2023年《自然》十大人物和2023年度《科学》十大科学突破公布

12月14日，《自然》（Nature）公布了2023年度十大科学人物榜单（Nature’s 10），这一榜单旨在选出10位在本年度做出重大科学突破的学者。在这次评选中，共有5名男性、5名女性入榜，以及一个AI。这也是《自然》首次将非人类ChatGPT列入了年度科学人物榜单。2023年的《自然》年度十大人物分别是：印度空间组织“月船3号”（Chandrayaan-3）项目副主管卡帕娜·卡拉哈斯蒂（Kalpana Kalahasti）；巴西环境部长玛丽娜·席尔瓦（Marina Silva）；日本大阪大学发育生物学家林克彦（Katsuhiko Hayashi）；美国国家点火装置首席设计师、物理学家安妮·克里奇（Annie Kritcher）；联合国首位全球首席高温官埃莱尼·米里维利（Eleni Myrivili）；美国人工智能公司OpenAI的首席科学家、人工智能先驱伊利亚·苏茨克维（Ilya Sutskever）；美国佛罗里达大学物理学家詹姆斯·哈姆林（James Hamlin）；生物化学家斯韦特兰娜·莫伊索夫（Svetlana Mojsov）；西非内陆国家布基纳法索纳诺罗临床研究中心主任哈里杜·廷托（Halidou Tinto）博士；英国伦敦圣巴多罗买（St Bartholomew's Hospital）医院的癌症研究员托马斯·鲍尔斯（Thomas Powles）；

以及ChatGPT。

2位人物尝试解决有全球性意义的问题。巴西环境部长Marina Silva采取减少亚马孙森林砍伐的政策行动；联合国首位全球首席高温官Eleni Myrivili正在帮助各个国家准备应对气候变化带来的毁灭性影响。3位人物推动生物医学的关键进展。布基纳法索Nanoro临床研究部门主管Halidou Tinto医生领导的临床试验帮助一款疫苗获批，该疫苗能极大降低疟疾感染率和死亡率；伦敦圣巴多罗买医院癌症研究员Thomas Powles发表的临床试验结果预示着膀胱癌和其他癌症治疗将迎来重大进展；生物化学家Svetlana Mojsov终于让她数十年前在发现胰高糖素样肽-1(GLP-1)中的重要贡献得到承认，当前的畅销减肥药正是以这种激素为基础。还有1位上榜人物帮助揭露了今年早些时候一项看似极出色研究的缺陷——美国佛罗里达大学物理学家James Hamlin指出一篇室温超导论文的问题，该论文目前已被撤稿。

此外，AI通用大模型ChatGPT在今年的《自然》十大人物评选中也占有一席之地，旨在承认其极大转变了科学家做科研和传播科研的方式，并对整个社会产生广泛影响。

学者盘点

林克彦（Katsuhiko Hayashi）：重塑生殖

从本科开始，林克彦就被生殖细胞深深吸引：它们能自然发展成精子和卵子，对生殖具有重要意义，并且能通过后代不断延续下去。他对此产生了深厚的研究兴趣。“生殖细胞是生命的源泉。”他说。多年来，林克彦因承担艰巨而富有想象力的任务而声名远扬。东京理科大学免疫学家、Hayashi的博士导师Daisuke Kitamura说：“他工作起来一个人能当十个人用。”3月15日，日本大阪大学林克彦（Katsuhiko Hayashi）团队在《自然》（Nature）上发表论文宣布，他们从两只雄性小鼠父母的细胞中培育出了卵子，这些卵子在与雄性精子结合后，能够繁衍出下一代，并且下一代小鼠仍具有生育功能。在这项研究中，林克彦团队从雄性老鼠的尾巴中取出具有X和Y两种性染色体的细胞，并将它们转化为干细胞。在这个过程中，大约有3%的细胞会自发失去Y染色体。林克彦团队分离出这些失去Y染色体的细胞，并用化学物质处理，导致细胞分裂时出现错误，其中一些错误导致细胞具有重复X染色体，成为雌性细胞。在实验中，每个步骤都非常精妙，在630次胚胎移植中，有7只活的幼崽培育成功。

