不仅仅是新冠肺炎|塑造2020年的科学事件
原作者：大卫卡斯特尔韦奇、杰夫托勒弗森、艾玛斯托伊亚历山德拉威茨
火星任务、破纪录的野火和室温超导体都是今年最热门的非新冠病毒的故事。
尽管今年最受关注的事件是灾难性事件—— SARS-CoV-2大流行，但从大胆的太空任务到室温超导体，还有许多其他科学和研究进展的报道。
目的地：火星
美国宇航局的“毅力”探测器乘坐阿特拉斯5号火箭从佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地出发前往火星。资料来源：乔史奇普/路透社
这是太空探索具有里程碑意义的一年。2020年7月，发射了三次火星探测任务。当时，地球和火星之间的位置安排使得向这颗红色星球发射航天器更加高效。阿拉伯联合酋长国首次执行了星际任务，火星探测器“希望号”将环绕火星飞行并研究其气候。中国发射了“田文一号”，包括一次巡逻，这是中国首次尝试登陆火星。美国派出“坚忍号”探测器在火星赤道以北未被探测的杰零陨石坑钻孔并收集岩石样本。坚忍不拔是美国宇航局和欧洲航天局合作项目的第一阶段，该项目旨在首次将火星岩石带回地球进行研究。
欧西里斯-雷克斯宇宙飞船接触小行星贝努鸟的表面。这个视频没有声音。资料来源： NASA/戈达德/亚利桑那大学
美国宇航局在首次尝试返回小行星样本方面也取得了进展。10月，该机构的“OSRIS-REx”(太阳系起源、光谱分析、资源识别、安全保证、小行星风化层探测器)任务从小行星贝努鸟收集了灰尘和岩石。OSIRIS-REx预计将于2023年返回地球，但它不会是第一个从小行星表面收集材料的航天器。12月初，日本的隼鸟2号任务比OSIRIS-REx号提前了一步，携带小行星琉古的少量尘埃安全降落在澳大利亚。
中国在探索月球方面迈出了雄心勃勃的一步，发射了第一艘旨在将月球尘埃带回地球的航天器。12月1日，嫦娥五号探测器降落在名为“海洋程序”的火山平原上，那里装满了一个装有月球尘埃的容器。12月3日，一个上升器从月球表面发射，并成功地与轨道器对接，旨在将其带回地球。
火与冰
澳大利亚新南威尔士州，消防员正在灭火。来源：凯特格拉蒂/SMH/费尔法克斯媒体/盖蒂
2020年也是极端环境的一年。从1月开始，澳大利亚爆发了前所未有的森林火灾。失控的火灾和烟雾导致数百人死亡，数千栋房屋被毁，生态系统遭到破坏。虽然基于实地调查的研究受到了干扰，但生物学家尽最大努力记录了火灾对生物多样性的影响，考古学家还调查了数千个古代土著遗址的破坏情况。
类似的毁灭性场景出现在世界各地，有记录的野火烧毁了西伯利亚苔原、南美洲的热带湿地和美国西部。在加利福尼亚，大火威胁着圣何塞附近汉密尔顿山上有132年历史的里克天文台和帕萨迪纳附近的威尔逊山天文台。
大西洋飓风季节也打破了记录，有30次命名风暴，其中12次登陆美国。2020年9月，北极海冰收缩到有记录以来的第二低水平。在南极洲，科学家们继续探索大陆边缘巨大且越来越不稳定的斯韦特冰川。机器人潜艇收集的数据显示，温暖的海水正在涌出并混合在冰下，这引起了人们对冰川即将崩溃的担忧。
由于新冠肺炎大流行造成的旅行限制，备受期待的联合国气候峰会被推迟到明年，国际气候谈判被搁置。然而，一些政府已经加强了对气候变化的承诺。中国承诺到2060年实现碳中和，而日本设定的目标是到2050年实现温室气体净排放为零。欧盟的目标也是到2050年实现碳中和，它提出了雄心勃勃的新短期排放目标。拜登赢得了美国总统大选，许多人充满希望：他的胜利可能预示着美国转向气候友好政策。
政治变化
