由中國科學院、中國工程院主辦，中國科學院學部工作局、中國工程院辦公廳、中國科學報社承辦，中國科學院院士和中國工程院院士投票評選的2022年中國十大科技進展新聞、世界十大科技進展新聞于2023年1月12日在京揭曉。
此項年度評選活動至今已舉辦了29次。評選結果經新聞媒體廣泛報道后，在社會上產生了強烈反響，使公眾進一步了解國內外科技發展的動態，對普及科學技術起到了積極作用。
01 首個完整人類基因組序列公布
由美國國家人類基因組研究所、加利福尼亞大學圣克魯斯分校、華盛頓大學等機構研究人員領銜的國際科研團隊3月31日公布了首個完整、無間隙的人類基因組序列。與這項重大成果相關的6篇論文當天發表在美國《科學》雜志上。
美國國家人類基因組研究所在一份公報中表示，人類基因組含有約30億個DNA（脫氧核糖核酸）堿基對，完成這些堿基對的完整、無間隙測序對于了解人類基因組變異全譜、掌握基因對某些疾病的影響至關重要。
據悉，人類基因組測序項目的重要意義被視為與阿波羅登月計劃相當。人類基因組蘊藏人類遺傳信息，破譯它能夠為疾病診斷、新藥研發、新療法探索等帶來革命性進步。
早在2001年，由包括中國在內的6國科學家共同參與了國際“人類基因組計劃”，并在英國《自然》雜志上發布了人類基因組草圖及初步分析。但由于當時的測序技術所限，這份人類基因組草圖中留有許多空白。
02 人造心臟研究取得重要進展
為了從頭開始構建人類心臟，研究人員需要復制構成心臟的獨特結構。這包括重建螺旋幾何形狀——當心臟跳動時，螺旋幾何形狀會產生扭曲的運動。這種扭曲運動對大量泵血至關重要，但由于制造具有不同幾何形狀和排列的心臟難度較大，這項工作極具挑戰性。
如今，美國哈佛大學約翰·保爾森工程與應用科學學院（SEAS）生物工程師使用一種新的增材紡織品制造方法（FRJS），開發了第一個具有螺旋排列跳動心臟細胞的人類心室生物雜交模型，并證明其肌肉排列確實會顯著增加每次收縮時心室泵出的血液量。相關研究結果發表于7月7日出版的《科學》雜志。
研究的目標是建立一個模型，測試心臟的螺旋結構是否對達到大的射血分數（即每次收縮時心室泵送的血液百分比）至關重要，并研究心臟螺旋結構的相對重要性。這項工作是朝著器官生物制造邁出的重要一步，使人們更接近于建立用于移植的人體心臟的最終目標。
03 銀河系中心黑洞的首張照片面世
5月12日，包括中國在內的全球多地天文學家同步公布了一個超大質量黑洞——人馬座 A* （Sgr A*）的照片。相關研究成果以特刊形式發表在《天體物理學雜志通訊》上。這是人類“看見”的第二個黑洞，也是銀河系中心超大質量黑洞真實存在的首個直接視覺證據。
這個超大質量黑洞距離太陽系約2.7萬光年，質量超過太陽質量的400萬倍。這張銀河系中心黑洞的照片，與人類看到的第一張黑洞照片的拍攝者和拍攝時間均相同，都是由“事件視界望遠鏡”（EHT）合作組織在2017年通過分布在地球上由8個射電望遠鏡組成的一個等效于地球般口徑大小的“虛擬望遠鏡”所拍攝。
EHT研究團隊花了五年時間，用超級計算機合成和分析數據，編纂了前所未有的黑洞模擬數據庫，與觀測結果進行嚴格比對，并提取出不同照片平均后的效果，最終得以將銀河系中心這個超大質量黑洞的“真實容貌”第一次呈現出來。
04 人類首次成功改變小行星軌道
9月26日，美國宇航局（NASA）利用雙小行星重定向測試（DART）航天器，撞擊了一顆近地雙小行星系統中較小的小行星——Dimorphos，以期改變其運行軌道。
這是世界上首個旨在防御地球免受小行星撞擊威脅的測試任務。10月11日，NASA證實這次任務取得成功——DART航天器的撞擊，將Dimorphos推向其伴星Didymos，并將前者近12小時的軌道周期縮短了32分鐘。
據悉，NASA在撞擊開始前表示，將軌道周期縮短73秒就代表任務成功。大多數天文學家則預測，撞擊可能導致軌道周期縮短10分鐘。但該撞擊造成的偏斜程度遠遠大于預期。這也在一定程度上表明，動能撞擊是行星防御的可行方法。
05 美國首次成功在核聚變反應中實現“凈能量增益”
12月13日，美國能源部（DOE）和能源部國家核安全管理局（NNSA）宣布，勞倫斯利弗莫爾國家實驗室（LLNL）的美國國家點火裝置（NIF）團隊首次在可控核聚變實驗中實現核聚變反應的凈能量增益，即通過核聚變產生的能量比激發聚變所使用的能量更多，這項突破將為美國國防的發展和清潔能源的未來鋪平道路。
