考虑到科技日新月异，我们很容易忘记几年前还不太熟悉的事情。在过去的十年里，物理学、生物学和天文学都取得了突破。这些发现中哪一项最重要可能还有待历史学家的判断，但这些发现在本世纪初的一些后果正开始引起反响。以下是我们十年来最大的科学进步和令人惊叹的发现！
2010年：第一个合成“生命”2010年，科学家们创造了第一个具有合成基因组的有机体，从而模糊了自然生物和人造生物之间的界限。克雷格文特尔研究所的科学家们从超过一百万个碱基对的DNA中组装出了支原体的基因组。然后，他们将这个人类工程基因组插入到另一种细菌中，该细菌的DNA已经被清空了，即山羊支原体(Mycodium Capricolum)。山羊支原体的机器很快就开始把这个合成基因组的指令转化为行动，像真菌一样繁殖。
自这一突破以来，科学家们在合成生物学方面不断取得进展。2016年，科学家们建造了迄今为止最小的合成微生物，只有473个基因。2017年，他们宣布创造了五条合成酵母染色体；计划用合成染色体取代酵母中的所有16条染色体，这些合成染色体可以进行调整，以执行某些任务，比如大规模生产抗生素，甚至创造实验室培育的肉。
2011年：艾滋病毒预防性治疗如今，许多感染艾滋病病毒（HIV）的高危人群每天服用一粒药来降低患病风险。2012年，美国食品和药物管理局（FDA）批准了一种名为特鲁瓦达（Truvada）的药物用于这一目的。但是，2011年发布的一项大型研究为艾滋病预防的巨大变化奠定了基础。
这项研究曾被媒体称为“年度突破”，是1994年以来首次展示的一种防止艾滋病病毒从一个人传播到另一个人的新方法。(1994年，研究人员报告说，他们发现了一种药物，可以帮助防止艾滋病病毒从孕妇传给胎儿。）这项研究始于2005年，2011年的发现只是中期结果。研究人员发现，这些数据减少了96%的艾滋病毒传播。2016年发表在《新英格兰医学杂志》(The New England Journal of Medicine)上的涵盖整个10年研究的最终数据显示，艾滋病毒传播减少了93%。
2012年：希格斯玻色子2012年7月，在世界上最大的粒子加速器工作的科学家们宣布：他们发现了很有趣的东西。大型强子对撞机（LHC）的实验终于发现了，物理学标准模型预测的最后一个未被发现的粒子的证据。
希格斯玻色子被发现了。这是与希格斯场相关的粒子，希格斯场是粒子质量的根源。粒子通过穿过这个三维场而获得质量，在场中产生微小的扰动。（它们与电场的相互作用越强，它们的质量就越大。）当能量场在某一特定位置经历一次大的能量爆发时，它会发出希格斯玻色子。2013年，物理学家们证实，他们在2012年观测到的粒子确实是那种难以捉摸的粒子，有时被称为“上帝粒子”，因为它在赋予其他所有粒子质量方面发挥着重要作用。
希格斯粒子的发现给物理学家提出了新的问题。这个粒子比它与其他基本粒子的一些相互作用预测的要轻一些，这意味着要么有人在数学上出了差错，要么存在不止一种希格斯粒子，可能包括一种尚未被发现的更重的希格斯粒子。物理学家们现在正在使用大型强子对撞机寻找这些可能存在的重希格斯粒子。
卢卡斯·泰勒/CMS经过近35年的绕行行星和卫星之后，NASA的旅行者1号探测器在2013年创造了历史，当时科学家们宣布该探测器在2012年8月正式离开了太阳系。
1977年，探测器从地球发射升空，在接下来的十年里，它探索了木星、土星、天王星、海王星和它们的卫星。2013年，探测器发回的数据表明，旅行者1号周围的电子密度发生了变化，这是探测器离开太阳系的主要线索。旅行者1号将继续向地球发回有关星际空间的信息，直到2025年左右。在那之后，它将在深空进行一次漫长而安静的退休。也许有一天，一些外星生命会注意到这个小探测器和它的黄金记录，一个时间胶囊，里面保存着人类的图像，我们太阳系的地图和其他关于地球文明存在的线索。
2014年：引力波在2014年之前，科学家们只有关于大爆炸的间接证据，大爆炸理论描述了138亿年前发生的令人难以置信的空间扩张，并产生了我们的宇宙。但在2014年，科学家们首次观测到了这种宇宙膨胀的直接证据，一些人称之为宇宙起源的“确凿证据”。
