作者 胡珉琦
针对一项关于现代人起源的重要研究，中外学者在顶刊上展开了多次争锋。
2021年2月9日，美国《国家科学院院刊》发表了南京大学副教授孙雪峰等研究论文《古DNA和多种测年方式证实现代人晚到达中国南方》。该研究使用古DNA和多种测年方式证实，现代人抵达华南地区不超过六万年。
这一结果推翻了2015年由中科院古脊椎动物与古人类研究所（以下简称古脊椎所）等机构在《自然》发表的研究结论，即“具有完全现代形态的人类早在8~12万年前就已经在华南局部地区出现”。
如今，事件有了最新进展。5月25日，美国《国家科学院院刊》同期刊发3篇来自古脊椎所、牛津大学、德国马普学会等机构多位学者的评论信，质疑孙雪峰论文研究结论的可靠性。他们提出，孙雪峰的研究存在“指鹿为人”、碳十四年代测定不准确、数据分析不规范等多个方面的缺陷。
厦门大学人类学研究所所长王传超认为，解决这一争议问题的终极办法就是古DNA和碳十四测年的重复实验。但这是一项技术要求极高，同时又依赖运气的工作，重复实验并非随时可以完成。这时，科学家或许只能选择继续等待，而这也是古人类研究的一大特点。
争议源起：阻碍非洲起源说的“最后一颗钉子”被拔掉了？
关于现代人起源有两种观点长期对峙：一种是非洲起源说，一种是多地起源说。
前者支持所有现代人都是从非洲走出的智人进化而来，他们在不同地区替代了本土的古老型人类而成为霸主。
后者则认为，智人在走出非洲的过程中不断与当地的古人类发生混血、杂交，共同走上现代人演化的道路。
这一争议的热点地区，恰好就在东亚。 要想拼凑出现代人在 东亚地区的起源与演化的拼图，湖南道县福岩洞扮演着关键角色。
2011年9月至2013年底，古脊椎所、湖南文物考古研究所连续三次对福岩洞遗址进行考古发掘，出土了大量哺乳动物化石，其中最引人注目的就是47枚古人类牙齿。
经科研人员测定，具有完全现代形态的人类早在8~12万年前就已经在华南局部地区出现了。2015年10月15日，《自然》发表了古脊椎所刘武、吴秀杰等所做的这项工作。
当时，福岩洞人年代的推测主要依靠两方面证据。
首先，在地层中，除非有过大的扰动，一般总是年轻的层位在上面，古老的层位在底下。如果化石层位于中间，那么它的年龄也就介于上下地层的年代之间。于是，科学家对化石埋藏的上下地层进行了铀系测年，结果显示它的范围在 8~12万年前。
其次，从生物地层学分析，和这些人类牙齿同在一起的动物群组成呈现出了晚更新世早期的特点。吴秀杰解释，动物群里发现了很多绝灭物种，都是在距今13万年以前的。他们还对一枚动物牙齿进行了碳十四测年，结果已经接近检测上限。
这项研究对于探讨现代人在欧亚地区的出现和扩散具有重要意义。
在经典的非洲起源论中，非洲以外的所有现代人都是5~10万年前走出非洲的一小群祖先的后代。
根据已有的化石证据，最早的现代人在西亚和欧洲出现的时间位于4.5万~5万年前。由于古人类化石非常稀有，东亚地区是否存在5 10万年前的早期现代人，始终没有确切的证据。
如果福岩洞人的年代推定属实，他们在东亚大陆出现的时间就比到达西亚和欧洲的现代人早至少3.5~7.5万年，那么福岩洞人的祖先来自何方？他们还是5~10万年前走出非洲的一小群祖先的后代吗？或者他们是更早出走的那一拨？他们和东亚大陆早期古人类有过广泛的基因交流吗？问题变得错综复杂起来。
然而，2021年2月9日，美国《国家科学院院刊》发表了南京大学孙雪峰等人的论文，又把这一问题拉回到了原点。
2019年，他们在福岩洞新找到了两枚“人类牙齿”和多枚哺乳动物化石。
这一次，他们用了更为直接的方法，也就是对“人类牙齿”进行了古DNA提取、测序，建立了人群关系的系统演化树，同时对“人类牙齿”和动物牙齿进行了碳十四测年。