凭借这项研究，林克彦入选《自然》2023年度十大科学人物，评选的理由是，“他成功地从雄性老鼠的细胞中创造出可行的卵子，这可能有助于拯救濒临灭绝的物种”。

伊利亚·苏茨克维（Ilya Sutskever）与ChatGPT

伊利亚·苏茨克维（Ilya Sutskever）是人工智能技术发展的关键人物。他在开发聊天机器人ChatGPT的过程中发挥了核心作用。同时，他对人工智能的未来感到担忧。2003年，17岁的苏茨克维开始与辛顿合作研究深度学习。2012年，苏茨克维和辛顿的另一名学生建立了神经网络AlexNet，并以惊人的优势赢得了具有里程碑意义的图像识别竞赛。后来，苏茨克维转投谷歌，在那里他帮助开发了人工智能围棋软件AlphaGo，在复杂的棋盘游戏围棋中击败了人类冠军。2015年，苏茨克维受邀与奥特曼等人共进晚餐，其中包括亿万富翁企业家埃隆·马斯克（Elon Musk）。同年，他们共同创立了非营利的OpenAI，旨在"造福人类"。苏茨克维认为这是一个认真追求人工通用智能（AGI）的机会。苏茨克维是深度学习和大型语言模型（LLMs）领域富有远见的先驱，现在正通过OpenAI的 “超级对齐 ”项目专注于控制人工智能系统。《自然》杂志特写部主编理查德·蒙纳斯特斯基（Richard Monastersky）表示：“ChatGPT在今年的各种新闻中占据着重要地位，对科学界乃至整个社会产生了深远影响。”因此，苏茨克维尔因其“改变社会的ChatGPT和其他人工智能系统的先驱”身份，被《自然》评选为2023年度十大科学人物之一。有趣的是，《自然》首次将非人类ChatGPT列入了年度科学人物榜单。蒙纳斯特斯基解释说：“或许是由于ChatGPT的巨大影响力，我们首次将其列入榜单。这款生成式人工智能软件的代表性可能预示着科学进入了一个全新的时代。”

他补充道，“尽管ChatGPT并不是一个具体的人物，也不完全符合《自然》评选十大人物的标准，但我们特例将其列入榜单，以承认生成式人工智能对科学发展和进步所带来的重大变革。”

詹姆斯·哈姆林（James Hamlin）：“超导”侦探

今年，哈姆林被评选为《自然》2023年度十大科学人物，原因是“这位物理学家帮助发现了有关室温超导性的轰动性声明中的缺陷”。

2023年3月，在《自然》期刊上，美国罗彻斯特大学机械工程系助理教授、物理与天文学系助理教授兰加·迪亚斯（Ranga P. Dias）再次发表论文，并在美国拉斯维加斯召开的美国物理学会年会上报告称，发现一种新材料——镥氮氢化物在约21℃的室温条件下，加压到1万个标准大气压就会出现超导现象。在一片争议声中，哈姆林和美国康奈尔大学超导研究员布拉德·拉姆肖（Brad Ramshaw）向《自然》表示了对这项研究的担忧。这不是第一次，甚至不是哈姆林第二次揭露迪亚斯研究成果中的问题。2020年，迪亚斯在在《自然》杂志上发表了一篇论文，声称发现了第一个室温超导体，尽管需要的压力要高得多。迪亚斯的 2020 年论文发表后，加州大学圣地亚哥分校物理学家豪尔赫·赫希（Jorge Hirsch认为该研究中的一项测量结果看起来很可疑，而且与哈姆林2009的一篇论文中的测量结果有相似之处。在赫希的推动下，哈姆林对自己的工作进行了调查，发现有证据表明另一位合著者马修·德贝塞（Matthew Debessai）篡改了数据。这篇论文于2021年被撤回。哈姆林想知道迪亚斯2020年发表的研究是否也存在问题。但迪亚斯和合著者花了一年多的时间才公布赫希想要的数据。赫希、哈姆林和其他人分析发现了其中操纵的证据。2022年9月，《自然》杂志撤回了迪亚斯前述涉事研究论文。但撤回声明未提及不当行为，迪亚斯也否认有不当行为。哈姆林还发现迪亚斯剽窃了他自己和其他人的研究成果——迪亚斯后来发表在《物理评论快报》上的一篇论文中重复使用了他的论文数据。涉事论文已于2023年8月被撤回。在迪亚斯2023年《自然》期刊论文在线发表大约8个月后，涉事论文于2023年11月被撤回。这是迪亚斯在一年多的时间里第三次撤回论文。

