2023年最引人注目的10项科学突破-彭博社

詹姆斯·韦伯太空望远镜的惊人2023年图像之一。

摄影师：美国国家航空航天局、美国航天局、加拿大航天局和斯皮策太空望远镜科学研究所/Getty Images每年，科学家们都会做出惊人的新发现，这些发现往往并未得到应有的关注。战争、悲剧和政治争议理所当然地占据着社交媒体和头条新闻，但并非所有新闻都是坏的。随着2023年即将结束，让我们回顾一下过去12个月中我们见证的一些惊人突破。

新药帮助我们减肥 — 并理解为什么会增重

2023年最受关注的科学故事是日益扩大的被称为GLP-1受体激动剂的减肥药物的使用，最为知名的是奥泽普（Ozempic）。这种药物在为减肥而开处方时被推广为威戈维（Wegovy），这种药物和一系列其他药物已经帮助数千人减肥。在2023年，几项研究还显示GLP-1能够降低肥胖人群心脏病发作和中风的风险。

但这些药物也揭示了肥胖的根源。传统观念认为肥胖的人缺乏意志力，因此吃得太多 — 或者运动太少。这是错误的，但这种普遍的误解已经模糊了科学思维多年。

科学证据指向肥胖是一种激素功能障碍，正如我在2022年12月所写的。根据哈佛大学内分泌学家大卫·路德维希最近的一项研究，这种功能障碍可能源自摄入过多糖和精制淀粉的饮食。这种激素观点曾经备受争议，但现在更难以否认，因为新药物的作用是通过模拟激素GLP-1（胰高血糖素样肽）来实现的。

气候临界点变得更加清晰，而我们仍有时间采取行动

2023年，气候临界点也是一个重要话题。这些临界点不仅代表突然的变化，还代表着逐渐加强的反馈循环的开始。在过去，自然发生的恶性循环曾使我们的地球变成“雪球地球”，或者引发了如此极端的热期，以至于超过90%的物种灭绝。热期。

科学家们今年多次警告称，人类造成的潜在反馈循环即将到来。研究人员估计，仅比工业化前水平高出1.5摄氏度的升温就可能引发多个全球性临界点，包括永久冻土融化、亚马逊雨林的燃烧以及格陵兰和西南极冰盖的崩溃。

2023年的两项研究还显示了南大洋环流的减速。这些洋流就像地球的跳动心脏，将寒冷的极地水域中的碳、氧和热量向下输送，并推动连接地球所有海洋的洋流。

这种心跳的减缓可能看起来令人沮丧，但这里有一丝好消息：我们仍处于所有这些潜在临界点的正确一侧，而这些警告是在我们仍有时间采取行动之时发出的。

物理学家重复了核聚变壮举

今年夏天，科学家们表示，他们从一个胡椒粒大小的胶囊中释放出的能量比他们用一套激光束入的能量更多 —— 这是他们在2022年年底首次宣布的壮举的 重复。正如我去年夏天写的，聚变能源是清洁的，燃料取之不尽且廉价，而且没有熔毁的风险。人类终于捕获了恒星的能源，这一事实肯定会载入史册。

阴暗的一面是，这些成就是利用了一个主要用于测试旨在杀死数百万人的武器的设施。清洁能源的希望是次要的。位于劳伦斯利弗莫尔国家实验室的国家点火设施（National Ignition Facility）与核武器工业紧密相连，一些物理学家表示，我们最好投资于专门提供清洁能源的项目。核战争将引起比我们从化石燃料得到的气候变化更为灾难性的气候变化。

但利弗莫尔的壮举让我们更好地理解了聚变物理，并带来了对聚变能源的资金激增。如今，至少有30家初创公司正在使用数十亿美元的私人资金和政府拨款进行核聚变研究。有人会说它们都是不太可能成功的尝试，但清洁能源的需求要求我们尽可能多地押注。

人类早期抵达美洲要求重新思考历史

在史前时期，两名成年人和一个孩子在今天的新墨西哥州白沙附近的泥土上留下了一串脚印。对石英颗粒和花粉的新分析显示，他们是在21,000到23,000年前走过这条路的，比人们原以为的抵达美洲的时间要早数千年。

多年来，教科书上的故事一直认为人类首次抵达美洲是在16,000到14,000年前，通过西伯利亚和阿拉斯加之间的陆地桥。最古老的已知文物来自新墨西哥州的克洛维斯遗址，可以追溯到13,500年前。近年来，有关更早文物的说法已经提出，尽管没有什么像这些脚印一样经过精心确定年代并且毫无争议地属于人类的。

新的日期意味着人们在最后一次冰河时期的高峰期已经居住在新墨西哥州。弄清他们是如何到达这里将需要一些新的思考。牛津的研究人员提出，他们是乘船到达的。如果脚印的日期得到确认，这个或其他戏剧性不同的故事将成为新的共识。

一架新的望远镜帮助我们看到宇宙的年轻时期

天文学家估计我们的宇宙大约有137亿年的历史，因为遥远的物体看起来就像很久以前一样，天文学家已经能够看到大约前10亿年的情况。

但是那段长期隐藏的前10亿年很重要。那时恒星和星系开始发光并组装起来。2023年，詹姆斯·韦伯太空望远镜开始发送来自那个形成时期的图像。

JWST向我们展示了原始星系的碎片，但对于天体物理学家大卡夫理查德·斯珀格尔来说，这个时代最有趣的发现是最古老的超大质量黑洞。它位于一个名为UHZ1的星系中，看起来就像130亿年前一样——大爆炸后4.7亿年。

