2016年国际十大科技新闻
来源：科技日报 日期:2016-12-28
编者按
数千年来，人类依靠直觉去探索世界运行的原理。虽然这种方式也会让我们误入歧途，譬如曾相信地球是平的，但结果仍然是真理大过谬误。现在，我们认识世界的方式正发生剧变：人工智能刷新着超越人类的成绩、引力波将带来天文学革命、基因编辑让设计生命近在咫尺、量子计算机虎视眈眈地要推翻50年来的经典运作方式……这些都曾是一座座充满理想主义色彩的城堡，而我们，已逐渐趋近城堡的大门。
1人类首次实现火箭海上回收
大西洋海面上，一艘驳船等待着“猎鹰9”号的回归。船身上用巨大字体写着“当然，我依旧爱你”，这是它的名字。它和它的火箭已失败了四次。上一回，它被等来的火箭砸出一个大坑。然而，它依然爱它。
这件事的技术难度就好比发射了一根铅笔，让它飞越纽约帝国大厦后，再精准笔直地落在一块漂浮的橡皮上。但再棘手，太空探索技术公司(SpaceX)也不曾放弃海上着陆的打算。虽然陆地回收既能简化过程，也能缩短重启时间，却需要携带更多的燃料，同时会相应减少货物运输量。海上着陆就灵活多了，节省下来的费用也更为可观——这才是长久之计。
4月9日已是SpaceX的第五次尝试。在“猎鹰9”号升空8分26秒钟后，脱离飞船自主下降的火箭第一级进入监控画面，再9秒后，火箭第一级已稳稳地站立在了驳船上，没有倾倒，没有爆炸。佛罗里达控制中心欢声一片。
人类历史上首次海上火箭回收由此实现。这意味着，火箭回收除陆地外，又多了一个新的选择，低成本太空运输时代从此开启。这是人类探索火箭可重复利用技术的一个重要里程碑，也是迈进宇宙的一大步。更重要的是，它不仅将对航天产业产生影响，也对未来的人类创新意义深远。
2人工智能“阿尔法狗”击败人类围棋高手
人类与机器两种不同的智慧形式再次短兵相接。
人工智能程序“阿尔法狗”(AlphaGo)今年挑战围棋冠军李世石，经五局鏖战，人类1∶4不敌人工智能。然而，此役最终赢家仍是人类，无关棋局胜负。
围棋一向被认为是人工智能领域标志性的大挑战。换作国际象棋，现在人类顶尖选手都会被电脑杀得丢盔弃甲，因为国际象棋走法有限，电脑算出最佳排列组合只是时间问题。围棋则不然，其很难估计局面和下子，传统的人工智能算法几乎不可能解决。所以，此次电脑程序的胜利，不但演绎出人工智能的新飞跃，还给该领域其他看似难以实现的高级别人类智力项目带来巨大希望——而这就是此次人机大战的最大收获。
人工智能无疑正试图模仿并超越人类智慧，这是它自始至终的设计核心，但并不是它的“人生目标”。它们模拟人脑神经网络、进行深度学习，却远达不到“自我存在意识”这种高度。我们迎来的是人工智能时代，而非人工智能统治时代。
不过，像“阿尔法狗”一类的人工智能，已经可以提醒那些傲睨万物的“人类至上主义者”，要学会接受和包容这个世界的变化，包括机器已经在很多方面比人类强。我们马上需要面对的问题是，在人工智能时代，个人如何改变传统知识结构和技能来适应。剩下的，作为人工智能制造者的我们，请为机器，也为自己鼓掌。
3人类首次直接探测到引力波
从16世纪伽利略的望远镜发现天空中原本一片黑暗之处竟蕴藏着丰富细节，到全球联网的射电望远镜群敢于向遮蔽我们视野的天幕发起挑战，人类从未放弃对星空的展望。但此前的努力，呈现出来的是一部部默片，只有引力波，能让我们聆听到宇宙隐匿起来的音律。
