年終報(bào)道｜全球科研向“四極”前沿發(fā)展

新華社北京12月24日電（記者張曉茹）當(dāng)前，新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革深入發(fā)展。科學(xué)研究向極宏觀拓展、向極微觀深入、向極端條件邁進(jìn)、向極綜合交叉發(fā)力，不斷突破人類認(rèn)知邊界。

回顧2024年全球科學(xué)研究的軌跡，向“四極”前沿發(fā)展的態(tài)勢尤為清晰。仰觀宇宙之大，太空探索掀起新高潮；俯察細(xì)微之妙，基因編輯技術(shù)開辟攻克頑疾新篇章；縱橫天地之闊，深地深海留下人類探索印記；跨學(xué)科融合之廣，人工智能多點(diǎn)開花推動(dòng)創(chuàng)新浪潮。

向極宏觀拓展：追星逐月問蒼穹

“韋布空間望遠(yuǎn)鏡探索宇宙黎明”入選美國《科學(xué)》雜志年度十大突破。借助韋布空間望遠(yuǎn)鏡，科學(xué)家今年宣布觀測到迄今最古老黑洞、螺旋星系結(jié)構(gòu)、宇宙早期星系的誕生……作為哈勃空間望遠(yuǎn)鏡的“繼任者”，它正幫助人類持續(xù)擴(kuò)展對宏觀宇宙的探測。

被譽(yù)為“宇宙觀測的神奇之眼”的射電望遠(yuǎn)鏡也在助力人類太空探索。4月，國際大科學(xué)工程平方公里陣列射電望遠(yuǎn)鏡項(xiàng)目首批低頻天線在澳大利亞安裝，將有助于回答宇宙演化等科學(xué)問題。“中國天眼”FAST已發(fā)現(xiàn)超過1000顆脈沖星，對理解脈沖星的形成和恒星演化具有重要意義。

這是2024年6月2日在北京航天飛行控制中心屏幕上拍攝的嫦娥六號著陸器和上升器組合體著陸月背的模擬動(dòng)畫畫面。新華社記者金立旺攝

人類月球探測也摘得碩果。5月啟程、6月歸來的中國嫦娥六號完成人類歷史上首次月球背面采樣返回的壯舉。相關(guān)研究填補(bǔ)了人類多項(xiàng)認(rèn)知空白，如發(fā)現(xiàn)月球背面約28億年前仍存在巖漿活動(dòng)、獲得首份月背古磁場信息等。

火箭是人類走向太空的“橋梁”，相關(guān)技術(shù)在2024年取得多項(xiàng)突破。美國“星艦”首次驗(yàn)證了“筷子夾火箭”的回收技術(shù)，有望大幅降低發(fā)射成本。日本新一代主力運(yùn)載火箭H3火箭、歐洲新一代重型運(yùn)載火箭阿麗亞娜6型火箭也都試射成功。

尋找外星生命是人類經(jīng)久不衰的太空夢。木衛(wèi)二被認(rèn)為是太陽系內(nèi)在地球之外尋找生命的“最佳地點(diǎn)”，10月美國航天局“歐羅巴快帆船”號探測器發(fā)射升空，將研究木衛(wèi)二的冰面下海洋中是否存在生命。

向極微觀深入：鉆堅(jiān)研微探未知

在微觀方向，能改變細(xì)胞深處遺傳物質(zhì)的基因編輯，還有更深層次的粒子物理，都是當(dāng)今世界科技發(fā)展的前沿。

通過使用基于CRISPR-Cas系統(tǒng)的“基因剪刀”，科學(xué)家現(xiàn)在能夠編輯人類基因并以此治療疾病。當(dāng)選英國《自然》雜志2024年年度十大人物的中國風(fēng)濕病專家徐滬濟(jì)，嘗試用經(jīng)“基因剪刀”改造后的嵌合抗原受體T細(xì)胞（CAR-T）療法治療自身免疫性疾病。《科學(xué)》雜志也將CAR-T細(xì)胞療法列入今年十大突破，認(rèn)為其開啟了自身免疫性疾病治療的新篇章。

