北京时间，12月20日，《Science》公布了今年的科学十大突破。

  黑洞照片图片来源：《Science》杂志

  黑洞巨大，无处不在，在某些情况下甚至与我们的太阳系一样大。它们的引力，以及对周围的影响，都揭示这它们的存在。对天文学家来说，这张照片是数十年来对于他们看不见的神秘物体进行理论研究的验证，对于人类来说则是加深了对宇宙，对自身生存环境的认知，同时这令人回味的图片是2019年《Science》杂志年度突破冠军。

  参考文献

  S.Doeleman, FocusontheFirstEventHorizonTelescopeResults, TheAstrophysicalJournalLetters, April2019

  C.Goddi etal., FirstM87EventHorizonTelescopeResultsandtheRoleofALMA, TheMessenger, Vol.177,Quarter3,p.25,2019

  H.Falcke etal., ViewingtheShadowoftheBlackHoleattheGalacticCenter, TheAstrophysicalJournalLetters, Vol.528,p.L13,7December1999

  2.与Denisovans面对面

  Denisovans面部艺术化重构图片来源：《Science》杂志

  基于从DNA推测物理特征的方法，推测出了7.5万年前，居住在俄罗斯西伯利亚的人类祖先之一Denisovans的面貌，同时这也是由中国科学院青藏高原研究所研究员陈发虎团队和兰州大学资源环境学院副教授张东菊领衔的研究。

  参考文献

  F.Chen etal., AlateMiddlePleistoceneDenisovanmandiblefromtheTibetanPlateau, Nature,Vol.569,p.409,1May2019

  D.Gokhman etal., ReconstructingDenisovanAnatomyUsingDNAMethylationMaps, Cell,Vol.179,p.180,19September2019

  A.Gibbons, FirstfossiljawofDenisovansfinallyputsafaceonelusivehumanrelatives, Science,1May2019

  M.Price, AncientDNAputsafaceonthemysteriousDenisovans,extinctcousinsofNeanderthals,Science,19September2019

  3.谷歌宣布“量子霸权”

  Google量子处理器的芯片图片来源：《Science》杂志

  量子计算时代开始了。谷歌的物理学家声称，他们已经使用量子计算机来计算普通计算机无法计算的东西，从而达到了称为量子至上的里程碑。

  参考文献

  F.Arute etal., Quantumsupremacyusingaprogrammablesuperconductingprocessor, Nature, Vol.574,p.505,23October2019

  A.Cho etal., IBMcastsdoubtonGoogle’sclaimsofquantumsupremacy, Science, 23October2019

  孟加拉国营养不良孩子图片来源：《Science》杂志

  每年，数百万严重营养不良的儿童无法完全康复，即使他们饱食后仍会发育不良和患病。十年的研究指出了根本原因：他们的肠道微生物尚未成熟。今年，一个国际团队在这项研究的基础上，提出了一种低成本，易于获得的补品，该补品可以优先刺激有益肠道细菌的生长。补充剂在一个小型试验中表现良好，并且正在进行大规模临床试验，以了解该补充剂如何防止发育迟缓。

  参考文献

  A.Raman etal., Asparsecovaryingunitthatdescribeshealthyandimpairedhumangutmicrobiotadevelopment, Science,Vol.365,12July2019

  J.Gehrig etal., JEffectsofmicrobiota-directedfoodsingnotobioticanimalsandundernourishedchildren, Science, Vol.365,12July2019

  E.Pennisi, Gutmicrobesmayhelpmalnourishedchildren, Science,Vol.365,p.109,12July2019

  墨西哥尤卡坦半岛上的陨石撞击坑图片来源：《Science》杂志

  在六千六百万年前，一颗巨大的小行星撞击地球后，世界上76％的物种（包括大型恐龙）消失了。但是还不清楚它们到底是如何死亡，何时死亡以及生态系统恢复的速度如何。现在，从对墨西哥尤卡坦半岛影响的地点提取的沉积物核心，再加上在美国发现的一些丰富的化石，使这一灾难及其后果成为人们关注的焦点。

  参考文献

  S.Giulick etal., ThefirstdayoftheCenozoic, ProceedingsoftheNationalAcademyofSciences,Vol.116,p.19342,24September2019

  R.DePalma etal., AseismicallyinducedonshoresurgedepositattheKPgboundary,NorthDakota, ProceedingsoftheNationalAcademyofSciences,Vol.116,p.8190,23April2019

  M.Henehan etal., RapidoceanacidificationandprotractedEarthsystemrecoveryfollowedtheend-CretaceousChicxulubimpact, ProceedingsoftheNationalAcademyofSciences,Vol.116,p.22500,5November2019

