解讀2017年國際十大最新科技

◎ 本刊綜合報道

編者按：2017年是不平凡的一年。科學與技術的巨大進步，再次深刻地影響和改變了世界。從“看到”引力波、找到馬約拉納費米子、證實土衛二支持生命的潛力，到制成5納米芯片、研發首個分子機器人、繪出首張腦電波全圖……這些極具代表性的2017年國際十大最新科技成果有力地證明，人類的發現和創新永無止境。

NO.1 人類首次“看到”雙中子星并合引力波

引力波就像是時空的漣漪，帶有強大的吸引力，科學家認為它能攜帶信息，允許我們回溯宇宙起源時的狀態。北京時間2017年10月16日，美國國家自然科學基金會召開媒體見面會，邀請LIGO、歐洲處女座（Virgo）引力波探測器以及世界各地70多家天文臺的科學家代表，共同宣布，人類首次探測到來自雙中子星并合產生的新型引力波，并“看到”這次并合事件發出的電磁信號。全球各大天文學機構同時宣布的此次引力波事件，再次證明了一件事——宇宙的“蓋頭”正一點點被掀了起來。

NO.2 SpaceX公司首次用“二手火箭”發衛星

馬斯克麾下的太空企業，手握政府訂單，計劃表上4000多枚衛星，海陸回收火箭都已不在話下，甚至要趕在美國國家航空航天局（NASA）之前，回到人類闊別40多年的月球軌道……SpaceX的成績單閃閃發亮，但它之所以能成為今年太空事業的“明星”，憑的是2017年3月31日成功發射的一枚火箭。

這是人類首次利用之前回收的“二手火箭”發射衛星，且在發射成功后再次完成火箭回收。重復利用的火箭第一級的價錢，基本可相當于全部發射費用的七成。換句話說，整個發射行業的“價目表”將改寫。這次成就被視為航天工業的一個里程碑。

NO.3 IBM用迄今最新工藝制成5納米芯片

摩爾定律在20年前就被唱衰，但直到現在，半導體工程師們仍然發揚釘子精神，從方寸之地騰挪出無限空間。IBM公司研究團隊2017年6月在日本京都宣布，其在晶體管的制造上取得了巨大的突破——在一個指甲大小的芯片上，從集成200億個7納米晶體管飛躍到了集成300億個5納米晶體管。新型芯片與10納米芯片進行的對比測試發現，給定功率下，性能可提升40%；同等效率下，5納米芯片可以節省74%電能。

這一出色表現有望挽救瀕臨極限的摩爾定律，使電子元件繼續朝著更小、更經濟的方向發展，為自動駕駛、人工智能和5G網絡的實現鋪路。

NO.4 華人科學家團隊找到馬約拉納費米子

2017年7月21日《科學》雜志上一篇論文，為我們展示了一個新時代的前夜。

馬約拉納費米子是一種反粒子與自身相同的費米子，科學家一直在試圖搜尋它。華人科學家團隊通過對一種奇異物質開展一系列實驗，首次為其存在找到了確鑿證據：在超導體和磁性拓撲絕緣體疊加而成的材料內，觀察到一種被稱為“手性”費米子的特殊馬約拉納費米子沿著一個方向移動的準確無誤的信號。

馬約拉納費米子在預言80年后現身，為“天使粒子”的存在提供了有力證據，也為這段漫長的探尋帶來一個滿意的解釋。

NO.5 升級版“堿基編輯器”催生人類遺傳病新療法

標準的基因編輯方法，比如CRISPR-Cas9，可能會對DNA雙鏈結構造成破壞。從2017年開始，這一炙手可熱的技術，受到了安全性質疑。

2017年10月，哈佛大學化學教授、博德研究所華人研究員劉如謙帶領的科學家團隊，開發出了一種更精準修改DNA單堿基的編輯工具。這種被稱為CRISPR2.0版本的基因編輯工具，不僅效率高，而且幾乎無任何不良副作用，可實現“點對點”打擊基因突變。相關技術未來可能會帶來全新療法，拯救生命。

