WLA首次发布年度报告

2月6日，初春，上海。世界顶尖科学家协会（World Laureates Association，简称顶科协、WLA）首次面向全球发布年度报告。这份被称为《WLA年度发布》的报告，主题为《希望之光，疫情下的科学突破》。它立足对过去一年全球范围内的科学热点、科学大事件，特别是科学突破进行盘点；在此基础上，包括15位诺贝尔奖得主在内的30位世界顶尖科学家对此进行了深度点评。

WLA表示：这30位顶尖科学家，均是协会成员，他们在各自研究领域影响深远，具引领学科发展的前瞻性视野，对科学突破更是有着犀利与独特的评价标准，引导我们客观辩证地看待科学事件。他们以世界顶尖科学家对前沿特有的敏锐度和洞察力，预判疫情下形成的科研新生态，解读各领域具有颠覆性的科学新突破，具有特别的时代价值和历史意义。

发布现场  图｜WLA独家

这份近三万字的《WLA年度发布》报告，共分三大部分，涵括了24个科学热点。其中第二部分最为瞩目：顶尖科学家评价2020年度有影响力的科学突破——

mRNA疫苗（信使核糖核酸疫苗）

2020是极不寻常的一年，新冠疫情“大流行”爆发，以人类始料未及的方式深刻改变了我们的生活，包括科研生态。尽管世界多国饱受新冠肺炎疫情重创，但全球科学家正以惊人速度开展应对这一严重公共卫生危机的相关研究，围绕病毒探源、临床诊疗、疫情防控进行科研攻关，产出海量研究成果。疫苗更是以前所未见的速度经历研发、临床至投产应用。

疫苗生产车间迅速提升了RNA疫苗的产能

 图｜Olivier Maire/EPA-EFE/Shutterstock & Robin van Lonkhuijsen/ANP/AFP/Getty

mRNA疫苗（信使核糖核酸疫苗），当之无愧入选《WLA年度发布》报告。2013年诺贝尔生理学或医学奖得主兰迪·谢克曼（Randy Schekman ）说：COVID-19大流行释放了世界各地生物医学科学力量来设计疫苗，以阻止致命SARS-CoV-2病毒的传播。

1987年诺贝尔化学奖得主让-马里·莱恩（Jean-Marie Lehn）强调：mRNA疫苗开发是应对COVID-19疫情中最重大的突破。

2004年诺贝尔化学奖得主阿夫拉姆·赫什科（Avram Hershko）则表示：尽管针对COVID-19基于RNA疫苗的快速和极高效率开发，在当前受到普遍称赞，但是人们还未能充分了解基于基础生物医学科学的重大发现，而在医学领域取得重要突破的科学意义。

1997年加拿大盖尔德纳国际奖获奖科学家理查德·海因斯（Richard Hynes）表述更加直截了当：显然，不需要复杂冷链的单一剂量疫苗，在对抗这种（以及未来的）“大流行”中将非常重要。

科学家们纷纷表示：mRNA技术可精确调控，以提供几乎完全的保护，并能广泛应用于其他医疗领域，象征着一个全新医疗时代的来临，突显了基础生物医学研究对医学突破的重大意义。

人类历史上首次实现室温超导

自超导被发现以来，室温超导就一直是该领域的终极梦想，人类历史上首次实现室温超导，这是非常大的进步。不过，达成这次室温超导的代价是高达260万个大气压的高压，可实用的室温超导材料依然前路漫漫。

超导体是比常规导体更为优越的无损耗导电材料

 图｜Adam Fenster / University of Rochester

2006年诺贝尔物理学奖得主乔治·斯穆特三世（George Smoot III）表示：超导体因其可以零电阻无损耗地导电，被广泛应用于各种先进的实验仪器，如核磁共振扫描仪使用的高场磁体以及粒子加速器。但降至极低温才能出现超导特性导致成本高昂，无法用于现实生活。

