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　　 由中(zhong)(zhong)國(guo)科學(xue)院(yuan)(yuan)(yuan)、中(zhong)(zhong)國(guo)工(gong)程院(yuan)(yuan)(yuan)主辦(ban)(ban)，中(zhong)(zhong)國(guo)科學(xue)院(yuan)(yuan)(yuan)學(xue)部工(gong)作局、中(zhong)(zhong)國(guo)工(gong)程院(yuan)(yuan)(yuan)辦(ban)(ban)公廳(ting)、中(zhong)(zhong)國(guo)科學(xue)報社承辦(ban)(ban)，騰訊集(ji)團發(fa)展研究辦(ban)(ban)公室協(xie)辦(ban)(ban)的中(zhong)(zhong)國(guo)科學(xue)院(yuan)(yuan)(yuan)院(yuan)(yuan)(yuan)士和(he)中(zhong)(zhong)國(guo)工(gong)程院(yuan)(yuan)(yuan)院(yuan)(yuan)(yuan)士投票(piao)評選(xuan)的2020年(nian)(nian)中(zhong)(zhong)國(guo)十大科技(ji)進展新聞、世界十大科技(ji)進展新聞，2021年(nian)(nian)1月20日在京揭(jie)曉。

　　此項(xiang)年(nian)度評選活動至今已舉辦了(le)27次。評選結果(guo)經新聞媒(mei)體廣泛報(bao)道后，在社(she)會上產(chan)生了(le)強烈(lie)反響，使公眾(zhong)進一步了(le)解國內外科(ke)技(ji)發展的動態，對普及(ji)科(ke)學技(ji)術起到了(le)積極(ji)作用。

2020年中國十大科技進展新聞

　　1、嫦娥五號探測器完成我國首次地外天體采樣返回之旅 科學研究啟動

嫦娥五號著(zhu)陸器和上升器組(zu)合體(ti)著(zhu)陸后全(quan)景相機環拍成像。國家航天局供圖(tu)

　　11月(yue)24日(ri)4時30分，我(wo)國成(cheng)(cheng)功(gong)發射探月(yue)工(gong)程嫦娥五號(hao)探測器(qi)，12月(yue)1日(ri)晚(wan)間成(cheng)(cheng)功(gong)著陸(lu)(lu)在預選(xuan)著陸(lu)(lu)區(qu)。完成(cheng)(cheng)月(yue)壤取樣(yang)后(hou)，嫦娥五號(hao)上(shang)升器(qi)于12月(yue)3日(ri)從月(yue)面(mian)起(qi)飛，嫦娥五號(hao)返回器(qi)于12月(yue)17日(ri)1時59分在內蒙古四子王旗(qi)預定(ding)區(qu)域成(cheng)(cheng)功(gong)著陸(lu)(lu)，標志著我(wo)國首(shou)次(ci)地(di)外天體采樣(yang)返回任務圓滿完成(cheng)(cheng)。

　　隨后(hou)，重達1731克的(de)嫦娥五號(hao)樣品(pin)移(yi)交中國(guo)科學院，將(jiang)在位于國(guo)家(jia)天文(wen)臺(tai)的(de)“月球(qiu)樣品(pin)實驗室”中存儲、處(chu)理和分(fen)析，正式開啟月球(qiu)樣品(pin)與科學數據(ju)的(de)應用和研(yan)究。

　　嫦(chang)娥五號任(ren)務(wu)(wu)作為(wei)我國復雜度最高、技術跨(kua)度最大的航(hang)天系(xi)統工程，對于我國提升航(hang)天技術水平、完善(shan)探(tan)月工程體系(xi)、開展月球科學研(yan)究、組(zu)織(zhi)后續(xu)月球及(ji)星際(ji)探(tan)測任(ren)務(wu)(wu)，具有承前啟后、里(li)程碑式的重要(yao)意義(yi)。

　　2、北斗三號最后一顆全球組網衛星發射成功 北斗全球系統星座部署完成

發射現場。胡煦劼攝

　　6月23日9時43分，我國在(zai)西(xi)昌衛星發(fa)(fa)射中心(xin)用長征(zheng)三(san)(san)號乙運(yun)載火箭，成功發(fa)(fa)射北斗系統第五(wu)十(shi)五(wu)顆導航(hang)衛星暨北斗三(san)(san)號最后一顆全球組網衛星。

　　此次發射的北斗(dou)導航衛(wei)星(xing)和配(pei)套運載(zai)(zai)火(huo)箭(jian)分別(bie)由(you)中(zhong)國航天(tian)科(ke)技集團有限公司所屬的中(zhong)國空間技術研(yan)究院(yuan)和中(zhong)國運載(zai)(zai)火(huo)箭(jian)技術研(yan)究院(yuan)抓總研(yan)制(zhi)，中(zhong)國科(ke)學(xue)院(yuan)微小衛(wei)星(xing)創(chuang)新研(yan)究院(yuan)等多家科(ke)研(yan)院(yuan)所全方位參與(yu)了研(yan)制(zhi)建設。

