一、詹姆斯韦伯太空望远镜
经过无数挫折、20年的发展、100亿美元的巨额花费以及150万公里的危险太空之旅，新的詹姆斯·韦布空间望远镜（JWST）终于打开了它的金色红外眼，以令人惊叹的、前所未有的细节瞥见了宇宙以及它深不可测的过去。为了纪念这一壮举，美国《科学》杂志将JWST的飞行遴选为2022年科学突破之首。
空间望远镜不受地球大气层的阻碍，提供了地球周围宇宙的未受干扰的视图。然而，与其前身哈勃空间望远镜不同，JWST可捕获红外光，包括从第一批恒星和星系发出的光。
在2022年6月下旬上天后的几天内，研究人员开始发现数千个比以前记录的任何星系都更遥远、更古老的新星系，其中一些可能比哈勃望远镜发现的最古老的星系早1.5亿多年。
更重要的是，JWST能够从天体（从诞生的恒星到系外行星）收集足够的光线，以揭示它们是由什么组成的，以及它们如何在太空中移动。这些数据已开始非常详细地揭示距离地球数百光年的行星的大气成分，为研究它们支持生命的能力提供了可能性。
如今，它已经拍摄到了距离地球46亿光年的星系团、385光年外的系外行星等，为天文学界提供源源不断的新数据。加之飞行使用的燃料比预期中少很多，所以JWST很有可能 在2040年前，都是人类获取宇宙深处数据的主要工具。
二、发现可能导致多发性硬化的病毒
科学家通过搜集美国1000万士兵20年来的医疗记录，并分析其储存的血液样本后发现，在801名患有多发性硬化的士兵中，只有1人未曾被检出EBV病毒。
此前，科学家就已经发现多发性硬化患者血液中存在EBV病毒抗体，但其实95%的健康成年人中也含有这种抗体。
今年，研究人员发现了一种可能机制，即患者体内会经历“冬眠”后苏醒，并对人体造成神经损伤。
这一发现为开发多发性硬化症治疗药物开拓道路。实际上，一种预防EBV病毒的疫苗也正在临床试验。由此，未来多发性硬化症可能像脊髓灰质炎一样，几乎被人类消灭。
三、黑死病如何改变欧洲人基因的新见解
发现黑死病如何改变人类免疫系统机制，700年前，黑死病席卷欧洲，并夺走了几乎三分之一人口的性命。之后科学家们便一直在研究，那些幸存者是如何逃过这场致命瘟疫的。但是想要从当代人身上检测到相关基因影响是几乎不可能的，所以研究古DNA是一条更可行的方案。
今年，研究人员就分析了500多具遗骨中的古DNA，这些遗骸分别埋葬于黑死病来临前、期间和之后。结果发现，幸存者携带变异基因的可能性更大，这些基因将会增强他们对鼠疫杆菌的免疫反应。
四、惊人的巨型细菌
早在1999年，海洋生物学家 Olivier Gros 发现了一种特殊的细菌，由于其过大的尺寸，一开始以为它是一种真菌。
这项研究鉴定了这种肉眼可见的厘米级丝状硫氧化细菌，并命名为华丽硫珠菌，DNA染色成像表明华丽硫珠菌具有庞大的基因组，是一个多倍体细胞。它含有超过50万个基因组拷贝，基因组序列长度高达11.5至12.2兆bp，远远高于其它细菌基因组，与酿酒酵母基因组长度相当，但却拥有更多的基因数量，多达约11788个。
这项研究颠覆了对细菌的传统认知，动摇了将生命划分为真核生物和原核生物的传统观念。
五、200万年前环境DNA重现古老生态系统
利用古DNA重建古代生态系统，还有一项新突破也是古DNA方面。一般来说，DNA的保存期限都是100万年左右，因为更早以前的DNA中，遗传物质严重降解。
今年，科学家们在北极的沙漠冻土中，成功提取到了至少 200万年前的DNA片段。而通过这些DNA片段，科学家们还原出了非常与众不同的生态系统，其中有驯鹿、野兔甚至乳齿象。
此前很难有人会想到，这种已经灭绝的大象近亲的活动范围，会延伸到如此北部的地方。
六、更易于耕种的多年生稻
世界上主要的粮食作物——水稻、小麦、玉米，都是一年生作物，在每次收获后都必须重新种植。这对农民来说是繁重的劳作，还可能导致土壤侵蚀等环境问题。多年生作物可以减轻这些负担，但培育足够长寿和高产的作物一直是一个巨大挑战。
