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美媒評今年十大科技突破:AIGC、死豬器官復活、疫苗部隊來了……
·今年,僅僅幾個月內就有好幾個令人震驚的生成性人工智能(Generative AI)應用程序涌現而出,人類一年中取得了好幾個“聞所未聞”的治療癌癥的突破,在這個新疫苗技術的黃金時代,不同的公司正在以新冠疫苗的成功為基礎,為人類提供新的抗病毒武器。
美國《大西洋》雜志12月8日首次公布“年度十大突破”名單,總結2022年全球最重要的科技進展。這些成就涵蓋了人類從出生到死亡的生命階段,也涵蓋了從人類細胞到太空的廣泛領域。
《大西洋》雜志稱,今年名單的一個主題是“孿生理念(twin ideas)”原則,即重大突破往往有一個以上的貢獻者。比如電報是由查爾斯·惠斯通(Charles Wheatstone)和塞繆爾·莫爾斯(Samuel Morse)在同一年即1837年發明的,而電話的專利是由埃利沙·格雷(Elisha Gray)和亞歷山大·格雷厄姆·貝爾(Alexander Graham Bell)在1876年的同一天申請的。相應地,今年的許多突破也是團體的努力而不是個人的獎項。
今年,僅僅幾個月內就有好幾個令人震驚的生成性人工智能(Generative AI)應用程序涌現而出,人類一年中取得了好幾個“聞所未聞”的治療癌癥的突破,在這個新疫苗技術的黃金時代,不同的公司正在以新冠疫苗的成功為基礎,為人類提供新的抗病毒武器。
“這些突破只是我們稱之為進步的漫長故事的開始。其中一些有前途的發現可能永遠不會產生平價和廣泛使用的產品。其它的可能需要幾年甚至幾十年才能實現其潛力。有能力的公司、公平的政策和明智的法規將是必要的,以引導這些‘幼苗’真正蓬勃發展?!痹撾s志寫道。

谷歌的Imagen視頻可以通過人工智能生成技術制作簡短的高清視頻片段。 圖片來源:谷歌
生成式人工智能的爆發:創造方式出現新的曙光
今年最重要的科技故事可能是,人工智能工具似乎已經抵達了人類創造力的外部邊界。人工智能生成內容(AIGC)應用程序,如圖像生成模型“穩定擴散(Stable Diffusion)”和AI繪畫工具DALL-E 2,將文本提示轉化為豐富的插圖。大型語言模型,如剛剛火遍全球的ChatGPT,可以回答復雜的問題,在幾秒鐘內輸出定制的維基百科文章,編寫歌詞,甚至可以按照知名作家的風格創作出文章,盡管有時比較平庸。在短期內,預計它們將成為創意產業從業者的助手。
《大西洋》記者德里克·湯普森(Derek Thompson)寫到:“作為一名記者,我最興奮的是它們有可能幫助我完成復雜的寫作。當我覺得自己被定義或過渡句卡住時,我可以給人工智能一個提示,它在品嘗了網絡寫作的盛宴后,會生成一些句子,我可以將其編輯成自己的聲音?!?/p>
實際上,湯普森用ChatGPT改編了上面這段話,他給出的提示語是:“以德里克·湯普森的風格,在《大西洋》雜志上寫一篇關于GPT意義的文章?!?湯普森說,聲明有ChatGPT的幫助目前是很時髦的,但在幾年后可能變得多余,因為很多寫作都會有人工智能的協助。
DALL-E的聯合發明人阿迪雅·拉梅什(Aditya Ramesh)說,他的技術目標是教“人工智能系統以人類的方式看世界”。但是,更詭異的是,這些工具也將教會人類以人工智能的方式看待世界。隨著時間的推移,人類將學會如何與這些東西交談,流利地使用它們的陌生語言,并發現如何以一套完美的詞語產生令人驚嘆的原創藝術作品。這些不可思議的工具,可能會改變人類對如何工作、如何思考以及人類的創造力到底是什么的想法。
逆轉死亡的力量:死豬身上的器官復蘇了
死亡是可逆的嗎?今年對幾只豬來說是這樣的,或者至少對它們的器官來說是這樣的。通過將一種實驗性物質注入已經死亡一小時的動物的血管,耶魯大學的研究人員讓它們的心臟重新開始跳動。耶魯大學的生物倫理學家斯蒂芬·萊瑟姆(Stephen Latham)說,這項技術“距離用于人類還非常遙遠”??茖W家們說,在短期內,希望他們的研究能夠幫助醫生保存剛去世的人的器官,以便用于移植手術。
但該實驗的長期影響也不容忽視。如果有能力使剛剛死去的人的心臟或其他器官復活,那么什么時候或許能夠逆轉突然的死亡?能使在戰場上失血過多的士兵復活嗎?能否在醫院和療養院儲備一桶這種器官來搶救病人?未來的每個家庭是否應該在發生可怕事故的情況下保留一些這種器官?
