近日,《自然》展望了2020年值得期待的科學(xué)進(jìn)展,空間、氣候、健康等仍是2020年研究熱點(diǎn)。其中,中國的火星一號和嫦娥五號任務(wù)備受矚目。
火星計劃
2020年,包括3個(gè)著(zhù)陸器在內的幾艘宇宙飛船將向火星進(jìn)發(fā)。美國宇航局計劃將下一代火星車(chē)“火星2020”送上這顆紅色星球,它將收集巖石樣本,并在未來(lái)任務(wù)中將樣本送回地球,它還將配備一架可拆卸的小型無(wú)人直升機。中國也計劃在2020年實(shí)施首次火星探測任務(wù):向火星發(fā)射第一個(gè)著(zhù)陸器,它將部署一個(gè)小型火星車(chē)。如果降落傘技術(shù)問(wèn)題得到解決,俄羅斯航天器也會(huì )把歐洲空間局(ESA)的“漫游者”火星車(chē)送往火星。阿拉伯聯(lián)合酋長(cháng)國將發(fā)射一顆人造衛星,這是阿拉伯國家首次執行火星任務(wù)。
除了探測火星,中國在2020年將實(shí)施嫦娥五號任務(wù),實(shí)現月面無(wú)人采樣返回;按計劃,日本的小行星探測器隼鳥(niǎo)2號將在2020年把采集到的小行星樣本送回地球;美國的“奧西里斯-REx”探測器也會(huì )在小行星貝努上實(shí)施采樣作業(yè)。
大天空 大數據
今年的黑洞照片首秀無(wú)疑大熱,拍下這張照片的“事件視界望遠鏡”項目,預計在2020年發(fā)布新成果,這次可能是關(guān)于銀河系中心的黑洞。ESA的“蓋亞”探測器將會(huì )更新銀河系的三維圖譜,讓科學(xué)家能更好地了解銀河系的結構和演化過(guò)程。引力波天文學(xué)家將公布他們在2019年觀(guān)測到的宇宙碰撞“寶藏”,這些碰撞在時(shí)空中產(chǎn)生了漣漪。其中包括許多黑洞的合并,但也包括以前從未見(jiàn)過(guò)的黑洞與恒星的碰撞。
超級對撞夢(mèng)想
歐洲核子研究中心希望能爭取獲得更多資金,以推動(dòng)新一代大型對撞機項目。位于瑞士日內瓦附近的歐洲粒子物理實(shí)驗室將于5月在匈牙利布達佩斯召開(kāi)一次特別會(huì )議,一個(gè)委員會(huì )將決定該實(shí)驗室歐洲粒子物理戰略更新的部分內容。該實(shí)驗室希望建造一臺100公里長(cháng)的機器,其功率是大型強子對撞機的6倍,擬耗資210億歐元。
在美國,伊利諾伊州芝加哥附近的費米國家加速器實(shí)驗室應該會(huì )公布期待已久的 μ介子g-2的結果。物理學(xué)家希望,微小的異?,F象能夠揭示此前未知的基本粒子。
合成酵母
合成生物學(xué)家重建面包酵母(釀酒酵母)的努力將于2020年完成。研究人員已經(jīng)能完全取代簡(jiǎn)單生物,例如蕈狀支原體的遺傳密碼,但在酵母細胞中進(jìn)行這項工作更具挑戰性,因為它們十分復雜。這項名為合成酵母2.0的研究由來(lái)自四大洲的15個(gè)實(shí)驗室合作完成的。研究小組已經(jīng)用合成的DNA片段替換了釀酒酵母的16條染色體。
他們還嘗試重組和編輯該酵母的基因組,以了解有機體是如何進(jìn)化的,及其是如何應對突變的。研究人員希望,工程酵母細胞將為制造從生物燃料到藥物的大量產(chǎn)品提供更有效和更靈活的方法。
氣候任務(wù)
8月,聯(lián)合國環(huán)境規劃署將發(fā)布一份有關(guān)地球工程的重要報告。地球工程指對地球環(huán)境進(jìn)行的大規模改造,被認為是應對氣候變化的一種有潛力的方法。
同樣在2020年,國際海底管理局將發(fā)布人們期待已久的法規,使海底采礦成為可能。但科學(xué)家擔心,對于這種行為如何破壞海洋生態(tài)系統,以及對已經(jīng)受到壓力的環(huán)境可能造成的災難性影響,人們了解得還不夠。
在明年于英國格拉斯哥召開(kāi)的聯(lián)合國氣候變化大會(huì )上,各國也需要繼續推動(dòng)落實(shí)《巴黎協(xié)定》。根據2015年的協(xié)議,各國必須提出最新的溫室氣體減排目標,以幫助將全球變暖控制在2攝氏度以?xún)?。但大多數國家在兌現承諾方面行動(dòng)遲緩。此外,條約本身也前途未卜:預計美國將在當時(shí)正式退出。
“人鼠”到來(lái)
隨著(zhù)研究人員在這項充滿(mǎn)倫理意味的技術(shù)上取得進(jìn)展,在其他動(dòng)物身上為人類(lèi)培育替代器官的夢(mèng)想有望實(shí)現。日本東京大學(xué)干細胞科學(xué)家Hiromitsu Nakauchi計劃在小鼠和大鼠胚胎中培育人類(lèi)細胞組織。然后,他將把這些雜交胚胎移植到替代動(dòng)物體內(直到今年3月日本的一項新法律生效,這一步驟才被允許)。Nakauchi與合作者也用豬胚胎做了類(lèi)似實(shí)驗。這類(lèi)研究的最終目標是培育出能移植到人體內的器官。但一些研究人員認為,在實(shí)驗室里培養類(lèi)有機物更安全、更有效。
此外,其他可能在2020年對科學(xué)界產(chǎn)生重要影響的事件還包括:美國大選、針對登革熱等傳染病的一種新技術(shù)將進(jìn)行測試、一種瘧疾疫苗將開(kāi)始臨床試驗等。
摘自《中國科學(xué)報》