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回顧2019年，從因氣候變化而發(fā)起的抗議到政治動(dòng)蕩，再到人類胚胎基因編輯引發(fā)熱議，這些都對科學(xué)構(gòu)成重重挑戰(zhàn)。但是，這一年也迎來了許多激動(dòng)人心的科學(xué)突破，例如：第一臺超越經(jīng)典計(jì)算機(jī)的量子計(jì)算機(jī)、有史以來的首張黑洞照片，以及從一顆小行星上采集的樣本。

今年，神秘的黑洞首次現(xiàn)真容。4月，事件視界望遠(yuǎn)鏡（Event Horizon Telescope, EHT）公布了有史以來首張直接拍攝到的黑洞及其事件視界的照片，這或是今年最令人難忘的照片。為捕捉這張照片，世界各地的天文學(xué)家構(gòu)建了一個(gè)口徑相當(dāng)于地球直徑的望遠(yuǎn)鏡陣列，從各地同時(shí)觀測。

2019年也是阿波羅登月50周年，各國航天局將月球探索提上了議事日程。1月，中國的“嫦娥四號”探測器成為首個(gè)在月球背面安全著陸的航天器，“嫦娥四號”的月球車“玉兔二號”在馮·卡門撞擊坑繼續(xù)進(jìn)行執(zhí)行探測任務(wù)。相較于中國探月的成功，其他各國的探月嘗試卻不太亮眼。4月，以色列首架私人資助的航天器在著陸月球的最后時(shí)刻墜毀。9月，印度月球探測器“月船2號”的著陸器“維克拉姆”也出現(xiàn)同樣的情況，但是其軌道器仍在按計(jì)劃繞月運(yùn)行。

正在進(jìn)行的火星任務(wù)返回了一系列結(jié)果。美國宇航局（NASA）的“洞察號”探測器探測到了人類歷史上的首次“火星震”，該探測器配備了由法國制造的地震儀。6月，大約600公里之外的NASA“好奇號”探測器探測到火星大氣中的甲烷氣體濃度創(chuàng)下歷史新高，目前科學(xué)家對此無法做出解釋，更奇怪的是這般高濃度的甲烷氣體幾天后消失了。2月，NASA宣告“機(jī)遇號”火星探測器正式退役。

讓我們把目光望向太陽系的更遠(yuǎn)端。2月，日本的“隼鳥2號”探測器在從小行星“龍宮”表面進(jìn)行了樣本采集。7月，“隼鳥2號”向龍宮發(fā)射彈丸撞擊其表面，并著陸采集經(jīng)撞擊后露出的一些物質(zhì)?！蚌励B2號”將于明年將樣本送回地球。NASA的“新視野號”探測器造訪了遠(yuǎn)在冥王星之外的Arrokoth——一個(gè)形狀奇特的天體，長35公里，像兩塊煎餅粘在一起。這是人類第一次得以如此近距離地觀察一個(gè)冰冷的原始世界。

今年還有一位闖入太陽系的星際來客。12月上旬，星際彗星2I/Borisov掠過太陽，這是繼2017年神秘的星際訪客奧陌陌（‘Oumuamua）之后，已知的第二顆從另一星系造訪太陽系的天體。

?NASA的“好奇號”繼續(xù)探索火星。圖片來源：NASA/JPL-Caltech/MSSS

對地球環(huán)境而言，今年又是艱難的一年。聯(lián)合國生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)政府間科學(xué)政策平臺在一份報(bào)告中發(fā)出警告，由于棲息地破壞和氣候變化，多達(dá)一百萬種動(dòng)植物物種如今面臨滅絕。聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）在一份特別報(bào)告中，呼吁大力抑制農(nóng)業(yè)用地需求，號召人們轉(zhuǎn)向植物性飲食。根據(jù)2015年的《巴黎協(xié)定》，各國同意限制全球變暖幅度不得超過工業(yè)化前水平2℃。為此，IPCC表示，若不盡快采取相應(yīng)行動(dòng)，這一目標(biāo)將無法實(shí)現(xiàn)。