作为超导领域的专家，哈姆林对于研究非常严谨，他曾有过一个经历：在研究生期间，哈姆林偶然发现一种材料可在室温中进行超导，这让他异常兴奋，但经过反复验证后发现，这只是个美丽的误会，这次研究的失败让他吸取了教训，那就是：“永远不要去假设，自己发现了什么新东西”。

斯韦特兰娜·莫伊索夫（Svetlana Mojsov）：“明星”减肥药的先驱研究者

GLP-1即类胰高血糖素-1，是一种食欲抑制剂，目前以该技术为原理的Ozempic和Wegovy等代表性药品已风靡减肥领域，创造了数十亿美元的价值，甚至被认为有望摘得诺奖。

斯韦特兰娜·莫伊索夫在识别和表征活性GLP-1方面发挥了关键作用。然而，她许多工作没有得到人们的认可，她也没有分享到相关成就的科学奖项。

当时在细胞系中进行的其他GLP-1实验使用了莫伊索夫创造的多肽和抗体；证明GLP-1可以降低血糖的早期的临床试验也使用了莫伊索夫的多肽和抗体。

这些研究为诸如Ozempic和Wegovy等药物奠定了基础。这些药物的有效成分都是一种名为司美格鲁肽（semaglutide）的GLP-1类似物，它只是对在莫伊索夫的原始论文中概述的多肽进行了细微的修改，提高了其稳定性并确保疗效更持久。

目前，司美格鲁肽的全球销售额每月超过10亿美元，并被预计将成为最畅销的药物之一。

但多年以来，莫约夫都被外界忽视，在介绍GLP-1药物的时候，几乎没有她的身影，甚至药物的专利费用她也从未收到过。

一怒之下，莫约夫选择了法律诉讼。在经过漫长的维权之后，莫约夫获得了部分第一代GLP-1药物销售的专利收入。

不仅如此，她还敦促《细胞》（Cell）和《自然》（Nature）等期刊修订了关于GLP-1发现的叙述，肯定她在GLP-1药物中的贡献。2023年9月，《Science》发表了两篇长文，讲述她和GLP-1的故事。

在《自然》2023年度十大人物盘点中，莫约夫因“一位生物化学家终于因她在开发数十亿美元减重药物中所起的作用而获得了认可”为由上榜。

托马斯·鲍尔斯（Thomas Powles）：癌症探索者

托马斯·鲍尔斯是英国伦敦圣巴多罗买（St Bartholomew's Hospital）医院的癌症研究员。他领导了一项治疗严重膀胱癌的变革性临床试验。2023年10月，当他在西班牙马德里举行的欧洲肿瘤内科学会年会（ESMO）上展示这项晚期膀胱癌临床试验的数据时，全场两次爆发出掌声。鲍尔斯发现，与标准化疗相比，两种新药的联合治疗似乎将患者的中位生存时间从大约16个月延长至2.5年。美国斯坦福大学膀胱癌研究员艾拉·斯金纳（Eila Skinner）坦言：“这项特殊的试验绝对是我们近40年来在晚期膀胱癌治疗方面取得的最大突破。”鲍尔斯教授在泌尿系统肿瘤生物标志物和新药策略的开发中发挥了重要作用。他领导的研究使得四种癌症疗法获得了批准。膀胱癌试验检测了一种名为奥瑞韦敏维多汀（enfortumab vedotin）的ADC药物，该药靶向一种称为nectin-4的蛋白质，该蛋白能够在膀胱癌细胞上丰富表达。它与另一种免疫疗法药物pembrolizumab共同作用于癌细胞。这种联合疗法已经获得了FDA批准，适用于无法接受一种名为cisplatin的化疗药物的人。此前，大约有一半左右晚期膀胱癌患者无法接受这种药物。另外与标准化疗相比，两种新药物的联合似乎将中位生存时间从约16个月延长到2.5年。

