2020年註定是不平凡的一年。科技界的重磅新聞，像雪片一樣飛落眼前，折射出這個時代的光亮。
12月27日，由科技日報社主辦、部分兩院院士和媒體人士共同評選出的2020年國內、國際十大科技新聞揭曉。
入選的2020年國內十大科技新聞分別是：抗擊新冠彰顯中國科技力量；中國史前人群遷徙與族源之謎揭開；天問一號開啟火星探測之旅；北鬥導航系統全面建成；五中全會《建議》專章部署科技創新；微分幾何學兩大核心猜想20多年後終獲證；嫦娥五號月球挖土1731克；華龍一號併網發電成功；「奮鬥者」號載人深潛10909米；「九章」量子計算機問世引發世界關注。
1抗擊新冠 彰顯中國科技力量
2月5日，武漢大學中南醫院重症醫學科主任彭志勇（左）走進隔離病房準備救治患者。新華社發（鍾南軒攝）
洶洶而來的新冠病毒，被科學打敗了。抗擊新冠疫情，是新中國成立70年來，疾病防控科技一次實力大展示。
疫情發生後，中國科學家在短時間內，就迅速搞清了這是一種新型冠狀病毒，第一時間向全球共享病毒的全基因組測序結果。全國專家第一時間奔赴武漢，根據疫情發展不同階段，確定科研攻關重點，科研、臨床、防控嚴密配合，產學研協同發力。科技部第一時間會同衛健委等12個部門和單位成立科研攻關組。中國科技界快速有效的努力，有力支撐了疫情防控戰。世界衛生組織總幹事高級顧問實地考察後說：科技驅動是中國防控措施的一大特點。
中國第一時間向全球通報疫情信息，分享新冠病毒全基因組序列和新冠病毒核酸檢測引物探針序列信息，為全球抗疫提供了基礎。科技部等部門3批共計16個應急攻關項目，圍繞病毒溯源、藥物研發、疫苗研發、檢測試劑以及試驗動物模型部署，讓抗疫隊伍堅實地一步步走向勝利。
為快速研發針對新型冠狀病毒的疫苗，提高成功率，中國並行推進多個技術，實現了疫苗研發前所未有的快進度，已在多個國家和地區上市。在安全、有效的前提下，中國疫苗研發做到了最大限度縮短流程。在多個領域領先世界。
全國抗擊新冠肺炎疫情表彰大會上，四位科技工作者獲得國家勳章和國家榮譽稱號，這象徵中國科技人的努力得到了最充分的認可。
2中國史前人群遷徙與族源之謎揭開
八九千年前，活動在中國土地上的人群，與現在的中國人是什麼關係？5月《科學》雜誌發表的中科院一項論文，利用古代DNA測序，揭開了有關中國南北方史前人群格局、遷移與混合的若干秘密。依靠新發展的DNA捕獲與復原技巧，過去難以取得的尤其是南方溼熱環境下不易保存的遺傳物質，吐露出了不少真言。
通過測序山東、內蒙古、福建等地11個遺址的25個9500—4200年前的個體，中國科學家研究發現，在9500年前，一南一北有兩個明顯不同的族群。至晚在8300年前，南北人群就開始融合了；4800年前趨向強化融合，至今仍在延續。
沿著黃河流域直到西伯利亞東部草原的人群，從9500年前起都攜有一種古北方成分；而中國大陸沿海及臺灣海峽兩岸人群，至少從8400年前起攜有一種古南方成分，這兩種成分截然不同。八千多年以來，南北差異在逐漸縮小。現在任何一地的漢族，都是這兩大人群的混血兒，混合比例也沒什麼南北差異。
現今廣泛分布於臺灣海峽、東南亞和太平洋島嶼的南島語系人群，起源於中國南方的福建及毗鄰，也可以追溯到8400年前。這一人群，按照最新的基因分析，並不是以前一些學者懷疑的幾萬年前就來到中國的古人群。
3天問一號開啟火星探測之旅
對宇宙千百年來的探索與追問，是中華民族矢志不渝的航天夢想。
7月23日，我國首次火星探測任務天問一號探測器由長徵五號遙四運載火箭從文昌航天發射場發射升空，飛行2000多秒後，成功送入預定軌道，開啟火星探測之旅，邁出了我國自主開展行星探測的第一步。
天問一號探測器由環繞器和著陸巡視器組成，著陸巡視器又包括進入艙和火星車。進入艙完成火星進入、下降和著陸任務，火星車配置了多種科學載荷，在著陸區開展巡視探測。
天問一號探測器將在地火轉移軌道飛行約7個月後，到達火星附近，通過「剎車」完成火星捕獲，進入環火軌道，並擇機開展著陸、巡視等任務，進行火星科學探測。
此次火星探測任務的工程目標是實現火星環繞探測和巡視探測，獲取火星探測科學數據，實現我國在深空探測領域的技術跨越；同時建立獨立自主的深空探測工程體系，推動我國深空探測活動可持續發展。
截至12月14日，天問一號探測器已在軌飛行144天，飛行裡程約3.6億公裡，距離地球超過1億公裡，距離火星約1200萬公裡，飛行狀態良好，已成功完成地月合照、探測器「自拍」、三次中途修正、一次深空機動、載荷自檢等工作。天問一號預計明年2月中旬接近火星後，實施「剎車」制動進入環火軌道，為火星著陸作準備。
4北鬥導航系統全面建成
中國北鬥耀太空!
