還有三天，2020就要結束了
不論過去一年中道路多麼曲折
也阻擋不住科學發展的腳步
近日，著名學術期刊
《自然》和《科學》分別公布了
2020年十大科學發現
2020年十大科學突破
其中，新冠疫苗的研發
居於十大科學突破中的榜首
成為頭號突破
2020年，科學界發生了哪些大事？
本期周一科技報
科普君將為大家揭曉！
《自然》：2020年十大科學發現
《自然》盤點了今年發表的科學新聞和研究觀點，從中選出了十項最為重大的科學發現。
當中涉及14篇研究論文，其中12篇發表於《自然》雜誌，另兩篇發表於《科學》雜誌。
1
打破物質-反物質的鏡像對稱性
2020年4月15日，日本T2K中微子合作組在《自然》發表文章稱，輕子（例如電子、中微子等基本粒子）可能違背了粒子-反粒子鏡像對稱這一規律。
在T2K的實驗中，由日本質子加速器研究中心產生的中微子束，被位於295千米外的「超級神岡」地下探測器探測到。實驗結果以95%的置信度表明，輕子中存在CP對稱性破缺，這可能為宇宙中物質-反物質不對稱性起源提供了首個證據。
2
南極臭氧層逐漸恢復
1985年，科學家發現南極洲上空的大氣層中出現了臭氧層空洞，這表明人類製造的消耗臭氧層物質（ozone-depleting substances ，ODSs）導致南半球大氣環流發生了變化。1987年，26國籤署的《蒙特婁議定書》及後續修正案禁止使用消耗臭氧層的化學物質，例如氯氟烴（CFCs）等。
2020年3月25日，美國科羅拉多大學的安塔拉·班納吉（Antara Banerjee）等人在《自然》發表文章稱，從2000年左右開始，大氣中消耗臭氧層物質的濃度正在下降，臭氧層恢復的初步跡象已經出現，這正是各國履行《蒙特婁議定書》的直接結果。
3
史前墳墓中發現亂倫禁忌
都柏林三一學院的研究團隊利用基因測序的方法，對愛爾蘭的史前墳墓紐格萊奇墓（Newgrange）中埋葬的人類遺骸進行了分析，發現其中一名男性是兄弟姐妹亂倫或親子亂倫所生。研究人員表示，亂倫可能是貴族用以維持其血統的一種方式。
5
潛伏的HIV病毒被「激殺」
HIV能夠「潛伏」在宿主細胞中，幾乎不轉錄，因此人體免疫系統無法發現。研究人員利用「激活並殺死」（shock and kill）的方法，先激活潛伏在免疫細胞內的休眠病毒，使被感染的細胞被免疫系統識別，再進行消除。
6
揭秘果蠅的挑食行為
瑞士洛桑大學的研究人員利用CRISPR-Cas9基因編輯技術，揭示了黑腹果蠅的近親，來自印度洋塞席爾群島的果蠅（Drosophila sechellia）只愛吃氣味難聞的諾麗果（Morinda citrifolia）的原因。
這種果蠅體內的一類表達氣味受體22a的感覺神經元特別豐富，這類神經元導致了它們的挑食行為。
7
銀河系中的快速射電暴
快速射電暴（fast radio burst，FRB）是指持續時間約為毫秒級的明亮無線電波爆發，它是已知宇宙中射電波段最強的爆發現象。
2020年11月4日，《自然》雜誌同時發表的三篇論文證實了磁星是快速射電暴在銀河系內的來源之一，這是首個在銀河系中發現的快速射電暴。三項研究中，北京師範大學林琳博士等人的研究是通過位於貴州省平塘縣的「中國天眼」觀測到的。
8
冷凍電鏡達到原子解析度
單顆粒冷凍電子顯微鏡（cryo-EM）可以用於解析生物大分子的三維結構。2020年10月21日，英國和德國的兩個研究團隊利用單顆粒冷凍電鏡，得到了迄今為止最清晰的圖像，這也是人類首次確定蛋白質中單個原子的位置。
9
缺乏幹擾素會導致新冠重症
2020年10月23日，發表在《科學》上的兩項研究表明，缺乏1型幹擾素（IFN-I）可能會加重新冠患者的病情，甚至威脅生命。
研究人員發現，10.2%的患者體內出現的「內鬼」抗體，會攻擊患者體內的1型幹擾素，使它們失效；3.5%的重症患者的8個與1型幹擾素有關的基因會發生突變，導致合成的幹擾素變少。
10
壓力導致頭髮變白
2020年1月22日，哈佛大學的研究人員證實了壓力會加速頭髮變白，這也是2020年《自然》「新聞與觀點」欄目中最受讀者歡迎的研究。
張兵博士等人在《自然》發表的文章稱，在壓力刺激下，與戰或逃反應（「fight or flight」response）相關的神經遞質分子（去甲腎上腺素）會被激活，而這種急性應激誘導的神經元活動，會導致毛囊中黑色素幹細胞的快速、永久損失。
《科學》：2020年十大科學突破
日前，美國《科學》雜誌公布了其評選出的2020年十大科學突破。
其中，新冠疫苗的研發居於榜首，另外9項研究則囊括愛滋病、室溫超導、CRISPR治療遺傳性疾病、全球變暖等多個領域。
1
以創紀錄的速度研發新冠疫苗
2020年1月12日，中國科學家向世界公布新冠病毒的基因組，為全世界研發新冠疫苗工作拉開序幕。截至2020年12月10日，全球有162種候選疫苗正處於研發階段，其中52種已經進行臨床試驗，有些疫苗已經公布了三期臨床試驗結果。