  T.Lyson etal., ExceptionalcontinentalrecordofbioticrecoveryaftertheCretaceous–Paleogenemassextinction, Science,Vol.366,p.977,22November2019

  E.Pennisi, Howlifeblossomedafterthedinosaursdied, Science,24October2019

  Arrokoth，一种可能是构成太阳系早期形态的物质图片来源：《Science》杂志

  去年，它只是太空黑暗中的一个很小的灰色斑点，今年“新视野”号探测了迄今为止人类拜访过的最遥远的天体，并取名为Arrokoth，这些图片不仅向我们展示了茫茫宇宙中那些不为人知的奥妙，更有利于我们揭示与太阳系起源和演化.有关的谜题。

  参考文献

  S.A.Stern etal., InitialresultsfromtheNewHorizonsexplorationof2014MU69,asmallKuiperBeltobject, Science,Vol.364,17May2019

  P.Voosen, NewHorizonsinspectsadistanttimecapsule, Science,Vol.363,p.115,11January2019

  P.Voosen, Thespace‘snowman’attheedgeofoursolarsystemisactuallytwolumpypancakes, Science,18March2019

  实验室花费12年成功培育了古细菌图片来源：《Science》杂志

  经过12年的尝试，日本的一个研究小组成功地从深海沉积物中培育出了一种神秘微生物，并对其基因组进行了测序。它可能可以揭示我们所有人的最终血统。

  参考文献

  H.Imachi etal., Isolationofanarchaeonattheprokaryote-eukaryoteinterface, bioRxiv,6August2019

  E.Pennisi, Tentacledmicrobehintsathowsimplecellsbecamecomplex, Science,Vol.365,p.631,16August2019

  CFTR蛋白（绿色）的模型，在细胞表面存在囊性纤维化缺陷图片来源：《Science》杂志

  2019年10月，是基因的药物的里程碑：FDA批准了对大多数囊性纤维化（CF）病例有效的治疗方法。这种被称为Trikafta的三药组合治疗可以纠正肺部疾病背后最常见的突变的影响。对于那些发生突变的人（约占所有CF患者的90％），它可以将CF从进行性疾病转变为更易于控制的慢性疾病。自从CF基因CFTR被发现以来，Trikafta是30年研究的产物。

  参考文献

  U.S.FoodandDrugAdministration, FDAapprovesnewbreakthroughtherapyforcysticfibrosis,21October2019

  P.Middleton etal., Elexacaftor–Tezacaftor–IvacaftorforCysticFibrosiswithaSinglePhe508delAllele, TheNewEnglandJournalofMedicine,Vol.381,p.1809,7November2019

  H.Heijerman etal., EfficacyandsafetyoftheelexacaftorplustezacaftorplusivacaftorcombinationregimeninpeoplewithcysticfibrosishomozygousfortheF508delmutation:adouble-blind,randomised,phase3trial, TheLancet,Vol.394,p.1940,23November2019

  在刚果民主共和国持续爆发的埃博拉疫情期间，一名医护人员穿上防护装备图片来源：《Science》杂志

  在刚果民主共和国历史上最致命的一次疫情爆发中，科学家们最终确定了两种药物，可以大大降低该病的死亡率。两种都是抗体，一种是从1996年埃博拉疫情的幸存者中分离出来的，另一种是在具有人源化免疫系统的小鼠中产生的三种抗体的混合物。在一项使四种不同药物相互抗衡的随机试验中，接受这两种药物之一的患者中约有70％幸存下来，而使用其他两种药物中的任一种的患者中约有50％存活了下来。

  参考文献

  NationalInstituteofAllergyandInfectiousdiseases, IndependentMonitoringBoardRecommendsEarlyTerminationofEbolaTherapeuticsTrialinDRCBecauseofFavorableResultswithTwoofFourCandidates, 12August2019

  K.Kupferschmidt, SuccessfulEbolatreatmentspromisetotameoutbreaks, Science,Vol.365,p.628,16August2019

  10.人工智能的发展

  人工智能在扑克牌领域战胜人类顶级玩家图片来源：《Science》杂志

  今年，人工智能（AI）程序在最受欢迎的扑克版本（无限注德州扑克）中击败了一些世界上最好的玩家。具有里程碑意义的结果标志着AI在多人游戏竞赛中首次获胜，人工智能在游戏中以惊人的速度压制人类，对于人类来来说到底是好事还是坏事呢。

  参考文献

  N.BrownandT.Sandholm, SuperhumanAIformultiplayerpoker, Science,Vol.365,p.885,30August2019

  A.BlairandA.Saffidine, AIsurpasseshumansatsix-playerpoker, Science,Vol.365,p.885,30August2019