斯珀格尔说，这个黑洞的质量可与整个星系的质量相媲美。这令人惊讶，因为我们星系中心的黑洞只占星系质量的半个百分点。这一发现有助于天文学家理解超大质量黑洞是如何形成的，以及它们在塑造宇宙其他部分中的作用。

巨大的引力波震动宇宙

2023年春天，来自全球五个不同地方的科学家宣布发现了空间和时间中的巨大振动。这一壮举涉及20多年对脉冲星的精密观测——这些燃尽的恒星以精确的节奏发射无线电波束，它们旋转数百甚至数千次每秒。

微小的脉冲时间偏差揭示了这种长期寻求的引力波背景。科学家们表示，这些波是由超大质量黑洞相互螺旋或者更奇特的现象——空间结构缺陷即宇宙弦所激发的。

爱因斯坦最初预言了引力波会使空间波动，但直到2016年才宣布了它们的存在。2023年的发现是更长周期的波浪在数年内上升和下降。发现它们需要美国、欧洲、中国和澳大利亚科学家的共同努力。随着科学家承担越来越雄心勃勃的项目，即使是对于单个国家来说成本太高的项目，这样的合作变得更加普遍。

镰状细胞病的治愈

几十年来，医学研究忽视了镰状细胞病，尽管它导致数千名主要是非洲裔人群的患者严重疼痛和早逝。但是2023年带来了两种依赖极其复杂的基因改变的新治疗方法，包括使用被称为Crispr的基因编辑技术的首个获得FDA批准的治疗。

镰状细胞病是由一种产生异常血红蛋白的基因变异引起的 — 血红细胞中的一种蛋白质。细胞变得畸形并且可能堵塞或引起血管炎症。患者可以通过骨髓移植来治愈，但只有大约25%的镰状细胞患者能找到合适的供体。两种新疗法使用不同的方式改变骨髓细胞中的DNA，恢复制造正常血红蛋白的能力。

对于世界上大多数地方，甚至对于美国有严重症状的4万人来说，这些都还不是切实可行的解决方案 — 其中一种疗法名为Casgevy，成本超过200万美元，另一种名为Lyfgenia，成本为310万美元。（尽管成本高昂，一家 主要保险公司已同意承保Lyfgenia。）但这是朝着一个鲜有关注的疾病的正确方向迈出的一步。

阅读重度瘫痪患者的思维

五月份，科学家宣布他们已经学会从脑部扫描中解码人们的思维，使用AI系统作为解释者。我在这篇专栏文章中描述的这些发现，可以恢复那些如此严重瘫痪以至于无法说话或写字的人的交流能力。

这种所谓的完全瘫痪综合症由于各种原因而发生 — 尤其是中风或神经系统疾病。当这种情况是暂时的时候，人们有时会描述一段令人痛苦的经历 — 有个男人回忆起自己被冻结在原地，而他的妻子和一名医生在辩论是否撤除生命支持并让他死去。

在新系统中，发表在《自然神经科学》上的研究人员让志愿者躺在脑部扫描仪中听播客。人工智能系统分析了脑部扫描图案和文字之间的联系。最终，人工智能可以将脑部图案转化为文字。当受试者听到“我还没有驾照”的时候，系统读取大脑的信息说，“她甚至还没有开始学开车。”翻译并不完美，但仍然非常准确。对于那些发现自己被困在僵硬身体中的人来说，这可能是一个恢复交流能力的强大工具。

ChatGPT学会了扮演医生

在多年的报道中，我曾与世界各地的医生讨论令人难以置信的技术进步，但很少有人像今年谈论ChatGPT-4的成就时那样感到惊讶和惊奇。尽管ChatGPT的早期版本于2022年底推出，但直到2023年，我们才开始意识到大型语言模型的潜力。

ChatGPT可以诊断复杂的医学问题，要求进行测试和检查，甚至可以在大多数医学执照考试中得到满分。但它的推理方式有些陌生。哈佛大学生物医学信息学助理教授安德鲁·比姆表示，除非明确告诉它要这样做，否则它不一定会通过测试。如果你告诉它要模仿世界上最聪明的人，它的表现会更好。

相信人工智能在诊断或推荐治疗方面存在风险，但也有巨大潜力帮助医生变得更聪明、更快速、更优秀。

在地球上发现了智慧生命

11月发布的一项新研究推翻了只有人类能想象过去和未来，而动物只能活在当下的神话。事实证明，老鼠也能想象并提前计划。正如我在这篇专栏文章中所写的，最新的发现可能解释了城市老鼠将比萨饼片带进地铁车厢的观察结果，它们可以远离其他饥饿的老鼠。

过去的10年已经带来了人类对其他动物看待方式的范式转变，大量研究结果表明许多种类的生物都能像人类一样思考、推理和解决问题，这曾经被认为是人类独有的。现在这也包括农场动物。一项研究表明猪有足够的同理心来解救被困的同伴。牛被训练如厕，这一发现表明它们也具有一种被认为超出它们能力范围的身体意识。山羊理解人指向事物的含义。

人类梦想着在宇宙中找到智慧生命，但我们在地球上的经历表明，当智慧生命就在我们面前时，我们并不擅长识别它。

让我们希望2024年带来另一个突破的一年，包括发现一些隐藏在我们眼前的真相。

更多来自彭博观点的内容：

• 让我们停止互相侮辱为“反科学”
• 寻找：一个真正有效的新冠疫苗加强剂
• 科学炒作和名人文化不搭

想要更多彭博观点吗？ Terminal 读者请前往 OPIN <GO>。或者您可以订阅我们的每日新闻简报。