北鬥全球組網示意圖（動畫演示）。新華社發
7月31日，中國向全世界鄭重宣告，中國自主建設、獨立運行的全球衛星導航系統全面建成，開啟了高質量服務全球、造福人類的嶄新篇章。
北鬥是我國迄今為止規模最大、覆蓋範圍最廣、服務性能最高、與百姓生活關聯最緊密的巨型複雜航天系統，由衛星、火箭、發射場、測控、運控、星間鏈路、應用驗證七大系統組成。
撫今追昔，這份「成績單」來之不易。從北鬥一號工程立項開始，26載風雨兼程，幾代北鬥人接續奮鬥、數十萬建設者聚力託舉，在強國復興的偉大徵程中，一次又一次刷新「中國速度」、展現「中國精度」、彰顯「中國氣度」，創造出無愧於黨、無愧於人民、無愧於時代的輝煌業績。
立項至今，北鬥系統建設堅持「一張藍圖繪到底」，一步一個腳印踏出了自己的節奏。2000年建成北鬥一號試驗系統，使我國成為世界第三個擁有自主衛星導航系統的國家。2012年建成北鬥二號區域系統，為亞太地區提供服務。2020年建成北鬥三號全球系統，實現了中國人孜孜以求的「全球夢」。
據統計，工程啟動以來，在全國範圍內先後調集了400多家單位、30餘萬名科技人員參與研製建設。陳芳允、孫家棟兩位「兩彈一星」元勳和幾十名兩院院士領銜出徵。
如今，中國北鬥正式登上世界舞臺，站在了我國用實際行動積極推動構建人類命運共同體的「第一梯隊」。
5五中全會《建議》專章部署科技創新
「科技創新被提到前所未有的高度。」龍芯之父胡偉武這樣說。
「此次全會將科技的作用提升到新高度，用『核心地位』和『戰略支撐』這樣的濃墨重彩來形容。」楊衛院士這樣說。
11月3日，黨的十九屆五中全會通過的《中共中央關於制定國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和二〇三五年遠景目標的建議》正式發布，提出：堅持創新在我國現代化建設全局中的核心地位，把科技自立自強作為國家發展的戰略支撐，面向世界科技前沿、面向經濟主戰場、面向國家重大需求、面向人民生命健康，深入實施科教興國戰略、人才強國戰略、創新驅動發展戰略，完善國家創新體系，加快建設科技強國。
把科技創新擺在各項規劃任務首位，進行專章部署，這是中國共產黨編制五年規劃建議歷史上的第一次。十九屆五中全會把科技創新的地位和作用提升到前所未有的戰略高度，充分體現了以習近平同志為核心的黨中央對科技創新一以貫之的高度重視和戰略謀劃。從黨的十八大實施創新驅動發展戰略，到黨的十九大提出創新是引領發展的第一動力，再到十九屆五中全會提出加快建設科技強國，黨中央對科技創新的戰略方針一脈相承、與時俱進。五中全會對科技創新的重大部署在戰略層面目標思路清晰，在戰術層面舉措具體務實，為今後一個時期科技工作指明了前進方向。
6微分幾何學兩大核心猜想20多年後終獲證
11月8日，新華社報導，中國科學技術大學教授陳秀雄、王兵在微分幾何學領域取得重大突破，率先解決了兩個困擾國際數學界20多年的核心猜想——哈密爾頓—田猜想和偏零階估計猜想。相關研究成果發表在國際頂級數學期刊《微分幾何學雜誌》上。
微分幾何學起源於17世紀，主要用微積分方法研究空間的幾何性質，對物理學、天文學、工程學等產生巨大推動作用。「裡奇流」誕生於20世紀80年代，是一種描述空間演化的微分幾何學研究工具。
大到宇宙膨脹，小到熱脹冷縮，諸多自然現象都可以歸結到空間演化。陳秀雄與王兵團隊長期研究微分幾何中「裡奇流」的收斂性，運用新思想和新方法，他們在國際上率先證明了「哈密爾頓—田」和「偏零階估計」這兩個提出於20世紀90年代的猜想。