據悉，美國國家點火裝置團隊用192束激光束，向一個微型燃料顆粒輸送了205萬焦耳的激光能量，點燃核聚變燃料，最終產生了315萬焦耳的聚變能量輸出，實現凈能量增益，首次證實了慣性核聚變能（IFE）的基本科學原理和可行性。
06 詹姆斯·韋布空間望遠鏡順利入軌 首次傳回照片
詹姆斯·韋布空間望遠鏡是由美國宇航局與歐洲空間局、加拿大航天局聯合研究開發，是NASA建造的迄今最大、功能最強的空間望遠鏡，其主鏡直徑6.5米，由18片巨大六邊形鏡片構成；配有5層可展開的遮陽板，被認為是哈勃空間望遠鏡的“繼任者”。
該望遠鏡于2021年12月25日從法屬圭亞那庫魯航天中心發射升空，2022年1月24日順利進入圍繞日地系統第二拉格朗日點的運行軌道，并于7月12日正式公布了其拍攝的一批宇宙全彩色照片。
此后，韋布空間望遠鏡還拍攝到距離地球約280億光年的最遙遠恒星的新圖像并首次在系外行星上明確探測到二氧化碳。據悉，韋布空間望遠鏡任務目標主要有4個方面：尋找135億多年前的宇宙中誕生的第一批星系；研究星系演化的各階段；觀察恒星及行星系統的形成；測定包括太陽系行星系統在內的行星系統的物理、化學性質，并研究其他行星系統存在生命的可能性。
07 世界首臺百億億次超級計算機打破速度紀錄
5月31日，國際超算組織宣布，位于美國橡樹嶺國家實驗室的超級計算機“前沿”在2022年國際超算Top500榜單中拔得頭籌，成為現今世界上運行速度最快的超級計算機，算力高達每秒1.1百億億次，也是目前國際上公告的首臺每秒能執行百億億次浮點運算的計算機。
據悉，普通筆記本電腦每秒只能進行幾萬億次運算，而“前沿”的運行速度是其100多萬倍。百億億次超級計算機也被稱為E級超級計算機，每秒計算次數超過1018，它的研制占據了國際高端信息技術創新和競爭的制高點，可用于對氣候變化、核聚變模型進行精確建模，有助于新藥的研發以及加密技術破解，因此也將成為國家安全的重要工具。
08 豬蛋白角膜讓人重見光明
長期以來，科學家一直在尋找可替代人類角膜的移植物。如今，瑞典林雪平大學和LinkoCare Life Sciences公司的研究人員通過提取豬膠原蛋白制成的人工角膜，成功使失明或視力受損的人恢復了視力，且手術兩年后，患者沒有嚴重并發癥或副作用的報告。
相關研究8月11日發表于《自然-生物技術》。林雪平大學的Mehrdad Rafat和同事通過從豬皮中提取和純化膠原蛋白，制造了一種柔韌有彈性的類似隱形眼鏡的人工角膜。
在相關實驗成功后，研究小組開始在志愿者中對人工角膜進行測試。在接受人工角膜移植后，每個人的視力都有所提高，其中有3名失明患者術后視力恢復到正常人水平。該研究結果有助于開發出一種符合人類植入物標準、可以大規模生產并儲存長達兩年的生物材料，從而惠及更多有視力問題的人。
09 人工智能加速“原創”新蛋白質設計
隨著人工智能（AI）的巨大進步，美國西雅圖華盛頓大學（UW）生物化學家David Baker領導的一個團隊，只需幾秒鐘便可以設計出“原創”新蛋白質。相關研究發表于9月15日出版的《科學》。
最初，研究人員構想出一種新蛋白質的形狀——通常是將其他蛋白質的片段拼湊在一起，然后由軟件推導出與該形狀對應的氨基酸序列。但在實驗室中制作這些“草稿”蛋白質時很少能折疊成所需的形狀，相反，它們最終被卡在不同的狀態。
而通過調整蛋白質結構預測軟件AlphaFold和其他AI程序，這一耗時的步驟可以瞬間完成。在Baker團隊開發的一種名為“幻覺”的方法中，研究人員將隨機的氨基酸序列輸入結構預測網絡；根據網絡的預測，改變其結構，使之變得更像蛋白質。
10 科學家發現“四中子態”存在最明確證據
由數十個國家的科學家組成的聯合團隊發現了迄今“四中子態”（tetraneutron）奇異物質存在的最明確證據，相關論文6月22日發表于《自然》。20年前，科學家意外發現了一種奇異物質“四中子態”的存在跡象，該物質由4個中子組成。
此次，國際聯合團隊找到了迄今“四中子態”存在的最明確證據。德國慕尼黑工業大學Roman Gernhauser等研究人員利用不同的粒子碰撞，制造出平常多出4個中子的氦原子，然后與質子碰撞，在碰撞后，只剩下四個中子，并且可以結合成一個“四中子態”。
該實驗旨在抑制可能干擾或被誤認為是產生“四中子”的每一個反應，因此他們以無與倫比的精度測量了缺失的能量。通過追蹤缺失的能量，他們推斷出“四中子”形成的時間非常短暫，僅有10-22秒鐘。據悉，這一發現將有助于物理學家對核力本質的理論進行微調。
來源：《中國科學報》