　　這是長征系(xi)列運(yun)載火(huo)箭的(de)第336次飛行。在測控、地面運(yun)控、星(xing)間鏈路運(yun)管、應用驗(yan)證等系(xi)統(tong)的(de)強有力支撐(cheng)下，此(ci)前發射的(de)所有在軌衛(wei)星(xing)都已(yi)入網。至此(ci)，北斗三(san)號全(quan)球衛(wei)星(xing)導航系(xi)統(tong)星(xing)座部署比原計劃(hua)提前半年(nian)全(quan)面完成。

　　3、深潛再傳捷報 我國無人潛水器和載人潛水器均取得新突破

“海斗(dou)一號(hao)”。中(zhong)科院沈(shen)陽自動化研究(jiu)所(suo)供圖

　　6月(yue)8日，由中國科(ke)學院(yuan)沈(shen)陽自(zi)動化研(yan)究所主(zhu)(zhu)(zhu)持研(yan)制的“海(hai)斗(dou)一號(hao)”全海(hai)深自(zi)主(zhu)(zhu)(zhu)遙控潛(qian)水(shui)器搭乘"探(tan)索一號(hao)"科(ke)考船海(hai)試歸來。在(zai)此航次(ci)中，“海(hai)斗(dou)一號(hao)”在(zai)馬(ma)里亞納海(hai)溝實現近(jin)海(hai)底自(zi)主(zhu)(zhu)(zhu)航行探(tan)測和坐底作業(ye)，最(zui)大(da)下潛(qian)深度10907米，填補了我國萬(wan)米級作業(ye)型無(wu)人潛(qian)水(shui)器的空(kong)白。

“奮斗者”號(hao)。中船702所供圖

　　11月28日，由中國船舶集(ji)團有(you)限(xian)公(gong)司第七〇二研(yan)(yan)究(jiu)所牽頭總體(ti)設(she)計和集(ji)成建造、中國科學(xue)院深海科學(xue)與工程(cheng)研(yan)(yan)究(jiu)所等(deng)多家科研(yan)(yan)機構聯(lian)合研(yan)(yan)發的“奮斗者(zhe)”號(hao)全海深載(zai)人(ren)潛水器(qi)隨(sui)“探索(suo)一(yi)號(hao)”科考船返航。

　　此(ci)次“奮(fen)斗者”號在(zai)馬里亞納(na)海(hai)溝成(cheng)功(gong)坐底(di)，創(chuang)造了(le)10909米的中國載人(ren)深(shen)(shen)(shen)潛新紀錄(lu)，標(biao)志(zhi)著(zhu)我國在(zai)大深(shen)(shen)(shen)度載人(ren)深(shen)(shen)(shen)潛領域達到世界領先(xian)水平。此(ci)外，還有(you)助于科學家了(le)解深(shen)(shen)(shen)淵海(hai)底(di)生物、礦藏、海(hai)山火(huo)山巖的物質組成(cheng)和成(cheng)因，以及深(shen)(shen)(shen)海(hai)海(hai)溝在(zai)調節氣候方面的作用。

　　4、我國率先實現水平井鉆采深海可燃冰

藍鯨II號平臺。中(zhong)國(guo)地質調查(cha)局(ju)供圖

　　3月26日(ri)，自然資(zi)源(yuan)部召開了我國海(hai)(hai)域天然氣(qi)(qi)(qi)水(shui)合(he)物第二(er)輪(lun)試采成果(guo)匯報視(shi)頻會，會議(yi)透露，此(ci)輪(lun)試采日(ri)前(qian)取得成功，并超額完成目標任務。天然氣(qi)(qi)(qi)水(shui)合(he)物通(tong)常稱為可燃冰。在水(shui)深1225米(mi)的南海(hai)(hai)神(shen)狐海(hai)(hai)域的試采創造了“產氣(qi)(qi)(qi)總(zong)量(liang)(liang)86.14萬(wan)立方(fang)米(mi)、日(ri)均產氣(qi)(qi)(qi)量(liang)(liang)2.87萬(wan)立方(fang)米(mi)”兩項新世(shi)界紀錄。

　　此(ci)次試采(cai)中，研究人員還自主研發了一套實現(xian)天(tian)然氣水合物勘查開采(cai)產業化的(de)關鍵技術(shu)裝備體系(xi)，創建(jian)了獨具特色的(de)環(huan)境保(bao)護和(he)監測體系(xi)，自主創新(xin)形成(cheng)了環(huan)境風(feng)險防控(kong)技術(shu)體系(xi)。

