解读2017年国际十大最新科技

◎ 本刊综合报道

编者按：2017年是不平凡的一年。科学与技术的巨大进步，再次深刻地影响和改变了世界。从“看到”引力波、找到马约拉纳费米子、证实土卫二支持生命的潜力，到制成5纳米芯片、研发首个分子机器人、绘出首张脑电波全图……这些极具代表性的2017年国际十大最新科技成果有力地证明，人类的发现和创新永无止境。

NO.1 人类首次“看到”双中子星并合引力波

引力波就像是时空的涟漪，带有强大的吸引力，科学家认为它能携带信息，允许我们回溯宇宙起源时的状态。北京时间2017年10月16日，美国国家自然科学基金会召开媒体见面会，邀请LIGO、欧洲处女座（Virgo）引力波探测器以及世界各地70多家天文台的科学家代表，共同宣布，人类首次探测到来自双中子星并合产生的新型引力波，并“看到”这次并合事件发出的电磁信号。全球各大天文学机构同时宣布的此次引力波事件，再次证明了一件事——宇宙的“盖头”正一点点被掀了起来。

NO.2 SpaceX公司首次用“二手火箭”发卫星

马斯克麾下的太空企业，手握政府订单，计划表上4000多枚卫星，海陆回收火箭都已不在话下，甚至要赶在美国国家航空航天局（NASA）之前，回到人类阔别40多年的月球轨道……SpaceX的成绩单闪闪发亮，但它之所以能成为今年太空事业的“明星”，凭的是2017年3月31日成功发射的一枚火箭。

这是人类首次利用之前回收的“二手火箭”发射卫星，且在发射成功后再次完成火箭回收。重复利用的火箭第一级的价钱，基本可相当于全部发射费用的七成。换句话说，整个发射行业的“价目表”将改写。这次成就被视为航天工业的一个里程碑。

NO.3 IBM用迄今最新工艺制成5纳米芯片

摩尔定律在20年前就被唱衰，但直到现在，半导体工程师们仍然发扬钉子精神，从方寸之地腾挪出无限空间。IBM公司研究团队2017年6月在日本京都宣布，其在晶体管的制造上取得了巨大的突破——在一个指甲大小的芯片上，从集成200亿个7纳米晶体管飞跃到了集成300亿个5纳米晶体管。新型芯片与10纳米芯片进行的对比测试发现，给定功率下，性能可提升40%；同等效率下，5纳米芯片可以节省74%电能。

这一出色表现有望挽救濒临极限的摩尔定律，使电子元件继续朝着更小、更经济的方向发展，为自动驾驶、人工智能和5G网络的实现铺路。

NO.4 华人科学家团队找到马约拉纳费米子

2017年7月21日《科学》杂志上一篇论文，为我们展示了一个新时代的前夜。

马约拉纳费米子是一种反粒子与自身相同的费米子，科学家一直在试图搜寻它。华人科学家团队通过对一种奇异物质开展一系列实验，首次为其存在找到了确凿证据：在超导体和磁性拓扑绝缘体叠加而成的材料内，观察到一种被称为“手性”费米子的特殊马约拉纳费米子沿着一个方向移动的准确无误的信号。

马约拉纳费米子在预言80年后现身，为“天使粒子”的存在提供了有力证据，也为这段漫长的探寻带来一个满意的解释。

NO.5 升级版“碱基编辑器”催生人类遗传病新疗法

标准的基因编辑方法，比如CRISPR-Cas9，可能会对DNA双链结构造成破坏。从2017年开始，这一炙手可热的技术，受到了安全性质疑。

2017年10月，哈佛大学化学教授、博德研究所华人研究员刘如谦带领的科学家团队，开发出了一种更精准修改DNA单碱基的编辑工具。这种被称为CRISPR2.0版本的基因编辑工具，不仅效率高，而且几乎无任何不良副作用，可实现“点对点”打击基因突变。相关技术未来可能会带来全新疗法，拯救生命。

