盘点今年人类有何科学进步 老年痴呆症有救了?

今年,人类仍不断在科学研究上向前迈进:太空胚胎实验、引力波、诺贝尔奖、太阳能飞机等。现在我们来一起回顾下这些重要的科学成果。

3月15日|谷歌人工智能AlphaGo战胜李世石 4:1完爆人类

当天中午12点,人机围棋大战迎来最终局,经过将近5个小时的比拼,谷歌围棋人工智能AlphaGo战胜李世石,总比分定格在4:1,标志着此次人机围棋大战,最终以机器的完胜结束。

AlphaGo战胜了人类顶尖棋手,这不禁让人们感到失望与担心。但谷歌董事长施密特在赛前向大众解释以消除疑虑:“无论最终结果是什么,赢家都是人类。”

意义:阿尔法围棋(AlphaGo)是一款围棋人工智能程序。其主要工作原理是“深度学习”。谷歌Deep mind首席执行官宣布“要将阿尔法围棋(AlphaGo)和医疗、机器人等进行结合”。因为它是人工智能,会自己学习,只要给它资料就可以移植。

4月6日|实践十号:中国首颗微重力科学实验卫星

4月6日1时38分,中国首颗微重力科学实验卫星——实践十号返回式科学实验卫星,在酒泉卫星发射中心由长征二号丁运载火箭发射升空,进入预定轨道。

顺利完成12天太空飞行后,其回收舱于4月18日16时30分准确降落在内蒙古四子王旗预定着陆区域,卫星搜索回收任务顺利完成。

意义:实践十号卫星的成功返回,带来了来自太空的生命繁衍迹象。小鼠胚胎在太空中完成了从二细胞到囊胚的发育,中国已经在太空实现了哺乳动物胚胎的发育。而这,在世界上是第一次,改写了人类科学史。预示着包括人类在内的哺乳动物,其生命有望在太空中得以延续。

6月16日|人类再次探测到引力波:来自时空的涟漪

6月16日凌晨,美国激光干涉仪引力波天文台(LIGO)科学合作组织和Virgo科学合作组织在美国天文学会第228次会议上正式宣布,再次“清晰”探测到来自两个黑洞合并的引力波信号。

这是继今年2月11日LIGO宣布探测到首个引力波信号之后,人类又一次探测到引力波信号。

什么是引力波?早在百年之前,爱因斯坦就在其广义相对论论文中对引力和引力波进行了论证。他提出,引力的本质是时空几何在物质影响下的弯曲;引力的作用以波动的形式传播,即引力波。

引力波的概念听上去艰涩难懂,但用通俗的方法解释,引力波就像一个池塘中投下一枚石子所引起的涟漪,只不过,引力波是时空的涟漪。

意义:引力波是爱因斯坦广义相对论实验验证中最后一块缺失的“拼图”,它的发现是物理学界里程碑式的重大成果。

6月20日|世界第一超算:中国“神威·太湖之光”

6月20日下午3点,TOP500组织在法兰克福世界超算大会上,“神威·太湖之光”超级计算机系统登顶榜单之首,成为世界上首台运算速度超过十亿亿次的超级计算机。 而“中国芯”“申威26010”的问世,也成为中国自主研发打破30年技术封锁的一柄利器。“神威·太湖之光”勇夺榜首,可以说为中国超级计算机领域的发展打了一剂强心针。

第一超算有多强?简单来说,这套系统1分钟的计算能力,相当于全球72亿人同时用计算器不间断计算32年;如果用2016年生产的主流笔记本电脑或个人台式机作参照,‘太湖之光’相当于200多万台普通电脑。

意义:这一成果将全面提高我国应对极端气候和自然灾害的减灾防灾能力;为“天宫一号”顺利回家提供精确预测;上海药物所短短2周就完成常规需要10个月的计算,大大加速了白血病、癌症、禽流感等方向的药物设计进度。

7月26日|世界最大太阳能飞机“阳光动力2号”完成环球飞行

7月26日,全球最大太阳能飞机“阳光动力2号”26日终于抵达其环球飞行的起点也是最后一站——阿联酋首都阿布扎比,完成首次环球飞行的历史性壮举。

“阳光动力2号”是一架长航时、可昼夜连续飞行的太阳能飞机,可将能量储存在锂电池组中供夜间飞行,飞行员是来自瑞士的博尔施贝格和皮卡尔。

意义:去年3月,它从阿布扎比出发,开始总共17段、全程3.5万公里的环球飞行,旨在世界范围内宣传可再生能源和清洁能源。飞机先后飞抵阿曼、印度、缅甸等国,经停中国重庆和南京。