　　此次試(shi)(shi)(shi)采(cai)攻克(ke)了深海淺軟(ruan)地(di)層水平井鉆采(cai)核心技術(shu)，實現了從探索性試(shi)(shi)(shi)采(cai)向試(shi)(shi)(shi)驗性試(shi)(shi)(shi)采(cai)的重大跨越，在產業化進(jin)程中取得標志性成果。我國也成為全球(qiu)首個采(cai)用水平井鉆采(cai)技術(shu)試(shi)(shi)(shi)采(cai)海域天(tian)然氣水合物的國家(jia)。

　　5、科學家找到小麥“癌癥”克星

受赤(chi)霉病侵染(ran)的小麥。山東農業(ye)大學孔令讓團隊供圖(tu)

　　小麥(mai)赤霉(mei)病，是世(shi)界范圍內極具毀(hui)滅性且防治困難的(de)(de)真菌(jun)病害，有小麥(mai)“癌癥”之稱。山東(dong)農業(ye)大學農學院教授、山東(dong)省現代農業(ye)產(chan)業(ye)技術體系小麥(mai)創新團隊(dui)首席專家孔令讓及其團隊(dui)從(cong)小麥(mai)近緣植物長(chang)穗偃(yan)麥(mai)草中首次克隆出抗赤霉(mei)病主(zhu)效基因Fhb7，且成功(gong)(gong)將其轉移(yi)至小麥(mai)品種(zhong)中，首次明(ming)確并驗證了其在小麥(mai)抗病育(yu)種(zhong)中不(bu)僅具有穩定的(de)(de)赤霉(mei)病抗性，而且具有廣(guang)譜的(de)(de)解(jie)毒功(gong)(gong)能。相(xiang)關研究成果4月10日在線發表(biao)于(yu)《科(ke)學》。

　　目前，已有(you)30多家單位利用抗(kang)赤霉(mei)(mei)病的種質(zhi)材料進(jin)行小麥抗(kang)赤霉(mei)(mei)病遺傳改良(liang)，并在山東、河南、江(jiang)蘇、安徽等(deng)地(di)進(jin)行廣泛試驗，結果(guo)表現良(liang)好。上(shang)述成果(guo)為解鎖赤霉(mei)(mei)病這一世界(jie)性難題找到了(le)“金(jin)鑰匙”。

　　6、科學家達到“量子計算優越性”里程碑

光量子干涉實物圖(tu)(tu)：左(zuo)下(xia)(xia)方為(wei)輸入光學部(bu)分(fen)(fen)，右下(xia)(xia)方為(wei)鎖相(xiang)光路(lu)，上方共輸出100個光學模(mo)式，分(fen)(fen)別通過低損耗單模(mo)光纖(xian)與100超導單光子探測器(qi)連接(jie)。中國科學技術大(da)學潘建(jian)偉、陸朝陽團隊(dui)供圖(tu)(tu)

　　中(zhong)國(guo)科(ke)學(xue)(xue)技(ji)術(shu)(shu)大學(xue)(xue)潘建偉、陸朝陽等(deng)與中(zhong)科(ke)院上海微系統與信息(xi)技(ji)術(shu)(shu)研(yan)究(jiu)所、國(guo)家并行計(ji)算機工程技(ji)術(shu)(shu)研(yan)究(jiu)中(zhong)心的(de)研(yan)究(jiu)人員合作，構(gou)建了(le)76個光子的(de)量(liang)子計(ji)算原型機“九章”，實(shi)現(xian)了(le)具有(you)實(shi)用前景的(de)“高斯(si)玻色(se)取樣(yang)”任務的(de)快速求解，使(shi)得我國(guo)成功達到量(liang)子計(ji)算研(yan)究(jiu)的(de)首個里程碑——量(liang)子計(ji)算優(you)越性，為實(shi)現(xian)可解決具有(you)重大實(shi)用價值問題的(de)規模化量(liang)子模擬機奠定技(ji)術(shu)(shu)基礎。相關(guan)成果12月4日在線發(fa)表于《科(ke)學(xue)(xue)》。

　　7、科學家重現地球3億多年生物多樣性變化歷史

古(gu)生代海洋生物(wu)多樣性曲(qu)線(xian)與(yu)重要(yao)演(yan)化事件(jian)。南京大學供圖

　　生(sheng)命起源與演化(hua)是世界十大科(ke)學(xue)之(zhi)(zhi)謎之(zhi)(zhi)一(yi)。地(di)球上曾經(jing)生(sheng)活過(guo)的生(sheng)物99%以上已經(jing)滅絕，通過(guo)化(hua)石記錄重建地(di)球生(sheng)物多樣性變(bian)化(hua)歷史是認識(shi)當今人類居(ju)住地(di)球生(sheng)物多樣性現(xian)狀與發展趨勢的重要途徑。

