應(yīng)盡快回歸氣候變化等重大問題研究 解讀各領(lǐng)域具有顛覆性的科學(xué)新突破

2020年，新冠肺炎疫情以人類尚未預(yù)料到的方式深刻改變了我們的生活，包括科研生態(tài)。盡管世界多國飽受新冠肺炎疫情重創(chuàng)，但全球科學(xué)家正圍繞病毒探源、臨床診療、疫情防控進(jìn)行科研攻關(guān)，疫苗更是以前所未見的速度經(jīng)歷研發(fā)、臨床至投產(chǎn)應(yīng)用。2月6日，世界頂尖科學(xué)家協(xié)會(WLA)首次面向全球發(fā)布年度報(bào)告，對過去一年全球范圍內(nèi)的科學(xué)事件、科學(xué)突破進(jìn)行盤點(diǎn)。包括15位諾貝爾獎得主在內(nèi)的30位世界頂尖科學(xué)家預(yù)判疫情下形成的科研新生態(tài)，解讀各領(lǐng)域具有顛覆性的科學(xué)新突破。

針對COVID-19基于RNA疫苗的快速和極高效率開發(fā)基礎(chǔ)生物醫(yī)學(xué)研究的重要性。1987年諾貝爾化學(xué)獎得主讓-馬里·萊恩(Jean-Marie Lehn)強(qiáng)調(diào)：mRNA疫苗開發(fā)是應(yīng)對COVID-19疫情中最重大的突破。單一劑量疫苗因?yàn)椴恍枰獜?fù)雜冷鏈，它在對抗這種“大流行”中非常重要。科學(xué)家們紛紛表示：mRNA技術(shù)可精確調(diào)控，以提供幾乎完全的保護(hù)，并能廣泛應(yīng)用于其他醫(yī)療領(lǐng)域。

如今成熟的AI技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，AI對蛋白質(zhì)折疊的極近準(zhǔn)確預(yù)測，是2020年生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域最重要的科學(xué)進(jìn)展之一，并有望進(jìn)一步擴(kuò)展到蛋白質(zhì)精準(zhǔn)結(jié)構(gòu)預(yù)測的層面。2009年諾貝爾化學(xué)獎得主文卡·拉馬克里希南指出：在過去一年中，DeepMind的一個(gè)小組開發(fā)了一種名為AlphaFold的機(jī)器學(xué)習(xí)算法，該算法能夠從序列中預(yù)測出很大一部分以前未知的結(jié)構(gòu)。這些結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確性接近于實(shí)驗(yàn)方法的準(zhǔn)確性，并且它們可用于多達(dá)一千個(gè)基團(tuán)的相當(dāng)大的蛋白質(zhì)。如果可以擴(kuò)展到預(yù)測蛋白質(zhì)之間的界面結(jié)構(gòu)，它就可以預(yù)測細(xì)胞內(nèi)的相互作用，從而生成描述這種相互作用的一個(gè)全面圖譜，對生物學(xué)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。

自超導(dǎo)被發(fā)現(xiàn)以來，室溫超導(dǎo)就一直是該領(lǐng)域的終極夢想，2020年，美國羅切斯特大學(xué)的蘭加·迪亞斯(Ranga Dias)等人在溫度高達(dá)15℃的高壓富氫材料中觀察到了超導(dǎo)現(xiàn)象，發(fā)表于10月《Science》上。迪亞斯等人制作的碳硫氫化材料將此前的超導(dǎo)溫度紀(jì)錄提升了大約35℃，這也是第一次在室溫下成功觀測到了超導(dǎo)現(xiàn)象。人類歷史上首次實(shí)現(xiàn)室溫超導(dǎo)，這是非常大的進(jìn)步。

2006年諾貝爾物理學(xué)獎得主喬治·斯穆特三世(George Smoot III)表示：超導(dǎo)體因其可以零電阻無損耗地導(dǎo)電，被廣泛應(yīng)用于各種先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)儀器，如核磁共振掃描儀使用的高場磁體以及粒子加速器。但降至極低溫才能出現(xiàn)超導(dǎo)特性導(dǎo)致成本高昂，無法用于現(xiàn)實(shí)生活。科學(xué)家們認(rèn)為，改變材料的化學(xué)組成或許能減小所需的壓力，朝著真正的日常應(yīng)用更進(jìn)一步。

讓研究人員備感興奮的是，有可能在正常的環(huán)境壓力下實(shí)現(xiàn)室溫超導(dǎo)體，并且實(shí)際應(yīng)用于日常生活中。如找到一種室溫超導(dǎo)體有助于解決世界的能源問題，出現(xiàn)更快的計(jì)算機(jī)，產(chǎn)生新穎的存儲器和存儲設(shè)備以及啟用超靈敏傳感器等。

另外，《WLA年度發(fā)布》還指出了2020年各領(lǐng)域的突破性新發(fā)現(xiàn)。CRISPR基因編輯技術(shù)首次成功治愈兩種遺傳性血液病，為治愈不治之癥提供了有效解決方案;在原子尺度上首次拍攝到化學(xué)鍵的形成與斷裂的動態(tài)影像，為人類全面理解化學(xué)鍵提供了全新視角;首次獲取“從頭到尾”完整的人類X染色體序列等。

參與盤點(diǎn)《WLA年度發(fā)布》的世界頂尖科學(xué)家，還對疫情下的科研生態(tài)及未來走勢進(jìn)行了預(yù)判，他們指出：疫情背景下，科學(xué)與政治的結(jié)合，也可以產(chǎn)生重大突破;同時(shí)，我們應(yīng)盡快回歸氣候變化、生物多樣性、糧食等重大問題的研究。(王筱驕王 春)