2016年，各國天才又把科學(xué)推進(jìn)到匪夷所思的高度。建造500米直徑的大天線鍋、發(fā)現(xiàn)神秘的太陽系第九顆行星、培育三個(gè)父母的嬰兒、繪制大腦“谷歌地圖”、發(fā)射量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星……一項(xiàng)項(xiàng)基礎(chǔ)研究刷新了我們的宇宙觀和人生觀。歲末年初，我們回望并梳理了一年來的科學(xué)大事件，以此紀(jì)念不平凡的2016。

1探到引力波

登上精細(xì)測量的高峰去年初一則消息，從宇宙深處傳來，震動了世界。這個(gè)信號只有一秒鐘，卻證明了愛因斯坦的預(yù)見：引力是一種波，是有漣漪的。

此次美國第一次直接探測到引力波的存在，是物理學(xué)界的里程碑。人類利用激光干涉引力波天文臺（LIGO），首次探測到宇宙引力波引起的地球物體形變。

2誰是太陽系“老九”

眾說紛紜的第九大神秘行星2016年，美國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)一個(gè)巨大的天體正沿著奇怪的、高度拉長的太陽系外圍軌道溜達(dá)。盡管尚未直接觀測到這顆天體，但通過計(jì)算，確認(rèn)它是名副其實(shí)的第九大行星，其質(zhì)量約為地球10倍，公轉(zhuǎn)一圈要一萬多年。當(dāng)然也有人質(zhì)疑“行星X”。不論如何，這是多年來人們對太陽系認(rèn)識的一次巨大刷新。

3火星埋藏著巨大冰層

不光有水，還夠你喝一壺的2015年，美國人在火星上一個(gè)山坡上發(fā)現(xiàn)了鹵水流過的痕跡，證實(shí)了火星上曾經(jīng)有液態(tài)水，現(xiàn)在則冰凍著。而2016年11月，NASA再度公布重磅消息：火星上一塊地區(qū)，含有與地球上最大淡水湖蘇必利爾湖一樣多的水，該含水的冰沉積層面積比美國新墨西哥州的面積還大。

科學(xué)家們現(xiàn)在認(rèn)為，古代火星表面是有海洋的，還覆蓋了火星20%的表面。水量比地球的北冰洋還多。40億年前的火星，也是有藍(lán)天白云的。但現(xiàn)在80%多的水已經(jīng)蒸發(fā)到宇宙了?；蛟S在某個(gè)深處還存留了液態(tài)水，也許還有幸存的微生物。

4發(fā)現(xiàn)最近類地行星

“攝星”計(jì)劃瞄上“比鄰星b”歐洲南方天文臺今年發(fā)現(xiàn)，比鄰星周圍有一顆類地行星。比鄰星是距離太陽系最近的恒星，僅4光年多一點(diǎn)。

新發(fā)現(xiàn)的行星被命名為比鄰星b（Proxima b），質(zhì)量約為地球的1.3倍，是小型巖石行星，位于宜居帶，表面溫度理論上允許液態(tài)水存在。就在消息公布的第二天，霍金背書的“突破攝星”計(jì)劃宣布將自己的目標(biāo)對準(zhǔn)比鄰星b，該團(tuán)隊(duì)希望能在20多年后發(fā)射飛行器，再飛20年后抵達(dá)比鄰星b。也就是說2060年就能拍攝到這顆類地星球。

5“三父母”嬰兒出生

編輯人類胚胎爭議仍將繼續(xù)在人體科學(xué)領(lǐng)域，撲面而來的震撼性的消息，是首例紡錘體核移植技術(shù)“三父母”嬰兒的出生。去年9月底，一個(gè)美國醫(yī)生團(tuán)隊(duì)利用紡錘體核移植技術(shù)，將捐獻(xiàn)者的線粒體取代攜帶雷氏綜合征變異基因的母親卵細(xì)胞線粒體，在墨西哥成功幫助一對約旦夫婦生出健康的男嬰。這是首例利用紡錘體核移植技術(shù)誕下的擁有三個(gè)父母遺傳信息的嬰兒。

