12月20日，《科学》公布了2019年十大科学突破。其中包括中国科学院青藏高原研究所等单位组成的联合研究团队在东亚首次发现丹尼索瓦人遗骸，而第一张黑洞照片的拍摄同样有中国科学家参与。

黑洞照片位居十大突破首位。“事件视界望远镜”项目4月10日发布了人类获得的首张黑洞照片，引起全球关注和热议。这是人类第一次看到理论中存在的天体。该黑洞位于室女座一个巨椭圆星系M87的中心，距离地球5500万光年，质量约为太阳的65亿倍。它的核心区域存在一个阴影，周围环绕一个新月状光环。

为了一窥黑洞真容，全球200多名科学家组成了合作组，其中来自中国大陆的学者有16人，还有部分来自中国台湾地区。

大约40年前，一位僧人在西藏高原边缘的白石崖溶洞里发现了一块奇怪的人类颌骨。今年，中国科学院院士、中国科学院青藏高原所研究员陈发虎，兰州大学资源环境学院张东菊副教授和德国马普学会进化人类学研究所Jean-Jacques Hublin教授等带领的研究团队，利用古蛋白分析方法，对比检测了这块有16万年历史的化石，结果显示它属于丹尼索瓦人。

这件下颌骨化石也成为目前已知最早的青藏高原人类化石，是青藏高原最早的人类活动证据。它不仅将青藏高原有人类活动的历史从距今4万年上推至距今16万年，而且为进一步揭示现代藏族人和夏尔巴人的高海拔环境适应基因来源提供了新线索。

白垩纪—古近纪大灭绝研究进入了“超级年”。研究人员揭开了人类迄今探测的最遥远太阳系天体——“天涯海角”的神秘面纱，并开启了量子计算时代。对古菌的研究则朝着解决真核生物起源争议迈出了重要一步。

10月，基因药物迎来了一个里程碑：一种能有效治疗囊性纤维化的药物获得批准。这种名为Trikafta的三联疗法可用于治疗携带最常见基因突变的囊性纤维化患者。一个国际团队提出了一种低成本、易获得的补充剂，能刺激有益肠道细菌的生长，以对抗严重营养不良。科学家还最终确定了两种能够显著降低埃博拉死亡率的疫苗。

一款人工智能程序在得州扑克游戏中击败了一些世界上最优秀的玩家，这标志着人工智能首次在多人游戏竞赛中获胜。

此外，亚马孙大火、麻疹复活、鸟类锐减等被评为2019年“崩坏”事件。

01、遇见丹尼索瓦人

大约40年前，一位僧人在西藏高原边缘的白石崖溶洞里，发现了一块奇怪的人类颌骨。这个长着巨大臼齿的下颚很特别，于是他把它送给了当地很有威望的六世贡唐活佛，后者又把它捐给了研究人员。

今年5月，科学家用了一种分析古代蛋白质的新方法，鉴定出这个奇怪的下颚属于丹尼索瓦人（Denisovan）——它们生活在约5万年前的亚洲各地。此前，人类学家只在西伯利亚的丹尼索瓦洞穴中发现过尼索瓦人。这意味着，科学家首次在丹尼索瓦洞以外的地方——青藏高原，发现了丹人（见“丹尼索瓦洞之外的丹尼索瓦人，在青藏高原现身了”）。

02、埃博拉病毒

▲刚果民主共和国暴发期间，一名卫生工作者穿戴防护装备

1976年，一种新型病毒在刚果民主共和国（当时叫扎伊尔）的雨林中出现。它肆虐了临近的村庄，杀死了280人，从那以后，这种病毒以旁边一条河流命名，同时也成为了致命的、无法治愈的同义词：埃博拉病毒。

今年，这一现状终于开始改变。在另一场刚果的疾病爆发期间，科学家最终确定了两种能够显著降低该病死亡率的药物。它们都是抗体，一种是从1996年埃博拉疫情的一名幸存者身上分离而来，另一种是由三种抗体混合而成，这些抗体是在具有人类免疫系统的小鼠体内产生的。

03、黑洞照片

根据广义相对论，宇宙空间中存在的一种质量相当大的天体和星体，是由质量足够大的恒星在核聚变反应燃料耗尽后引力坍缩而成。黑洞的质量大，产生的引力场特别强，以致于大量可测物质和辐射都无法逃逸。然而，一直以来，我们却未曾观测到黑洞的存在。

直到今年4月，一组国际天文学家公布了一张黑洞“阴影”的特写图像，显示了一颗黑暗的心周围环绕着一圈光，这些光是由环绕它的光子产生的。对于天文学家来说，这张照片是对他们几十年来看不见的神秘物体的验证。

04、药物治疗囊性纤维病

今年10月，科学家庆祝了基因药物的一个里程碑：一种有效治疗囊性纤维病（CF）的药物（Trikafta）获得美国食品药品监督管理局（FDA）批准。

囊性纤维病是一种罕见遗传疾病，患者的肺部、消化道和身体其他部位可形成稠厚的黏液，从而导致严重的呼吸和消化系统病变，也可导致感染、糖尿病等其他并发症，患者平均寿命在45岁左右。

