导读
本文为读者介绍了中国科学院青年创新促进会主办的杂志《The Innovation》（创新）总结的2021年重大科学事件。
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据世界卫生组织的报告，新冠病毒已夺走了超过500万人的生命，成为历史上最致命的病毒之一。在这一年里，世界各地出现了多种新冠病毒变异毒株。其中，Delta变异株导致了更多感染和更高死亡率；近期出现的Omicron变异株比Delta更具传染性。科学家已开发了mRNA、灭活、重组和其他多种类型的疫苗，以及中和抗体和口服抗病毒药物，以有效降低住院率和死亡率。然而，全球抗疫仍任重道远。
2021年初，三个火星探测器——美国的“火星2020”、中国的“天问一号”、阿联酋的“希望号”——先后抵达了这颗红色星球。随着祝融号的成功着陆，中国成为世界上第二个登陆火星的国家。与此同时，毅力号火星车成功采集火星样品，计划在十年内返回地球。对中国嫦娥五号月球岩石的研究显示，二十亿年前月球仍然存在火山活动，尽管科学家们以前认为它应该早已冷却。对日本隼鸟2号采集的近地小行星“龙宫”的样本进行初步分析后，科学家们认为它们属于可用于地球实验室研究的太阳系最原始物质。帕克太阳探测器成为人类历史上第一个接触太阳的航天器：它在四月进入太阳的外层大气，并从那里取样了粒子和磁场的信息。
中国的“天问一号”火星探测器
帕克太阳探测器
从美国的特大野火和龙卷风到西欧和中国的凶猛洪水，2021年是全球极端天气频发的一年。气候研究人员不断发现有关全球变暖的可靠且需高度警惕的事实。北极的温度上升速度是整个地球的四倍，地球很可能在2030年代初达到危险的1.5℃变暖上限。在格拉斯哥举行的COP26气候峰会上，为期两周的关于排放承诺、碳交易和气候损害赔偿的谈判似乎不足以让世界走上避免气候危机的正轨。展望未来，关键的气候解决方案包括：开发更高能效的技术，对可再生能源更广泛的使用，以及碳中和的创新路径。当然，技术领域之外的缓解措施也亟需夯实。
COP26气候峰会
DeepMind公司的研究人员使用AlphaFold精确预测了大约20万个人类蛋白质组的结构，占人类蛋白质的98.5%。由西雅图华盛顿大学的科学家领导的RosettaFold等类似软件，也在用于预测哪些蛋白质协同工作以及它们之间的相互作用。传统的通过实验室试验来破解蛋白质结构往往需要耗费数月，与之相比，人工智能正在彻底改变医学和药物发现的格局。
中国科学家报告了一种将二氧化碳转化为淀粉的新途径。使用基于化学和生物催化模块的“构建块策略”，研究人员通过人工方法合成了淀粉。与通过光合作用在作物中自然产生的淀粉相比，其步骤要少得多，效率可高出八倍。如果实现规模生产，这可能对粮食安全、农田保护和气候变化产生重大影响。
5月，中国的EAST在1.2亿摄氏度下运行了101秒，创下了新纪录，比韩国之前保持的纪录长四倍。8月，美国国家点火装置使用1.9兆焦耳激光器产生了1.3兆焦耳的巨大能量，这是惯性约束路线有史以来的最高记录。12月30日，EAST实现了1056秒的长脉冲高参数等离子体运行。
经过三十年的酝酿，耗资100亿美元的詹姆斯·韦布空间望远镜终于在12月25日从法属圭亚那的库鲁升空，寻找宇宙中的第一束光。中国的高海拔宇宙线观测站（LHAASO）捕获了有史以来能量最高的光子，证实其来自4600光年外的恒星形成区。从中国西南部的一个盆地，世界上最大的单口径射电望远镜FAST针对单一射电源观测了一千多次快速射电暴，为观测宇宙中这个最神秘的现象之一提供了新视角。
在中国东北哈尔滨发现的龙人（Homo longi）头骨化石，再次撼动了人类的演化树。作为有史以来最完整的早期人类化石之一，他有大大的眼窝，厚厚的眉脊和超大的牙齿，属于一个男性个体，至少生活于14万6千年前。虽然科学家们仍然争论他在人类系统树上的具体位置，但这项研究的研究者认为，龙人与智人的关系可能比他与尼安德特人的关系更密切，是现代人类最亲近的亲戚之一。
Neuralink发布的一段视频显示，一只在大脑中植入了一个微芯片的猴子可以用意念来玩电子游戏。同样通过给大脑植入微电极，斯坦福大学领衔的一个团队使一个瘫痪的病人能够通过想象在外设输出手写文本。
最后，祝大家新年快乐，早日突破可控核聚变，冲出地球，移民宇宙，我们的征途是星辰大海！
作者简介：本文作者袁岚峰，中国科学技术大学化学博士，中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家研究中心副研究员，中国科学技术大学科技传播系副主任，中国科学院科学传播研究中心副主任，科技与战略风云学会会长，“科技袁人”节目主讲人，安徽省科学技术协会常务委员，中国青少年新媒体协会常务理事，中国科普作家协会理事，入选“典赞·2018科普中国”十大科学传播人物，微博@中科大胡不归，知乎@袁岚峰（https://www.zhihu.com/people/yuan-lan-feng-8）。责任编辑：祝阳