據了解，兩位數學家研究這兩個猜想用了5年，論文篇幅長達120多頁，由於篇幅浩繁、審稿周期漫長，論文從投稿到正式發表又花了6年。
《微分幾何學雜誌》審稿人評論認為，這篇論文是幾何分析領域的重大進展，將激發諸多相關研究。菲爾茲獎獲得者西蒙·唐納森稱讚說，這是「幾何領域近年來的重大突破」。
7嫦娥五號月球挖土1731克
敢上九天攬月，談笑凱歌還！
嫦娥五號回家 新華社記者 連振攝
嫦娥五號攜帶月球樣品成功返回地球，是40多年後，再次有人類太空飛行器重返月球並採回樣品。對中國和全球航天界，這都是一項巨大的科學成就。
歷經23天，嫦娥五號闖過地月轉移、近月制動、環月飛行、月面著陸、自動採樣、月面起飛、月軌交會對接、再入返回等多個難關，成功攜帶月球樣品返回地球。這項任務需要非常精確的控制，技術難度很高。
中國航天科技集團研製的嫦娥五號，是中國研製的最為複雜的太空飛行器系統之一，由軌道器、返回器、著陸器、上升器組成，包含15個分系統。在此次任務中，嫦娥五號經歷11個飛行階段，20餘天的在軌飛行過程，採集1731克的月球樣品返回地球。月球表面自動採樣封裝是嫦娥五號任務中最引人注目的一個環節。嫦娥五號在月面選定區域著陸，使出渾身解數採集月壤，實現我國首次地外天體採樣與封裝。
嫦娥五號的成就再次告訴世界，中國已成為航天大國。40多年來，全球航天領域科學家一直希望能更深入地研究月壤，相信嫦娥五號的成功能幫助他們解答困惑。
8華龍一號併網發電成功
11月27日00時41分，華龍一號全球首堆——中核集團福清核電5號機組首次併網成功。經現場確認，該機組各項技術指標均符合設計要求，機組狀態良好，為後續機組投入商業運行奠定堅實基礎，並創造了全球第三代核電首堆建設的最佳業績。
華龍一號是我國研發設計的具有完全自主智慧財產權的三代壓水堆核電技術，設計壽命為60年，反應堆採用177堆芯設計，堆芯採用18個月換料，電廠可利用率高達90%，創新採用了「能動和非能動」相結合的安全系統及雙層安全殼等技術，在安全性上滿足國際最高安全標準要求。
華龍一號全球首堆併網成功，標誌著我國打破了國外核電技術壟斷，正式進入核電技術先進國家行列，這對我國實現由核電大國向核電強國的跨越具有重要意義。
作為我國核電走向世界的「國家名片」，華龍一號是當前核電市場上接受度最高的三代核電機型之一，是我國核電創新發展的重大標誌性成果。目前，中核集團海內外共有6臺華龍一號核電機組在建，建設工程安全和質量處於良好受控狀態。
「華龍一號」全球首堆福清核電5號機組併網發電將會大幅提升中國核電行業的競爭力，對優化能源結構、推動綠色低碳發展具有重要意義。
9「奮鬥者」號載人深潛10909米
11月28日，「奮鬥者」號完成第二階段海試，勝利返航。新華社發（中國船舶集團供圖）
載人深潛10909米後，「奮鬥者」號全海深載人潛水器成功完成萬米海試並於11月28日勝利返航。
10月10日，「奮鬥者」號從海南省三亞市崖州灣南山港碼頭啟航，前往西太平洋馬裡亞納海溝海域實施萬米深潛試驗任務。10月27日，「奮鬥者」號下潛首次突破萬米，並於11月10日創造了10909米的中國載人深潛新紀錄；11月13日，「奮鬥者」號完成了世界上首次載人潛水器與著陸器在萬米海底的聯合作業，並進行了視頻直播。
作為人類歷史上第4艘全海深載人潛水器，為實現萬米海底作業目標，「奮鬥者」號研發團隊歷經5年艱苦攻關，在耐壓結構設計及安全性評估、鈦合金材料製備及焊接、浮力材料研製與加工、聲學通信定位、智能控制技術、鋰離子電池、海水泵、作業機械手等方面實現多項重大技術突破，核心部件國產化率超過96.5%。
