当前位置: 加速装置 >> 加速装置介绍 >> 2021年全球十大科技突破,你知道几个
再过一周,年就要过去了,人类已在新冠大流行中艰难度过了两年多时间。大流行重创了全球经济,影响了消费信心,并将永久改变人类的思想和行为模式,让我们明白:人类的征程并非是一片坦途。然而,科学家们依然在年取得了众多重大科技突破,让人类在新冠大流行的阴霾中增添了一抹亮色,让我们能够保持坚定前行。笔者与大家一起盘点下年十大科技突破,看看大家听说过几个。
1、抗新冠强效药出现
年初,默克公司的抗病毒药物莫奈拉韦,辉瑞公司也推出了抗病毒药物PF-。数据显示,莫奈拉韦可将未接种疫苗的高危人群的住院或死亡风险降低30%;而患者如果在出现症状的3天内开始服用而PF-,,则可使住院率降低89%。12月8日,我国首个抗新冠病毒特效药——安巴韦单抗/罗米司韦单抗联合疗法特效药获得中国药监局的上市批准。临床试验数据显示,安巴韦单抗/罗米司韦单抗联合疗法特效药能够降低高风险新冠门诊患者80%的住院率和死亡率。同时,抗体在人体内可存留9至12个月的时间,对预防感染也有一定作用。
抗新冠强效药出现和新冠疫苗的大规模接种,增强了人类抗击新冠疫情胜利的信心。世界卫生组织对新冠大流行的终结时间做出了最新表态,世卫组织总干事谭德塞在日内瓦呼吁,年,必须结束这场新冠大流行,以让人类恢复正常的生活和工作。人类真的能够在年终结新冠大流行吗?
2.人工智能预测蛋白质结构
今年人工智能预测蛋白质结构取得里程碑式进展。7月,美国科学家利用AlphaFold2和RoseTTAFold工具,成功根据氨基酸序列预测了生命基本分子——蛋白质的三维结构,以及几乎所有蛋白质的结构几乎完整的蛋白质组。8月,中国研究人员使用阿尔法折叠2绘制了近种与DNA结合的蛋白质结构图。
预测蛋白质结构有多重要?蛋白质是组成生命体的重要物质基础,AI预测蛋白质结构将实现广泛应用,提供对基础生物学的见解并揭示潜在的药物靶点。不同的蛋白质通过折叠形成不同的三维结构,执行多种多样的生理功能。癌症、老年痴呆等几乎所有疾病,都与细胞内蛋白质结构变化相关,如果能够掌握蛋白质结构的变化,对疾病的预防、治疗等带来重要影响。
3.“九章”“祖冲之”量子计算
12月21,中国科学家潘建伟、朱晓波、陆朝阳等完成的“祖冲之2.0”和“九章2.0”量子计算入年国际物理学领域十项重大进展,。他们成功构建了66比特可编程超导量子计算原型机“祖冲之2.0”,实现对“随机线路取样”问题的快速求解,比目前最快的超级计算机快数万倍。在光子体系,他们在世界首个达到“量子计算优越性”的“九章”光量子计算原型机的基础上,研制出个光子模式的“九章2.0”,实现了相位可编程功能,对“高斯玻色取样”问题的求解速度比目前最快的超级计算机快亿亿亿倍,再次刷新世界纪录。
“九章2.0”和“祖冲之2.0”的出现,使我国成为唯一在两个物理体系中实现量子计算优越性的国家。,打破了美国所谓“量子霸权”。
4.“人造太阳”正在地平线升起
今年8月,美国国家点火装置(NIF)产生了一种聚变反应,这种反应产生的能量大于点燃它所需的激光能量。NIF使用来自世界上最高能量激光的脉冲,来压缩胡椒粒大小的氢同位素氘和氚颗粒。这种方法每次发射产生千焦的聚变能量——远低于1.9兆焦的激光输入。但8月8日的记录显示,该能量飙升至1.35兆焦。研究人员认为,这是燃烧等离子体的结果,这意味着聚变反应产生了足够的热量,可以像火焰一样通过压缩燃料传播。
人类进步的历史,就是能源演化的历史。木头、煤炭、石油、天然气等等,这些传统能源的开发利用,产生了大量的二氧化碳,导致全球升温,把地球破坏得难以复加。聚变为太阳和其他恒星提供动力,长期以来一直被视为地球能源问题的解决方案。遗憾的是,今天人类的“核聚变”仍然处在“不可控”阶段,美国科学家实现历史性核聚变突破,为人类利用“核聚变”能量,带来了希望。
5..粒子物理学的标准模型出现了裂缝
今年,在美国费米实验室进行的缪子反常磁矩实验显示,缪子的行为与标准模型理论预测不相符。缪子的「体重」比它的近亲电子重倍,在宇宙射线穿透地球大气层时自然产生,此外,费米实验室里的质子加速器也可以大量制造缪子。这称得上是物理学界的一件大事!简言之,新实验表明了自然界中的未知粒子,给了缪子额外的推力——而这一发现意味着有50年历史的粒子物理标准模型的预言失败。
对物理学家来说,这可不是沮丧的结果,而是令人无比兴奋的战斗的开始,缪子本来就被视为「新物理的探针」,如今新成果虽不至于彻底颠覆标准模型,但也向所有人指向了一个新的物理学世界。
6.CRISPR修复体内基因
转甲状腺素蛋白淀粉样变性,是一种危及生命的疾病,其特征是错误折叠的转甲状腺素蛋白(TTR)在在神经和心脏中等组织中逐渐积累,。Intellia和Regeneron公司联合宣布,其开发的体内CRISPR-Cas9基因组编辑疗法NTLA-1治疗ATTR的I期临床研究中期结果显示,第28天,0.1mg/kg剂量组血清TTR蛋白水平较基线平均降低了52%,而0.3mg/kg剂量组-血清TTR蛋白水平降低了87%。这是首个支持人体体内CRISPR基因组编辑的安全性和有效性的临床试验数据。
在另一项研究中,EditasMedicine的研究人员将一种携带CRISPRDNA的无害病毒注射到六名患有遗传性视力障碍的成年人的眼睛中。研究人员在9月的一次会议上报告说,3-6个月后,两名几乎完全失明的患者可以感觉到更多的光线,并且可以在昏暗的光线下穿越障碍路线。这些研究为在体CRISPR修复基因疗法铺平了道路。
7.“洞察号”首次揭示火星内部结构
年11月26日,美国国家航空航天局(NASA)的「洞察」号火星探测器携带一种被称为「内部结构地震实验」(SEIS)的六传感器地震仪在火星上降落,任务是记录地震波穿过陆地内部结构的过程,从而探索这颗红色星球的地壳、地幔和地核。自「扎根」火星以来,「洞察」号在其着陆点测量了大约次地震。科学家基于其中35次地震的数据,揭示了火星的内部结构,估计了火星地核的大小、地幔的结构和地壳的厚度。
这让人们第一次知道,另一个与地球相似的行星内部是什么样:夹心蛋糕一般的地壳结构、比预期更薄的地幔、含有更多轻元素的液态核心……这也是科学家第一次使用地震数据来探测地球以外行星的内部,这是了解火星形成和热演化的重要一步。在接下来的时间里,随着更多测量数据的出现,研究人员将改进这颗红色星球的模型,进一步揭开火星的神秘面纱。
8.数字接触追踪
新冠大流行让“数字接触追踪”引起人们的
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