合成生命的力量:沒有精子或卵子的小鼠胚胎“出生”
今年夏天,科學家們在實驗室中培育了一個老鼠胚胎,沒有使用精子、卵子或子宮。關鍵是,以色列魏茨曼科學研究所(Weizmann Institute of Science)的團隊僅使用干細胞就在實驗室里培育出了胚胎,它在第六天長出了尾巴,在第八天長出了一顆跳動的心臟,甚至還出現了大腦的雛形。一些科學家說,今年發表在《細胞》(Cell)雜志上的這一結果是2022年最重要的科學突破。
科學家們還沒有接近于把干細胞變成人類嬰兒,但這項工作確實表明,人類在培育合成器官和更密切地研究胚胎突變和發育性疾病間關系的能力上,有了重大飛躍。正如凱斯西儲大學醫學院(Case Western Reserve University School of Medicine)的發育生物學家保羅·泰澤(Paul Tesar)所說,“只要科學開始進入一個地方,從培養皿中的干細胞群到器官發育都是可行的,這就是一個相當瘋狂和非凡的時代?!?/p>
疫苗部隊來了:對付瘧疾和所有流感的新疫苗
幾十年后,歷史學家可能會認為2020年代是疫苗突破的黃金時代,新冠疫苗只是一個開始。
9月,牛津大學科學家開發的一種新的瘧疾疫苗被發現非常有效。一項涉及布基納法索450名兒童的試驗發現,三個劑量的疫苗加上一個加強針,對預防感染的效果高達80%。瘧疾每年都會造成超過40萬人死亡,它不是由病毒引起的,而是由一種叫做瘧原蟲的變形體引起的,到目前為止還沒有進行過廣泛的疫苗嘗試。但是牛津疫苗的最新試驗,讓人類朝解決這個導致兒童死亡的問題邁進了一步。
11月,科學家發現一種實驗性流感疫苗能夠誘發動物對所有已知類型流感產生保護性免疫反應。這一突破使用了mRNA技術,雖然不能防止所有流感感染,但能提高患者的免疫保護水平,減輕季節性流感的危害,并緩解科學家們的擔憂,即下一次全球大流行可能源于一種死亡率高于新冠的流感毒株。流感病毒家族非常廣泛,有至少20個確定的血統。目前的流感疫苗提供的保護范圍非常小。但通用的流感疫苗將幫助我們的免疫系統準備好對付每一種流感。賓夕法尼亞大學的微生物學教授斯科特·亨斯利(Scott Hensley)說:“想象一下,如果全球人口對每一種流感亞型都有準備的話,這難道不是一件好事嗎?”

