2024年可能成為頭條的十大科學故事

編譯/劉迪一

2024年，會有美國總統大選和歐洲議會選舉，會有厄爾尼諾的持續影響，也會有長新冠療法的嚴格臨床試驗結果出爐，還會有探索地外星系生命的旅程開啟……政治動蕩和政策爭端可能給科學界帶來不確定性。厄爾尼諾現象可能導致全球氣溫升至新高度。這提醒人類，采取科學干預措施來防止“安全”閾值被突破的時間已經不多了?！犊茖W》雜志團隊預測了2024年十大科學頭條新聞。

2023年10月，干旱導致巴西的普拉克夸拉湖水位下降，湖中船只擱淺

厄爾尼諾現象可能繼續輸出創紀錄的高溫

此前科學家做出預測：2024年開始后的幾個月里，東太平洋的厄爾尼諾現象可能加劇，并導致全球地表平均溫度首次超過前工業化水平1.5°C；亞馬孫地區和澳大利亞的干旱可能因此加重。作為一種氣候振蕩，厄爾尼諾現象在2023年卷土重來，并且似乎推動這一年成為現代歷史上最熱一年——前11個月的平均氣溫較前工業化水平高出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。這些加熱效應會在2024年持續。

美國政局要給科學定調

今年11月的總統大選將給美國科學界注定艱難的2024年收尾。目前美國國會兩黨在年度支出法案上的分歧難以解決，這可能導致政府停擺，進而擾亂每個科學機構的撥款工作。大多數觀察人士預計，最終的預算協議最多包含個別機構的小幅經費增長，而非拜登要求、國會承諾的大幅增長。大選獲勝者將就氣候變化、流行病防控、創新和移民等眾多涉及科學的問題制定政策——關于這些問題，以拜登和特朗普為代表的兩黨候選人持截然不同的觀點。

監管人工智能的競賽

2023年，世界各國政府宣布了關于加強AI監管的宏偉計劃。2024年可能上演一場不斷加速的監管競賽。美國方面，多個機構需要擴充拜登政府于2023年11月發布的政策指令，為負責任的AI發展制定標準，這是一項艱巨的任務。積極的國會議員提出了150多項法案，旨在確保人工智能為經濟發展、公共衛生、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。但由于各種強大的AI新應用程序似乎層出不窮，例如基于大型語言模型的聊天機器人，特定規則可能很快就會過時。

抗登革熱蚊子起飛

2023年，世界蚊子計劃的抗登革熱蚊子改造項目取得一系列成功。根據研究人員報告，他們在哥倫比亞阿布拉山谷連續釋放出迄今為止最大規模的轉基因蚊子，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，測試區域的登革熱病例數下降了至少95%。此外，在印度尼西亞進行的抗病蚊子試驗減少了當地登革熱病例數（包括住院治療人數）。世界蚊子計劃的項目已在14個國家落地，目前正擴大規模。他們計劃2024年在巴西建成并啟動最大的沃爾巴克氏菌蚊子生產設施。另一方面，世界衛生組織可能于今年發布關于部署抗病蚊子的正式指南，這將推動更多國家采用此策略。

長新冠療法試驗的初步成果

大量長新冠患者仍在經受呼吸急促、持續頭痛、極度疲勞等病癥折磨。由于缺少明確有效的治療方法，病人及其醫生嘗試著各種藥物和膳食補充劑。今年，首批關于長新冠療法的嚴格安慰劑對照臨床試驗有望報告結果（當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，針對的是可能在體內持續存在的SARS-CoV-2病毒本身；另一些藥物針對的是長新冠研究發現的各種異常情況：靜脈注射免疫球蛋白可以平息過度活躍的免疫系統；迷走神經刺激可以重新調整自主神經系統，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，科學家也希望試驗結果能闡明導致長新冠癥狀的生物學因素，幫助他們確定下一步要測試什么。