根据这两项测定结果，他们得出了福岩洞人距今仅有9000多年 历史 的结论。论文最终作者、复旦大学生命科学学院教授李辉在复旦大学官网的报道中表示，“阻碍非洲起源说的‘最后一颗钉子’被拔掉了”。
对同一地点人类化石和古脊椎动物化石分析得到的年代推定结果，整整相差了一个数量级，究竟哪一个更接近 历史 的真实？
争议一：指鹿为人？
古人类学家要想还原人类演化的路径，会依靠很多不同的方法和技术，从古生物学、古人类学，到考古学、地质学、埋藏学、测年技术以及古DNA技术等。
其中，田野发掘、化石的功能形态鉴定可以说是古生物和古人类研究的立身之本。推翻刘武等研究结论的最主要证据来自孙雪峰等2019年在福岩洞发现的两枚“人类牙齿”，编号分别为FY-1HT和FY-2HT。
但前提是，这两枚牙齿必须与当年的47枚来自同一地层层位，从尺寸上形态上也都是同一类型，才能进行测年比较。
但刘武等在质疑文章中指出，这篇论文除展示了一张低分辨率照片外，没有提供“人类牙齿”发现具体位置的准确信息，也没有这两枚牙齿任何的形态、尺寸等解剖学信息，更没有指出与此前福岩洞发现的47枚牙齿中的哪一类、具体哪一件标本进行了比对。
“这样的研究论证方式在古生物学、古脊椎动物学、古人类学、解剖学研究中是非常罕见的。”刘武直言。
而这篇文章最大的争议点恰是来自化石的形态学鉴定。
质疑文章提出，经过多位第四纪哺乳动物专家鉴定，这两枚“人类牙齿”中编号为 FY-2HT的牙齿并非人类牙齿，而是草食类动物——鹿类的门齿。
西班牙人类古生态与 社会 进化研究所古生物学、动物考古学和埋藏学专家Palmira Saladié 在接受《中国科学报》采访时表示：“FY-2HT的牙根和牙冠的形态以及磨损模式，均不符合人属的鉴定，而属于鹿科。因此，所有来自该标本的分析和解释(年代测定和古DNA)都必须非常谨慎地进行，并拒绝它们。在我看来，鉴定是错误的，所以我们不能考虑结果。我不明白DNA分析怎么没发现这个错误。”
孙雪峰和李辉向《中国科学报》表示，原论文中化石形态学鉴定由澳大利亚新南维尔士大学Darren Curnoe负责。但截至发稿，Darren Curnoe没有就这个问题向《中国科学报》作出回复。
他在美国《科学院院刊》发表的回应文章中只是解释，FY-HT-2齿冠釉质大多磨损，无法复原出与鹿牙齿相似的磨耗特点。但刘武表示，尽管FY-HT-2存在齿冠釉质磨损，这枚牙齿与鹿牙齿相似的舌侧磨耗特征仍然是清晰可辨的。
孙雪峰等在福岩洞发现的牙齿与鹿牙对比.（A） 引自Sun et al. 2021；（B）道县2012年出土的鹿类门齿；（C）附着在现生鹿下颌骨上的门齿及犬齿
孙雪峰等在福岩洞发现的牙齿同人类牙齿对比. （A）引自Sun et al. 2021；（B）道县2012年发现的人类下颌侧门齿；（C）黄龙洞2006发现的人类上颌中门齿
争议二：“人类”线粒体古DNA从哪儿来？
假设编号为 FY-2HT的人类牙齿实为鹿牙，为何能从中提取出“人类”线粒体古DNA？这是这项研究最为吊诡的地方。
这枚被检测出人类DNA的牙齿是否有可能被污染？原论文第一作者、负责古DNA检测的复旦大学 科技 考古研究院副研究员文少卿在接受《中国科学报》采访时表示，始终对数据负责。
王传超向《中国科学报》解释，古DNA的两端会出现碱基的变化，跟现代人的DNA序列有明显区别。根据论文公开的数据显示，孙雪峰等人确实提取出了古DNA并且对污染率进行了科学评估，结果是污染率很低，达到了古DNA的数据质量要求。
值得一提的是，随着人类DNA 获取技术的提升，在土壤、粪便、湖芯，甚至是空气样本中科学家也能检测出人类DNA，这些DNA 通常被称为环境DNA或者沉积物古DNA。
FY-2HT的“人类”线粒体古DNA究竟从哪儿来，似乎还是蒙上了一层阴影。
争议三：碳十四测年存在污染？
