2018年十大科技突破

  2018年將因科研成果大豐收而名留史冊。其中的翹楚是基因研究和太空開發。此外,醫學、人工智能、地球甚至犯罪偵查學領域的斬獲同樣可圈可點。本文羅列了2018年最重一囡的十大發現。

1.小行星上的寶藏

9月底,日本宇宙航空研究開發機構發射的「隼鳥二號」探測器釋放的兩台探測機器人成功實現了人類歷史上首次對於小行星的軟著陸,它們已在這顆名為「龍宮」的星球表面開始工作。

「隼鳥二號」於2014年從地球發射,歷經3億公里的漫長航程,終於抵達目的地。

「龍宮」是一顆直徑近千米的近地小行星,它的表面崎嶇不平,遍佈山嶺和岩石,令著陸點的選擇變得異常艱難。

機器人已經傳回了首批圖像。它們測量了「龍宮」的表面溫度,並對其成分進行研究。「隼鳥二號」明年還將在「龍宮」上釋放兩台機器人,採集岩石樣本並將其帶回地球。「龍宮」保留有太陽系誕生時(約46億年前)的有機物和水,所以這些樣本彌足珍貴。

2.人工智慧的節節勝利

「阿爾法元程式」(AlphaGo Zero)是谷歌旗下「深層思維」公司開發的最新版人工智慧系統。它以深層神經網路為基礎,能夠自我強化學習棋類及桌游,迅速達到頂級大師的水準。「阿爾法圍棋」首席研究員大衛•西爾弗的團隊所打造的是一種全新程式,它無師自通,自己設計戰術,在自我對弈中加以改進和完善。

圍棋、象棋以及日本將棋的最頂尖高手紛紛在它面前敗下陣來。

近年來,人工智慧的迅速發展與它基於大資料之上的自我強化學習密不可分。它能夠識別人臉、圖像、聲音、筆跡,還能撰寫食譜,修復彩色電影舊片和畫作。

3.度量衡革命

在巴黎國際法定度量衡組織的地下室內,自19世紀以來便珍藏著一個鉑銥合金圓柱體,這便是定義1000克品質的著名的「國際千克原器」。不過,它即將成為歷史。如今,世界將以量子論中的「普朗克常數」來重新定義千克。至少第26屆國際計量大會的與會者投票通過了這一決定。

在此前的數年時間裏,3個由計量學家參與的獨立小組,借助不同的精准試驗,致力於為普朗克常數測出最精確的數值,偏差僅以十億分之幾計量。

未來,摩爾、開爾文和安培的標準也將更為精確,它們同樣將使用基本物理常數而非實物來定義。

4.必須遏制升溫速度

10月初,聯合國政府間氣候變化專門委員會發佈報告,呼籲各國積極行動,務必在本世紀末將全球氣溫的升高幅度限制在1.5℃以內。

自19世紀末以來,全球氣溫已經升高了1℃,按此速度,人類的未來堪憂。首當其衝的是西非、南非、東南亞、中南美洲的部分地區以及地中海沿岸。

氣候變化導致的極端天氣災難日益頻繁,如乾旱、洪水、熱浪的侵襲。動植物物種的滅絕仍在持續,淡水匱乏危機加劇。由於格陵蘭島以及南極冰川、冰蓋的融化,全球海平面加速上升,一些島國和沿海城市面臨被淹沒的危險。

5.基因破案

美國今年利用公開的DNA資料庫GEDmatch,破獲了許多困擾警方多年的疑難案件。

上世紀70至80年代,加州薩克拉門托的一個連環殺手製造了至少12起謀殺和45起強姦案,按指紋辨凶似乎是大海撈針,所幸警方保留了罪犯的DNA採樣。

GEDmatch是一個利用基因組資訊進行家系及親緣分析的公共資料庫,用戶可上傳自己的基因組資料,與其他用戶的資料比對,判別親緣遠近。警方在那裏發現了這個臭名昭著罪犯的遠親,於是順藤摸瓜,通過社交網站鎖定了嫌犯的個人資訊和居住地點。該嫌犯是現年72歲的前警員約瑟夫•詹姆斯•迪安傑洛。他的DNA檢驗結果與罪犯在現場遺留下來的完全吻合,隨即被捕。

在隨後的數月內,警方採取同樣的方式,找到了1986年和1992年發生的女童及婦女遭性侵被害案件的嫌犯。

6.愛情的結晶

專家證實,俄羅斯阿勒泰地區丹尼索瓦洞穴中的某些古人類其實是尼安德特人和丹尼索瓦人的混血後代。

尼安德特人和丹尼索瓦人皆屬於居住在歐亞大陸上的古人類種群。

德國萊比錫馬克斯•普朗克進化人類學研究所古遺傳學家薇薇安•斯隆所率的團隊在洞穴內發現了一名13歲少女的骨塊樣本。經過基因組測序發現,她的父親為丹尼索瓦人,母親是不遠千里跋涉而來的尼安德特人。骨樣距今已有9萬年。

7.它最古老

澳大利亞和俄羅斯兩國學者的最新發現為地球上最早的多細胞動物之爭畫上了句號。它便是狄更遜水母,外形如同巨型樹葉,生活在距今逾5億年前的古老海洋中。

長期以來,學者們一直無法確認它是動物還是普通生物,直至澳大利亞國立大學的國際團隊在伊利亞•博布羅夫斯基的帶領下,對它的化石進行了分子提取與分析,發現其記憶體在極高比例、只有動物才會有的屬於脂肪的膽固醇分子。

8.癌症的民族特性

日本理化學研究所研究人員發現,除了不能忽視與罹患遺傳性乳腺癌和卵巢癌直接相關的兩種基因BRCA1和BRCA1的變異外,斯拉夫女子和韃靼女子還需檢查CDK12基因。而人們早已發現的能夠引發腎癌的VHL基因變異似乎無法對楚瓦什人造成影響。

這也表明,在遺傳性癌症的篩查方面,不同民族可能需要不同的測試方案。

9.標準中微子

參加太陽中微子實驗項目的俄羅斯及境外學者借助架設于山間的高靈敏太陽粒子探測器,計算出1平方釐米的太陽表面每秒可散射出超過600億個中微子。

該計量測試持續了近10年時間,證明了粒子物理中有關微觀世界的標準模型,並有助於該模型更趨精准與完善。

10.走出舒適區

美國國家航空航天局12月宣佈,「旅行者2號」探測器終於飛離太陽系,進入星際介質,成為迄今第二個飛到如此遙遠空間的人造物體。

「旅行者2號」與其孿生兄弟「旅行者1號」於1977年升空,但只有「旅行者2號」所搭載的等離子體科學實驗儀器仍在工作,發回太陽圈邊緣的資訊。如今,它已身處距地球180億公里的浩瀚宇宙之中。