12月25日，由科技日報社主辦、部分兩(liang) 院院士和媒體(ti) 人士共同評選出的2023年國內(nei) 、國際十大科技新聞揭曉。從(cong) 活體(ti) 中的電極，到引力波的“歌聲”;從(cong) 單原子水平的探索，到廣袤太空裏中國人自己的實驗室;從(cong) 人類對自身細胞級的了解，到人工智能真正走入我們(men) 的生活……2024年即將開啟，前行不輟的科學家們(men) ，向著科技新紀元一步步邁進。

　　1.活體(ti) 組織中“長出”電極

　　瑞典研究人員通過注入以酶作為(wei) “組裝分子”的凝膠，再利用人體(ti) 分子作為(wei) 觸發器，首次成功地在活體(ti) 組織中培育出電極。今年2月發表在《科學》雜誌上的這項成果，為(wei) 在生物體(ti) 中形成完全集成的電子電路鋪平了道路。這種直接在活體(ti) 組織內(nei) 創建電子電路的方法，提供了通過神經係統電信號或調節神經回路就能治療疾病的途徑。

　　2.雄性小鼠產(chan) 生功能性卵細胞

　　雄配子和雌配子——分別為(wei) 精子和卵母細胞(卵子)，由名為(wei) 原生殖細胞的一類幹細胞產(chan) 生。這些幹細胞分化成配子，需要性染色體(ti) 發揮正常功能。《自然》雜誌3月發表的論文報告了一項幹細胞研究重磅成果：將雄性小鼠幹細胞轉化為(wei) 雌性細胞並產(chan) 生功能性卵細胞。這些卵細胞在受精後得到的胚胎中，約有1%能產(chan) 生健康的後代。這是一項能啟發或推動未來生育力的研究。

　　3.雙縫實驗在時間維度重建

　　2023年4月，英國科學家借助一種能在飛秒(千萬(wan) 億(yi) 分之一秒)內(nei) 改變特性的“超材料”，在時間而非空間維度重現了著名的雙縫實驗。*實驗揭示了更多光的基本性質，也為(wei) 創造出能在空間和時間尺度上精細控製光的*材料奠定了基礎。這項成果未來或有多種應用，例如用於(yu) 信號處理和通信或光計算的光開關(guan) 。

　　4.國際團隊公布引力波背景輻射劃時代發現

　　2023年6月，科學家們(men) *次“聆聽”到了在宇宙中蕩漾著的引力波永恒合唱，聲音比預期要大得多。這是針對引力波背景的劃時代重大發現。此次探測到的引力波背景最可能的來源是陷入“死亡螺旋”的一對超大質量黑洞。這些黑洞龐大到能達到數十億(yi) 個(ge) 太陽質量。由於(yu) 幾乎所有星係，包括銀河係中心都盤踞著這樣一個(ge) 黑洞怪物。因此當兩(liang) 個(ge) 星係合並時，它們(men) 的超大質量黑洞會(hui) 相遇並開始相互繞轉。一旦兩(liang) 個(ge) 黑洞足夠接近，就有可能被脈衝(chong) 星計時陣列觀測到。

　　5.單原子X射線信號首次探到

　　讓材料檢測方式發生曆史性突破，並不是僅(jin) 僅(jin) 依靠設備升級就可以，科學家們(men) 需要從(cong) 原子水平進行革新。6月，來自美國俄亥俄大學、阿貢國家實驗室、伊利諾伊大學芝加哥分校等的科學家，首次拍攝到了單原子X射線信號，這一突破性的成就有望徹底改變人們(men) 檢測材料的方法。

　　因為(wei) 單個(ge) 原子產(chan) 生的X射線信號極其微弱，傳(chuan) 統探測器的靈敏度不足以檢測到它。為(wei) 解決(jue) 這個(ge) 問題，該團隊在傳(chuan) 統的X射線探測器上添加了一個(ge) 鋒利的金屬*，該探測器放置在待研究樣品上方僅(jin) 1納米處。當銳利的*在樣品表麵移動時，電子穿過*和樣品之間的空間產(chan) 生電流，這本質上檢測到每個(ge) 元素獨特的“指紋”，從(cong) 而使該研究人員將掃描隧道顯微鏡的超高空間分辨率與(yu) 強X射線照明提供的化學靈敏度結合了起來。

