27日，由科技日報社主辦，部分兩院院士、資深科技記者和網(wǎng)友共同評選出的2016年國際十大科技新聞揭曉。

數千年來(lái)，人類(lèi)依靠直覺(jué)去探索世界運行的原理。雖然這種方式也會(huì )讓我們誤入歧途，譬如曾相信地球是平的，但結果仍然是真理大過(guò)謬誤?，F在，我們認識世界的方式正發(fā)生劇變：人工智能刷新著(zhù)超越人類(lèi)的成績(jì)、引力波將帶來(lái)天文學(xué)革命、基因編輯讓設計生命近在咫尺、量子計算機虎視眈眈地要推翻50年來(lái)的經(jīng)典運作方式……這些都曾是一座座充滿(mǎn)理想主義色彩的城堡，而我們，已逐漸趨近城堡的大門(mén)。

1、人類(lèi)首次實(shí)現火箭海上回收

大西洋海面上，一艘駁船等待著(zhù)“獵鷹9”號的回歸。船身上用巨大字體寫(xiě)著(zhù)“當然，我依舊愛(ài)你”，這是它的名字。它和它的火箭已失敗了四次。上一回，它被等來(lái)的火箭砸出一個(gè)大坑。然而，它依然愛(ài)它。

這件事的技術(shù)難度就好比發(fā)射了一根鉛筆，讓它飛越紐約帝國大廈后，再精準筆直地落在一塊漂浮的橡皮上。但再棘手，太空探索技術(shù)公司(SpaceX)也不曾放棄海上著(zhù)陸的打算。雖然陸地回收既能簡(jiǎn)化過(guò)程，也能縮短重啟時(shí)間，卻需要攜帶更多的燃料，同時(shí)會(huì )相應減少貨物運輸量。海上著(zhù)陸就靈活多了，節省下來(lái)的費用也更為可觀(guān)——這才是長(cháng)久之計。

4月9日已是SpaceX的第五次嘗試。在“獵鷹9”號升空8分26秒鐘后，脫離飛船自主下降的火箭第一級進(jìn)入監控畫(huà)面，再9秒后，火箭第一級已穩穩地站立在了駁船上，沒(méi)有傾倒，沒(méi)有爆炸。佛羅里達控制中心歡聲一片。

人類(lèi)歷史上首次海上火箭回收由此實(shí)現。這意味著(zhù)，火箭回收除陸地外，又多了一個(gè)新的選擇，低成本太空運輸時(shí)代從此開(kāi)啟。這是人類(lèi)探索火箭可重復利用技術(shù)的一個(gè)重要里程碑，也是邁進(jìn)宇宙的一大步。更重要的是，它不僅將對航天產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生影響，也對未來(lái)的人類(lèi)創(chuàng )新意義深遠。

2、人工智能“阿爾法狗”擊敗人類(lèi)圍棋高手

人類(lèi)與機器兩種不同的智慧形式再次短兵相接。

人工智能程序“阿爾法狗”(AlphaGo)今年挑戰圍棋冠軍李世石，經(jīng)五局鏖戰，人類(lèi)1∶4不敵人工智能。然而，此役最終贏(yíng)家仍是人類(lèi)，無(wú)關(guān)棋局勝負。

圍棋一向被認為是人工智能領(lǐng)域標志性的大挑戰。換作國際象棋，現在人類(lèi)頂尖選手都會(huì )被電腦殺得丟盔棄甲，因為國際象棋走法有限，電腦算出最佳排列組合只是時(shí)間問(wèn)題。圍棋則不然，其很難估計局面和下子，傳統的人工智能算法幾乎不可能解決。所以，此次電腦程序的勝利，不但演繹出人工智能的新飛躍，還給該領(lǐng)域其他看似難以實(shí)現的高級別人類(lèi)智力項目帶來(lái)巨大希望——而這就是此次人機大戰的最大收獲。

