数百万篇新的科学研究论文每年出版，每年都有这么多的研究出来，很难知道什么是重要的，什么是有趣的，但基本上是微不足道的，什么是简单的。不良科学。但在过去的十年里，我们可以回顾一些最重要、最令人敬畏的研究领域，这些领域经常表现在导致知识真正扩散的多项发现和研究论文中。以下是科学家在过去十年中取得的最大进步之一。
1、新人类亲属
头盖骨南方古猿来自南非，该物种的完整化石。图片来源于Brett Eloff。
在过去的十年里，人类的家谱有了很大的扩展，在非洲和菲律宾发现了新的人类物种化石。十年开始于发现和鉴定南方古猿, 一种人类物种，生活在近两百万年前的今天的南非。古人类学家LeeBerger的儿子MatthewBerger在2008年偶然发现了该物种的第一个化石--右锁骨，当时他只有9岁。然后，一个小组从这个人身上发掘出更多的化石，一个小男孩，包括保存完好的头骨，以及A.煽动叛乱曾.2010年由Lee Berger和他的同事描述。这个物种代表了这个属之间的一个过渡阶段。南猿和属霍莫具有老年灵长类动物的一些特征，但其行走方式与现代人相似。
也是由伯杰率领的一个小组在南非发现的，纳莱迪人活得更近，大约335，000到236，000年前，这意味着它可能与我们自己的物种重叠，智人。该物种于2013年首次在新兴星洞系统中被发现，2015年描述，还兼具原始特征和现代特征，例如一个小脑壳(大小约为智人)和一个很大的身体，重约100磅，身高高达5英尺。较小的鲁宋人(三到四英尺高)大约50，000至67，000年前生活在菲律宾，与几种原虫重叠。第一鲁松化石最初被鉴定为智人，但2019年分析确定这些骨头属于一个完全未知的物种。
这三大发现表明，在过去的十年里，更多古老人类亲属的骨骼很可能隐藏在世界的洞穴和沉积物中，等待被发现。
2、测量宇宙
位于梅西尔87中心的黑洞周围环境的图像，这是附近室女座星系团中的一个巨大星系。这个黑洞距地球5500万光年，质量是太阳的65亿倍。(事件地平线望远镜协作等)
当爱因斯坦1915年首次发表广义相对论时，他很可能无法想象100年后天文学家会用一些最先进的仪器来检验这一理论的预测--这个理论将通过每一次测试。广义相对论将宇宙描述为一种被大量物质扭曲的时空“结构”。正是这种扭曲导致了重力，而不是像艾萨克·牛顿所认为的那样是质量的内在属性。这个模型的一个预测是，质量的加速会引起时空中的“涟漪”，或者引力波的传播。如果有足够大的质量，如黑洞或中子星，地球上的天文学家甚至可以探测到这些涟漪。2015年9月，LIGO和室女座的合作首次探测到引力波，引力波是从大约13亿光年之外的一对合并黑洞中传播的。从那时起，这两种仪器就探测到了几种附加引力波包括两个合并中子星中的一个。
广义相对论的另一种预测--爱因斯坦本人著名的怀疑-是黑洞的存在，或者是空间中无限密度和无穷小体积的引力塌陷点。这些物体消耗掉所有的物质和光线，这些物质和光离我们太近，形成了一个落入黑洞的过热物质盘。2017年，事件地平线望远镜协作-世界各地的一个连在一起的射电望远镜网络--进行了观测，这些观测结果将导致第一张黑洞周围环境的图像，2019年4月释放.