「奮鬥者」號研製及海試的成功，顯著提升了我國載人深潛的技術裝備能力和自主創新水平，推動了潛水器向全海深譜系化、功能化發展，為探索深海科學奧秘、保護和合理利用海洋資源提供了又一利器，為引導公眾關心認識海洋、提升全民海洋意識、加快建設海洋強國作出了突出貢獻。
10「九章」量子計算機問世引發世界關注
在一個特定賽道上，200秒的「量子算力」，相當於目前「最強超算」6億年的計算能力！12月4日，《科學》雜誌公布的中國「九章」計算機重大突破，讓世界矚目。
這臺由中國科學技術大學潘建偉、陸朝陽等學者研製的76個光子的量子計算原型機「九章」，推動全球量子計算的前沿研究達到一個新高度，在谷歌「懸鈴木」計算機之後，再次成功實現「量子計算優越性」的裡程碑式突破。
去年9月，美國谷歌公司宣布研製出53個量子比特的計算機懸鈴木，對一個數學問題的計算只需200秒，而當時世界最快的超級計算機「頂峰」需要2天，因此他們在全球首次實現了量子優越性。
中國量子計算機取名「九章」，是為了紀念中國古代著名數學專著《九章算術》。實驗顯示，九章對經典數學算法高斯玻色取樣的計算速度，比目前世界最快的超算「富嶽」快一百萬億倍，從而在全球第二個實現了量子優越性。
相比懸鈴木，「九章」有三大優勢：速度更快，不需要很多超低溫設備，在小樣本和大樣本上均快於超算。
近年來，中國在量子技術領域捷報頻傳。量子計算機的初試成功，一定會吸引更多年輕人投身到這一方興未艾的領域。
入選的2020年國際十大科技新聞分別是：全球加速新冠疫苗研發；目前最強逆轉愛滋病病毒潛伏方法發現；科學家發現宇宙物質起源之謎首個佐證；迄今最大規模人類遺傳變異體目錄公布；馬斯克發布可實際運作的腦機接口；室溫超導在超高壓下首次實現；快速射電暴在銀河系內起源首次確定；「阿爾法摺疊」精準預測蛋白質三維結構；「基因魔剪」首次治癒兩種遺傳性血液病；中國嫦娥五號「攬月」而歸。
1全球加速 新冠疫苗研發
美藥管局批准緊急使用輝瑞新冠疫苗新華社發（德國生物新技術公司供圖）
「我希望人類在凝視深淵後會變得更聰明，意識到我們是多麼的脆弱。」前牛津大學熱帶病學教授傑裡米法拉說。
新冠讓超百萬條鮮活生命離開了這個世界。為應對這場人類社會的重大災難，史無前例的疫苗高速開發和測試大幕拉開了。截至12月10日，全球有162種候選疫苗正處於研發階段，其中52種候選疫苗已經進行臨床試驗。《科學》雜誌稱，「從未有如此多的候選疫苗幾乎同時開展大規模有效性試驗，政府、企業、學術界和非營利組織也從未在這樣短的時間裡在同一種傳染病上投入如此多的財力、人力和精力。」
突出的例子如美國製藥企業輝瑞的疫苗研發主管凱瑟林·簡森帶領的團隊，在破紀錄的210天裡推出了一支通過臨床驗證的疫苗；中國工程院院士、軍事科學院軍事醫學研究院研究員陳薇領銜團隊研發的「Ad5腺病毒載體疫苗」，在全球範圍內第一個進入Ⅱ期臨床試驗，給世界人民帶來希望。
在這個不尋常的2020，人們看到了首批獲準用於對抗新冠肺炎的疫苗推出。而在馬上到來的2021年初，數種新疫苗的有效性也將變得更加明朗。
2目前最強逆轉愛滋病病毒潛伏方法發現
談「艾」變色，根源仍是對其缺乏了解。愛滋病由人免疫缺陷病毒（HIV）引起，而HIV就是一種逆轉錄病毒，其無法治癒的原因，是因為目前的抗逆轉錄病毒治療，都不能徹底清除HIV感染，這種病毒會在細胞中潛伏，以此方式「躲避」免疫系統。
