回首2017，科技届给这个世界带来了太多惊喜，从宏观的天文观测，到微观的中微子、量子等观测测量等领域，均取得了喜人的科技进步。这些事件，或许将会改变人类这个群体与外界的连接方式。2017年，或许传说中的科技大航海时代已经开启了。
1.引力波：双中子星合并观测
2017年8月，全世界953个研究机构4156名科研人员，观测并研究了1.3亿光年远的两颗中子星并合及后续事件。值得一提的是，研究者捕捉到该事件的细节，他们检测到了宇宙中极微小的涟漪，也就是旋转的中子星在并合之前放出的引力波（gravitational waves）。早在27个月前，科学家利用激光干涉仪引力波天文台（LIGO）探测到来自两个黑洞并合的宇宙震动，如果上次的研究是吹响了引力波探测的号角，那么这次则是演奏出了交响乐。中子星并合产生的引力波比黑洞并合产生的引力波频率更高，持续时间也更长。引力波产生后，研究者还观测到了短时γ射线爆。这次探测也支持了25年前的一个假说：中子星并合会产生短时γ射线爆。不过这次中子星并合的数据也让人困惑，如产生的短时γ射线爆非常弱，科学家希望未来能看到更多这样的事件，从而有助于对目前数据的阐释。
2.中微子探测：最“羞涩”粒子的微型探测器
今年，物理学家以一种新的方式轰击原子核，发现了最难以捉摸的亚原子粒子 ——中微子。这一项成就实现了一个长达40年的目标，并且不需要使用大量的硬件，而后者往往是探测中微子时必需的。研究人员用了一个和微波炉重量差不多的便携式探测器，便取得了这项成就。中微子在某些核过程中产生，它与其他物质的相互作用很少，以至于无数中微子束穿过地球。但有时候，中微子会撞击原子核中的中子，将其变成质子，同时自身变成可检测的粒子，如电子。今年，COHERENT合作团队使用了一个14.6公斤的碘化铯钠晶体的大型晶体探测器，当它内部的原子反射时，探测器就会闪光。他们把它放置在了田纳西州的橡树岭国家实验室的散裂中子源所产生的中子之中，这些中子的能量足够低，可以产生相干散射，但也足够高，可以产生出可检测的反冲。也许有一天，这样的小中微子探测器可帮助我们监测核反应堆，如它可确保核反应堆按照核不扩散规则运行，或者它可帮助我们寻找更难以捉摸的“惰性中微子”。
3.蛋白结构观测：冷冻电镜获得2017年诺贝尔奖
2017年诺贝尔化学奖揭晓，瑞士、美国和英国三位科学家Jacques Dubochet, Joachim Frank和Richard Henderson获奖，获奖理由是“研发出冷冻电镜，用于溶液中生物分子结构的高分辨率测定”。
电子显微镜在生物领域的应用之前受到了严重限制：（1）生物样品含有丰富的水，而透射电镜的工作条件是高度真空的；（2）高能电子束会严重破坏生物样品；（3）生物样品主要是C、O、N、H等轻元素，对电子的反射和散射与背景相似，获得图像衬度很低；（4）蛋白质分子会漂移，导致图像模糊。经过众多科学家的长期努力，不断克服种种困难，冷冻电镜技术终于发展了起来，实现了溶液里生物分子高分辨率的结构解析，使得生物化学进入了一个新时代。
4.人工智能：AlphaGo人工大战战胜柯洁，AlphaGo Zero自学完胜AlphaGo
5月23日-27日，在乌镇举行了中国顶尖棋手柯洁对AlphaGo的三场人机大战，柯洁最终以0比3落败于人工智能。
10月19日凌晨，谷歌旗下的DeepMind团队公布了进化后的最强版AlphaGo，代号AlphaGo Zero。AlphaGo打败了柯洁，而AlphaGo Zero经过3天的训练，就以100：0的比分完胜AlphaGo。AlphaGo Zero的学习不使用人类数据，而是自我学习，完全从零开始。之所以它能比向人类数据学习的程序效果更好，是因为它每次对弈的“陪练”都被校准为与它持平的水平，它的“陪练”从非常基础的水平开始，逐渐上升为非常高的水平。
5.暗物质发现：探测卫星“悟空”测量到电子宇宙射线的异常波动
据中国科学院公布，暗物质粒子探测卫星“悟空”在太空中测量到了电子宇宙射线的一处异常波动。这一“尖峰”此前从未被人观测到，是中国科学家取得的一项开创性发现，可能与暗物质相关，有望为现有科学理论带来突破。
在如今的宇宙中，我们只弄清了5%，还有95%就是这些看不见的暗物质和暗能量。暗物质和光形同陌路，互不理睬。用严谨的科学术语来说，暗物质不参与电磁相互作用，而光，我们知道，是一种电磁波。因此，暗物质不反光，不发光，也不遮挡任何光线。在“悟空号”530个日夜的记录下，科学家发现了一些此前从未预测到的迹象：电子宇宙线能谱在1.4万亿电子伏处出现了一个尖峰。科学家们推测，这种异常来自于宇宙中“质量为1.4万亿电子伏左右的新物理粒子”。它可能就是长期以来寻找的暗物质；或是某种奇特的天体，它能加速出单一能量的高能电子。这是粒子物理或天体物理领域的开创性发现。
