每一年，《科学》杂志的编辑团队都会评选出一项年度科学突破冠军以及九项年度科学突破入围奖。它们是一年里最重大的科学发现、科学进展和趋势。

韦伯望远镜运维科学家获得Nature年度十大人物；紧接着，Science也将韦伯望远镜评为年度最大科学突破，此外，包括AIGC、NASA成功撞击小行星、云南大学创制多年生稻等在过去的一年里科学界的重大成就也纷纷入选。

NASA的明星级新型太空望远镜

2021年12月25日发射升空的詹姆斯·韦布空间望远镜（JWST），在遭受了小型太空岩石撞击的波折下，依然在2022年产出了诸多令人惊叹的成果。从“毒蜘蛛星云”逐渐被尘云遮掩的新生恒星，到连红色新生恒星都清晰可见的高精细版“创生之柱”，再到迄今最深、最清晰的遥远宇宙红外图像……这个耗时20年、耗资100亿美元、拥有镀金镜面的“黄金之眼”，给天文学家带来了无数惊喜，使其稳居《科学》2022年科学突破榜首。

更易于耕种的多年生稻

春种秋收，年复一年，农民的辛苦不言而喻。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。

惊人的巨型细菌

细菌的“细”，意指其是只可用显微镜观测的“小个头”。但是也有细菌个头不小。被称为Thiomargarita magnifica的单细胞细菌，状如发丝，挂在红树林水中的落叶上。一根细丝就是一个细胞，长达1厘米，肉眼可见。这一迄今最大的单细胞细菌，接受了细致的结构分析和测序。它的发现，鼓舞了那些寻找大型和更复杂细菌的科学家。他们相信类似Thiomargarita magnifica的细菌界“巨人”，可能就隐藏在人们眼皮下。

黑死病如何改变欧洲人基因的新见解

黑死病即鼠疫，曾是欧洲人挥之不去的梦魇。700年前，约一半的欧洲人死于该疾病。但它在夺取生命的同时，也给予了生者一份“礼物”——增强对鼠疫耶尔森氏菌（鼠疫的病原）免疫反应的基因变异。研究小组通过分析英国伦敦和丹麦黑死病之前、期间和之后埋葬的500多人的骨骼中的古代DNA，发现了这种基因变异。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。

NASA成功撞击1100万公里外小行星

9月26日，在距离地球1100万公里的地方，一架自动售货机大小的航天器以每秒6公里的速度撞击了一颗直径160米的“无辜”小行星——Dimorphos。这一“暴力”行动，是人类有史以来首次对行星防御任务进行实地测试，即美国宇航局（NASA）双小行星重定向测试（DART）。地球周围并不平静，时常有天外来客光顾，虽然大部分在进入大气层时消磨殆尽，但不排除有更大的天体，如小行星等威胁地球安全。而解决方法是用足够的力度撞击小行星，使其转向，但同时又不能太过猛烈，导致其向地球发射小岩石碎片。DART任务的成功为科学家完善行星防御计划提供了更多数据。

呼吸道合胞病毒抗体疫苗迎来曙光

为攻克呼吸道合胞病毒（RSV）而研发的疫苗，在50年前非但不能治病，反而可能医死人。当时，一种实验性候选RSV疫苗的临床试验，导致两名儿童死亡、80%的接种者入院。此后，RSV疫苗的研发停滞了数十年。今年，有两款RSV疫苗挣脱了“致死”的枷锁，证明了它们可以安全地保护婴儿和老年人这两个受RSV感染影响最严重的群体。这两种疫苗可预防60岁以上人群患重症，且无严重副作用，甚至其中一款疫苗可供孕晚期母亲接种，并能将抗体传给胎儿，保护婴儿免受RSV影响长达6个月。

200万年前环境DNA重现古老生态系统

DNA可以保存多久？最新答案是200万年。近期，科学家从格陵兰岛东北角冻土中提取到了200万年前的DNA序列。这些迄今最古老的DNA序列秒回了一个失落的世界——如今这个荒凉贫瘠的地方，在200万年前曾经是乳齿象和驯鹿的家园，被低纬度地区常见的杨树、云杉和紫杉森林，以及至今仍然生长在此的莎草、灌木和桦树覆盖。这些发现显示，古代沉积DNA可能有助揭开过去生态系统的惊人面貌。

发现可能导致多发性硬化的病毒

多发性硬化（MS）是一种“自己人打自己人”的疾病，即免疫系统攻击神经元。轻症患者视力模糊、疲劳、麻木，而重症患者会逐渐无法说话、行走。科学家此前锁定了“嫌犯”爱泼斯坦-巴尔二氏病毒（EB病毒），但却没有找到其“犯罪”的关键性证据。因为虽然几乎所有MS患者都有EB病毒抗体，但95%的健康成年人也有该抗体。因此，研究人员很难确定该病毒是否为病因。今年，研究人员利用大量军事医疗记录给EB病毒“定罪”，证明了其所含蛋白质能够欺骗免疫系统，使其攻击神经细胞，从而造成神经损伤。这一发现可能会促成治疗或预防这种神秘疾病的新方法。

美国颁布《通胀削减法案》

今年美国出台《通胀削减法案》，Science认为这是一部具有里程碑意义的气候法。

法案包括未来十年投入约4300亿美元用于气候和清洁能源以及医疗保健领域等内容。

将提供高达3690亿美元补贴，以支持电动汽车、关键矿物、清洁能源及发电设施的生产和投资，其中多达9项税收优惠是以在美国本土或北美地区生产和销售作为前提条件。

实际上，今年全球温室气体排放量还在上升，诸多气候学家认为全球气温上升幅度会超过1.5摄氏度，人类在保护环境上的动作，还要更快一些。

AIGC：AI进军艺术科学探索的抢地战

今年AI圈最大的趋势，非AIGC莫属。

它意味着，AI进军到了此前被视为“人类独占”的领域，如艺术表达、科学发现。

Science表示，最初AI这种渗透是缓慢的，但在今年逐渐形成了一场抢地战。

Dall·E 2先声夺人，以逼真、契合的效果，掀起了文本-图像模型的新趋势。紧接着Stable Diffusion在更大众层面掀起狂潮——当然也引发艺术圈争议。

但用扩散模型生成精美的图像视频，已经成为了今年科技巨头都在冲的领域，Meta、Google都在接二连三发布相关模型。

以及在科学探索、数学、编程方面，AI也在大举阔步。去年，AlphaFold2就获得了Science年度最大突破。今年，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。尽管AIGC目前还尚存许多争论，但毋庸置疑的是，它能开拓人类的创造力。

Science评价说，这种现象，或许就像过去人类接受织布机、照相机等发明的过程一样。