目錄

卷首語

科學在取得突破的同時，也遭受“損害”

1957年，約翰·肯德魯（John C. Kendrew）和馬克斯·佩魯茨（Max F. Perutz）通過X射線晶體學方法揭示了第一個蛋白質結構——肌紅蛋白的三級結構。之后，他們又確定了血紅蛋白結構。作為一名生物無機化...

專稿

《科學》2021年度十大科學突破

人工智能預測蛋白質三維結構是年度最大突破， 另有九大突破。 AI預測蛋白質三維結構 1972年，被授予諾貝爾獎的美國生物化學家克里斯蒂安·安芬森（Christian Anfinsen）在發(fā)表獲獎感言時提出：有一天，我們可以僅僅根據...

《自然》2021年度十大人物

《自然》 年度十大人物榜單集中了2021年的科學里程碑以及其中舉足輕重的人物。 這十位人物和他們的同事一起做出了不起的發(fā)現， 并提醒公眾關注至關緊要的問題。 《自然》十大人物不是一個獎項或排名， 他們的故事代表了2021年發(fā)生的重要科學事件...

物理學

100億年前，星系中的氣體就已耗盡

通過對宇宙深處的觀測，我們開始對恒星形成過程停止的時間、原因和方式有所了解。 大約有45億年歷史的太陽，在宇宙中只不過是個后輩。恒星形成的鼎盛時期是在100多億年前，即大爆炸之后的35億年。從那時起，恒星形成的速率一直呈指數下降。 但并非所...

生命科學

大腦空間感研究50年

當大鼠在一個特定空間位置中進行自然導航時，大腦海馬區(qū)的神經元會選擇性激活。 這一研究發(fā)現讓人們開始關注腦如何形成空間記憶。 人類幾乎所有的意識經驗都與空間感相關聯：享用美食的餐廳、每天的回家路、收納茶杯的地方、哪張椅子最舒適等等?？臻g感告知...

人造線粒體成功了嗎？

細胞很善于“吞吐”，它們會擠出一些小囊泡，即外泌體。這些外泌體又能與另一個細胞合并。此類吞吐過程是細胞共享資源、傳遞信息的一種方式，也是生命體通信的一大重要組成。 2021年9月13日，有研究團隊在《自然-催化》（Nature Cataly...

醫(yī)學與健康

百歲老人的健康、衰老與膽汁酸和腸道菌群相關

一項研究發(fā)現那些100多歲的老人們普遍擁有一種特別的膽汁酸。 這種膽汁酸由細菌分泌，能夠促進人體健康并預防感染。這項發(fā)現再次提升了我們對健康老化的認知。 相比于年輕人，老人更可能得一些與衰老相關的疾病，例如心血管疾病，癌癥和2型糖尿病。但是...

干細胞和再生醫(yī)學之夢：觸不可及的無限可能

短期內它無法實現雄偉的藍圖，而且干細胞騙子們試圖劫持這一夢想。 21世紀初，干細胞領域成為人類的科學想象力的奔騰之地。我們開始暢想怎樣挖掘利用這一生命構建者的神奇治愈能力。再生醫(yī)學的時代似乎正在到來：我們很快將會通過干細胞來修復和替換受損的...

生態(tài)與環(huán)境

森林碳圖

脆弱的生態(tài)系統(tǒng)中儲存的碳如果釋放出來，可能會使全球變暖超過1.5℃。 歷經十年、百年和千年的歲月，紅杉向著天空不斷生長，熱帶海洋蜿蜒的海岸邊紅樹林逐漸蔓延，泥炭地富含碳的土壤緩慢下沉，鎖住了數十億噸的碳。如果這些天然的碳儲藏庫因森林砍伐或沼...

人工智能

人工智能的過去與未來

有辦法擺脫人工智能的興衰周期嗎？ 1956年夏天，一群數學家和計算機科學家占用了達特茅斯學院數學系所在大樓的頂層。在大約八周的時間里，他們想象著是否存在對一個全新領域進行研究的可能性。 當時作為達特茅斯學院的一名年輕教授，約翰·麥...

冠狀病毒危機

新冠病毒為何總是快人一步？

只要存在易感人群，病毒就會進化。 2021年1月首現南非的新冠病毒C.1譜系當時看起來與其他變種相似，也并未傳播太廣泛，其基因組沒有什么奇特之處。然而病毒進化得異常之快，快過地球上其他任何生物。美國巴斯大學教授埃德·菲爾（Ed F...

走近科學

為什么追尋野生風味的當下，市場卻沒有野生金針菇的身影？

本篇報道圍繞2018年度上海市科技進步獎一等獎項目“工廠化金針菇系列新品種的選育及推廣應用”展開，該獎項由上海市農業(yè)科學院食用菌所育種團隊獲得。 如果說金針菇是個頭戴金黃帽的小短腿，會不會招來吃貨們的疑惑？實際上，我國古代人食用的野生金針菇...

