华中农大这项科技进展入围两院院士评选的2022年“中国十大科技进展新闻”候选条目

从2022年12月23日起到2023年1月4日，2022年度两院院士评选“中国/世界十大科技进展新闻”投票环节正式开始！

此项年度评选活动始于1994年，由中国科学院、中国工程院主办，中国科学院学部工作局、中国工程院办公厅及中国科学报社承办。为满足广大科技工作者历年来的参与要求，我们再次开启大众评选类别。需要特别指出的是，大众评选和院士评选的材料简介和条目类别完全一致，两者同时独立进行。

现在，你也有一个机会，像两院院士一样，独立投票选出你认为的中国/世界十大科技进展新闻。快来和他们比比眼光吧！

中国科学报社 

2022年12月23日

以下为候选条目简介，分国内国际两部分，各20条；最后为投票区，请在国内国际部分各选出10条。

“

两院院士评选2022年“中国十大科技进展新闻”候选条目（按新闻发布时间排序）

1月6日，中国科学院国家天文台李菂研究员领导的团队，通过FAST平台，采用原创的中性氢窄线自吸收方法，首次获得原恒星核包层中的高置信度的塞曼效应测量结果。

3月18日，李菂研究员领导的团队通过分析FAST、美国绿岸望远镜GBT在内的多项数据，首次提出了能够统一解释重复快速射电暴偏振频率演化的机制，为最终确定FRB起源提供了关键观测证据。

6月9日，李菂研究员领导的国际合作团队，在FAST的帮助下，发现了迄今为止唯一一例持续活跃的重复快速射电暴，并确认近源区域拥有目前已知的最大电子密度。

9月21日，FAST快速射电暴优先和重大项目科学研究团队，利用FAST对一例位于银河系外的快速射电暴开展了深度观测，首次探测到距离快速射电暴中心仅1个天文单位（即太阳到地球的距离）的周边环境的磁场变化，向着揭示快速射电暴中心引擎机制迈出重要一步。

10月19日，中国科学院国家天文台徐聪研究员领导的国际团队，利用FAST对致密星系群“斯蒂芬五重星系”及周围天区的氢原子气体进行了成像观测，发现了1个尺度大约为2百万光年的巨大原子气体结构，尺度比银河系大20倍，这是迄今为止在宇宙中探测到的最大的原子气体结构。上述5项重要成果均在《自然》、《科学》上发表。

电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室主任李言荣院士团队与美国布朗大学教授James M. Valles Jr、北京大学物理学院/量子材料科学中心谢心澄院士等协同攻关，成功突破了费米子体系的限制，首次在玻色子体系中诱导出奇异金属态。相关研究1月12日发表于《自然》。

宇宙中，基本粒子分为费米子与玻色子两种。其中，人类社会目前赖以生存的电子工业与器件发展几乎完全基于费米子体系，但该体系能耗高、损耗大，物理尺寸已近极限，面临性能持续提升的瓶颈，无法满足快速增长的信息传输需求。而以高温超导体为代表的玻色子器件，具有完美的零损耗能量传递特性，有望带来电子信息工业的革命性变化。

据悉，该研究为理解凝聚态物理中奇异金属的物理规律、揭示奇异金属的普适性、完善量子相变理论奠定了科学基础，对揭示耗散效应对玻色子量子相干的定量影响，推动未来低能耗超导量子计算以及极高灵敏量子探测技术的发展具有重要的理论和实际意义。

1月25日，国信中船公司投资建造的全球首艘10万吨级智慧渔业大型养殖工船“国信1号”在中国船舶集团青岛北海船厂顺利实现出坞下水，并于5月20日在中国船舶集团青岛北海造船有限公司交付运营。这标志着我国深远海大型养殖工船产业实现了由0到1的进阶发展。

“国信1号”由中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所牵头研制，总长249.9米、型宽45米、型深21.5米，载重量10万吨，排水量13万吨。全船共15个养殖舱，养殖水体达8万立方米，开展大黄鱼等高端经济鱼类的养殖生产，可年产高品质大黄鱼3200吨。

作为全球首艘10万吨级养殖工船，“国信1号”在研发、建造和产业运营等诸多方面都将开创国际先例，有望为中国乃至世界深远海养殖打造“中国样本”，率先探索海洋渔业养殖从近海走向深远海，从农业传统经营模式转向大规模现代化工业生产的方式和路径。

玉米、水稻和小麦是迄今驯化最为成功的三大农作物，为全人类提供了50%以上的能量摄入。由于它们的驯化地区、祖先各不相同，形态习性各异，其驯化过程是否遵循共同的遗传规律在科学界长期存在争论。

