2020年科技大事回顾 ：天上、人间和虚拟空间
2020年，新冠肺炎疫情继续主导世界，但科技发展的脚步没有丝毫停滞，星辰人间、虚拟空间，人类继续科技攀登。
奔向宇宙 - 火星、月球和星际飞船 火星年，火星和地球距离最短、最适宜发射火星探测器的一个时间窗口开启，７月，阿联酋、中国和美国相继发射了火星探测器，预计2021年2月抵达目的地。欧盟和俄罗斯原计划在这个窗口期发射火星探测器，但因为各种原因错过了时机。 火星是太阳系中与地球环境最为相似的行星，了解火星对研究地球早期历史和生命起源有着重要价值，也对人类拓展生存空间具有重要意义。 2020年7月——为什么会有那么多火箭发射到火星？ 三家各有使命。 中国“天问一号”主要任务是地质勘测，用雷达“透视”几千米深的地层，采集岩石土壤等样本，绘制火星地质结构图，探测火星磁场，由此解开火星磁场的演变历史； 阿联酋“希望号”由日本火箭发射升空，主要任务是绕火星做近赤道轨道运行，对火星气候及天气进行探测研究； 美国“毅力号”准备用两年时间探测火星生命迹象，并测试火星低空飞行的条件和可能性。 再探月球 中国月球探测器“嫦娥五号” 11月24日发射升空，在月球表面自动采样1.7公斤后起飞返航，12月17日着陆地球，完成中国首次地外天体采样返回任务，也是继1976年前苏联“月球24” 之后44年来人类再次从月球表面带回样本。这2公斤“月球土产”将在毛泽东主席故乡韶山展出。 1969年7月21日，美国“阿波罗11号”飞船载着三名宇航员登月后到1972年，人类先后6次登月科考。中国尚无载人登月行动，但2017年启动探月工程，为载人登月计划打基础。 美国准备再次将太空人送上月球行走。跟半个世纪前不同的是，现在吸纳了民营企业参与。 今年5月，贝索斯（Jeff Bezos）的“蓝源”（Blue Origin），马斯克（Elon Musk）的“SpaceX”，还有总部在亚拉巴马州的达尼提斯（Dynetics）三家民营企业与NASA签约，为政府的阿忒弥斯（Artemis）计划共同研发2024年登月着陆器，合同总额将近10亿美元。 “隼鸟2”回收舱带回地球的小行星土壤样本 “隼鸟2” 日本“隼鸟2”小行星探测器的回收舱携带小行星“龙宫”地表和地下岩石样本，于12月6日在澳大利亚南部着陆，隼鸟2号在地球轨道与回收舱分离后继续小行星探测之旅，预计2031年左右抵达编号为1998KY26的小行星进行不采样探测。 采集小行星样本和火星探索一样，是人类了解宇宙的努力之一。外星文明到底有没有？人类对这个问题的热情始终不减。 隼鸟2号2014年升空，2018年抵达距地球３亿公里、直径1公里的类地小行星“龙宫”附近。另外，美国2016年发射的奥西里斯-REx探测器于今年10月在小行星“贝努”上取样，预计2023年将样本送回地球。 马斯克2002年创办SpaceX公司，研发人类太空旅行工具 太空旅行新时代 伊隆·马斯克（Elon Musk）的公司SpaceX今年５月发射载人太空飞船龙（Crew Dragon），8月返回，期间带着2名NASA宇航员到国际空间站（ISS）往返一趟。这次旅行标志着SpaceX具备了定期载人太空飞行能力，也标志着民营企业进入历来由政府垄断的航空航天业，开启太空旅行商业化的新篇章。 这对人类太空旅行则具有划时代的意义。 星际飞船原型局部 伊隆·马斯克2002年创办SpaceX，用猎鹰9号（Falcon 9）和重型猎鹰（Falcon Heavy）火箭提供商业和政府官方的航天发射服务。它是第一家将推进器火箭带返地球变成常规操作的私人企业，这样火箭可以重复使用而不是直接抛弃。 公司还在研发建造更大的载人星际飞船星舰（Starship）。12月星舰原型机升空试飞，降落时未能妥善减速，着陆过猛而爆炸。 从2011年起美国以8千万美元一人的价格用俄国“联盟号”飞船向国际空间站运送宇航员。NASA希望马斯克能够替代“联盟号”。 