(本文由IKMResearch(微信公众号:IKMResearch,ID:InnovationKM)原创,转载及合作请联系IKMResearch私信。谢谢合作!)回首2017,科技届给这个世界带来了太多惊喜,从宏观的天文观测,到微观的中微子、量子等观测测量等领域,均取得了喜人的科技进步。
这些事件,或许将会改变人类这个群体与外界的连接方式。
2017年,或许传说中的科技大航海时代已经开启了。2017年8月,全世界953个研究机构4156名科研人员,观测并研究了1.3亿光年远的两颗中子星并合及后续事件。值得一提的是,研究者捕捉到该事件的细节,他们检测到了宇宙中极微小的涟漪,也就是旋转的中子星在并合之前放出的引力波(gravitational waves)。
早在27个月前,科学家利用激光干涉仪引力波天文台(LIGO)探测到来自两个黑洞并合的宇宙震动,如果上次的研究是吹响了引力波探测的号角,那么这次则是演奏出了交响乐。
中子星并合产生的引力波比黑洞并合产生的引力波频率更高,持续时间也更长。引力波产生后,研究者还观测到了短时γ射线爆。这次探测也支持了25年前的一个假说:中子星并合会产生短时γ射线爆。
不过这次中子星并合的数据也让人困惑,如产生的短时γ射线爆非常弱,科学家希望未来能看到更多这样的事件,从而有助于对目前数据的阐释。
2.中微子探测:最“羞涩”粒子的微型探测器2017年诺贝尔化学奖揭晓,瑞士、美国和英国三位科学家Jacques Dubochet, Joachim Frank和Richard Henderson获奖,获奖理由是“研发出冷冻电镜,用于溶液中生物分子结构的高分辨率测定”。
电子显微镜在生物领域的应用之前受到了严重限制:(1)生物样品含有丰富的水,而透射电镜的工作条件是高度真空的;(2)高能电子束会严重破坏生物样品;(3)生物样品主要是C、O、N、H等轻元素,对电子的反射和散射与背景相似,获得图像衬度很低;(4)蛋白质分子会漂移,导致图像模糊。
经过众多科学家的长期努力,不断克服种种困难,冷冻电镜技术终于发展了起来,实现了溶液里生物分子高分辨率的结构解析,使得生物化学进入了一个新时代。
4.人工智能:AlphaGo人工大战战胜柯洁,AlphaGo Zero自学完胜AlphaGo据中国科学院公布,暗物质粒子探测卫星“悟空”在太空中测量到了电子宇宙射线的一处异常波动。这一“尖峰”此前从未被人观测到,是中国科学家取得的一项开创性发现,可能与暗物质相关,有望为现有科学理论带来突破。
在如今的宇宙中,我们只弄清了5%,还有95%就是这些看不见的暗物质和暗能量。暗物质和光形同陌路,互不理睬。用严谨的科学术语来说,暗物质不参与电磁相互作用,而光,我们知道,是一种电磁波。因此,暗物质不反光,不发光,也不遮挡任何光线。
在“悟空号”530个日夜的记录下,科学家发现了一些此前从未预测到的迹象:电子宇宙线能谱在1.4万亿电子伏处出现了一个尖峰。科学家们推测,这种异常来自于宇宙中“质量为1.4万亿电子伏左右的新物理粒子”。它可能就是长期以来寻找的暗物质;或是某种奇特的天体,它能加速出单一能量的高能电子。这是粒子物理或天体物理领域的开创性发现。
6.时间晶体目前,超过6万个遗传突变和人类疾病有关,其中3.5万个是由小的错误造成,即基因组中一个特定位点上DNA碱基的变化。今年,研究人员宣布了一项名为碱基编辑(base editing)的新技术,以此来纠正DNA甚至RNA的这种点突变。这项技术最终有可能会在医疗上应用。Broard研究所的David Liu是这项技术的研究先锋,他修改了CRISPR的编辑工具,创建了一个碱基编辑器,可解开DNA,但不会在目标位置切割DNA,而是用化学方法替换一个碱今年,中国研究人员通过在人类胚胎中更正了一个疾病点突变来证明碱基编辑的力量,虽然修复并不总是成功,但这个壮举证明了碱基编辑有“巨大的潜力”。
8.3D打印柔性心脏诞生8月10日,中国科学技术大学潘建伟团队宣布,全球首颗量子科学实验卫星“墨子号”圆满完成了三大科学实验任务:量子纠缠分发、量子密钥分发、量子隐形传态。1200公里的超远距离量子纠缠分发成果,1个月前曾登上顶级学术期刊《科学》的封面。这次,星地间的远距离量子密钥分发、量子隐形传态,又同时发表在另一顶级学术期刊《自然》上。
9月29日,世界首条量子保密通信干线——“京沪干线”正式开通。当日,结合“京沪干线”与“墨子号”的天地链路,我国科学家成功实现了洲际量子保密通信。这标志着我国在全球已构建出首个天地一体化广域量子通信网络雏形,为未来实现覆盖全球的量子保密通信网络迈出了坚实的一步。
10.新型类人猿发现最近,科学家在印度尼西亚一片濒危的树林中找到了一类属于人科(Hominidae)的动物,命名为Pongo tapanuliensis,其以地区Tapanuli来命名。这个新物种生活在印度尼西亚的苏门答腊岛,通过基因组对比分析发现,该类人猿的祖先几百万年前就遍布印度尼西亚及其周边海岛,大概在三至四百万年前,北方的苏门答腊与南方的苏门答腊、婆罗洲分离,直到67万年前,南方的苏门答腊和婆罗洲分离后,形成了如今的Pongo tapanuliensis。但至于什么因素最终导致新物种的形成目前还不清楚。7万年前,这里的火山爆发或许加速了物种之间的生殖隔离。
目前,该物种的生存形势比较严峻,仅有的800多个个体栖息在独立的岛屿森林中,而且这些森林正因非法砍伐而逐渐减少。(本文由IKMResearch(微信公众号:IKMResearch,ID:InnovationKM)原创,转载及合作请联系IKMResearch私信。
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