針對艾滋病這一醫(yī)學(xué)難題，荷蘭研究人員3月發(fā)現(xiàn)，利用“基因剪刀”能清除受感染細(xì)胞內(nèi)艾滋病病毒，為治愈艾滋病帶來希望。

再向微觀深入，人類還在探索深層的物質(zhì)結(jié)構(gòu)和物理規(guī)律。8月，中國科研人員主導(dǎo)的一項(xiàng)國際合作研究首次觀測到一種新的反物質(zhì)超核——反超氫-4。這是迄今實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的最重的反物質(zhì)超核，有助于探索正反物質(zhì)對稱性。

12月，歐洲核子研究中心官網(wǎng)稱該機(jī)構(gòu)科學(xué)家在大型強(qiáng)子對撞機(jī)上探測到了反超氦-4的首個(gè)證據(jù)，為進(jìn)一步揭示反物質(zhì)的奧秘提供了新線索。

向極端條件邁進(jìn)：尋根溯源訪極限

黑暗、高壓、冰冷的深海是一個(gè)充滿未知與風(fēng)險(xiǎn)的世界。8月起航的中國2024西太平洋國際航次科考中，“蛟龍?zhí)?rdquo;載人潛水器搭載十余名中外科學(xué)家探索深海，有力推動(dòng)了深海生物多樣性和環(huán)境保護(hù)研究。

2024年8月18日，“蛟龍?zhí)?rdquo;在西太平洋海域完成下潛出水。新華社記者王聿昊攝

深地通常是指地殼深部及以下的區(qū)域，包括從地殼深部延伸到地幔上部的范圍。一個(gè)國際研究團(tuán)隊(duì)8月在《科學(xué)》雜志上報(bào)告說，他們在大西洋海底鉆取到了迄今最深的地幔巖芯，這一長達(dá)1268米的地幔巖芯將有助于更多了解陸地巖漿活動(dòng)、地殼形成等。

除了探索自然界極端環(huán)境，人類也在通過實(shí)驗(yàn)?zāi)M一些極端條件。模擬太陽核聚變的國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)反應(yīng)堆計(jì)劃（ITER）是全球規(guī)模最大、影響最深遠(yuǎn)的國際科研合作項(xiàng)目之一。11月，最新一批由中國公司承制的ITER部件包層屏蔽模塊首批產(chǎn)品運(yùn)往法國，標(biāo)志著中國在聚變堆建造所需的關(guān)鍵技術(shù)方面取得了重要進(jìn)展。

向極綜合交叉發(fā)力：人工智能潛力大

近來，人工智能成為多學(xué)科交叉融合的典型代表。在2024年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)和化學(xué)獎(jiǎng)中，都有人工智能專家獲獎(jiǎng)，成為“跨界”大贏家。在生命科學(xué)方面，人工智能可幫助預(yù)測阿爾茨海默病、助力孤獨(dú)癥早期篩查、輔助開發(fā)原創(chuàng)新藥。

2024年10月8日，瑞典皇家科學(xué)院宣布將2024年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予美國普林斯頓大學(xué)的約翰·霍普菲爾德和加拿大多倫多大學(xué)的杰弗里·欣頓。新華社記者彭子洋攝

人工智能以及柔性材料、生物傳感器等技術(shù)的發(fā)展，推動(dòng)腦機(jī)接口技術(shù)走向?qū)嵱没?月，美國腦機(jī)接口公司“神經(jīng)連接”表示，已完成該公司第二例腦機(jī)接口設(shè)備人體移植，接受移植者在術(shù)后用意念控制光標(biāo)、玩電子游戲等能力增強(qiáng)。

“具身智能”則可以將人工智能賦予機(jī)器人。在北京舉行的2024年世界機(jī)器人大會上，多種可適應(yīng)不同環(huán)境和需求的機(jī)器人亮相。特斯拉公司今年展示了最新版Optimus人形機(jī)器人，它具有在工廠中行走、分揀電池等能力。

當(dāng)前，技術(shù)創(chuàng)新進(jìn)入前所未有的密集活躍期，全球科研向“四極”前沿突破人類認(rèn)知邊界，有望助力未來提升生產(chǎn)力，增進(jìn)人類共同福祉。