2024年可能成为头条的十大科学故事

编译/刘迪一

2024年，会有美国总统大选和欧洲议会选举，会有厄尔尼诺的持续影响，也会有长新冠疗法的严格临床试验结果出炉，还会有探索地外星系生命的旅程开启……政治动荡和政策争端可能给科学界带来不确定性。厄尔尼诺现象可能导致全球气温升至新高度。这提醒人类，采取科学干预措施来防止“安全”阈值被突破的时间已经不多了。《科学》杂志团队预测了2024年十大科学头条新闻。

2023年10月，干旱导致巴西的普拉克夸拉湖水位下降，湖中船只搁浅

厄尔尼诺现象可能继续输出创纪录的高温

此前科学家做出预测：2024年开始后的几个月里，东太平洋的厄尔尼诺现象可能加剧，并导致全球地表平均温度首次超过前工业化水平1.5°C；亚马孙地区和澳大利亚的干旱可能因此加重。作为一种气候振荡，厄尔尼诺现象在2023年卷土重来，并且似乎推动这一年成为现代历史上最热一年——前11个月的平均气温较前工业化水平高出1.4°C以上，仅凭温室气体排放量增加是无法解释此异常的。厄尔尼诺现象抑制了海洋吸收热量的能力；大气污染阻挡紫外线也是部分原因。这些加热效应会在2024年持续。

美国政局要给科学定调

今年11月的总统大选将给美国科学界注定艰难的2024年收尾。目前美国国会两党在年度支出法案上的分歧难以解决，这可能导致政府停摆，进而扰乱每个科学机构的拨款工作。大多数观察人士预计，最终的预算协议最多包含个别机构的小幅经费增长，而非拜登要求、国会承诺的大幅增长。大选获胜者将就气候变化、流行病防控、创新和移民等众多涉及科学的问题制定政策——关于这些问题，以拜登和特朗普为代表的两党候选人持截然不同的观点。

监管人工智能的竞赛

2023年，世界各国政府宣布了关于加强AI监管的宏伟计划。2024年可能上演一场不断加速的监管竞赛。美国方面，多个机构需要扩充拜登政府于2023年11月发布的政策指令，为负责任的AI发展制定标准，这是一项艰巨的任务。积极的国会议员提出了150多项法案，旨在确保人工智能为经济发展、公共卫生、公民自由和国防带来好处，而非威胁。欧盟方面采取的措施更接近道德保障措施。但由于各种强大的AI新应用程序似乎层出不穷，例如基于大型语言模型的聊天机器人，特定规则可能很快就会过时。

抗登革热蚊子起飞

2023年，世界蚊子计划的抗登革热蚊子改造项目取得一系列成功。根据研究人员报告，他们在哥伦比亚阿布拉山谷连续释放出迄今为止最大规模的转基因蚊子，这些携带沃尔巴克氏菌（Wolbachia pipientis ）的埃及伊蚊（Aedes aegypti ）无法传播某些病毒，其后代也没有传播能力——最终，测试区域的登革热病例数下降了至少95%。此外，在印度尼西亚进行的抗病蚊子试验减少了当地登革热病例数（包括住院治疗人数）。世界蚊子计划的项目已在14个国家落地，目前正扩大规模。他们计划2024年在巴西建成并启动最大的沃尔巴克氏菌蚊子生产设施。另一方面，世界卫生组织可能于今年发布关于部署抗病蚊子的正式指南，这将推动更多国家采用此策略。

长新冠疗法试验的初步成果

大量长新冠患者仍在经受呼吸急促、持续头痛、极度疲劳等病症折磨。由于缺少明确有效的治疗方法，病人及其医生尝试着各种药物和膳食补充剂。今年，首批关于长新冠疗法的严格安慰剂对照临床试验有望报告结果（当然它们可能是初步的）。有的药物，例如以奈玛特韦片（Paxlovid）为代表的抗病毒药物和单克隆抗体，针对的是可能在体内持续存在的SARS-CoV-2病毒本身；另一些药物针对的是长新冠研究发现的各种异常情况：静脉注射免疫球蛋白可以平息过度活跃的免疫系统；迷走神经刺激可以重新调整自主神经系统，从而可能改善脑雾和心率异常等症状。即使这些疗法不成功，科学家也希望试验结果能阐明导致长新冠症状的生物学因素，帮助他们确定下一步要测试什么。

