【年度盤點】果殼網2013年度十大科技事件榜單
2020-11-30 果殼網2013年，科技一如既往以前所未有的速度向前發展。在這一年中，關於世界的本源，科學家們又多了一些認識，他們看見了化學鍵，確認了「上帝粒子」，也幫助人類更新了對自身的認識——對人體腸道菌群作用的發現開啟了研究的新方向；這一年，美女太空人王亞平在太空中給我們上了課，中國科學家們給月球發射了嫦娥和玉兔，宇宙也給地球送來了隕石；人造肉製造的漢堡、連結大腦、克隆胚胎幹細胞，在科技活躍的同時，對科研倫理和技術專利的討論也同樣激烈。這一年充滿了創新和突破，也有很多災難和波折，在這許許多多的科技事件中篩選取捨，確實很難。
在2013年結束之際，果殼網選擇了10大科技事件及突破，是它們定義了這一年科學走過的足跡，是它們令我們的世界和人類的知識往前拓展。
Top 10. 人工耳和人造肉餅開啟新的「人造時代「
［上］荷蘭科學家馬克·博斯特（Mark Post）向媒體展示人造肉漢堡。［下］肉餅使用了由幹細胞培育而來的2萬條肌肉纖維。圖片來源：David Parry/EPA/TheGuardian
人類在地球上出現不過幾百萬年，但我們早已具備牽動地球的力量。2013年，「人造」的規模和意義又一次被重新定義。2月20日，康奈爾大學的研究者聲明，用膠原蛋白和耳細胞造出了活的人工耳；與其他人工耳不同的是，這是使用3D列印技術創造的，更自然、更便於使用。8月2日，荷蘭研究者利用幹細胞培養出的肉纖維，做出了第一個完全誕生於培養皿的人造肉餅。這個價值37萬元的肉餅後來被做成了漢堡，雖然因為缺乏脂肪而不那麼好吃，但這項技術可能在遙遠的未來導致畜牧業的終結。在3D列印和組織培養技術的今天，我們正在愈發模糊「天然」和「人工」的界限。
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Top 9. 原子力顯微鏡，給化學鍵一張「素顏照」
中國科學家經過修改的非接觸式原子力顯微鏡（AFM）首次將氫鍵可視化。圖片來源：whatsonningbo.com
「明察秋毫」級別的成像能力早已不足掛齒。高解析度的顯微成像技術已經發展到能對化學鍵直接成像的水平。2013年5月，美國研究者在《科學》在線版上宣布利用非接觸式原子力顯微鏡拍到了化學反應中舊共價鍵斷裂、新共價鍵形成的全過程。
2013年9月，中國科學家在《科學》上發文宣布，藉助非接觸式原子力顯微鏡實現了對8-羥基喹啉分子間氫鍵的實空間成像，並對氫鍵的相關進行了測量。憑藉這樣的成像技術，科學家在結構化學等領域的研究又可更進一步。而高中化學課本上那些二次元的分子結構圖旁，也終於可以為化學鍵配上貨真價實的「素顏照」。
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作用力也看得到，來給氫鍵拍張照！
Top 8. 了解腸道菌群，和小夥伴一起開拓健康新途徑
對腸道菌群功能的研究結果或將拓展治療肥胖症和抑鬱症的新方向。圖片來源：protomag.com
人腸道菌群中的微生物總數約是人體細胞總數的10倍。科學家正利用小鼠等模式生物研究腸道菌群的功能，以圖更好地與這為數眾多的小夥伴攜手維護人體健康。
3月27日，哈佛醫學院領銜的一項研究發現，改變小鼠的腸道菌群的結構能夠幫助小鼠降低體脂，並減輕約20%的體重，這為肥胖症提供了潛在的治療手段。9月初，華盛頓醫學院的研究者在《科學》發表的另一項研究中指出，腸道菌落可以傳播消瘦或肥胖的生理特徵。就在12月，加州理工學院的研究者在《自然》發文，指出改變腸道菌群中的一種細菌的數量，能夠減輕小鼠的類抑鬱症狀。隨著腸道菌群對神經系統的功能被逐漸探明，利用微生物改善人類腦功能狀況將指日可待。
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Top 7. 從車里雅賓斯克流星到ISON彗星，天體命運牽動世人神經
