图片说明： LK-99进行超导特性测试
图片说明： “爱因斯坦瓷砖”
图片说明： 秘鲁史前巨鲸想象图
图片说明： 装有“贝努”小行星碎片的样本舱
本报特约记者 谢 昭
伴随着2023年步入尾声，不少外媒开始评选本年度的重大科技事件。从太空中詹姆斯·韦伯天文望远镜的最新成果到地球内部的“地核反向转动”；从与生活关系越来越密切的人工智能大模型，到引起全民讨论的“低温超导突破”……在即将过去的一年中，不同领域的这些科技事件代表着人类向未知领域的一步步探索。
天文：从小行星取回样品
美国国家航空航天局（NASA）公布了2023年度重大太空领域新闻，包括从小行星取样并成功送回地球；首次派出航天器研究富含金属的小行星；当前最强大的詹姆斯·韦伯太空望远镜发回大量深空科学照片等。NASA宣称，小行星采样探测器“奥西里斯-REx”在今年9月成功将装有“贝努”小行星碎片的样本舱送回地球。这是NASA第一次收集到富含碳的近地小行星碎片，也是人类迄今为止从小行星带回的最大样本。科学家认为，小行星“贝努”是太阳系最古老物质的代表，它们是由大型垂死恒星和超新星爆炸形成的。NASA的后续研究表明，该样本中有“高碳含量和水”的相关证据，说明这些组成地球生命的基本元素可能存在于地外岩石中，这为“地球生命起源于太空”的假说提供了重要证据。此外，美国还于10月发射了“灵神星”号探测器，它将前往火星与木星之间的小行星带，探测富含金属的小行星“灵神星”，为了解地球的内部构造以及太空贵重金属资源的利用提供机会。
美国《科学新闻》杂志网站提到，詹姆斯·韦伯太空望远镜今年拍摄了大量科学照片，包括一个距离地球约132亿光年的超大质量黑洞，它是有史以来人类观测到的距离最远、最古老的超大质量星体，可以追溯到宇宙只有4.7亿年的历史。美国《太空》网站评选出“2023年创下新天文纪录的重大发现”，包括“有史以来最高能量的太阳伽马射线”。此前NASA的费米伽马射线望远镜发现的太阳伽马射线能量为2000亿电子伏特。墨西哥高海拔水切伦科夫今年的观测结果约为一万亿电子伏特（TeV），少数粒子的能量接近10TeV。
物理：韩国“室温超导”引发全球热潮
近年来，由于现代物理领域的新突破距离人们日常生活越来越远，因此普通人很难感受到最新物理发现带来的影响。而今年7月，韩国科研团队宣布发现“室温超导”现象的消息，罕见地成为全球民众热议的话题。
英国《卫报》称，几十年来科学家们一直在寻找被称为“现代物理学圣杯”的室温超导体。超导是指在一定条件下电阻等于零，电流可在其间无损流动的物理现象，具备这种特性的材料被称为超导材料或超导体。但是这些材料通常只在温度很低的情况下——比绝对零度（零下273.15摄氏度）略高的温度下，才能表现出超导特性。这使得超导的实际应用变得困难。
7月，一个韩国团队在预印本网站arXiv上接连发表两份未经过同行评审的学术论文，宣布经过简单步骤就能制备完成、代号LK-99的铅基化合物在室温常压状态下具备超导特性。随着世界各地的实验室争相尝试复制这一发现，LK-99在社交媒体上流行起来，引发了全球的兴奋和怀疑。但到8月下旬，各国主要实验室均未能复现这一结果，目前的共识是没有足够证据表明LK-99具有室温超导的关键特征。此前，美国兰加·迪亚斯团队于今年3月也曾宣称在低压环境下实现了室温超导，但同样未能在其他实验室得到复现。
《卫报》称，即使LK-99不是“圣杯”，也不会阻止科学家对真正室温超导体的探索，“它可能为令人兴奋的新研究开辟意想不到的途径”。
人工智能：人工智能终于“智能”
以ChatGPT为代表的大语言模型终于在2023年让人工智能走进日常生活。《卫报》称，OpenAI公司的ChatGPT使用率大幅上升，在全球引发了关于人工智能未来作用以及它对人类社会各方面影响的激烈辩论。