北京时间3月25日，《科学》杂志在线发表了中国农业大学教授杨小红/李建生与华中农业大学教授严建兵联合团队的研究论文。经过三代科学家18年研究发现，玉米基因KRN2和水稻基因OsKRN2受到趋同选择，并通过相似的途径调控玉米和水稻的产量。该团队进一步在全基因组层面阐明了趋同进化的遗传规律。

据悉，这一成果不仅揭示了玉米与水稻的同源基因趋同进化从而增加玉米与水稻产量的机制，为育种提供了宝贵的遗传资源，而且将为农艺性状关键控制基因的解析与育种应用，以及对其它优异野生植物进行快速再驯化或从头驯化提供重要理论基础。

4月15日，厦门大学谢素原院士、袁友珠教授团队在《科学》杂志上发表研究成果，首次将C60作为电子缓冲剂改性铜基催化剂，打通了从合成气制备乙二醇的常压加氢催化技术难关，完成了在近常压和低于200 ℃的条件下草酸二甲酯加氢制备乙二醇的规模化试验。

据悉，以C60为代表的富勒烯被誉为“纳米王子”。它在绿色能源、生物医药、催化剂等领域都具有重要的应用潜力。有别于目前广泛使用的需要较高氢气压力的催化技术，该项研究成果可以实现常压合成。这就意味着，可以大大减少氢气泄露、爆炸等安全隐患。

除此之外，常压合成也能克服副反应较多且催化剂易失活等问题。《科学》副主编Phillip D.Szuromi评价道，“多亏富勒烯，持续保持了科学惊喜”。《科学》同期配发的专家点评文章中写道，“在目前已实现富勒烯工业化生产的大背景下，这一研究成果将在学术界和产业圈产生重要影响，并终将走向成熟”。

将二氧化碳人工转化为高附加值化合物，“变废为宝”，是科技界持续攻关的重要领域。我国科学家此前在国际上首次实现了二氧化碳到淀粉的从头合成。

今年，电子科技大学夏川课题组、中国科学院深圳先进技术研究院于涛课题组和中国科学技术大学曾杰课题组共同完成独创了一种二氧化碳转化新路径，通过电催化与生物合成相结合，成功以二氧化碳和水为原料合成了葡萄糖和脂肪酸，为人工和半人工合成“粮食”提供了新路径。

该研究开辟了电化学结合活细胞催化制备葡萄糖等粮食产物的新策略，为进一步发展基于电力驱动的新型农业与生物制造业提供了新范例，是二氧化碳利用的重要发展方向。该成果4月28日以封面文章形式在《自然·催化》发表。

5月30日，“巅峰使命”珠峰科考活动的主体任务完成，共有5个科考分队、16支科考小组、270多名科考队员参加。此次科考在西风-季风协同作用及影响、巅峰海拔的强烈升温、巅峰海拔的冰雪融化、高新技术平台观测的水汽和温室气体、珠峰地区的强大气氧化性过程、珠峰地区人体生理的特殊反应、珠峰地区变绿的生态过程等方面取得了众多亮点成果，创下多项科考新纪录。

其中，“巅峰使命”珠峰科考首次建成了梯度联网的巅峰站并实现了数据实时传输，架设了世界上海拔最高的气象站（8830米），建成了从4276米至8830米海拔梯度的观测网络，实现了观测数据实时传输；科考首次成功获取了海拔6500米、7028米和8848米的冰雪样品；科考所使用的“极目一号”Ⅲ型系留浮空艇长55米、高19米，体积达9060立方米，创造了海拔9050米浮空艇原位大气环境科学观测的纪录。

此外，“巅峰使命”珠峰科考还首次利用高精度雷达测量了珠峰顶部的冰雪厚度；首次采用多种先进技术获得地面至39公里高空大气臭氧浓度数据和三维风场；首次获得高原常驻和短居人群的高山生理适应数据等多项成果。

小麦条锈病是气传性的真菌病害，因条锈菌而发病传播。条锈菌是一种活体营养寄生真菌，具有易传播流行的特性，须依赖活体小麦才能生存。

条锈病是小麦头号重大生物灾害，被称为小麦的“癌症”，在全世界小麦种植区均有发生，我国农业农村部把其列为一类农作物病害。西北农林科技大学植物免疫团队历经18年的研究，发现了小麦中协助条锈菌感染的感病基因，并通过敲除感病基因，使得小麦不易遭受条锈菌的侵染。

据悉，这一发现打破目前小麦主要利用抗病基因育种的传统思路，实现了植物与病原菌互作领域的重大突破，提升了我国种业原始自主创新能力，为现代生物育种和病害绿色防控提供了科技支撑。相关成果7月14日在线发表于《细胞》。

