小行星
2022年之后,我们地球人可以更安稳地入睡了,因为美国宇航局(NASA)成功执行了一项使小行星转向的任务。NASA实施了“双小行星重定向测试”(DART)的航天任务,发射了一颗重610千克的航天器,以6公里每秒的高速撞击了一颗小行星,轻微改变了其运动轨道。被撞小行星对地球并不构成威胁,只是很倒霉,被选择出来测试DART偏转小行星的有效性。试验取得圆满成功,如果天文学家真的发现一个大型天体向地球急速飞来——有让我们灭绝的潜在风险——我们现在有手段让它偏离地球。你一定听说过石墨烯,这种获得诺贝尔奖的纳米材料的强度是同等厚度下最坚硬钢的100倍,同时具有导电性,并且是透明的。但你听说过石墨烯的表亲石墨炔吗?石墨炔具有许多与石墨烯相同的性质,但在半导体应用方面大大优于石墨烯。过去,研究人员只能制备一些石墨炔碎片。2022年8月,科罗拉多大学博尔德分校和青岛科技大学报告称,他们首次合成了大片的石墨炔。
随着新的古人类化石的出土,人类进化的时间线不断变化,在2022年又被两项发现所改变,尽管方式略有不同。在每一项研究中,科学家们都用新的年代测定方法重新分析了之前发现的化石。剑桥大学的另一个研究小组发现,在埃塞俄比亚发现的一块现代人类化石实际上是23万年前的,而不是19万年。而此前,曾有人认为人类早在30万年前就出现了。重型运载火箭太空发射系统(SLS)巨型火箭是美国把人类重新送上月球的运载工具。经过十多年的开发和无数次令人沮丧的推迟,它终于在2022年11月16日发射升空,将猎户座宇宙飞船送上了完美的往返月球之旅。接下来计划于2024年进行的载人绕月飞行,然后是备受期待的人类重返月球。再之后呢?SLS可能将人类带到太阳系的更远处,到以前从没有人去过的地方。2022年1月,一名身患绝症的57岁男子需要进行心脏移植,但不符合常规手术条件,最终接受了猪心脏移植。此次手术取得了成功,该患者也成为史上第一个成功移植猪心脏的人。像这样的异体移植通常会迅速被人体所排斥,但这只猪的十个基因被编辑了,旨在降低被移植的猪心脏被人类免疫系统攻击的风险。这颗心脏功能良好,但这名男子最终在这个开创性的手术两个月后去世。这一进展无疑为更多的动物器官移植来延长人类生命打开大门。地球超2亿蛋白质结构全预测,
AlphaFold引爆"蛋白质全宇宙"
2021年,人工智能工具AlphaFold入选《科学》杂志"年度突破",且位列第一。今年,DeepMind宣布,AlphaFold能够预测2亿多个蛋白质结构,实现数量级的重大飞跃。
该工具可以在几秒钟内确定一个蛋白质的三维结构,这项工作以前需要几个月甚至几年。蛋白质的形状决定了它能做什么以及如何工作,因此拥有每一种蛋白质的结构,这对开发新药研究人员来说,绝对是一个不可思议的工具,但蛋白质数据库的意义不止于此。
斯克里普斯转化研究所的创始人兼所长埃里克•托波尔(Eric Topol)说:"这些蛋白质结构解析后,几乎整个蛋白质世界都明晰了。我们可以期待,每天都有新的生物之谜被解开。"
在詹姆斯·韦布太空望远镜于2021年底和2022年初成功发射和安装后,这个传奇的哈勃太空望远镜的继任者在今年夏天开始全面工作,并取得了令人敬畏的成果。我们的太阳系、遥远的星系甚至宇宙中最早的恒星都以全新的姿态展示出来。如果幸运的话,在未来的几十年里,我们都会被这个最新的旗舰太空望远镜所震撼。资料来源:
The top 10 science stories of 2022