3、有记录以来最热的年份
过去五年(2014至2018年)，大气中温室气体的增加导致全球气温升高
100多年来，科学家们一直在预测燃烧煤和化石燃料对地球温度的影响。1912年出版的大众力学包含一篇题为“1911年的非凡天气：煤炭燃烧对气候的影响--科学家们对未来的预测，它的标题是：“世界上的熔炉现在每年燃烧大约20亿吨煤。”当它被燃烧，与氧气结合时，它每年向大气中增加约7，000，000，000吨二氧化碳。这会使空气成为对地球更有效的毯子，并提高它的温度。这种影响在几个世纪内可能是相当可观的。
仅仅一个世纪之后，效果确实相当可观。过去五年(2014至2018年)，大气中温室气体的增加导致全球气温升高。是有记录以来最热的年份。2016年是国家海洋和大气管理局(NOAA)139年前开始记录全球气温以来最热的一年。这一全球变化的影响包括更频繁和破坏性更强的野火、更常见的干旱、加速极地冰层融化和增加风暴潮。加州燃烧，威尼斯洪水泛滥，城市热死亡人数上升，无数沿海和岛屿社区面临生存危机--更不用说气候变化造成的生态破坏，扼杀了地球将碳从大气中拉回来的能力。
2015年，“联合国气候变化框架公约”(“气候公约”)就气候行动达成了共识，称为“巴黎协定”。“巴黎协定”的主要目标是将全球气温上升幅度限制在1.5摄氏度以上工业前水平。为实现这一目标，需要进行重大的社会变革，包括用风能、太阳能和核能等清洁能源取代化石燃料；改革农业做法，以限制排放和保护林区；或许甚至建立人为手段将二氧化碳从大气中抽走。
4、编辑基因
在过去的十年里，修改基因组以预防疾病或改变身体特征的能力有了很大的提高。
自从dna的双螺旋结构是在20世纪50年代初发现的。科学家们已经假设了人工修饰DNA以改变生物体功能的可能性。这个首次批准基因治疗试验发生在1990年，当时一个四岁的女孩切除了自己的白细胞，加上产生一种叫做腺苷脱氨酶(ADA)的酶的基因，然后再注入她的身体来治疗ADA缺乏症，这是一种阻碍免疫系统抗疾病能力的基因状况。病人的身体开始产生ADA酶，但是没有产生带有校正基因的新白细胞，而且她不得不继续接受注射.
现在，基因工程比以往任何时候都更加精确和可用，这在很大程度上要归功于一种新的工具。2013年首次用于修饰真核细胞(含细胞核的复杂细胞)*CRISPR-Cas9。基因编辑工具的工作原理是定位DNA的一个目标片段，然后用Cas9酶“切割”该片段。可选的第三步是用新的基因材料替换DNA中删除的部分。这项技术可广泛应用，从增加牲畜的肌肉重量，到生产抗性和丰产作物，到治疗癌症等疾病通过移除病人的免疫系统细胞，修改它们以更好地对抗疾病，并将它们重新注入病人的体内。
2018年末，由何建奎领导的中国研究人员宣布他们使用CRISPR-Cas9基因改造人类胚胎，然后将这些胚胎移植到一个妇女的子宫中，并导致双胞胎女孩的出生--这是第一个基因编辑的婴儿。对这对双胞胎的基因组进行了修改，使她们对艾滋病病毒有更强的抵抗力，尽管基因改变。也可能导致意外的变化。工作是受到科学界的广泛谴责由于这是不道德和危险的，暴露出有必要对这些强大的新工具的使用进行更严格的规定，特别是在改变胚胎DNA和使用这些胚胎来生产活的孩子时。
5、揭示了其他世界的奥秘
2012年5月6日，NASA的卡西尼号飞船拍摄了土卫六和土星的自然彩色照片，距离土卫六约48.3万英里(778，000公里)。(NASA/JPL-加州理工学院/空间科学研究所)
在过去的十年中，宇宙飞船和望远镜揭示了关于我们以外世界的丰富信息。2015年，新地平线探测器近距离通过冥王星，对矮行星及其卫星进行了附近的第一次观测。宇宙飞船揭示了一个令人惊讶的动态和活跃的世界冰封的山脉高达近20，000英尺以及不超过一千万年历史的平原区--这意味着地质学在不断变化。事实上冥王星平均距离太阳37亿英里地球的距离大约是地球距离的40倍，这表明即使是寒冷、遥远的星球也能获得足够的能量来加热它们的内部，可能隐藏着地下液态水甚至生命。
离家有点近，卡西尼号飞船绕土星运行了13年美国宇航局在2017年9月结束了这一任务，当时美国宇航局有意将飞船送入土星大气层，这样一旦燃料耗尽，它就会燃烧而不是继续绕地球运行。在任务期间，卡西尼号发现了给土星环喂食的过程，观察到一场全球风暴包围了这个气态巨行星，绘制了巨大的月球泰坦图，并在水润的月球土卫二喷发出的冰物质羽状中发现了生命的一些成分。2016年，也就是卡西尼号任务结束前一年，朱诺号飞船到达了木星。在那里，它一直在测量太阳系中最大行星的磁场和大气动力学，以帮助科学家了解木星(以及太阳周围的其他一切)最初是如何形成的。
2012年，好奇号火星车在火星上登陆，在火星上取得了一些重大发现，包括红色星球上过去水的新证据，有机分子的存在可能与生命有关，而且神秘的甲烷和氧气季节循环暗示着在地表下有一个动态的世界。2018年，欧洲航天局宣布，火星快车的探地雷达数据提供了强有力的证据，在火星南极附近，地下有一个液体蓄水池。.