人世间 - 疫苗、环境和诺贝尔奖 玛格丽特·基南（Margaret Keenan）在91岁生日到来前一周接种疫苗，成为辉瑞疫苗接种的世界第一人。她说这是“最好的生日礼物”。 新冠疫情一波接一波，同时刺激了科学研发活动，新冠疫苗以破纪录的速度问世。 全世界成千上万科学家放下手中课题，从各自的专业领域出发，围绕新冠肺炎病毒 Covid-19展开研究，加深了人类对这个病毒的了解，开发了更精准的监测方式，并以创纪录的速度研制出可以大规模接种的疫苗。 疫苗竞赛在全球展开，5月份，从170多个在WHO登记的候选疫苗中有8支进入临床试验，包括领跑的辉瑞（Pfizer-BioNTech）、莫德纳（Moderna）、牛津／阿斯利康（Astra-Zeneca）、中国科兴生物（克尔来福）和俄国加马利亚流行病研究所的“卫星五号”（Sputnik V）。 辉瑞-BioNTech领先获得英美欧和多国官方认证批准，在英国率先启动大规模接种；莫德纳随后获FDA认证批准，牛津-阿斯利康疫苗在2020年倒数第二天在英国获准量产、接种。到截稿时中国有5支疫苗已进入临床三期试验，包括科兴和国药集团的3支灭活疫苗。 辉瑞和莫德纳的是核糖核酸疫苗mRNA，使用RNA疫苗原理，抽取病毒内部分核糖核酸编码蛋白制成疫苗。科兴的克尔来福是灭活疫苗，由已杀灭的病原体制成，主要通过其中的抗原诱导细胞免疫的产生。牛津－阿斯利康研发的是腺病毒载体疫苗。这几个方向各有长短利弊。 成本当然也很高。除了经济成本，还有科研成本，包括各个领域其他课题的进展为新冠让路、暂停。但新冠疫苗的问世，无疑为战胜猖獗一年多的新冠疫情带来曙光。 美国太空总署（NASA）卫星图片显示地球两极冰川大量流失 环境故事：地球升温、极地冰融、《巴黎气候协议》 世界气象组织（WMO ）12月2日发布全球气候年度报告，称今年很可能是自1850年开始记录以来气温第二高的一年，仅次于2016年。有5组不同的数据支持这个判断。 罕见的高温和干旱使得美国、澳大利亚和西伯利亚山林火灾范围和持续时间远甚于寻常，产生的烟雾扩散到全球；海洋水温升高，全球80%以上的海洋水域经历了热浪袭击。2月，巴西科学家在西摩岛测得南极气温极值达到了20.75摄氏度，创历史最高纪录。 也是在2020年，中国“奋斗者”号全海深载人潜水器10-11月间成功深潜10909米并顺利返航，在人类探索史上写下一笔。 英国皇家空军航拍2017年从南极冰架脱落的世界最大冰山A68a 。它的面积已经从5800平方公里缩小到3900平方公里（英语） 气候变化对人类生存环境和地球生态的影响在过去一年以各种方式展现。除了美、澳和西伯利亚野火成灾，南北两极冰层加速融化也因为媒体的跟踪报道引起广泛关注。 南极拥有世界上最大的冰盖，内陆高原平均气温零下56℃，最低温度可达到零下89.2℃。自工业化以来的100多年时间，南极地区平均温度上升近3摄氏度。冰层融化所需要的海洋温度仅仅上升2摄氏度就可以了。 五年前联合国《巴黎气候协议》签署，各国承诺为抗击气候变化履行各自的义务。协议签署5年后，美国11月4日宣布正式退出，但民主党候选人拜登在大选中胜出使局势出现转机。 诺贝尔奖 2020年诺贝尔物理、化学和医学奖得主的共同点之一是他们的贡献为各自的专业领域带来了历史性的突破，诠释了什么叫站到巨人肩膀上，拔高巨人肩膀的高度，为后来者提出了更多新的挑战。 2011年，埃玛纽埃勒．沙尔庞捷（左，Emmanuelle Charpentier）和美国的珍妮弗．道德纳（Jennifer A. Doudna）开始联手打造基因剪刀 2020年诺贝尔化学奖颁给两名在“基因剪刀”领域取得革命性突破的两位科学家：法国的埃玛纽埃勒．沙尔庞捷（Emmanuelle Charpentier）和美国的珍妮弗．道德纳（Jennifer A. Doudna）。