9月25日|中国“天眼”竣工: 世界最大单口径射电望远镜

9月25日,位于贵州黔南州平塘县大窝凼的世界最大单口径射电望远镜——500米口径球面射电望远镜(FAST)的最后一块反射面单元3日成功吊装,这标志着FAST主体工程顺利完工。

专家介绍说,和发现“上帝粒子”的设备一样,FAST的主要目标不是在短期内实现经济效益,而是要探测宇宙中的遥远信号和物质,比如宇宙中间的气体、微波激光以及脉冲星,实现对宇宙物质成分和演化历史最基本的理解,满足人类对于未知宇宙的好奇心。同时,FAST也可以被用于探测地外文明和生物。

意义:FAST是全球最大的单口径射电望远镜,而全球最大的射电望远镜项目则是分别建于南非和澳大利亚的平方公里阵列望远镜(SKA)项目。与后者采用的国际合作投资建设模式不同,FAST是完全由中国设计和建造,因此建造过程中没有像SKA那样饱受各国资金和协调带来的困扰。

10月3日|诺贝尔生理学或医学奖:细胞自噬机制

获奖者为日本科学家大隅良典(Yoshinori Ohsumi),以奖励他在“细胞自噬机制方面的发现”。得益于他的贡献,我们现在知道,自噬控制着重要的生理功能,因此对医疗方面将有重要作用。

意义:自噬在治疗癌症的方面有很大前景,如果细胞的自噬系统出了问题,正常细胞可能会转化成癌细胞。如果能够保证正常细胞的自噬,那么可以预防细胞癌变。另外,我们人体中神经细胞能不能长寿,自噬细胞起到了关键作用。帕金森、老年痴呆症,这些病都跟神经细胞的不正常死亡有关。在治疗神经性退行疾病,自噬机制也可以发挥作用。

自噬现在还处于基础研究阶段,因此还没有逆天神药被制出来或者批准上市,但前景一定是美好的!

10月4日|诺贝尔物理学奖:拓扑相变

10月4日,2016年诺贝尔物理学奖授予三位科学家——戴维·索利斯、邓肯·霍尔丹和迈克尔·科斯特利茨,以表彰他们发现了物质拓扑相,以及在拓扑相变方面作出的理论贡献。拓扑是一个几何学概念,描述的是几何图案或空间在连续改变形状后还能保持不变的性质。

怎么理解“拓扑”?可以这样来比喻:很多美国人吃点心时,右手拿着一只咖啡杯,左手拿着一个面包圈,这两样东西的形状看上去完全不一样,但它们的拓扑性质是一样的,面包圈可以通过一系列形变,变成咖啡杯。

而所谓“相变”,是物质从一种相转变为另一种相的过程,并伴随物质性质的改变。物质系统中,物理、化学性质完全相同,与其他部分具有明显分界面的均匀部分称为“相”。

意义:这些关于物质拓扑相的开创性研究,给凝聚态物理学带来了深远影响,也为一系列“超级材料”的研发奠定了基础。

10月5日|诺贝尔化学奖:超分子机器

在历年诺贝尔化学奖多次颁给生物、物理、生物化学、生物物理之后,终于难得地颁给了纯化学,却让很多人认为是“冷门”。

10月5日,2016诺贝尔奖的最后一个科学类奖项揭晓——法国斯特拉斯堡大学的Jean-Pierre Sauvage教授、美国西北大学的James Fraser Stoddart爵士以及荷兰格罗宁根大学的Bernard L. Feringa教授因为成功设计和制造了一种在添加能量的情况下运动可受控制的“分子机器”,获得了今年的诺贝尔化学奖。

“分子机器”合成的第一步是由Sauvage教授于1983年实现的,他成功地将两个环状分子连接在一起,形成了一条特殊的链,即双环化合物。

在之后的1991年,Stoddart爵士成功合成出了轮烷(rotaxane),实现了“分子机器”合成的第二步。

Feringa教授是首个研发分子马达的人。1999年,他制作了一个分子转子叶片,能够持续朝一个方向旋转。

意义:就像在19世纪30年代问世的电动马达彻底改变了这个世界一样,这些分子机器也同样有着改变世界的潜力。它们有望能被用于新材料、新感受器和新能量储存系统的发展。

11月16日|第3代基因编辑人体试验:中国首创

来自四川大学华西医院的团队成功将CRISPR-Cas9基因编辑技术修饰的细胞植入了人体,中国也成了世界上首个拥有该技术的国家。外媒认为,这一重大突破将引发中美两国在生物医学领域的新一轮竞争。

意义:这种新型疗法将成为病毒性肺癌患者的救星,在化疗、放疗等方式不再起效时,该疗法将成为病人最后的救命稻草。