所有人的基因都來自父母雙方，這個(gè)娃娃的基因卻是一個(gè)爸爸與兩個(gè)媽媽的結(jié)合。截至目前，孩子相當(dāng)健康，無異于其他嬰兒。

6量子衛(wèi)星上天

中國“搶先一步”震驚世界去年8月，世界首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子號”發(fā)射，讓世界目光聚焦中國?！澳犹枴笔侵袊茖W(xué)院首批科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星之一，主要科學(xué)目標(biāo)是星地高速量子密鑰分發(fā)實(shí)驗(yàn)。此前歐洲科學(xué)家曾為此項(xiàng)目奔走多年，但中國搶先一步，成為未來可能的全球量子通信網(wǎng)絡(luò)的最有力建構(gòu)者。

量子衛(wèi)星發(fā)射后，有外國媒體稱，中國在自然科學(xué)研究領(lǐng)域已經(jīng)趕上甚至超越西方；在獲得國家支持方面，量子通信領(lǐng)域的中國科學(xué)家更加幸運(yùn)。首席科學(xué)家潘建偉說，期望未來會發(fā)射多顆衛(wèi)星，形成北斗一樣的網(wǎng)絡(luò)，建立第一個(gè)全球通信安全網(wǎng)絡(luò)。

7宇宙最大的“天眼”

500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡中國西南的深山里，一口白色巨鍋成了今年世界科學(xué)界的明星。500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡FAST去年9月在貴州建成投用，成為目前人類望向宇宙的最大眼睛。

FAST建成后，能看到137億光年外的宇宙邊緣，將研究宇宙的起源、演化和未來。其中包括很多天文現(xiàn)象，比如脈沖星。目前人類發(fā)現(xiàn)的脈沖星約有2500顆。FAST的應(yīng)用目標(biāo)之一是增補(bǔ)脈沖星的數(shù)量。
去年9月中旬以來，F(xiàn)AST已經(jīng)開始試驗(yàn)性觀測。當(dāng)月17日，F(xiàn)AST望遠(yuǎn)鏡成功接受到了來自一顆1351光年外的脈沖星的高質(zhì)量電磁波。但讓這樣大的望遠(yuǎn)鏡全天候高效率運(yùn)轉(zhuǎn)，難度同樣不小，F(xiàn)AST還面臨挑戰(zhàn)。

8全新人類腦圖譜

大腦最細(xì)致的肖像畫一個(gè)包括中國和美國科學(xué)家在內(nèi)的國際團(tuán)隊(duì)經(jīng)過多年努力，去年6月宣布他們繪制出了一張全新的人類腦圖譜，包括246個(gè)精細(xì)腦區(qū)亞區(qū)，以及腦區(qū)亞區(qū)間的多模態(tài)連接模式。傳統(tǒng)的布羅德曼圖譜，是百年前德國人在單個(gè)人尸體組織標(biāo)本上利用細(xì)胞構(gòu)筑繪制的。此次科學(xué)家突破傳統(tǒng)腦圖譜繪制的瓶頸，提出“利用腦結(jié)構(gòu)和功能連接信息”繪制腦網(wǎng)絡(luò)組圖譜的思想，引入了腦結(jié)構(gòu)和功能連接信息對腦區(qū)進(jìn)行精細(xì)劃分和腦圖譜繪制的全新思想和方法，并從2010年開始研究。

這份迄今最全面的人類大腦圖譜，包括從未描述過的97個(gè)人類大腦皮層區(qū)域?？茖W(xué)家在在收集了200多個(gè)健康人類的大腦樣本后，借助磁共振掃描儀不斷計(jì)量大腦褶皺的厚度和褶皺數(shù)量，不同區(qū)域執(zhí)行不同的活動時(shí)的反應(yīng)，依靠機(jī)器學(xué)習(xí)算法，繪制出新的全腦圖譜。
有了這些新大腦圖譜，今后研究腦與人類行為的關(guān)系就容易了，還方便設(shè)計(jì)類腦人工智能。此外，今后做手術(shù)也好操作，比如腦中風(fēng)損傷和癲癇病灶的定位，腦膠質(zhì)瘤的精確切除等手術(shù)都會受益。