北京时间7月27日12时12分，由中科院力学研究所抓总研制、中国迄今运载能力最大的固体运载火箭“力箭一号”(ZK-1A)在酒泉卫星发射中心成功发射，以“一箭六星”方式将六颗卫星送入预定轨道。

“力箭一号”运载火箭首次飞行任务取得圆满成功，作为中小型卫星发射优先选择，丰富了中国固体运载火箭发射能力谱系。该款火箭是四级固体运载火箭，起飞重量135吨，起飞推力200吨，总长30米，芯级直径2.65米，首飞状态整流罩直径2.65米，500公里太阳同步轨道运载能力1500公斤。

据悉，“力箭一号”运载火箭由中科院“十四五”重大项目支持，其面向空间科学和空间技术发展需求，以“工程科学”思想为指导，以创新、先进、高效为设计思路，发展创新性、先进性、经济性运载火箭，对于推动中国运载技术和研制模式的变革和创新、推动空间科学发展具有重要意义。

8月12日，国家重大科技基础设施“稳态强磁场实验装置”实现重大突破，创造场强45.22万高斯的稳态强磁场，超越已保持了23年之久的45万高斯稳态强磁场世界纪录。

国家稳态强磁场实验装置由中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心研制，是“十一五”期间国家发改委批准立项的重大科技基础设施，包括十台磁体：五台水冷磁体、四台超导磁体和一台混合磁体。

此次国家稳态强磁场实验装置的混合磁体在26.9兆瓦的电源功率下产生45.22万高斯的稳态强磁场，达到国际领先水平，成为我国科学实验极端条件建设乃至世界强磁场技术发展的重要里程碑。

据悉，稳态强磁场是物质科学研究需要的一种极端实验条件，是推动重大科学发现的“利器”。在强磁场实验环境下，物质特性会受到调控，有利于科学家们发现物质新现象、探索物质新规律。

铌酸锂材料因其优异的电光、声光等特性，被视为下一代光通信网络、微波光子系统和量子信息处理的光子器件的核心材料。9月14日，南京大学教授张勇、肖敏、祝世宁领衔的科研团队刊发于《自然》的一篇文章显示，其发明的新型“非互易飞秒激光极化铁电畴”技术，通过控制飞秒脉冲激光射入铌酸锂晶体的方向，在晶体内部形成有效电场，完成三维结构的直写和擦除，首次在铌酸锂晶体内实现了纳米级的“三维雕刻”。

这一新技术，把以往光雕刻铌酸锂三维结构的尺寸，从微米量级首次缩小到30纳米，大大提高了加工精度。据悉，该技术有望用于光电调制器、声学滤波器等关键光电器件制备，在5G/6G通信、人工智能、神经网络、机器学习、光计算等领域有广泛的应用前景，也将促进高性能三维光、声、电集成器件的发展。

自然界中所有昆虫的外壳都含有一种物质——几丁质，若能成功找到决定几丁质合成的关键“窍门”，就可能研发出破坏害虫生长发育的有效绿色农药。

中国农业科学院植物保护研究所/农业基因组研究所杨青教授团队和中国科学院高能物理研究所龚勇研究员合作破解了这一困扰全球农药学界近50年的难题，首次揭示了几丁质生物合成的完整过程，或将催生一批新型绿色农药的研发，助力害虫防控和生物安全。这一成果论文9月21日在线发表于《自然》。

据悉，这一成果为创制人畜安全的绿色农药提供了关键的分子靶标结构信息，为农药产业的变革和绿色发展开辟了新方向，是我国农业科技原始创新能力加快提升的重要标志。

我国科学家在重庆、贵州等地约4.4亿年前的志留纪早期地层中发现“重庆特异埋藏化石库”和“贵州石阡化石库”，首次为有颌脊椎动物的崛起与最早期辐射分化提供了确切证据，并据此取得一系列新发现，刷新了对有颌类早期演化历史的传统认知。

据悉，包括人类在内，地球上现存99.8%的脊椎动物都具有颌骨，有颌类的出现与崛起是脊椎动物演化史上最关键的跃升之一。

然而，这一跃升具体发生在何时、何地？又是如何发生的？科学界长期以来缺乏古生物学证据，有颌类的早期演化存在一段至少3000万年的巨大空白。重庆、贵州两地化石库的发现则填补了这一空白。该研究由中科院古脊椎动物与古人类研究所朱敏院士团队完成，相关成果形成4篇学术文章，9月28日一起在线发表于《自然》。

9月29日，中国科学院在北京召开新闻发布会，发布“黑土粮仓”科技会战阶段性成果，专题发布《东北黑土地保护与利用报告（2021年）》、“鸿鹄”T300智能农机以及“东生”系列大豆新品种推广与应用成效。

