《科學》雜志每年會邀請網(wǎng)站的訪問者，投票評出在即將過去的一年里最為重要的科學突破（Science Breakthrough）。今年奪得桂冠的是“來自西藏的丹尼索瓦人”。
大約40年前，一位僧人在西藏高原邊緣的白石崖溶洞里，發(fā)現(xiàn)了一塊奇怪的人類頜骨。這個長著巨大臼齒的下顎很特別，于是他把它送給了當?shù)睾苡型牧镭曁苹罘穑笳哂职阉杞o了研究人員。今年5月，科學家用了一種分析古代蛋白質的新方法，鑒定出這個奇怪的下顎屬于丹尼索瓦人（Denisovan）——它們生活在約5萬年前的亞洲各地。此前，人類學家只在西伯利亞的丹尼索瓦洞穴中發(fā)現(xiàn)過尼索瓦人。這意味著，科學家首次發(fā)現(xiàn)了除了丹尼索瓦洞以外地方——中國青藏高原，發(fā)現(xiàn)了丹人。這塊神秘的骨頭下頜骨保存了右側的大半，第一和第二臼齒保存較好，第三臼齒（智齒）未萌出，臼齒前部齒列只剩下牙根。如今，在亞洲各地現(xiàn)代人的DNA中仍能找到丹尼索瓦人的痕跡，這表明該群體曾廣泛分布，并與尼安德特人和現(xiàn)代智人混在一起。剛果民主共和國暴發(fā)期間，一名衛(wèi)生工作者穿戴防護裝備1976年，一種新型病毒在剛果民主共和國（當時叫扎伊爾）的雨林中出現(xiàn)。它肆虐了臨近的村莊，殺死了280人，從那以后，這種病毒以旁邊一條河流命名，同時也成為了致命的、無法治愈的同義詞：埃博拉病毒。今年，這一現(xiàn)狀終于開始改變。在另一場剛果的疾病爆發(fā)期間，科學家最終確定了兩種能夠顯著降低該病死亡率的藥物。它們都是抗體，一種是從1996年埃博拉疫情的一名幸存者身上分離而來，另一種是由三種抗體混合而成，這些抗體是在具有人類免疫系統(tǒng)的小鼠體內產(chǎn)生的。在一項隨機試驗中，四種不同藥物相互對照，接受其中一種藥物治療的患者中約有70%存活下來，而接受另外兩種藥物治療的患者中約有50%存活下來。在埃博拉病毒威脅出現(xiàn)40多年后，世界終于為應對這種病毒做好了更好的準備。這場勝利的策劃者、試驗的主要負責人是讓-雅克·穆?lián)P貝-塔姆（Jean-Jacques Muyembe-Tamfum），他是剛果的病毒學家，在發(fā)現(xiàn)病毒的過程中發(fā)揮了重要作用。根據(jù)廣義相對論，宇宙空間中存在的一種質量相當大的天體和星體，是由質量足夠大的恒星在核聚變反應燃料耗盡后引力坍縮而成。黑洞的質量大，產(chǎn)生的引力場特別強，以致于大量可測物質和輻射都無法逃逸。然而，一直以來，我們卻未曾觀測到黑洞的存在。直到今年4月，一組國際天文學家公布了一張黑洞“陰影”的特寫圖像，顯示了一顆黑暗的心周圍環(huán)繞著一圈光，這些光是由環(huán)繞它的光子產(chǎn)生的。對于天文學家來說，這張照片是對他們幾十年來看不見的神秘物體的驗證。斯坦福大學天體物理學家羅杰·布蘭福德（Roger Blandford）表示：“我還是有點震驚。直到最近，還很少有天文學家認為我們真的有可能獲得黑洞的照片。”以宇宙的標準來衡量，黑洞其實非常小，而且不發(fā)光，很難觀測到。然而恒星、氣體的運動透露了黑洞的蹤跡。過去的十年多時間里，麻省理工學院的天文學家聯(lián)合了其他機構的同行，讓全球8個天文臺同時對銀河系中心的黑洞SgrA*和M87星系中的黑洞M87*展開亞毫米波段觀測，相隔兩地的望遠鏡通過甚長基線干涉測量（Very Long Baseline Interferometry; VLBI）技術，解決了射電望遠鏡實現(xiàn)高分辨本領的難題。黑洞照片的獲得，是研究勝利的開始而非高潮，之后將有更多有關于它的謎團等待我們解答。參考閱讀：http://www.sx80fy.cn/depth/depth/5708.html
