可能改变世界的六大科学新发现

发现年轻小鼠血液中“长生不老药”，或适用于人类抗衰老；猪器官人体移植在争议中前行，有望解决人类器官移植难题；世界首个分子机器人诞生，有望在诸多领域带来新应用……2017年的这些大科技，或许蕴藏着改变人类命运的潜力。

年轻血液中的“长生不老药”

2017年4月，美国斯坦福大学托尼·韦斯·克雷试验室的神经科学家在《自然》上发文，证明了人类脐带血中的蛋白质TIMP2可以改善老年小鼠的大脑功能。早在3年前，科学家就曾发现，将年轻小鼠的血浆注射到年老小鼠体内，可以提高年老小鼠的认知能力，帮助它们更快完成走迷宫的游戏。

为了验证这样的抗衰老规律是否也适用于人类，韦斯·克雷合作创立的公司开展了一项小型人体试验。18名（年龄介于54到86岁之间）患有中度至重度阿尔兹海默症的患者参与了测试。将生理盐水安慰剂或去除了血红细胞的血浆（血浆来自18-30岁的年轻人）作为注射物，每周对受试者注射一次，持续4周。在试验周期中，监测受试者的认知能力、自理能力和情绪状态。结果显示，受试对象没有出现严重的不良反应，输血并没有提高他们的认知能力，但却显著提高了他们的自理能力。

这一结果，引起了阿尔兹海默症研究者的极大兴趣，不过他们仍抱有谨慎的态度：年轻血液提高认知行为能力试验目前尚未被独立团队重复过、反复给老年人输入外来血浆是否会导致免疫系统炎症或者免疫系统疾病、该研究结果只是建立在小样本实验的基础上等，更夯实的科学依据还有待获取。

争议中前行的猪器官人体移植

人类的器官移植，一直供不应求，猪脏器官的大小和功能与人体自身具有相似性，被认为是最有可能为人类提供异种器官移植的动物。

2017年1月26日，一个国际团队在《细胞》杂志发表成果，他们把人类干细胞注入猪胚胎中，首次成功培育出人猪嵌合体胚胎，并在猪体内发育了3到4周时间。人猪嵌合体研究面临巨大的伦理争议，但科学家认为，这项工作最终有助在动物体内培育出可供移植的人类器官，从而解决移植器官来源严重不足的难题。研究人员表示，人猪嵌合体胚胎还有助于模拟认识许多人类遗传疾病的早期起病过程，并实施药物测试，最终将带来可供移植的人类器官。同时，由于诱导多能干细胞直接取自需要器官移植的患者，所长出的器官移植后产生的免疫排斥风险将大幅降低。

人类首次“看到”引力波这一科技事件，在由部分两院院士、资深科技记者和网友共同评选出的“国安杯”2017年国际十大科技新闻中摘得桂冠

不过值得警惕的是，猪的基因组中包含25种逆转录病毒，这些病毒对猪无害，却可能导致人类尤其是有免疫缺陷的移植患者细胞感染。猪种群已经与这25种逆转录病毒共生了约2500万年，这些病毒已经成为猪基因的一部分，此前研究人员认为这些逆转录病毒的失活会威胁猪的生存。

部分科学家还认为，猪逆转录病毒感染人类的风险尚不清楚，所以，距离真正实现猪源器官移植还有很长一段路要走。

智人起源又提前了十万年

2017年6月，德国研究人员在摩洛哥发现了早期人类的遗骸化石，测算结果显示，它们约有30至35万年历史，比先前发现的“最古老”智人化石还要早十万年。研究证实，这些化石正是迄今最早的智人化石，成果发表于《自然》上。

此次发现的化石存在大量与早期或近现代人类一致的特征，如面部、下颌和牙齿形态，以及较原始的脑颅和颅内形态。所以考古学家认为，这批化石代表了智人最早期的演化阶段，但这并不能说明智人起源于摩洛哥。研究人员表示，在摩洛哥发现的人类化石属于人类进化线上的一个重要组成部分，目前的数据只能表明早期智人在整个非洲大陆都有分布。而摩洛哥发现的智人化石与来自非洲其他地区的智人化石相似的特征，加深了科学界对目前呼声最高的“东非起源说”的质疑。

