2024年全球科学研究趋势：从宇宙探索到基因编辑，科技革命深入发展

新华社北京12月24日电（记者张晓茹）当前，新一轮科技革命和产业变革深入发展。科学研究向极端宏观拓展，深入极端微观，走向极端条件，进行综合性、交叉性的努力，不断突破人类认知的界限。

回顾2024年全球科学研究的轨迹，向“四极”前沿发展的趋势尤为明显。仰望宇宙浩瀚，太空探索掀起新高潮；俯视细微之处，基因编辑技术开启了攻克顽疾的新篇章；浩瀚的世界，深邃的海洋留下了人类探索的痕迹；跨学科融合的广度，人工智能多点开花带动创新浪潮。

拓展到宏观的极致：追星月问天

“韦伯太空望远镜探索宇宙黎明”被美国《科学》杂志评选为年度十大突破之一。在韦伯太空望远镜的帮助下，科学家今年宣布观测到了最古老的黑洞、螺旋星系结构以及宇宙中早期星系的诞生……作为哈勃太空望远镜的“继承者”，它正在帮助人类不断拓展对宏观宇宙的探测。

被誉为“宇宙观测魔眼”的射电望远镜也在助力人类太空探索。 4月，国际重大科学计划平方公里阵列射电望远镜项目首批低频天线在澳大利亚安装，这将有助于解答宇宙演化等科学问题。 “中国天眼”FAST已发现1000多颗脉冲星，对于了解脉冲星的形成和恒星演化具有重要意义。

这是2024年6月2日在北京航天飞行控制中心的屏幕上拍摄的嫦娥六号着陆器和上升器组合在月球背面着陆的模拟动画。新华社记者 金立旺 摄

人类探月也取得了丰硕成果。中国嫦娥六号于5月出发，6月返回，完成了人类历史上首次从月球背面返回样本的壮举。相关研究填补了人类许多知识空白，如发现约28亿年前月球背面仍然存在岩浆活动，获取了月球背面首个古代磁场信息等。

火箭是人类进入太空的“桥梁”，相关技术将在2024年实现诸多突破。美国“星舰”首次验证“筷子夹火箭”回收技术，有望大幅减少发射成本。日本新一代主运载火箭H3火箭和欧洲新一代重型运载火箭阿丽亚娜6号火箭也已试飞成功。

寻找外星生命是人类持久的太空梦想。木卫二被认为是太阳系中寻找地球以外生命的“最佳地点”。 10月，美国宇航局发射“木卫二快艇”探测器，研究木卫二冰层下的海洋中是否存在生命。生活。

深入微观：钻研坚硬，微观探索未知

在微观方向上，能够改变细胞深处遗传物质的基因编辑和更深层次的粒子物理学都处于当今世界技术发展的前沿。

通过使用基于CRISPR-Cas系统的“基因剪刀”，科学家现在能够编辑人类基因并利用它们来治疗疾病。被英国《自然》杂志评选为2024年度十大人物之一的中国风湿病专家徐胡吉正在尝试使用“基因剪刀”改良的嵌合抗原受体T细胞（CAR-T）疗法治疗自身免疫性疾病。 《科学》杂志也将CAR-T细胞疗法列为今年十大突破之一，认为它开启了自身免疫性疾病治疗的新篇章。

针对艾滋病这一医学问题，荷兰研究人员今年3月发现，可以使用“基因剪刀”将感染细胞中的HIV病毒去除，为治愈艾滋病带来希望。

深入微观宇宙，人类仍在探索深层次的物质结构和物理规律。 8月，中国研究人员牵头的一项国际合作研究首次观察到一种新的反物质超核——AntihyperHydrogen-4。这是迄今为止实验发现的最重的反物质超核，有助于探索物质和反物质的对称性。

12月，CERN官网称，该机构科学家在大型强子对撞机上首次探测到反超氦4的证据，为进一步揭开反物质之谜提供了新线索。

走向极端条件：追根溯源，探寻极限

黑暗、高压、寒冷的深海是一个充满未知和风险的世界。 8月起航的中国2024年西太平洋国际科学考察期间，“蛟龙”号载人潜水器搭载十几名中外科学家前往深海探索，有效推动了深海生物多样性和环境保护研究。

2024年8月18日，“蛟龙”号在西太平洋完成下水。新华社记者 王宇豪 摄

地球深部通常是指地壳深处及以下的区域，包括从地壳深部延伸至地幔上部的范围。一个国际研究小组八月份在《科学》杂志上报道说，他们在大西洋海底钻出了迄今为止最深的地幔核心。这个1268米长的地幔核将有助于更多地了解陆地岩浆活动、地壳形成等。

除了探索自然界的极端环境外，人类还在通过实验模拟一些极端条件。模拟太阳核聚变的国际热核实验反应堆（ITER）项目是全球规模最大、影响最深远的国际科研合作项目之一。 11月，中国企业生产的第一批ITER部件包壳屏蔽模块最新一批运往法国，标志着中国在聚变反应堆建造所需关键技术方面取得重要进展。

祥集全面跨职能发力：人工智能潜力巨大

近年来，人工智能已成为多学科交叉融合的典型代表。 2024年诺贝尔物理化学奖，人工智能专家将获奖，成为“跨界”得主。在生命科学领域，人工智能可以帮助预测阿尔茨海默病、促进自闭症的早期筛查、协助原创新药的研发。

2024年10月8日，瑞典皇家科学院宣布，将2024年诺贝尔物理学奖授予美国普林斯顿大学约翰·霍普菲尔德和加拿大多伦多大学杰弗里·辛顿。新华社记者 彭紫阳 摄

人工智能、柔性材料、生物传感器等技术的发展推动了脑机接口技术的实际应用。 8月，美国脑机接口公司“Neural Connection”表示，已完成该公司第二例脑机接口设备的人体移植。移植后，接受者控制光标和用意念玩电子游戏的能力得到了增强。

“具身智能”可以赋予机器人人工智能。在北京举行的2024年世界机器人大会上，多款能够适应不同环境和需求的机器人亮相。特斯拉今年展示了最新版本的 Optimus 人形机器人，该机器人能够在工厂中行走并对电池进行分类。

当前，科技创新进入前所未有的密集活跃期。全球科学研究正在突破人类认知的“四极”前沿，未来有望有助于提高生产力，增进人类共同福祉。