亮点多多！2021年国内国际十大科技新闻揭晓

　　26日，由科技日报社主办、部分两院院士和媒体人士共同评选出的2021年国内、国际十大科技新闻揭晓。

　　一株自生自灭的野生稻成为农民手中的粮食，需要7000年到1万年的驯化。而中国科学院种子创新研究院/遗传与发育生物学研究所李家洋院士团队在全球首次提出异源四倍体野生稻快速从头驯化的新策略，可能将这个驯化过程缩短到几十年，甚至更短。研究成果2月4日发表于《细胞》杂志。详情

　　5月8日，中科大团队制造的“祖冲之号”，打破了量子计算机最大量子比特数的世界纪录。它以一个62比特的超导量子计算原型机，实现了可编程的二维量子行走。10月，它又升级到了“祖冲之二号”，可以操纵66个比特。

　　10月，中国科大、中科院上海微系统与信息技术所等构建了113个光子的“九章二号”，处理“高斯玻色取样”速度比目前最快的超级计算机快1024倍，进一步提供了量子计算加速的实验证据。这也标志着我国成为目前唯一同时在两种物理体系都实现“量子优越性”的国家。详情

　　历经9个多月的长途跋涉，经历了惊心动魄的火星着陆“黑色九分钟”，5月15日，我国首次火星探测任务天问一号探测器在火星乌托邦平原南部预选着陆区着陆，在火星上首次留下中国人的印迹，迈出了我国星际探测征程的重要一步。详情

　　天问一号探测器成功着陆火星，是我国首次实现地外行星着陆，使我国成为第二个成功着陆火星的国家。详情

　　5月17日，《自然》发表的一项最新成果，改变了人们对银河系的传统认知：位于四川稻城的高海拔宇宙线观测站“拉索”（LHAASO）在银河系内发现2个能量超过1拍电子伏特（PeV，1000万亿电子伏特）的光子，这2个超高能光子分别来自天鹅座和蟹状星云，其中1个光子能量高达1.4PeV。

　　“这是人类迄今观测到的最高能量光子，突破了人类对银河系粒子加速的传统认知，开启了超高能伽马天文学的时代。”中科院高能所研究员、“拉索”首席科学家曹臻说。详情

　　6月17日，神舟十二号载人航天飞船成功发射，并与天和核心舱成功完成对接。9月17日三位宇航员回到地球。10月16日，神舟十三号将另外三名航天员送上太空，他们要驻留半年，这也是空间站航天员乘组一般的驻留周期。这意味着，中国的载人航天迈过试验阶段，实现太空往返常态化。中国的空间站即将成为人类探索宇宙的主力阵地。详情

　　12月27日在北京航天飞行控制中心拍摄的神舟十三号航天员结束出舱任务返回。新华社记者 郭中正 摄

　　6月28日，白鹤滩水电站首批机组正式投产发电。白鹤滩水电站位于云南和四川交界的金沙江干流上，是当今世界在建的规模最大、难度最高的水电工程。它的最大坝高289米，排名世界第三；总装机容量达1600万千瓦，仅次于三峡水电站。白鹤滩水电站拥有16台世界最大的100万千瓦水轮发电机，全部实现国产化。详情

　　图为正在进行试验性泄洪的白鹤滩水电站1号泄洪洞（2021年9月2日摄）。新华社发（张禾 摄）

　　2021年的科技体制改革全面而深刻。相关政府部门持续改革完善科研经费管理，为科研人员松绑、减负、赋能，为人的创造性服务，让科研人员感受到实实在在的成就感与获得感；在具有战略性的项目管理上探索新机制，实施“揭榜挂帅”机制；支持不同技术路线并行攻关，在关键性应急性重大任务中安排“”攻关项目。启动颠覆性技术专项，积极探索首席科学家负责制，大范围设立青年科学家项目。详情