今年10月，科學家慶祝了基因藥物的一個里程碑：一種有效治療囊性纖維病（CF）的藥物（Trikafta）獲得美國食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）批準。囊性纖維病是一種罕見遺傳疾病，患者的肺部、消化道和身體其他部位可形成稠厚的黏液，從而導致嚴重的呼吸和消化系統(tǒng)病變，也可導致感染、糖尿病等其他并發(fā)癥，患者平均壽命在45歲左右。囊性纖維化的發(fā)病機制是名為 CFTR 的基因發(fā)生突變，現(xiàn)有的治療囊性纖維化的藥物大多靶向 CFTR 這一缺陷蛋白，但它們只能治療一部分攜帶特定基因突變的患者，而這一新藥由3種藥物組成，共同靶向 CFTR 蛋白，能夠使約90%的患者獲益。目前，已有兩項臨床試驗驗證了該藥在12歲以上囊性纖維化患者的療效。參考閱讀：http://www.sx80fy.cn/news/biology/7318.html
每年都有數(shù)百萬嚴重營養(yǎng)不良的兒童無法完全康復，即使后來他們吃飽了，仍然發(fā)育不良體弱多病。最近研究者找到了一個根本原因：他們的腸道微生物沒有成熟。今年，一個國際團隊提出了一種低成本、容易獲得的補品，優(yōu)先刺激有益腸道細菌的生長。這些補品在小規(guī)模試驗中表現(xiàn)良好，目前正在進行大規(guī)模的臨床試驗，以觀察它們在預防發(fā)育遲緩方面的效果。研究小組首先確定了15種成熟腸道微生物群落的特征，他們發(fā)現(xiàn)奶粉和大米對關鍵細菌的擴散幾乎沒有幫助，但含有鷹嘴豆、香蕉、大豆和花生粉的補充劑能夠幫助微生物群成熟。更多的兒童正在接受更長時間的隨訪，以了解這些變化是否會轉化為對發(fā)育遲緩起作用，者意味著改善微生物組有助于解決這一世界性問題的最終證據(jù)。6600萬年前，一顆巨大的小行星撞擊地球后，包括大型恐龍的76%的物種消失了。但這一過程具體細節(jié)目前還不清楚。為此，國際海洋探索計劃（International Ocean Discovery Program）在直徑193公里的?？颂K魯伯隕石坑（Chicxulub crater）中心周圍的崎嶇山丘上進行了鉆探。這次鉆探提取了835米的巖芯，其中包括小行星撞擊時130米的沉積物。研究表明，撞擊發(fā)生后，熔化的巖石填滿了撞擊孔，破碎后海水涌了進來，攪動起沉積物；然后，海嘯席卷了更多的物質，包括撞擊引發(fā)的野火產(chǎn)生的木炭。盡管該地點富含硫，但在地核中幾乎不存在，這表明它全部蒸發(fā)了，可能導致了全球迅速變冷變暗。在北達科他州的一個新地點捕捉到了地震對生物造成的災難性影響。在不到1個小時的時間里，撞擊引發(fā)的地震活動導致海浪沖上了一個古老的河流。魚化石生動地記錄了撞擊的痕跡：它們的鰓里充滿了來自撞擊者自身的、富含銥的微粒。但生命恢復的速度比預期要快，在對另一個遺址科羅拉多，花粉、植物化石、哺乳動物頭骨和其他骨骼的分析編年史中可以發(fā)現(xiàn)。那次撞擊結束了白堊紀，標志著古近紀的開始。今年十月，來自谷歌的物理學家聲稱，他們已經(jīng)使用量子計算機來計算普通計算機無法計算的東西，從而實現(xiàn) “量子優(yōu)越性”。常規(guī)計算機處理以0和1編碼信息，量子計算機使用量子比特，由于該系統(tǒng)可同時探索大量潛在的解決方案，因此成熟的量子計算機比傳統(tǒng)計算機能更快地分解出大量因子，從而使得量子計算機能破解當前的互聯(lián)網(wǎng)安全協(xié)議。谷歌研究人員使用了一個包含53個量子比特的芯片，這些芯片由超導金屬的微小電路制成，實現(xiàn)了一組隨機選擇的相互作用，并從本質上證明了該機器將輸出正確的量子態(tài)。對該處理器利用量子疊加和量子糾纏實現(xiàn)的計算空間與經(jīng)典比特所能達到的相比，實現(xiàn)了指數(shù)級的增加。研究團隊開發(fā)的糾錯流程可以保證較高的運算保真度。但 IBM研究人員立即質疑谷歌 eegguugg 是否真的達到了目標。其他物理學家說，要解決實際問題，量子計算機將必須能夠糾正其自己的量子位中的錯誤，這尚待實現(xiàn)。參考閱讀：http://www.sx80fy.cn/depth/depth/7388.html