碳十四测年法是确定化石标本年代的一把利器，这是最著名的一种放射性测年法。但是，碳14测年有个致命弱点，无法用在非常古老的材料测年上，因为碳十四衰变后剩余量会越来越小，最后小到很难精确计算。
2015年，负责福岩洞动物牙齿化石碳十四测年的北京大学考古文博学院教授吴小红告诉《中国科学报》，当时研究团队测定的年代为39000年左右。
孙雪峰认为，这个数据可以用来说明福岩洞遗址现代人出现的时间，支持其团队观点：现代人到达中国南方的时间不早于6万年。
但吴小红解释，这个数据接近北大加速器质谱碳十四实验室有机物碳十四年代测定的高限，再加上福岩洞遗址骨质样品保存不佳，这一结果不适合用作绝对年代的描述。
与之相对的，孙雪峰等对“人类牙齿”和动物牙齿的碳十四测年显示，其年代不足1万年，与“人类”线粒体古DNA推断的年代相匹配。吴小红认为，这种巨大的差异很可能是污染导致的。
“越古老的样品，污染的风险极高，需要非常小心谨慎。”吴小红说。
首先是样品的前处理过程需要严格的控制和把关。孙雪峰等的文章中没有对碳十四测年样品的前处理过程进行清楚的描述，这在很大程度上影响了对测年结果可靠性的判断。
其次，加速器质谱碳十四的测年物质要可靠。孙雪峰等文章中大多数样品采用的是骨骼或者牙齿的总有机碳（TOC)进行年代测定，但在考古年代研究领域，通常不用这种方法，而是按惯例提取出骨骼或者牙齿中的原生组分—胶原蛋白或明胶蛋白进行年代测定以尽可能排除外来碳的影响，从而得到可靠的碳十四年代数据。其中，检验胶原（明胶）蛋白质量的是碳氮比值（C/N）。
孙雪峰等人的文章中仅有一份胶原蛋白样品按照国际惯例测定了碳氮比值，而且它的数值(46.2) 远高于牙齿和骨骼化石中适合于碳十四年代测定的有机胶原蛋白的C/N比值(2.9~3.6)。吴小红认为，这个结果应该摒弃。
“事实上，该文中绝大多数胶原蛋白测年样品都没有提供C/N比值，那么这篇文章中的所有胶原蛋白的样品没有证据证明是排除了外来污染物影响的。”吴小红强调。
英国牛津大学同位素加速器中心主任Tom Higham和德国马普学会人类 历史 科学研究所Katerina Douka在同期发表的评论信中，同样提出了这些问题。
Tom Higham在接受《中国科学报》采访时，质疑了孙雪峰等在论文中没有使用目前最可靠的碳十四测年法，尤其是他们提取的胶原蛋白含量非常之低，会造成年龄被显著低估。他表示，“样品实际年龄很可能比他们的测年结果要老得多”。
遗憾的是，孙雪峰等发表的回信对其在原文中使用的样品前处理方法依然没有给出具体的描述。
解决争议的终极办法只有“重复实验”
就目前来看，福岩洞人类化石的确切年代是什么，现代人在东亚地区起源与演化的 历史 如何还原，远未到盖棺定论的时候。
王传超认为，解决眼前这一争议问题的终极办法只有重复实验。既然化石样品来自同一洞穴，双方团队可以提供部分样品，由第三方机构进行重复实验。
不过，重复实验在现阶段还很难实施。仅是学术争议，没有机构可以强制要求进行重复实验。
而且，古人类研究的重复实验是有条件的。
原论文中，南京大学、复旦大学获得的古人类牙齿化石非常有限，碳十四测年和牙根的古DNA检测又都是有损检测，很难进行二次实验。
因此，孙雪峰等在回应文中也指出，希望古脊椎所能对其保存的福岩洞人类牙齿样品开展古DNA检测和碳十四测年，从而进行结果比对。
事实上，2015年，刘武等就委托专家对其中一枚保存最为完好的人类牙齿提取古DNA，但由于南方洞穴的气候条件非常不利于化石保存，这一尝试并未成功，碳十四测年也只在一枚动物牙齿中完成。
可见，这是一项技术要求极高，同时又依赖运气的工作，重复实验并非随时可以完成。“这时候就只能等待。”王传超认为，这也是古人类研究的一大特点。
刘武告诉《中国科学报》，福岩洞人类牙齿的古DNA检测会在合适的时间排上日程，毕竟五年过后，古DNA提取技术已经有了新的进展。