世界首个分子机器人诞生

2017年9月，《自然》杂志发表论文，介绍了英国曼彻斯特大学制造的世界首个分子机器人。它总共由150个碳、氢、氧和氮等原子组成，大小只有百万分之一毫米，将几百亿个这种机器人堆起来，也只有一粒盐那么大。

如此微小的分子机器人，却拥有机器手臂，能根据“指令”操控单个分子，用机器手臂搭建分子产品。过程与搭建乐高机器人的过程极其相似，只是部件换成了原子。

虽然建造这类分子机器人极其复杂，但所用的技术都是基于简单的化学反应，原子和分子相互作用的基础原理，以及小分子如何构建大分子等化学知识。

由于非常微小，分子机器人具有很多优势，能降低材料需求、加速药物研发、大幅减少能源消耗及推进产品微型化……未来有望在诸多领域带来令人激动的应用。

量子通讯打造终极通信密钥

毫无疑问，建造量子计算机是一个世界范围内的竞赛。

2017年，先是哈佛大学制造出拥有51个量子比特的量子系统，能模拟研究原子间相互作用；接着，IBM（国际商业机器公司）也宣布了一项里程碑式的进展，成功建成并测试全球首台50个量子比特的量子计算机原型；2017年年底，又有美国两项独立实验再次发力：量子模拟器受控量子比特数量已达到50多个，可用于研究经典计算机所无法进行的交互任务，模拟出目前真实物理设备达不到的物理条件。

然而，真正的突破并不是有多少个量子比特，而是量子能做些什么。

中国，去年因一个量子论和信息论相结合的研究领域——量子通信的最新突破，而领跑世界。

通信安全是人类数千年来追逐的终极目标，商业、金融业、军事和国防安全等众多领域都依赖通信安全。基于量子力学基本原理的量子密钥分发从原理上提供了无条件安全的加密方式，被称为终极的安全通信手段。

量子纠缠被爱因斯坦称为具有“鬼魅般的远距作用”，两个处于纠缠状态的量子似乎存在“心灵感应”，无论相隔多远，一个量子状态变化，另一个也会随之发生改变。而量子纠缠分发，则是让一对有“心灵感应”的量子异地而居，这尤其适用于保密通信，在此基础上开发的量子通信技术被视为是信息安全的“终极武器”。

2017年6月，中国科学技术大学潘建伟研究团队在《科学》发文称，其利用“墨子号”量子科学实验卫星在国际上率先成功实现了千公里级的星地双向量子纠缠分发，参与这次实验的两个地面站分别是青海德令哈站和云南丽江高美古站，两站距离1203公里，而此前的量子传输距离纪录仅为144公里。

人类首次“看到”引力波

引力波就像是时空的涟漪，带有强大的吸引力，科学家认为它能携带信息，允许我们回溯宇宙起源时的状态。美国激光干涉引力波天文台（LIGO）最早的建造者之一、美国加州理工学院理论物理学家基普·索恩认为：当引力波探测成为常态之后，就会开启天文学研究的另一扇窗——引力波天文学。

事实也正是如此。2015年，人类第一次探测到引力波，爱因斯坦广义相对论初获印证。第二次、第三次纷至沓来，第四次引力波事件在2017年诺贝尔奖宣布前夕公之于众。

北京时间2017年10月16日，美国国家自然科学基金会召开媒体见面会，邀请LIGO、欧洲处女座引力波探测器以及世界各地70多家天文台的科学家代表，共同宣布，人类首次探测到来自双中子星并合产生的新型引力波，并“看到”了这次并合事件发出的电磁信号。

全球各大天文学机构同时宣布的此次引力波事件，再次表明宇宙的“盖头”正一点点被掀起来。然而，宇宙的“模样”仍如水中望月，人类想要一窥全貌还有漫漫征程。