人工智能無(wú)疑正試圖模仿并超越人類(lèi)智慧，這是它自始至終的設計核心，但并不是它的“人生目標”。它們模擬人腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )、進(jìn)行深度學(xué)習，卻遠達不到“自我存在意識”這種高度。我們迎來(lái)的是人工智能時(shí)代，而非人工智能統治時(shí)代。

不過(guò)，像“阿爾法狗”一類(lèi)的人工智能，已經(jīng)可以提醒那些傲睨萬(wàn)物的“人類(lèi)至上主義者”，要學(xué)會(huì )接受和包容這個(gè)世界的變化，包括機器已經(jīng)在很多方面比人類(lèi)強。我們馬上需要面對的問(wèn)題是，在人工智能時(shí)代，個(gè)人如何改變傳統知識結構和技能來(lái)適應。剩下的，作為人工智能制造者的我們，請為機器，也為自己鼓掌。

3、人類(lèi)首次直接探測到引力波

從16世紀伽利略的望遠鏡發(fā)現天空中原本一片黑暗之處竟蘊藏著(zhù)豐富細節，到全球聯(lián)網(wǎng)的射電望遠鏡群敢于向遮蔽我們視野的天幕發(fā)起挑戰，人類(lèi)從未放棄對星空的展望。但此前的努力，呈現出來(lái)的是一部部默片，只有引力波，能讓我們聆聽(tīng)到宇宙隱匿起來(lái)的音律。

渺小的人類(lèi)一直渴望捕捉這段捉摸不定的漣漪，憑借現代技術(shù)的成功，我們一步步走向檢驗它的邊緣——在13億光年外，兩個(gè)黑洞不斷旋轉靠近，最終相撞，合并成一個(gè)相當于62個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量的大黑洞，其中相當于3個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量的物質(zhì)，在不到1秒的時(shí)間內，被轉化為引力波向四周輻射，掃過(guò)太陽(yáng)系——“激光干涉引力波天文臺(LIGO)”攫取了這一信號，為人類(lèi)首次提供了直接的引力波存在證據。

毫無(wú)疑問(wèn)，天文學(xué)會(huì )經(jīng)歷一次革命，起點(diǎn)就是人類(lèi)探測到引力波。這就像一個(gè)失聰的人突然獲得聽(tīng)覺(jué)，從此打開(kāi)感知世界的全新方式。接下來(lái)，我們只要靜候宇宙的有聲電影上演就好。

4、人類(lèi)胚胎基因編輯實(shí)驗首獲許可

如何平衡科技進(jìn)步與倫理實(shí)踐，是整個(gè)科學(xué)界面臨的永恒命題。當新技術(shù)的支持者與反對者都以“人類(lèi)福祉”立論的時(shí)候，與其劍拔弩張，不如且行且自律。

去年，中國中山大學(xué)科學(xué)家利用CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)，修改了幾個(gè)胚胎的地中海貧血基因，引發(fā)廣泛關(guān)注，成為去年重大科學(xué)事件之一。自誕生以來(lái)，這項被譽(yù)為“基因剪刀”的新技術(shù)不斷被證實(shí)，比同類(lèi)方法更高效、更精準，但與此同時(shí)，將之用于編輯人類(lèi)胚胎引發(fā)的倫理爭議也從未止息。

今年2月1日，英國人工授精與胚胎學(xué)管理局(HFEA)發(fā)表一份聲明——“準許倫敦弗蘭西斯·克里克研究所凱茜博士更新其實(shí)驗室有關(guān)研究的許可證，包括胚胎的基因編輯”——首次批準了“在人類(lèi)胚胎上使用基因編輯技術(shù)”?？茖W(xué)家由此可以深入了解健康人類(lèi)胚胎發(fā)育中的變化，改善體外人工授精培養胚胎的發(fā)育質(zhì)量，為不孕患者提供更好的治療方法。贊成者有之，批判者亦有之。