　　南京大學樊(fan)雋(jun)軒(xuan)教授、沈樹忠院士等自建(jian)大型數據庫，自主研(yan)發人(ren)工智(zhi)能(neng)算(suan)法，利用“天河二號”超算(suan)取(qu)得突破(po)，獲得了全(quan)球第(di)一條(tiao)高精度的古生(sheng)代3億多(duo)年的海洋(yang)生(sheng)物多(duo)樣性(xing)變(bian)化曲線，其分(fen)辨(bian)率較(jiao)國際同類(lei)研(yan)究(jiu)提高400倍。

　　新曲線精確刻畫出地質歷史中多次重大生物滅(mie)絕(jue)和(he)輻射事件(jian)及(ji)其(qi)與環境變(bian)化的(de)關(guan)系(xi)。成(cheng)果于(yu)1月17日以研究(jiu)長(chang)文形式發表于(yu)《科學(xue)》。

　　8、我國最高參數“人造太陽”建成

中(zhong)國環流器二號M裝置。中(zhong)核集團核工業西南物(wu)理研究(jiu)院供圖(tu)

　　我國新一代可(ke)控核(he)聚(ju)變(bian)研究(jiu)裝置“中國環流(liu)器二號(hao)M”(HL-2M)12月4日(ri)在成(cheng)都(dou)正式建成(cheng)放電，標志我國正式跨入全球可(ke)控核(he)聚(ju)變(bian)研究(jiu)前列，HL-2M將進一步加快人類探(tan)索未來能源的(de)步伐。

　　該項目(mu)由中核集(ji)團(tuan)核工(gong)業(ye)西南(nan)物(wu)理研究院自(zi)主設計(ji)建(jian)造。據悉，該裝置(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)是(shi)(shi)我(wo)國(guo)目(mu)前規模最大、參數最高的先(xian)進托卡馬(ma)克裝置(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)，是(shi)(shi)我(wo)國(guo)新一(yi)代先(xian)進磁(ci)約束核聚(ju)(ju)變實(shi)驗研究裝置(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)，采用更先(xian)進的結(jie)構與控制方式，等(deng)離(li)子(zi)體(ti)體(ti)積達(da)到(dao)國(guo)內(nei)現有裝置(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)2倍以(yi)上，等(deng)離(li)子(zi)體(ti)電(dian)流能(neng)力提高到(dao)2.5兆安培以(yi)上，等(deng)離(li)子(zi)體(ti)離(li)子(zi)溫度(du)可達(da)到(dao)1.5億(yi)攝氏度(du)，能(neng)實(shi)現高密度(du)、高比壓、高自(zi)舉(ju)電(dian)流運行，是(shi)(shi)實(shi)現我(wo)國(guo)核聚(ju)(ju)變能(neng)開(kai)發事業(ye)跨越(yue)式發展的重要依托裝置(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)，也(ye)是(shi)(shi)我(wo)國(guo)消(xiao)化吸(xi)收ITER技術(shu)不可或缺的重要平臺(tai)。

　　9、科學家攻克20余年懸而未決的幾何難題

闡釋圖片。中(zhong)國科學(xue)技術大學(xue)供圖

　　中國科學技術大學教(jiao)授陳秀雄(xiong)、王(wang)兵發表的(de)關(guan)于(yu)高(gao)維(wei)凱(kai)勒(le)里奇流收斂性的(de)論文，率(lv)先(xian)攻克了哈密爾頓—田猜想和偏(pian)零(ling)階估計猜想——這(zhe)些均為幾何分析領域20余年來懸而未決的(de)核心猜想。

　　相關成果于11月初發表(biao)(biao)在《微分幾何(he)學雜志》上。據(ju)了解，論文(wen)篇幅超(chao)過120頁，從投稿到正式發表(biao)(biao)耗時6年。該(gai)論文(wen)引進了眾多新思(si)想和新方(fang)法，對幾何(he)分析，尤其是里奇流的研(yan)究(jiu)產生了深遠的影響。

　　據悉(xi)，該文是(shi)幾何分析領域內的重大進展(zhan)，或將推進諸多相關工作。

　　10、機器學習模擬上億原子：中美團隊獲2020高性能計算應用領域最高獎項戈登貝爾獎

機器學習+物(wu)理模擬+高性能計算=新(xin)的科學范式。賈(jia)偉樂供(gong)圖(tu)