渺小的人类一直渴望捕捉这段捉摸不定的涟漪，凭借现代技术的成功，我们一步步走向检验它的边缘——在13亿光年外，两个黑洞不断旋转靠近，最终相撞，合并成一个相当于62个太阳质量的大黑洞，其中相当于3个太阳质量的物质，在不到1秒的时间内，被转化为引力波向四周辐射，扫过太阳系——“激光干涉引力波天文台(LIGO)”攫取了这一信号，为人类首次提供了直接的引力波存在证据。
毫无疑问，天文学会经历一次革命，起点就是人类探测到引力波。这就像一个失聪的人突然获得听觉，从此打开感知世界的全新方式。接下来，我们只要静候宇宙的有声电影上演就好。
4人类胚胎基因编辑实验首获许可
如何平衡科技进步与伦理实践，是整个科学界面临的永恒命题。当新技术的支持者与反对者都以“人类福祉”立论的时候，与其剑拔弩张，不如且行且自律。
去年，中国中山大学科学家利用CRISPR/Cas9基因编辑技术，修改了几个胚胎的地中海贫血基因，引发广泛关注，成为去年重大科学事件之一。自诞生以来，这项被誉为“基因剪刀”的新技术不断被证实，比同类方法更高效、更精准，但与此同时，将之用于编辑人类胚胎引发的伦理争议也从未止息。
今年2月1日，英国人工授精与胚胎学管理局(HFEA)发表一份声明——“准许伦敦弗兰西斯·克里克研究所凯茜博士更新其实验室有关研究的许可证，包括胚胎的基因编辑”——首次批准了“在人类胚胎上使用基因编辑技术”。科学家由此可以深入了解健康人类胚胎发育中的变化，改善体外人工授精培养胚胎的发育质量，为不孕患者提供更好的治疗方法。赞成者有之，批判者亦有之。
5月，干细胞研究领域最大的国际学术团体——国际干细胞研究学会(ISSCR)推出了研究指南，其核心是：所有涉及对人类胚胎进行人为操纵的研究，都应接受特殊的“胚胎研究监督”程序;呼吁科研人员应继续遵守在体外培养人类胚胎不超过14天的惯例;支持在实验室中对人类精子、卵子或胚胎进行基因编辑，但现阶段不能应用于临床……
两机构旗帜鲜明、前呼后应，在力促相关研究按科学规范进行的同时，缓解了国际社会的忧虑。
5“薛定谔猫”首次实现同处两地
爱因斯坦和玻尔说得好，量子力学就是“上帝跟宇宙玩掷骰子”。
它已经带来太多违反常识的结论——相隔千里的粒子可以瞬间联系(量子纠缠);不确定的光子可以同时去向两个方向(海森堡测不准原理);更别提那只世界上最难缠的猫，居然说它既死了又活着(薛定谔的猫)……
但科学家不得不和量子力学打交道，一部分原因是他们太想实现量子计算机了。而迄今不能达成心愿的首要问题，是无法操纵微观量子态。
如此高难度是有原因的，这种量子态形式十分奇异。埃尔温·薛定谔创立的理论或可对其描述一二：将一只猫关在装有少量镭和氰化物的密闭容器里，若镭发生衰变，将触发机关打碎装有氰化物的瓶子，猫就会死;若镭不发生衰变，猫就存活;而根据量子力学，镭可处于衰变和没有衰变两种状态的叠加，猫就应处于死猫和活猫的叠加状态。如此荒谬，但建立量子计算机的首要任务就是控制一种既非此态又非彼态的量子态。
今年5月，科学家在实验中制造出一种状态更奇异的“薛定谔猫”，它同时存在于两个箱子之中。
箱子其实是两个微波超导空腔，而“猫”就是空腔内由几十个光子组成的驻波。两个空腔内的光子虽然频率不同，但跨空腔关联，如同一只“猫”同时存在于两个箱子中。科学家们可以测量“猫”的大小，还能使用控制脉冲产生更大的尺寸。…