有学者评价这项研究是“近40年来在晚期膀胱癌方面的最大突破”。波尔斯的上榜理由是，“这位医生兼癌症研究员，领导了一项改变膀胱癌治疗方式的重大临床试验”。

哈里杜·廷托：疟疾斗士

哈里杜·廷托曾有机会去美国一所大学做博士后研究，但他拒绝了，并于2006年返回位于西非内陆的布基纳法索。在那里，他与当地科学家和临床医生一起建立了纳诺罗（Nanoro）临床研究中心(CRUN)。这是R21等疟疾疫苗的试验基地。许多科学家将该研究中心的成功归功于廷托的勤奋。绝大多数疟疾感染都发生在非洲。非洲每年有2亿多疟疾感染病例和50万例死亡病例，主要是年龄小于5岁的儿童。2023年10月，廷托6岁的女儿感染了疟疾，在经历发烧、头痛和呕吐之后，她幸运地康复了。同月，廷托一直在测试的名为R21的疟疾疫苗被世界卫生组织推荐使用。这是仅有的第二种被批准的疟疾疫苗。它被认为有望避免数百万人死亡。如今，纳诺罗临床研究中心已经有400多名工作人员和同事，包括来自非洲各地的数十名研究生。廷托正在进行30多项临床试验，包括另外两种疟疾疫苗和更多关于R21疫苗的研究。

廷托的上榜理由是，“由于这位研究人员的严格测试，针对这种致命祸害的第二种疫苗将很快推出”。廷托领导的临床试验成功帮助了一款疫苗获批，该疫苗能极大降低疟疾感染率和死亡率。

卡帕娜·卡拉哈斯蒂（Kalpana Kalahasti）：“月船2”坠毁后让印度成为第四个登月国家

卡帕娜·卡拉哈斯蒂（Kalpana Kalahasti）是印度空间组织“月船3”号的工程师，同时也是项目副主管，在“月船3”号成功登月中发挥了至关重要的作用。7月14日，“月船3”号在整个国家的期望和担忧中升空。8月23日，探测器安全着陆。印度因此成为继苏联、美国和中国之后，世界上第四个实现登月壮举的国家。“月船3”的成功对卡拉哈斯蒂团队而言可谓是苦尽甘来。2019年，印度开展的“月船2”号任务中试图送抵月球表面的着陆器不慎坠毁，宣告任务失败。这对Kalahasti团队打击巨大。国际上另外三个月球登陆任务也惨遭失败：以色列公司SpaceIL于2019年建造的Beresheet着陆器损毁，日本ispace公司开展的Hakuto-R（白兔-R）任务和俄罗斯的Luna 25着陆器也于2023年坠毁。卡拉哈斯蒂很高兴看到“月船3”号成功登月点燃了印度年轻人的激情。她说：“除了技术方面，我希望印度以及世界各地的年轻专家们能从中受到启发：一个团队如何从失败中走出来。”

卡拉哈斯蒂上榜的理由是“这位工程师和经理在确保月船3号成功着陆月球方面发挥了关键作用，使印度成为第四个实现这一壮举的国家。”

玛丽娜·席尔瓦（Marina Silva）：守护亚马逊热带雨林

在充斥着全球变暖突破历史记录、热浪和火灾肆虐等坏消息的一年里，巴西环境和气候变化部长玛丽娜·席尔瓦（Marina Silva）却带来了一条充满希望的信息：卫星图像显示，2023年1月至7月，亚马逊热带雨林的砍伐警报较2022年同期下降了43%。这与过去4年间砍伐警报的上升趋势形成鲜明对比。

“如果各国不减少化石燃料导致的二氧化碳排放，森林就有被气候变化摧毁的风险。因此，我们需要进行文明层面的变革，改变我们的生活方式。”席尔瓦说。她将自己比作亚马逊树木里坚韧的纤维。这些纤维能绑扎木材制成筏子。“我就是这样看待我的工作的，”她说，“汇聚有能力的人和所需的一切，组成这个充满挑战的时代中的平台与基础。”

玛丽娜·席尔瓦的上榜理由是“巴西环境部长帮助控制了猖獗的森林砍伐，并重建了被前政府削弱的政府机构。”