　　11月19日下午，由中國(guo)科學院(yuan)計算(suan)技術研(yan)究(jiu)(jiu)所(suo)賈偉樂副研(yan)究(jiu)(jiu)員(yuan)、中國(guo)科學院(yuan)院(yuan)士鄂維南(nan)、北京大數據(ju)研(yan)究(jiu)(jiu)院(yuan)張林峰研(yan)究(jiu)(jiu)員(yuan)及其合作者(zhe)共(gong)同完成的(de)應(ying)用(yong)成果獲得國(guo)際高(gao)性能計算(suan)應(ying)用(yong)領域最高(gao)獎(jiang)——戈登貝爾獎(jiang)。

　　該項工作在(zai)國際上(shang)首次采用智能超算(suan)與(yu)物(wu)理模(mo)型的結合，引領(ling)了科學計算(suan)從傳統(tong)的計算(suan)模(mo)式朝(chao)著智能超算(suan)的方向前進。

　　據悉，第一(yi)性(xing)原理分子動力(li)學以其(qi)高精度和算法復(fu)雜著稱(cheng)，長(chang)期以來，其(qi)計算的空間尺度和時間尺度受算法和算力(li)限制，即(ji)使利用世界上最快的超級計算機，也只(zhi)能計算數千原子體系規模(mo)。

　　該成果通過高性能計算和機器學習將分(fen)子動力學極(ji)限提升了(le)數個量級，達到(dao)了(le)上億原(yuan)子的(de)體系規模(mo)，同時(shi)仍保證(zheng)了(le)「從頭(tou)算(ab initio)」的(de)高精度，且模(mo)擬時(shi)間尺度較傳統(tong)方法(fa)至少(shao)提高1000倍。

　　據了解，基于深度(du)(du)學(xue)習的(de)(de)(de)分子動力學(xue)模(mo)擬(ni)通過高性能(neng)計算和(he)機(ji)(ji)器(qi)學(xue)習的(de)(de)(de)有機(ji)(ji)結合(he)，將(jiang)精確的(de)(de)(de)物(wu)理建(jian)模(mo)帶入了更大尺度(du)(du)的(de)(de)(de)材(cai)(cai)料(liao)模(mo)擬(ni)中，有望在(zai)將(jiang)來為力學(xue)、化學(xue)、材(cai)(cai)料(liao)、生物(wu)乃至工程領域解決實際問題發揮更大作用。

2020年世界十大科技進展新聞

　　1、科學界完成迄今最全面癌癥基因組分析

人乳腺癌(ai)細胞。圖(tu)源/CECIL H. FOX

　　2月5日(ri)，英國韋爾科姆基(ji)金會桑(sang)格研究(jiu)所宣(xuan)布，一個國際(ji)團隊完成了迄今覆蓋面最廣(guang)泛的癌(ai)癥全基(ji)因組分析，這有助于加(jia)深研究(jiu)人員對(dui)癌(ai)癥的認識，為開發出更高效的治(zhi)療方案鋪平道路(lu)。

　　這個被稱(cheng)為(wei)“泛癌(ai)癥計劃”的項目由(you)來自37個國(guo)家(jia)的1300多名科學家(jia)合作開展，旨在研究可導致癌(ai)癥的變異基(ji)(ji)因，繪制出這些基(ji)(ji)因的全圖譜，團隊分析了38種(zhong)不(bu)同類(lei)型(xing)腫瘤的2658個全基(ji)(ji)因組，為(wei)癌(ai)癥研究獲取了豐富的基(ji)(ji)因數據。

　　相(xiang)關(guan)成果在(zai)當天以20多篇系列報告的(de)形(xing)式發表在(zai)《自(zi)然》雜志及子刊上(shang)。

　　2、人造葉綠體研制成功

在這(zhe)些90微(wei)米的(de)液滴(di)中(zhong)，葉綠體中(zhong)的(de)類囊體利(li)用陽光將二氧化碳(tan)轉化為有機化合物。圖源/T. MILLER

　　德(de)國馬克(ke)斯·普(pu)朗克(ke)陸地微(wei)生(sheng)物(wu)(wu)研(yan)究(jiu)所和(he)法國波爾多大學的(de)(de)研(yan)究(jiu)人(ren)員(yuan)5月8日在(zai)(zai)《科學》上發文，他們通過將菠菜(cai)的(de)(de)“捕(bu)光(guang)器”與9種不同(tong)生(sheng)物(wu)(wu)體(ti)的(de)(de)酶結合(he)起來，制造了(le)人(ren)造葉(xie)綠體(ti)。這種葉(xie)綠體(ti)可在(zai)(zai)細(xi)胞外工作(zuo)、收集(ji)陽光(guang)，并利用由此產生(sheng)的(de)(de)能量將二氧化碳轉化成富含能量的(de)(de)分子。