她们2011年开始合作研发基因技术中最有效的工具之一，即“CRISPR/Cas9基因编辑技术”，就像一把剪刀，可以用来极其精确地改变动物、植物和微生物的DNA。 这把剪刀可以改写生命密码。生命科学因为这项技术得以改朝换代，而现实生活中的医学难题，比如遗传疾病和癌症的治疗，也因为这项技术而成为可能。 2020年诺贝尔物理奖由三名科学家分享：英国物理学家罗杰·彭罗斯（Sir Roger Penrose）、德国科学家赖因哈德·根策尔（Reinhard Genzel） 和美国科学家安德烈娅·盖兹（Andrea Ghez）。 他们研究宇宙间最奇妙的存在－黑洞。 爱因斯坦的广义相对论预言“绝对黑暗”空间即黑洞的存在；彭罗斯在爱因斯坦去世10年后的1965年用数学方法证明黑洞的形成，并详细描述了黑洞中心存在的奇点。 一百年前美国天文学家沙普利确定银河系中心（射手座）的方向，根策尔和盖兹的团队分别追踪观测这个区域一批最亮恒星的运动轨迹，并绘制出一颗恒星的完整运行轨道，据此提出迄今最有说服力的证据，证明银河系中心存在一个超大质量的黑洞。 2019年4月10日，由全球8台射电望远镜组合而成的“事件视界望远镜”项目拍摄到人类历史上第一张黑洞照片。银河系中央的黑洞显露“真容”估计也指日可待。 血源性肝炎是诱发肝硬化和肝癌的疾患，而丙型肝炎病毒被鉴别、锁定，是人类与血源性肝炎抗争道路上的里程碑，三名科学家为此分享2020年诺贝尔生理学或医学奖：美国科学家哈维·阿尔特（Harvey Alter）、查尔斯·赖斯（Charles Rice）和英国科学家迈克尔·霍顿（Michael Houghton）。 阿尔特最早确认一种未知病毒会导致“非甲型非乙型”慢性肝炎（1972年），霍顿用新方法分离出这种病毒的基因组，随后病毒被命名为丙型肝炎病毒（1989年），赖斯则证明，丙型肝炎病毒不需要借助其他病原体即可导致慢性肝炎（1997年）。全球有7千万丙肝患者，每年导致40万人死亡。 锁定丙肝病毒解开了大多数血源性肝炎病例的病因，使血液检测和研发抗病毒新药成为可能。但目前还没有丙肝疫苗。2020年的诺贝尔奖把低调已久的肝炎再次摆到聚光灯下。 虚拟空间 - AI、TikTok、华为和反垄断 DeepMind构建的军团病病菌蛋白3D模型 人工智能再显神通 谷歌旗下DeepMind开发的人工智能AlphaFold破解了“蛋白质折叠”难题，攻克生物学50年挑战。 DeepMind于10月3日在官方博客宣布，AlphaFold的最新版本在通过氨基酸序列精确预测蛋白质折叠结构方面，已经获得权威蛋白质结构预测评估机构（CASP）的认可。《自然》（Nature）杂志封面故事标题：“它将改变一切！”。 几乎所有疾病，包括癌症、痴呆症，都与蛋白质的功能有关。蛋白质的功能由它的3D结构决定，根据蛋白质的1D氨基酸序列可计算并预测蛋白质的3D结构。但是，因为这个结构形成前会有数以亿计的折叠方式，预测就成为生物学重大难题之一。破解这个难题，为多种疾病的诊断和治疗打开了新天地大门。 这也是DeepMind的人工智能围棋手（AlphaGo）战胜人类围棋冠军之后的又一重大突破，被认为具划时代意义。 几家欢笑几家愁 新冠疫情笼罩之下，数码科技的应用各显神通，各地防疫禁足封锁催生新趋势和赢家，最强的趋势当属远程办公、上课、开会、音乐会、戏剧，还有亲友聚会，等等。 远程会议通讯软件Zoom赶上风口迅速爆红，全球使用量第一季度猛增20倍，疫情期间最高单日使用人数一度突破2亿人次，公司股价上涨3倍。这款软件由移民美国的中国软件工程师袁征2011年创办，因简单易用，市场占有率逐渐超越对手Skype和Microsoft Teams。 不过，分析人士认为新冠疫情既成就了Zoom，也为它带来更多强有力的竞争对手，因为市场急剧扩大，势必招致微软、思科等大公司投入更多资源抢占市场。 量子科技前沿竞争激烈，进入12月，中国宣布“九章”量子计算机原型机问世，它可以在一分钟内完成经典超级计算机一亿年才能完成的任务。