古人类研究历来是个热闹的江湖。自从古DNA技术横空出世，解决了许多原先僵持不下的争议问题，为这门学科的研究打开了一个全新的局面。
但是目前，受到人类化石数量、保存条件以及技术进展的局限，还没有一种方法可以一统江湖，而是需要依靠多种技术方法相互印证，尽可能构建一个完整的证据链条。
不同的研究方法得到的证据等级有所不同，但相同的是，每项研究在野外化石采集及实验室处理，研究数据采集、分析与论证等方面都应该严格按照学术流程和规范进行。
在这一学术争议事件中，还需要强调的是，研究程序的合理、合规是得出可靠结论的基本前提。刘武和吴秀杰指出，合作交流、质疑争论能促进科学研究工作，推动学科发展。“但在大力提倡学术规范、科研诚信的今天，一篇从样品数据采集、测试分析、论文写作都存在瑕疵的‘顶刊’论文，需要引起国内学术界的反思。”
参考文献：
doi:10.1038/nature15696
作者 | 池涵
即日起，阿联酋“希望号”火星探测器、中国“天问一号”火星探测器和美国“毅力号”火星探测器将陆续奔赴火星。
多国火星探测器为什么会不约而同地选在这个时间窗口密集发射？各国的火星探测又各有什么特色？
阿拉伯世界的“希望”
火星的公转周期几乎是地球的两倍，它们之间的距离一直在变化。中国航天系统科学与工程研究院研究员陈杰告诉《中国科学报》，每隔大约780天也就是26个月，会出现地球与火星最接近的一刻。
而此前的两三个月，就是发射火星探测器的窗口期。这个时候从地球发射探测器去火星，形象地说就是‘走最近的路’去火星。
“希望号”也称为“酋长号”，是阿联酋也是阿拉伯—伊斯兰国家的第一个行星探测器，重1.5吨，携带高分辨率彩色数码相机、红外光谱仪和紫外光谱仪三台仪器。
“希望号”此行预计将花费7~9个月到达火星，届时将环绕火星飞行，开始为期2~4年的科学数据采集。
陈杰认为，“希望号”任务比较专一，瞄准火星大气研究。现有数据只能提供火星一小段时间的温度和气候信息。而如果“希望号”取得成功的话，其探测数据将会首次为科学家提供火星每年、每季、每天的全球气候变化图景。
“这将进一步加深人类对火星气象的了解，为寻找当今火星天气与远古火星大气之间的联系、研究氧和氢从火星大气中散逸出去的机制、揭示火星大气的演变、了解火星是否曾经存在生命以及生命是如何消失的等问题提供重要支撑。”陈杰说。
美国普林斯顿大学天体物理系和普林斯顿等离子体物理实验室研究员董川飞告诉《中国科学报》，“希望号”号称第一个真正意义上的火星气象卫星。
了解火星上每日天气和季节变化 (比如火星上常见的沙尘暴)对将来人类登陆乃至移居火星有重大意义。
阿联酋2014年7月宣布“希望号”研制计划，2020年7月发射，“希望号”2021年5月到达火星的时候正逢阿联酋建国50周年。阿联酋还表示将以“希望号”为起点，在2117年前在火星建立人类定居点。
一场“逐火”盛宴
“希望号”虽然承载着阿拉伯世界的雄心，但其背后还有许多其他国家科学家们的辛勤耕耘。
据董川飞介绍，阿联酋的科学与工程团队对“希望号”的研制得到了美国多所高校和研究机构的极大支持。
其中，相机与紫外光谱仪主要由美国科罗拉多大学大气与空间物理实验室负责研发制造，红外光谱仪主要由美国亚利桑那州立大学负责研发制造。整个“希望号”主要由科罗拉多大学大气与空间物理实验室负责组装制造。
陈杰介绍，为了实现火星探测和载人航天梦想，阿联酋采用商业操作、国际合作的模式，邀请了200多位美国科学家和工程师参与。俄罗斯和欧洲还帮助培训阿联酋航天员，2019年9月，阿联酋航天员曼苏里搭乘联盟飞船进入国际空间站。
此次“希望号”的发射，阿联酋还与日本合作，利用日本的H-2A火箭。
1998年，日本曾发射了一颗同样名为“希望号”的火星探测器，但由于一系列技术故障，该探测器没有进入环绕火星轨道。