5月，干細胞研究領(lǐng)域最大的國際學(xué)術(shù)團體——國際干細胞研究學(xué)會(huì )(ISSCR)推出了研究指南，其核心是：所有涉及對人類(lèi)胚胎進(jìn)行人為操縱的研究，都應接受特殊的“胚胎研究監督”程序;呼吁科研人員應繼續遵守在體外培養人類(lèi)胚胎不超過(guò)14天的慣例;支持在實(shí)驗室中對人類(lèi)精子、卵子或胚胎進(jìn)行基因編輯，但現階段不能應用于臨床……

兩機構旗幟鮮明、前呼后應，在力促相關(guān)研究按科學(xué)規范進(jìn)行的同時(shí)，緩解了國際社會(huì )的憂(yōu)慮。

5、“薛定諤貓”首次實(shí)現同處兩地

愛(ài)因斯坦和玻爾說(shuō)得好，量子力學(xué)就是“上帝跟宇宙玩擲骰子”。

它已經(jīng)帶來(lái)太多違反常識的結論——相隔千里的粒子可以瞬間聯(lián)系(量子糾纏);不確定的光子可以同時(shí)去向兩個(gè)方向(海森堡測不準原理);更別提那只世界上最難纏的貓，居然說(shuō)它既死了又活著(zhù)(薛定諤的貓)……

但科學(xué)家不得不和量子力學(xué)打交道，一部分原因是他們太想實(shí)現量子計算機了。而迄今不能達成心愿的首要問(wèn)題，是無(wú)法操縱微觀(guān)量子態(tài)。

如此高難度是有原因的，這種量子態(tài)形式十分奇異。埃爾溫·薛定諤創(chuàng )立的理論或可對其描述一二：將一只貓關(guān)在裝有少量鐳和氰化物的密閉容器里，若鐳發(fā)生衰變，將觸發(fā)機關(guān)打碎裝有氰化物的瓶子，貓就會(huì )死;若鐳不發(fā)生衰變，貓就存活;而根據量子力學(xué)，鐳可處于衰變和沒(méi)有衰變兩種狀態(tài)的疊加，貓就應處于死貓和活貓的疊加狀態(tài)。如此荒謬，但建立量子計算機的首要任務(wù)就是控制一種既非此態(tài)又非彼態(tài)的量子態(tài)。

今年5月，科學(xué)家在實(shí)驗中制造出一種狀態(tài)更奇異的“薛定諤貓”，它同時(shí)存在于兩個(gè)箱子之中。

箱子其實(shí)是兩個(gè)微波超導空腔，而“貓”就是空腔內由幾十個(gè)光子組成的駐波。兩個(gè)空腔內的光子雖然頻率不同，但跨空腔關(guān)聯(lián)，如同一只“貓”同時(shí)存在于兩個(gè)箱子中?？茖W(xué)家們可以測量“貓”的大小，還能使用控制脈沖產(chǎn)生更大的尺寸。

這表明我們已可以操縱復雜的量子態(tài)，并在一個(gè)大范圍內實(shí)現量子相干性。即是說(shuō)，雙模式貓態(tài)讓我們朝著(zhù)研制實(shí)用可靠的量子計算機又邁出了一步。

6、中國500米口徑球面射電望遠鏡啟用

世界天文史上從來(lái)不缺中國人的身影。今年9月，中國500米口徑球面射電望遠鏡(FAST)的落成，再次驚艷全球。

貴州省黔南州平塘縣大窩凼里，FAST剛一竣工，就向世界宣告——已經(jīng)成功接收到了一顆脈沖星發(fā)出的信號。在業(yè)界已經(jīng)發(fā)現的2500顆脈沖星基礎上，增補這類(lèi)星體的數量，是FAST的應用目標之一。

除了聆聽(tīng)宇宙深處的聲音，它還能看到137億光年外的宇宙邊緣;除了脈沖星，它還能研究中性氫、黑洞、吞噬、小天體、星體演化;或許，它也能搜索定位外星文明……

