2021年终回顾 ：科技领域有哪些重大突破和进展？

2021年终回顾 ：科技领域有哪些重大突破和进展？

　　2021年，新冠肺炎疫情继续在全球肆虐与反复，临近年底，最新变异毒株奥密克戎（Omicron）以“闪电之势”全球传播，感染病例急剧增多，引发新一轮疫情高峰和再一次大范围防疫封锁的言论和行动。

　　不过，人类科技发展的脚步却没有因疫情而停滞——星辰、人间、虚拟空间，人类继续科技攀登。BBC中文为您盘点2021年，全球科技领域取得的一些重大成就与突破。

　　新冠疫情 —— 疫苗、变异株、新药

　　新冠疫情让世界发生了永久、根本性的改变，首当其冲的是科学技术领域，尤其生物技术和生命科学，受到前所未有的关注和资源投入，为疫苗和药物研发提供了大量数据和经验积累，推动了检测、诊断、治疗和疫苗研发领域的的技术突破，推动行业整体进步。

　　新冠检测方式更多、更快捷、更便宜。新冠检测主要有三种方式：PCR基因检测、血液抗体检测和侧流抗原检测。过去一年里，快捷、简便的侧流抗原检测迅速普及。专家指出，这一领域的创新也可被用于其他病毒的检测。

　　疫苗研发和接种继续加速。截至本文发稿时，有八支疫苗获世卫组织批准使用，另外六支正在审批过程中。

　　值得注意的是过去一年里基于mRNA（信使核糖核酸）的新冠疫苗和疗法的长足进展。mRNA疫苗是通过抽取病毒内部分核糖核酸编码蛋白制成，目前接种最多的是辉瑞和莫德纳疫苗。

　　科兴的克尔来福是灭活疫苗，由已杀灭的病原体制成，主要通过其中的抗原诱导细胞免疫的产生。牛津－阿斯利康研发的是腺病毒载体疫苗。

　　在大规模接种一年以后，对疫苗的常见、罕见和极罕见副作用有了更深的了解，也积累了更多数据。

　　基因编辑和基因疗法

　　基于基因研究的非传统药物还处于起步阶段, 但 mRNA 新冠疫苗的问世和迅速普及为针对其他病毒的疫苗研发打开了大门，比如登革热疫苗和埃博拉疫苗。

　　不少科学家曾预计细胞和基因疗法在2021年会发挥重大作用，尤其是因为2020年两名开创CRISPR基因编辑技术的科学家为此获诺贝尔奖。

　　这项技术过去十多年一直局限于实验室，但现在首批 CRISPR 疗法正在改变先天性衰弱遗传病患者的命运。

　　基因疗法通常用于治疗罕见的遗传疾病。 它们的工作原理是用正确的 DNA 代码替换有缺陷的功能失调的基因。这项技术尚欠精准，可能会导致 DNA 缺失或重排。

　　BBC《科技聚焦》杂志说，在大部分人还没有意识到的时候，人类已经"处于一场深刻的医学和技术革命的山脚下，这场革命不仅带来了新疗法和治疗方法的前景，还带来了关于伦理、平等和健康正义的巨大问题"。

　　就其改变游戏规则式的全方位翻天覆地的影响而言，即将到来的基因编辑应用浪潮可以跟工业革命或互联网的诞生相提并论。

　　气候变化 —— COP26、净零排放、环境

　　气候变化在2021年下半年登上媒体头条，和Covid-19 疫情一同列入最重大国际议题，一个重要原因是11月在格拉斯哥举行的第26届联合国气候变化大会 （COP26）。

　　国际社会曾对COP26寄予厚望，希望它成为应对气候变化征途上一个重要转折点，在气候融资、能源转型、净零碳排放和实现“1.5°C目标”等方面取得突破。

　　经过艰难谈判终于在最后一刻签署了《格拉斯哥气候协定》，签约国承诺在今后10年中将携手加速推动气候行动，会议期间还签署了碳减排、甲烷排放等具体协议，但围绕“1.5°C目标”能否实现还是留下诸多未决疑问和不确定因素。

　　联合国秘书长安东尼奥·古特雷斯(António Guterres)在闭幕辞中直言，“我们迈出了重要一步，但幅度还不够”。

　　“1.5°C目标”是指将全球变暖幅度控制在比工业化前水平升高1.5°C的范围内。以南极冰盖缩小加速为例来说明控制气温升高的紧迫性：南极内陆气温介于零下89.2°C- 零下56°C之间，自工业化以来的百余年内地区平均温度上升近3°C；海洋温度仅上升2°C就足以导致冰层融化。

　　天上的故事 —— 火星、月球和太空旅行

　　2020火星年先后出发的阿联酋、中国和美国火星探测器2021年2月抵达各自的目的地，开始探测、科研和标本收集任务，不久开始陆续“交作业”。火星是太阳系中与地球环境最为相似的行星，了解火星对研究地球早期历史和生命起源有着重要价值。

　　中国“天问一号”主要任务是地质勘测，用雷达“透视”几千米深的地层，采集岩石土壤等样本，绘制火星地质结构图，探测火星磁场，由此解开火星磁场的演变历史；

　　美国“毅力号”准备用两年时间探寻火星生命迹象，并测试火星低空飞行的条件和可能性。

　　阿联酋“希望号”主要任务是绕火星做近赤道轨道运行，对火星气候及天气进行探测研究。

　　“毅力号”2月18日在火星赤道附近的耶泽罗（Jezero）陨石坑安全着陆，几数分钟后传回一张火星表面的影像，随后几个月陆续完成了火星表面直升机试飞、探查火星内部结构、就地取材制氧和探查生命迹象线索等任务。10月份，”毅力号“基于实地考察结果确定了进一步探索生命迹象的地点范围。