“黑土粮仓”科技会战实施一年以来，取得了重要进展和阶段性成效，在7个示范区建立了空天地一体化监测与感知系统，创建了“地理学+大数据+现代农业”的“黑土粮仓”全域定制模式，我国自主研发的400马力新能源智能农机下线，可实现耕种管收全程无人作业。

下一步，“黑土粮仓”科技会战将围绕黑土地力提升、肥沃耕层构建开展科技攻关，发展土壤健康与产能协同提升理论，进一步强化生物、信息、空天遥感等多学科技术与农业的有机融合，构建更加成熟、有效的黑土地保护利用模式。

位于河北张家口的百兆瓦先进压缩空气储能示范电站9月30日顺利实现并网发电。该项目每年可发电1.32亿度以上，将有力推动我国压缩空气储能技术及产业发展。该项目基于中科院工程热物理所原创研发的先进压缩空气储能技术建设，核心装备自主化率达到100%。

项目总规模为100兆瓦/400兆瓦时，能够在用电高峰为约5万户用户提供电力保障，每年可节约标准煤4.2万吨，减少二氧化碳排放10.9万吨。

据介绍，先进压缩空气储能技术具有规模大、成本低、寿命长、清洁无污染、储能周期不受限制、不依赖化石燃料及地理条件等优势，是极具发展潜力的长时大规模储能技术，可实现电力系统调峰、调频、调相、旋转备用、黑启动等。

太阳光是一种丰富的可再生能源，通过和光催化剂发生作用，可以催化分解水产生氢气，以及还原二氧化碳产生太阳燃料（太阳能、水和含碳化合物转化的燃料）。

由于太阳能光催化反应在清洁能源生产中的巨大应用潜力，国内外科学家多年来在该领域开展了大量研究。然而，光激发产生的电荷是如何分离、转移和参与化学反应的？

长期以来，这一关键过程的基础科学问题并不明晰。中科院大连化物所李灿院士、范峰滔研究员领衔的研究团队“拍摄”到光催化剂光生电荷转移演化全时空图像，为突破太阳能光催化反应瓶颈、更加高效利用太阳能提供了新的认识和研究策略。

据悉，该成果有望促进太阳能光催化分解水制取太阳燃料在实际生活中的应用，提供更多清洁、绿色的能源。相关成果10月12日在线发表于《自然》。

11月29日23时08分，搭载神舟十五号载人飞船的长征二号F遥十五运载火箭在酒泉卫星发射中心发射成功。

11月30日5时42分，神舟十五号载人飞船自主快速交会对接于空间站天和核心舱前向端口，加上问天、梦天实验舱，神舟十四号、天舟五号飞船，空间站由此形成“三舱三船”组合体，达到当前设计的最大构型，总重近百吨。神舟十五号航天员乘组于11月30日清晨入驻“天宫”，与神舟十四号航天员乘组相聚中国人的“太空家园”，开启中国空间站长期有人驻留时代。这是中国载人航天史上首次有两个航天员乘组在“太空会师”，也是中国航天员首次在空间站迎接神舟载人飞船来访。

19个月内，中国载人航天密集实施11次发射、2次飞船返回、7次航天员出舱，4个飞行乘组12名航天员接续在轨驻留，空间站“T”字基本构型组装建造如期完成。展现了中国载人航天30年发展的厚重积淀与强大实力，跑出了新时代中国航天发展的加速度。

由于淡水资源紧缺，向大海要水是未来氢能发展的重要方向。但复杂的海水成分（约92种化学元素）导致海水制氢面临诸多难题与挑战，先淡化后制氢工艺流程复杂且成本高昂。

11月30日，中国工程院院士谢和平与他指导的深圳大学、四川大学博士生团队在《自然》发表论文，以物理力学与电化学相结合的全新思路，建立了相变迁移驱动的海水无淡化原位直接电解制氢全新原理与技术。

该技术彻底隔绝了海水离子，实现了无淡化过程、无副反应、无额外能耗的高效海水原位直接电解制氢，即可在海水里原位直接电解制氢。据悉，海水无淡化原位直接电解制氢技术未来有望与海上可再生能源相结合，构建无淡化、无额外催化剂工程、无海水输运、无污染处理的海水原位直接电解制氢工厂。

中国科学技术大学教授潘建伟、赵博等，利用相干合成方法在国际上首次制备了高相空间密度的超冷三原子分子系综。

在该研究中，他们在基态双原子分子和原子Feshbach共振附近利用磁缔合技术从简并的钠钾分子-钾原子混合气中制备了超冷三原子分子系综，向基于超冷分子的超冷量子化学和量子模拟研究迈出了重要一步。

