2017年世界十大科技進展新聞

2017年12月31日，由中國科學院、中國工程院主辦，中國科學院學部工作局、中國工程院辦公廳、中國科學報社承辦，中國科學院院士和中國工程院院士投票評選的2017年世界十大科技進展新聞在京揭曉，包括華人科學家宣布發現“天使粒子”、引力波研究獲重要進展、“二手”火箭成功發射回收、3D打印卵巢具有生育能力、科學家成功用引力為星球測重等前沿話題。

新傳感器技術可實現意念操控機械假肢

一個國際團隊在《自然—生物醫學工程》上發表論文表示，在他們研發的傳感器技術助力下，機械假肢能探測到使用者脊髓運動神經元發出的電信號，使假肢的控制更加靈活，這相當于用意念控制假肢。有關技術有望幫助截肢人士恢復更多活動功能。這種新傳感器能讓機械假肢直接探測到來自脊髓運動神經元發出的電信號，比起單純依靠肌肉抽動來控制的方式，這樣的操控可做到更精確，可完成的動作也更復雜，機械假肢的實用性隨之提高。團隊下一步將對這一新型機械假肢進行更大范圍的臨床測試，經過不斷改進后，這類產品有望在未來三年進入市場。

DNA數據存儲新法問世

美國科學家在2017年3月2日出版的《科學》雜志上報告說，他們想出了一種新的方式將數據編碼進脫氧核糖核酸（DNA），從而創造出迄今最高密度大規模數據存儲方案。在這套系統中，1克DNA具有存儲215拍字節（2.15億千兆字節）的能力。原則上，它可以將人類有史以來的所有數據存儲在一個大小和重量相當于兩輛小貨車的容器中。然而這項技術能否起飛主要取決于成本。用DNA存儲數據有很多優勢。它是超級壓縮的，并且在寒冷干燥的地方可以保存數十萬年。同時只要人類社會還在讀取和書寫DNA，他們就能夠解碼這些信息?？茖W家還可以為這些文件制作幾乎不受數量限制的無差錯文件副本。

“二手”火箭成功發射回收

美國太空探索技術公司于2017年3月30日利用翻新的“二手”火箭把一顆商業通信衛星發射上天，這是人類太空史上的第一次。此次發射的主要任務是把歐洲衛星公司的SES-10衛星送至地球同步靜止軌道，但特殊之處在于這枚“獵鷹9”火箭的第一級曾于2016年4月為國際空間站運送過貨物，此后降落在太平洋的一艘無人船上，是人類從海上成功回收的第一個火箭第一級。經翻新并加上第二級后，火箭第一級被運回肯尼迪航天中心再次承擔軌道級發射任務?；鸺谝患壔厥盏哪康氖茄兄瓶芍貜褪褂玫倪\載火箭。傳統火箭都是一次性使用，一旦能夠回收重復使用，將有望降低發射成本。

3D打印卵巢具有生育能力

2017年5月16日出版的《自然—通訊》雜志報道稱，美國科學家通過3D打印技術，由凝膠制成的人工卵巢能夠使老鼠受孕并產下健康的后代。在這項研究中，科學家使用了一個具有發射凝膠噴嘴的3D打印機，而其所使用的凝膠來源于動物卵巢中天然存在的膠原蛋白。研究人員通過在載玻片上打印各種重疊的凝膠纖維圖案來構建卵巢。隨后，他們利用外科手術摘除了7只小鼠的卵巢，并在其位置上縫合了人工卵巢。小鼠交配后，其中3只雌鼠分別產下了健康幼崽。這些產崽的雌鼠同時還能自然泌乳，這表明嵌入支架的卵泡產生了正常水平的激素。該成果或能幫助因放療或化療導致不育的癌癥幸存者恢復生育能力。

科學家成功用引力為星球測重

《科學》雜志于2017年6月7日發文稱，愛因斯坦的廣義相對論提出100年后，科學家成功地運用該理論確定了一顆白矮星的質量，使當初在愛因斯坦看來“不可能的希望”成為現實?？茖W家在5000多顆恒星中尋找具有這種直線排列形式的星球，發現白矮星STEIN 2051 B恰好有著這種完美的定位——它在2014年3月正好位于一顆背景星球之前。他們利用哈勃望遠鏡對此現象進行觀察，測量背景星球表觀位置的微移動，這一作用被稱作天體測量的微引力透鏡效應。根據所測得的數據，他們估計，該星球的質量約為太陽質量的0.675倍。直接測量STEIN 2051 B的質量對理解白矮星的進化具有重要意義。