　　中国中国国家航天局6月下旬发布”天问一号“火星探测任务着陆和探测画面。当时”祝融号“火星车已在火星度过了42个火星日，累计行驶236米。中国希望”祝融号“可以运作90个火星日。

　　”祝融号“在火星执行任务时，名为“天和”的中国天宫空间站核心舱于4月29日成功发射，标志着中国太空计划迈出最新一步。“天和”在文昌航天发射场由长征五号B火箭运载升空，是中国新空间站的一个核心部分，拥有可供三名宇航员生活起居的舱室。

　　”天宫“是中国自主建设的常驻大型太空站，总重量达到66吨，将会在离地球340至450公里（210-280英里）的太空轨道运行。官方媒体称它将是“国家级太空实验室和太空母港”，预期在 2022 年投入运作，成为继国际空间站（ISS）之后的第二个空间站。中国没有参与ISS运作。

　　另外，中国和俄罗斯3月签约联手共建月球科研站，是为两国加强空间项目合作的举措之一。2020年12月，嫦娥号从月球采集的熔岩样本经研究发现有超过30亿年的历史；研究报告2021年10月在《科学》杂志发表。

　　除了火星和月球探测，2021年值得一提的太空新闻还有哪些？

　　望远镜交接班

　　哈勃望远镜的”继任“ —— 詹姆斯·韦伯太空望远镜 （James Webb Space Telescope，缩写JWST）—— 在圣诞节期间发射升空。它的任务是用影像记录宇宙中第一颗发光的恒星。

　　研发这个望远镜耗费100亿美元，功能强大，是哈勃望远镜的100倍，被视为21世纪最宏大的科学探索之一。

　　它使用的望远镜直径为6.5米，是有史以来送入太空最大的，在太空中打开需要两周时间。

　　它能看到的最远星系，预计将包括一些最早出现的星体。韦伯望远镜在法属圭亚那被一枚阿丽亚娜火箭（又译亚利安火箭）送入太空，约半小时后进入运行轨道。

　　太空旅行新时代

　　2020年曾被人形容为商业化太空旅行元年，但2021年开始太空有可能成为富豪们的最新游乐场；更多发射升空计划排在2021年。

　　7月11日，维珍航空创始人理查德·布兰森（Richard Branson）和5位机组人员坐着他创立的维珍银河公司（Virgin Galactic)运营的小型火箭飞机起飞，在太空短暂飞行，成为使用民用太空飞行器成功体验商业太空旅行的第一人。

　　12月8日，日本富豪前泽友作和助手平野洋三经 SpaceX 安排，随俄罗斯宇航员乘俄国联盟号飞往国际空间站（ISS），计划在那里逗留12天。此行是为他2023年搭乘 SpaceX 航天器赴月球之旅做准备。他是过去十多年来登上 ISS 的第一批观光客，2023年登月之旅将是人类首次民间付费绕月旅行。

　　私人航天公司 Axiom Space 和 NASA 合作，正在准备最早于2022年1月用 SpaceX 公司的“龙”（Crew Dragon）太空舱把一名前NASA宇航员和三名普通公众送往国际空间站，预计在那里停留8天。

　　SpaceX也将于今年第一次开展太空旅行，虽然不是前往火星。38岁的亿万富翁贾里德·艾萨克曼（Jared Isaacman）从SpaceX包租了一枚火箭和航天器，计划在9月进行为期三天的地球轨道旅行。

　　Axiom计划制造并发射专门的“太空旅游模块”，初期先利用 ISS 电力维持设备运作，之后逐步增添自己的电力与维生设备，与 ISS 分离，独立运作。

　　临近年底，贝佐斯的“蓝源”公司的商业航天器2021年第三次飞行，搭载了一名特殊乘客 —— 74 岁的劳拉·谢泼德·丘奇利 (Laura Shepard Churchley) ，她父亲艾伦·谢泼德 (Alan Shepard)1961年执行美国”水星-红石3号“太空任务，成为第一位进入太空的美国宇航员，也是继苏联宇航员加加林之后进入太空的第二人。

　　这艘以谢泼德命名的商业太空飞行器（New Shepard）上有六个座位，除了劳拉，还有前 NFL 球星迈克尔·斯特拉汉（Michael Strahan）及其他四名付费乘客，飞行时间约10分钟，抵达100公里高空。

　　此类商业性质的太空旅行业务也有争议，受到批评。11月，英国威廉王子曾警告说，太空旅游等活动正在加剧年轻一代的”气候焦虑“。他说，地球精英们应该致力的是修复这个星球，而不是去找另一个。

　　虚拟空间 —— 元宇宙和脸书

　　过去一年来，虚拟世界的演变也一如既往地令人目眩，比如“元宇宙”（metaverse）的高调亮相。

　　“元宇宙”的概念被许多科技公司、科技专业分析和市场人士誉为是互联网的未来，本质上来说它可以被看作虚拟现实（VR）的升级拓展。

　　人们使用穿戴式装置进入元宇宙，那是一个连接着各式各样的数字环境的一个虚拟世界。不同于VR游戏，元宇宙更包罗万象，例如在元宇宙里面可以工作、和朋友相聚、看演唱会、看电影、或者只是在里面逛逛看看也可以。

　　与此相关但并未激起巨大浪花的是脸书（Facebook）更名Meta，宣布将要在欧洲雇用一万人来发展“元宇宙”，据悉准备五年后在元宇宙占据重要地位，不过目前为止这个新的名称使用者不多。