回顾2017年5大科技突破,“时间晶体”充满想象!

滴答滴答,2017年到来了;滴答滴答,2017年就要离去了。一年的时间,对于我们这些普通人来说,很平常,没有什么大的变化,也没有什么了不起的突破;但对于科技而言,却很不寻常,因为有很多在以往只是猜测、臆想的东西,得到了证实或者成为了现实。

一、引力波“热”得发烫

爱因斯坦广义相对论是否正确?验证的关键因素就是“引力波”,但是引力波从来都是存在于模型和理论当中。然而,美国“激光干涉引力波天文台”(LIGO)今年再次发力,8月16日,LIGO携手欧洲“处女座”(Virgo)引力波探测器,首次直接探测到来自双中子星碰撞产生的引力波,这一探测行动的成功,被视为“多信使天文学”进入“耳聪目明”新时代。

而在北京时间10月16日晚,多国科学家合力,首次直接探测到来自双中子星合并的引力波,并同时“看到”由这一壮观宇宙事件发出的电磁信号。中国天文学界没有错过这一场发现之旅,包括南极巡天望远镜AST3-2、国内第一颗空间X射线天文卫星“慧眼”望远镜在内的多台设备参与观测了该次引力波。

二、打破时间的限制“时间晶体”

这是由诺贝尔物理学奖得主维尔切克(Frank Wilczek)在2012年提出的一个疯狂想法。这种时间晶体的神奇之处在于,降温后它能在时间上自发地出现周期性的运动,从而打破时间平移对称性。在维尔切克的设想中,要是能够把空间晶体和时间晶体的概念综合起来,就会得到一种特殊的物质,它可以同时在四维时空中结晶,形成所谓的时间-空间晶体。

通过这种晶体,人类可以对时空晶体进行编程,把大脑意识上传到“时空晶体”中,做成时光胶囊。这样就算地老天荒,存在胶囊里的情感仍旧永存。

对于时间晶体,曾引发了广泛的争议,但更多的人认为它是不可能做到的。可是,今年3月,美国哈佛大学和马里兰大学两个实验组在《自然》(Nature)上发表两篇论文,宣布基于金刚石色心和离子阱系统,在实验中验证了离散时间晶体的存在。实验的成功促使人们在各种物理模型中,研究离散时间晶体,乃至时间准晶体。

三、量子技术迎来爆发期

量子技术一直以来都还是停留在实验室中,但经过漫长的发展,终于在今年迎来了爆发期。

1月,世界上第一颗量子通信卫星“墨子号”正式交付开展科学实验,在国际上率先实现了千公里级星地双向量子纠缠分发和量子力学非定域性检验,并首次成功实现了从卫星到地面的量子密钥分发和从地面到卫星的量子隐形传态,圆满实现了全部三大既定科学目标。

5月,中国科学院在上海召开新闻发布会,宣布世界首台超越早期经典计算机的光量子计算机诞生。IBM于同月发布了17量子比特位的处理器,又在11月宣布了20量子位的量子计算机问世,并构建了50量子比特的量子计算机原理样机,在科学界引起了轩然大波。

四、人工智能技术节节开花

3月,人工智能Libratus在宾夕法尼亚州挑战美国顶尖德州扑克游戏玩家,在12万手比赛后,Libratus完胜全部4个对手。5月,强化版围棋人工智能AlphaGo在中国乌镇3:0战胜世界第一棋手柯洁,并与八段棋手协同作战在组队战中全胜5位顶尖九段棋手。10月,横空出世的AlphaGo Zero仅通过40天的学习就战胜了自己的双胞胎兄弟AlphaGo Master。

五、基因疗法逐步走向临床

2017年,基因科技取得了长足进步。最值得瞩目的就是美国食品和药物管理局接连批准了三种基因疗法。其中两种疗法为嵌合抗原受体T细胞免疫疗法(CAR-T),通过改造患者自身免疫细胞来清除癌细胞,分别用于治疗特定癌症患者——8月获FDA批准的诺华公司的Kymriah,用于治疗儿童和年轻成人复发或难治性急性淋巴细胞白血病(ALL)的患者,10月18日获FDA批准的Kite制药的Yescarta,用于治疗特定类型的大B细胞淋巴瘤成人患者。

CRISPR-Cas9及其相关应用自从面世以来已经连续三年上榜“年度十大科学突破”。而在7月,中国的科学家们意外地发现了通过DNA靶向编辑 CRISPR-Cas9技术治疗染色体遗传病的可能。研究团队发现,利用Y染色体敲除实验的方法,设计专门针对21号染色体的特定CRISPR靶向系统,可以在体外细胞实验中实现多余21号染色体的精确敲除。这项研究首次为唐氏综合征的治疗提供了希望。

2017年所取得的科技突破,远不止于这区区5个,还有“最古老智人化石”的发现、“人造子宫”的突破等等。继往开来,2018年会有哪些科技突破,非常值得期待!

本文来自企鹅号 - 聚焦it媒体

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