“日本目前有一个金星轨道飞行器‘晓’正在研究金星大气， 所以应该已经不存在发射火星探测器的技术问题。”董川飞说，“日本目前的研究重点放在火星的两个卫星的样本返回上，这比火星的轨道飞行器难度大很多。”
另据了解，日本的“火星卫星探查计划”将于 2024 年发射, 计划从“火卫一”取样并于 2029 年返回地球。
而美国也希望借“火星2020”项目重返火星，送“毅力号”火星车登陆火星。
从美国火星探测的规划来看，“毅力号”是在前期的轨道器、着陆器和巡视器找到火星上有水的证据、探测火星内部等之后，开始 探索 火星的可移居性，寻找生命迹象。
陈杰表示，“毅力号”任务有两方面的创新：一是“站点缓存”。“毅力号”可以收集火星岩石和土壤的岩芯样品，放在火星表面的“缓存站点”。这将是首次从火星岩石和土壤中提取岩芯样品，未来航天员可能会把这些样品带回地球进行研究。二是“毅力号”携带了旋翼无人机登陆火星。
这是人类首次在另一个星球尝试旋翼飞行。“毅力号”落地后，名为“机智号”的无人机会被放置在火星表面，在接收中继指令后自主起飞，作为“侦察员”，发挥辅助作用。
对于中国而言，2011年，搭载在俄罗斯“福布斯—土壤”火星探测器内部发射升空的“萤火一号”环火探测器，是中国火星探测计划中的第一颗火星探测器。但由于“福布斯—土壤”变轨失败，“萤火一号”没有进入火星轨道。
“如果说‘萤火一号’只是一次尝试，那么‘天问一号’则是我国深空探测的跨越，是航天强国建设的重要标志。”陈杰介绍，“天问一号”将搭载我国新一代大型运载火箭长征五号发射，从研制到发射都是全自主的。
去火星探究生命的起源
火星路远行艰，究竟是什么吸引着各国的科学家，使多国耗费如此大的人力物力发射探测器？
蓝箭航天火箭研发中心总经理戴政认为，寻找火星是否存在或者曾经存在生命的证据、解答生命起源和生命是否在宇宙中的问题，具有普遍性。同时，研究火星大气和地质等科学问题，对研究天体地质和演化有很多的借鉴意义，对地球的环境变迁变化也有借鉴意义。
陈杰则认为，火星探测是航天强国的重要标志，我国首次自主的火星探测任务成功实施可进一步缩短与美国、俄罗斯等在深空探测技术方面的差距，积累更多深空探测领域的经验，推动我国在行星探测、空间科学、空间技术等方面的发展，使我国跻身全球深空探测领先者的行列。
陈杰介绍说，从探测器构成看，我国的“天问一号”火星探测器设计成环绕器和着巡组合体两部分，由于着巡组合体由着陆器和巡视器（火星车）两部分构成，实际上包括了三部分；美国火星探测器就是着陆器和巡视器两部分构成；阿联酋的“希望号”则只是环绕探测器。
从探测目标上看，我国的“天问一号”要实现“绕、落、巡”三个目标，即环绕火星探测、着陆火星并进行巡视探测；美国的探测器主要是“落、巡”两个目标；阿联酋则是“绕”一个目标，即实现火星环绕探测。
“将‘绕、落、巡’三种任务结合在一起，在世界上属于首创。工程难度确实很大，但经过艰苦努力解决了大量工程难题后，我们有信心、有把握完成这次探测任务。”陈杰说。
据了解，到下一个火星探测窗口即2022年，欧盟与俄罗斯合作的“地外火星”任务将发射，去搜寻过去或现在（可能的）火星生命的生物特征。美国会发射火星样本返回计划，日本将发射火星卫星样本返回计划。
更有意思的是，各国都已经开始长远计划并布局最终将人类送上火星的任务。美国太空 探索 技术公司（SpaceX）首席执行官马斯克表示，将从2022年开始向火星运送货物，为建立火星前哨站铺路。
“这些任务都值得期待。人类探测火星的步伐一直在持续，还将继续持续下去。”陈杰说。
《中国科学报》 （2020-07-17 第1版 要闻 原标题为《“逐火”盛宴启幕》）
