2024年可能成為頭條的十大科學(xué)故事

編譯/劉迪一

2024年，會(huì)有美國總統(tǒng)大選和歐洲議會(huì)選舉，會(huì)有厄爾尼諾的持續(xù)影響，也會(huì)有長(zhǎng)新冠療法的嚴(yán)格臨床試驗(yàn)結(jié)果出爐，還會(huì)有探索地外星系生命的旅程開啟……政治動(dòng)蕩和政策爭(zhēng)端可能給科學(xué)界帶來不確定性。厄爾尼諾現(xiàn)象可能導(dǎo)致全球氣溫升至新高度。這提醒人類，采取科學(xué)干預(yù)措施來防止“安全”閾值被突破的時(shí)間已經(jīng)不多了?！犊茖W(xué)》雜志團(tuán)隊(duì)預(yù)測(cè)了2024年十大科學(xué)頭條新聞。

2023年10月，干旱導(dǎo)致巴西的普拉克夸拉湖水位下降，湖中船只擱淺

厄爾尼諾現(xiàn)象可能繼續(xù)輸出創(chuàng)紀(jì)錄的高溫

此前科學(xué)家做出預(yù)測(cè)：2024年開始后的幾個(gè)月里，東太平洋的厄爾尼諾現(xiàn)象可能加劇，并導(dǎo)致全球地表平均溫度首次超過前工業(yè)化水平1.5°C；亞馬孫地區(qū)和澳大利亞的干旱可能因此加重。作為一種氣候振蕩，厄爾尼諾現(xiàn)象在2023年卷土重來，并且似乎推動(dòng)這一年成為現(xiàn)代歷史上最熱一年——前11個(gè)月的平均氣溫較前工業(yè)化水平高出1.4°C以上，僅憑溫室氣體排放量增加是無法解釋此異常的。厄爾尼諾現(xiàn)象抑制了海洋吸收熱量的能力；大氣污染阻擋紫外線也是部分原因。這些加熱效應(yīng)會(huì)在2024年持續(xù)。

美國政局要給科學(xué)定調(diào)

今年11月的總統(tǒng)大選將給美國科學(xué)界注定艱難的2024年收尾。目前美國國會(huì)兩黨在年度支出法案上的分歧難以解決，這可能導(dǎo)致政府停擺，進(jìn)而擾亂每個(gè)科學(xué)機(jī)構(gòu)的撥款工作。大多數(shù)觀察人士預(yù)計(jì)，最終的預(yù)算協(xié)議最多包含個(gè)別機(jī)構(gòu)的小幅經(jīng)費(fèi)增長(zhǎng)，而非拜登要求、國會(huì)承諾的大幅增長(zhǎng)。大選獲勝者將就氣候變化、流行病防控、創(chuàng)新和移民等眾多涉及科學(xué)的問題制定政策——關(guān)于這些問題，以拜登和特朗普為代表的兩黨候選人持截然不同的觀點(diǎn)。

監(jiān)管人工智能的競(jìng)賽

2023年，世界各國政府宣布了關(guān)于加強(qiáng)AI監(jiān)管的宏偉計(jì)劃。2024年可能上演一場(chǎng)不斷加速的監(jiān)管競(jìng)賽。美國方面，多個(gè)機(jī)構(gòu)需要擴(kuò)充拜登政府于2023年11月發(fā)布的政策指令，為負(fù)責(zé)任的AI發(fā)展制定標(biāo)準(zhǔn)，這是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)。積極的國會(huì)議員提出了150多項(xiàng)法案，旨在確保人工智能為經(jīng)濟(jì)發(fā)展、公共衛(wèi)生、公民自由和國防帶來好處，而非威脅。歐盟方面采取的措施更接近道德保障措施。但由于各種強(qiáng)大的AI新應(yīng)用程序似乎層出不窮，例如基于大型語言模型的聊天機(jī)器人，特定規(guī)則可能很快就會(huì)過時(shí)。