　　研究(jiu)人員希望(wang)他(ta)們制(zhi)造的加強版光合作用系統，最終能將(jiang)二(er)氧(yang)化(hua)(hua)碳直接(jie)轉化(hua)(hua)成有用的化(hua)(hua)學(xue)物質，或(huo)者使轉基因植物吸(xi)收(shou)大氣中二(er)氧(yang)化(hua)(hua)碳的量達到普通植物的10倍。

　　這種(zhong)新的(de)光合作(zuo)用將(jiang)為轉基因(yin)作(zuo)物(wu)打開新大門，創造(zao)出比現有品種(zhong)生長速(su)度更快的(de)新品種(zhong)。在世(shi)界人口(kou)激增的(de)背景(jing)下，這對農業發展是一個福音。

　　3、人工智能首次成功解析蛋白質結構

藍色為計算機預(yu)測(ce)的蛋(dan)白質結(jie)構，綠色為實驗驗證結(jie)果，二者相似度非常(chang)高。

　　生(sheng)物學界最大的(de)挑戰之(zhi)一——蛋白(bai)質三維(wei)結構解(jie)析如今有望(wang)被(bei)破解(jie)。谷歌旗下人工智(zhi)能(neng)公司DeepMind開發的(de)深度學習(xi)程序AlphaFold能(neng)夠(gou)精(jing)確預(yu)測其三維(wei)形狀。

　　長久以來(lai)，人們需要借助實驗確(que)定完整的(de)蛋白質結構，這些(xie)方(fang)法往(wang)往(wang)需要數(shu)月甚(shen)至數(shu)年時間。而現在，人工(gong)智(zhi)能也(ye)有能力給出(chu)精確(que)預測的(de)計算方(fang)法，可能只要幾天甚(shen)至半個小時。

　　11月30日，在蛋白質(zhi)(zhi)預測結構(gou)挑戰賽CASP上(shang)，AlphaFold程(cheng)序在百(bai)余支(zhi)隊伍中(zhong)脫穎(ying)而出。將深(shen)度學習與張力控制算法結合，并應用(yong)于(yu)結構(gou)和遺(yi)傳(chuan)數據，該(gai)深(shen)度學習網(wang)絡利用(yong)目前(qian)已知的17萬種解析完(wan)畢的蛋白質(zhi)(zhi)進行了訓練(lian)。

　　DeepMind有關研發團隊(dui)表示，還將(jiang)繼(ji)續對AlphaFold展開訓練(lian)，以(yi)便(bian)更好(hao)地解析(xi)更復雜(za)的蛋白(bai)質結構。

　　4、新型催化劑將二氧化碳變為甲烷

一(yi)種新的催(cui)化劑增加了利用可(ke)再生能(neng)源(yuan)產生甲烷(wan)的希望。圖源(yuan)/MEHMETCAN

　　研究人(ren)員一直試圖模仿光(guang)合作(zuo)用(yong)，利用(yong)太陽的(de)能(neng)量(liang)制造(zao)化學燃料。現在，美國科學家開發出一種新型銅-鐵基催化劑，可借助光(guang)將二(er)氧化碳轉化為天然氣主要成分甲烷，這一方(fang)法(fa)(fa)是迄今最(zui)接近人(ren)造(zao)光(guang)合作(zuo)用(yong)的(de)方(fang)法(fa)(fa)。

　　研究人員稱(cheng)，新催化(hua)(hua)劑如獲進(jin)一步改良(liang)，將降低人類對化(hua)(hua)石(shi)燃(ran)料的(de)依賴(lai)。1月出版的(de)美(mei)國(guo)《國(guo)家科學(xue)院(yuan)院(yuan)刊》報道了這種新型催化(hua)(hua)劑，作為(wei)將二氧化(hua)(hua)碳轉化(hua)(hua)為(wei)甲烷(wan)的(de)光驅(qu)動(dong)催化(hua)(hua)劑，其效(xiao)率(lv)和產量是有史(shi)以來最高的(de)。

　　5、腦-機接口技術助癱瘓男子重獲觸覺

在(zai)2010年(nian)遭受嚴重脊髓損傷后，伊恩·伯克哈特在(zai)他的運動(dong)皮層植入(ru)了微型芯片，將大(da)腦電信(xin)號轉到電腦上控制手臂(bei)，使其能夠再次抓住(zhu)和感覺物體。圖源/Battelle Memorial Institute

　　4月23日，美國巴泰爾(er)科研(yan)中心(xin)和俄亥俄州立大學(xue)韋克斯(si)納醫學(xue)中心(xin)的(de)研(yan)究(jiu)團隊在《細胞》上(shang)發文，他們成功利用(yong)腦—機接口(BCI)系統(tong)幫一位(wei)癱瘓(huan)患者恢復了手部觸(chu)覺(jue)。