NO.6 “卡西尼”号证实土卫二具支持生命条件

浪迹太空20载，孤军奋战13年。2017年，“卡西尼”号燃烧殆尽，悲情谢幕。

不过，“卡西尼”号的科学价值不死，它的数据在当前及未来一段时间都是宝贵的分析资料。而我们，有幸见证了它的努力与成就——2017年年4月，NASA宣布了“卡西尼”号的巅峰发现：土卫二具备生命所需的所有条件，包括水、有机物以及能量来源。

NO.7 世界首个分子机器人诞生

科技的魅力，存在于求证假设模型的执着中，显现在通过各种工具“看”到未知世界的惊讶中，还在于用已知条件创造未知的乐趣中。分子机器人的成就，显然属于最后一种情况——科学家把基本规律当成魔法棒，念动咒语，分子们就乖乖听话了。2017年9月《自然》杂志发表论文，介绍了英国曼彻斯特大学制造的世界首个分子机器人。它总共由150个碳、氢、氧和氮等原子组成，大小只有百万分之一毫米。将几百亿个这种机器人堆起来，也只有一粒盐那么大。 这类分子机器人非常微小，能降低材料需求、加速药物研发、大幅减少能源消耗及推进产品微型化等，未来有望在诸多领域带来令人激动的应用。

NO.8 首个治疗癌症基因编辑疗法获批

2017年，世界首个用于治疗癌症的基因编辑疗法——CAR-T疗法，获得了美国食品与药物管理局（FDA）的批准，其被认为是革命性癌症疗法，标志着肿瘤治疗进入一个新时代。

CAR-T疗法是一种基因修饰自体T细胞的免疫治疗，也是使用患者自己的T细胞进行的“定制化治疗”。换句话说，科学家通过对病人的T细胞进行修饰，让T细胞主动对肿瘤“发起进攻”。在临床试验中，83%的病人在接受治疗3个月之后进入了缓解期。而且这种修饰后的细胞，适用于每个病人的特定病情。

目前，研发出该疗法的诺华公司，公布的一个相关疗程价格约311万元人民币。这或许并不比传统的骨髓移植治疗花费要贵，但人们仍希望价格能更“平易近人”一些。CAR-T疗法，这颗抗癌史上的“银色子弹”，未来或将彻底改变癌症治疗方式。

NO.9 人类首张脑电波连接全图问世

人类大脑约有1000亿个神经元，它们如何连接以及连接错误所导致的精神错乱或严重神经性疾病，人类仍没有弄清其中原委。

2017年，美国国防部高级研究计划局（DARPA）资助的与“恢复活跃记忆”相关的大脑研究项目（RAM）结出硕果——根据300名接受神经外科手术患者大脑中30000个电极的数据，美国宾夕法尼亚大学的神经科学家绘制出人类第一张脑电波连接全图。

此次成果的意义在于，很好地解决了工具侵入性与大脑功能稳定表现之间的矛盾，有助于更好地理解记忆处理过程中被激活的大脑网络，指导未来用脑部刺激治疗创伤性脑损伤或阿尔茨海默症等记忆障碍。

NO.10 量子系统研发创纪录——中国实现星地量子通信

毫无疑问，建造量子计算机现在是一个世界范围内的竞赛。2017年，中国在量子通信领域的取得最新突破，领跑世界。

2017年7月，潘建伟团队打破了量子隐形传态的记录：从地球将一个光子的量子状态传输给了1400千米高空一颗轨道卫星上的另一个光子。这次成功，将中国带到远距离超安全量子通信技术的前沿。9月，“墨子”号卫星又将光子传送到

北京和维也纳，并生成量子加密密钥，使这些城市的团队能够安全地进行视频聊天。而该团队即将展开的国际合作，会共同探索全球化量子通信的可行性。

对信息的安全传送，其实是人类自古有之的梦想，而中国的这项技术，将会带来真正无法破解的全球加密。