抗登革熱蚊子起飛

2023年，世界蚊子計(jì)劃的抗登革熱蚊子改造項(xiàng)目取得一系列成功。根據(jù)研究人員報(bào)告，他們?cè)诟鐐惐葋啺⒉祭焦冗B續(xù)釋放出迄今為止最大規(guī)模的轉(zhuǎn)基因蚊子，這些攜帶沃爾巴克氏菌（Wolbachia pipientis ）的埃及伊蚊（Aedes aegypti ）無法傳播某些病毒，其后代也沒有傳播能力——最終，測(cè)試區(qū)域的登革熱病例數(shù)下降了至少95%。此外，在印度尼西亞進(jìn)行的抗病蚊子試驗(yàn)減少了當(dāng)?shù)氐歉餆岵±龜?shù)（包括住院治療人數(shù)）。世界蚊子計(jì)劃的項(xiàng)目已在14個(gè)國家落地，目前正擴(kuò)大規(guī)模。他們計(jì)劃2024年在巴西建成并啟動(dòng)最大的沃爾巴克氏菌蚊子生產(chǎn)設(shè)施。另一方面，世界衛(wèi)生組織可能于今年發(fā)布關(guān)于部署抗病蚊子的正式指南，這將推動(dòng)更多國家采用此策略。

長(zhǎng)新冠療法試驗(yàn)的初步成果

大量長(zhǎng)新冠患者仍在經(jīng)受呼吸急促、持續(xù)頭痛、極度疲勞等病癥折磨。由于缺少明確有效的治療方法，病人及其醫(yī)生嘗試著各種藥物和膳食補(bǔ)充劑。今年，首批關(guān)于長(zhǎng)新冠療法的嚴(yán)格安慰劑對(duì)照臨床試驗(yàn)有望報(bào)告結(jié)果（當(dāng)然它們可能是初步的）。有的藥物，例如以奈瑪特韋片（Paxlovid）為代表的抗病毒藥物和單克隆抗體，針對(duì)的是可能在體內(nèi)持續(xù)存在的SARS-CoV-2病毒本身；另一些藥物針對(duì)的是長(zhǎng)新冠研究發(fā)現(xiàn)的各種異常情況：靜脈注射免疫球蛋白可以平息過度活躍的免疫系統(tǒng)；迷走神經(jīng)刺激可以重新調(diào)整自主神經(jīng)系統(tǒng)，從而可能改善腦霧和心率異常等癥狀。即使這些療法不成功，科學(xué)家也希望試驗(yàn)結(jié)果能闡明導(dǎo)致長(zhǎng)新冠癥狀的生物學(xué)因素，幫助他們確定下一步要測(cè)試什么。

進(jìn)一步揭示中微子質(zhì)量的秘密

兩項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的結(jié)合可以揭示被稱為中微子的微小粒子團(tuán)是如何堆積起來的。中微子分為三種類型，即電子中微子、μ子中微子和τ子中微子，它們?cè)趥鞑ミ^程中會(huì)相互轉(zhuǎn)化。因此更準(zhǔn)確地說，每種中微子都是三個(gè)質(zhì)量態(tài)以特定配比混合疊加而成的，如果配比變化，中微子類型也會(huì)改變。這種現(xiàn)象或有助于揭示宇宙如何產(chǎn)生比反物質(zhì)更多的物質(zhì)。不過要找到答案，物理學(xué)家必須先充實(shí)他們的理論模型。他們知道有兩種中微子的質(zhì)量幾乎相同，但不知道質(zhì)量究竟是兩輕一重還是兩重一輕。參與日本從“東海到神崗”（T2K）中微子實(shí)驗(yàn)和美國使用費(fèi)米實(shí)驗(yàn)室粒子加速器復(fù)合體來檢查振蕩的NOvA實(shí)驗(yàn)的物理學(xué)家發(fā)射中微子，使其穿行數(shù)百公里，抵達(dá)地下深處的巨大探測(cè)器，從而達(dá)到研究目的。今年，他們計(jì)劃發(fā)布一份聯(lián)合分析，表明正確答案是兩輕抑或兩重，并將尋找一種能證明中微子是其自身反粒子的核衰變類型。

與原住民專家合作

在美國，許多原住民一直不太情愿與研究人員合作，因?yàn)樗麄兊淖迦航?jīng)歷過漫長(zhǎng)殖民戰(zhàn)爭(zhēng)和某些科學(xué)家?guī)资陙淼膭兿?。不過隨著越來越多原住民科學(xué)家主導(dǎo)研究項(xiàng)目，雙方合作的態(tài)勢(shì)向好，2024年會(huì)是合作項(xiàng)目更上一層樓的一年。美國國家科學(xué)基金會(huì)提供5年3000萬美元的資助，幫助新成立的原住民知識(shí)與科學(xué)結(jié)合中心開展工作。美國國立衛(wèi)生研究院向斯坦福大學(xué)和原住民生物數(shù)據(jù)聯(lián)盟（由原住民遺傳學(xué)家運(yùn)營(yíng)的生物樣本庫）提供900萬美元資金，旨在創(chuàng)建一個(gè)原住民的COVID-19數(shù)據(jù)庫。盡管仍存在種種問題，但新的一年可能見證新的合作模式與態(tài)度。