過去的幾周，輝瑞/BioNTech的新冠疫苗獲得包括美國在內的多個國家/地區的緊急使用授權。
2
成功治癒兩種遺傳性血液病
2012年，基因編輯工具CRISPR橫空出世，賦予了研究人員改造農作物和動物基因的魔力；2020年，CRISPR首次成功治癒β-地中海貧血症和鐮刀型細胞貧血症這兩種遺傳性血液病。
據WHO統計，β-地中海貧血症和鐮刀型細胞貧血症每年影響全球33.2萬名孕婦或新生兒，這兩種疾病都與球蛋白基因的突變有關。
在β-地中海貧血症中，球蛋白基因的突變阻止紅細胞產生足夠的攜氧血紅蛋白，進而導致貧血；在鐮刀型細胞貧血症中，球蛋白基因的突變導致血紅蛋白改變形狀，將紅細胞扭曲成僵硬的「鐮狀」，從而堵塞血管。
3
反對種族歧視，支持多樣性
今年5、6月份，反對種族偏見的抗議在美國愈演愈烈，不僅普通民眾，就連科研人員也參與其中。
今年6月10日，全球有5000多名科學家罷工，聲援在美國發生的Black Lives Matter（BLM）抗議活動。兩家著名學術期刊《科學》和《自然》與他們一起停止營運。
4
全球氣候變暖趨勢加劇
聯合國將於2021年評估全球變暖趨勢，科學家為此設計開發了許多「全球氣候模型」。
世界氣候研究計劃署的25名科學家基於三大證據——當代全球氣候變暖的趨勢、對可減緩或加速氣候變化反饋效應的最新理解以及古代氣候變化的教訓——預測未來全球平均氣溫將升高2.6-3.9℃。
這項研究排除了一些最壞的情況，但幾乎可以確定的是，氣候變暖將使沿海城市被淹沒、極端熱浪加劇、數百萬人流離失所。
5
發現快速射電暴的來源
快速射電暴是宇宙中的一種無線電波瞬間爆發現象，快速射電暴僅持續幾毫秒，卻能夠釋放出相當於太陽一天釋放的能量。
關於快速射電暴的起源，科學家一直有不同的猜測，磁星（高度磁化的年輕中子星）驅動理論受到廣泛支持。
2020年4月28日，加拿大氫強度測繪實驗（CHIME）望遠鏡和美國瞬態天文射電發射測量2號（STARE2）望遠鏡探測到一個快速射電暴信號，被命名為FRB200428。經證明，這個信號來自於銀河系正處於活躍期的磁星——SGR 1935+2154。
6
揭露世界上最古老的狩獵景象
2017年，一位印尼洞穴探險者在蘇拉威西島的一座混凝土工廠裡探險時，發現了洞穴巖壁上有一幅2.4米長的壁畫，上面繪有四頭體型較小的倭水牛、兩頭豬以及八個5-10釐米高的類人像，有些類人像拿著類似繩子或長矛的東西指著動物。
研究人員表示，這是已發現最古老的洞穴壁畫，至少可以追溯到44000年前。這一新發現為東南亞的古代藝術又添了濃墨重彩的一筆。
7
人工智慧預測蛋白質的3D結構
谷歌DeepMind開發了名為AlphaFold的人工智慧算法，基於蛋白質的基因序列就能預測蛋白質的3D結構。
2020年12月1日，素有「蛋白質奧林匹克競賽」之譽的國際蛋白質結構預測競賽（CASP）中，AlphaFold擊敗了其他參會選手，精確預測了蛋白質的3D結構，準確度可以與使用核磁共振、冷凍電子顯微鏡或X射線晶體學等實驗技術解析的3D結構相媲美。
8
愛滋病「精英控制者」現象
所謂「精英控制者」是指那些在感染愛滋病病毒後，無需接受抗逆轉錄病毒治療（ART）就能持續控制病毒複製的患者。
科學家利用下一代DNA測序技術，對64位精英控制者和41位接受ART療法的患者的染色體進行對比。研究發現，精英控制者將病毒DNA限制在染色體的某個區域，那裡的病毒DNA並不活躍，也不能被轉錄成RNA製造蛋白質。
科學家稱，這是一種對病毒的「阻止和鎖定」機制。不過，精英控制者的免疫系統如何達到這一效果，還有待進一步研究。
9
實現室溫超導
科學家使用光化學合成方式，在硫化氫體系中摻入碳元素，並且在 267 萬個大氣壓下（接近地球中心處的壓力），成功製造出室溫下（約15℃）的含碳硫化氫超導材料，這是人類首次實現室溫超導。
科學家能否設計出正常環境壓力的室溫超導材料還有待觀察，研究者在論文的結語中寫道：「這種普遍且穩定的室溫超導體將會改變能源經濟、量子信息處理以及傳感器等領域的未來發展方式。
10
鳥類比人們想像中更聰明
今年發表的兩項研究表明，鳥類的聰明程度超出我們的想像。其中一項研究表明，鳥類大腦的一部分類似於人類的大腦皮層——人類智力的來源。另一項研究表明，小嘴烏鴉的意識比研究人員想像得還要高，而且其或許能有意識地進行思考。
這種「感覺意識」是人類所自我意識的一種基本形式，它在鳥類和哺乳動物中的存在向研究人員表明，某種形式的意識可以追溯到3.2億年前，可以追溯到我們最後的共同祖先。
《科學》雜誌表示
儘管2020年全球多國
飽受新冠肺炎疫情重創
但科學家們仍竭盡所能開展研究
而這些研究成果
正是疫情中綻放出的希望之光
將指引著他們未來做出更大貢獻
熱門閱讀
（點擊圖片即可閱讀）
原標題：《2020年，我們有了這些重大發現！》
閱讀原文