安妮·克里奇（Annie Kritcher）：聚变“点火”者

2022年底，美国国家点火装置首席设计师、物理学家安妮·克里奇（Annie Kritcher）帮助美国能源部下属的国家点火装置（National Ignition Facility，NIF）实现了数十年来全球实验室一直未能达成的目标：将原子压得非常紧密，使它们发生核聚变，产生多于反应所消耗的能量。耗资35亿美元，位于美国加利福尼亚州劳伦斯利弗莫尔国家实验室的NIF旨在发展核武器科学。其研究进展也有助于核聚变能源开发。这是一种安全、清洁且几乎无尽的能源来源。NIF在2022年取得的成功对许多人来说都是出乎意料的。此前，点火计划已经比预计延后了十年，有些人担心成功点火是无法实现的。2023年7月30日，点火装置发射出的激光束为一个悬浮在金属圆筒中的氢同位素氘和氚的冰冻小球提供了2.05兆焦耳的能量。由此产生的坍缩使同位素融合成氦，释放出能量，产生比太阳核心温度高六倍的温度。这些反应产生了3.88兆焦耳的聚变能量。在7月的成功之后，克里奇和她的团队于10月进行了另外两次点火尝试，从而使成功率达到了6次尝试中的4次。他们正为2024年实现更高产出做准备。

今年4月，她还入榜了“2023年最具影响力的TIME100人名单”。本次她的入榜理由是“这位物理学家帮助美国国家点火装置产生了曾经只能在氢弹和恒星中看到的核反应。”

埃莱尼·米里维利（Eleni Myrivili）：温度管理员

埃莱尼·米里维利（Eleni Myrivili）曾是希腊雅典的副市长、雅典的首席高温官，如今，她担任着全球性的职务，是联合国首位首席高温官员（chief heat officer），致力于减缓日益升温的气候所带来的灾难性影响。为了提高人们对危险天气模式的认识，米里维利倡导人们为热浪命名。她还努力为气候倡议争取资金：2018年，她的团队从欧洲投资银行获得了500万欧元（当时价值590万美元）的气候适应项目贷款。现在，米里维利专注于提高全球对极端高温的认识，并通过联合国人居署（UN Habitat）为项目筹集资金，其中包括于迪拜举行的第28届气候大会上引入的全球降温承诺。米里维利是世界公认的热量抗逆（Heat resilience）专家，曾被许多知名国际媒体纳入影响力榜单，包括《纽约时报》和Politico杂志2022年最具影响力欧洲人28人榜单。本次她的入榜理由是“作为联合国首席气候官，这位前政治家正在帮助世界为气候变化的威胁做好准备。”

12月15日，《科学》(Science)杂志每年的年度十大科学突破如期而至。GLP-1药物成为年度科学突破之首。

除了能高效减肥，GLP-1药物还可以减少中风、心衰等。「由于这些原因，科学将 GLP-1 药物评为年度突破药物。」《科学》杂志编辑部表示。

现在，让我们一起来揭晓2023年度的十大科学突破榜单吧！

2023年度十大科学突破之首：减肥药GLP-1有望战胜肥胖

一种名为胰高血糖素样肽-1（GLP-1）的肠道激素，它们正在以令人兴奋和不安的方式重塑医学、流行文化，甚至影响全球股市。

GLP-1最初是为治疗糖尿病开发的，它可显著减轻体重，且副作用大多可控。GLP-1的减肥机制是通过与胃肠道GLP-1受体结合，抑制胃肠蠕动、延缓胃排空；并通过与中枢GLP-1受体结合，增强饱腹感、抑制食欲。今年，临床试验发现，它们还可以减轻心力衰竭的症状以及降低心脏病发作和中风的风险。这是迄今最令人信服的证据，证明这些药物除了减肥之外还有其他主要的健康益处。基于这些原因，《科学》杂志将GLP-1药物评选为2023年度十大科学突破之首！

但，GLP-1是必须终身服用的药物吗？

目前看来，尽管没有定论，但答案也许是肯定的。研究人员报告称，在人们停止治疗一年后，其减轻的体重的三分之二又反弹了回来。对于越来越多将肥胖视为慢性疾病的研究人员来说，持续治疗的必要性并不奇怪。但这些药物高昂的价格也令人望而却步——每月用药的价格超过1,000美元。

