2023年《环球科学》十大科学新闻

2023年3月的一篇重磅文章迅速将“室温超导”的话题送上各大媒体的头条，在惊呼一个新时代来临之余，很多科学家也提出了反对意见。于是，精彩的多方对垒几乎贯穿了这一整年。虽然最终以撤稿收尾，但这也让我们见识了众人对突破性技术的渴望。和这条新闻一样火热的，还有不断打破单日记录的全球气温。面对持续加剧的极端天气，我们似乎更难独善其身了。当然，在诸多挑战的另一面，科学家已经通过神经植入物尝试让瘫痪的患者恢复行走；他们也将糖尿病药用于减肥，并取得了不错的效果。

这一年，我们依然可以看到很多问题，但我们依然相信，技术进步能解决很多问题。

一、聊天机器人开启AI新时代

入选理由：大语言模型逼近通用人工智能的雏形。

2023年1月，OpenAI推出的聊天型人工智能ChatGPT在上线两个月后用户数破亿，成为史上增长最快的消费级应用。它基于大语言模型GPT-3.5，当人类输入一段话，AI会输出逼真的回复；它也能根据自然语言指令输出小说、代码等各种类型的文本，生成的论文甚至能骗过期刊审稿人。3月，基于新一代大语言模型GPT-4的付费版ChatGPT上线，它能同时记住和处理更大量的文字，还接受图像输入，可识别图中内容并以文本回复。基于Transformer架构开发的GPT-4，在一些业内人士眼中已经摸到了通用人工智能（AGI）的门槛，它的能力也引发业界对AI技术被滥用的广泛担忧。许多从业者呼吁暂停比GPT-4更强大的AI的开发，建立监管体系保障AI安全发展。

二、室温超导乌龙事件

入选理由：贯穿全年的大论战终成乌龙。

2023年3月初，美国罗彻斯特大学的兰加·迪亚斯在美国物理学会会议上宣布又发现了一种室温超导体——镥-氢-氮化合物。但许多科学家都对这项发表于《自然》的研究持谨慎态度，并且很快就有团队称，未能复现迪亚斯的最新主张。最终，这篇论文由于缺乏可靠性，而被《自然》于11月撤回。另外，2023年7月，韩国量子能源研究中心的研究人员宣布发现了首个室温常压超导体——改性铅磷灰石晶体（LK-99）。这在学界和社交平台上引发了很大轰动，仅两周内就有几十篇后续研究发布在预印本网站上。但到了8月，多个团队的证据基本确定LK-99不是超导体。然后在12月，韩国相关验证委员会最终认定没有证据证明LK-99是室温常压超导体。这意味着，到2023年底，新报告的室温超导体研究均被推翻。

三、人类有记录以来最热一年

入选理由：接连突破的气候记录敲响了震耳欲聋的警钟。

2023年，全球变暖的背景叠加厄尔尼诺事件，使几乎每一个人都切实感受到了气候变化的威胁。从7月下旬连续突破记录的高温开始，全球气温接连打破了单日、单月和单季度的最高温度记录。2023年11月30日，世界气象组织（WMO）正式确认，2023年将成为有记录以来最热的一年。与此同时，极端天气事件对所有有人居住的大陆都产生了重大影响，包括2023上半年多起强烈的热带气旋，7月全球多地异常持续的高温，以及加拿大史无前例的森林大火。全球气温创历史新高，温室气体水平创历史新高，海平面上升创历史新高，南极海冰创历史新低……每一项被打破的记录都是一声震耳欲聋的警钟，警告人们气候变化的恶果已经显现，遏制气候变化的努力迫在眉睫。

四、用于减肥的糖尿病药

入选理由：肥胖成为有药可医的慢性病。

一类原本用于治疗糖尿病的胰高血糖素样肽-1（GLP-1）受体激动剂在减肥市场大放异彩。诺和诺德的Wegovy及礼来的Zepbound分别于2021和2023年被美国监管部门批准上市，不仅能减轻患者超过10%和20%的体重，且一周只需注射一次。除减重外，Wegovy还在临床试验中显示出心血管益处。即便价格高昂，巨大的市场需求仍让这些药物供不应求，人们甚至购买降糖药版本作为替代。但有关副作用的担忧也随之而来，胃肠道问题令部分患者放弃用药。这类药物还可能增加肠梗阻和胰腺炎风险，且停止用药后体重仍会反弹。目前，科学家正在探索这类药物针对其他疾病的治疗前景。

