充斥著各種娛樂八卦、明星塌房的2021過去了。
大家在吃瓜之餘，似乎忽略了另外一些“奇聞異事”，它們聽起來有如天方夜譚，又似科幻電影中才能發生。
看著離我們很遠，卻關係到人類的生存和發展。
它們就是那些科學界的重大突破，其中不少成果是由我們中國的科學家研究取得的。
相比娛樂事件，這些“瓜”我們更應該好好吃一吃。
01
“搏一搏空氣變成饃。”這怎麼聽都像痴人說夢。
但就在四個月前，中國科學家在國際上首次實現了二氧化碳到澱粉的從頭合成。
二氧化碳轉化為澱粉？四捨五入這不是喝西北風真能當飯吃了？
相信大家都會疑惑，這事到底真的假的？
首先，這事絕對靠譜，這是中國科學院天津工業生物技術研究所在澱粉人工合成方面取得的重大突破性進展，該成果線上發表在國際學術期刊《科學》上。
我們先看看其中的原材料二氧化碳。
因為二氧化碳的過度排放，在過去 100 年裡，全球氣溫已經上升了 0.85 攝氏度，海平面上升了 1.5 米。
現在全世界都在節能減排。碳排放嚴格到什麼程度：每個國家排放二氧化碳要有排放指標，就像我們過去給每家分糧票一樣。不夠用的國家只能花錢買指標。
所以二氧化碳幾乎是讓每個國家都頭疼的廢氣。
澱粉是啥，相信大家都不陌生，那可是好東西。我們平時吃的米飯、玉米、白麵最重要也是最基本的物質就是澱粉。
你可以把它理解成人類的口糧。
而且澱粉還是重要的工業原料，是造紙、製作塑膠等許多日用品的原始材料。
但是現在我們的澱粉，都是來自於玉米、小麥、薯類等植物，要全部依賴於植物的光合作用。
而光合作用相當複雜且低效。自然界中植物的光合作用，理論的能量轉化率僅為 2% 左右。
而且合成路徑十分複雜，需要經過六十多道工序才能產生澱粉。
不光光合作用效率低，更重要的是，耕地在不斷減少，我們種糧食的地方越來越少了。
拿我們國家來說，耕地面積僅有 150 萬平方千米，佔國土面積的 16%，沙漠、海洋湖泊佔了不少地方，根本就種不了地。
就算放眼全球，在亞非拉美等國家，糧食問題一直都很嚴峻。
中科院研究團隊的二氧化碳變澱粉的反應鏈，僅用11步，相比於天然光合作用生產澱粉的六十多道工序，提速相當多。
在充足能量供給的條件下，理論上 1 立方米大小的生物反應器年產澱粉量相當於我國 5 畝土地玉米種植的平均年產量。
科學家說，以後我們所需要的澱粉，將以二氧化碳作為原料，像釀造啤酒一樣，在生產車間中製造出來。這將大大節約土地，結束人們面朝黃土背朝天的耕作，徹底改變農耕文明。
目前來看，雖然人工合成澱粉還僅限於實驗室階段，未來還有很長的路要走。但是這絕對是從零到一的巨大突破。
02
去年的5月28日我國的“人造太陽”打破了世界紀錄。成功實現了1.2億攝氏度執行101秒。
這個好訊息，估計很多人看不懂。
到底啥是人造太陽，我們已經有了一個太陽了，為什麼還非得要再造個太陽？
先簡單粗暴地說一句，如果人造太陽成功了，我們就相當於有了一臺永動機，人類的能源問題就得到了終極解決。
地球上的能源不是取之不盡的，比如我們常用的煤、石油、天然氣等化石能源，大概只能用幾十年。除了儲量有限，還會造成汙染環境。
風能、水能雖然乾淨，但輸出不穩定，受自然條件影響大。
迄今為止，沒有任何一種方式能像頭頂這顆太陽那樣無限供應能源且不帶來汙染的。
於是科學家想在地球上建造一個裝置，模擬太陽核心的環境，其相關的實驗裝置又被稱之為“人造太陽”。
太陽是利用核聚變反應不斷地向地球輸送能源的。“人造太陽”也需要藉助核聚變。