这一证据以引力波的形式出现，引力波是大爆炸后几分之一秒内遗留下来的时空涟漪。这些涟漪在宇宙微波背景中产生了极化的变化，这是早期宇宙遗留下来的辐射。极化（偏振）变化称为B模式。科学家们正是利用南极宇宙银河外极化2（BICEP2）望远镜的背景成像探测到了这些B模式。
从那以后，引力波继续揭示着宇宙的奥秘，比如黑洞碰撞和中子星碰撞的动力学。引力波甚至可能有助于最终确定宇宙膨胀的速度。
2015年：首次对人类胚胎进行CRISPR编辑近十年来，生物医学领域影响力最大的故事，可能是一种名为CRISPR的基因编辑技术的出现，这种技术相对来说并不为人所熟知。这项技术源于一些细菌的天然防御机制：它是一系列重复的基因序列，与一种名为Cas9的酶捆绑在一起，这种酶的作用就像一把分子剪刀，可以编辑基因序列，将靶心对准特定的DNA片段，指导Cas9酶进入并开始剪切。
利用这一系统，科学家们可以很容易地将DNA片段抹去并植入活的有机体中，这一能力对治疗遗传疾病有着明显的意义，甚至可能会产生定制的婴儿。2015年，中国中山大学的科学家们宣布，他们首次利用CRISPR技术对人类胚胎进行了基因改造。这些胚胎无法存活，整个过程也只取得了部分成功，但这个实验是第一次推动了科学界至今仍在争论的伦理底线。
2016年：在宜居带发现系外行星地球最近的系外行星邻居是在2016年发现的，它与地球的距离只有4.2光年，而且很有可能孕育生命。
这并不意味着这颗被称为Proxima b的行星一定是宜居的，但它确实位于其恒星的宜居带中。这也表明，它围绕恒星的轨道距离允许液态水在行星表面存在。这颗行星围绕着比邻星运行，当行星经过时，恒星运动的摆动暗示了“Proxima b（比邻星 b）”的存在。
自这一发现以来，科学家们已经观察到来自比邻星的高辐射超强耀斑在冲击这颗系外行星，大大降低了生命在比邻星b上生存的可能性。然而，他们也发现，可能有更多的行星在比邻星b附近运行。
2017年：最古老的智人化石将人类的出现提前了10万年有谁知道智人在地球上游荡多久了？2017年公布的一项发现将时间推回到了30万年前。
这比之前认为的要早10万年。研究人员在摩洛哥的一个洞穴中发现了这具30万年前的骨头，当时至少有5个智人在狩猎时躲在这里。发现的地点在北非，而不是东非，在那里发现早期最古老的智人化石，这暗示着我们的物种可能不是首先在东非进化，然后再扩散到其他地方。相反，智人可能已经在整个大陆进化。
2018年：第一个活的CRISPR婴儿在首次使用CRISPR编辑无法存活的人类胚胎仅仅三年后，有人越过了另一条基因编辑线。这一次，一位中国科学家宣布，他编辑了两个胚胎的基因组，然后通过试管受精（IVF）植入母亲的子宫并顺利出生：一对双胞胎女孩。这是世界上第一个CRISPR婴儿。
他对一种名为CCR5的基因进行了编辑。从理论上讲，这种改变应该会使儿童更不易感染艾滋病毒。许多科学家对他在这种情况下采取基因编辑的步骤感到震惊，特别是考虑到现有的和技术上不那么紧张的避免艾滋病病毒的方法（如预防性抗逆转录病毒治疗）。后来，研究人员公布的数据表明，他们实际上是在这些女孩身上诱导了一种此前未知的突变，而不是复制了一种已知的突变。
目前，对这些女孩的潜在副作用仍不清楚。
2019年：第一张黑洞图像黑洞一直是一个令人着迷的天文现象：我们知道它们就在那里，但是因为光不能从它们的视界之外逃逸出来，所以它们在某种程度上也是看不见的。
直到今年，科学家们第一次捕捉到了黑洞的图像。拍摄对象是梅西耶87星系中心的黑洞，该星系与我们整个太阳系一样宽。这幅图看起来就像一个发光的油炸甜甜圈，周围环绕着黑暗的深渊，这是围绕黑洞这个不归路旋转的尘埃和气体。这一发现为研究人员们赢得了2020年突破奖，这是科学界最具声望的奖项之一。他们现在不仅致力于捕捉黑洞的图像，还致力于拍摄黑洞的电影。
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