这个原型机由中国科学技术大学潘建伟、陆朝阳团队与中科院团队合作构建，相关论文12月4日发表在《科学》杂志网络版，赞者称“重大突破”，也不乏来自科学界的质疑和争议。 量子计算机未来在图论、机器学习和量子化学等领域有巨大应用潜力。 华为创办人任正非的语言特色引起外界瞩目 TikTok和华为 2020年引人关注的科技话题不能不包括TikTok的磨难，也不能不提华为的困境和出路。 同样是科技公司，抖音海外版TikTok（字节跳动）今年历经磨难。作为中国互联网公司全球化最成功产品，在海外拓展迅速，2020 年夏天被美国政府以安全威胁理由下禁令封杀，成为2020 年夏天科技圈最热门的话题。从8月开始，字节跳动被迫剥离TikTok 美国业务，特朗普允许美国公司收购TikTok，事态扑朔迷离，一波多折。 9月，字节跳动、甲骨文和沃尔玛就与TikTok合作达成原则性共识，一家名为 TikTok Global、总部设在美国的新公司将在得克萨斯州成立。这家公司将为所有美国的 TikTok 用户处理和存储数据，同时要在美国带来 2.5 万个就业机会，甲骨文和沃尔玛将联合持股 20%。11月法庭裁决，商务部暂停制裁，但TikTok在美国的麻烦并未结束，挑战白宫禁令的上诉仍在进行。 相对于TikTok在美国的波折，华为今年遭遇的是芯片断供危机。 5月15日，美国商务部发布禁令，任何企业将含有美国技术的半导体产品给华为，必须先取得美国政府的出口许可，禁令实施前有120天的缓冲期。8月，美国再度加紧对中国电讯巨头华为“封杀”行动。美国商务部公布修订版禁令，将38家华为子公司列入“实体清单”，针对第三方供应商堵漏补缺，力求严控华为获取任何美国技术的渠道。 9月15日，缓冲到期，禁令生效，华为获得芯片的商业渠道被切断。 11月，华为将旗下荣耀手机资产全部出售给深圳市智信新信息技术有限公司。华为内部网站发表任正非在荣耀送别会上的讲话，解释了不得已被迫剥离荣耀的原因和动机。 与此同时，历时近两年的孟晚舟案件出现新进展。来自加拿大联邦警察和边境管理局的多名证人12月先后在孟晚舟案听证会上出庭，就拘捕孟晚舟过程中是否存在程序滥用问题，接受控辩双方交叉询问，新的细节陆续曝光。 美国立场也似有松动，媒体报道称美国司法部在与孟晚舟及其辩护团队讨论达成一项认罪协议的可能，她承认有部分不当行为，然后就可以获释回中国。 失智症患者的疗愈犬遇到了对手 虚拟空间反垄断 中国、美国和欧盟都对科技行业巨头打出反垄断重拳。 中国11月公布市场监管总局起草的反垄断指南征求公众反馈，被视为针对互联网巨头公司的垄断，剑指阿里巴巴、腾讯、顺丰、美团等互联网巨头。12月，阿里巴巴、腾讯和顺丰的下属企业（阿里投资、阅文、丰巢）因有关收购交易违反《反垄断法》，被市场监管总局处以顶格罚款，各罚50万元人民币。 当局称罚款金额不大，主要希望释放政府加强互联网领域反垄断监管的信号。 此前，美国联邦司法部对谷歌提起反垄断诉讼，指控谷歌在搜索及搜索广告市场非法遏制竞争，维护自身垄断地位。同时，美国政府对脸书、亚马逊、苹果和谷歌四大科技巨头为期16个月的反垄断调查结束，10月公布调查报告，指责它们利用自身优势地位抑制竞争、扼杀创新。 临近年底，美国10个州起诉谷歌，指控它涉嫌与竞争对手脸书串通，操纵广告拍卖协议，进行非法数字广告垄断。 路透社报道称欧盟12月表示准备制订《数码市场法案》和《数码服务法案》来制衡大型企业的市场影响力，防止扼杀竞争的并购和垄断，违者面临高达年收入10%的罚款处罚，甚至可能被拆分。估计亚马逊、苹果、脸书和谷歌等将受影响。 欧盟委员会竞争和反垄断事务专员11月10日宣布欧盟对美国电子商务公司亚马逊涉嫌不正当竞争的第一阶段调查结束，认为亚马逊系统性地使用第三方卖家的非公开业务数据为自己的零售业务牟利，亚马逊违反了欧盟反垄断规则，破坏了公平竞争环境。 .