一、發現「愛因斯坦地磚」
用地磚鋪滿一個平面有各式各樣的拚接方式，最簡單的當然是用正方形、正三角形或正六邊形拼接，但這樣太過單調無趣，因此自古數學家們就嘗試用兩種以上的不同幾何形狀來鋪滿平面，尤其伊斯蘭學者更是在建築中發揮得淋漓盡致。
不過這樣雖然大大增加了美感，卻仍有明顯的規律性，同樣的圖案不斷往四周延伸，也就是所謂的「週期性重複」。那麼是否有「非週期性重複」的拼接方法？
數學家在1964年找到了這種拼接方法，不過需用到20,426種地磚，後來又簡化到103種形狀。因為對黑洞的研究而獲頒2020年諾貝爾物理獎的潘洛斯（Roger Penrose），於1974年又進一步發現兩種地磚形狀，可以非週期性地鋪滿整個平面。這令人不禁要追問：是否可能減少到只用一種地磚？由於德文的「一塊石頭」(ein stein) 和「愛因斯坦」(Einstein)同音，因此這種假想中的地磚也叫「愛因斯坦地磚」。
大部分的數學家直覺上都認為不可能有愛因斯坦地磚，不過退休的印刷技師史密斯（David Smith）在2022年發現一種13邊形，這種形狀和其鏡像的組合（也就是地磚的正面和反面）似乎可以不重複地完全鋪滿。但他無法加以證明，於是求助於另外三位數學家。2023年3月，他們四人發表論文證明史密斯的確找到了愛因斯坦地磚。
緊接著在5月，他們又發現不需要鏡像就能不重複地鋪滿平面的方法，而且這個13邊形還可以再變形出一系列的愛因斯坦地磚。誰能料到，長久以來普遍認為不可能的數學問題，就這麼解決了，而且破解的還是一位把數學當閒暇興趣的業餘玩家。
二、成功從太空將電力傳回地球
太陽能是取之不竭的乾淨能源，不過由於日夜交替與天候因素，太陽能板所能產生的電力終究有無法突破的上限。布署在太空的太陽能板就一天24小時都會受到日照，如果能將所產生的電力送回地球，不就可以大幅改善能源問題？
這個科幻作品中早就有的構想如今終於證明是可行的。2023年6月1日，加州理工學院的團隊宣布他們成功從地球軌道上的「太空太陽能演示器一號」(Space Solar Power Demonstrator-1, 簡稱SSPD-1)，將太陽能轉換的電能，透過微波傳送到地面上的指定位置。
圖片來源：加州理工學院
雖然這項「微波陣列傳輸電力低軌道實驗」(Microwave Array for Power-transfer Low-orbit Experiment, 簡稱MAPLE) 還只是概念驗證，要提供足夠電力仍有許多工程問題要克服，但這已為太空太陽發電邁開重要的一步。
三、室溫超導體成真？
2023年7月27日，韓國科學技術研究院的團隊發表論文，宣稱發現一種以銅摻雜鉛磷灰石的合成材料”LK-99”，在常溫常壓下就有超導現象，也就是零電阻以及完全抗磁性。這則新聞一出立即轟動全球，因為如果屬實，那麼從能源、交通、醫療，乃至各種電子用品及電氣設備，都將產生革命性的躍進，徹底改變人類的科技文明。
圖片來源：Wikipedia
世界各地的學術機構立即進行實驗加以驗證，結果發現LK-99並不是超導體，只是具有一定的抗磁性。韓國團隊宣稱的重大突破終究是烏龍一場，室溫超導體這個聖杯還有待科學家們繼續追尋。
四、探測器首度在月球南極成功著陸
2023年8月23日，印度的「月船3號」(Chandrayaan-3) 成功在月球南極軟著陸。由於月球的兩極地區崎嶇不平，又有巨大的隕石坑，較不容易著陸，因此之前美國、蘇聯及中國的登月任務都是選擇較為平坦的中低緯度區域。如今印度不僅成為第四個成功登月的國家，更是史上首度在月球南極登陸。
印度之所以選擇較困難的月球南極，是因為2008年發現那裏的隕石坑底下蘊藏豐富的水冰。水不僅可以供太空人飲用，經電解處理成氧氣和氫氣後，還可分別供太空人呼吸及作為火箭燃料，是建立月球基地的必要資源。而且隕石坑周邊高聳的山峰一直受到陽光照射，宛如永晝，在峰頂上架設太陽能板，便能為月球基地提供源源不絕的電力。
圖片來源：Wikipedia
接下來其它國家當然也將陸續進行登陸月球南極的太空任務，尤其這次印度全部才花費7,500萬美元，倘若藉此低廉的成本為其它國家提供登月服務，勢將改變原本由少數強國把持的生態，展開新一輪的太空競賽。