6.时间晶体
2012年，诺贝尔物理学奖得主维尔切克提出了一个疯狂的想法：时间晶体。时间晶体的神奇之处在于，降温后它能在时间上自发地出现周期性的运动，从而打破时间平移对称性。在维尔切克的设想中，未来会有一天，人类可以对时空晶体进行编程，把大脑意识上传到“时空晶体”中，做成时光胶囊。即使地老天荒，即使宇宙热寂，那些美妙的情感仍旧永存。
时间晶体引发了广泛的争议，很多人认为它是不可能做到的。但终于还是有人做出来了。
今年3月，美国哈佛大学和马里兰大学两个实验组在《自然》上发表两篇论文，宣布基于金刚石色心和离子阱系统，在实验中验证了离散时间晶体的存在。实验的成功促使人们在各种物理模型中，研究离散时间晶体，乃至时间准晶体。
7.精确定位的基因编辑
目前，超过6万个遗传突变和人类疾病有关，其中3.5万个是由小的错误造成，即基因组中一个特定位点上DNA碱基的变化。今年，研究人员宣布了一项名为碱基编辑（base editing）的新技术，以此来纠正DNA甚至RNA的这种点突变。这项技术最终有可能会在医疗上应用。Broard研究所的David Liu是这项技术的研究先锋，他修改了CRISPR的编辑工具，创建了一个碱基编辑器，可解开DNA，但不会在目标位置切割DNA，而是用化学方法替换一个碱基。今年，中国研究人员通过在人类胚胎中更正了一个疾病点突变来证明碱基编辑的力量，虽然修复并不总是成功，但这个壮举证明了碱基编辑有“巨大的潜力”。
8.3D打印柔性心脏诞生
7月18日瑞士科研人员近日借助3D打印技术，制造出了全球首个形状、大小以及功能都与真人心脏高度相似的柔性心脏。虽然这种人造心脏仍处于概念性测试阶段，还不能用于移植，但为相关研究提供了新思路。
苏黎世联邦理工大学的尼古拉斯·科尔斯等人在新一期美国《人造器官》期刊上报告说，这种人造心脏使用柔软硅胶材料，由3D打印和失蜡铸造技术制作而成，它重390克，容积679立方厘米。
新型人造心脏是一个内部结构复杂的硅胶整体，包含一个右心室和一个左心室，有一个额外腔室将两个心室隔开。这个腔室起着类似肌肉的功能，能像泵一样驱动血液进出心脏。
目前常用的人造心脏血泵等装置虽可泵送血液，但其机械部件易给使用者带来不良影响，其大小与患者心脏大致相同的人造心脏，尽可能地模仿人体心脏的形态和工作方式。
不过，现在这种人造心脏还处于测试阶段。由于材料承受能力有限，它只能持续跳动约3000次，即工作30至45分钟。科尔斯坦言，材料的拉伸强度和性能仍需大大提高，现在的产品还不能植入人体，但可为人造心脏提供一个新的发展方向。
9.“墨子号”完成三大实验任务 我国开通全球首条量子通信干线
8月10日，中国科学技术大学潘建伟团队宣布，全球首颗量子科学实验卫星“墨子号”圆满完成了三大科学实验任务：量子纠缠分发、量子密钥分发、量子隐形传态。
1200公里的超远距离量子纠缠分发成果，1个月前曾登上顶级学术期刊《科学》的封面。这次，星地间的远距离量子密钥分发、量子隐形传态，又同时发表在另一顶级学术期刊《自然》上。
9月29日，世界首条量子保密通信干线——“京沪干线”正式开通。当日，结合“京沪干线”与“墨子号”的天地链路，我国科学家成功实现了洲际量子保密通信。这标志着我国在全球已构建出首个天地一体化广域量子通信网络雏形，为未来实现覆盖全球的量子保密通信网络迈出了坚实的一步。
10.新型类人猿发现
最近，科学家在印度尼西亚一片濒危的树林中找到了一类属于人科（Hominidae）的动物，命名为Pongo tapanuliensis，其以地区Tapanuli来命名。这个新物种生活在印度尼西亚的苏门答腊岛，通过基因组对比分析发现，该类人猿的祖先几百万年前就遍布印度尼西亚及其周边海岛，大概在三至四百万年前，北方的苏门答腊与南方的苏门答腊、婆罗洲分离，直到67万年前，南方的苏门答腊和婆罗洲分离后，形成了如今的Pongo tapanuliensis。但至于什么因素最终导致新物种的形成目前还不清楚。7万年前，这里的火山爆发或许加速了物种之间的生殖隔离。目前，该物种的生存形势比较严峻，仅有的800多个个体栖息在独立的岛屿森林中，而且这些森林正因非法砍伐而逐渐减少。