近日，由中国科学院、中国工程院主办，中国科学院学部工作局、中国工程院办公厅、中国科学报社承办，中国科学院院士和中国工程院院士投票评选的2021年中国十大 科技 进展新闻（the top 10 news stories of scientific and technological progress）于2022年1月18日在京揭晓。
此项年度评选活动至今已举办了28次。评选结果经新闻媒体广泛报道后，在 社会 上产生了强烈反响，使公众进一步了解国内外 科技 发展的动态，对普及科学技术起到了积极作用。
此次评出的2021年中国十大 科技 进展新闻分别是：
1 我国首次火星探测任务取得圆满成功
6月11日，中国国家航天局公布了“祝融”号火星车拍摄的首批火星图像，标志着中国的火星任务取得圆满成功。三张照片是由“祝融”号的相机拍摄的，包括着陆点全景、火星地形地貌、“中国印迹”（即着陆平台）影像图。另一张是由祝融释放出车底部的分离相机拍摄的“着巡合影”图，为火星车与着陆平台的合影。
天问一号于2020年7月23日由长征五号重型运载火箭从最南端海南省的文昌航天发射中心发射，启动了中国首次火星任务。
2 中国空间站开启有人长期驻留时代
6月17日，神舟十二号载人飞船发射升空，与中国空间站核心舱天和成功对接。3名航天员进驻核心舱，进行了为期3个月的驻留，开展了一系列空间科学实验和技术试验，在轨验证了航天员长期驻留、再生生保、空间物资补给、出舱活动、舱外操作、在轨维修等空间站建造和运营关键技术。
10月16日，神舟十三号发射升空，将另外三名宇航员送往天宫空间站，开启为期6个月的在轨驻留，期间将开展一系列科学实验，进一步验证在轨长期居住的情况，中国空间站有人长期驻留时代到来。
3 我国实现二氧化碳到淀粉的从头合成
淀粉是“粥饭”中最主要的碳水化合物，是面粉、大米、玉米等粮食的主要成分，也是重要的工业原料。其主要合成方式是由绿色植物通过光合作用固定二氧化碳来进行。长期以来，科研人员一直在努力改进光合作用这一生命过程，希望提高二氧化碳的转化速率和光能的利用效率，最终提升淀粉的生产效率。
4 我国团队凭打破“量子霸权”的超算应用摘得2021年度“戈登贝尔奖”
11月18日于美国密苏里州圣路易斯举行的全球超级计算大会（SC21）上，国际计算机协会（ACM）将2021年度“戈登贝尔奖”授予中国超算应用团队。这支由之江实验室、国家超算无锡中心等单位研究人员组成的联合科研团队，基于新一代神威超级计算机的应用“超大规模量子随机电路实时模拟”（SWQSIM）获此殊荣。
量子优越性，或称量子优势，指的是一个量子设备可以在任何可行的时间内解决任何经典计算机无法解决的问题。谷歌和中国 科技 大学的研究人员都曾声称他们已经开发出了达到量子优势的设备。
确定一个设备是否在给定任务下实现量子优势，首先要对随机量子电路（RQC）中不同量子比特的相互作用进行采样。由于随机量子电路中的量子比特之间可能存在大量的相互作用，对其相互作用进行建模只能由高性能计算机解决。
在这项工作中，中国研究人员介绍了一个设计过程，涵盖了模拟所需的算法、并行化和架构。使用新一代神威超级计算机，他们有效地模拟了10x10x（1+40+1）的随机量子电路，这也被认为是模拟RQC的一个新的里程碑，远远超过了谷歌“顶点”超级计算机的表现。
5 1400万亿电子伏特 我国科学家观测到迄今最高能量光子
中国科学院高能物理研究所牵头的国际合作组依托国家重大 科技 基础设施“高海拔宇宙线观测站（LHAASO）”，在银河系内发现12个超高能宇宙线加速器，并记录到能量达1.4拍电子伏（PeV，拍=千万亿）的伽马射线光子，这是迄今为止能量最高的光。
研究成果突破了人类对银河系粒子加速的传统认知，揭示了银河系内普遍存在能够把粒子加速到超过1PeV的宇宙线加速器，开启了“超高能伽马天文”观测时代。相关成果5月17日发表于《自然》。
6 嫦娥五号样品重要研究成果先后出炉
