Nature：展望2020年即將發生的科學大事件

　　近日，Nature雜志展望了2020年將會發生的重大科學事件，其中包括火星探索計劃、國際氣候會議、培育人-動物雜交體等。

NASA2020年的火星探測計劃將配備一架可拆卸的無人駕駛直升機

Credit: NASA/JPL-Caltech

　　1、火星探索計劃

　　2020年，包括3個著陸器在內的幾艘航天器將會向火星進發，美國宇航局將會發射名為“Mars 2020”的探測器，旨在收集火星上的巖石樣本、并在未來任務中將所采集的樣本送回地球，同時該探測器還將配備一架小型、可拆卸的無人機。中國也計劃于2020年首次實施火星探測任務，即向火星發射名為“Huoxing-1”的探測器，該探測器將會部署一個小型的火星探測車；如果降落傘技術能夠得到有效解決，來自俄羅斯的一艘航天器也建輝將歐洲航天局（ESA）的火星車送往火星；同時阿拉伯聯合酋長國也將會發射一顆人造衛星，這是其首次執行火星的探測任務。

　　除了進行探測火星的任務外，中國計劃在2020年實施嫦娥五號任務，實現月球表面無人采樣返回的計劃。日本的小行星探測器隼鳥2號將在2020年把采集到的小行星樣本送回地球；美國宇航局的奧西里斯王號（OSIRIS-REx）探測器也會在小行星貝努上實施采樣作業。

　　2、大天空 大數據

　　繼2019年科學家們拍下黑洞首張照片以來，視界望遠鏡(Event Horizon Telescope)計劃發布新的研究結果，這一次可能是關于銀河系中心的黑洞，其中可能包括多張圖像、甚至可能是圍繞人馬座（Sagittarius A*）的氣體影像；今年晚些時候，ESA的“蓋亞”探測器將會更新銀河系的三維圖譜，這能明顯改善科學家們對銀河系結構和演化的理解，引力波天文學家將公布他們在2019年觀測到的宇宙碰撞的“寶藏”，這些碰撞在時空中產生了漣漪。其中包括許多黑洞的合并，也包括以前從未見過的黑洞與恒星的碰撞。

　　3、超級對撞機夢想

　　歐洲核子研究中心(CERN)希望在2020年獲得更多資金來推動新一代大型對撞機的研究項目，位于瑞士日內瓦附近的歐洲粒子物理實驗室將于5月在匈牙利布達佩斯召開一次特別會議，一個委員會將會決定該實驗室歐洲粒子物理戰略更新的部分內容；該實驗室希望建造一臺100公里長的機器，其功率是大型強子對撞機的6倍，或將耗資210億歐元（234億美元）。

　　在美國，伊利諾斯州芝加哥附近的費米國家加速器實驗室也會公布期待已久的Muon g2的結果，這是一項對更大質量的“電子兄弟”在磁場中如何運動的高精度測量。物理學家希望利用這種微小的異常現象來揭示此前未知的基本粒子。

合成酵母.Credit: Eye of Science/Science Photo Library

　　4、合成酵母

　　合成生物學家將會在2020年完成重建面包酵母（釀酒酵母）的計劃，如今研究人員已經能夠完全取代許多簡單生物的遺傳密碼，比如絲狀支原體等，但因具有較高的復雜性，在酵母中進行這項工作對于科學家們而言就更具挑戰性了，這項名為“合成酵母2.0”的工作由來自4大洲15個實驗室的科學家們完成，如今研究人員已經能利用合成的DNA片段來替代釀酒酵母16條染色體中的片段了，同時研究人員還嘗試對這些染色體進行重組和編輯來更好地理解酵母的進化機制以及其如何應對突變，研究人員希望，工程化改造的酵母將會為制造生物燃料到藥物等大量產品提供更為有效和靈活的方法。