进一步揭示中微子质量的秘密

两项实验的结合可以揭示被称为中微子的微小粒子团是如何堆积起来的。中微子分为三种类型，即电子中微子、μ子中微子和τ子中微子，它们在传播过程中会相互转化。因此更准确地说，每种中微子都是三个质量态以特定配比混合叠加而成的，如果配比变化，中微子类型也会改变。这种现象或有助于揭示宇宙如何产生比反物质更多的物质。不过要找到答案，物理学家必须先充实他们的理论模型。他们知道有两种中微子的质量几乎相同，但不知道质量究竟是两轻一重还是两重一轻。参与日本从“东海到神岗”（T2K）中微子实验和美国使用费米实验室粒子加速器复合体来检查振荡的NOvA实验的物理学家发射中微子，使其穿行数百公里，抵达地下深处的巨大探测器，从而达到研究目的。今年，他们计划发布一份联合分析，表明正确答案是两轻抑或两重，并将寻找一种能证明中微子是其自身反粒子的核衰变类型。

与原住民专家合作

在美国，许多原住民一直不太情愿与研究人员合作，因为他们的族群经历过漫长殖民战争和某些科学家几十年来的剥削。不过随着越来越多原住民科学家主导研究项目，双方合作的态势向好，2024年会是合作项目更上一层楼的一年。美国国家科学基金会提供5年3000万美元的资助，帮助新成立的原住民知识与科学结合中心开展工作。美国国立卫生研究院向斯坦福大学和原住民生物数据联盟（由原住民遗传学家运营的生物样本库）提供900万美元资金，旨在创建一个原住民的COVID-19数据库。尽管仍存在种种问题，但新的一年可能见证新的合作模式与态度。

欧盟的绿色议程或遇阻

2020年，欧盟批准了《欧洲绿色协议》（European Green Deal ），旨在引领能源、环境保护和交通等各领域的气候友好型措施规划，让欧洲地区在2050年前实现温室气体零排放目标，成为“第一个气候中和大陆”。“欧洲地平线”项目下约1/3的资金将用于与气候变化相关的研究。不过绿色协议可能即将遭遇重大阻力。觀察人士指出，民调显示极右翼民粹主义政党有望在今年6月的欧洲议会选举中获得更高支持率，而右翼的胜利必将拉住欧盟绿色议程的脚步。无论极右翼政党最终会否成为欧洲议会的第三大政治力量，偏右的欧洲人民党已经通过抵制诸如减少农药使用的政策，把自己塑造成对农民和工业友好的形象。立法者还可以寻求限制实施绿色立法的资金，这些立法迄今为止在很大程度上经受住了保守派的抵制，例如设定了“恢复退化生态系统”目标的《自然恢复法》（Nature Restoration Law ）。

国际热核聚变实验堆继续延期

国际热核聚变实验堆（ITER）计划是规模最大的国际科研合作项目之一，共有30多个国家参与，耗资数十亿美元。不过在2006年正式启动后，这个原计划10年建成的“人造太阳”经历多次延期，后将完工时间定在2025年——无奈的是，ITER的“第一束等离子体”可能又难如约而至了。项目的管理层预计会在今年宣布一个新的、延后许久的完工日期。据称，新冠大流行减慢了部件的建造速度，反应堆容器的各部分形状错误且无法组装到一起，冷却管道被腐蚀，法国核监管机构对其安全性不放心。现任ITER总干事彼得罗 · 巴拉巴斯基（Pietro Barabaschi）在2022年接替去世的前任伯纳德 · 比戈特（Bernard Bigot），目前正努力让建设工作重回正轨。他曾在2023年10月的聚变能源会议上表示：“（修改后的时间表）不会是个好消息。”

重金打造的欧罗巴快船即将发射

喷气推进实验室的技术人员正在检查NASA的欧罗巴快船探测器。飞船计划于10月发射，探索木星的冰卫星

美国宇航局耗资50亿美元打造的探测器“欧罗巴快船”将于今年10月搭乘SpaceX“猎鹰重型”火箭上天，前往木卫二欧罗巴。这是NASA自20世纪70年代的维京号（Viking）火星任务以来最昂贵的行星探测任务。木卫二是木星的第四大卫星，其表面被几公里厚的冰壳覆盖，冰下是潜在的生命温床——一片巨大咸海。预计快船于2030年抵达目的地，届时它不会直接着陆或海洋采样，而是会快速飞掠卫星50次，扫描表面并收集有关其内部情况的线索。科学家曾希望探测器能够跟进望远镜调查到的关于木卫二喷发活跃羽流至太空的线索，不过韦布空间望远镜最近并未发现任何证据。

资料来源 Science