30位顶尖科学家,为这10大年度科学突破“点赞”

作者|秦志伟
近日 , 世界顶尖科学家协会(WLA)首次面向全球发布年度报告《WLA年度发布》(以下简称报告) 。
该报告以“希望之光 , 疫情下的科学突破”为主题 , 对过去一年全球范围内的科学热点、科学大事件 , 特别是科学突破进行盘点;包括15位诺贝尔奖得主在内的30位世界顶尖科学家对此进行深度点评 。
参与盘点的世界顶尖科学家指出 , 过去的一年中 , “科学”一词从未如此频繁地被提及 。
科学家们也旗帜鲜明地强调 , 基础科学影响人类未来 。
正如2012年诺贝尔物理学奖得主塞尔日·阿罗什所说 , 这么短时间里疫苗研制获得成功 , 与物理学无关 。
但科学是一个整体 , 它提醒所有科学家 , 一旦基础科学为创新蓬勃发展奠定了基础并形成科学方法 , 该方法将具有解决许多重要问题的力量 。
这份近3万字的报告共分三大部分 , 涵括了24个科学热点 。
其中第二部分为顶尖科学家评价2020年度有影响力的科学突破 , 包括mRNA疫苗(信使核糖核酸疫苗)、AI首次精准预测蛋白质三维结构等十项突破性科学事件 。
mRNA疫苗
2020年是极不寻常的一年 , 新冠疫情暴发 , 全球科学家正以惊人的速度开展应对这一严重公共卫生危机的相关研究 , 围绕病毒探源、临床诊疗、疫情防控进行科研攻关 , 产出海量研究成果 。
疫苗更是以前所未见的速度经历研发、临床直至投产应用 。
mRNA疫苗当之无愧入选报告 。 据介绍 , mRNA技术可精确调控 , 以提供近乎全面的保护 , 并能广泛应用于其他医疗领域 , 这象征着一个全新医疗时代的来临 , 凸显了基础生物医学研究对医学突破的重大意义 。
2013年诺贝尔生理学或医学奖得主兰迪·谢克曼表示 , 新冠肺炎大流行使得世界各地生物医学科学力量投入疫苗设计 , 以阻止新冠病毒的传播 。
1987年诺贝尔化学奖得主让—马里·莱恩强调 , mRNA疫苗开发是应对新冠疫情中最重大的突破 。
2004年诺贝尔化学奖得主阿夫拉姆·赫什科则认为 , 尽管针对新冠肺炎的mRNA疫苗的快速和极高效率开发在当前受到普遍称赞 , 但人们还未能充分了解基础生物医学科学的重大发现在医学领域的科学意义 。
1997年加拿大盖尔德纳国际奖获奖科学家理查德·海因斯的观点更加直截了当:“显然 , 不需要复杂冷链的单一剂量疫苗 , 在对抗这种‘大流行’中显得非常重要 。 ”
人类历史上首次实现室温超导
人类历史上首次实现室温超导 , 是非常大的进步 。 不过 , 达成室温超导的条件是高达260万个大气压的高压 , 可见开发实用的室温超导材料依然前路漫漫 。
2006年诺贝尔物理学奖得主乔治·斯穆特三世表示 , 超导体因其可以零电阻无损耗地导电 , 被广泛应用于各种先进实验仪器 , 如核磁共振扫描仪使用的高场磁体以及粒子加速器 。
但材料降至极低温才能出现超导特性导致成本高昂 , 无法实际应用 。
2020年 , 美国罗切斯特大学的兰加·迪亚斯等人在15℃的高压富氢材料中观察到了超导现象 , 相关论文发表于当年10月的《科学》 。
迪亚斯等人制作的碳硫氢化材料将此前的超导温度纪录提升了大约35℃ , 第一次在室温下成功观测到了超导现象 。
科学家认为 , 改变材料的化学组成或许能减小所需压力 , 朝着真正的日常应用更进一步 。
2010年诺贝尔物理学奖得主安德烈·盖姆点评道 , 尽管研究人员经常怀疑室温超导是否可以实现 , 但在从未预料到或被认为不可能实现的温度下反复发现了超导性 , 这是非常大的跃进 。
让研究人员倍感兴奋的是 , 有可能在正常环境压力下实现室温超导体 , 这将使许多事情变得可行 , 并且很可能在日常生活中得到实际应用 。
找到一种室温超导体将极具重要性 , 例如 , 有助于解决世界能源问题、制造速度更快的计算机、产生新的存储器和存储设备以及超灵敏传感器等 。
AI首次精准预测蛋白质三维结构
AI首次对蛋白质折叠的极近准确预测 , 是2020年生物医学领域最重要的科学进展之一 , 它对结构生物学意义重大 , 并有望进一步扩展到蛋白质精准结构预测层面 , 对生物学发展产生深远影响 。
2009年诺贝尔化学奖得主文卡特拉曼·拉马克里希南指出 , 在过去一年中 , DeepMind的一个小组开发了一种名为AlphaFold的机器学习算法 , 该算法能够从序列中预测出很大一部分以前未知的结构 。
这些结构的准确性接近于实验方法的准确性 , 并且它们可用于多达1000个基团的相当大的蛋白质 。