核聚變反應的完美之處在於，它能產出巨大的能量。而它的原材料海水中就有。有個形象且相對準確的說法就是——1升海水透過聚變反應產生的能量相當於300升汽油。而地球上什麼都缺，最不缺的就是海水。
最重要的是，核聚變很安全，反應後的產物是氦氣，就是孩子們玩的氦氣球裡的氣體，無毒無害。即便執行過程中也可以即關即停，極少產生放射性廢物或不可控負面效果；
它不像核裂變反應一樣有輻射。而現在的核能發電站應用的就是核裂變技術，稍有不慎就會發生核洩露，而且這種汙染會持續百年以上，人類承受不起。
電影《流浪地球》裡的行星發動機就是個大型核聚變反應堆，推著地球一直前行，卻不用擔心半路“拋錨”。
但是人類目前的技術還難以控制核聚變的進行，大家都知道氫彈的爆炸就是核聚變，但那個過程完全不可控，根本無法利用。人們目前急需掌握的技術是可控核聚變。
太陽核心的核聚變過程條件是苛刻的，1500萬攝氏度的高溫再加上2400億個標準大氣壓。
人類目前的科技水平實現如此大的壓力是不可能的，壓力不夠就只能用溫度來湊了。
人造太陽試驗就是一直在追求高溫下的執行時間。
億度以上持續的時間越長，說明實驗越接近於成功。
目前認為在1億攝氏度以上維持1000秒，就可以實現實用化了。
此前的世界紀錄是2020年末韓國實現的億度20秒。
我國在5月份不但打破了這個世界紀錄，在時間上達到了之前的五倍，而且僅過了半年時間，可謂是巨大的成功。中國太陽指日可待。
03
去年我國還有一件大事，就是世界衛生組織宣佈，中國消除了瘧疾。
經過70餘年的努力，中國瘧疾感染病例由3000萬減少至零，是一項了不起的壯舉。
最值得一提就是抗瘧特效藥的研發——2015年，屠呦呦因發現青蒿素獲得諾貝爾獎。
其實在上世紀70年代，屠呦呦團隊就在草藥方發現一種名為青蒿的草藥。
經過反覆試驗分離，屠呦呦團隊獲得了青蒿提取物，患者用藥後從 40°C 高燒快速降至正常，治療效果顯著。
目前，以青蒿素已經成為全球治療瘧疾，特別是惡性瘧疾的首選藥物。它挽救了數百萬人的生命，其發現被認為是中國對全球人類健康所作出的最重要的貢獻之一。
但是中國科學家對青蒿素的研究並沒有就此止步。
儘管青蒿素類藥物已經面世數十年，但迄今為止，黃花蒿仍然是青蒿素的唯一天然來源。
而黃花蒿中青蒿素的含量極低，只佔乾重的 0.1～0.8%。
試想，把整個澳門都種滿黃花蒿，也只能提取一罐青蒿素。
目前，透過植物提取生產青蒿素的成本估計在170～350美元/千克之間。因為獲取成本高、產量不穩定等原因，世界上仍有8000萬人吃不起以青蒿素為基礎的“救命藥”。
從田野到藥廠的路上，中國的科學家們一直在努力。
目前來自上海交通大學唐克軒教授團隊突破性地發現了兩種可以將青蒿酸轉化為青蒿素的酶。
而此前美國科學家已經能利用酵母菌產生青蒿素，而中國科學家的研究成果，可以讓青蒿素的產出更高效更穩定。青蒿素可以直接從工廠中生產出來，而不用低效地從植物裡提取。
如果將青蒿素成本降到100美元/千克以下，就可以讓此前8000萬吃不起青蒿素類藥物的瘧疾患者持續、穩定地獲得“救命藥”。
其實這些科研成果只是我們掛一漏萬的介紹。其他領域我們也取得了很多突破：
神舟12號13號飛船相繼載人升空；中國人自己的空間站拔“天”而起；
中國首個火星車祝融號在火星表面登陸；
中美科學院聯手製造了人猴胚胎，為人類器官移植帶來福音；中國天眼向全世界科學家開放！
2021年疫情還在繼續，很多事情因此停滯，但是我國的科學與技術在疫情中繼續前行。
科學家們猶如造夢者，把我們僅存在於腦海中的想象一一變成現實。他們也帶領14億中國人一同奔向我們的星辰大海！
來源：視覺志
