科学家的新年愿望

Stephanie+Pappas

在过去的一年，科学界取得了良多突破：发现距离太阳系很远的新行星，确认上帝粒子的存在，发现早期人类进化历史的新线索……但是科学向前发展的脚步永不停止，我们不禁要问：今年又会有什么新玩意儿？

一个面向众多领域科学家的非科学性调查可以告诉我们某些领域的答案，它记录了一些科学家对2014年的勃勃雄心和理想展望：从物理世界的发现到系外卫星的探索，以下是科学家们的新年愿望。

物理学

在法国和瑞士边界的著名的大型强子对撞机LHC（Large Hadron Colli-

der）到现在已经沉寂了两年。关闭对撞机是为了进行维护和改造，使其功能比以前更强。它要到2015年才将重新投入使用。

尽管如此，物理学的前进步伐却并未减慢。来自英国利物浦大学的物理学家塔拉·塞拉斯（Tara Shears）表示，大型强子对撞机LHC早期的最后一次试验结果即将公布，其他的大型试验也在进行当中。2014年，塞拉斯会在欧洲粒子物理研究所（CERN）观察氢的反物质——“反氢”。反物质与普通物质的质量相同，但具有相反的电荷。欧洲粒子物理研究所（CERN）的阿尔法试验（ALPHA experiments）希望能查明物质与反物质之间的引力相互作用。

塞拉斯对位于国际空间站的阿尔法磁谱仪（Alpha Magnetic Spectrometer，

AMS）的测量也很着迷。2013年4月，科学家们宣布AMS探测到了超量的高能正电子——电子的反物质粒子。最后，塞拉斯希望人们今年可以通过伊利诺伊州费米实验室的新测量室了解更多关于中微子（一种中性的亚原子粒子）知识。

物理标准模型是解释微小粒子相互作用机制的一种模型。在塞拉斯的诸多愿望中，他最希望能取得一个能打破标准模型的发现——“迄今为止，包括希格斯波粒子的确认在内的发现，都与标准模型的预测相匹配。这很让人失望，因为这个模型不能解释所有宇宙运行的不可思议之处。”塞拉斯说：“我期待能有一次秘密测量，像特洛伊木马一样将标准模型从内部瓦解。”

外太空

另一些未解之谜则潜伏在对宇宙的远距离探索中——我们在离太阳系边缘很远的地方观测到了越来越多的行星。研究者们已经发现了超过800个这样的系外行星，但最令他们兴奋的还是其中十来个有潜力成为宜居行星的星球。

波多黎各大学行星科学家、行星宜居实验室主管亚伯·门德斯（Abel Mendez）表示， 在过去的一年中出现了不少有潜力的“地球2号”，但是这些行星的宜居性仍有待证实。门德斯对2014年寄予了很大的期望。 他想要对一个太阳系外的潜在宜居行星进行密度计算。他也很希望人们可以发现一个离地球更近一点儿的类地行星，这样他们就可以更好地描述宜居星球的特征。

2014年门德斯的终极愿望是什么呢？是系外卫星（exomoon）的发现——至今为止，科学家们都没能探测到他们所发现的系外行星是否也具有自己的卫星，但是按照在太阳系里的经验，它们应该有。

“单就下一年来说，这三个目标非常宏大，但实现它们，将代表系外行星科学的巨大进展。”门德斯说。

医学

让我们把目光移回地球。“2014年将会是医药科学走势强劲的一年。”纽约大学医学中心的生物伦理学家亚瑟·卡普兰（Arthur Caplan）说。卡普

兰预测医药领域的主要进展将是计算机断层扫描技术（computed tomography，CT）和核磁共振成像技术（ magnetic resonance imaging，MRI）被运用到阿兹海默病（Alzheimer's disease）的治疗当中。

此外，他也希望干细胞（可以分化成多种类型组织的细胞）可以在今年被应用于临床。“2014年可能会成为干细胞再生性药物在治疗某些棘手病症（比如脊椎损伤）时第一次实现真正突破的一年。”卡普兰说。

卡普兰对新一年里医学伦理学的发展也抱有很高期望。 他指出，电子版的知情同意书应该开始取代纸质版同意书，这样可以快速确认病人已真正理解他们所同意签署的流程。他也希望病人对用于科研用途的组织捐献常规发起挑战——当前，这些捐献器官的金钱收益还都会流向研究者或药物开发者，而非使这一切实现的器官捐献者。

最后，卡普兰还有个愿望： 食品药物管理局（FDA）应该在2014年制定家用遗传测试指南。最近有传言指监管机构将把注意力转向这些新测试。去年11月，加利福尼亚的遗传测试公司23andMe就收到了FDA的警告，被要求停止出售会向购买者透露特定疾病遗传风险的邮寄遗传测试服务。而后，23andMe应FDA要求暂停了这些基因检测服务。

卡普兰期望，家庭遗传测试的操作方式能在FDA发布新规定后发生改变。他指出：“利用现有方式进行检测服务的公司都不符合规定，但为了满足新规定的要求，他们将会开设更多咨询服务，并想方设法提高测试的准确性。”

古生物学

2014年，古生物学领域将实现“新老对话”，新科技将使我们对脆弱化石的研究变得更加容易。

“化石修复与分析的技术正如雨后春笋般蓬勃发展。” 科罗拉多州莫里森自然历史博物馆馆长马修·莫斯布鲁克（Matthew Mossbrucker）表示：“比如，精密的CT扫描和虚拟映像将有助于检测人们曾经被认为是触不可及的化石——它们可能是被尘封在坚硬的岩石中，或是在机械检测下特别容易碎。”

研究者们甚至可以利用新的3D打印技术来扫描这些化石，制成全新完美的3D复制品，用以研究或展览。莫斯布鲁克和他的同事计划在今年将CT扫描技术用于分析坚硬砂岩中的易损化石。“这些方式不会替代传统的化石分析方法，但将成为我们攻克难关的又一手段。”他说。

机器人学

康奈尔大学的机器人学与生物机械学研究者安迪·瑞纳（Andy Ruina）说他的2014年愿望“十分乏味”（译者注：pedestrian：平淡无奇的，此处系双关），因为他只想让他的机器人变得更像一个行人（pedestrian：步行者）。

瑞纳告诉我们，挑战在于创造一款有腿的机器人，使它们可以像人类一样在崎岖地面上行走，并只耗用与人类行走时相近的能量。迄今，波士顿动力公司研制的人形机器人阿特拉斯（Atlas）已经可以在复杂地形上行走，但得随身拴着一个电源才行。瑞纳还希望今年能出现新的机器控制理论，既能够阐释生物体如何运动并操作物体，也为设计制造可以实现相同动作的机器人描绘蓝图。

亚利桑那州立大学的机器人专家杰肯坦·凡加福劳丹（Jekanthan Than-

gavelautham）也有相似的梦想，他希望能制造一种户外运动速度媲美灰猎犬的机器人（速度约为70千米/小时）。他非常期待能有完全通过3D打印制造的机器人出现，也寄望有越来越多的机器人投入到实际应用中。比如，在军事方面，机械外骨骼的应用就能够大大提高士兵运载重物和军备的能力。（编译自：Stephanie Pappas. Bizarre Physics，Exomoons & Humanoids： Science Wishes for 2014. Live Science.）endprint