2020年，美国罗切斯特大学的兰加·迪亚斯（Ranga Dias）等人在温度高达15℃的高压富氢材料中观察到了超导现象，发表于10月《Science》上。迪亚斯等人制作的碳硫氢化材料将此前的超导温度纪录提升了大约35℃，也因此第一次在室温下成功观测到了超导现象。科学家们认为，改变材料的化学组成或许能减小所需的压力，朝着真正的日常应用更进一步。

室温超导体登上《Nature》封面

 图｜Nature

2010年诺贝尔物理学奖得主安德烈•盖姆（Andre Geim）点评说：尽管研究人员经常怀疑室温超导性是否可以实现，但是在从未预料到、或被认为不可能实现的温度下反复发现了超导性，这是非常大的跃进。让研究人员备感兴奋的是，有可能在正常的环境压力下实现室温超导体，这将使许多事情变得可行，并且实际应用很可能在我们的日常生活中司空见惯。找到一种室温超导体“将具有巨大的技术重要性，例如，有助于解决世界的能源问题，提供更快的计算机，产生新颖的存储器和存储设备以及启用超灵敏传感器等”。

AI 首次精准预测蛋白质三维结构

施一公实验室报道的首个酵母剪接体的结构

 图｜生物化学经典教材Lehninger Principles of Biochemistry（第七版）封面

AI对蛋白质折叠的极近准确预测，是2020年生物医学领域最重要的科学进展之一，它对结构生物学意义重大，并有望进一步扩展到蛋白质精准结构预测的层面，对生物学发展产生深远影响。

2009年诺贝尔化学奖得主文卡·拉马克里希南（Venki Ramakrishnan）指出：在过去一年中，DeepMind的一个小组开发了一种名为AlphaFold的机器学习算法，该算法能够从序列中预测出很大一部分以前未知的结构。这些结构的准确性接近于实验方法的准确性（并且在许多情况下与它们相匹配），并且它们可用于多达一千个基团的相当大的蛋白质。这是一项重大突破，对结构生物学具有重要意义。如果可以扩展到预测蛋白质之间的界面结构，它就可以预测细胞内的相互作用，从而生成描述这种相互作用的一个全面图谱，对生物学产生深远影响。

1997年加拿大盖尔德纳国际奖获奖科学家理查德·海因斯（Richard Hynes）强调：结合冷冻电镜的结构表征，将在理解蛋白质的结构特征并可能对其进行修饰方面取得巨大进展。

2019年生命科学突破奖获奖科学家陈志坚（Zhijian Chen）更是明确地表述：在我看来，2020年在生物医学领域两个最重要的科学进展是：1）AlphaFold对蛋白质折叠的近准确预测; 2）COVID-19疫苗以创纪录的惊人速度被开发出来。

2020其他科学突破依然耀眼

《WLA年度发布》指出：2020年的科学事件格外耀眼，各领域均有颠覆性、突破性新发现。这些新方法与新技术，不断拓宽着人类认知边界，充分体现了科学家的智慧、创造力与研究力。

《WLA年度发布》

CRISPR基因编辑技术首次成功治愈两种遗传性血液病

科学家点评：CRISPR基因编辑技术为治愈不治之症提供了有效解决方案，其发展空间广阔，并将促使相关新技术大量涌现。但在关注技术价值的同时，它的公平性、可控性和伦理性也应特别注意。

在原子尺度上首次拍摄到化学键的形成与断裂的动态影像

科学家点评：利用碳纳米管作为纳米催化剂，通过透射电子显微镜（TEM）在单分子水平上让人类首次观察到了化学键形成与断裂的实时动态过程，为人类全面理解化学键提供了全新视角。

首次获取“从头到尾”完整的人类 X 染色体序列

科学家点评：研究人员首次“从头到尾”确认了人类 X 染色体的完整序列，其中不存在任何缺口，它的精确度达到了前所未有的水平。这一成就开启了基因组学研究的新时代，人类离揭秘遗传信息又进了一步。