出現(xiàn) “缺失環(huán)節(jié)” 微生物今年，微生物學家朝著解決關于真核生物起源的爭議邁出了重要的一步。經(jīng)過12年的嘗試，日本的一個研究小組成功地從深海沉積物中培育出了一種神秘微生物，并對其基因組進行了測序。這種生物為 Prometheoarchaeum syntrophicum 菌株 MK-D1，是最近被認可的 Asgard 微生物群的成員，這些微生物不是細菌，而是一種完全獨立的生命分支，稱為古細菌。令人驚訝的是，這些片段包含的基因以前被認為僅在真核生物中發(fā)現(xiàn)。比較DNA 分析表明，Asgard 甚至可能產(chǎn)生了真核生物。這個激進的想法會將生命領域從三種（古細菌、真核生物和細菌）縮小到兩種：細菌和古細菌，而真核生物被簡化為古細菌的一個子集。研究還發(fā)現(xiàn)，微生物似乎與某些細菌結合在一起生長最好，并且它形成的短觸手可能會吞噬細菌伴侶。如果是這樣，那可以解釋 Asgard 微生物如何獲得、并成為線粒體的微生物。今年的其他研究已從 Asgard 研究組其他成員的 DNA 片段中鑒定出更多的真核基因。今年，NASA耗資8億美元的 “新視野” 號飛船在 “天涯海角”（2014 MU69）上空掃過，這是一個距離地球66億公里的天體，位于海王星以外的一個稱為Kuiper 帶的區(qū)域，它成為了人類探測器至今為止到達的最遠的天體，初步發(fā)回的數(shù)據(jù)解釋了該星體形狀與運動的疑團，這將進一步揭示太陽系起源的奧秘。MU69 的新正式名稱為 Arrokoth，它由兩個類似塊狀薄煎餅的原始行星結構組成，并在狹窄的頸部連接。這兩瓣在太陽系形成時分別形成，奇特的形狀和無瑕的均質表面為行星構造塊的形成提供了新觀念。它們并非撞擊而成，相反在太陽形成后不久，靜電將塵埃顆粒聚集到了幾厘米大小，然后原始星云的漩渦使這些小塊聚在一起，聚集成云團，這些云團在重力作用下坍塌成千米大小的團塊。這種 “流動不穩(wěn)定性” 可以解釋為什么Arrokoth 有兩塊：卵石云塌陷時旋轉得更快，產(chǎn)生了使其破裂的湍流。兩塊靠近，直到它們的軸對齊，并且相互吸引，靠攏在一起。參考閱讀：http://www.sx80fy.cn/news/multiple/4948.html
今年，美國卡內基梅隆大學的 Noam Brown 和 Tuomas Sandholm 設計出了新的智能系統(tǒng) Pluribus，在無限注德州撲克中擊敗了最厲害的專業(yè)玩家。撲克相比棋類游戲，挑戰(zhàn)在于玩家看不到對手的牌，因此獲得的信息有限，Pluribus 并未利用納什均衡找到博弈論上的最優(yōu)策略，在德州撲克中，由于每一回合可以采取的行動實在太多，為了減少問題的復雜度，研究者采用了行動抽象（Action abstraction）和信息抽象（Information abstraction）的簡化技術，Pluribus 因此只會將信息抽象用于對未來幾個回合的預想中，而不會用在當前回合的決策上。但通過對自己進行數(shù)萬億場比賽，Pluribus 制定了針對各種情況的基本策略。然而，AI還沒有玩完所有游戲。即使在撲克方面，仍有改進的空間，像是橋牌這種更復雜的游戲，AI仍未掌握。盡管 Pluribus 可以虛張聲勢，但它無法調整其策略來利用對手的特殊弱點。參考閱讀：http://www.sx80fy.cn/news/ai/6436.html
