當(dāng)前，新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革深入發(fā)展?？茖W(xué)研究向極宏觀拓展、向極微觀深入、向極端條件邁進(jìn)、向極綜合交叉發(fā)力，不斷突破人類認(rèn)知邊界。

回顧2024年全球科學(xué)研究的軌跡，向“四極”前沿發(fā)展的態(tài)勢(shì)尤為清晰。仰觀宇宙之大，太空探索掀起新高潮；俯察細(xì)微之妙，基因編輯技術(shù)開(kāi)辟攻克頑疾新篇章；縱橫天地之闊，深地深海留下人類探索印記；跨學(xué)科融合之廣，人工智能多點(diǎn)開(kāi)花推動(dòng)創(chuàng)新浪潮。

向極宏觀拓展：追星逐月問(wèn)蒼穹

“韋布空間望遠(yuǎn)鏡探索宇宙黎明”入選美國(guó)《科學(xué)》雜志年度十大突破。借助韋布空間望遠(yuǎn)鏡，科學(xué)家今年宣布觀測(cè)到迄今最古老黑洞、螺旋星系結(jié)構(gòu)、宇宙早期星系的誕生……作為哈勃空間望遠(yuǎn)鏡的“繼任者”，它正幫助人類持續(xù)擴(kuò)展對(duì)宏觀宇宙的探測(cè)。

被譽(yù)為“宇宙觀測(cè)的神奇之眼”的射電望遠(yuǎn)鏡也在助力人類太空探索。4月，國(guó)際大科學(xué)工程平方公里陣列射電望遠(yuǎn)鏡項(xiàng)目首批低頻天線在澳大利亞安裝，將有助于回答宇宙演化等科學(xué)問(wèn)題?！爸袊?guó)天眼”FAST已發(fā)現(xiàn)超過(guò)1000顆脈沖星，對(duì)理解脈沖星的形成和恒星演化具有重要意義。

這是2024年6月2日在北京航天飛行控制中心屏幕上拍攝的嫦娥六號(hào)著陸器和上升器組合體著陸月背的模擬動(dòng)畫畫面。新華社記者 金立旺 攝

人類月球探測(cè)也摘得碩果。5月啟程、6月歸來(lái)的中國(guó)嫦娥六號(hào)完成人類歷史上首次月球背面采樣返回的壯舉。相關(guān)研究填補(bǔ)了人類多項(xiàng)認(rèn)知空白，如發(fā)現(xiàn)月球背面約28億年前仍存在巖漿活動(dòng)、獲得首份月背古磁場(chǎng)信息等。

火箭是人類走向太空的“橋梁”，相關(guān)技術(shù)在2024年取得多項(xiàng)突破。美國(guó)“星艦”首次驗(yàn)證了“筷子夾火箭”的回收技術(shù)，有望大幅降低發(fā)射成本。日本新一代主力運(yùn)載火箭H3火箭、歐洲新一代重型運(yùn)載火箭阿麗亞娜6型火箭也都試射成功。

尋找外星生命是人類經(jīng)久不衰的太空夢(mèng)。木衛(wèi)二被認(rèn)為是太陽(yáng)系內(nèi)在地球之外尋找生命的“最佳地點(diǎn)”，10月美國(guó)航天局“歐羅巴快帆船”號(hào)探測(cè)器發(fā)射升空，將研究木衛(wèi)二的冰面下海洋中是否存在生命。

向極微觀深入：鉆堅(jiān)研微探未知

在微觀方向，能改變細(xì)胞深處遺傳物質(zhì)的基因編輯，還有更深層次的粒子物理，都是當(dāng)今世界科技發(fā)展的前沿。

通過(guò)使用基于CRISPR-Cas系統(tǒng)的“基因剪刀”，科學(xué)家現(xiàn)在能夠編輯人類基因并以此治療疾病。當(dāng)選英國(guó)《自然》雜志2024年年度十大人物的中國(guó)風(fēng)濕病專家徐滬濟(jì)，嘗試用經(jīng)“基因剪刀”改造后的嵌合抗原受體T細(xì)胞（CAR-T）療法治療自身免疫性疾病?！犊茖W(xué)》雜志也將CAR-T細(xì)胞療法列入今年十大突破，認(rèn)為其開(kāi)啟了自身免疫性疾病治療的新篇章。