大家·科技前沿

陰陽稟自然：有機催化的發(fā)展與影響

北京時間2021年10月6日下午，瑞典皇家科學院宣布2021年諾貝爾化學獎花落德國馬普煤炭研究所的本杰明·李斯特（Benjamin List）教授和美國普林斯頓大學戴維·麥克米蘭（David MacMillan）教授，以...

今日啟明星

在交叉學科前沿領域探索有成的兩星友

在今天這樣一個鼓勵創(chuàng)新的時代，很多人都會覺得走交叉學科之路勢在必行。以成員眾多、學科齊全、創(chuàng)新活力旺盛為特征的上?？萍紗⒚餍侨后w能否提供一些交叉學科的成功案例？一提起這個話題，筆者馬上就想到宰建陶和陶飛兩位星友。他們同為2018級星友，分別...

交叉學科實踐及感悟

在今天這樣一個鼓勵創(chuàng)新，且基礎研究得到從未有過的重視程度的今天，很多人都會覺得走交叉學科之路勢在必行。但是這方面的成功案例并不多見。本次同時采訪宰建陶、陶飛兩位星友，也是因為他們在交叉學科探索方面已經有所成就、有所心得。他們談到了開展交叉學...

智庫觀察

2021十大新興技術

世界經濟論壇（WEF）于2021年11月發(fā)布《2021十大新興技術》報告。2012年開始，WEF每年發(fā)布一份《十大新興技術》報告。從2015年開始，WEF與《科學美國人》雜志展開合作，雙方專家共同合作撰寫報告。2021年的報告是該系列報告的...

創(chuàng)新啟示錄

到底何為元宇宙？

聽一下馬克·扎克伯格（Mark Zuckerberg）或薩蒂亞·納德拉（Satya Nadella）之類科技公司CEO的說法，元宇宙是互聯網的未來。或者它是一款電子游戲，抑或可能是視訊軟件Zoom的一個更為糟糕、極為不舒...

科學家在工作

從搖滾樂到糖科學，卡羅琳 ? 貝爾托西走上科研之路

卡羅琳·貝爾托西（Carolyn Bertozi）的父親是麻省理工學院的物理學教授，但她進入哈佛大學后，一度想主修音樂?！拔腋改覆幌Ｍ疫@么選擇。我的一個親戚從事音樂事業(yè)，最后卻通過在銀行上班來付房租。我不太敢違抗他們?！庇谑撬x...

科學與社會

全球人口增長將保持多久？研究者意見分歧

聯合國預測，到21世紀末將有近110億人生活在地球上，但其他人口研究團隊預測，全球人口增長將更早達到峰值，而且總人口遠低于聯合國的預測值。 20世紀80年代對于新加坡的準父母來說是一個令人費解的時期。新加坡政府最初告訴他們“生兩個孩子就夠了...

書評

美國的氫彈試驗令許多生命灰飛煙滅

洛斯阿拉莫斯核武器實驗室前主任哈羅德·阿格紐（Harold Agnew）認為，應該定期要求世界各國領導人親眼見證氫彈引爆的景象，這僅僅是為了提醒他們，萬一事態(tài)失控會發(fā)生什么。阿格紐曾經乘坐追逐飛機跟隨“艾諾拉·蓋號”轟炸...

科苑

藝術呈現科學之美，提供我們一個深刻理解世界的渠道

科學家常常邀請公眾來領略他們的所見，利用從雕版木塊到電子顯微鏡的一切工具來探索科學事業(yè)的復雜性和生命之美。通過圖示、照片和視頻來分享這些所見，使得普通人也能探索各式各樣的科學發(fā)現，從新發(fā)現的鳥類物種到人體細胞的內部工作機制，不一而足。 作為...

微科幻

星際兵團組員手冊15-A37節(jié)：關于精神錯亂

第一分節(jié)：平行宇宙 從進行新兵訓練時開始，星際兵團的每名組員都會在他們的生日那天向復制機定購一件隨機物品。請記錄那件物品結果成了什么，當平行宇宙的另一個自我出現時，此舉會幫助兵團通過比較生日記錄而縮小分歧點。 假如你是一名組員，發(fā)現你的現有...

科學人物

安東尼? 休伊什（1924—2021）

安東尼·休伊什是著名的射電天文學家，因發(fā)現脈沖星而獲得諾貝爾物理學獎。 安東尼·休伊什（Antony Hewish）是射電天文學的先驅。他的學生約瑟琳·貝爾·伯奈爾（Jocelyn Bell Burn...