然而，全球政治態(tài)勢卻似乎在反向而行。1月，民粹主義出身的巴西總統(tǒng)賈伊爾·博爾索納羅（Jair Bolsonaro）上臺，提出了激進(jìn)的反環(huán)保議程，并削減了聯(lián)邦政府對科學(xué)的資助。7月，他指責(zé)巴西政府的科學(xué)家謊報(bào)亞馬孫森林砍伐激增的情況。美國總統(tǒng)特朗普繼續(xù)為廢除環(huán)保法規(guī)發(fā)力。6月，美國國家環(huán)保局（EPA）敲定了一項(xiàng)放寬發(fā)電廠溫室氣體排放限制的計(jì)劃。8月，EPA正式提出凍結(jié)汽車燃料經(jīng)濟(jì)性標(biāo)準(zhǔn)。9月，特朗普總統(tǒng)宣布EPA將撤銷一項(xiàng)允許加州自行設(shè)定汽車和卡車碳排放限制的長期豁免權(quán)。11月，美國政府啟動(dòng)了退出《巴黎協(xié)定》的正式程序。

世界各地的活動(dòng)家用抗議手段回應(yīng)政府的強(qiáng)硬態(tài)度，其中包括9月的全球氣候罷工。受青年氣候活動(dòng)家格蕾塔·桑伯格（Greta Thunberg）的鼓舞，150個(gè)國家的數(shù)百萬人走上街頭，要求政府采取更有力的措施應(yīng)對氣候變化。10月，幾位青年領(lǐng)袖對阿拉斯加州和加拿大聯(lián)邦政府提起兩項(xiàng)訴訟，他們認(rèn)為政府鼓勵(lì)使用化石燃料的做法侵犯了他們的權(quán)利。該訴訟代表了全球氣候訴訟的總體趨勢，又如荷蘭的一項(xiàng)懸而未決的重要訴訟。5月，荷蘭最高法院聽取了政府對烏爾根達(dá)基金會（Urgenda Foundation）提起的上訴。該基金會是一個(gè)公民氣候組織，曾在地方法院成功提出主張，要求荷蘭政府必須采取更多措施應(yīng)對氣候變化。如果最高法院做出有利于該基金會的判決，荷蘭政府將無法進(jìn)一步上訴。

?氣候變化抗議者在南非開普敦聚集示威游行。圖片來源：Rodger Bosch/AFP/Getty

這是在實(shí)驗(yàn)室中檢驗(yàn)生物學(xué)和倫理界限的一年。美國科研人員在豬的頭部被砍下4小時(shí)后，通過泵入一種富含營養(yǎng)和氧氣的液體來模擬血液，使其大腦成功復(fù)蘇。這一操作觸發(fā)了糖的消耗和其它代謝功能，表明大腦仍然在運(yùn)作。但科研人員并未試圖恢復(fù)大腦意識，為此他們在實(shí)驗(yàn)前添加了化學(xué)物質(zhì)阻止神經(jīng)元放電。

在另一項(xiàng)體外實(shí)驗(yàn)中，科學(xué)家在培養(yǎng)皿中培育猴子胚胎近三周，這一時(shí)間長于以往實(shí)驗(yàn)室培育靈長類胚胎的時(shí)間。這項(xiàng)創(chuàng)舉也引發(fā)了一個(gè)倫理問題：實(shí)驗(yàn)室培育的人類胚胎是否應(yīng)被允許發(fā)育超過14天，這是目前大多數(shù)國家實(shí)行的限制。9月，美國的一個(gè)研究小組通過干細(xì)胞培養(yǎng)人類胚胎，提供了一種繞過14天限制的可能的辦法?！叭嗽炫咛ァ彼坪跄M了真實(shí)人類胚胎的早期發(fā)育，但是否應(yīng)該允許人工胚胎發(fā)育到后期的倫理爭論仍在持續(xù)。

