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2020-02-032019年科學大事件
602 期
Author 作者
趙軒翎／是生科人也是新聞人，因緣際會踏入科學傳播領域，一路跌跌撞撞但仍相信知識能改變世界，本刊副總編輯。
在跨年煙火中送走了2019 年，迎來了嶄新的2020 年；也在鞭炮聲中向農曆豬年說再見，由鼠年開始新的一輪。時間如流水一去不返，科學、科技卻在前人積累中不斷寫下新頁。在2019 年6 月號的《科學月刊》，倪簡白老師以〈2019 年中盤點—帶您一覽今年最夯的科學大事！〉這篇文章，帶著讀者回顧前半年的科學大事。這一次筆者，則試著再幫讀者補充一些2019年不可錯過的科學事件。
第一張黑洞照片席捲各大報頭版
去（2019）年對於事件視界望遠鏡（Event Horizon Telescope）團隊而言，無疑是最為風光的一年。4月10日，全球媒體版面被同一張照片攻佔，黑背景上有一個如不均勻的甜甜圈光環，這張影像為一直以來保持神祕色彩的「黑洞」揭開了面紗，同時也驗證了當年愛因斯坦廣義相對論的預測。由位於全球不同地點的8台電波望遠鏡所組成的事件視界望遠鏡，是一個口徑幾乎是地球直徑大小的虛擬望遠鏡陣列，提供超乎以往所能達到的解析度，讓天文學家能夠觀測室女座星系團中的M87超大質量黑洞。
這次的研究，臺灣中央研究院天文與天文物理研究所團隊也參與其中，不僅在參與觀測的8台望遠鏡中支援運轉3台（SMA ALMA 及JCMT，〔註一〕），也是4個黑洞影像成像團隊之一，協助處理觀測數據、將黑洞的影像分析出來。除此之外，天文所於格陵蘭圖勒基地架設的格陵蘭望遠鏡（Greenland Telescope）也加入了下一階段的觀測，相信能成為黑洞觀測的新助力。
探月、探太陽系邊界
除了在地球架設望遠鏡外，發射探測器或太空船也是探索宇宙的方式，去年適逢人類登陸月球50周年，相關的計畫備受關注。舉例來說，中國於去年1月成功讓無人探測器「嫦娥四號」登陸在月球背面，並讓月球車「玉兔二號」前往月球南極的馮．卡門撞擊坑（Von Kármán crater）探勘。
然而，其他登月的計畫就沒有那麼順利了。以色列非官方募資研發的月球登陸器「創世紀號（Beresheet）」2月出發，卻不幸墜毀。而隨著月球二號（Chandrayaan-2）登陸器「維克拉姆（Vikram）」著陸失敗，印度亦無法順利成為第四個登陸月球的國家。
月球可用肉眼看見，但曾被稱為「終極遠境」的小行星Arrokoth，可是足足距離人們有64億公里遠。2006年發射的無人探測器新視野號（New Horizon）在完成主任務冥王星的探查，計畫團隊計算了燃料和路徑後，決定再給它一個新任務——探索古柏帶的小行星。新視野號於去年1月初傳回編號2014 MU69小行星的第一張照片，呈現倒立雪人的形狀。於同年11月13日正式定名為「Arrokoth」，在美國原住民波瓦坦（Powhatan／Algonquian）語言中的意思為「天空」。
福衛七號順利升空
對於臺灣國家實驗研究院國家太空中心而言，2019年也有件大事，那就是福爾摩沙衛星七號順利升空。福衛七號是由6個衛星所組成的一組氣象衛星，部屬在高度520~550公里、24度傾角的軌道上。這個衛星未來將有助於天氣預報、劇烈天氣預報準確度及電離層太空天氣等監測。
超越所知的生物學限制
去年CRISPR／Cas9基因編輯療法在美國首度進行人體試驗，癌症、血液疾病和遺傳性失明等病症成為第一波試驗目標。有別於2018年底中國科學家賀建奎所引發的基因編輯嬰兒事件，對未知是否會患病的胚胎進行愛滋病相關基因的編輯，這次美國進行人體試驗的基因編輯療法針對病患，且編輯的基因並不會遺傳到下一代。
腦死可以再「復活」嗎？美國耶魯大學（Yale University）科學團隊將屠宰後4個小時的豬腦，放入模擬血液系統的儀器中，進行6小時的觀察。團隊透過系統將人工血液、氧氣和延緩腦細胞死亡的藥物打入豬腦中，他們發現腦本身恢復了一定程度的功能，包括新陳代謝功能重啟、能消耗糖份和產生二氧化碳，及部分免疫系統似乎也開始作用。取部分組織出來進行電擊，發現神經細胞仍有傳遞訊號的作用。然而，研究人員擔心豬腦可能產生意識，因而使用藥物減少腦神經的活動。
終於見面了！丹尼索瓦人