报道称，虽然ChatGPT于2022年末发布，但它的全面走红却是在2023年，并凭借流畅的语言表达和看似百科全书的知识让人眼花缭乱。在ChatGPT带来的生成式人工智能领域方面，全球各大科技巨头都迫切希望占据领先地位。
为什么ChatGPT如此引人注目？报道称，首先它非常容易访问。任何拥有网络浏览器的人都能访问“这个星球上最复杂的人工智能”。其次，它终于开始像是我们印象里的人工智能——至少在某些程度上接近了我们在科幻电影中看到的那种人工智能。“其实我们已使用人工智能很长时间了，但平时很难意识到这点”。如今有了看起来真正能交流的东西，这并不是人工智能之路的终点——但它确实是一件大事的开始。
数学：首次发现“爱因斯坦瓷砖”
美国《科学新闻》杂志网站提到，今年数学家找到一种新的13边形，可以无限地铺满一个平面，而不会出现重复的图案。它被称为“爱因斯坦瓷砖”。这个由业余数学爱好者发现的不起眼多边形，被形容为“几十年来数学探索的顶峰”。
报道称，数学家们在20世纪开始认真研究平铺平面问题，这是一个数学和几何概念，指的是使用一个或多个形状（被称为“瓷砖”）来覆盖整个平面，而不留下任何间隙或重叠。20世纪70年代，诺贝尔奖获得者、物理学家罗杰·彭罗斯发现可以由两种“瓷砖”以非重复的方式覆盖平面，这被称为“彭罗斯平铺”。该问题在理论计算领域中被认为“不可判定”，无法利用超算帮助。
英国业余数学爱好者大卫·史密斯发现了这个结果。他花了两年时间才找到了这个13边形，并证明它是“爱因斯坦瓷砖”。这类数学发现与拓扑学、晶体学和准晶体结构等领域密切相关。
地球：地球内核开始反向转动
《科学新闻》杂志网站注意到，最新科学研究显示，地球内核于2009年暂停了相对地表的自转，现在开始反向旋转。尽管科学家解释称，这种自然现象很可能每隔几十年就会发生，但仍引发了社交媒体上的大量讨论。
相关论文作者、北京大学地球与空间科学学院宋晓东讲席教授今年4月接受《环球时报》记者采访时表示，“地球内核反转”的科学含义其实与很多人的字面理解并不一样，它是指相对于地表的旋转。研究发现，在过去几十年中，地球内核相对于地表向东超速旋转。该相对速度逐渐减慢，直到2009年左右，超速旋转减缓至停滞，内核与地表几乎呈同步状态。在此之后，内核相对于地表向反方向、向西旋转。
历史数据显示，内核的反转似乎在20世纪70年代初也曾出现。因此宋晓东研究团队推测，内核旋转相对于地表是震荡的，这一震荡周期大约是六七十年。目前科学家已了解到地表大气、海洋等因素对于地球自转的影响，但仍缺乏对地球内部因素如何在长周期内影响地球自转等现象的认识。
古生物：刷新史上最重动物的纪录
在古生物领域，备受媒体关注的2023年最重大发现之一是“史上最大动物的纪录被刷新”。根据国际研究团队在《自然》杂志发表的论文，一种生活在大约3900万年前、现已灭绝的古代巨鲸体重可能超过蓝鲸近一倍，赢得“地球史上最重动物”的头衔。
据称，该研究团队在分析秘鲁出土的骨骼化石后发现了这种体形巨大且骨骼异常沉重的鲸类动物。它的骨架长约20米，完整骨骼重量估计在5-8吨之间，比英国自然历史博物馆展出的25米长的蓝鲸骨骼还要重2-3倍。
据估算，这个新发现的古代巨鲸体重在85吨到340吨之间，超过了目前已知的世界最重动物蓝鲸，后者体重为200吨。报道称，这种巨大的哺乳动物被认为在3900万年前的浅水区徘徊，但它靠吃什么来保持如此巨大的体型仍然是个谜。
研究人员还说，通常认为鲸类体形“巨大化”发生在1000万年前，而新研究打破了以往认知，有助人们进一步理解鲸的进化。▲