其他9项Science年度科学突破分别为：

抗体疗法在减缓阿尔茨海默病方面取得进展

阿尔茨海默病患者的大脑中有一种名为β淀粉样蛋白的缠结蛋白质团，多年来，科学家们一直在争论去除它们是否有助于患者。在一项新的为期18个月的关键试验中，与安慰剂组相比，这种名为lecanemab的抗淀粉样单克隆抗体，将认知能力的丧失减缓了27%。而在今年夏天的试验结果中，另一种同样针对脑淀粉样蛋白的抗体治疗药物多奈单抗，在略有不同的患者群体中，与安慰剂组相比，将认知能力下降的速度减缓了35%，美国随时可能批准其上市。这两种疗法均为静脉注射。但黑暗的一面是药物治疗带来的脑肿胀和脑出血的风险，在极少数情况下将会是致命的。

寻找天然氢源的热潮

今年我们则见证了一场能源热潮的开始。这场热潮基于地球内部自然产生的氢气，这种气体可能会成为气候的解药。

这场能源热潮的诞生还可以追溯到另一个不起眼的城镇：马里共和国的布拉克布古（Bourakébougou）。2012年，工程师们拔掉了在1987年由一根香烟引发爆炸后用水泥封闭的一个钻孔，发现它喷出的气体98%是氢气。人们由此连了一台发电机，为该村庄提供了第一批电力，而产生的废物只有水。奇怪的是，经过十年的抽取后，钻孔中的气体压力并没有下降，这表明地底深层正源源不断地补充氢气。

九月份，美国地质调查局在雪佛龙和英国石油公司的支持下启动了一个研究联盟，而美国能源高级研究署也启动了一项价值2,000万美元的天然氢研发计划。美国地质调查局一项未发表的研究表明，地球上可能储存有1万亿吨氢气，足以满足未来数千年燃料和肥料不断增长的需求。

在全球机构中系统性改变职业早期科学家的待遇

去年冬天，加州大学系统的48,000名学术工作者举行了美国历史上最大的学术罢工，为研究生和博士后赢得了可观的加薪。在加拿大，数千名学术工作者于5月举行了为期一天的大规模抗议活动，要求增加联邦对研究生和博士后的资助。在德国，职业早期科研人员为改革博士后合同而奔走。

「我们需要为未来一代科学家提供更好的条件。」——哥伦比亚大学分子生物学家Álvaro Cuesta Domínguez

与此同时，一些大学已经采取行动，帮助院系适应不断上涨的人事成本。例如，加州大学伯克利分校的研究人员希望将帮助教授支付加薪费用的短期措施与长期战略规划和财政预算相结合，最终将形成一个人人都能茁壮成长的科研生态系统。

接近美洲远古人类定居的历史真相

在2021年，在美国新墨西哥州白沙国家公园工作的研究人员宣布了一个或许是颠覆性的发现：在一座古老湖泊泥泞的岸边留存有明显的人类足迹，其可追溯到21,000到23,000年前。这些足迹周围的相同地层中留存有一些草本水生植物的种子，研究人员通过放射性碳测年法推断了其年代。白沙团队使用了来自陆生植物的花粉和嵌入在足迹之间以及下方的沉积物中的石英颗粒重新确定了足迹的年代。他们在十月份报告称，新的测定年代与最初论文完全吻合。

如果这一时间是正确的，这些足迹则是在上一冰河时代的顶峰时期留下的。当时冰川覆盖了加拿大，这说明人类必定是在这些冰川形成之前进入了美洲。

地球的碳泵正在减速运行

今年，一些研究明确指出这个碳泵面临着迫切的危机。令人不安的迹象首次出现在几年前，最值得注意的是深海阿尔戈机器人采集到的数据，它的探测器可以自主漂游到4,000米的海洋深处。人们发现南极底部水温升高，体积缩小，这两个迹象表明洋流的流速减缓，且使得上方较温暖的水体能够侵入。

更直接的证据来自一项于今年3月发表在《通讯-地球与环境》杂志的研究。研究人员将该地区历史船只测量的有限记录输入到气候模型中，结果显示自上世纪70年代以来，环流流速已减缓了多达20%。随后在五月，一项发表在《自然气候变化》上的研究利用船只和浮标的测量数据，认为从1992年到2017年深层水流速度减缓了近30%。传统气候模型曾预测环流可能会减缓，但没有这么快。新数据表明，曾被认为是遥不可及的威胁现在已经迫在眉睫。