日本繼續(xù)在誘導(dǎo)多能干細(xì)胞的臨床應(yīng)用中占據(jù)主導(dǎo)地位，誘導(dǎo)多能干細(xì)胞是指被重編程為胚胎樣狀態(tài)的成體細(xì)胞。9月，日本的一個(gè)研究小組利用這些干細(xì)胞，造出了可以移植到視力衰退女性體內(nèi)的角膜細(xì)胞片。過去十年里，日本醫(yī)生已經(jīng)在使用誘導(dǎo)多能干細(xì)胞治療帕金森氏病和另一種眼部疾病。今年，一個(gè)研究小組被批準(zhǔn)使用干細(xì)胞治療脊髓損傷。但是這些治療方法是否有效仍是未知數(shù)。

世界各地的研究機(jī)構(gòu)繼續(xù)展開對性騷擾和職場文化及倫理的調(diào)查。德國馬克斯·普朗克學(xué)會（Max Planck Society）對職場員工展開了一項(xiàng)大規(guī)模調(diào)查，收到了9000多份反饋。調(diào)查結(jié)果顯示，基于性別的職場歧視和霸凌仍時(shí)有發(fā)生。

澳大利亞的一項(xiàng)全國性調(diào)查顯示，50%的受訪女性科學(xué)家表示自己在工作中面臨性騷擾。8月，阿德萊德大學(xué)澳大利亞古DNA中心（ACAD）的負(fù)責(zé)人艾蘭·庫伯（Alan Cooper）遭到停職，部分同事在調(diào)查中對庫伯的霸凌行徑進(jìn)行了指控。目前，學(xué)校還未給出停職的具體原因，只是向《自然》雜志表示，“與他有關(guān)的調(diào)查程序仍在進(jìn)行當(dāng)中”。

美國國立衛(wèi)生研究院首次公布了去年因性騷擾調(diào)查而受紀(jì)律處分的撥款受益人的人數(shù)。2月，該機(jī)構(gòu)表示，2018年更換了14名PI，并禁止14人參加同行評議小組。與此同時(shí)，美國國家科學(xué)院通過了一項(xiàng)政策，驅(qū)逐犯有性騷擾罪的成員。麻省理工學(xué)院正在調(diào)查其與杰弗里·愛潑斯坦（Jeffrey Epstein）之間的聯(lián)系，這位已故金融家因此前曝出的性丑聞而名譽(yù)掃地。麻省理工學(xué)院表示，愛潑斯坦向?qū)W校捐贈了約80萬美元。

?谷歌的Sycamore量子處理器。圖片來源：Google/Reuters

經(jīng)過漫長的等待，物理學(xué)家終于在量子計(jì)算領(lǐng)域迎來了新的里程碑。《自然》雜志10月的一篇報(bào)道稱，谷歌的一個(gè)團(tuán)隊(duì)使用量子計(jì)算機(jī)進(jìn)行了一項(xiàng)特殊的計(jì)算。這項(xiàng)計(jì)算對經(jīng)典計(jì)算機(jī)來說，甚至對最先進(jìn)的超級計(jì)算機(jī)而言，幾乎都是不可能的。這項(xiàng)計(jì)算本身是用于檢查量子隨機(jī)數(shù)發(fā)生器的輸出，雖然其實(shí)際用途有限，但這一壯舉是量子計(jì)算機(jī)向未來應(yīng)用邁出的一步，其實(shí)際用途覆蓋了從設(shè)計(jì)新材料到破譯密碼的各種領(lǐng)域。

人工智能巨頭DeepMind是谷歌Alphabet旗下的子公司，總部設(shè)在英國倫敦。該公司的一款程序在多人在線電子游戲《星際爭霸2》中牢牢掌控全局，其不凡表現(xiàn)登上了新聞?lì)^條。在德州撲克比賽中，人工智能Pluribus首次擊敗了人類頂尖選手。正如2016年DeepMind公司AlphaGo的勝利，人工智能在國際象棋或圍棋領(lǐng)域可以擊敗最杰出的人類棋手，這給人留下了深刻的印象。但許多業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，多人游戲更接近機(jī)器學(xué)習(xí)所要面臨的現(xiàn)實(shí)挑戰(zhàn)，例如欺詐識別或汽車自動(dòng)駕駛。