　　中科院天津工业生物技术研究所研究人员提出了一种颠覆性的淀粉制备方法，不依赖植物光合作用，以二氧化碳、电解产生的氢气为原料，成功生产出淀粉，国际上首次在实验室实现了二氧化碳到淀粉的从头合成，使淀粉生产从传统农业种植模式向工业车间生产模式转变成为可能，取得原创性突破。相关研究成果9月24日在线发表于《科学》杂志。

　　这一合成生物学领域重大原创突破，有望对粮食生产产生性影响，对生物制造产业的发展具有里程碑意义。详情

　　在中国科学院天津工业生物技术研究所实验室，科研人员展示人工合成淀粉样品（9月16日摄）。新华社记者 金立旺 摄

　　11月初，媒体报道，《美国数学会杂志》发表了中国科学技术大学几何物理中心创始主任陈秀雄教授与合作者程经睿在偏微分方程和复几何领域取得的“里程碑式结果”。他们解出了一个四阶完全非线性椭圆方程，成功证明了“强制性猜想”和“测地稳定性猜想”这两个国际数学界60多年悬而未决的核心猜想，解决了若干有关凯勒流形上常标量曲率度量和卡拉比极值度量的著名问题。详情

　　12月8日，国家药品监督管理局宣布，应急批准腾盛华创医药技术公司的新冠病毒中和抗体联合治疗药物安巴韦单抗注射液及罗米司韦单抗注射液注册申请。这是我国首个获批的自主知识产权新冠病毒中和抗体联合治疗药物。此获批标志着中国拥有了首个全自主研发并经过严格随机、双盲、安慰剂对照研究证明有效的抗新冠病毒特效药。详情

　　包括美国斯坦福大学科学家在内的联合团队今年宣布，结合人工智能成功开发出全新系统，利用大脑运动皮层的神经活动解码“手写”笔迹，并使用递归神经网络解码方法将笔迹实时翻译成文本，以比此前任何时候都要快很多的速度将患者“手写”的想法转换为电脑屏幕上的文本。

　　此次联合团队在研究中发现，一位颈部以下瘫痪的研究对象在使用一种新的“手写脑机接口”时，写字速度能达到每分钟90个字符，准确率为94.1%，表明了“手写脑机接口”能准确解码瘫痪多年患者的快速、精细动作。详情

　　两个微小的植入电极阵列将控制手和手臂的大脑区域的信息传递给一种算法，该算法将其转换为出现在屏幕上的字母。图源：F.Willett等人/ 《自然》 杂志 / Erika Woodrum

　　即使看不懂这一成果的内容，我们也要知道：这是物理学界的一件大事。在美国费米实验室进行的缪子反常磁矩实验显示，缪子的行为与标准模型理论预测不相符。上海交通大学缪子物理团队参与的美国费米实验室缪子反常磁矩实验（Muon g-2）首批结果4月份公布，以前所未有的测量精度，为新物理的存在提供了强有力证据。详情

　　美国《科学》杂志5月发表两项量子力学重磅突破：其中一项研究，科学家发现了宏观物体量子纠缠的直接证据，美国国家标准技术研究所团队使用微波脉冲让两张小的铝片膜进入量子纠缠状态。该铝片膜的尺寸为每张长20微米，宽14微米，厚100纳米，质量为70皮克，相当于大约1万亿个原子的质量。尽管非常微小，但以量子的标准而言，它们已经达到了相当大的尺度。详情

　　5月15日，中国天问一号探测器成功着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区，中国成为第二个成功着陆火星的国家。英国《自然》杂志评论称：中国的一次火星计划，就做到了美国几十年才完成的三件事：进入火星轨道、在火星表面着陆以及运行火星车。天问一号探测器着陆火星首批科学影像图，已于6月11日公布，这标志着中国首次火星探测任务取得成功。详情

　　丹麦哥本哈根大学尼尔斯·玻尔研究所科学家利用大型强子对撞机（LHC），揭示了宇宙大爆炸第一个0.000001秒内发生的新细节，即第一个微秒内一种特殊的等离子体发生了什么。