冷冻电镜达到原子分辨率

科学家点评：人类突破了冷冻电镜成像在分辨率上的限制，将分辨率提高到单个原子水平，超越了0.1纳米的极限——这在过去几乎是不可能实现的成就。利用冷冻电镜这一强大工具，成功观测到了COVID-19病毒刺突蛋白融合前的结构构象及作用状态，为疫苗的成功接种打下了基础。

量子波动可在宏观尺度上摇动实物

科学家点评：麻省理工学院在2020年用LIGO引力波探测器做出了令人印象深刻的发现——“通过压缩真空来超越标准量子极限”。它标志着人类在宏观尺度上对超越标准量子极限的操控日趋成熟，将使引力天线能够更加准确地探测到由黑洞和中子星坍缩事件引发的弱信号。未来，科学家们可以通过它探索宇宙与时空深处更多未知的地带。

给量子测量过程拍快照

科学家点评：“拍摄量子测量的快照”这个主题相当重要，它表明量子跃迁是连续不间断地进行着，而不是瞬时的。这使我们对量子力学的内部运作有了更深入的了解，并且能给量子计算带来一些新的启示。

绝对声速极限受基本常数制约

科学家点评：科学家发现声音在固态和液态物质中传播速度的上限仅与两个无量纲量有关。声音在理论上的金属氢中可能达到的最快速度为大约每秒 36 公里，约是钻石中音速的两倍，空气中音速的一百倍。

致力成为科学界风向标

参与盘点《WLA年度发布》的世界顶尖科学家，还对疫情下的科研生态及未来走势进行了预判，他们指出：2020年的科学进步令人印象深刻，在这一年，“科学”一词从未如此频繁被提及。疫情背景下，科学与政治的结合，也可以产生重大突破；同时，我们应尽快回归气候变化、生物多样性、粮食等重大问题的研究。

透过《WLA年度发布》报告，顶尖科学家旗帜鲜明地强调：基础科学影响人类未来。正如2012年诺贝尔物理学奖得主塞尔日·阿罗什（Serge Haroche）所说：这么短时间里获得疫苗成功，与物理学无关。但，科学是一个整体，它可以提醒所有科学家，一旦基础科学为创新蓬勃发展奠定了基础并形成科学方法，这种科学方法将具有可以解决许多重要问题的力量。我们应当谨记2020年疫苗开发竞赛带来的启示：好奇心驱动的基础研究，已经提供了必要的知识，只要确定目标，并且在无论哪个领域（生物学、医学、化学或是物理学）的研究投入了足够财力和人力资源，就可以实现巨大成功。

顶尖科学家坚信：依靠全球科学家共同努力，科学力量将最终战胜疫情甚至生物多样性、可持续能源和气候变化等其它科学难题。

世界顶尖科学家协会积极发起年度科学盘点，是该协会科学家集聚效应最富价值的体现。《WLA年度发布》也是世界顶尖科学家论坛价值会议三大核心之一。这一发布将形成机制，致力成为深具权威性和影响力的科学界风向标。

WLA首次年度发布，特别邀请了上海交通大学科研院副院长李卫东教授担任发布嘉宾。李教授是一位神经生物学及心理学青年科学家，作为智囊成员之一，曾参与了论坛第一届至第三届的相关选题策划，与世界顶尖科学家论坛渊源深厚。

世界顶尖科学家协会是全球汇聚顶尖科学家最多的科学家组织之一。协会目前有获奖者会员 163 位，其中诺贝尔奖68位，沃尔夫奖27位，拉斯克奖15位，图灵奖9位，菲尔兹奖6位，科学突破奖15位，盖尔德纳奖11位，京都奖4位，麦克阿瑟天才奖3位，杰出科学家4位，世界粮食奖1位。科学家会员覆盖全球 25 个国家、80 所顶尖实验室和研究机构。

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