今年早些時(shí)候，化學(xué)家利用原子力顯微鏡操縱單個(gè)分子，制造出人類歷史上首個(gè)環(huán)狀純碳分子，分子尺度晶體管由此進(jìn)入了大眾視野。

2019年伊始，中國科學(xué)家賀建奎宣布了世界上首對基因編輯嬰兒的誕生。消息一出，全世界一片嘩然，至今影響仍在。他通過CRISPR/Cas9系統(tǒng)對CCR5基因進(jìn)行了修改，該基因編碼一種蛋白質(zhì)，允許HIV病毒進(jìn)入細(xì)胞。他試圖通過讓這種基因失效，使這對雙胞胎女嬰對HIV病毒產(chǎn)生抵抗力。1月，賀建奎遭深圳南方科技大學(xué)解雇。在這之前，國家衛(wèi)健委的一項(xiàng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，賀建奎違反了禁止將基因編輯用于生殖目的的國家規(guī)定。3月，國家衛(wèi)健委發(fā)布了進(jìn)一步的法規(guī)草案，其中包括對違反人類基因編輯規(guī)定的個(gè)人進(jìn)行嚴(yán)厲處罰。當(dāng)月，世界衛(wèi)生組織的一個(gè)咨詢委員會呼吁建立一個(gè)全球人類基因編輯研究登記處，并反對臨床上在人體內(nèi)應(yīng)用可遺傳的基因編輯。

但是6月，俄羅斯分子生物學(xué)家丹尼斯·雷貝克（Denis Rebrikov）透露，他也一心要?jiǎng)?chuàng)造基因編輯嬰兒。他向《自然》雜志表示，他在考慮將基因編輯的胚胎植入女性體內(nèi)。最近，他表達(dá)了對修復(fù)耳聾相關(guān)突變的興趣，并說他已經(jīng)開始進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。但他也說會等到俄羅斯監(jiān)管當(dāng)局批準(zhǔn)后，再植入基因編輯的胚胎。

盡管臨床上圍繞基因組編輯的爭論十分激烈，但研究人員持續(xù)在改進(jìn)這項(xiàng)技術(shù)。10月，博德研究所的化學(xué)生物學(xué)家David Liu領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)團(tuán)隊(duì)，公布了一種叫做先導(dǎo)編輯的方法。早期結(jié)果表明，這種替代工具可能比標(biāo)準(zhǔn)的CRISPR-Cas9編輯更精確，這可能會減少對人類使用基因編輯安全性的一些擔(dān)憂。

?英國首相鮑里斯·約翰遜承諾增加研發(fā)支出。圖片來源：Daniel Leal-Olivas/WPA/Getty

今年，隨著英國接近無協(xié)議脫歐的邊緣，各大學(xué)已提前儲備了大量供應(yīng)品。但英國政府卻將脫歐的最后期限延長了三次。前英國首相特雷莎·梅（Theresa May）和她的繼任者鮑里斯·約翰遜（Boris Johnson）都未能獲得議會對英國脫歐協(xié)議的支持。目前，持續(xù)的不確定性令科學(xué)家們備感擔(dān)憂。12月12日，約翰遜政府再次當(dāng)選，目前計(jì)劃通過談判達(dá)成的協(xié)議退出歐盟。為了增強(qiáng)國家科研基礎(chǔ)，約翰遜政府承諾到2025年將政府的研發(fā)支出增加一倍，每年投入180億歐元（約合240億美元），并引入對研究人員更有利的簽證計(jì)劃。

今年年初，美國聯(lián)邦政府部分停擺35天，再次刷新最長紀(jì)錄，美國的一些科學(xué)機(jī)構(gòu)也陷入停滯狀態(tài)。NASA和美國國家科學(xué)基金會被迫停止大部分活動(dòng)。直到1月底，才由國會議員打破這一僵局。