NO.6 “卡西尼”號證實土衛二具支持生命條件

浪跡太空20載，孤軍奮戰13年。2017年，“卡西尼”號燃燒殆盡，悲情謝幕。

不過，“卡西尼”號的科學價值不死，它的數據在當前及未來一段時間都是寶貴的分析資料。而我們，有幸見證了它的努力與成就——2017年年4月，NASA宣布了“卡西尼”號的巔峰發現：土衛二具備生命所需的所有條件，包括水、有機物以及能量來源。

NO.7 世界首個分子機器人誕生

科技的魅力，存在于求證假設模型的執著中，顯現在通過各種工具“看”到未知世界的驚訝中，還在于用已知條件創造未知的樂趣中。分子機器人的成就，顯然屬于最后一種情況——科學家把基本規律當成魔法棒，念動咒語，分子們就乖乖聽話了。2017年9月《自然》雜志發表論文，介紹了英國曼徹斯特大學制造的世界首個分子機器人。它總共由150個碳、氫、氧和氮等原子組成，大小只有百萬分之一毫米。將幾百億個這種機器人堆起來，也只有一粒鹽那么大。 這類分子機器人非常微小，能降低材料需求、加速藥物研發、大幅減少能源消耗及推進產品微型化等，未來有望在諸多領域帶來令人激動的應用。

NO.8 首個治療癌癥基因編輯療法獲批

2017年，世界首個用于治療癌癥的基因編輯療法——CAR-T療法，獲得了美國食品與藥物管理局（FDA）的批準，其被認為是革命性癌癥療法，標志著腫瘤治療進入一個新時代。

CAR-T療法是一種基因修飾自體T細胞的免疫治療，也是使用患者自己的T細胞進行的“定制化治療”。換句話說，科學家通過對病人的T細胞進行修飾，讓T細胞主動對腫瘤“發起進攻”。在臨床試驗中，83%的病人在接受治療3個月之后進入了緩解期。而且這種修飾后的細胞，適用于每個病人的特定病情。

目前，研發出該療法的諾華公司，公布的一個相關療程價格約311萬元人民幣。這或許并不比傳統的骨髓移植治療花費要貴，但人們仍希望價格能更“平易近人”一些。CAR-T療法，這顆抗癌史上的“銀色子彈”，未來或將徹底改變癌癥治療方式。

NO.9 人類首張腦電波連接全圖問世

人類大腦約有1000億個神經元，它們如何連接以及連接錯誤所導致的精神錯亂或嚴重神經性疾病，人類仍沒有弄清其中原委。

2017年，美國國防部高級研究計劃局（DARPA）資助的與“恢復活躍記憶”相關的大腦研究項目（RAM）結出碩果——根據300名接受神經外科手術患者大腦中30000個電極的數據，美國賓夕法尼亞大學的神經科學家繪制出人類第一張腦電波連接全圖。

此次成果的意義在于，很好地解決了工具侵入性與大腦功能穩定表現之間的矛盾，有助于更好地理解記憶處理過程中被激活的大腦網絡，指導未來用腦部刺激治療創傷性腦損傷或阿爾茨海默癥等記憶障礙。

NO.10 量子系統研發創紀錄——中國實現星地量子通信

毫無疑問，建造量子計算機現在是一個世界范圍內的競賽。2017年，中國在量子通信領域的取得最新突破，領跑世界。

2017年7月，潘建偉團隊打破了量子隱形傳態的記錄：從地球將一個光子的量子狀態傳輸給了1400千米高空一顆軌道衛星上的另一個光子。這次成功，將中國帶到遠距離超安全量子通信技術的前沿。9月，“墨子”號衛星又將光子傳送到

北京和維也納，并生成量子加密密鑰，使這些城市的團隊能夠安全地進行視頻聊天。而該團隊即將展開的國際合作，會共同探索全球化量子通信的可行性。

對信息的安全傳送，其實是人類自古有之的夢想，而中國的這項技術，將會帶來真正無法破解的全球加密。