12月2日，相关研究成果在国际学术期刊《科学》上发表。审稿人认为，这一工作是超冷分子研究领域的一个里程碑，为超冷化学和量子模拟的研究开辟了新的方向。

我国综合性太阳探测专用卫星“夸父一号”首批科学图像于12月13日在京正式对外发布。包括“夸父一号”自成功发射以来其3台有效载荷在轨运行2个月期间获取的若干对太阳的科学观测图像，这些成果实现多项国内外首次，在轨验证了“夸父一号”3台有效载荷的观测能力和先进性。

据了解，“夸父一号”卫星全称先进天基太阳天文台（ASO-S），是一颗综合性太阳探测专用卫星，由中科院国家空间科学中心负责工程大总体和地面支撑系统的研制建设，中科院微小卫星创新研究院、国家天文台、长春光学精密机械与物理研究所、紫金山天文台负责卫星平台及有效载荷研制，科学应用系统由中科院紫金山天文台负责，测控系统由中国西安卫星测控中心负责实施，运载火箭由中国航天科技集团有限公司第八研究院研制生产。

据悉，该卫星于2022年10月9日在酒泉卫星发射中心成功发射。卫星科学目标为“一磁两暴”，即同时观测太阳磁场及太阳上两类最剧烈的爆发现象——耀斑和日冕物质抛射，并研究它们的形成、演化、相互作用、关联等，同时为空间天气预报提供支持。

“

两院院士评选2022年“世界十大科技进展新闻”候选条目（按新闻发布时间排序）

韦布空间望远镜是由美国航天局与欧洲航天局、加拿大航天局联合研究开发，是美国航天局迄今建造的最大、功能最强的空间望远镜，其主镜直径6.5米，由18片巨大六边形镜片构成；配有5层可展开的遮阳板，被认为是哈勃空间望远镜的“继任者”。

该望远镜于2021年12月25日从法属圭亚那库鲁航天中心发射升空，今年1月24日顺利进入围绕日地系统第二拉格朗日点的运行轨道，并于7月12日正式公布了其拍摄的一批宇宙全彩色照片。

此后，韦布空间望远镜还拍摄到距离地球约280亿光年的最遥远恒星的新图像并首次在系外行星上明确探测到二氧化碳。据悉，韦布空间望远镜任务目标主要有4个方面：寻找135亿多年前的宇宙中诞生的第一批星系；研究星系演化的各阶段；观察恒星及行星系统的形成；测定包括太阳系行星系统在内的行星系统的物理、化学性质，并研究其他行星系统存在生命的可能性。

时间晶体，是一种在空间与时间上都有周期性结构的四维晶体，属于量子物理学。与一般晶体相比，时间晶体的原子结构排列存在差异，其在特定条件下沿着时间轴呈周期性变化，会维持震荡状态，是一种非平衡态物质。

澳大利亚墨尔本大学的物理学家设计出迄今为止最大的时间晶体，该时间晶体由57个量子比特组成，比去年谷歌科学家模拟的20个量子比特的时间晶体大一倍多。

相关研究结果3月2日发表于《科学进展》。据悉，这项工作显示了量子计算机模拟复杂系统的能力，使这些系统不只存在于物理学家的理论中。

由美国国家人类基因组研究所、加利福尼亚大学圣克鲁斯分校、华盛顿大学等机构研究人员领衔的国际科研团队3月31日公布了首个完整、无间隙的人类基因组序列。与这项重大成果相关的6篇论文当天发表在美国《科学》杂志上。

美国国家人类基因组研究所在一份公报中表示，人类基因组含有约30亿个DNA（脱氧核糖核酸）碱基对，完成这些碱基对的完整、无间隙测序对于了解人类基因组变异全谱、掌握基因对某些疾病的影响至关重要。据悉，人类基因组测序项目的重要意义被视为与阿波罗登月计划相当。人类基因组蕴藏人类遗传信息，破译它能够为疾病诊断、新药研发、新疗法探索等带来革命性进步。

早在2001年，由包括中国在内的6国科学家共同参与的国际“人类基因组计划”，并在英国《自然》杂志上发布了人类基因组草图及初步分析。但由于当时的测序技术所限，这份人类基因组草图中留有许多空白。

经过10年的仔细分析和审查，美国能源部费米国家加速器实验室对撞机探测器（CDF）合作项目的科学家4月7日宣布，他们实现了迄今为止对W玻色子质量的最精确测量，W玻色子是自然界的载力粒子之一。

利用费米实验室CDF收集的数据，科学家们现在已经以0.01%的精度确定了粒子的质量，这是以前最佳测量值的两倍。这一结果，可能将挑战粒子物理学的“标准模型”。

据了解，寻找新物理通常有“直接”和“间接”两种途径，测量W玻色子的质量属于后者。通过精确测量W玻色子质量，科学家可以用其检验标准模型的自洽性，提供揭示可能的新物理迹象的重要途径。