　　这是“最开始”的故事。科学家们研究了一种叫做夸克—胶子等离子体的物质，它是在大爆炸第一个微秒内存在的唯一物质，它的独特经历是：首先，等离子体被宇宙热膨胀所分离；然后，夸克碎片重组为所谓的强子；一个有3个夸克的强子组成一个质子，是原子核的一部分，这些也是构成地球、人类和现今包容着我们的宇宙的基础核心。

　　能被称为里程碑的科学事件不多，但今年首个内CRISPR基因编辑临床试验结果公布，且疗法安全有效，这就被认为是一个里程碑式的事件。

　　治疗转甲状腺素蛋白（TTR）淀粉样变性多发性神经病的CRISPR基因编辑疗法NTLA-2001，在Ⅰ期临床试验中取得积极结果：单剂NTLA-2001导致血清中的TTR水平平均下降87%，最大可达96%。这是首批支持体内CRISPR疗法安全性和效果的临床数据，被认为有望开启医学新时代。也是在今年，CRISPR技术另一突破是改善了遗传性失明，美国Cedars-Sinai医学中心的一项研究首次证明，一种新技术可通过去除遗传缺陷治疗遗传性疾病，阻止患有一种遗传性失明的大鼠的视网膜变性。详情

　　早期的研究表明，猪的肾脏在非人灵长类动物体内可存活长达一年，但这是第一次在人类患者身上进行尝试。

　　9月，在美国纽约大学朗格尼医学中心，研究人员进行了一场被称为异种器官移植的手术。移植器官肾脏来源于一头转基因猪，它被移植入一位脑死亡的志愿者体内。移植后的肾脏工作了54小时。在此期间，研究人员观察到，志愿者的尿液和肌酐水平“正常且与人类肾脏移植手术中的水平相当”，而且未见身体的排异反应。领导这项研究的移植外科医生亦表示，移植肾功能的测试结果正常且超出预期。详情

　　数据显示，美国默克公司的抗病毒药物莫奈拉韦，可将未接种疫苗的高危人群的住院或死亡风险降低30%。如果在出现症状的3天内开始服用，辉瑞公司的抗病毒药物PF-07321332将使住院率降低89%。12月8日，中国首家自主知识产权新冠病毒中和抗体联合治疗药物获批。最新披露的三期临床试验最终结果显示，联合治疗将门诊患者的住院和死亡风险降低了80%。详情

　　12月，美国佛蒙特大学和塔夫茨大学研究团队发现了一种全新的生物繁殖方式，并利用这一发现创造了有史以来第一个可自我繁殖的机器人——Xenobots 3.0。

　　如果将足够多的异种机器人放置在培养皿中彼此靠近，它们会聚集并开始将其他漂浮在溶液中的单个干细胞堆叠起来。于是，多达数百个干细胞在它们如同吃豆人形状的“嘴”中组装了“婴儿”异种机器人。几天后，这些“婴儿”就会变成外观和动作都跟母体一样的新异种机器人。然后，这些新的Xenobots可再次出去寻找细胞，并建立自己的“副本”，就这样周而复始，不断复制。详情

　　AI设计的吃豆人形状的“母体”生物（红色），旁边是被压缩成球状的干细胞——“后代”（绿色）。

　　半个世纪以来，科学家一直在寻找解决“蛋白质折叠问题”的方法。这是生物学领域的一项重大挑战，难倒了几代科学家。但现在，AI解决了这一问题。

　　包括美国华盛顿大学、伦斯勒理工学院和哈佛大学研究人员在内的小组，于12月份描述了一种升级的阿尔法折叠系统，其由深度思维公司开发，会“构想”出具有稳定结构的新蛋白质。研究人员向AI提供了完全随机的蛋白质结构的氨基酸序列，并向其中引入一些突变，直到AI神经网络预测到它们能将其折叠成稳定的结构为止，最终生了2000种全新的蛋白质序列。详情