進一步揭示中微子質量的秘密

兩項實驗的結合可以揭示被稱為中微子的微小粒子團是如何堆積起來的。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，它們在傳播過程中會相互轉化。因此更準確地說，每種中微子都是三個質量態以特定配比混合疊加而成的，如果配比變化，中微子類型也會改變。這種現象或有助于揭示宇宙如何產生比反物質更多的物質。不過要找到答案，物理學家必須先充實他們的理論模型。他們知道有兩種中微子的質量幾乎相同，但不知道質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）中微子實驗和美國使用費米實驗室粒子加速器復合體來檢查振蕩的NOvA實驗的物理學家發射中微子，使其穿行數百公里，抵達地下深處的巨大探測器，從而達到研究目的。今年，他們計劃發布一份聯合分析，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，因為他們的族群經歷過漫長殖民戰爭和某些科學家幾十年來的剝削。不過隨著越來越多原住民科學家主導研究項目，雙方合作的態勢向好，2024年會是合作項目更上一層樓的一年。美國國家科學基金會提供5年3000萬美元的資助，幫助新成立的原住民知識與科學結合中心開展工作。美國國立衛生研究院向斯坦福大學和原住民生物數據聯盟（由原住民遺傳學家運營的生物樣本庫）提供900萬美元資金，旨在創建一個原住民的COVID-19數據庫。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度。

歐盟的綠色議程或遇阻

2020年，歐盟批準了《歐洲綠色協議》（European Green Deal ），旨在引領能源、環境保護和交通等各領域的氣候友好型措施規劃，讓歐洲地區在2050年前實現溫室氣體零排放目標，成為“第一個氣候中和大陸”?！皻W洲地平線”項目下約1/3的資金將用于與氣候變化相關的研究。不過綠色協議可能即將遭遇重大阻力。觀察人士指出，民調顯示極右翼民粹主義政黨有望在今年6月的歐洲議會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否成為歐洲議會的第三大政治力量，偏右的歐洲人民黨已經通過抵制諸如減少農藥使用的政策，把自己塑造成對農民和工業友好的形象。立法者還可以尋求限制實施綠色立法的資金，這些立法迄今為止在很大程度上經受住了保守派的抵制，例如設定了“恢復退化生態系統”目標的《自然恢復法》（Nature Restoration Law ）。

國際熱核聚變實驗堆繼續延期

國際熱核聚變實驗堆（ITER）計劃是規模最大的國際科研合作項目之一，共有30多個國家參與，耗資數十億美元。不過在2006年正式啟動后，這個原計劃10年建成的“人造太陽”經歷多次延期，后將完工時間定在2025年——無奈的是，ITER的“第一束等離子體”可能又難如約而至了。項目的管理層預計會在今年宣布一個新的、延后許久的完工日期。據稱，新冠大流行減慢了部件的建造速度，反應堆容器的各部分形狀錯誤且無法組裝到一起，冷卻管道被腐蝕，法國核監管機構對其安全性不放心。現任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），目前正努力讓建設工作重回正軌。他曾在2023年10月的聚變能源會議上表示：“（修改后的時間表）不會是個好消息。”

重金打造的歐羅巴快船即將發射

噴氣推進實驗室的技術人員正在檢查NASA的歐羅巴快船探測器。飛船計劃于10月發射，探索木星的冰衛星

美國宇航局耗資50億美元打造的探測器“歐羅巴快船”將于今年10月搭乘SpaceX“獵鷹重型”火箭上天，前往木衛二歐羅巴。這是NASA自20世紀70年代的維京號（Viking）火星任務以來最昂貴的行星探測任務。木衛二是木星的第四大衛星，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。預計快船于2030年抵達目的地，屆時它不會直接著陸或海洋采樣，而是會快速飛掠衛星50次，掃描表面并收集有關其內部情況的線索?？茖W家曾希望探測器能夠跟進望遠鏡調查到的關于木衛二噴發活躍羽流至太空的線索，不過韋布空間望遠鏡最近并未發現任何證據。

資料來源 Science