科学杂志2022十大科学突破出炉 十大科学界的重大突破 2022年世界十大科学突破

世界上主要的粮食作物——水稻、小麦、玉米，都是一年生作物，在每次收获后都必须重新种植。这对农民来说是繁重的劳作，还可能导致土壤侵蚀等环境问题。而中国云南大学胡凤益团队联合国内外研究人员开发的多年生水稻品种，种植一次后，自第二季起可连续免耕收获三四年，免去了农民每年数周的买种、育秧、犁田和移栽等重复劳动。跳过这一步，每季每人每公顷水稻种植的工作量可减少77天，成本降低了一半。此外，种植多年生水稻的田地养分有所增加。但到了第五年，产量就会下降很多，此时需要重新种植。该革命性多年生稻的诞生，为可持续农业发展注入了新动能。

黑死病即鼠疫，曾是欧洲人挥之不去的梦魇。700年前，黑死病席卷欧洲，并夺走了几乎三分之一人口的性命。之后科学家们便一直在研究，那些幸存者是如何逃过这场致命瘟疫的。但是想要从当代人身上检测到相关基因影响是几乎不可能的，所以研究古DNA是一条更可行的方案。2022年，研究人员就分析了500多具遗骨中的古DNA，这些遗骸分别埋葬于黑死病来临前、期间和之后。结果发现，幸存者携带变异基因的可能性更大，这些基因将会增强他们对鼠疫杆菌的免疫反应。在黑死病发生后的一个世纪里，这种保护性基因变体在欧洲人群中迅速传播，是迄今最有力的人类基因组中自然选择的案例。

无论是艺术还是科学发现，人工智能（AI）正向着原来被认为只属于人类的领域进军。起初，它们对相关领域的蚕食还十分缓慢，但在2022年却直接演变成了攻城略地。最具有视觉冲击力的证据——来自于所谓的文本生成图像模型，它们使用机器学习的技术来分析网络上图片和文字的配对，找到其中的模式，并依据你输入的文本创造新的图像。比如，OpenAI推出的软件DALL-E，在接收到“牛油果形状的扶手椅”这一指令后，能够生成数张符合该描述的图片。这些依据扩散模型的AI都能供公众使用，甚至有一位艺术家使用其中一个模型生成的图片赢得了美术大赛。而在科学探索、数学、编程方面，AI也在大举阔步，2022年DeepMind相继发布了AlphaTensor、AlphaCode。其中，AlphaTensor打破矩阵乘法计算50年记录，可用于计算机图形学、物理模拟和机器学习。AlphaCode则在编程比赛中，成绩超过了一半人类选手。

美国是世界上第二大温室气体排放国，但一直没有通过立法来大幅减少温室气体排放。2022年，由于一位关键参议员在最后一刻不再反对，《通胀削减法案》的气候条款获得通过，有望结束美国此前的“空谈”。该法案是美国有史以来为减缓全球变暖迈出的最大一步，将在未来10年向可再生能源与核能发电提供3690亿美元的资金、鼓励向电动汽车的全面转型并激励与减少工业排放相关的研究。这能使美国在10年后将其温室气体排放量降低到2005年排放水平的40%。然而，美国仅靠IRA实现《巴黎协定》的承诺可能还远远不够。