新闻分析：十大科学突破反映三大趋势

每年年底，美国杂志《科学》(Science)评选出10项科学突破，这是国际科学界公认的权威出版物。这不仅是年度科技事件的年终盘点，也显示了近年来科学界前沿的热点研究方向。

今年的十大突破反映了21世纪以来科学发展的三大趋势。首先，重大科学项目在解决具体重大科学问题方面发挥了重要作用。第二，生命科学继续升温，一些严重和困难的疾病不再是不可治愈的。第三，预印网站的兴起改变了科研成果的传播方式。

在今年的十大突破中，有两项来自物理领域，即人类首次“看到”引力波和便携式中微子探测器。

被选为第一突破的“看见”引力波是一个典型的重大科学工程项目。在过去的几十年里，美国在这个项目上总共投资了11亿美元。今年的报纸有3674名签名者，他们来自世界各地953个机构。便携式中微子探测器后面还有来自4个国家20多个机构的80多名科学家。

事实上，如果没有重大的科学项目，过去20年里物理学领域的另外两个突破是很难实现的。赢得2015年诺贝尔奖的中微子振荡发现依赖于超级卡米诺和萨德伯里的中微子观测站。希格斯玻色子的发现是欧洲粒子物理研究所大型强子对撞机的实验结果，希格斯玻色子获得了2013年诺贝尔奖，被称为“上帝粒子”。

《科学》杂志主编杰里米·伯杰(Jeremy Berger)在一篇题为《科学的大小》的社论中总结道，有明确目标的大型科学项目似乎比那些目标模糊的项目更成功。发现引力波的美国“激光干涉引力波天文台”项目就是一个典型的例子。它有坚实的理论基础，明确的目标，充足的时间和资金，以及一支重视管理的优秀团队。

然而，伯格还指出，正如今年的10项突破所反映的那样，大量重要的发现仍然来自少数研究团队，这将提出更开放但有时意义深远的问题。

“小型科学项目可以探索各种各样的问题，科学研究的方向可以根据探索过程中的情况相对容易地调整，”伯格说。“小型科学项目的一些发现可以为需要更多协调的大型科学项目奠定基础。事实上，广义相对论的发展、干涉仪的发明以及黑洞和中子星概念的引入和发现，都是今年实现第一个突破的必要条件。”

在这四项生命科学成果中，除了冷冻电镜技术之外，其他三项都是基因治疗、精确基因编辑和广谱抗癌药物，这些都或多或少与基因有关，反映出基因问题是当前的热门话题。据统计，迄今为止，世界上已进行了约2400种基因治疗临床试验。

在美国，今年同时批准了三种基因疗法，其中两种用于癌症，一种用于遗传性疾病。美国食品和药物管理局局长斯科特·戈特利布评论说，基因疗法正处于一个“转折点”，“我相信基因疗法将成为治疗甚至治愈许多严重和困难疾病的中流砥柱”。

生物预印本的兴起可能让许多人感到惊讶。预印本指的是上传到公共平台供审查而无需同行审查的论文草稿。它的优点是在第一时间发布，有助于及时与同行沟通和快速反馈。

然而，传统的学术期刊在发表论文前必须经过同行评审，这具有保证论文质量的优势。然而，评审过程通常相对较长，需要几个月甚至几年的时间，所以“当论文发表时，所有的兴奋通常都消失了”(科学杂志语言)。

最早的预印网站是1991年成立的Aqif论文预印网站，主要针对物理学。现在70%的粒子物理学论文是以预印的形式发表的。将近30年后，生物学领域的预印本也开始兴起。BiorXIV于2013年推出，现在每月上传近1500篇论文。今年，该网站还获得了美国陈·扎克伯格倡议的资助。

《科学》杂志称，许多期刊允许作者以预印的形式发表论文，而一些编辑甚至去BiorXIV寻找要发表的论文。欧洲和美国的许多研究资助机构也发布了鼓励使用预印本的政策。同时，预印本也能帮助年轻科学家快速建立学术记录。所有这些都表明，预印版本带来了“科学传播文化的重大变化”

有趣的是，今年不成功的人工智能研究没有被选中，这可能是合理的，因为人工智能的产业化才刚刚开始，人们已经看到了这一领域的更多潜力。

此外，量子通信和量子计算技术不在清单上，这也是可以理解的，因为它们离实际应用还很远。然而，中国量子卫星项目的首席科学家潘建伟在2017年被英国杂志《自然》选为十大科学人物之一，这表明量子技术正受到科学界的高度关注。

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