05、微生物对抗营养不良

每年都有数百万严重营养不良的儿童无法完全康复，即使后来他们吃饱了，仍然发育不良体弱多病。最近研究者找到了一个根本原因：他们的肠道微生物没有成熟。

今年，一个国际团队提出了一种低成本、容易获得的补品，优先刺激有益肠道细菌的生长。这些补品在小规模试验中表现良好，目前正在进行大规模的临床试验，以观察它们在预防发育迟缓方面的效果。

研究小组首先确定了15种成熟肠道微生物群落的特征，他们发现奶粉和大米对关键细菌的扩散几乎没有帮助，但含有鹰嘴豆、香蕉、大豆和花生粉的补充剂能够帮助微生物群成熟。更多的儿童正在接受更长时间的随访，以了解这些变化是否会转化为对发育迟缓起作用，者意味着改善微生物组有助于解决这一世界性问题的最终证据。

06、致命的撞击及其后果

6600万年前，一颗巨大的小行星撞击地球后，包括大型恐龙的76%的物种消失了。但这一过程具体细节目前还不清楚。为此，国际海洋探索计划（International Ocean Discovery Program）在直径193公里的希克苏鲁伯陨石坑（Chicxulub crater）中心周围的崎岖山丘上进行了钻探。

这次钻探提取了835米的岩芯，其中包括小行星撞击时130米的沉积物。研究表明，撞击发生后，熔化的岩石填满了撞击孔，破碎后海水涌了进来，搅动起沉积物；然后，海啸席卷了更多的物质，包括撞击引发的野火产生的木炭。尽管该地点富含硫，但在地核中几乎不存在，这表明它全部蒸发了，可能导致了全球迅速变冷变暗。

07、量子优越性

今年十月，来自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，从而实现 “量子优越性”。

常规计算机处理以0和1编码信息，量子计算机使用量子比特，由于该系统可同时探索大量潜在的解决方案，因此成熟的量子计算机比传统计算机能更快地分解出大量因子，从而使得量子计算机能破解当前的互联网安全协议。

谷歌研究人员使用了一个包含53个量子比特的芯片，这些芯片由超导金属的微小电路制成，实现了一组随机选择的相互作用，并从本质上证明了该机器将输出正确的量子态。对该处理器利用量子叠加和量子纠缠实现的计算空间与经典比特所能达到的相比，实现了指数级的增加。

08、出现 “缺失环节” 微生物

今年，微生物学家朝着解决关于真核生物起源的争议迈出了重要的一步。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。这种生物为 Prometheoarchaeum syntrophicum 菌株 MK-D1，是最近被认可的 Asgard 微生物群的成员，这些微生物不是细菌，而是一种完全独立的生命分支，称为古细菌。

令人惊讶的是，这些片段包含的基因以前被认为仅在真核生物中发现。比较DNA 分析表明，Asgard 甚至可能产生了真核生物。这个激进的想法会将生命领域从三种（古细菌、真核生物和细菌）缩小到两种：细菌和古细菌，而真核生物被简化为古细菌的一个子集。

09、遥远星体的特写

今年，NASA耗资8亿美元的 “新视野” 号飞船在 “天涯海角”（2014 MU69）上空扫过，这是一个距离地球66亿公里的天体，位于海王星以外的一个称为Kuiper 带的区域，它成为了人类探测器至今为止到达的最远的天体，初步发回的数据解释了该星体形状与运动的疑团，这将进一步揭示太阳系起源的奥秘。

MU69 的新正式名称为 Arrokoth，它由两个类似块状薄煎饼的原始行星结构组成，并在狭窄的颈部连接。这两瓣在太阳系形成时分别形成，奇特的形状和无瑕的均质表面为行星构造块的形成提供了新观念。

它们并非撞击而成，相反在太阳形成后不久，静电将尘埃颗粒聚集到了几厘米大小，然后原始星云的漩涡使这些小块聚在一起，聚集成云团，这些云团在重力作用下坍塌成千米大小的团块。这种 “流动不稳定性” 可以解释为什么Arrokoth 有两块：卵石云塌陷时旋转得更快，产生了使其破裂的湍流。两块靠近，直到它们的轴对齐，并且相互吸引，靠拢在一起。

10、人工智能掌握了多人扑克

今年，美国卡内基梅隆大学的 Noam Brown 和 Tuomas Sandholm 设计出了新的智能系统 Pluribus，在无限注德州扑克中击败了最厉害的专业玩家。

扑克相比棋类游戏，挑战在于玩家看不到对手的牌，因此获得的信息有限，Pluribus 并未利用纳什均衡找到博弈论上的最优策略，在德州扑克中，由于每一回合可以采取的行动实在太多，为了减少问题的复杂度，研究者采用了行动抽象（Action abstraction）和信息抽象（Information abstraction）的简化技术，Pluribus 因此只会将信息抽象用于对未来几个回合的预想中，而不会用在当前回合的决策上。

但通过对自己进行数万亿场比赛，Pluribus 制定了针对各种情况的基本策略。然而，AI还没有玩完所有游戏。即使在扑克方面，仍有改进的空间，像是桥牌这种更复杂的游戏，AI仍未掌握。尽管 Pluribus 可以虚张声势，但它无法调整其策略来利用对手的特殊弱点。

作者：唐一尘、杨枭

编辑：张鹏

责任编辑：许琦敏 顾军

来源：综合自《中国科学报》、科学网、《知识分子》