　　這項技術(shu)能(neng)捕(bu)捉到人所無法感(gan)知的(de)微弱神經信號，并通過發(fa)回受(shou)試者大(da)腦(nao)的(de)人工感(gan)覺反饋來增強這些信號，從而(er)極大(da)地優化(hua)受(shou)試者的(de)運動(dong)功能(neng)。

　　BCI系(xi)統(tong)在改進后(hou)成(cheng)為(wei)首個(ge)同時恢復運動與觸(chu)覺(jue)功能的(de)系(xi)統(tong)，不(bu)僅能讓受(shou)試(shi)者僅靠(kao)觸(chu)覺(jue)就(jiu)能感知到物(wu)體，還能夠感知握持或撿拾(shi)物(wu)體時所需的(de)壓力。

　　6、科研人員繪出迄今最大三維宇宙結構圖

右圖(tu)中2D星(xing)系經過距離測量確定后，放(fang)置入3D星(xing)圖(tu)中(左)圖(tu)源/Image: Sloan Digital Sky Survey

　　據物理(li)學家組織(zhi)網7月20日報道，在對(dui)400多萬個星系(xi)和蘊含巨大(da)能量的超亮(liang)類星體(ti)進行分析(xi)后，國際(ji)斯隆數字巡天調查(SDSS)項目發布了迄(qi)今(jin)最大(da)的宇宙(zhou)三維(wei)(3D)結(jie)構圖。

　　繪出該圖(tu)的是多國科研(yan)人員組成的“擴展(zhan)重子振蕩光譜巡(xun)天(tian)(eBOSS)”項目，它是世界最(zui)大星系巡(xun)天(tian)項目“斯隆數字(zi)巡(xun)天(tian)(SDSS)”的一部分。最(zui)新成果建立在世界各地數十(shi)家機構的數百名科研(yan)人員超過20年合(he)作的基礎上，由eBOSS項目耗費數年完成。

　　目(mu)前(qian)理論認為(wei)宇(yu)宙產生于(yu)約(yue)138億(yi)年(nian)前(qian)的(de)大爆炸(zha)。通過理論分析和天文觀測，科研人(ren)員此前(qian)對宇(yu)宙的(de)遠古(gu)歷史(shi)和最近(jin)的(de)膨(peng)脹史(shi)都有(you)相當了(le)解，但中間(jian)卻存在一(yi)個約(yue)110億(yi)年(nian)的(de)認知缺口。有(you)關(guan)研究人(ren)員表示，新(xin)成果終于(yu)填補了(le)這一(yi)空白，是宇(yu)宙學領域的(de)重(zhong)大進展。

　　7、美研究人員在超高壓下實現室溫超導

一(yi)種氫、硫和碳的(de)化合物被壓在兩顆鉆石(shi)之(zhi)間，在室(shi)溫下(xia)實現超(chao)導。圖源/ADAM FENSTER

　　10月(yue)16日，美國(guo)的一(yi)個科研(yan)團隊在《自(zi)然》雜(za)志發表研(yan)究(jiu)成果(guo)。該(gai)團隊在超高(gao)壓下(xia)的一(yi)種氫(qing)化物材料中觀察到室(shi)溫超導現(xian)象，這一(yi)新(xin)突破讓研(yan)究(jiu)人員(yuan)朝著創造出(chu)具有極優(you)效率的電力系統(tong)邁(mai)進了一(yi)步。近年來(lai)超導研(yan)究(jiu)的進展已表明，富氫(qing)材料在高(gao)壓下(xia)可(ke)將超導溫度提(ti)高(gao)至零下(xia)23攝氏度左右(you)。

　　美國羅切斯特大學(xue)科研人員在(zai)實驗室中(zhong)將(jiang)可實現零電阻的(de)溫度提高到了15攝氏(shi)度，這(zhe)個效果在(zai)2670億(yi)帕斯卡(ka)壓(ya)力下(xia)的(de)一個光化學(xue)合(he)成(cheng)三元含(han)碳硫化氫(qing)系(xi)統中(zhong)被觀察到，這(zhe)個壓(ya)力約(yue)是典(dian)型(xing)胎壓(ya)的(de)100萬倍，并且(qie)達到了實驗中(zhong)實現的(de)最高壓(ya)力值。

　　8、“基因魔剪”首次直接用于人體試驗

人類(lei)視網膜。CRISPR療(liao)法(fa)首次被直接用于(yu)人體，以(yi)治療(liao)一名遺傳性失明患者(zhe)。

　　一(yi)名遺(yi)傳(chuan)失明(ming)癥(zheng)患者(zhe)成為接受CRISPR-Cas9基因(yin)療法直接人(ren)(ren)體(ti)試驗的第一(yi)人(ren)(ren)。據3月初(chu)英國《自(zi)然》網(wang)站報道，科學家首次開展臨床試驗，將(jiang)CRISPR-Cas9基因(yin)療法直接用于(yu)人(ren)(ren)體(ti)，治(zhi)療遺(yi)傳(chuan)性(xing)眼病——萊伯氏先天性(xing)黑蒙癥(zheng)(LCA10)。