亦因此，在長期病毒抑制治療後清除病毒感染一直是研究的焦點。科學家們設計出了「激活並殺死」的方法，先將病毒從潛伏的受感染細胞中驅趕出來再進行清除。可惜，在今年以前，「激活」隱藏病毒的方法一直不算成功或有效。
2月份，美國的科學家們通過兩種方法來逆轉愛滋病病毒的潛伏，而當逆轉潛伏法與適當藥物相結合，顯著提高了清除該病毒的概率，這種「激活」隱藏病毒的手段，是迄今最強大的潛伏逆轉方法。當然，兩種「激活」法要結合後續的「殺死」步驟才能完成清除功能，但其無疑為醫學界進一步理解病毒維持機制打開了一扇新的大門，讓愛滋病治療研究向前邁出了「震驚的一步」。與此同時，這項成果還展示了與藥理潛伏期逆轉相關的概念和技術挑戰。
3科學家發現宇宙物質起源之謎首個佐證
宇宙誕生於一場大爆炸。但在這一切的起點，理應產生同樣數量的正反物質，而如果正反物質數量相同，它們相遇時又會彼此湮滅，僅留下光子和暗物質。宇宙演化至今，似乎仍然由物質在主導，「正反物質不對稱」也成為自然界最大的謎團之一。
目前為止，最有力的說法是中微子在這幕大劇中扮演了重要角色，今年，日本T2K中微子實驗國際共同研究團隊為這一假說帶來了重要支持：他們首次成功讓「中微子振蕩」現象中決定「粒子與反粒子舉動差異」程度的物理量取值範圍得到了限制。
這是一項歷時近10年的研究。科學家們已知中微子分為電子型中微子、繆子型中微子和陶子型中微子三種類型及其相應的反中微子，這些「變色龍」能在以接近光速的速度行進時發生改變，即所謂的「中微子振蕩」。T2K團隊從近1021次質子打靶產生的中微子中檢測到90個電子型中微子和15個電子型反中微子。數據分析表明，繆子型中微子轉變成電子型中微子的概率，高於繆子型反中微子轉變成電子型反中微子的概率。
實驗組的結論其實尚未達到可以被稱為「發現」的水平。但這一結果支持宇宙中物質起源與繆子型中微子轉變成電子型中微子有關，換句話說，這或是我們研究宇宙物質起源的第一個佐證，讓人類距離解開宇宙之謎又近了一步。
4迄今最大規模人類遺傳變異體目錄公布
生物學和醫學發展之迅猛，肉眼可見。現在，科學家對很多疾病的研究可以直抵分子和基因層面，深入研究人類基因組也成為解鎖諸多重大疾病病因的關鍵。可惜的是，在人類基因組中，絕大多數基因的功能依然未知。
揭示基因功能的一種方法，是觀察基因發生突變後的結果。這些變異體往往會產生不良結果，但通常較為罕見。大規模基因測序研究則有助於考察這些功能喪失型變異體的效應，將能帶來對人類生物學特徵和疾病的重要見解。
今年6月，英國《自然》旗下雜誌同時發表一系列報告，集中描述了對一個匯集了逾14萬人樣本的資料庫——基因組聚集資料庫的應用，其涵蓋從125748個全外顯子組和15708個全基因組測序數據集中，鑑定出的443769個預測的功能喪失型變異體。這是人們迄今擁有的最大規模人類遺傳變異體公開目錄。
儘管，科學家距離鑑定出人類全部的預測功能喪失型變異體還很遙遠，但這一研究依然是我們現階段深入認識人類基因功能、發現新疾病相關基因的寶貴資源。
5馬斯克發布可實際運作的腦機接口
腦機接口技術將電極沉入大腦，再利用晶片與計算機進行通信。圖片來源：CNET網站
無論你如何評價埃隆·馬斯克，也應承認他一向都敢做眾人所不敢之事。8月末，他為腦機接口公司Neuralink舉行發布會，用「三隻小豬」演示了可實際運作的腦機接口晶片和自動植入手術設備。其中一隻豬已經植入腦機接口設備兩個月並活蹦亂跳，另一隻曾植入電極又取了出來，最後一隻則未植入任何設備。
