近日，《科學(xué)》雜志公布了其編輯團(tuán)隊(duì)評(píng)選的2023年度十大科學(xué)突破，其中包括一項(xiàng)科學(xué)突破冠軍獎(jiǎng)和9項(xiàng)科學(xué)突破入圍獎(jiǎng)。榜單如下。

　　1肥胖遇到了對(duì)手

　　肥胖既是一場(chǎng)個(gè)人的戰(zhàn)斗，也是一場(chǎng)公共健康危機(jī)。然而，令人遺憾的是，一直以來(lái)人們未能找到安全有效的減肥藥物。但現(xiàn)在，一類新的療法帶給人們很大希望，人們期待它能降低肥胖和相關(guān)慢性疾病的發(fā)病率。

　　這些藥物模仿了一種名為胰高血糖素樣肽-1（GLP-1）的腸道促胰素，它們正在以令人興奮又令人不安的方式重塑醫(yī)學(xué)、流行文化，甚至全球股市。這些GLP-1受體激動(dòng)劑最初是為糖尿病開(kāi)發(fā)的，可顯著減輕體重，副作用大多可控。今年，臨床試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，它們還可以減輕心力衰竭的癥狀以及心臟病發(fā)作和中風(fēng)的風(fēng)險(xiǎn)，這是迄今最令人信服的證據(jù)，證明這些藥物除了減肥之外還有其他重要的好處。基于這些原因，《科學(xué)》雜志授予GLP-1藥物年度突破冠軍獎(jiǎng)。

　　2正在減速地球的碳泵

　　在南極洲海岸附近，含鹽的表層水直接沉入海底。下沉的水從大氣中吸收熱量、氧氣和二氧化碳，并將它們隔離在深淵中，在那里水慢慢向北擴(kuò)散。它是全球翻轉(zhuǎn)環(huán)流的主要組成部分之一，這種大規(guī)模的環(huán)流連接著世界所有的海洋，幫助它們捕獲1/3的人類年碳排放量。許多研究人員認(rèn)為，當(dāng)它激增或減速時(shí)，這個(gè)碳泵會(huì)加劇氣候變化。

　　今年，幾項(xiàng)研究表明，該碳泵處于極度危險(xiǎn)之中。第一個(gè)令人不安的跡象出現(xiàn)在幾年前，自主漫游到4000米深處的深海Argo機(jī)器人發(fā)現(xiàn)，南極底層的海水正在變暖、體積正在縮小，這兩個(gè)跡象均表明洋流正在放緩，使得上層的溫暖海水得以侵入。而隨著全球變暖的持續(xù)，冰川融化以碳泵減速肯定會(huì)加劇。

　　3尋找天然氫氣的熱潮

　　今年，世界興起了一場(chǎng)能源熱潮，這次是基于地球內(nèi)部自然產(chǎn)生的氫。與石油不同，天然氫氣對(duì)氣候而言是一種“滋補(bǔ)品”，而非“毒素”。勘探者現(xiàn)在在除南極洲外的每個(gè)大陸上都發(fā)現(xiàn)了大量氫氣沉積的跡象。美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局（USGS）一項(xiàng)未發(fā)表的研究表明，地球上可能蘊(yùn)藏著1萬(wàn)億噸氫氣，足以滿足未來(lái)數(shù)千年對(duì)燃料和肥料日益增長(zhǎng)的需求。

　　4人工智能天氣預(yù)報(bào)員來(lái)了

　　自從現(xiàn)代計(jì)算機(jī)出現(xiàn)以來(lái)，它就一直被用于預(yù)測(cè)天氣。盡管數(shù)值天氣預(yù)報(bào)變得越來(lái)越復(fù)雜，現(xiàn)在可以提前幾周做出可靠的預(yù)測(cè)，但其使用的方法與從前是一樣的：使用大量的計(jì)算能力來(lái)求解控制大氣的流體動(dòng)力學(xué)方程。2023年，人工智能已經(jīng)開(kāi)始改變這種狀況。包括谷歌、華為和英偉達(dá)在內(nèi)的科技公司已經(jīng)訓(xùn)練了人工智能模型，使其提前10天預(yù)測(cè)天氣，其準(zhǔn)確性可以與傳統(tǒng)模型相媲美，甚至超過(guò)傳統(tǒng)模型，而且運(yùn)算負(fù)擔(dān)要小得多。經(jīng)過(guò)訓(xùn)練后，這些模型可以在1分鐘內(nèi)在臺(tái)式電腦上做出預(yù)測(cè)，而無(wú)需在超級(jí)計(jì)算機(jī)上運(yùn)行2小時(shí)。