2013年2月15日，一棵隕石划過俄羅斯車里雅賓斯克的上空，這位不速之客將給這裡帶來百年來最大規模的隕石撞擊事件。圖片來源：jto.s3.amazonaws.com
車里雅賓斯克隕石的主要碎片擊中了車巴庫爾湖，將湖面上的冰撞擊出一個直徑6米的大洞。圖片來源：rt.com
天體的命運從來沒有像今年這樣，如此牽動世人的神經，甚至造成大範圍的人員受傷。2月15日，一顆直徑約17米、重達7000噸的小行星，在事先沒有被人發現並發出預警的情況下，從俄羅斯的車里雅賓斯克地區上空闖入大氣層，經過多次爆炸之後，碎片散落在廣大的區域。爆炸產生的衝擊波抵達地面，震碎了7000多幢建築的玻璃窗，導致約1500人不同程度受傷。這起自1908年以來規模最大的隕石撞擊事件，向世人敲響了警鐘，提醒我們來自外太空的威脅並非杞人憂天。
11月29日，一顆名為ISON的彗星抵達近日點。自去年發現以來，就曾有預測說它的亮度可能比滿月還要明亮。結果，在世界各地天文臺及空間望遠鏡的「眾目睽睽」之下，ISON彗星在近日點前就開始分崩離析，最終灰飛煙滅。儘管沒能成為「世紀大彗星」，ISON卻為天文學家展示了一顆彗星死亡的全過程，這對研究這類天體乃至太陽系及生命的起源都具有重要意義。
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Top 6. 「心靈感應」的曙光初現
美國華盛頓大學的研究者實現了首次非入侵性的人腦互連。當左邊研究者想像自己的右手按下鍵盤上的空格鍵時，系統將其大腦信號通過網際網路傳輸至右邊研究者的計算機並將這些信號轉換成為磁脈衝。這樣，右圖研究者的右手便身不由己地按下空格鍵。圖片來源：university of washington
雖然文學意義上的心靈感應恐怕無法實現，但不影響我們用技術去逼近它。今年年初，第一隻擁有觸覺的仿真手被製造出來，其傳感系統將與病人的神經系統直接對接，快速、雙向的信息交流將使得大腦控制及觸覺回饋變成可能。3月5日，致力於繪製大腦神經元連接圖譜的「人腦連接組計劃」公布了它的第一批數據，提供了精度前所未有的大腦掃描圖像。8月27日，華盛頓大學的研究者發明了首個非入侵性的人腦互連，能用外接設備讓一個人的腦電波信號操控另一個人的手指運動；雖然它只能傳遞簡單的信號而非複雜思想，也不能逆人意願強行控制行為，但這依然是巨大的突破。就在最近，賓夕法尼亞大學的研究者用他們繪出的兒童、青少年和青年男女不同腦區相互連接的「電路圖」告訴我們，男女大腦的工作方式從小就不一樣！腦的秘密正在逐漸揭開。
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Top 5. 基因療法又一年，定製化醫療或不遠
隨著基因治療所能觸及的疾病逐步增加，
雖然第一例基因治療已經是二十多年前的舊事，
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Top 4. 人類胚胎幹細胞克隆首獲成果，幹細胞療法邁入新裡程
科學家利用克隆技術終於製造出了人類胚胎幹細胞，向培育用於疾病治療的替代組織邁進了一步。圖片來源：nature.com
胚胎幹細胞領域的研究一直在爭議中蹣跚前行，今年終於又獲得了裡程碑式的突破。5月15日，美國科學家宣布成功利用體細胞核移植技術克隆了人類胚胎幹細胞。通過將人體皮膚細胞與去核的卵母細胞融合併刺激融合細胞分裂，研究者成功獲取到足量的胚胎幹細胞。患者特異性的胚胎幹細胞能分化成不同細胞，從而在多種疾病的治療中發揮重要作用。這項研究也引起了部分公眾的擔憂，他們害怕這項技術會被用於創造複製人。其實目前靠體細胞核移植的技術是無法實現人類克隆的，公眾大可不必擔心。
