【識港網訊】2020年，新冠疫情肆虐世界，但科技發展的腳步沒有停滯，人類的科學探索步伐邁向了天上、人間和虛擬空間。英國廣播公司網站日前刊文盤點2020年科技大事，本報摘編如下：

奔向宇宙

競赴火星

火星年，火星和地球距離最短、最適宜發射火星探測器的一個時間窗口開啟。

火星是太陽系中與地球環境最為相似的行星，了解火星對研究地球早期歷史和生命起源有著重要價值，也對人類拓展生存空間具有重要意義。

2020年7月——為什麼會有那麼多火箭發射到火星？三家各有使命。

中國“天問一號”主要任務是地質勘測，用雷達“透視”幾千米深的地層，採集岩石土壤等樣本，繪製火星地質結構圖，探測火星磁場，由此解開火星磁場的演變歷史。

阿聯酋“希望”號由日本火箭發射升空，主要任務是繞火星做近赤道軌道運行，對火星氣候及天氣進行探測研究。

美國“毅力”號准備用兩年時間探測火星生命跡象，並測試火星低空飛行的條件和可能性。

再探月球

中國月球探測器嫦娥五號於11月24日發射升空，在月球表面自動採樣1.7公斤後起飛返航，12月17日著陸地球，完成中國首次地外天體採樣返回任務，也是繼1976年蘇聯“月球24號”探測器之後44年來人類再次從月球表面帶回樣本。

1969年7月21日，美國阿波羅11號飛船載著三名宇航員登月後到1972年，人類先後6次登月科考。中國尚無載人登月行動，但2017年啟動探月工程，為載人登月計劃打基礎。

美國準備再次將太空人送上月球行走。今年5月，傑夫·貝索斯的藍色起源公司、埃隆·馬斯克的太空探索技術公司（SpaceX）以及動力系統公司三家民營企業與美國航空航天局（NASA）簽約，為政府的阿耳忒彌斯計劃共同研發2024年登月著陸器，合同總額將近10億美元。

“龍宮”探秘

日本“隼鳥2號”小行星探測器的回收艙攜帶小行星“龍宮”地表和地下岩石樣本，於12月6日在澳大利亞南部著陸，“隼鳥2號”在地球軌道與回收艙分離後繼續小行星探測之旅，預計2031年左右抵達編號為1998KY26的小行星進行不採樣探測。

採集小行星樣本和火星探索一樣，是人類了解宇宙的努力之一。外星文明到底有沒有？人類對這個問題的熱情始終不減。

五洲崢嶸

疫苗競賽

新冠疫情一波接一波，同時刺激了科學研發活動，新冠疫苗以破紀錄的速度問世。

全世界成千上万科學家放下手中課題，從各自的專業領域出發，圍繞新冠肺炎病毒展開研究，加深了人類對這個病毒的了解，開發了更精準的監測方式，並以創紀錄的速度研製出可以大規模接種的疫苗。

疫苗競賽在全球展開。 5月份，從170多個在世衛組織登記的候選疫苗中有8個進入臨床試驗，包括領跑的輝瑞、莫德納、牛津/阿斯利康、中國科興生物（克爾來福）和俄國加馬列亞研究所的“衛星V”新冠疫苗。

研發成本當然也很高。除了經濟成本，還有科研成本，包括各個領域其他課題的進展為新冠讓路、暫停。但新冠疫苗的問世，無疑為戰勝猖獗一年多的新冠疫情帶來曙光。

氣候變化

世界氣象組織（WMO）12月2日發布全球氣候年度報告，稱今年很可能是自1850年開始記錄以來氣溫第二高的一年，僅次於2016年。有5組不同的數據支持這個判斷。

罕見的高溫和乾旱使得美國、澳大利亞和西伯利亞山林火災範圍和持續時間遠甚於尋常，產生的煙霧擴散到全球；海洋水溫升高，全球80%以上的海洋水域經歷了熱浪襲擊。 2月，巴西科學家在西摩島測得南極氣溫極值達到了20.75攝氏度，創歷史最高紀錄。