与此同时，两台太空望远镜开普勒和苔丝发现了数千颗围绕其他恒星运行的行星。开普勒于2009年发射，2018年结束其任务，通过测量行星在恒星前面经过时光能的下降，揭示出神秘而遥远的行星。这些行星包括热木星，它们在几天或几小时内就会接近恒星；迷你海王星，大小介于地球和海王星之间，可能是气体、液体、固体或某种组合；超级地球是天文学家希望研究生命迹象的大型岩石行星。苔丝于2018年推出，继续寻找开普勒的继任者。太空望远镜已经发现了数百个世界，它可以找到10，000甚至20，000在任务结束之前。
6、化石颜料揭示了恐龙的颜色
重建的彩色图案中华龙鸟基于化石羽毛的着色。(Fiann M.Smithwick等人)/当代生物学27.21 3337-3343)
这十年始于古生物学的一场革命，科学家们第一次看到了恐龙的真面目。首先，在2010年1月，分析了黑素体-含有色素的细胞器-化石羽毛中的色素。中华龙鸟一只生活在中国大约一亿二千万到一亿二千五百万年前的恐龙发现，史前生物的尾巴上有“红棕色”和条纹。。不久之后，全身重建揭示了一只生活在大约1.6亿年前的小型羽毛恐龙的颜色。, 安奇诺它身上长着黑白相间的羽毛，头上长着一束醒目的红色羽毛。
对化石色素的研究继续揭示有关史前生命的新信息，通过展示，暗示了潜在的动物生存策略。反遮阳和伪装的证据。2017年，一只保存完好的装甲恐龙生活在大约1.1亿年前，[医]Borealopelta，曾被发现有红褐色的色调，有助于融入环境。。这种识别和研究恐龙颜色的新能力将继续发挥作用。古生物学研究中的重要作用科学家们正在研究前世的进化。
7、重新定义质量的基本单位
NIST-4基布尔天平是一种电磁称重机，用来测量普朗克的常数，进而重新定义公斤。(詹妮弗·劳伦·李/NIST)
2018年11月，世界各地的测量科学家投票正式改变一公斤的定义质量的基本单位。新的定义不是以一个物体的重量为基础--一个类似高尔夫球大小的铂铱合金圆柱体--使用一个自然常数来设定质量单位。该更改取代了用于定义度量单位的最后一个物理工件。(例如，1960年，米栏被氪星辐射的特定波长所取代，后来更新为根据光在一秒内传播的距离来定义一个米。.)
通过使用一台被称为基布尔天平的精密称重机，科学家们能够根据支撑它所需的电磁力精确地测量一公斤。然后，这种电测量可以用普朗克常数来表示，这是一个数字最初由马克斯·普朗克(MaxPlanck)用来计算来自恒星的能量束。.