五、人類祖先曾瀕臨滅絕
現在分布全球的人類都是源自五萬年前至二十萬年前，陸續走出非洲的智人；他們取代了更早離開非洲的尼安德塔人，卻也因為混血而把尼安德塔人的部分基因留傳了下來。
若更往前推，智人和尼安德塔人在70萬年前有共同的祖先，當然也算是我們人類的祖先。根據刊登於2023年8月31日出刊的《科學》期刊的一篇論文，人類的祖先在90萬年前曾急遽銳減，僅1.3%倖存下來，繁衍的個體數量最少時只有1,280個，而且接下來 11萬7千年都沒有再擴增。
這個數字實在令人觸目驚心，在那麼長的時間裡，倘若有嚴重一點的危險或災難，人類祖先就從此滅絕了。這也讓人不禁省思，高達98.7%的人類祖先之所以消失，肯定是環境變遷所致，如今人類造成的地球暖化導致氣候變遷的問題日益嚴重，我們豈能不積極挽救，以免重蹈瀕臨滅絕的覆轍。
六、NASA回收探測器採集的小行星樣本
小行星探測器「歐塞瑞斯號」（OSIRIS-REx）於2016年發射升空，2020年10月降落在小行星貝努（Bennu）表面，成功採集了170克的樣本，隨後飛返地球。
2023年9月24日，歐塞瑞斯號在距離地表10萬公里處釋放樣本艙後，隨即飛往另一顆小行星阿波菲斯（Apophis）。樣本艙安全降落在猶他州，NASA人員回收後將分析樣本的成分，以了解小行星貝努的組成。
圖片來源：Wikipedia
貝努在45億年前太陽系形成初期就存在了，從它的成份可以有助於了解太陽系的形成與演化。目前初步確認貝努有豐富的含水礦物及有機化合物，似乎呼應了小行星在數十億年前撞擊地球，帶來水分與生命形成所需的物質。
歐塞瑞斯號成功帶回樣本，代表日後可以同樣方式取回更多天體的樣本，揭露更多宇宙奧秘。
七、首度為單一原子照X光
用X光照射原子排列整齊的晶體，位於不同位置的原子所散射的X光互相干涉，而形成明暗相間的繞射圖案，便可從而得知晶體的結構。若是想直接觀察材料表面凹凸不平的細微形貌，則可以使用掃描穿隧顯微鏡（Scanning Tunneling Microscope, STM），不僅能觀察到原子層級的差異，甚至還可以移動原子的位置。
X光繞射技術主要用來分析晶體結構，無法檢測單一原子；STM雖然能觀測到單一原子，卻無法判別是何種元素的原子。2023年5月31日出刊的《自然》(Nature) 期刊，俄亥俄大學和美國阿貢國家實驗室（Argonne National Laboratory）的研究團隊發表他們結合STM和同步輻射X光的技術，首度成功拍攝單一原子的X光照，並能判讀出原子的物理化學特性。
不要誤會，這不是像人體的X光照那樣，直接看到原子內部，而是偵測X光照射原子後所產生的變化。不同元素會吸收不同波長的光，使得經過的X光光譜在特定波長出現暗線，該團隊便是如此從一個鐵原子和六個铽原子形成的環形結構中，判別出何者是鐵、何者是铽，並得知兩者如何形成彼此結合的化學鍵。
圖片來源：《自然》(Nature) 期刊
這項技術不僅可以檢測出極微量的元素，也可以幫助科學家設計材料；此外，或許就如同許多新發明，未來還會衍生出現在無法想像的應用呢。
八、 分子也可以量子纏結
量子纏結（也稱量子糾纏）是量子物理中最不可思議的現象之一，兩個粒子產生纏結後，只要量子態未被破壞，無論相隔多遠也會彼此影響，甚至不受光速極限的限制，宛如兩者有心電感應似的。愛因斯坦打死也不相信，沒想到後來的實驗卻不斷證明真的有量子纏結，其中的三位物理學家便因此獲頒2022年的諾貝爾物理獎。
量子纏結的特性可以用來打造量子電腦或進行量子通訊，目前主要是用光子、電子這樣的基本粒子，或是帶電荷的原子。分子則由於構造複雜許多，向來被認為無法形成量子纏結，事實上許多人做過嘗試也都宣告失敗。不過普林斯頓大學的研究人員在2023年12月7日出刊的《科學》期刊發表論文，宣布已經成功讓幾個單一分子形成量子纏結。
圖片來源：普林斯頓大學
除了挑戰不可能之外，用分子有什麼好處？事實上，分子構造複雜是其缺點也是其優點，因為分子可以在多種模式下振動和旋轉，因此有更多自由度可做為量子位元的編碼，特別適合於量子資訊處理以及複雜材料的量子模擬。