　　5、氣候任務

　　8月份，聯合國環境規劃署將會發布一份關于地球工程方法方面的科學和技術報告，旨在應對氣候變化，這其中就包括如何從大氣中吸收二氧化碳并阻擋陽光；同樣在2020年，國際海底管理局將會發布人們期待已久的法規，使海底采礦成為可能，為此科學家們擔心，對于這種行為如何破壞海洋生態系統，及如何對已經受到壓力的環境可能造成的災難性影響，人們或許還了解地并不夠。

　　明年11月在英國格拉斯哥召開的第26屆聯合國氣候變化大會（COP26）上，各國需要繼續推動《巴黎協定》的落實。根據2015年的協議，各國必須提出最新的溫室氣體減排目標來幫助將全球變暖控制在2攝氏度以內。但大多數國家在兌現承諾方面行動遲緩，此外，條約本身也前途未卜，預計美國將正式退出。

　　6、美國大選

　　新一輪美國總統大選將于2020年11月舉行，誰將入主白宮？誰將掌控國會？其結果可能會對科學，尤其是氣候科學產生重大影響。第二任期將會使特朗普繼續推翻其前任的氣候政策，并確保美國在大選后的第二天正式退出《巴黎協定》；而民主黨可以通過贏得白宮或在國會兩院中取得多數席位來阻撓這些努力，目前眾議院的所有435個席位和參議院100個席位中的35個都在競爭中。

　　7、“人鼠雜交體”的到來

　　隨著研究人員在充滿倫理道德的技術上取得長足進步，在其它動物身上為人類培育替代器官的夢想或有望實現；來自日本動靜大學的研究者中內啟光 (Hiromitsu Nakauchi)如今實現了在小鼠和大鼠胚胎中培育出由人類細胞組成的組織，研究人員隨后將會將這些雜交的胚胎移植到代孕動物機體中，直到今年3月日本的一項新法律生效，這一研究步驟才會得到批準。研究者Nakauchi還與同事申請利用豬的胚胎進行類似的實驗，諸如此類研究的目的在于在動物體內培育出未來有望移植到人類機體中的器官/組織，但有研究人員認為，在實驗室培育出的“類器官”也會更加安全和有效。

被沃爾巴克氏體所感染的蚊子.Credit: Apu Gomes/AFP/Getty

　　8、反攻

　　在印度尼西亞的日惹市，關于一項有望阻止登革熱傳播技術的重大測試將得出結論，目前研究人員已經釋放了攜帶沃爾巴克氏體細菌的蚊子，這種細菌可以抑制由蚊子傳播的登革熱、基孔肯雅熱和寨卡病毒的復制，同時還能讓這種感染在野生種群中傳播。來自印尼、越南和巴西的小規模試驗顯現出了誘人的前景。

　　同樣能帶來希望的是一種瘧疾疫苗，該疫苗研究將會在赤道幾內亞的比奧科島進行，世界衛生組織希望在2020年消除昏睡病或非洲錐蟲病這一公共衛生問題，這種疾病是由采采蠅所攜帶。

　　9、執行壓力

　　物理學家希望能夠實現他們的夢想，即創造一種在室溫下無電阻導電的材料，盡管目前這種超導材料只能在數百萬千帕的壓力下工作。鑭超氫化物在2018年打破了所有的超導溫度記錄，在此之后，研究人員希望能合成出在最高53攝氏度下具有超導性能的釔超氫化物。

　　10、固體能源

　　目前很多公司都計劃銷售使用鈣鈦礦的太陽能電池，這種材料要比在傳統太陽能電池板中使用的硅晶體更加便宜且容易生產；當與鈣鈦礦配合使用時，鈣鈦礦就能夠生產出在市場上效率最高的太陽能電池板。

　　在7月份的東京奧運會期間，能源行業也將會取得另一個里程碑，屆時豐田公司將會推出首款由固態鋰離子電池驅動的汽車原型，這將會取代將電池內部正負極分開的液體，從而就會增加可存儲的能量，而固體電解質也會使得電池的壽命變得更長，但充電速度就會變得更慢。