目錄

卷首語

科學(xué)在取得突破的同時(shí)，也遭受“損害”

1957年，約翰·肯德魯（John C. Kendrew）和馬克斯·佩魯茨（Max F. Perutz）通過X射線晶體學(xué)方法揭示了第一個(gè)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)——肌紅蛋白的三級(jí)結(jié)構(gòu)。之后，他們又確定了血紅蛋白結(jié)構(gòu)。作為一名生物無機(jī)化...

專稿

《科學(xué)》2021年度十大科學(xué)突破

人工智能預(yù)測蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)是年度最大突破， 另有九大突破。 AI預(yù)測蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu) 1972年，被授予諾貝爾獎(jiǎng)的美國生物化學(xué)家克里斯蒂安·安芬森（Christian Anfinsen）在發(fā)表獲獎(jiǎng)感言時(shí)提出：有一天，我們可以僅僅根據(jù)...

《自然》2021年度十大人物

《自然》 年度十大人物榜單集中了2021年的科學(xué)里程碑以及其中舉足輕重的人物。 這十位人物和他們的同事一起做出了不起的發(fā)現(xiàn)， 并提醒公眾關(guān)注至關(guān)緊要的問題。 《自然》十大人物不是一個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)或排名， 他們的故事代表了2021年發(fā)生的重要科學(xué)事件...

物理學(xué)

100億年前，星系中的氣體就已耗盡

通過對(duì)宇宙深處的觀測，我們開始對(duì)恒星形成過程停止的時(shí)間、原因和方式有所了解。 大約有45億年歷史的太陽，在宇宙中只不過是個(gè)后輩。恒星形成的鼎盛時(shí)期是在100多億年前，即大爆炸之后的35億年。從那時(shí)起，恒星形成的速率一直呈指數(shù)下降。 但并非所...

生命科學(xué)

大腦空間感研究50年

當(dāng)大鼠在一個(gè)特定空間位置中進(jìn)行自然導(dǎo)航時(shí)，大腦海馬區(qū)的神經(jīng)元會(huì)選擇性激活。 這一研究發(fā)現(xiàn)讓人們開始關(guān)注腦如何形成空間記憶。 人類幾乎所有的意識(shí)經(jīng)驗(yàn)都與空間感相關(guān)聯(lián)：享用美食的餐廳、每天的回家路、收納茶杯的地方、哪張椅子最舒適等等。空間感告知...

人造線粒體成功了嗎？

細(xì)胞很善于“吞吐”，它們會(huì)擠出一些小囊泡，即外泌體。這些外泌體又能與另一個(gè)細(xì)胞合并。此類吞吐過程是細(xì)胞共享資源、傳遞信息的一種方式，也是生命體通信的一大重要組成。 2021年9月13日，有研究團(tuán)隊(duì)在《自然-催化》（Nature Cataly...

醫(yī)學(xué)與健康

百歲老人的健康、衰老與膽汁酸和腸道菌群相關(guān)

一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)那些100多歲的老人們普遍擁有一種特別的膽汁酸。 這種膽汁酸由細(xì)菌分泌，能夠促進(jìn)人體健康并預(yù)防感染。這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)再次提升了我們對(duì)健康老化的認(rèn)知。 相比于年輕人，老人更可能得一些與衰老相關(guān)的疾病，例如心血管疾病，癌癥和2型糖尿病。但是...

干細(xì)胞和再生醫(yī)學(xué)之夢(mèng)：觸不可及的無限可能

短期內(nèi)它無法實(shí)現(xiàn)雄偉的藍(lán)圖，而且干細(xì)胞騙子們?cè)噲D劫持這一夢(mèng)想。 21世紀(jì)初，干細(xì)胞領(lǐng)域成為人類的科學(xué)想象力的奔騰之地。我們開始暢想怎樣挖掘利用這一生命構(gòu)建者的神奇治愈能力。再生醫(yī)學(xué)的時(shí)代似乎正在到來：我們很快將會(huì)通過干細(xì)胞來修復(fù)和替換受損的...