五、神经植入物让瘫痪患者恢复行走

入选理由：在大脑和脊髓间搭建起新的数字桥梁。

2023年5月，一项发表于《自然》的研究显示，一位手臂和腿部瘫痪的患者在接受一种能恢复大脑和脊髓间通信的植入物后，实现了自然站立和行走。11月6日，《自然·医学》报告了一个案例：一名患帕金森病26年，存在严重运动障碍的男性，在接受能刺激脊柱硬膜的植入性神经假体后，步行和平衡能力得到明显改善。5月26日，美国食品与药品管理局（FDA）批准了美国脑机接口公司Neuralink就其开发的无线脑机接口开展人体试验。这些新型的神经植入物和脑机接口，可以记录和解读神经信号，分析参与者的运动意图，或将能明显改善因神经损伤瘫痪的患者（包括渐冻症患者）的生活。

六、多国团队部分证实低频引力波存在

入选理由：首次发现纳赫兹引力波存在的关键性证据。

2023年6月28日，五个国际组织：中国脉冲星测时阵列（CPTA）、北美纳赫兹引力波天文台（NANOGrav）、澳大利亚帕克斯脉冲星测时阵列（PPTA）、印度脉冲星测时阵列（InPTA）以及欧洲脉冲星测时阵列（EPTA）同时公布了纳赫兹引力波信号存在的关键证据，首次部分证实了低频引力波背景的存在。通过长期观测脉冲星测时阵列，科学家终于捕捉到微弱的引力波背景信号。相比其他国际组织长达十几年的数据积累，中国500米口径球面射电望远镜（FAST）超高的灵敏度让CPTA仅用三年多便获得了相近的结果。随着未来技术的提升和观测时间的累积，引力波背景信号的精度会有所提升，或将有助于加深我们对超大质量黑洞的理解。

七、免疫落差波及全球

入选理由：多种病原体轮番冲击易感人群。

2023年5月以来，我国儿童感染肺炎支原体和呼吸道合胞病毒等的人数有所增加。寒冷季节到来后，腺病毒、流感病毒等的出现也比以往更早。据官方数据，这次肺炎疫情对儿童的影响大于成人。WHO官员认为，新冠疫情后的“免疫落差”（疫情期间病原体传播减少和新冠外疫苗接种受阻），导致儿童缺乏相应免疫力。全球多国也有类似情况：去年10月，美国儿童中暴发呼吸道合胞病毒感染；今年6月，澳大利亚或进入了最严重的流感季；7月，英国出现儿童麻疹疫情。目前，我国已实施了加强的呼吸道疾病监测系统和多项医疗举措。加强病毒监测和加快疫苗接种步伐，将能帮助儿童走出感染困境。

八、多国尝试登陆月球

入选理由：距离月球南极最近的探测器。

2023年，月球探索的热潮再度来袭。日本、俄罗斯和印度分别尝试着陆月球，其中俄罗斯和印度都将目标锁定了月球上的“人类未达之地”——南极附近区域。遗憾的是，日本民间企业ispace公司的“白兔-R”（Hakuto-R）月球着陆器和俄罗斯的“月球-25”（Luna 25）号探测器均以坠毁告终。而印度的“月船3号”（Chandrayaan-3）探测器于8月23日成功软着陆在月球南纬69.37度、东经32.35度的南极附近区域，这使得印度成为继美国、苏联和中国之后第四个实现探测器登月的国家，也成为了目前探测器距离月球南极最近的国家。

九、哺乳动物全脑高分辨率图谱公布

入选理由：哺乳动物脑研究的细胞时代正式叩响。

2023年10月13日，美国国立卫生研究院脑科学计划-细胞普查联盟（BICCN）在《科学》系列期刊上发表21项研究，公布了迄今最全面的人类脑细胞图谱，涵盖300万个人脑细胞。科学家破解了人脑的发育成熟过程、一些关键脑区的神经元和功能多样性，以及人类与灵长类大脑的关键差异等。12月13日，BICCN又在《自然》上发布9篇文章，报告了最完整的哺乳动物（小鼠）全脑高分辨率图谱，将数百万个脑细胞的转录组与它们的空间位置高度对应，揭示了小鼠全脑的细胞连接和基因调控等。这些图谱在全新尺度上揭示了哺乳动物脑细胞的运作机制，极大推动对神经系统疾病的认识和治疗。

十、挑战恒星初始质量分布规律

入选理由：天文学领域“基本假设”被打破。

2023年1月18日，中国科学院国家天文台的刘超团队在《自然》上发表论文，打破了天文学领域使用了半个世纪的“基本假设”：描述恒星群诞生时恒星初始质量分布规律的初始质量函数并非像此前假设的那样，可以简单地在不同星际环境中通用，相反，通过郭守敬望远镜（LAMOST）、欧洲空间局盖亚（Gaia）卫星等国内外大型天文设施观测到的海量数据，刘超团队首次确定了初始质量函数会随星族金属丰度和年龄的不同有所变化。尽管受数据质量所限，他们无法量化初始质量函数的变化，但这个结论将促使星系天文学家重新检验他们基于不变的初始质量函数而得到的众多结论。