歐盟的綠色議程或遇阻

2020年，歐盟批準(zhǔn)了《歐洲綠色協(xié)議》（European Green Deal ），旨在引領(lǐng)能源、環(huán)境保護(hù)和交通等各領(lǐng)域的氣候友好型措施規(guī)劃，讓歐洲地區(qū)在2050年前實(shí)現(xiàn)溫室氣體零排放目標(biāo)，成為“第一個(gè)氣候中和大陸”?！皻W洲地平線”項(xiàng)目下約1/3的資金將用于與氣候變化相關(guān)的研究。不過綠色協(xié)議可能即將遭遇重大阻力。觀察人士指出，民調(diào)顯示極右翼民粹主義政黨有望在今年6月的歐洲議會(huì)選舉中獲得更高支持率，而右翼的勝利必將拉住歐盟綠色議程的腳步。無論極右翼政黨最終會(huì)否成為歐洲議會(huì)的第三大政治力量，偏右的歐洲人民黨已經(jīng)通過抵制諸如減少農(nóng)藥使用的政策，把自己塑造成對(duì)農(nóng)民和工業(yè)友好的形象。立法者還可以尋求限制實(shí)施綠色立法的資金，這些立法迄今為止在很大程度上經(jīng)受住了保守派的抵制，例如設(shè)定了“恢復(fù)退化生態(tài)系統(tǒng)”目標(biāo)的《自然恢復(fù)法》（Nature Restoration Law ）。

國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆繼續(xù)延期

國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆（ITER）計(jì)劃是規(guī)模最大的國際科研合作項(xiàng)目之一，共有30多個(gè)國家參與，耗資數(shù)十億美元。不過在2006年正式啟動(dòng)后，這個(gè)原計(jì)劃10年建成的“人造太陽”經(jīng)歷多次延期，后將完工時(shí)間定在2025年——無奈的是，ITER的“第一束等離子體”可能又難如約而至了。項(xiàng)目的管理層預(yù)計(jì)會(huì)在今年宣布一個(gè)新的、延后許久的完工日期。據(jù)稱，新冠大流行減慢了部件的建造速度，反應(yīng)堆容器的各部分形狀錯(cuò)誤且無法組裝到一起，冷卻管道被腐蝕，法國核監(jiān)管機(jī)構(gòu)對(duì)其安全性不放心?，F(xiàn)任ITER總干事彼得羅 · 巴拉巴斯基（Pietro Barabaschi）在2022年接替去世的前任伯納德 · 比戈特（Bernard Bigot），目前正努力讓建設(shè)工作重回正軌。他曾在2023年10月的聚變能源會(huì)議上表示：“（修改后的時(shí)間表）不會(huì)是個(gè)好消息?！?/p>

重金打造的歐羅巴快船即將發(fā)射

噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的技術(shù)人員正在檢查NASA的歐羅巴快船探測(cè)器。飛船計(jì)劃于10月發(fā)射，探索木星的冰衛(wèi)星

美國宇航局耗資50億美元打造的探測(cè)器“歐羅巴快船”將于今年10月搭乘SpaceX“獵鷹重型”火箭上天，前往木衛(wèi)二歐羅巴。這是NASA自20世紀(jì)70年代的維京號(hào)（Viking）火星任務(wù)以來最昂貴的行星探測(cè)任務(wù)。木衛(wèi)二是木星的第四大衛(wèi)星，其表面被幾公里厚的冰殼覆蓋，冰下是潛在的生命溫床——一片巨大咸海。預(yù)計(jì)快船于2030年抵達(dá)目的地，屆時(shí)它不會(huì)直接著陸或海洋采樣，而是會(huì)快速飛掠衛(wèi)星50次，掃描表面并收集有關(guān)其內(nèi)部情況的線索。科學(xué)家曾希望探測(cè)器能夠跟進(jìn)望遠(yuǎn)鏡調(diào)查到的關(guān)于木衛(wèi)二噴發(fā)活躍羽流至太空的線索，不過韋布空間望遠(yuǎn)鏡最近并未發(fā)現(xiàn)任何證據(jù)。

資料來源 Science