生態(tài)與環(huán)境

森林碳圖

脆弱的生態(tài)系統(tǒng)中儲(chǔ)存的碳如果釋放出來，可能會(huì)使全球變暖超過1.5℃。 歷經(jīng)十年、百年和千年的歲月，紅杉向著天空不斷生長，熱帶海洋蜿蜒的海岸邊紅樹林逐漸蔓延，泥炭地富含碳的土壤緩慢下沉，鎖住了數(shù)十億噸的碳。如果這些天然的碳儲(chǔ)藏庫因森林砍伐或沼...

人工智能

人工智能的過去與未來

有辦法擺脫人工智能的興衰周期嗎？ 1956年夏天，一群數(shù)學(xué)家和計(jì)算機(jī)科學(xué)家占用了達(dá)特茅斯學(xué)院數(shù)學(xué)系所在大樓的頂層。在大約八周的時(shí)間里，他們想象著是否存在對(duì)一個(gè)全新領(lǐng)域進(jìn)行研究的可能性。 當(dāng)時(shí)作為達(dá)特茅斯學(xué)院的一名年輕教授，約翰·麥...

冠狀病毒危機(jī)

新冠病毒為何總是快人一步？

只要存在易感人群，病毒就會(huì)進(jìn)化。 2021年1月首現(xiàn)南非的新冠病毒C.1譜系當(dāng)時(shí)看起來與其他變種相似，也并未傳播太廣泛，其基因組沒有什么奇特之處。然而病毒進(jìn)化得異常之快，快過地球上其他任何生物。美國巴斯大學(xué)教授埃德·菲爾（Ed F...

走近科學(xué)

為什么追尋野生風(fēng)味的當(dāng)下，市場卻沒有野生金針菇的身影？

本篇報(bào)道圍繞2018年度上海市科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)項(xiàng)目“工廠化金針菇系列新品種的選育及推廣應(yīng)用”展開，該獎(jiǎng)項(xiàng)由上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院食用菌所育種團(tuán)隊(duì)獲得。 如果說金針菇是個(gè)頭戴金黃帽的小短腿，會(huì)不會(huì)招來吃貨們的疑惑？實(shí)際上，我國古代人食用的野生金針菇...

大家·科技前沿

陰陽稟自然：有機(jī)催化的發(fā)展與影響

北京時(shí)間2021年10月6日下午，瑞典皇家科學(xué)院宣布2021年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)花落德國馬普煤炭研究所的本杰明·李斯特（Benjamin List）教授和美國普林斯頓大學(xué)戴維·麥克米蘭（David MacMillan）教授，以...

今日啟明星

在交叉學(xué)科前沿領(lǐng)域探索有成的兩星友

在今天這樣一個(gè)鼓勵(lì)創(chuàng)新的時(shí)代，很多人都會(huì)覺得走交叉學(xué)科之路勢在必行。以成員眾多、學(xué)科齊全、創(chuàng)新活力旺盛為特征的上?？萍紗⒚餍侨后w能否提供一些交叉學(xué)科的成功案例？一提起這個(gè)話題，筆者馬上就想到宰建陶和陶飛兩位星友。他們同為2018級(jí)星友，分別...

交叉學(xué)科實(shí)踐及感悟

在今天這樣一個(gè)鼓勵(lì)創(chuàng)新，且基礎(chǔ)研究得到從未有過的重視程度的今天，很多人都會(huì)覺得走交叉學(xué)科之路勢在必行。但是這方面的成功案例并不多見。本次同時(shí)采訪宰建陶、陶飛兩位星友，也是因?yàn)樗麄冊(cè)诮徊鎸W(xué)科探索方面已經(jīng)有所成就、有所心得。他們談到了開展交叉學(xué)...

智庫觀察

2021十大新興技術(shù)

世界經(jīng)濟(jì)論壇（WEF）于2021年11月發(fā)布《2021十大新興技術(shù)》報(bào)告。2012年開始，WEF每年發(fā)布一份《十大新興技術(shù)》報(bào)告。從2015年開始，WEF與《科學(xué)美國人》雜志展開合作，雙方專家共同合作撰寫報(bào)告。2021年的報(bào)告是該系列報(bào)告的...