北京时间5月12日，包括中国在内的全球多地天文学家同步公布了这个超大质量黑洞—人马座 A* （Sgr A*）的照片。相关研究成果以特刊形式发表在《天体物理学杂志通讯》上。

这是人类“看见”的第二个黑洞，也是银河系中心超大质量黑洞真实存在的首个直接视觉证据。这个超大质量黑洞距离太阳系约2.7万光年，质量超过太阳质量的400万倍。这张银河系中心黑洞的照片，与人类看到的第一张黑洞照片拍摄者和拍摄时间均相同，都是由“事件视界望远镜”（EHT）合作组织，2017年通过分布在地球上8个射电望远镜组成的、一个等效于地球般口径大小的“虚拟望远镜”所拍摄。

EHT研究团队花了五年时间，用超级计算机合成和分析数据，编纂了前所未有的黑洞模拟数据库，与观测结果进行严格比对，并提取出不同照片平均后的效果，最终得以将银河系中心这个超大质量黑洞的“真实容貌”，第一次呈现出来。

5月31日，国际超算组织宣布，位于美国橡树岭国家实验室的超级计算机“前沿”在2022年国际超算Top500榜单中拔得头筹，成为现今世界上运行速度最快的超级计算机，算力高达每秒1.1百亿亿次，也是目前在国际上公告的首台每秒能执行百亿亿次浮点运算的计算机。据悉，普通笔记本电脑每秒只能进行几万亿次运算，而“前沿”的运行速度是其一百多万倍。

百亿亿次超级计算机也被称为E级超级计算机，每秒计算次数超过1018，它的研制是国际上高端信息技术创新和竞争的制高点，可用于对气候变化、核聚变模型进行精确建模，有助于新药的研发以及加密技术破解，因此也将成为国家安全的重要工具。

欧洲航天局6月13日发布借助“盖亚”空间探测器绘制的银河系多维地图。这是欧航局发布的第三批银河系探测数据，也是迄今最详尽的银河系星系图。欧航局新闻公报表示，此次发布的数据涵盖了“盖亚”收集的约20亿颗恒星的最新数据，包括其化学成分、温度、颜色、质量、年龄，以及径向速度，即恒星接近或远离我们的速度。

此次公布的新数据还包括超过80万个银河系双星系统以及15.6万颗小行星等太阳系内天体的信息，此外还有银河系以外约290万个星系和190万颗类星体的信息。

据悉，“盖亚”探测器于2013年12月升空，次年7月正式投入科学观测，其探测数据或有助于增进对银河系历史的了解。

由数十个国家科学家组成的联合团队发现了“四中子态”（tetraneutron）奇异物质存在的迄今最明确证据，相关论文6月22日发表于《自然》。20年前，科学家意外发现了一种奇异物质“四中子态”的存在迹象，该物质可由4个中子组成。

此次，国际联合团队找到了迄今为止证明“四中子态”最明确的证据。德国慕尼黑工业大学Roman Gernhauser等研究人员利用不同的粒子碰撞，制造出平常多出4个中子的氦原子，然后与质子碰撞。在碰撞后，只剩下四个中子，并且可以结合成一个“四中子态”。

由于该实验旨在抑制可能干扰或被误认为是产生“四中子”的每一个反应，因此他们以无与伦比的精度测量了缺失的能量。通过追踪缺失的能量，他们推断出“四中子”形成的时间非常短暂，仅有10～22秒钟。据悉，这一发现将有助于物理学家对核力本质的理论进行微调。

为了从头开始构建人类心脏，研究人员需要复制构成心脏的独特结构。这包括重建螺旋几何形状——当心脏跳动时，螺旋几何形状会产生扭曲的运动。这种扭曲运动对大量泵血至关重要，但由于制造具有不同几何形状和排列的心脏难度较大，使得这项工作极具挑战性。

如今，美国哈佛大学约翰·保尔森工程与应用科学学院（SEAS）生物工程师使用一种新的增材纺织品制造方法（FRJS），开发了第一个具有螺旋排列跳动心脏细胞的人类心室生物杂交模型，并证明其肌肉排列确实会显著增加每次收缩时心室可以泵出的血液量。相关研究结果发表于7月7日出版的《科学》杂志。

研究的目标是建立一个模型，从而测试心脏的螺旋结构是否对达到大的射血分数（即每次收缩时心室泵送的血液百分比）至关重要，并研究心脏螺旋结构的相对重要性。这项工作是器官生物制造向前迈出的重要一步，使人们更接近于建立用于移植的人体心脏的最终目标。