在這一混亂局勢下，美國參議院確認(rèn)氣象學(xué)家凱文·德勒格邁爾（Kelvin Droegemeier）擔(dān)任特朗普總統(tǒng)的科學(xué)顧問，并領(lǐng)導(dǎo)白宮科技政策辦公室。特朗普已經(jīng)有將近兩年沒有科學(xué)顧問了。德勒格梅爾很快成為根除美國科研中不當(dāng)外國影響的關(guān)鍵人物。自2018年以來，美國國立衛(wèi)生研究院調(diào)查了至少180名未聲明與外國政府之間聯(lián)系的科學(xué)家，其中許多都是華裔美國人。人們因此擔(dān)憂自己會因?yàn)榉N族而受到不公對待。同時(shí)，美國能源部和國家科學(xué)基金會開始禁止他們的員工參與外國人才招聘項(xiàng)目。

澳大利亞也在積極打擊外國干涉。8月，澳大利亞政府宣布計(jì)劃成立一個(gè)專家委員會，以應(yīng)外國政府或團(tuán)體針對大學(xué)發(fā)起的網(wǎng)絡(luò)攻擊、知識產(chǎn)權(quán)盜竊以及其他襲擊。

在全球其它角落，科學(xué)家們也陷入了動(dòng)亂之中。在香港，警察和示威者之間的暴力沖突擾亂了三所大學(xué)校園的教學(xué)和研究活動(dòng)。考慮到圣地亞哥反對經(jīng)濟(jì)不平等的大規(guī)?？棺h帶來了安全問題，智利不得不放棄舉辦聯(lián)合國氣候變化框架公約第二十五次締約方大會（COP25）。12月的大會最終在馬德里舉行。

?衛(wèi)生工作者全力應(yīng)對剛果民主共和國爆發(fā)的埃博拉疫情。圖片來源：Hugh Kinsella Cunningham/Redux/eyevine

剛果民主共和國東部持續(xù)爆發(fā)埃博拉疫情，自2018年8月疫情爆發(fā)以來，已造成2200多人死亡。就死亡人數(shù)而言，這是迄今為止第二嚴(yán)重的埃博拉疫情，也是最難解決的疫情，因?yàn)樵摰貐^(qū)的沖突仍在持續(xù)。埃博拉疫情救援人員遭到武裝團(tuán)體的襲擊，對政府官員和救援人員的普遍不信任，導(dǎo)致許多居民回避治療中心。7月，世界衛(wèi)生組織宣布此次疫情為“國際關(guān)注的公共衛(wèi)生緊急事件”——最高警戒級別。

盡管局勢混亂，研究人員還是成功地對4種實(shí)驗(yàn)性埃博拉藥物，進(jìn)行了首次大規(guī)模的對照試驗(yàn)。結(jié)果顯示，兩種基于抗體的療法治愈了90%在疾病早期尋求治療的人。衛(wèi)生工作者已經(jīng)給剛果民主共和國東部逾25.6萬人，注射了一種由默克制藥公司生產(chǎn)的新型埃博拉疫苗。11月，該疫苗成為世界上第一種獲得醫(yī)藥機(jī)構(gòu)批準(zhǔn)的埃博拉疫苗。

在美國，電子煙引發(fā)的肺部損傷已致50多人死亡，2000多人住院，研究人員和公共衛(wèi)生官員正在積極探尋原因。

3月，一名攜帶艾滋病毒的患者（身份尚未公開）接受了干細(xì)胞移植——用抗艾滋病毒的白細(xì)胞替換了其自身的白細(xì)胞。移植成功后，被宣布體內(nèi)已無艾滋病毒。這是繼2009年“柏林病人”蒂莫西·雷·布朗（Timothy Ray Brown）被宣布沒有艾滋病毒和白血病后，第二個(gè)使用這種方法成功治愈的病人。

?資料來源：世界衛(wèi)生組織