公斤并不是最近重新定义的唯一衡量单位。国际单位制的变化于2019年5月正式生效，也改变了电流的标准单位安培的定义；开尔文的温度单位；摩尔，在化学中使用的物质量单位。对公斤和其他单位的改变将使人们能够更精确地测量少量材料，如药品，并使世界各地的科学家能够接触到这些基本单位，而不是根据必须由少数实验室复制和校准的物体来定义它们。
8、第一个古人类基因组测序
芬兰勒文卢赫塔一个有1500年历史的水葬遗址的艺术印象，那里提取了古老的DNA。(Kerttu Majander)
2010年，科学家们获得了一种新的工具来研究古代历史和居住在其中的人。研究人员使用一种保存在永久冻土中的头发，用来对一个大约4，000年前生活在现在的格陵兰岛的人的基因组进行排序。揭示了世界上第一批定居在这个地区的文化成员的身体特征，甚至是血型。从古代DNA中重建基因组的第一次几乎完全，为人类学家和遗传学家提供了一扇大门，让他们比以往任何时候都更了解遥远过去的文化。
提取古代DNA是一项重大挑战。即使头发或皮肤等遗传物质被保存下来，它也经常被环境中的微生物DNA污染，因此必须使用复杂的测序技术来分离古人类的DNA。最近，科学家们使用了颅骨岩骨一种高密度的耳朵附近的骨头，用来提取古老的DNA。
自2010年首次成功以来，数千个古老的人类基因组被测序，揭示了关于人类基因组的新细节。失落文明的兴衰而全球人口的迁移。研究古代基因组已经发现了多种迁移波。穿过西伯利亚和阿拉斯加之间结冰的白令陆桥来回穿梭。从5，000到15，000年前。最近，在现代丹麦，一个年轻女孩的基因组是从一片有5，700年历史的桦木焦油中进行了测序用作口香糖，口香糖中还含有她的口腔微生物和她最后一餐中的一些食物。
9、抗埃博拉疫苗及新疗法
一名女孩于2019年11月22日在刚果民主共和国戈马接受埃博拉疫苗接种。(帕梅拉·图利佐/法新社盖蒂图片社)
这十年包括历史上最严重的埃博拉病毒疾病爆发。据信，这一流行病始于2013年12月几内亚一名18个月大的男孩感染蝙蝠的单一病例。这种疾病迅速蔓延到邻国，到2014年7月到达利比里亚和塞拉利昂的首都，为向大量人民传播这种疾病提供了前所未有的机会。埃博拉病毒损害免疫系统会导致大量出血和多器官衰竭。在最初病例发生两年半后，超过28，600人被感染，造成至少11，325人死亡，根据疾控中心的说法.
这一流行病促使卫生官员加倍努力，寻找一种有效的疫苗来对抗埃博拉病毒。默克制药公司生产的一种名为ervebo的疫苗在2016年疫情爆发结束时，几内亚进行了一项临床试验。这证明了疫苗的有效性。另一次埃博拉疫情于2018年8月在刚果民主共和国宣布，目前的疫情已成为西非爆发以来死亡人数最多的一次，有3 366例报告病例，2 227人死亡截至2019年12月。Ervebo在刚果民主共和国被用来对抗疫情的爆发扩大准入或“同情使用”基础。在2019年11月，Ervebo欧洲药品管理局(EMA)批准一个月后美国FDA批准.
除了一种预防性疫苗外，研究人员还一直在寻求治疗已经感染埃博拉病毒的病人的方法。两种治疗方法包括一次性注射抗体以防止埃博拉病毒感染患者的细胞。最近在刚果民主共和国的一项临床试验中显示了希望。结合疫苗和治疗治疗，卫生保健官员希望有一天能彻底根除病毒感染。
10、CERN检测希格斯玻色子
2012年，CERN大型强子对撞机的紧凑型Muon电磁铁探测器记录了事件，显示了希格斯玻色子衰变到一对光子(虚黄线和绿塔)的特征。(CERN/CMS在CC by-SA 4.0下的协作)
在过去的几十年里，物理学家们不知疲倦地为宇宙的运作建模，开发出所谓的标准模型。这个模型描述了物质的四种基本相互作用，即基本力量。两种在日常生活中很常见：万有引力和电磁力。然而，另外两种只在原子的原子核内发挥它们的影响：强核力和弱核力。
标准模型的一部分说，有一个普遍的量子场，它与粒子相互作用，给它们提供它们的质量。20世纪60年代，包括弗朗索瓦·恩格尔特(Fran Ois Englert)和彼得·希格斯(Peter Higgs)在内的理论物理学家描述了这一领域及其在标准它被称为希格斯场，根据量子力学定律，所有这些基本场都应该有一个相关联的粒子，这个粒子后来被称为希格斯玻色子。
几十年后，在2012年，两个使用CERN大型强子对撞机进行粒子碰撞的小组报告说，发现了一个与希格斯玻色子预计质量相符的粒子，为希格斯场和希格斯玻色子的存在提供了大量证据。2013年，诺贝尔物理学奖授予恩格勒特和希格斯，“因为他们发现了一种有助于我们理解亚原子粒子起源的机制，最近发现了预测的基本粒子，从而证实了这一点”。随着物理学家们不断完善标准模型，希格斯玻色子的功能和发现将仍然是所有物质如何获得其质量的基本部分，因此，任何物质都是如何存在的。
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