巨型黑洞合并产生的星际信号在无声轰鸣

今年，天体物理学家捕捉到了人们长期寻找的一种微弱的宇宙轰鸣声。它事实上是宇宙中两个超大质量的黑洞相互环绕、紧密摩擦所产生的引力波。这一观测是迄今为止对这些庞大黑洞双星系统存在的最有力支持，其也体现了利用来自遥远恒星的信号来探测引力波是一种强有力的观测手段。

今年6月，全球范围内负责监测不同组脉冲星的5个团队共同宣布，通过15年的观测，他们已经将数据中的噪音降到了足够低的程度，使得剩下的数据反映了宇宙中超大质量黑洞双星所引发的合鸣，数目可能多达几百万个。这些团队现在正在寻找更多的脉冲星以便能够绘制这种轰鸣声的波形，并聚焦观测缓慢舞动的巨型黑洞所在的星系。

AI辅助天气预报的发展

在过去的一年里，人工智能（AI）开始改变「用大量的计算能力来求解控制大气的流体动力学方程，用以模拟未来的大气状态」的现状。包括谷歌、华为和英伟达在内的科技公司已经训练了人工智能模型，可以提前10天预测天气，其准确性可与传统模型相媲美，甚至超过传统模型，而且计算开销要小得多。这些「深度学习」模型不是求解方程，而是基于来自欧洲中期天气预报中心（ECMWF）的数值模型在40年间的观测数据所训练出的模型。一旦经过训练，模型可在台式电脑上仅用时1分钟做出天气预测，而无需在超级计算机上运行2小时。

ECMWF已经开始制作自己的人工智能预报，其他气象机构也在争先恐后地追赶。但新模型很难预测某些基本特征，例如飓风强度。

抗击疟疾的新希望

今年，在通过疫苗来抗击疟疾的道路上有两个振奋人心的消息。经过大规模的评估，全球第一种抗疟疾疫苗Mosquirix确能显著降低幼儿的死亡率。幼儿是面对该疾病最脆弱的群体之一，仅在撒哈拉以南的非洲地区每年就有近47万幼儿因疟疾而死。现在，随着世界卫生组织的批准，名为R21（或MatrixM）的第二种疫苗也加入了抗击疟疾的行列。它的设计与Mosquirix类似，但生产成本更低、产量更大。它有助于填补疟疾疫苗供需之间的巨大缺口，每年能防止数万名儿童的死亡。

R21由牛津大学开发，授权给了大型疫苗制造商印度血清研究所予以生产。该公司表示，它每年可以生产1亿剂疫苗，每剂价格在2至4美元之间，不到Mosquirix价格的一半。9月，饱受期待的R21 3期临床试验数据作为预印本发表。该试验涉及四个国家的4,800名儿童，其结果表明，尽管尚未对这两种疫苗进行直接的比较，在接种的前18个月内，R21至少与RTS,S同等有效，甚至可能更为有效。世卫组织表示R21有望在2024年为人们提供广泛接种。

百亿亿次超级计算时代的来临

经过十多年的努力，今年终于迎来了百亿亿次级的计算科学时代。美国橡树岭国家实验室的Frontier计算机成为首台向科学用户开放的公认百亿亿次级计算机，它能以每秒一百亿亿次运算的速度解决从气候到材料等领域的挑战。

密歇根大学材料科学家所领导的项目便是成果之一。通过Frontier，研究人员能够将两个理论框架联合起来，以几乎完美的精度预测材料中多达60万个电子的行为，而以前的计算大约只能处理1,000个电子。这使得该团队能够模拟镁合金中缺陷的形成、生长和移动，这一进展有助于推动超轻材料的发展，用于研发更节能的汽车和飞机。

美国的两个国家实验室的研究人员也利用Frontier提高了美国能源部全球气候模型的分辨率。这是有史以来第一个能够融入整个地球范围内云的形成的物理模型，预计这一进展将极大提升气象预测。

人们对超级计算的探索才刚刚开始。美国阿贡国家实验室的一台百亿亿次级计算机目前正在进行向用户开放之前的最后调试。明年，新的百亿亿次级超级计算机预计将在美国加利福尼亚州和德国上线，法国和日本的其他超级计算机也将紧随其后，人们正以前所未有的规模打开科学之门。

来源：自然在线

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