　　6.人類Y染色體(ti) 組裝與(yu) 分析完成

　　人類Y染色體(ti) 由於(yu) 結構複雜一直很難測序和組裝。超過一半的Y染色體(ti) 在當前的人類參考基因組組裝中缺失，導致人們(men) 對Y染色體(ti) 的認識很不全麵，限製了對其組成、複雜性以及在不同人群間差異的理解。作為(wei) “端粒到端粒”聯盟的一部分，由美國國家人類基因組研究所領導、包括約翰斯·霍普金斯大學、加州大學聖克魯斯分校等多家機構的科學家，此次報道了完整的人類Y染色體(ti) 的62460029個(ge) 堿基對序列。這次的組裝糾正了當前人類參考基因組組裝中關(guan) 於(yu) Y染色體(ti) 的多個(ge) 錯誤，同時還向參考基因組中添加了逾3000萬(wan) 個(ge) 堿基對，揭示了多個(ge) 基因家族的完整結構，並確認了41個(ge) 新的蛋白質編碼基因。在另一篇論文中，聯合團隊組裝了代表世界21個(ge) 不同人群的43名男性的人類Y染色體(ti) 。這些組裝結果更詳細闡釋了Y染色體(ti) 在18.3萬(wan) 年的人類演化曆史中的遺傳(chuan) 差異。

　　《自然》雜誌8月發表的兩(liang) 篇論文公布了人類Y染色體(ti) 的組裝和分析。這項全球100多名科學家參與(yu) 的研究，填補了當前Y染色體(ti) 參考的諸多空白，帶來了對不同人群演化和變異的見解。

　　7.神經網絡設計出全新蛋白質

　　8月，美國麻省理工學院團隊宣布將注意力神經網絡與(yu) 圖神經網絡相結合，以更好地理解和設計蛋白質。該方法將幾何深度學習(xi) 與(yu) 語言模型的兩(liang) 種優(you) 勢結合起來，不僅(jin) 可預測現有蛋白質特性，還可設想自然界尚未設計出的新蛋白質。此次新模型通過對基本原理建模，將大自然發明的一切作為(wei) 基礎，重新組合了這些自然構建塊。團隊在訓練模型時，根據不同蛋白質的功能來預測它們(men) 的序列、溶解度和氨基酸組成部分。然後，在收到新蛋白質功能的初始參數後，模型發揮出創造力並生成了全新的結構。

　　8.中國國家太空實驗室正式運行

　　8月18日，中國載人航天工程辦公室傳(chuan) 來喜訊：中國國家太空實驗室正式運行，空間應用正有序展開、成果頻現。截至目前，空間站已開展了60餘(yu) 個(ge) 實驗項目、上萬(wan) 次在軌實驗，獲得了近60TB原始實驗數據，下行了300餘(yu) 個(ge) 科學實驗樣品。

　　9.迄今最全人腦細胞圖譜發布

　　10月，同時刊發在美國《科學》《科學進展》和《科學·轉化醫學》雜誌上的21篇論文，公布並闡釋了迄今最全的人類大腦細胞圖譜。多國科學家參與(yu) 的這一係列研究，揭示了3000多種腦細胞類型的特征，將有助於(yu) 深入理解人類大腦的獨特之處並推進腦部疾病和認知能力等研究。這一係列研究首次在單細胞水平上繪製了人類大腦圖譜，顯示其複雜的分子相互作用，為(wei) 更好理解人腦奠定了基礎。

　　10.大型語言模型不斷迭代升級

　　12月6日，穀歌公司宣布推出一種名為(wei) Gemini的新人工智能模型，並聲稱該模型在一係列智力測試中的表現優(you) 於(yu) GPT-4模型和“專(zhuan) 家級”人類。穀歌聲稱，Gemini的中檔Pro版本擊敗了其他一些模型，例如OpenAI的GPT3.5，但更強大的Ultra超過了所有現有AI模型的能力。它在行業(ye) 標準MMLU基準上的得分為(wei) 90%，而“專(zhuan) 家級”的人類預計能達到89.8%。這是人工智能首次在測試中擊敗人類，也是現有模型中得分*的。

　　該測試涉及一係列棘手的問題，包括邏輯謬誤、日常場景中的道德問題、醫療問題、經濟和地理問題。在同一測試中，GPT-4的得分為(wei) 87%，LLAMA-2的得分為(wei) 68%，Claude 2的得分為(wei) 78.5%。Gemini在其他9項常見基準測試中的8項中擊敗了所有這些模型。

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