創(chuàng)新啟示錄

到底何為元宇宙？

聽一下馬克·扎克伯格（Mark Zuckerberg）或薩蒂亞·納德拉（Satya Nadella）之類科技公司CEO的說法，元宇宙是互聯(lián)網(wǎng)的未來。或者它是一款電子游戲，抑或可能是視訊軟件Zoom的一個(gè)更為糟糕、極為不舒...

科學(xué)家在工作

從搖滾樂到糖科學(xué)，卡羅琳 ? 貝爾托西走上科研之路

卡羅琳·貝爾托西（Carolyn Bertozi）的父親是麻省理工學(xué)院的物理學(xué)教授，但她進(jìn)入哈佛大學(xué)后，一度想主修音樂。“我父母不希望我這么選擇。我的一個(gè)親戚從事音樂事業(yè)，最后卻通過在銀行上班來付房租。我不太敢違抗他們?！庇谑撬x...

科學(xué)與社會(huì)

全球人口增長將保持多久？研究者意見分歧

聯(lián)合國預(yù)測，到21世紀(jì)末將有近110億人生活在地球上，但其他人口研究團(tuán)隊(duì)預(yù)測，全球人口增長將更早達(dá)到峰值，而且總?cè)丝谶h(yuǎn)低于聯(lián)合國的預(yù)測值。 20世紀(jì)80年代對(duì)于新加坡的準(zhǔn)父母來說是一個(gè)令人費(fèi)解的時(shí)期。新加坡政府最初告訴他們“生兩個(gè)孩子就夠了...

書評(píng)

美國的氫彈試驗(yàn)令許多生命灰飛煙滅

洛斯阿拉莫斯核武器實(shí)驗(yàn)室前主任哈羅德·阿格紐（Harold Agnew）認(rèn)為，應(yīng)該定期要求世界各國領(lǐng)導(dǎo)人親眼見證氫彈引爆的景象，這僅僅是為了提醒他們，萬一事態(tài)失控會(huì)發(fā)生什么。阿格紐曾經(jīng)乘坐追逐飛機(jī)跟隨“艾諾拉·蓋號(hào)”轟炸...

科苑

藝術(shù)呈現(xiàn)科學(xué)之美，提供我們一個(gè)深刻理解世界的渠道

科學(xué)家常常邀請(qǐng)公眾來領(lǐng)略他們的所見，利用從雕版木塊到電子顯微鏡的一切工具來探索科學(xué)事業(yè)的復(fù)雜性和生命之美。通過圖示、照片和視頻來分享這些所見，使得普通人也能探索各式各樣的科學(xué)發(fā)現(xiàn)，從新發(fā)現(xiàn)的鳥類物種到人體細(xì)胞的內(nèi)部工作機(jī)制，不一而足。 作為...

微科幻

星際兵團(tuán)組員手冊(cè)15-A37節(jié)：關(guān)于精神錯(cuò)亂

第一分節(jié)：平行宇宙 從進(jìn)行新兵訓(xùn)練時(shí)開始，星際兵團(tuán)的每名組員都會(huì)在他們的生日那天向復(fù)制機(jī)定購一件隨機(jī)物品。請(qǐng)記錄那件物品結(jié)果成了什么，當(dāng)平行宇宙的另一個(gè)自我出現(xiàn)時(shí)，此舉會(huì)幫助兵團(tuán)通過比較生日記錄而縮小分歧點(diǎn)。 假如你是一名組員，發(fā)現(xiàn)你的現(xiàn)有...

科學(xué)人物

安東尼? 休伊什（1924—2021）

安東尼·休伊什是著名的射電天文學(xué)家，因發(fā)現(xiàn)脈沖星而獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。 安東尼·休伊什（Antony Hewish）是射電天文學(xué)的先驅(qū)。他的學(xué)生約瑟琳·貝爾·伯奈爾（Jocelyn Bell Burn...