傲根泥客

  近日，《科学》杂志公布了其编辑团队评选的2023年度十大科学突破，这中间还包括一项科学突破冠军奖和9项科学突破入围奖。榜单如下。

  肥胖既是一场个人的战斗，也是一场公共健康危机。然而，令人遗憾的是，一直以来人们未能找到安全有效的减肥药物。但现在，一类新的疗法带给人们很大希望，人们期待它能降低肥胖和相关慢性疾病的发病率。

  这些药物模仿了一种名为胰高血糖素样肽-1（GLP-1）的肠道促胰素，它们正在以令人兴奋又令人不安的方式重塑医学、流行文化，甚至全球股市。这些GLP-1受体激动剂最初是为糖尿病开发的，可显著减轻体重，副作用大多可控。今年，临床试验发现，它们还能减轻心力衰竭的症状以及心脏病发作和中风的风险，这是迄今最令人信服的证据，证明这些药物除了减肥之外还有别的重要的好处。基于这些原因，《科学》杂志授予GLP-1药物年度突破冠军奖。

  在南极洲海岸附近，含盐的表层水直接沉入海底。下沉的水从大气中吸收热量、氧气和二氧化碳，并将它们隔离在深渊中，在那里水慢慢向北扩散。它是全球翻转环流的主要组成部分之一，这种大规模的环流连接着世界所有的海洋，帮助它们捕获1/3的人类年碳排放量。许多研究人员认为，当它激增或减速时，这个碳泵会加剧气候变化。

  今年，几项研究表明，该碳泵处于极度危险之中。第一个令人不安的迹象出现在几年前，自主漫游到4000米深处的深海Argo机器人发现，南极底层的海水正在变暖、体积正在缩小，这两个迹象均表明洋流正在放缓，使得上层的温暖海水得以侵入。而随着全球变暖的持续，冰川融化以碳泵减速肯定会加剧。

  今年，世界兴起了一场能源热潮，这次是基于地球内部自然产生的氢。与石油不同，天然氢气对气候而言是一种“滋补品”，而非“毒素”。勘探者现在在除南极洲外的每个大陆上都发现了大量氢气沉积的迹象。美国地质调查局（USGS）一项未发表的研究表明，地球上可能蕴藏着1万亿吨氢气，足以满足未来数千年对燃料和肥料日渐增长的需求。

  自从现代计算机出现以来，它就一直被用于预测天气。尽管数值天气预报慢慢的变复杂，现在能提前几周做出可靠的预测，但其使用的方法与从前是一样的：使用大量的计算能力来求解控制大气的流体动力学方程。2023年，AI已经开始改变这样的情况。包括谷歌、华为和英伟达在内的科技公司已训练了人工智能模型，使其提前10天预测天气，其准确性可以与传统模型相媲美，甚至超过传统模型，而且运算负担要小得多。经过训练后，这些模型可以在1分钟内在台式电脑上做出预测，而无需在超级计算机上运行2小时。

  今年，利用疫苗对抗疟疾的努力有两个振奋人心的进展。对世界上第一种疟疾疫苗Mosquirix的大规模评估显示，它明显降低了幼儿的死亡率。今年，世界卫生组织（WHO）还批准了第二种疟疾疫苗R21/MatrixM。它与Mosquirix的设计相似，但成本更低、产量更大。它应该有助于填补疟疾疫苗供需之间的巨大缺口，有可能每年防止数万名儿童死亡。WHO表示，到2024年中期，R21有望广泛使用。

  今年1月，美国监督管理的机构批准了第一种药物，这种药物可以显减缓阿尔茨海默病患者的认知能力下降速度，第二种相关的治疗方法紧随其后。这两种方法都无法治愈阿尔茨海默病，而且都有严重风险，但它们依然为患者和家属带来了新希望。

  2021年，美国新墨西哥州白沙国家公园的研究人员发现，早在2.3万年前至2.1万年前，人类就在一个古老湖泊的泥泞岸边留下了确切的足迹。研究人员使用放射性碳测年方法对发现于足迹周围地层中的一种水生植物种子进行测定，得出了这些日期。但这些种子可能从溶解于湖水中的沉积物中吸收了更古老的碳元素，进而影响了测定年代的准确性。因此，研究人员利用陆地植物的花粉与嵌在足迹之间和下方沉积物中的石英颗粒重新确定足迹的年代。今年10月，他们报告说，新的测定时间与最初的测定结果完全吻合。

  如果这一段时间是正确的，那么这些脚印是在上一个冰河时代的顶峰时期留下的，当时冰盖覆盖了加拿大，这表明人类一定是在这些冰盖形成之前就已确定进入了美洲。

  “人类听到巨大黑洞并合的喧嚣”入选，成果为发现宇宙中超大质量黑洞相互缠绕运动所产生的纳赫兹引力波信号的证据。今年6月，全球5个团队联合宣布，经过15年的观测，他们已将数据中的噪声降到了足够低的水平，剩下的数据反映的是宇宙中超大质量黑洞合并所引起的轰鸣声。“突破”引用、提及国际相关团队的工作和发布情况，引文中阐述了中国脉冲星测时阵列的成果发布，以及中国FAST（天眼）的贡献和优势。

  去年冬天，美国加利福尼亚大学系统的4.8万人发起了美国历史上最大规模的学术罢工，为研究生和博士后赢得了大幅加薪。今年5月，加拿大数千名学术工作者举行了为期一天的大规模抗议活动，要求增加对研究生和博士后的资助。同时，一些大学已经采取一定的措施帮助教师适应不断上涨的人事成本。

  经过十多年的酝酿，百亿亿次计算科学的时代终于在今年到来了。美国橡树岭国家实验室的Frontier成为首台向科学用户开放的百亿亿次计算机，它能够以每秒百亿亿（1018）次的运算速度处理从气候到材料等各领域的挑战。

  百亿亿次计算的威力已经显现，预计明年将有约60个团队使用Frontier。百亿亿次的计算探索才起步。明年，新的百亿亿次超级计算机预计将在美国和德国启用，它们将以前所未有的规模打开科学之门。据中国科学报