藏在母体深处的胚胎发育过程是大自然最大的秘密之一，现在，科学家为了解这个秘密打开了一扇新的窗口。以色列魏茨曼科学研究所的Jacob Hanna教授和他的研究团队首次在不需要精子或卵子的情况下，利用干细胞制造出人造小鼠胚胎，并使用一种创新的生物反应器培育该胚胎，使其成功在子宫外生长。

早在去年3月，在没有子宫的情况下，该研究团队就做了一个“机器子宫”，成功地让小鼠胚胎在里面发育了6天，并经历了原肠胚前期到器官发生晚期的关键阶段。

如今，在没有精子和卵子的情况下，研究人员依旧成功培育出胚胎。相关成果8月1日发表于《细胞》杂志。该研究或将使生物学家能够更深入地研究发育机制，更好地了解出生缺陷。

长期以来，科学家一直在寻找可替代人类角膜的移植物。近日，瑞典林雪平大学和LinkoCare Life Sciences公司的研究人员通过提取猪胶原蛋白制成的人工角膜，成功使失明或视力受损的人恢复了视力，且手术两年后，患者没有严重并发症或副作用的报告。相关研究8月11日发表于《自然—生物技术》。

林雪平大学的Mehrdad Rafat和同事通过从猪皮中提取和纯化胶原蛋白，制造了一种柔韧有弹性的类似隐形眼镜的人工角膜。在相关试验成功后，研究小组开始在志愿者中对人工角膜进行测试。在接受人工角膜移植后，每个人的视力都有所提高，其中有3名失明患者术后视力恢复到正常人水平。

该研究结果有助于开发出一种符合人类植入物所有标准、可以大规模生产并储存长达两年的生物材料，从而惠及更多有视力问题的人。

随着人工智能（AI）的巨大进步，美国西雅图华盛顿大学（UW）生物化学家David Baker领导的一个团队，只需几秒钟便可以设计出“原创”新蛋白质。相关研究发表于9月15日出版的《科学》。

最初，研究人员构想出一种新蛋白质的形状——通常是将其他蛋白质的片段拼凑在一起，然后由软件推导出与该形状对应的氨基酸序列。但在实验室中制作这些“草稿”蛋白质时很少能折叠成所需的形状，相反，它们最终被卡在不同的状态。

然而，通过调整蛋白质结构预测软件AlphaFold和其他AI程序，这一耗时的步骤可以瞬间完成。在Baker团队开发的一种名为“幻觉”的方法中，研究人员将随机的氨基酸序列输入结构预测网络；根据网络的预测，改变其结构，使之变得更像蛋白质。

英国研究人员发现，对携带疟疾病原虫的蚊子进行基因改造，可以减缓其体内疟疾寄生虫的发育，也可以缩短蚊子的寿命。最后，经过基因改造的蚊子在传播疟疾之前就会死亡。相关研究结果发表于9月21日出版的《科学进展》。

值得注意的是，这种方法发挥作用的关键是基因驱动，即在野生蚊子种群中传播所需的基因改造。这是一种可导致特定DNA片段被所有后代继承的机制，而通常情况下，遗传信息只能被继承一半。基因驱动可使特定DNA在种群中传播，即使它是不利的。

据悉，实验室研究和计算机模型均表明，该方法可以阻止致命寄生虫的传播，并消除疟疾传播。

9月26日，美国宇航局（NASA）利用双小行星重定向测试（DART）航天器，撞击了一颗近地双小行星系统中较小的小行星——Dimorphos，以期改变其运行轨道。这是世界上首个旨在防御地球免受小行星撞击威胁的测试任务。

10月11日，NASA证实这次任务取得成功——DART航天器的撞击，将Dimorphos推向其伴星Didymos，并将前者近12小时的轨道周期缩短了32分钟。据悉，NASA在撞击开始前表示，将轨道周期缩短73秒就代表任务成功。

大多数天文学家则预测，撞击可能导致轨道周期缩短10分钟。但该撞击造成的偏斜程度远远大于预期。这也一定程度表明，动能撞击是行星防御的可行方法。

矩阵乘法，即两个矩阵之中的数字相乘，在某种程度上几乎是所有软件的基本计算任务，尤其是在图形、人工智能和科学模拟中。即使这些算法的效率仅提高一点，也可以带来显著的性能提升或节约能源。过去几个世纪，数学家普遍认为，矩阵中相乘元素的个数与矩阵乘法的运算效率成正比。

这意味着，当矩阵扩大，乘法的计算量也会扩大。美国谷歌旗下人工智能公司DeepMind开发了一种新的矩阵算法，这是50多年来的首次进步。一系列软件都依赖于大规模执行乘法任务，而这一发现有望将某些计算速度提高20%。相关论文10月5日发表于《自然》。

