再过一周，2021年就要过去了，人类已经在新冠肺炎疫情度过了两年多的时间。疫情沉重打击了全球经济，影响了消费者信心，并将永久改变人类的思维和行为模式。让我们知道人类的旅程并不是一帆风顺的。然而，科学家们仍然在2021年取得了许多重大科技突破，为新冠肺炎疫情的阴霾增添了一抹亮色，使我们能够坚定地继续前进。我跟你一起盘点2021年十大科技突破，看看你听说过几个？
1.强效抗新冠肺炎药物的出现
今年年初，默沙东的抗病毒药物Moneravir和辉瑞公司也推出了抗病毒药物PF-07321332。数据显示，莫纳拉维可使未接种疫苗的高危人群住院或死亡风险降低30%；但是，如果患者在出现症状的3天内开始服用PF-07321332，住院率可以降低89%。12月8日，中国首个特异性抗新冠肺炎药物——安帕韦林/罗米韦的特异性联合疗法获得中国美国食品药品监督管理局批准。临床数据显示，ambavirumab/romisvimab联合治疗的特定药物可将新冠肺炎高危门诊患者的住院率和死亡率降低80%。同时，抗体可在人体内存留9至12个月，对预防感染也有一定作用。
强效抗新冠肺炎药物的出现和新冠肺炎疫苗的大规模接种，增强了人类战胜新冠肺炎疫情的信心。世界卫生组织(世卫组织)对新冠肺炎疫情的结束时间做出了最新声明。世卫组织总干事Tedros Adhanom Ghebreyesus在日内瓦呼吁，必须在2022年结束新冠肺炎疫情，以便人类能够恢复正常的生活和工作。人类真的能在2022年终结新冠肺炎疫情吗？
2.人工智能预测蛋白质的结构。
今年，人工智能在预测蛋白质结构方面取得了里程碑式的进展。7月，美国科学家利用AlphaFold2和RoseTTAFold工具，根据氨基酸序列成功预测了生命基本分子蛋白质的三维结构，以及蛋白质中几乎所有结构完整的蛋白质组。今年8月，中国研究人员利用Alpha Fold 2绘制了近200个DNA结合的蛋白质结构。
蛋白质结构的预测有多重要？蛋白质是生命的重要物质基础。AI预测蛋白质结构将被广泛应用，为基础生物学提供见解，并揭示潜在的药物靶点。不同的蛋白质通过折叠形成不同的三维结构，执行不同的生理功能。几乎所有的疾病，如癌症、老年痴呆症等，都与细胞内蛋白质的结构变化有关。如果能掌握蛋白质的结构变化，将对疾病的预防和治疗产生重要影响。
3.“九章”与“祖冲之”量子计算
12月21日，由我国科学家潘建伟、朱晓波、陆朝阳等完成的“祖冲之2.0”和“九章2.0”的量子计算。进入2021年国际物理领域十大进展。他们成功构建了66位可编程超导量子计算原型“祖冲之2.0”，可以快速解决随机线采样问题，比目前最快的超级计算机快上万倍。在光子系统中，他们在国际上首个实现“量子计算优越性”的“九章”光量子计算原型的基础上，开发了113个光子、144种模式的“九章2.0”，实现了相位可编程功能，解决了比目前最快的超级计算机快数十亿倍的“高斯玻色采样”问题，再次刷新世界纪录。
“九章2.0”和“祖冲之2.0”的出现，让中国成为唯一一个在两个物理体系中实现量子计算优越性的国家。，打破了美国所谓的“量子霸权”。
4.“人造太阳”正在地平线上升起
今年8月，美国国家点火设施发生聚变反应，产生的能量超过了点燃它所需的激光能量。NIF使用世界上能量最高的激光脉冲来压缩胡椒粒大小的氢同位素氘和氚粒子。这种方法每次发射产生170千焦的聚变能量，远低于1.9兆焦的激光输入。但是8月8日的记录显示能量飙升至1.35兆焦耳。研究人员认为，这是燃烧等离子体的结果，这意味着聚变反应产生足够的热量，像火焰一样通过压缩燃料传播。
人类进步的历史就是能源进化的历史。木材、煤、石油、天然气等。这些传统能源的开发和利用产生了大量的二氧化碳，导致全球变暖，对地球的破坏无可估量。核聚变为太阳和其他恒星提供能量，长期以来被认为是解决地球能源问题的方法。可惜今天人类的“核聚变”还处于“不可控”阶段。美国科学家在核聚变方面取得历史性突破，为人类利用“核聚变”能量带来希望。
5 ..粒子物理学的标准模型被破解了。