韋伯望遠鏡捕捉到了“創造之柱”的壯觀新圖像,“創造之柱”是指鷹星云中的恒星形成區域。
時間之初的快照:看見宇宙中第一批星系
7月,美國宇航局的詹姆斯·韋伯望遠鏡發回了它第一張來自宇宙的圖像,以前所未有的清晰度展示了燦爛的星云。有一張圖像看起來像一個模糊的去核櫻桃,實際上捕捉到的是一個歷史超過130億年的紅色光斑,給我們提供了有史以來最古老的“嬰兒宇宙”的快照。
這些精美的照片可能會引導我們在宇宙學方面有新的發現。翻開“嬰兒宇宙”的快照,科學家們也許能夠拼湊出宇宙開始的故事。在這些夢幻般的圖像背后,可能隱藏著大爆炸期間或之后實際發生的事情的證據。
而這只是開始?!疤煳膶W家甚至還沒有把韋伯望遠鏡開到它能開的最大限度?!薄洞笪餮蟆冯s志的瑪麗娜·科倫(Marina Koren)寫道,“隨著每一次深入觀察,每一次回溯過去,望遠鏡將使我們更接近宇宙大爆炸,揭示出暗星系。”詹姆斯·韋伯望遠鏡不僅僅擁有太陽系最復雜的相機變焦功能,它也是歷史上最偉大的時間機器。
抗擊癌癥聞所未聞的進展:神奇的治療方法和在家測試
在一項針對18名直腸癌患者的試驗中,研究人員發現,每一位患者的癌癥都消失了,因為他們經歷了一種新型免疫療法。紀念斯隆·凱特琳癌癥中心(Memorial Sloan Kettering Cancer Center)的醫生小路易斯·迪亞茲(Luis Diaz Jr.)說:“我相信這是癌癥歷史上第一次發生這種情況。”
幾個月后,一種新的轉移性乳腺癌藥物的試驗也取得了類似的奇跡般的結果??茖W家們開發了一種單克隆抗體療法,針對帶有突變蛋白HER2的腫瘤細胞——這是一種常見的癌癥元兇。這些藥物以驚人的精確度尋找并摧毀了具有突變體的細胞,許多患者的生命被延長了六個月以上。在與《紐約時報》的交談中,一位醫生稱這種結果是“聞所未聞的”,另一位醫生認為該試驗是“一種新的醫護標準”。
這項研究帶來了新的希望,即基因突破和靶向治療的結合,可以精確地逐個細胞地對抗癌癥,而不需要進行多輪殘酷的化療。另一個通常與各種癌癥相關的基因突變是KRAS,它曾被認為是“無法治愈的”。但在今年,據《華爾街日報》報道,在一項研究中,安進(Amgen)公司針對這種突變的肺癌藥物擊敗了常見的化療,幫助患者在腫瘤不惡化的情況下存活。
最后,正如大多數人所知,治療癌癥的最好方法是及早發現它。但是許多最致命的癌癥在惡化之前是無法察覺的,而等到惡化就等于判了死刑。出于這個原因,簡單而準確的測試可能是抗擊癌癥的長期戰爭中最重要的戰線之一。今年,Grail公司推出了一種名為Galleri的血液測試,它并不便宜,也不完美,甚至還沒有得到美國食品和藥品管理局(FDA)的批準,但它是一個開始。該測試在血液中尋找循環腫瘤DNA,費用近1000美元。根據兩份早期報告,這種篩查可以發現50種癌癥,假陽性率低于1%。如果這類測試變得更便宜、更易獲得、更準確,它們將預示著醫學界一個充滿希望的未來——早期檢測和后期治療方面的突破,將從兩端擠壓癌癥。
肥胖癥治療方法增加:真正有效的減肥藥
直到最近,大多數負責任的醫生都沒有為減肥開出藥物。減肥藥這個詞理所當然是一個貶義詞,病人只能選擇飲食和運動,或減肥手術。但是,在過去的18個月里,由于一個令人愉快的意外,減肥藥物發生了非凡的革命。
在2010年代,服用糖尿病藥物索馬魯肽(semaglutide)的病人注意到一些有趣的事情:他們的體重下降了一大截。而這種副作用并不是偶然的。去年,FDA批準了用于減肥的注射用索馬魯肽,并有一個新的名字:Wegovy。Wegovy似乎通過模仿調節胰島素釋放的荷爾蒙,以及通過減緩胃部排空的速度來發揮作用。
