《科学》年度十大科学突破盘点

每一年，《科学》杂志都会评选出年度十大科学突破，其中包括一项科学突破冠军奖以及九项科学突破入围奖。今年，位列十大科学突破之首的，是有望战胜肥胖的新“药王”GLP-1。

1 减肥神药或有更多益处

人们曾屡次寻求安全有效的减肥药物，但屡试屡败。不过，最近一类新型减肥药被较为可靠地证明，它们有望降低肥胖率及相关慢性疾病的发病率。

这类药物最初是为治疗糖尿病而开发，模拟了一种名为胰高血糖素样肽-1（GLP-1）的肠道激素。这些GLP-1受体激动剂能明显减轻体重，且临床试验还发现，它们能减轻心衰症状、降低心脏病发作和中风的风险——这是迄今为止表明这些药物在减重之外具有重要健康益处的最有说服力的证据。

2 地球碳泵正减速运行

在南极洲沿海的一些偏远地区，表层海水迅速沉入海底，从大气中带走热量、氧气和二氧化碳，将其储存在深渊中，这部分水体再慢慢向北扩散。这是地球翻转环流的主要过程之一，帮助捕获了人类每年排放的三分之一的碳。当这个碳泵涌动或减速时，可能会加剧全球气候变化。

一项3月发表在《通讯-地球与环境》上的研究给出了碳泵减速较为直接的证据：自上世纪70年代以来，环流流速减缓了约20%。5月，《自然-气候变化》发表的研究显示，1992年到2017年，海洋深层水流流速减缓近30%。

3 寻找天然氢源热潮涌现

今年，人类见证了另一场能源热潮的开端，即基于地球内部自然产生的氢。与化石能源不同，氢可能是应对气候变化的一剂解药。

2012年，工程师们拔掉一个位于非洲马里共和国布拉克布古的用水泥封闭的钻孔，发现它喷出的气体98%是氢气。经过十年抽取，钻孔中的气压并未下降，这表明地底深处不断有氢气涌出。有研究显示，地球可能储有1万亿吨氢，足以满足未来数千年不断增长的氢燃料和肥料需求。如今，风险资本正流向相关初创公司。

4 AI天气预报员诞生

过去一年，谷歌、华为、英伟达等科技公司训练出来的AI模型已能预测未来10天的天气，其准确性可媲美甚至超过传统模型，而且可大幅减少计算开销。这些模型的训练，是基于对欧洲中期天气预报中心数值模型提供的过去40年天气观测数据。一旦训练完成，模型可在台式机上1分钟内给出天气预测，无需在超级计算机上运行两小时。

5 疟疾疫苗带来新希望

今年，疟疾疫苗领域迎来两个好消息。对世界上第一款疟疾疫苗Mosquirix的大规模评估显示，它显著降低了幼儿死亡率，而幼儿是疟疾影响最严重的群体。此外，世界卫生组织批准了一款名为R21（MatrixM）的疫苗。它与Mosquirix在药物设计上相似，但成本更低、产量更大，有助于弥补疟疾疫苗供需之间的巨大缺口，有望每年防止数以万计的儿童死亡。

6 AD抗体疗法获进展

阿尔茨海默病（AD）患者的大脑中含有名为β淀粉样蛋白的缠结斑块。多年来，清除这些斑块会否有助于患者控制病情，一直受到关注。尽管此前疗法效果均不佳，但在新疗法中，一种名为lecanemab的抗淀粉样单克隆抗体，在18个月的关键试验中，与安慰剂组相比，将受试者的认知能力损失减缓了27%。而另一种名为donanemab的同样针对脑淀粉样蛋白的抗体疗法，将认知衰退速度减缓了多达35%。目前，美国随时可能批准该药上市。不过这些药物可能存在引发脑肿胀和脑出血的风险，在极少数情况下甚至可能致命。

7 美洲人类定居史有新说

美洲人的故事可能找到了新开端。根据现有观点，约在1.6万年前，美洲最早一批居民通过一片曾连接白令海峡的土地从亚洲迁徙而来。但在2021年，美国新墨西哥州白沙国家公园的研究人员在一座古老湖泊的泥泞岸边，发现了清晰可辨的、可能留存了2.1万至2.3万年的人类脚印。今年10月，研究团队报告称，最新测定的年代与最初的论文完全吻合。如果结果正确，那么这些足迹应该是在上一个冰河时代的顶峰时期留下的。当时，加拿大被冰川覆盖，这表明人类一定是在这些冰川形成之前就已进入美洲。

8 听到巨型黑洞合并轰鸣

今年，天体物理学家捕捉到了长期以来探寻的一种微弱的宇宙轰鸣信号，它来自两个超大质量的黑洞相互环绕、紧密摩擦所产生的*。

这项观测结果（在完全确信前，研究人员不敢轻言“发现”）是迄今为止对这些庞大黑洞双星系统存在的最有力支持。同时，它也有力证明了利用遥远恒星的信号来探测*是一种有效观测方式。

9 百亿亿次超算时代来临

经过十多年努力，百亿亿次级计算科学时代今年终于到来。去年，美国橡树岭国家实验室的Frontier成为第一台公认的百亿亿次级计算机。今年，美国阿贡国家实验室峰值能力每秒两百亿亿次的超级计算机正进行最后调试。明年，美国加利福尼亚州和德国预计都将有新的百亿亿次级超级计算机上线，法国、日本等国也将紧随其后。人们正以前所未有的规模打开科学之门。

10 改变早期科学家待遇

越来越多的人毕业后选择前往利润更丰厚的行业，这使得博士后职位的空缺越发难以填补。去年冬天，美国加利福尼亚大学系统的4.8万名学术工作者发起美国史上规模最大的学术罢工，为研究生和博士后赢得可观的加薪待遇。今年5月，加拿大数千名学术工作者参与抗议，要求增加对研究生和博士后的联邦资助经费。在德国，职业早期研究人员为改革博士后合同而奔走，以期为未来一代科学家提供更好的条件。