今年，美国费米实验室的子木反常磁矩实验表明，子木的行为与标准模型理论的预言不符。子木的“重量”比它的近亲电子重200倍，后者是宇宙射线穿透地球大气层时自然产生的。此外，费米实验室的质子加速器也可以大量产生子木。这是物理学上的一件大事！简而言之，新的实验显示了自然界中未知的粒子，这给了子木额外的推力——而这一发现意味着有50年历史的粒子物理学标准模型的预测失败了。
对于物理学家来说，这不是沮丧的结果，而是一场极其精彩的战斗的开始。子木最初被视为“新物理学的探索者”现在，虽然新的成果没有完全颠覆标准模型，但也为每个人指出了一个新的物理世界。
6.CRISPR在体内修复基因
转甲状腺素淀粉样变性是一种危及生命的疾病，其特征是神经和心脏中错误折叠的转甲状腺素的积累。Intellia和Regeneron联合宣布，他们开发的体内CRISPR-Cas9基因组编辑疗法NTLA-2001 I期临床研究中期结果显示，在第28天，0.1 mg/kg组的血清ATTR蛋白水平比基线下降了52%，而0.3 mg/kg组下降了87%。这是首个支持CRISPR基因组编辑在人体内安全性和有效性的临床试验数据。
在另一项研究中，Editas Medicine的研究人员将一种携带CRISPR DNA的无害病毒注射到6名患有遗传性视力障碍的成年人的眼中。研究人员在9月的一次会议上报告说，3 -6个月后，两名几乎完全失明的患者可以感受到更多的光线，并可以在昏暗的光线下穿越障碍路线。这些研究为体内CRISPR修复基因治疗铺平了道路。
7.洞察号首次揭示了火星的内部结构。
2018年11月26日，NASA的“洞察”号火星探测器带着名为“内部结构地震实验”的六传感器地震仪登陆火星。它的任务是记录地震波穿过陆地内部结构的过程，从而探索这颗红色星球的地壳、地幔和地核。自从扎根火星以来，Insight已经在其着陆点测量了大约733次地震。根据35次地震的数据，科学家揭示了火星的内部结构，并估计了其核心的大小，地幔的结构和地壳的厚度。
这让人们第一次知道了与地球相似的另一颗行星的内部是什么样的:像三明治蛋糕一样的地壳结构，比预期更薄的地幔，以及含有更多轻元素的液体内核...这也是科学家首次利用地震数据探测地球以外的行星内部，这是了解火星形成和热演化的重要一步。在接下来的时间里，随着更多测量数据的出现，研究人员将完善这颗红色星球的模型，进一步揭开火星的神秘面纱。
8.数字接触跟踪
新冠肺炎·疫情使“数字接触追踪”引起人们的注意。在新冠肺炎疫情下，科学技术为公共卫生调查人员追踪感染者的去向提供了新的思路——数字化接触者追踪。2020年5月，苹果和谷歌联合推出了基于iOS和Android操作系统的智能手机应用“暴露通知”，帮助新冠肺炎追踪与数字设备和技术的密切接触。
使用这项技术，健康调查人员不再需要依赖患者的记忆来跟踪他们的行踪，这减轻了疾病监测的压力。这种技术对应实际应用被称为“曝光通知”。到目前为止，许多国家已经应用数字接触追踪技术来应对新冠肺炎疫情，这些应用在抗击疫情方面的价值仍然存在争议。
9.多技能人工智能
人工科学家首次弄清楚了如何让神经网络“拥有视觉”。随后，他们还掌握了如何让神经网络模仿人类的推理、听觉、语言和书写。尽管人工智能在完成特定任务方面已经变得非常像人类，甚至超越了人类，但它仍然不具备人脑的“灵活性”，即人脑可以在一种情况下学习技能，并将其应用于另一种情况。
从长远来看，“多模态”系统取得的重大进展可以帮助突破人工智能的极限，这不仅可以解锁新的人工智能应用，还可以使其应用更加安全可靠。更复杂的多模态系统也将使更先进的机器人助手成为可能。总而言之，多模态系统可能会成为我们第一批真正可以信任的人工智能。
10.超高精度定位
全球定位系统的精度正从“米”提高到“厘米”。这种正式的推广让更多的应用场景成为可能。
超精密定位也是自动驾驶的关键支撑技术。它会配合雷达、摄像头等传感器，结合高精地图，实现空之间的精准感知。此外，超高精度定位还将广泛应用于灾害预测、智能工厂、人员监控等方面。