10月19日，中国科学院地质与地球物理研究所和国家天文台主导，联合多家研究机构发布了围绕月球演化重要科学问题取得的突破性进展。相关研究成果发表在《自然》。
科研人员利用超高空间分辨率铀 — 铅（U-Pb）定年技术，对嫦娥五号月球样品玄武岩岩屑中50余颗富铀矿物（斜锆石、钙钛锆石、静海石）进行分析，确定玄武岩形成年龄为20亿年，表明月球直到20亿年前仍存在岩浆活动，比以往月球样品限定的岩浆活动延长了约8亿年。
研究显示，嫦娥五号月球样品玄武岩初始熔融时并没有卷入富集钾、稀土元素、磷的“克里普物质”——生热元素，嫦娥五号月球样品富集这些生热元素的特征，是由于岩浆后期经过大量矿物结晶固化后，残余部分富集而来。这一结果排除了嫦娥五号着陆区岩石的初始岩浆熔融热源来自放射性生热元素的主流假说。
7 异源四倍体野生稻快速 从头驯化获得新突破
随着世界人口的快速增长，至2050年粮食产量或将增加50%才能完全满足需求。与此同时，近年来世界气候变化加剧，全球气候变暖、极端天气频发等都为粮食安全带来了巨大挑战。在此背景下，如何进一步提高作物单产成为亟待解决的严峻问题。
中国科学院遗传与发育生物学研究所李家洋院士团队首次提出了异源四倍体野生稻快速从头驯化的新策略，旨在最终培育出新型多倍体水稻作物，这是一种一直令科学家渴望培育出的水稻品种，其活力和环境稳健性有助于大幅提高粮食产量并增加作物环境变化适应性。本项研究为未来应对粮食危机提出了一种新的可行策略，相关研究成果2月4日发表于《细胞》。
8 我国研发成功-271 超流氦大型低温制冷装备
液氦到超流氦温区大型低温制冷系统（模型） 图源：中国科学报 中科院理化技术研究所供图
4月15日，由中国科学院理化技术研究所承担的国家重大科研装备研制项目 “液氦到超流氦温区大型低温制冷系统研制 ”通过验收及成果鉴定，标志着我国具备了研制液氦温度（零下269摄氏度）千瓦级和超流氦温度（零下271摄氏度）百瓦级大型低温制冷装备的能力。液氦到超流氦温区大型低温制冷系统可满足航空航天工业、氢能储运、氦资源开发等领域的迫切需要。
9 植物到动物的功能基因转移首获证实
中国农业科学院蔬菜花卉研究所张友军团队经过20年追踪研究，发现被联合国粮农组织（FAO）认定的迄今唯一“超级害虫”烟粉虱，从寄主植物那里获得了防御性基因。这是现代生物学诞生100多年来，首次研究证实植物和动物之间存在功能性基因水平转移现象。
这是我国农业害虫研究领域在《细胞》杂志的首篇论文，揭示了昆虫如何利用水平转移基因来克服宿主的防御，为 探索 昆虫适应性进化规律开辟了新的视角，也为新一代基因导向的害虫防控技术研发提供全新思路。
10 稀土离子实现多模式量子中继及1小时光存储
光纤中的光子损耗阻碍了量子信息在地面的长距离传播。量子中继器是一种解决方案，但由于量子中继器方案的系统复杂性，到目前为止，通信距离仍然有限。另一种解决方案包括可运输的量子存储器和装有量子存储器的卫星，其中长寿命的光量子存储器是实现全球量子通信的关键部件。然而，迄今为止的光存储器的最长存储时间约为1分钟。
中国 科技 大学郭光灿院士领导的研究团队开发了基于稀土离子掺杂晶体的高性能固体量子存储器，成功将光的存储时间提高至1小时，为未来基于长寿命固体量子存储器的大规模量子通信提供了方案。该成果分别于4月22日和6月2日发表于《自然通讯》和《自然》。
国家自然科学基金结题报告公开。根据查询相关公开信息，2022年7月中国科学报报道，国家自然科学基金委正式启动《国家自然科学基金资助项目结题报告》(以下简称《结题报告》)全文公开工作，7月10日，首批在科学基金共享服务网年度批准结题的面上项目《结题报告》全文公开，共计9966项。对此，多名学者在接受《中国科学报》采访时表示，基金委公布结题报告的举动值得肯定，既有利于成果的传播，也有利于防止学术不端。