该研究详细报道了胡凤益团队20多年来通过种间远缘杂交创制多年生稻的研究成果。基于亚洲栽培稻与长雄野生稻种间杂交，研究团队成功创制了多年水稻，培育了系列多年生稻品系，审定了3个多年生稻品种，在全球多年生粮食作物育种领域具有里程碑意义。
多年生稻品种“PR23”连续种植4年，每年收获2季，平均每季产量为6.8吨/公顷，与一年生稻产量（6.7吨/公顷）相当。目前该品种正在快速推广，去年，中国南方种植了1.5万公顷，相比2020年增长了四倍。PR23和类似品种也正在非洲进行试验。
七、人类首次行星防御实验成功
科幻片中的剧情，在今年成为了现实。9月26日，由NASA发射的 DART（戏称“打他”）航天器， 成功撞击距地1100万千米的一颗小行星 ，并使其偏离轨道。
这意味着，如果未来发现近地小行星撞击地球的威胁，人类将有可能有应对之计。
毕竟之前有研究表明，6500万年前“希克苏鲁伯小行星撞击”事件直接导致了 恐龙的灭绝。
尽管这次撞击是一次性任务，但是它为科学家们提供了关键数据参考，能为以后设计任何撞击小行星任务动量模型提供数据支撑。
八、RSV疫苗取得突破进展
呼吸道合胞病毒（RSV）通常只会引起轻微的类似感冒的症状，但在婴儿中，这种病毒会使肺部的小气道炎症，在老年人中，它会恶化现有的肺部和心脏疾病。
50多年前，一种预防RSV的实验性候选疫苗在临床试验中导致两名儿童死亡，导致了80%的接种者住院，此后，RSV疫苗的研发中断了数十年。之后发现了其中的关键原因：由整个RSV病毒的化学灭活版本制成的疫苗只能引发相对较弱的抗体，不仅不能阻止病毒感染，还会帮助RSV破坏呼吸道。
美国国家过敏和传染病研究所的 Barney Graham 等人在2013年取得的一项关键进展，使得新的RSV疫苗能够避免上述问题。基于这一发现，GSK和辉瑞开发的两种RSV疫苗在大规模临床试验中证实，它们可以安全地保护受RSV影响最严重的两个群体：婴儿和老年人，而且都预防了60岁以上人群的严重疾病，没有引起严重副作用。这些RSV候选疫苗可能会在明年获得世界各地监管机构的批准。
九、创造性人工智能的快速发展
今年AI圈最大的趋势，非AIGC莫属。它意味着，AI进军到了此前被视为“人类独占”的领域，如艺术表达、科学发现。最初AI这种渗透是缓慢的， 但在今年逐渐形成了一场抢地战。
Dall·E 2 先声夺人，以逼真、契合的效果，掀起了文本-图像模型的新趋势。紧接着Stable Diffusion在更大众层面掀起狂潮——当然也引发艺术圈争议。
但用扩散模型生成精美的图像视频，已经成为了今年科技巨头都在冲的领域，Meta、Google都在接二连三发布相关模型。
以及在科学探索、数学、编程方面，AI也在大举阔步。去年，AlphaFold2就获得了Science年度最大突破。今年，DeepMind相继发布了AlphaTensor、AlphaCode。其中， AlphaTensor 打破矩阵乘法计算50年记录，可用于计算机图形学、物理模拟和机器学习。AlphaCode 则在编程比赛中，成绩超过了一半人类选手。尽管AIGC目前还尚存许多争论，但毋庸置疑的是，它能开拓人类的创造力。这种现象，或许就像过去人类接受织布机、照相机等发明的过程一样。
十、美国通过具有里程碑意义的气候法
今年美国出台《通胀削减法案》，Science认为这是一部具有里程碑意义的气候法。
法案包括未来十年投入约4300亿美元用于气候和清洁能源以及医疗保健领域等内容。
将提供高达3690亿美元补贴，以支持电动汽车、关键矿物、清洁能源及发电设施的生产和投资，其中多达9项税收优惠是以在美国本土或北美地区生产和销售作为前提条件。
实际上，今年全球温室气体排放量还在上升，诸多气候学家认为全球气温上升幅度会超过1.5摄氏度，人类在保护环境上的动作，还要更快一些。
https://www.science.org/content/article/breakthrough-2022#section_rice
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