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Top 3. 「安吉麗娜效益」，基因測試走入公眾視野
美國影星安吉麗娜·朱莉使用Myriad公司的基因檢測了解自己患乳腺癌的風險後，在今年接受了預防性雙側乳腺切除術。有鑑於朱莉巨大的社會影響力，「基因檢測」的概念從此不再陌生。圖片來源：Gage Skidmore/Flickr
5月14日，37歲的好萊塢著名電影明星安吉麗娜·朱莉在《紐約時報》上發布公開信，宣布自己因有基因缺陷，罹患乳癌和卵巢癌風險較高，因而進行了雙乳腺切除及乳房再造手術。這一事件引起了公眾的廣泛關注，《時代》雜誌封面文章稱其為「安吉麗娜效應」：她把基因檢測（Genetic testing）帶入了公眾的視野，鑑於她巨大的影響力，會極大推動基因檢測的發展。
與此同時，不少商業公司也看中了這片新興的市場，推出了許多包括基因檢測在內的高端臨床檢測業務，興起了所謂的「基因經濟」，其中代表則為美國的Myriad genetics生物公司。在基因專利的保護下，Myriad 公司成為美國本土唯一可以進行對BRCA1和BRCA2基因進行序列分析的公司，安吉麗娜·朱莉也是在這裡進行了基因檢測。數十年的民間爭論之後，美國高院終於在6月13日於Myriad公司一案中以9：0裁定天然存在的人類基因不可申請專利，但人工合成的基因可以。此前Myriad公司一直從事乳腺癌相關基因BRCA1 的檢測並從中獲利，而這一裁定將使得該檢測價格降低。這一裁定可能將改變整個基因市場的格局：很多其它健康風險的遺傳檢測價格也將大幅下降，但資本可能會因此而迴避某些領域的基因研究。
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Top 2. 世界物質本原，認知進展連連
2013年諾貝爾物理學獎得主之一的希格斯，站在愛因斯坦蠟像旁。找到希格斯玻色子標誌著粒子物理標準模型得到證實。圖片來源：cyprus-mail.com
3月14日，歐洲核子研究中心（CERN）宣布，他們在大型強子對撞機裡發現的新粒子確係希格斯玻色子。10月8日，希格斯機制這一理論的提出者——恩格勒和希格斯，被授予諾貝爾物理學獎。希格斯機制能夠解釋其他基本粒子何以擁有質量。找到了希格斯粒子，標誌著粒子物理標準模型預言的所有粒子均已找到，這一理論得到了最終的證實。
然而，基礎物理研究、特別是粒子物理研究，仍有更多疑團有待解答，比如標準模型無法解釋中微子的質量，也無法解釋暗物質究竟是何種粒子。所幸，這方面的基礎物理研究今年也接連取得進展。4月3日，NASA的阿爾法磁譜儀宣布探測到多餘的正電子，可能源自宇宙中的暗物質。7月19日，日本研究者證實，μ子中微子能夠自發轉換成電子中微子，這有可能解釋宇宙大爆炸時物質與反物質為何會失去平衡。11月21日，位於南極的「冰立方」中微子天文臺則首次發現了源自太陽系外的超高能中微子。這些進展表明，在探尋世界物質本原方面，人們還在繼續努力。
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Top 1. 中國航天兩步飛躍，載人、探月吸引全球目光
圖片來源：新華網
6月26日，神舟10號飛船載著聶海勝、張曉光和王亞平3名航天員，與天宮一號再次交會對接。在為期13天的太空飛行期間，他們演練了神舟與天宮的手動對接，實現了神舟環繞天宮的飛行，還進行了現場直播的太空授課。12月14號，嫦娥3號探測器飛向月球，降落在月球表面的虹灣地區，並釋放出玉兔號月球車，對著陸地點周邊的地質狀況展開了全面的考察。中國航天在載人航天及月球探測方面，一年內兩次裡程碑式的事件，吸引了全世界的目光。
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