乔拜登将于2021年1月20日成为美国第46任总统。资料来源：安吉拉维斯/法新社/盖蒂
气候科学家并不是唯一庆祝拜登在11月获胜的人。一旦拜登在2021年1月20日就职，他将有机会扭转特朗普政府推出的许多有害科学和公共健康的政策。除了在气候变化和环境问题上采取更积极的政策，拜登还承诺以更科学的方式应对新冠肺炎疫情，并承诺解除旅行禁令，使外国科学家和工程师更容易永久留在美国。
在欧洲，研究人员仍然担心英国退出欧盟对研究资助和国际合作的影响。英国于1月31日离开欧盟，但英国退出欧盟的另一个重要里程碑将于12月31日到来，届时英国为期11个月的“过渡期”将结束。尽管截止日期即将到来，但许多影响科学家的问题，包括进入欧盟研究项目，仍未解决。
关注不平等
反种族主义抗议者聚集在华盛顿特区
2020年，数百万抗议者聚集在世界各地谴责种族歧视和警察暴行，科学家也在抗议者之列。原因是乔治弗洛伊德于5月在明尼苏达州明尼阿波利斯被警方杀害。研究人员分享了他们在科学上的种族歧视，并呼吁采取更强有力的行动来解决系统性的不平等。许多主要的科学组织已经发布了公共信息来支持新兴起的“黑人的命也是命”运动。6月10日，数千名研究人员停止了与科学团体、大学和组织(包括《自然》)的合作，反思和规划如何抵制科学界的反黑人种族歧视。——紧随互联网上发起的一场运动，主题有#科学、技术、工程和数学教育停课，#学术停课，#等。
一些大学现已采取行动，改变旨在纪念具有种族主义或歧视性信仰的历史人物的校园建筑、活动和纪念馆的名称。研究人员正在探索有助于打击种族歧视和控制警察工作中使用武力的干预措施。10月，马里兰州的霍华德休斯医学研究所成为第一个承诺为继续使用黑人女性海里埃塔拉克丝的细胞提供经济补偿的大型生物医学研究机构。1951年，医生未经拉克斯同意从他体内取出癌细胞，后来创造了海拉细胞系，该细胞系现在支持价值数十亿美元的生物技术产业。
物理学上的众多第一次
去铁酸盐的冷冻电子显微照片。资料来源：保罗艾姆斯利/分子生物学实验室
2020年是凝聚态物理获得诸多“第一”的一年。研究人员演示了一种室温超导体——，它可以导电而不产生任何余热，可以在0c以上正常工作，这个期待已久的突破还有一个重要的注脚：到目前为止，这种物质只能在接近地心的压力下存在，限制了它的应用。
另一个研究小组发现了第一个确凿的证据，证明了被称为任意子的“编织”电子态，这是向构建量子计算机的新方法迈出的一步。国际空间站上的一个物理实验室在零重力下产生了第一个玻色-爱因斯坦凝聚体——，这是一个单原子。这项技术可以达到绝对零度以上20万亿分之一度的创纪录低温，这使得对这种冷凝物的实验比地球上可能的实验花费的时间更长、更详细。
与此同时，新一望月发表的令人困惑的论文震惊了纯数学圈，虽然他在8年前就声称解决了数论中的一个重大问题，而ABC猜想——仍然存在争议。
两大突破将使我们更容易理解蛋白质的结构。首先，冷冻-电磁技术已经达到了单原子的分辨率，接近成熟但比较麻烦的X射线结晶学的精度。其次，机器学习首次成功用于从遗传密码中推断蛋白质结构，其效果接近实验技术所达到的效果。结构生物学家认为，伦敦人工智能巨头DeepMind(谷歌的姊妹公司)开发的AlphaFold系统，可能会改变药物研发的游戏规则。
原文发表于《自然》年，题目是2020超越乔维奇：塑造了一年的其他科学事件
nature
Nature | doi:10.1038/d41586-020-03438-3
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