　　LCA10是(shi)導致兒童失明的(de)主要原因(yin)，目前尚無治療方(fang)法。CRISPR-Cas9有(you)“基因(yin)魔剪”之(zhi)稱(cheng)，在(zai)最新試驗中(zhong)(zhong)，這種基因(yin)編輯系統的(de)組件(jian)將被(bei)編碼于病毒基因(yin)組中(zhong)(zhong)，然后直接注入(ru)患者眼睛的(de)近光(guang)感受器細(xi)胞內。

　　這項最新實驗(yan)名為“光(guang)明”(BRILLIANCE)，由美(mei)國俄勒岡健康(kang)與(yu)(yu)科學大學遺傳性視網膜疾病專家馬克·彭勒斯與(yu)(yu)美(mei)國Editas Medicine公(gong)司等攜(xie)手開展，他們表示，此(ci)試驗(yan)旨在測試該基(ji)因編輯技術(shu)移除導(dao)致LCA10的(de)(de)基(ji)因突(tu)變的(de)(de)能力(li)，具有里程碑意(yi)義。

　　9、引力波探測器發現迄今最強黑洞合并事件

黑(hei)洞(dong)碰(peng)撞概念圖(tu)。圖(tu)源/Science Photo Library

　　引(yin)力波探測器探測到了(le)天文學(xue)家未曾想到的(de)(de)驚人發現(xian)——迄今(jin)為止我們(men)所知(zhi)的(de)(de)最大規模的(de)(de)黑洞(dong)合并事件。9月2日，《物理評論快(kuai)(kuai)報(bao)》和《天體物理學(xue)期(qi)刊(kan)快(kuai)(kuai)報(bao)》分別上(shang)線文章，介(jie)紹(shao)了(le)這項發現(xian)。

　　此次(ci)黑洞(dong)合并(bing)(bing)最早(zao)被發現于2019年5月21日，合并(bing)(bing)產生的(de)引力波(bo)被美(mei)國激光干涉(she)引力波(bo)天文臺(LIGO)和意大利室女座干涉(she)儀(Virgo)探測(ce)到，合并(bing)(bing)事件被命名為GW190521。

　　這是上述(shu)引力(li)波探測(ce)器今年第二次探測(ce)到非常規的(de)黑(hei)洞(dong)合并(bing)事件。此次合并(bing)事件中(zhong)，兩個黑(hei)洞(dong)的(de)質量(liang)(liang)分(fen)別是太陽的(de)85倍和66倍，合并(bing)后(hou)形成的(de)新(xin)黑(hei)洞(dong)質量(liang)(liang)接近150個太陽。

　　10、冷凍電鏡技術突破原子分辨率障礙

冷(leng)凍電鏡揭示了去鐵鐵蛋白的原子細(xi)節(jie)。圖(tu)源/PAUL EMSLEY

　　如果想繪制出蛋白(bai)質最微小的(de)部分(fen)(fen)，科學家通(tong)常需要使數百萬(wan)個(ge)(ge)單個(ge)(ge)蛋白(bai)質分(fen)(fen)子(zi)排列(lie)成晶(jing)體，然后(hou)用X射線(xian)晶(jing)體學分(fen)(fen)析它們;或者快速(su)冷凍(dong)蛋白(bai)質的(de)副本，然后(hou)用電(dian)子(zi)轟(hong)擊它們，這是一種(zhong)低分(fen)(fen)辨率的(de)方法，叫(jiao)做冷凍(dong)電(dian)鏡技(ji)術(shu)。

　　在電子束技術、探(tan)測器和(he)軟件進一步的(de)幫助下，來自英(ying)國和(he)德(de)國的(de)兩組研究(jiu)人員將分辨(bian)率縮小(xiao)(xiao)到1.25埃或更小(xiao)(xiao)，這已經足(zu)以計算出單個(ge)原子的(de)位(wei)置(zhi)。

　　增強的(de)(de)分辨(bian)率或(huo)使更(geng)多的(de)(de)結構生物學家(jia)選擇使用(yong)冷(leng)凍電鏡(jing)技術。目前，這項(xiang)技術只適用(yong)于異(yi)常堅硬的(de)(de)蛋(dan)白(bai)質(zhi)。下一步，研究人員將努力在剛性較小、較大的(de)(de)蛋(dan)白(bai)質(zhi)復合物(如(ru)剪接體)中達到類似清晰程(cheng)度的(de)(de)分辨(bian)率。相關論文于10月21日發(fa)表在《自然》。