氣候變化對人類生存環境和地球生態的影響在過去一年以各種方式展現。除了美、澳和西伯利亞野火成災，南北兩極冰層加速融化也因為媒體的跟踪報導引起廣泛關注。

諾貝爾獎

2020年諾貝爾物理學、化學和醫學獎得主的共同點之一是他們的貢獻為各自的專業領域帶來了歷史性的突破，詮釋了什麼叫站到巨人肩膀上，拔高巨人肩膀的高度，為後來者提出了更多新的挑戰。

2020年諾貝爾化學獎頒給兩位在“基因剪刀”領域取得革命性突破科學家：法國人埃瑪紐埃爾·沙爾龐捷和美國人珍妮弗·杜德納。

2020年諾貝爾物理學獎由三名科學家分享：英國物理學家羅傑·彭羅斯、德國科學家賴因哈德·根策爾和美國科學家安德烈婭·蓋茲。他們研究宇宙間最奇妙的存在——黑洞。

血源性肝炎是誘發肝硬化和肝癌的疾患，而丙型肝炎病毒被鑑別、鎖定，是人類與血源性肝炎抗爭道路上的里程碑，三名科學家為此分享2020年諾貝爾生理學或醫學獎：美國人哈維·奧爾特、查爾斯·賴斯和英國科學家邁克爾·霍頓。

數字時代

人工智能

谷歌旗下的“深層思維”公司開發的人工智能AlphaFold破解了“蛋白質折疊”難題，攻克生物學50年的挑戰。

“深層思維”於10月3日在官方博客宣布，AlphaFold的最新版本在通過氨基酸序列精確預測蛋白質折疊結構方面，已經獲得權威蛋白質結構預測評估機構的認可。英國《自然》周刊雜誌封面故事標題：“它將改變一切！”

幾乎所有疾病，包括癌症、癡呆症，都與蛋白質的功能有關。蛋白質的功能由它的3D結構決定，根據蛋白質的1D氨基酸序列可計算並預測蛋白質的3D結構。但是，因為這個結構形成前會有數以億計的折疊方式，預測就成為生物學重大難題之一。破解這個難題，為多種疾病的診斷和治療打開了新天地大門。

以新冠為例，科學家一直在試圖研究新冠病毒表面的刺突蛋白是如何與人類細胞中的受體相互作用的。

接下來，更多的科學家希望能檢測這些數據以確定人工智能方法到底有多準確、多細緻。

腦機接口

馬斯克在幾年前還創建了研發腦機對接技術的“神經連接”公司。去年，該公司已經提出申請希望開始人體試驗。 2020年8月，馬斯克通過在線直播，展示了大腦被植入腦機接口設備的一隻小豬Gertrude。

Gertrude腦部活動信號可以被實時讀取。這意味著人類或許向利用這類植入設備治療記憶力衰退、頸脊髓損傷等疾病又邁進一步。

腦機連接的技術，未來有可能讓那些患有神經疾病的人用思維來控製手機或電腦。但這還只是第一步，馬斯克長遠的目標是迎接“超人認知”時代的到來。

馬斯克之前曾多次表示過對人工智能的擔憂。因此，他認為人類需要與人工智能結合為一體以避免未來人工智能變得過於強大、摧毀人類這一最遭情況的出現。

萬物互聯

5G不僅僅是移動通信技術的斷代式升級，還是實現人與物、物與物之間的萬物互聯的解決方案，代表著通信技術的社會角色發生了根本性的變化。 5G的顛覆性影響跨產業、跨領域，金融、運輸、零售、醫療、服務、娛樂，衣食住行等日常，都將因5G技術而改觀。

5G時代，消費者可以享受10倍於4G的網速，幾秒鐘下載一部高清電影，4G時代方興未艾的增強現實/虛擬現實體驗、高清視頻在社交網絡的普及應用，以及更多倚仗速率和帶寬提升發明的消費體驗。