索馬魯肽并不是唯一一種幫助人們減肥而不產生重大副作用的藥物,還有一種類似的減肥藥物叫替西帕肽(tirzepatide),其最新的臨床試驗顯示患者的體重平均減少了20%。該藥物可能在明年獲得FDA的批準。
此外,安進公司目前正在測試一種名為AMG-133的藥物。在第一階段的試驗中,服用最高劑量的病人在不到三個月的時間里體重下降了14%以上。安進公司規模更大的二期研究將于明年開始。
破解多發性硬化癥案例:了解“長病毒”現象
在長期影響方面,冠狀病毒并不特別,許多病毒性疾病都可能有長期的影響,而且隨著時間的推移,科學家們可能會了解到,許多重大疾病應該被認為感染了“長期病毒”。
例如,目前有超過100萬美國人患有多發性硬化癥。今年,一個研究軍人群體的科學家團隊報告了強有力的證據,證明以引起單核細胞增多癥而聞名的Epstein-Barr病毒是多發性硬化癥的主要原因。感染Epstein-Barr病毒使患多發性硬化癥的幾率提高了30倍以上。這項研究有助于將預防多發性硬化癥的努力集中在針對Epstein-Barr病毒的疫苗上。
合法的人造肉:監管先行
有些突破是關于新規則,而不僅僅是新技術。
今年,FDA批準加利福尼亞州的Upside Foods公司生產實驗室培育的雞肉,這是有史以來第一個打破這一關鍵監管障礙的人造肉產品。盡管仍需要突破很多障礙,比如農業部的批準,消費者才可以訂購Upside Foods的雞肉三明治,但這至少是一個開始。
目前,人造肉只是全球動物制品產業中一個微不足道的部分。但隨著時間的推移,有了監管部門的批準和商業上的成功,科學家們將有資金來完善人造肉的脂肪和蛋白質密度。幾十年后成千上百萬人可能真的喜歡上非動物肉的一致性和味道,因為當人造肋眼牛排像電子設備一樣穩定,消費者就能對買到什么感到放心。

小型反應堆NuScale Power Module入選了《時代》雜志2022年度發明名單。
綠色能源革命:更小的核反應堆和更大的地熱能源突破
應對氣候變化需要部署已經發明的技術,如太陽能電池板和風力渦輪機,但也需要核和地熱技術等領域的新發明。今年,人類更接近于在這兩個類別中取得突破。
因為一些眾所周知的核事故,人們對核電的安全性感到擔憂,而且核電的成本很高。但是,小型安全的反應堆建造起來會更便宜,批準起來也更快。唯一獲得美國核管理委員會批準設計的小型反應堆NuScale Power Module入選了《時代》雜志2022年度發明名單。該反應堆不到80英尺高,可以產生足夠的清潔電力,為大約6萬個家庭供電。第一座工廠可能在本十年末開始運行。
然后是地熱能源,這意味著鉆入地下深處,利用地球的熱量來發電。地熱是一種理想的能源,比風能或太陽能更穩定,而且沒有核廢料。問題是,在世界的某些地方,必須深入到非常非常深的地方才能獲得地熱。當人們鉆到地球深處時,會遇到古老的巖石(通常是花崗巖),這需要新的技術來穿透。新成立的Quaise公司正在研究一種鉆探技術,可以用一束高度集中的射頻能量蒸發花崗巖。如果這樣的技術能夠廣泛使用,深層鉆探將變得很普遍,幾乎任何一塊土地都能獲得地熱能源。這就像人類擁有了一根魔杖,在地球上揮舞,使任何地方都能像美國得克薩斯州或沙特阿拉伯的油田一樣富含能源。





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