這次發布會引起空前關注。因為被植入晶片的實驗豬，向全世界展示了神經信號的讀取和寫入，研究人員可以通過晶片傳導出來的信息看到豬的腦電圖。馬斯克在2016年就曾透露過其人腦與機器交互的想法，能夠看出，與去年原型首次亮相時相比，現在該技術與實現馬斯克的雄心壯志的距離要近得多。
但需注意到，Neuralink晶片成功與否，其實並不完全取決於技術，還將取決於其能否說服人們「開頭顱、插晶片」，並試圖「篡改」人類自己的神經衝動。
不過，馬斯克本人和該公司都表明，他們主要研究方向或將是醫療領域，即利用腦機接口來幫助人類對抗記憶力衰退、頸脊髓損傷以及癲癇、抑鬱、帕金森等神經系統疾病。如果它們的安全性和可靠性可以讓科學家、醫生以及許許多多患者們信服，那這一技術無疑將真正造福人類。
6室溫超導在超高壓下首次實現
1911年，一名荷蘭物理學家發現，當溫度降低至4.2K（約-268.95℃）時浸泡在液氨裡的金屬汞的電阻會消失。這是超導現象，我們距離其首次被發現已過百年。
超導不僅僅意味著零電阻，還可以完全抗磁性，這讓超導體在傳輸過程中幾乎沒有能量耗損，每平方釐米超導材料上還能承載更強的電流。可惜，目前大多數超導體僅在接近絕對零度的溫度下工作。正是這一限制，具有如此優異性能的材料並沒有像許多人想像的那樣徹底改變世界。
10月，一個美國團隊報告創造出一種有機源氫化物材料，首次在高達15攝氏度的溫度下觀察到室溫超導現象。此前研究表明，富氫材料在高壓下可以將超導溫度提高至-23℃左右。此次科學家將實現零電阻的溫度提高到了15℃，這是在2670億帕斯卡壓力下的一個光化學合成三元含碳硫化氫系統中實現的。
開發在室溫下沒有電阻和磁場驅逐的超導材料，是凝聚態物理學追求的目標，新成果不但打破諸多障礙，還將為許多潛在應用鋪路。可以說，經過一個世紀的找尋，人類向創造出具有最優效率電力系統的目標邁出了重要一步。
7快速射電暴在銀河系內起源首次確定
磁陀星藝術概念圖。圖片來源：ESO/L. Cal ada
這是一段時間僅僅數毫秒的射電脈衝。有天文學家認為，它可能只是兩顆恆星碰撞時產生的噪音，另有一些人更樂意相信，這是來自外星人的信息，由高等地外文明的技術「外洩」造成。
它名為快速射電暴，自2007年第一次被發現以來身上迷霧一重疊一重。其物理起源未知，但能量極大，無法忽視。儘管付出了很多努力，科學家也一直在發展相關理論，但從未能理解快速射電暴背後的物理學原理，連確定起源也存在著巨大挑戰——它持續時間實在是太短了，天文學家很難對其定位。
而11月，英國《自然》雜誌發表的3篇論文稱，科學家首次確定了一個快速射電暴在銀河系內的起源：多個衛星及地面望遠鏡探測到的這些無線電波的明亮脈衝顯示，它們來自銀河系內的一顆磁星。
這是第一個探測到無線電波以外輻射的快速射電暴，且是第一個在銀河系中被發現的，同時也是第一個與被稱為磁星的恆星殘留物有關的快速射電暴，證明了磁星可以是快速射電暴的起源。該發現得益於加拿大和美國團隊對快速射電暴的持續關注，以及中國500米口徑球面射電望遠鏡（FAST）對這一天空區域的重要監測結果。
8「阿爾法摺疊」精準預測蛋白質三維結構
一個有50年歷史的老問題，「阿爾法摺疊」改變了遊戲規則。
人工智慧（AI）的功勞。名為「阿爾法摺疊」的AI攻克了生物學領域一項重大難題：預測蛋白質如何從線性胺基酸鏈捲曲成3D形狀以執行任務。