　　5抗擊瘧疾的新希望

　　今年，利用疫苗對(duì)抗瘧疾的努力有兩個(gè)振奮人心的進(jìn)展。對(duì)世界上第一種瘧疾疫苗Mosquirix的大規(guī)模評(píng)估顯示，它顯著降低了幼兒的死亡率。今年，世界衛(wèi)生組織（WHO）還批準(zhǔn)了第二種瘧疾疫苗R21/MatrixM。它與Mosquirix的設(shè)計(jì)相似，但成本更低、產(chǎn)量更大。它應(yīng)該有助于填補(bǔ)瘧疾疫苗供需之間的巨大缺口，有可能每年防止數(shù)萬(wàn)名兒童死亡。WHO表示，到2024年中期，R21有望廣泛使用。

　　6阿爾茨海默病的新療法

　　今年1月，美國(guó)監(jiān)管機(jī)構(gòu)批準(zhǔn)了第一種藥物，這種藥物可以顯減緩阿爾茨海默病患者的認(rèn)知能力下降速度，第二種相關(guān)的治療方法緊隨其后。這兩種方法都無(wú)法治愈阿爾茨海默病，而且都有嚴(yán)重風(fēng)險(xiǎn)，但它們依然為患者和家屬帶來(lái)了新希望。

　　7關(guān)于美洲早期人類的新發(fā)現(xiàn)

　　2021年，美國(guó)新墨西哥州白沙國(guó)家公園的研究人員發(fā)現(xiàn)，早在2.3萬(wàn)年前至2.1萬(wàn)年前，人類就在一個(gè)古老湖泊的泥濘岸邊留下了確切的足跡。研究人員使用放射性碳測(cè)年方法對(duì)發(fā)現(xiàn)于足跡周圍地層中的一種水生植物種子進(jìn)行測(cè)定，得出了這些日期。但這些種子可能從溶解于湖水中的沉積物中吸收了更古老的碳元素，從而影響了測(cè)定年代的準(zhǔn)確性。因此，研究人員利用陸地植物的花粉與嵌在足跡之間和下方沉積物中的石英顆粒重新確定足跡的年代。今年10月，他們報(bào)告說(shuō)，新的測(cè)定時(shí)間與最初的測(cè)定結(jié)果完全吻合。

　　如果這個(gè)時(shí)間是正確的，那么這些腳印是在上一個(gè)冰河時(shí)代的頂峰時(shí)期留下的，當(dāng)時(shí)冰蓋覆蓋了加拿大，這表明人類一定是在這些冰蓋形成之前就已經(jīng)進(jìn)入了美洲。

　　8巨大黑洞合并的聲音

　　“人類聽(tīng)到巨大黑洞并合的喧囂”入選，成果為發(fā)現(xiàn)宇宙中超大質(zhì)量黑洞相互纏繞運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的納赫茲引力波信號(hào)的證據(jù)。今年6月，全球5個(gè)團(tuán)隊(duì)聯(lián)合宣布，經(jīng)過(guò)15年的觀測(cè)，他們已經(jīng)將數(shù)據(jù)中的噪聲降到了足夠低的水平，剩下的數(shù)據(jù)反映的是宇宙中超大質(zhì)量黑洞合并所引起的轟鳴聲。“突破”引用、提及國(guó)際相關(guān)團(tuán)隊(duì)的工作和發(fā)布情況，引文中闡述了中國(guó)脈沖星測(cè)時(shí)陣列的成果發(fā)布，以及中國(guó)FAST（天眼）的貢獻(xiàn)和優(yōu)勢(shì)。

　　9初出茅廬的科學(xué)家崛起

　　去年冬天，美國(guó)加利福尼亞大學(xué)系統(tǒng)的4.8萬(wàn)人發(fā)起了美國(guó)歷史上最大規(guī)模的學(xué)術(shù)罷工，為研究生和博士后贏得了大幅加薪。今年5月，加拿大數(shù)千名學(xué)術(shù)工作者舉行了為期一天的大規(guī)模抗議活動(dòng)，要求增加對(duì)研究生和博士后的資助。同時(shí)，一些大學(xué)已經(jīng)采取措施幫助教師適應(yīng)不斷上漲的人事成本。

　　10百億億次計(jì)算的曙光

　　經(jīng)過(guò)十多年的醞釀，百億億次計(jì)算科學(xué)的時(shí)代終于在今年到來(lái)了。美國(guó)橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的Frontier成為首臺(tái)向科學(xué)用戶開(kāi)放的百億億次計(jì)算機(jī)，它能夠以每秒百億億（1018）次的運(yùn)算速度處理從氣候到材料等各領(lǐng)域的挑戰(zhàn)。

　　百億億次計(jì)算的威力已經(jīng)顯現(xiàn)，預(yù)計(jì)明年將有約60個(gè)團(tuán)隊(duì)使用Frontier。百億億次的計(jì)算探索才剛剛開(kāi)始。明年，新的百億億次超級(jí)計(jì)算機(jī)預(yù)計(jì)將在美國(guó)和德國(guó)啟用，它們將以前所未有的規(guī)模打開(kāi)科學(xué)之門(mén)。據(jù)中國(guó)科學(xué)報(bào)