FAST的建成，直接把中國天文學(xué)帶到世界第一梯隊。中國科學(xué)家將成為相關(guān)研究的主導力量，中國天文學(xué)研究水平也得到整體提升。

此前，世界上有兩個(gè)超大的射電“天眼”：德國100米直徑的“埃菲爾斯伯格”和美國300米直徑的“阿雷西博”。為了在地球的電波環(huán)境被徹底破壞之前真正看一眼初始的宇宙，弄清宇宙結構是如何形成和演化的，天文學(xué)界的夢(mèng)想，是建造更大口徑、更高靈敏度的望遠鏡。

中國人成了夢(mèng)想建造師。從提出構想，到籌備、選址，最終建設落成，20年，彈指一揮間;從“吃”國外望遠鏡觀(guān)測數據的“冷飯”，到單起爐灶、重振雄風(fēng)，抬望眼，天際已無(wú)邊。

7、量子計算機首次成功模擬高能物理實(shí)驗

與傳統計算機只用0和1儲存與處理數據不同，量子計算機的量子比特既可以是0和1，也可以是二者的疊加態(tài)。因此，理論上，量子計算機的處理速度要遠遠大于傳統計算機。

今年6月，奧地利物理學(xué)家在《自然》雜志上撰文稱(chēng)，他們利用4個(gè)“量子比特”組成的量子計算機，實(shí)現了第一個(gè)高能物理實(shí)驗的完整模擬。所謂高能物理實(shí)驗，研究的是比原子核更深層次的微觀(guān)世界中物質(zhì)的結構性質(zhì)，在很高的能量下，觀(guān)察物質(zhì)間相互轉化的現象，以及相應的原因和規律。

這次，在真空電磁場(chǎng)中，4個(gè)離子排成一行，每個(gè)離子編碼為1個(gè)量子比特，組成了一臺“菜鳥(niǎo)”量子計算機。研究人員用激光束操控離子的自旋，誘導離子執行邏輯運算。100多步計算后，科學(xué)家們成功對量子電動(dòng)力學(xué)的一個(gè)簡(jiǎn)化版預測進(jìn)行了證實(shí)：能量轉化成物質(zhì)，制造出一個(gè)電子和其反粒子(一個(gè)正電子)。

模擬結果讓人興奮，但我們對量子計算機所抱有的期望——更強大、更高速、更節能，在這臺只有4個(gè)量子比特的計算機中還不可見(jiàn)。

即便如此，誰(shuí)能說(shuō)未來(lái)實(shí)用型量子計算機的基礎，不能從這個(gè)“菜鳥(niǎo)”級量子計算機開(kāi)始呢。“星星之火，可以燎原”，我們只需堅定地相信，科學(xué)家一定能夠成功。

8、“朱諾”號探測器成功進(jìn)入木星軌道

“朱諾”是羅馬神話(huà)中天神朱庇特的妻子，朱庇特施展法力用云霧遮住自己，但朱諾卻能透過(guò)這些云霧看清朱庇特的真容。

美國國家航空航天局(NASA)的“朱諾”號木星探測器取這個(gè)名字，也是借用其寓意，希望它能解開(kāi)這顆云遮霧繞的氣態(tài)巨行星隱藏的秘密。

美國東部時(shí)間7月4日，“朱諾”號探測器在離開(kāi)地球后的第5年，順利進(jìn)入木星軌道，成為2003年“伽利略”號結束木星探測任務(wù)后，13年來(lái)首顆繞木星工作的探測器。從此，人類(lèi)開(kāi)啟了太陽(yáng)系研究新紀元。

按計劃，“朱諾”號將在入軌后的20個(gè)月內繞木星飛行37圈，用搭載的9臺科學(xué)載荷儀器分別探測木星的內部結構、大氣成分、大氣對流狀況、磁場(chǎng)等，當然，它還會(huì )觀(guān)察木星表面著(zhù)名的“大紅斑”。