針對(duì)艾滋病這一醫(yī)學(xué)難題，荷蘭研究人員3月發(fā)現(xiàn)，利用“基因剪刀”能清除受感染細(xì)胞內(nèi)艾滋病病毒，為治愈艾滋病帶來(lái)希望。

再向微觀深入，人類還在探索深層的物質(zhì)結(jié)構(gòu)和物理規(guī)律。8月，中國(guó)科研人員主導(dǎo)的一項(xiàng)國(guó)際合作研究首次觀測(cè)到一種新的反物質(zhì)超核——反超氫-4。這是迄今實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的最重的反物質(zhì)超核，有助于探索正反物質(zhì)對(duì)稱性。

12月，歐洲核子研究中心官網(wǎng)稱該機(jī)構(gòu)科學(xué)家在大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)上探測(cè)到了反超氦-4的首個(gè)證據(jù)，為進(jìn)一步揭示反物質(zhì)的奧秘提供了新線索。

向極端條件邁進(jìn)：尋根溯源訪極限

黑暗、高壓、冰冷的深海是一個(gè)充滿未知與風(fēng)險(xiǎn)的世界。8月起航的中國(guó)2024西太平洋國(guó)際航次科考中，“蛟龍?zhí)枴陛d人潛水器搭載十余名中外科學(xué)家探索深海，有力推動(dòng)了深海生物多樣性和環(huán)境保護(hù)研究。

2024年8月18日，“蛟龍?zhí)枴痹谖魈窖蠛Ｓ蛲瓿上聺摮鏊Ｐ氯A社記者 王聿昊 攝

深地通常是指地殼深部及以下的區(qū)域，包括從地殼深部延伸到地幔上部的范圍。一個(gè)國(guó)際研究團(tuán)隊(duì)8月在《科學(xué)》雜志上報(bào)告說(shuō)，他們?cè)诖笪餮蠛５足@取到了迄今最深的地幔巖芯，這一長(zhǎng)達(dá)1268米的地幔巖芯將有助于更多了解陸地巖漿活動(dòng)、地殼形成等。

除了探索自然界極端環(huán)境，人類也在通過(guò)實(shí)驗(yàn)?zāi)M一些極端條件。模擬太陽(yáng)核聚變的國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)反應(yīng)堆計(jì)劃（ITER）是全球規(guī)模最大、影響最深遠(yuǎn)的國(guó)際科研合作項(xiàng)目之一。11月，最新一批由中國(guó)公司承制的ITER部件包層屏蔽模塊首批產(chǎn)品運(yùn)往法國(guó)，標(biāo)志著中國(guó)在聚變堆建造所需的關(guān)鍵技術(shù)方面取得了重要進(jìn)展。

向極綜合交叉發(fā)力：人工智能潛力大

近來(lái)，人工智能成為多學(xué)科交叉融合的典型代表。在2024年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)和化學(xué)獎(jiǎng)中，都有人工智能專家獲獎(jiǎng)，成為“跨界”大贏家。在生命科學(xué)方面，人工智能可幫助預(yù)測(cè)阿爾茨海默病、助力孤獨(dú)癥早期篩查、輔助開(kāi)發(fā)原創(chuàng)新藥。

2024年10月8日，瑞典皇家科學(xué)院宣布將2024年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予美國(guó)普林斯頓大學(xué)的約翰·霍普菲爾德和加拿大多倫多大學(xué)的杰弗里·欣頓。新華社記者 彭子洋 攝

人工智能以及柔性材料、生物傳感器等技術(shù)的發(fā)展，推動(dòng)腦機(jī)接口技術(shù)走向?qū)嵱没?月，美國(guó)腦機(jī)接口公司“神經(jīng)連接”表示，已完成該公司第二例腦機(jī)接口設(shè)備人體移植，接受移植者在術(shù)后用意念控制光標(biāo)、玩電子游戲等能力增強(qiáng)。

“具身智能”則可以將人工智能賦予機(jī)器人。在北京舉行的2024年世界機(jī)器人大會(huì)上，多種可適應(yīng)不同環(huán)境和需求的機(jī)器人亮相。特斯拉公司今年展示了最新版Optimus人形機(jī)器人，它具有在工廠中行走、分揀電池等能力。

當(dāng)前，技術(shù)創(chuàng)新進(jìn)入前所未有的密集活躍期，全球科研向“四極”前沿突破人類認(rèn)知邊界，有望助力未來(lái)提升生產(chǎn)力，增進(jìn)人類共同福祉。