在古人類中有一群生活在亞洲地區，與尼安德塔人（Neanderthals）生存的時期相似的人，稱為丹尼索瓦人（Denisovans）。不同於已找到許多遺址、化石的尼安德塔人，丹尼索瓦人至今只有少量不完整的化石，難以得知他們的長相。幸運的是，研究人員在一個洞穴中的丹尼索瓦小女孩小指，取出了完整的DNA。透過這些留下來的遺傳訊息，研究人員靠著表觀遺傳學（epigenetics）中DNA鹼基甲基化的修飾，再比對資料庫了解不同基因甲基化對於型態的影響，進而建構出丹尼索瓦人可能的樣貌。
量子霸權已經實現了嗎？
去年10月，Google於Nature期刊上刊登一篇論文，宣稱超級電腦需要一萬年才能完成的運算，他們的量子電腦在200秒內就可以完成。然而，與Google 處於競爭關係的IBM提出質疑，認為只要運用適當的演算法，超級電腦也可在2.5天完成運算。無論Google 的量子電腦是否算是實現量子霸權（Quantum supremacy），解決傳統電腦無法企及的目標，都能預見量子電腦議題在未來幾年將持續發燒，期待研究人員能克服量子電腦錯誤率的問題，讓它實際應用在複雜運算中。
防疫挑戰
去年是麻疹疫情爆發的一年，截至2019年11月初世界衛生組織就收到超過41萬件確診病例，高於以往幾年。疫情爆發原因不在於一直以來使用的麻疹疫苗失效了，而是民眾不信任疫苗，甚至集體拒絕施打疫苗，導致疫情爆發。麻疹是一種急性呼吸道傳染病，好發於兒童且非常容易透過飛沫傳染，患者會出現發熱、上呼吸道發炎、結膜炎和皮膚出現紅色丘疹等症狀。
除此之外，去年臺灣也面臨了幾個防疫挑戰。2018年底中國爆發的非洲豬瘟，亞洲多個國家陸續成為疫區，幸好臺灣仍不是疫區。非洲豬瘟是由非洲豬瘟病毒（African swine fever virus, ASFV）所引起，與一般的豬瘟更為嚴重，強毒株會讓豬隻產生急性症狀，在7~10天內致死率100％。且因目前仍無有效的防治方式，導致疫情不易控制。
另外，也不得不提入侵臺灣農田的秋行軍蟲（Spodoptera frugiperda，草地貪夜蛾），去年1 月在中國出現災情，6月在臺灣陸續發現蹤跡，引發農民恐慌。秋行軍蟲具有很強的遷徙能力，且對玉米、水稻及十字花科等農作物造成嚴重危害，要小心防治。目前農委會防檢局已公布11種防治藥劑，建議農民輪流噴灑；此外也正在試驗生物防治方法，讓赤眼卵蜂產卵於秋行軍蟲的卵中，讓孵化的赤眼卵蜂幼蟲吃掉秋行軍蟲。
亞馬遜森林大火
亞馬遜森林大火也是這一年全球矚目的焦點，無法控制下來的大火造成數千平方公里的森林遭殃。森林火災比以往頻繁發生的原因之一，多歸咎於巴西政府鼓勵民眾砍伐、種植農作物及降低環境保護預算等政策。對於森林來說，適當的火災有利於生態更替，然而人工砍伐造成的生態改變，確實有可能使得森林火災更多、更劇烈。然而，經濟發展與生態保育之間該如何拿捏與平衡，依然是人們所要面臨的難題。
以上盡可能地寫了國際與臺灣發生的科學大事，然而漏掉的肯定比寫進去得多。如果仍意猶未盡，可以參考學術期刊Science、Nature等網站的整理，或是包括Science News 在內的科普網站也有些盤點文章。以上提到的科學事件，大多在去年《科學月刊》或《科技報導》雜誌中都有相關文章，可以進一步閱讀。
〔註一〕由臺灣支援運轉、參與黑洞觀測的電波望遠鏡為：次毫米波望遠鏡（Submillimeter Array, SMA）、阿塔卡瑪大型毫米及次毫米波陣列（Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, ALMA）和麥克斯威爾望遠鏡（James Clerk Maxwell Telescope, JCMT）。
延伸閱讀
1. 2019 Breakthrough of the year, Science website, 2019.
2. Davide Castelvecchi et al., The science news events that shaped 2019, Nature News, 2019.
3. Science News Staff, Top 10 stories of 2019: A black hole picture, measles outbreaks, climate protests and more, Science News, 2019.