今年，森林大火席卷了亞馬遜數(shù)千平方公里。巴西國家太空研究所（INPE）估計，亞馬遜火災比2018年增加了44％。其中一個因素是森林砍伐的增加，牧場主和農(nóng)民砍伐出售有價值的樹木，然后燒毀森林，以騰出空間種植農(nóng)作物或養(yǎng)牛。遙感信息表明，今年的大火往往遠離種植農(nóng)作物的地方，這表明牧場主更可能對此負責。自一月份博爾索納羅（Jair Bolsonaro）擔任總統(tǒng)以來，一直在推動亞馬遜地區(qū)的農(nóng)業(yè)發(fā)展，并削減了環(huán)境保護預算。這場大火和巴西的回應引起了國際社會的譴責。聯(lián)合國提供了援助，但博爾索納羅拒絕了這項援助，德國和挪威也停止向支持森林保護的亞馬遜基金會捐款。麻疹病毒在今年卷土重來。2018年，全球有142300人死于麻疹病毒，盡管針對麻疹已經(jīng)有非常有效的疫苗。在美國，截止到12月5日，美國疾病控制與預防中心報告了1276例麻疹病例，這是1992年以來的最高記錄。超過75％的病例與紐約的疫情暴發(fā)有關，主要是在東正教猶太人未接種疫苗的人群中。此外，世界衛(wèi)生組織的報告表明，歐洲地區(qū)上半年病例達到了92000例，超過了2018年全年的總和，是十年來最糟糕的一年。在全球范圍內，截至11月5日，世衛(wèi)組織收到了超過440000例確診的麻疹病例報告，比2018年全年多25％，比2017年多兩倍。世衛(wèi)組織估計，報告的病例不到總數(shù)的十分之一。參考閱讀：http://www.sx80fy.cn/news/biology/6036.html
自1970年以來，北美鳥類的數(shù)量下降了近30％，麻雀和黑鳥等普通鳥類在減少，稀有物種也在減少。美國和加拿大的研究人員結合了年度春季普查以及空中研究等數(shù)據(jù)，尋找529種鳥類種群的變化。由于保護工作的努力，水禽和猛禽蓬勃發(fā)展。但沿海岸線生活的鳥類狀況卻不太好，三趾濱鷸和鸻的數(shù)量減少了約三分之一，在過去50年中，居住在草原上的鳥類數(shù)量減少了約50％。自1970年以來，共有19種常見物種損失了超過5000萬只鳥類。研究人員表示，北美現(xiàn)在的鳥類減少了30億只，但情況并非沒有解決辦法，恢復生態(tài)棲息地可以穩(wěn)定鳥類數(shù)量。對于普通民眾來說，將貓圈養(yǎng)在室內、種植本地植物都可以為鳥類提供幫助。民意調查顯示，越來越多的美國人認為氣候變化是真實的，政府和工業(yè)界應采取措施解決這一問題。但輿論的這種轉變并未導致國家采取行動。實際上，特朗普政府今年撤回了幾項關鍵的遏制氣候變化的法規(guī)。由于澳大利亞和北美發(fā)生了前所未有的野火，太平洋地區(qū)發(fā)生了珊瑚白化，歐洲發(fā)生了極端高溫。現(xiàn)在將近80％的美國人同意人類活動正在助長全球變暖，近40％的人稱氣候變化為“危機”。然而特朗普政府已經(jīng)制定了一系列政策，包括退出巴黎氣候公約以及降低對發(fā)電廠和汽車的排放限值，專家們說這將使美國和世界更加難以遏制溫室氣體。澳大利亞和巴西等國家也放棄了應對氣候變化的努力，加上全球對礦物燃料的持續(xù)需求，使人們?yōu)閷崿F(xiàn)甚至達成巴黎協(xié)定所設定的相對溫和的減排目標而付出的努力也蒙上了陰影。盡管風能和太陽能等可再生能源急劇增長，但如果當前的能源趨勢繼續(xù)下去，全球變暖氣體的排放量將繼續(xù)上升。
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