人體每一種蛋白質都包含幾十到幾百種胺基酸，這些胺基酸的順序決定了它們之間的作用，賦予蛋白質複雜的三維形狀，進而決定了蛋白質的功能。幾十年來，研究人員利用X射線晶體學或低溫電子顯微鏡等實驗技術來破譯蛋白質的三維結構，但這種方法可能需要數月甚至數年，且未必見效。目前，在生命體內發現的2億多個蛋白質中，只有17萬個蛋白質的結構被破解。
在今年的「蛋白質結構預測關鍵評估」中，「阿爾法摺疊」在滿分100的比賽中的中位分數為92.4，預測最具挑戰性的蛋白質的平均得分為87，比次優預測高出25分。它甚至擅長預測嵌入細胞膜的蛋白質結構，而細胞膜正是許多人類疾病的核心，以往的X射線晶體學很難對其展開研究。
這一技術成就被認為將改變結構生物學和蛋白質研究的未來：實驗學家將能使用精確結構預測來理解不透明的低溫電磁數據；藥物設計者也可藉此迅速釐清新冠病毒等危險病原體中每種蛋白質的結構，從而更快研發出相關藥物。
9「基因魔剪」首次治癒兩種遺傳性血液病
這是CRISPR基因編輯技術臨床首次證實可有效治療遺傳疾病。
鐮刀型紅細胞貧血和β-地中海貧血，是兩種常見的基因缺陷性疾病，其共同特點是由於珠蛋白基因的缺陷使血紅蛋白中的珠蛋白肽鏈有一種或幾種合成減少或不能合成，從而產生無效的血紅蛋白。目前常見的治療方法是輸血或輸入鐵螯合劑，很可惜這些方法容易出現中毒現象；利用造血幹細胞移植本是一個根治之法，但匹配的捐贈者很可能匱乏，移植後的併發症也隨時會發生。正因此，基因治療從分子水平上糾正治病基因的表達，成為病人的新希望。
今年年底，美國研究人員宣布他們用CRISPR技術對患者的骨髓幹細胞進行基因編輯後，兩名β—地中海貧血患者和一名鐮狀細胞疾病患者，不再需要輸血。
最新的報告表明，患者的治療時間長達17個月，現在正在產生大量胎兒血紅蛋白，並且再沒有經歷過每幾個月發作一次的疼痛。這一次，「基因魔剪」實現了精準靶向治療，為未來基因缺陷性疾病的成功治癒提供了可能。當然，CRISPR這一技術在疾病領域的應用，才剛剛開始。
10中國嫦娥五號「攬月」而歸
嫦娥五號進入近圓形環月軌道飛行三維模擬動畫圖。新華社發
12月19日，中國嫦娥五號任務月球樣品正式交接。中國首次地外天體樣品儲存、分析和研究工作拉開了序幕。
嫦娥五號任務是「探月工程」的第六次任務，也是中國航天迄今為止最複雜、難度最大的任務之一。其有著非常重要的意義——實現中國開展航天活動以來的四個「首次」：首次在月球表面自動採樣；首次從月面起飛；首次在38萬公裡外的月球軌道上進行無人交會對接；首次帶著月壤以接近第二宇宙速度返回地球。
美國《科學》雜誌對此予以高度關注。該雜誌報導中指出，嫦娥五號是中國一系列雄心勃勃探月計劃的最新行動，它在月表著陸後，從月表鏟取一些月壤樣品，還鑽探到月表之下2米採集月壤巖芯，這些樣本將有助於科學家進一步釐清月球的年齡，而且是「自1972年人類最後一次執行登月任務40多年後再次從月球帶回巖石樣本」。
在科研領域，疫情的影響讓很多研究放慢了腳步，但關乎人類自身、關乎尖端探索的事業從未擱置，我們依然看到這些消息振奮著人心，衝刷著認知，澆築著希望。
希望仍在。變局中我們前所未有地認識到，攜手同行是這樣重要，一切的不安惶恐終究只是過客，對前行者來說，頭頂不熄的科技之光永照星河。
無垠的太空，漆黑的海底，勇氣與困惑，拼搏與不易，即便相隔甚遠，我們也能真切感知。時代風起雲湧，人類情感相通，我們見證和投入，我們旁觀和親歷。這一年的結尾，我們祈禱明年會更好。
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