过去十年十大科学发现
每年全球都有数百万篇科研论文发表,它们所揭示的秘密从恒星演化到气候变化的影响,再到咖啡的健康益处或害处无所不包。正因为每年都有如此多的科研成果發布,所以要想判断其中哪一个重要、哪一个有趣但不重要和哪一个其实只属于伪科学等都很难。但在2010~2024年这十年中,在一些重要和非常有启迪的科研领域有不少发现和论文发布,它们促进了科技的长足发展。这里,我们就来看看过去十年中相对有代表性的十大科学发现。
1现代人的近亲
随着在非洲和菲律宾发现古人类新化石,人类家族树在过去十年迅速壮大。首先是发现和确认了近200万年前生活在如今南非所在地的一种古人类——南方古猿源泉种。2024年,9岁的美国小孩马修偶然发现了这个古人种的一块右锁骨化石,这也是首次发现南方古猿源泉种化石。随后,一个考古团队发掘出这名古人(一个小男孩)的更多化石,其中包括保存完好的头骨化石。2024年,马修的父亲、古人类学家博格及其同事首次描述了南方古猿源泉种。这个古人种代表着从南猿到现代人类之间的一个过渡人种,前者有一些较古老灵长类的特征,但步态与现代人相似。
发掘自南非的南方古猿源泉种头骨。
博格的团队还发现了生活在23.6万~33.5万年前的另一个古人种——纳莱蒂人,这个时间段意味着纳莱蒂人与现代人有不少共同点。纳莱蒂人的化石2024年在南非升星洞中被发现,2024年这一古人种得到描述。纳莱蒂人兼具原始人和现代人特征。例如,纳莱蒂人的脑袋小,只有智人(现代人的学名)的大约1/3。但在当时来说纳莱蒂人的个头算大一重量超过90千克,身高超
过1.5米。而在菲律宾发现的一个古人种一吕宋人生活在5万~6.7万年前,他们与现代人有更多相同点。吕宋人刚被发现时被辨识成智人,但2024年进行的检验证明吕宋人是前所未知的一个古人种。
上述3项重要发现表明,现代人的更多近亲化石尚待发现。 2测量宇宙
当爱因斯坦在1915年首次发表广义相对论时,他很可能想象不到:百年后天文学家会采用一些最顶尖仪器测试该理论的预测结果,而且该理论每一次都通过了测试。广义相对论把宇宙描述为一种被大质量扭曲的时一空架构。正是这种扭曲造成了引力,而不像大科学家牛顿所认为的那样一质量的一个内在特性造成引力。
广义相对论的一个预测结果是:质量的加速可能在时一空造成涟漪(即引力波扩散)。如果质量足够大(例如一个黑洞或一颗中子星的质量),这些涟漪甚至可能被地球上的天文学家探查到。2024年9月,两部射电望远镜携手,首次探测到引力波。这些引力波是从大约13亿光年外的两个黑洞合并而扩散来的。此后,这两部望远镜又多次探测到更多的引力波,其中包括来自于两颗中子星合并而发出的引力波。 黑洞M87图像。
广义相对论的另一个预测结果就连爱因斯坦本人也不相信会成立,那就是黑洞的存在。所谓黑洞,是指密度无限和体积无限的物质在空间的引力坍缩点。黑洞会吞噬离它太近的所有物质和光线,在此过程中产生的超热物质圆盘坠入黑洞。2024年4月发布、由视界望远镜(由全球射电望远镜连成的网络)从2024年开始的观测结果,成为人类见到的首幅黑洞周围环境图像。 3最热年份
100多年来,科学家一直在预测煤和化石燃料燃烧对地球温度的影响。早在1912年,美国一家科学期刊就刊载了一篇副题
是“科学家预测未来天气”的文章——《非凡的1911年天气:烧煤对气候的影响》。文章中写道:“世界各地的燃煤炉目前每年烧煤大约20亿吨,并消耗大量的氧,每年向大气层添加二氧化碳大约70亿吨。这让空气这层包裹地球的毯子更厚,地球自然会升温。未来几百年,这种效应可能更明显。” 全球变暖趋势一直未改。
就在100年后,这种效应的确更明显了。大气中温室气体的持续增多导致全球变暖,2014~2024年是有史以来地球最热的5年。美国国家海洋和大气管理局从140年前开始记录全球温度,2024年是在此期间最炎热的一年。全球变暖引发更频繁、更具毁坏性的森林大火和大旱,加速极地冰融,风暴数量猛增。美国加州森林在燃烧,意大利威尼斯被水淹。
炎热导致城市死亡人数增加,无数海岸和海岛社会面临生存危机。全球变暖造成的生态破坏触目惊心,这种破坏正在严重削弱地球把碳从大气层中抽离回来的能力。
2024年,联合国气候变化框架公约在气候举措方面达成一致,这被称为《巴黎协定》。该协定的主要目标是把全球气温上升幅度限制在只比工业化之前高1.5℃。为实现这一目标,需要社会大变革,其中包括:用风能、太阳能和核能等清洁能源替代化石燃料;改革农业生产习惯以减排和保护森林;建造设施从大气层中抽出二氧化碳。 4基因编辑
自从DNA双链结构在20世纪50年代初被揭示以来,科学家一直在猜想通过人工改造DNA来改变生物体功能的可能性。1990年,美国首次批准基因疗法测试。当时,一名4岁女孩的白血球被取出,在被产生腺苷脱氨酶的基因强化后输回她体内,以此治疗腺苷脱氨酶缺乏症(这种基因病会削弱免疫系统阻击疾病的能力)。在接受治疗后,这名女孩的身体开始产生这种酶,但携带修正基因的新白血球并未产生,因此她不得不持续接受注
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