全球首次發現雙粲重子

歐洲核子研究中心于2017年7月6日宣布，經多國科學家共同努力，在世界上首次發現了一種被稱為雙粲重子的新粒子，這將有助于人類深入理解物質的構成和強相互作用的本質。中國團隊對這一發現功不可沒。這一最新發現來自歐洲核子研究中心的大型強子對撞機（LHC）上的底夸克探測器（LHCb）合作組。據介紹，這種雙粲重子含有兩個質量較大的粲夸克和一個上夸克，質量約3621兆電子伏，幾乎是質子質量的4倍，理論預期其內部結構迥異于普通重子。底夸克探測器是歐洲核子研究中心大型強子對撞機上的粒子物理實驗裝置之一，專門研究重夸克粒子的產生和衰變。

華人科學家宣布發現“天使粒子”

美國斯坦福大學華人科學家張首晟等人于2017年7月20日在《科學》雜志上報告說，他們首次發現了馬約拉納費米子存在的證據。這一重大發現解決了困擾量子物理學80年的難題，對量子計算也具有重要意義。張首晟領導的理論團隊預言了通過怎樣的實驗平臺能夠找到馬約拉納費米子，哪些實驗信號能夠作為證據；加利福尼亞大學洛杉磯分校的何慶林、王康隆以及歐文分校的夏晶領導的實驗團隊與理論團隊密切合作，在實驗中發現了被稱為手性馬約拉納費米子的一類最基本馬約拉納費米子。意大利物理學家埃托雷·馬約拉納預言，自然界中可能存在一類特殊的粒子，它們的反粒子就是自身，這種粒子被稱為馬約拉納費米子。

科學家用基因剪刀修復人類早期胚胎致病基因

2017年8月2日出版的《自然》雜志報告，一個國際團隊利用CRISPR基因編輯技術，成功修復了人類早期胚胎中一種與遺傳性心臟病相關的基因突變。這是美國國內首次進行人類胚胎基因編輯。研究人員以肥厚型心肌病為研究對象。這是一種常見的單基因遺傳病，由MYBPC3基因突變引起，是青壯年運動員猝死的主要原因之一。研究人員利用CRISPR基因編輯技術修復了人類早期胚胎中的這種突變，且定向非常精確，沒有在非靶點位置產生突變。研究人員介紹，精確的基因編輯技術還有助獲得更多健康胚胎，提高體外受精成功率。但研究團隊謹慎表示，相關基因編輯方法仍需進一步優化。

世界首個分子機器人誕生

《自然》雜志于2017年9月20日報道，英國曼徹斯特大學科學家研制出世界上首個“分子機器人”，其能接收化學指令并完成組裝分子等基本任務，未來可用于研發藥物、設計先進制造工藝以及搭建分子組裝線和分子工廠。組成分子機器人的碳、氫、氧和氮等原子總共只有150個，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。但如此微小的分子機器人，卻擁有機器手臂，能夠根據指令操控單個分子，用機器手臂搭建分子產品。由于非常微小，這些分子機器人具有很多優勢，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。

引力波研究獲重要進展

全球多國科學家于2017年10月16日宣布人類第一次直接探測到來自雙中子星合并的引力波，并同時“看到”這一壯觀宇宙事件發出的電磁信號。美國“激光干涉引力波天文臺”（LIGO）捕捉到這個引力波信號。此后2秒，美國費米太空望遠鏡觀測到同一來源發出的伽馬射線暴。這是人類歷史上第一次使用引力波天文臺和電磁波望遠鏡同時觀測到同一個天體物理事件，標志著以多種觀測方式為特點的“多信使”天文學進入一個新時代。6月1日，科學家就稱，第三次探測到了引力波。此次結果不僅再次驗證了廣義相對論，也為了解雙黑洞系統的成因提供了線索。9月27日，宣布第四次探測到引力波，這是歐洲和美國的探測器首次共同發現引力波。