九、有記錄以來最熱的一年
歐盟的「哥白尼氣候變遷服務中心」(Copernicus Climate Change Service)於12月6日宣布，2023年將是有記錄以來最熱的一年——前11個月的的全球平均氣溫是攝氏15.1度，比工業化前高了1.46度。巴黎氣候協議所訂的目標是控制在1.5度之內，因為科學家們相信一旦都超過這個臨界點，極端氣候發生的頻率將大幅增加，嚴重威脅生態系統以及人類文明。
即使不單看2023這一年，世界氣象組織（World Meteorological Organization）在12月5日發布的另一份報告也顯示，2011至2020年是地球陸地和海洋有史以來最熱的十年，氣候變遷、冰川流失以及海平面上升，也都在這期間以最急遽的速率發生。
12月在杜拜舉行的第28屆聯合國氣候變遷大會（簡稱COP28），雖然有120國同意2030年再生能源擴增兩倍、50家石油公司承諾在2050年前讓甲烷排放歸零、60多個國家簽署要在2050年前將冷氣相關排放減少68%（另有美、英、法等23個國家呼籲讓核能在2050年前增加三倍，但這並未納入正式決議），然而就像川普擔任美國總統時宣布退出《巴黎氣候協定》，COP28的決議究竟將來是否真能落實，就有待觀察了。
十、AI，還是AI
2022年11月ChatGPT橫空出世，宛如真人般的應答讓人們嘖嘖稱奇，但由於不時仍會出現令人啼笑皆非的答案，在很多人眼中，人工智慧還只是新奇有趣的玩意兒，並未認真看待。
然而進入2023年後，技術與算力的提升加上各方積極爭搶市場，勢不可擋的AI浪潮很快直撲而來。
——微軟推出Copilot，將GPT技術整合到Office、Outlook、Team 等軟體以及雲端服務，讓使用者無需轉換，就能隨時藉由 AI產生文本或得到所需的資料。
——Google的Gemini能聽能看，展現了極具彈性的綜合能力。
——Meta、IBM偕同Intel、AMD、等企業與研究單位合組開源AI聯盟。
——特斯拉展示了人型機器人。
除了這幾大巨頭，其它在醫療、金融、自駕車、……等各種領域，也都已經引入AI技術。凡此種種說明了自2023年起，AI開始全面性地進入我們生活之中。
參考資料：
- Inside Mathematicians’ Search for the Mysterious ‘Einstein Tile’ | Scientific American
- In a First, Caltech’s Space Solar Power Demonstrator Wirelessly Transmits Power in Space | www.caltech.edu
- LK-99 – Wikipedia
- Chandrayaan-3 – Wikipedia
- Human ancestors nearly went extinct 900,000 years ago (nature.com)
- Osiris-Rex: Nasa’s asteroid mission gathered ‘smaller sample’ – BBC News
- World’s First X-Ray of a Single Atom Reveals Chemistry on The Smallest Level : ScienceAlert
- Physicists ‘entangle’ individual molecules for the first time, bringing about a new platform for quantum science (princeton.edu)
- 2023 on track to be the hottest year on record, say scientists | Climate crisis | The Guardian
- https://csr.cw.com.tw/article/43473