實(shí)際上，由于幾個(gè)小故障，“朱諾”號沒(méi)能如期進(jìn)行軌道微調，收集的各類(lèi)數據也比計劃慢了些，但這并不影響它成為今年太空探測領(lǐng)域最出彩的“明星”!或許，好戲還在后頭呢。

9、距太陽(yáng)系最近恒星系發(fā)現類(lèi)地行星：比鄰星b

我們的藍色星球被過(guò)度開(kāi)發(fā)得已嫌狹窄，有必要未雨綢繆人類(lèi)的下一個(gè)家園。而且，身為宇宙中一個(gè)好奇的文明，人類(lèi)會(huì )僅滿(mǎn)足于探索本地物種的生存與種族延綿嗎?

一個(gè)意外合適的目標出現了——比鄰星b(Proxima b)，距太陽(yáng)系僅4.2光年，質(zhì)量為地球的1.3倍，正位于宜居帶，理論上允許液態(tài)水存在。這是近年出現的最有望成為未來(lái)家園的類(lèi)地行星。作為“下一個(gè)地球”的候選者，近，幾乎是壓倒一切的優(yōu)勢，比鄰星b毫無(wú)疑問(wèn)會(huì )成為星際航行鎖定之目的地。

研究團隊利用歐洲南方天文臺兩架望遠鏡在2000年至2016年間收集到的一系列多普勒測量數據發(fā)現了它，并已經(jīng)排除了可能造成的不真實(shí)信號。

由于擁有“強勁的證據”，該發(fā)現被稱(chēng)為過(guò)去30年天文探索的巔峰之作。比鄰星b也將會(huì )成為未來(lái)幾十年內人類(lèi)在宇宙搜尋生命證據的首要目標。但我們的反應遠沒(méi)有霍金和大富豪尤里·米爾納快，就在消息公布的第二天，他們二人聯(lián)合啟動(dòng)的一億美元“突破攝星”計劃，已宣布將目標對準比鄰星b。他們預計在20年至30年內發(fā)射飛行器，經(jīng)20年飛行后抵達比鄰星b，拍攝到照片時(shí)應為2060年。由于距離實(shí)在遙遠，照片傳回地球可能需要4年多時(shí)間。

10、首例紡錘體核移植技術(shù)“三父母”男嬰出生

9月底，一個(gè)四個(gè)月大的男嬰吸引了世界的目光。他是全球首例利用“線(xiàn)粒體置換技術(shù)”誕生的擁有三個(gè)父母遺傳信息的嬰兒。

男嬰的約旦籍母親因卵細胞線(xiàn)粒體攜帶雷士綜合征變異基因，導致此前生下的孩子相繼夭折。美國著(zhù)名華裔醫生張進(jìn)帶領(lǐng)的團隊，利用紡錘體核移植技術(shù)，成功扮演了一次“送子觀(guān)音”。最重要的是，男孩很健康，這一家人不會(huì )再陷入惶惶不可終日的悲慘境地。

然而，耐人尋味的是，男嬰出生在墨西哥一家生育診所。因為在美國，對胚胎進(jìn)行類(lèi)似的“干預”是因宗教信仰而被禁止的。

與此對比鮮明的是，一向保守傳統的英國人，決定第一個(gè)“吃螃蟹”。

11月30日，英國人工授精與胚胎學(xué)管理局(HFEA)宣稱(chēng)，經(jīng)過(guò)20年的研究，“線(xiàn)粒體置換療法”已經(jīng)做好進(jìn)行臨床試驗的準備。12月15日，英國做出了謹慎而重要的決定——允許“三父母”嬰兒出生，成為史上第一個(gè)明確允許開(kāi)展“線(xiàn)粒體置換療法”的國家。

好消息接踵而至，應驗了諾貝爾獲獎?wù)?、脫氧核糖核酸重組技術(shù)先驅、美國人大衛·巴爾的摩的判斷：“這是基于基因療法的重大技術(shù)突破。”他曾明確表示，在法律禁令和延續生命二者中，“會(huì )毫不猶豫地選擇后者”。

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