科学家希望使用脑器官（人类干细胞中生长出的微小类脑结构）研究人类的神经退行性和神经精神疾病。但类器官目前模仿人类大脑的程度有限。它们没有血管，因此不能吸收营养，这意味着其不能长时间茁壮成长，而且得不到充分生长所需的刺激。

为了给类脑器官提供这种刺激和支持，斯坦福大学神经科学家Sergiu Pasca团队从人类干细胞中培养出这种结构，然后将它们注射到新生幼鼠的大脑中，期望人类细胞能和大鼠细胞一起生长。

研究小组将这些类器官放置在一个名为体感大脑皮层的区域，该区域从大鼠的胡须和其他感觉器官接收信号，然后将它们传递到大脑的其他区域加以分析。该研究表明，移植到大鼠体内的微型人脑结构可以发送信号，并对大鼠胡须感受到的环境线索作出反应。

该研究证明从人类干细胞中生长的神经元可以与活体啮齿动物的神经细胞结合，或可为人类大脑疾病的治疗提供新方法。相关研究结果10月12日发表于《自然》。

美国东部时间11月16日1时47分，美国宇航局（NASA）新一代登月火箭“太空发射系统”（SLS）搭载“猎户座”飞船在肯尼迪航天中心首次发射升空，执行代号“阿耳忒弥斯1号”的无人绕月飞行测试任务。12月11日，“猎户座”飞船成功返回地球。

据介绍，此次“阿耳忒弥斯1号”任务时长约25.5天，“猎户座”飞船飞行距离约140万英里（约225万公里）。“阿耳忒弥斯1号”无人绕月飞行测试任务是美国一系列月球探索任务的第一步，将为后续载人探月任务奠定基础。据悉，“阿耳忒弥斯1号”将测试SLS的性能和“猎户座”飞船的能力，看其能否安全运送人类，同时进行多项科学实验。

测试的主要目标是在太空飞行环境中检验飞船的各项系统，确保在后续执行载人试飞任务前，飞船返回大气层、下降、溅落海面、回收等各环节的安全。通过阿耳忒弥斯计划，NASA的最终目标是在月球上长期驻留。宇航员将在2025年前登陆月球南极，并在那里建立月球空间站和基地。

12月1日，英国《自然》杂志发表的一篇论文首次报道了利用一台量子处理器对全息虫洞进行量子“模拟”。该量子模拟利用一台量子计算机进行，有一个9量子比特的电路。量子比特在这台处理器上传输时的动力学特征与量子比特穿过可穿越虫洞时所该有的动力学特征相同。

此次演示使用的是谷歌的“悬铃木”(Sycamore)处理器，这一成果代表着人们距离在实验室研究量子引力的目标又近了一步。同时，斯坦福大学科学家亚当·布朗表示，该实验首次演示了今后使用量子计算机测试量子引力理论的潜在可行性。

经过30年的规划和谈判，世界最大的射电天文台——平方公里阵列射电望远镜（SKA）一期于12月5日开始动工建设。包括中国在内的8个项目牵头国代表团，在澳大利亚西部默奇森郡和南非北角的卡鲁地区参加了开工仪式。

据悉，这一射电望远镜设施分别位于澳大利亚（低频）和南非（中频），而为其所建立的平方公里阵列天文台（SKAO）政府间国际组织，总部则设在英国。它将收集天体发出的射电信号，并有望为揭示宇宙中的一些最神秘问题提供线索，如暗物质的属性和星系的形成。

12月13日，美国能源部（DOE）和能源部国家核安全管理局（NNSA）宣布，劳伦斯利弗莫尔国家实验室（LLNL）的美国国家点火装置（NIF）团队首次在可控核聚变实验中实现核聚变反应的净能量增益，即通过核聚变产生的能量比激发聚变所使用的能量更多，这项突破将为美国国防进步和清洁能源的未来铺平道路。

据悉，美国国家点火装置团队用192束激光束，向一个微型燃料颗粒输送了205万焦耳的激光能量，点燃核聚变燃料，最终产生了315万焦耳的聚变能量输出，实现净能量增益，首次证实了惯性核聚变能（IFE）的基本科学原理和可行性。

据悉，美国国家点火装置团队用192束激光束，向一个微型燃料颗粒输送了205万焦耳的激光能量，点燃核聚变燃料，最终产生了315万焦耳的聚变能量输出，实现净能量增益，首次证实了惯性核聚变能（IFE）的基本科学原理和可行性。

来源 | 科学网

编辑 | 徐行

校对 | 匡敏 吴晗