這只是最基本的。更激發想像力的當屬5G的應用場景。

比如，人和機器溝通，甚至是非語言類的情感溝通，將因此成為可能；車聯網、遠程/移動醫療和其他服務、無人機物流等將使人類生活方式發生巨變。

神秘月宮我們來了

德國《世界報》科技編輯部前主任諾貝特·洛紹博士2020年12月31日發表題為《月令萬事新》的文章稱，月宮探測將造福人類。本報摘編如下：

在聖誕節前夕，中國的探測器嫦娥五號給地球帶回了約兩千克的月球岩石。蘇聯太空探測器“月球24號”最後一次在月球上採樣還是45年前的事。最大數量的月球岩石仍存儲在美國國家航空航天局（NASA）的保險庫中。美國進行了6次阿波羅登月行動，總共收集了382千克的月球物質。

但是要採集月球岩石，也不一定非得進行太空旅行。體積較小的月球隕石一次又一次地撞擊地球。在沙漠或南極洲永恆的一片白色中特別容易發現月球隕石，因為那些地方的色彩對比度更高。

這些石塊的旅程始於小行星撞擊月球。加速後，石塊的速度高到足以讓它們被從月球扔到太空中，且很有可能在特定時刻被地球的重力捕獲。德國物理學家恩斯特·弗洛倫斯·弗里德里希·克萊德尼早在1794年就曾寫道：“月亮是一個頑皮的鄰居，因為它向地球扔石塊。”

中國希望下一步實施繞月載人飛行，並登陸月球。

阿波羅登月計劃結束約50年後，美國也打算再度派人登月。 NASA設定2024年再次將宇航員送上月球。 NASA新的載人登月計劃被命名為“阿耳忒彌斯”，而用於實現該計劃的“獵戶座”飛船已研製成功。

中國也計劃派航天員登月。在該計劃的籌備與執行階段，嫦娥探測器已經執行了5次飛行任務。在這次嫦娥五號任務中，探測器完成了從月球軌道返回地球軌道的飛行活動。

為什麼人們對月球的興趣與日俱增呢？

對於某些太空國家而言，藉此贏得威望肯定意義重大。然而，參與月球上的活動不僅要有科學依據，還要有可靠的經濟理由。

眾所周知，對阿波羅任務樣本進行的分析顯示，地球上稀有的同位素氦-3以明顯更高的濃度存在於月球岩石中。這種物質將是運營核聚變電廠所需的理想原料。人們的設想是，這些物質能通過融合原子核提供大量能量。

該項技術的研發活動尚未達到應用階段。也許半個世紀後，氦-3會為人類提供能源。在這種情況下，事先搞清是否能在月球上以低廉成本開採這種原材料並運回地球肯定是有道理的。德國作家弗蘭克·施茨廷的小說《極限》預測，人類將在月球上提取氦-3。

月球上的原材料也可用於其他領域。例如，開發飛往火星的載人航天飛機需要有先進的火箭燃料生產技術，可以先在近得多的月球上測試相關技術。月球表面上最常見的物質有矽、鎂、鐵、鈣、鋁、鈦和氧化物。

幾年來人們知道，在月球兩極附近的陰暗火山口肯定有水。人們可以從水中提取氫，從氧化物中提取氧。兩種氣體結合起來可以驅動火箭飛向火星。對於長期駐留在月球基地中的宇航員們而言，水也將是重要的資源。

此外，德國研究人員已經展示了機器人如何利用月球岩石打造建築物。

因此，對於雄心勃勃的登月項目以及未來的火星計劃而言，重要的是非常精確地了解月球上水的位置和數量。為此，NASA計劃在2025年發射“開拓者”探測器。它將從僅100公里的高度對月球進行為期一年的掃描，並繪製水資源圖。借助特殊的紅外光譜儀，“開拓者”探測器能記錄那些特定波長的光，通過對這些光的探測可以明確推斷是否存在水。

依據以這種方式繪製的“水圖”，人們可以選擇登月任務的著陸地。

“水是未來載人任務和機器人任務的重要資源。”佛羅里達中部大學的行星地質學家凱莉·唐納森·漢娜說。她作為任務科學家參與了“開拓者”任務。

除繪製水資源圖外，科學家還可利用光譜儀數據就月球岩石的礦物成分得出結論。

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