Nature：2020年可能影响世界的十大科学事件

纳米人

2019-12-26

1. 进军火星

2020年，几艘宇宙飞船会相继向火星进发，那时将会迎来一场真正的火星入侵。美国国家航空航天局(NASA)将发射其2020火星探测器(Mars2020 rover)，在未来的任务中，该探测器将储存岩石样本返回地球，还将配备一架可拆卸的小型无人直升机。中国将向火星发射第一个着陆器——“火星一号”，它将会部署一个小型探测器。如果着陆降落伞的问题能够成功解决，俄罗斯宇宙飞船将把欧洲航天局(ESA)的漫游者号送往这颗红色星球。阿拉伯联合酋长国也将发射一颗人造卫星，这是阿拉伯国家首次执行火星任务。

2. 黑洞探索

继2019年梅西耶87星系中心超大质量的黑洞图片引起媒体轰动之后，2020年地平线望远镜合作项目预计将发布关于银河系中心黑洞的最新结果。这一次可能会公布多张图片，甚至可能是一部气体环绕的电影，该黑洞被称为人马座A*。

欧洲航天局的盖亚任务将更新银河系的3D地图，这将极大的改变科学家对银河系结构和演化的理解。引力波天文学家也将公布他们在2019年观测到的宇宙碰撞的最新发现，其中包括许多黑洞的合并，也包括以前从未见过的黑洞与恒星的碰撞。

3. 大型对撞机

2020年，欧洲核子研究中心希望为未来大型对撞机筹募资金。位于瑞士日内瓦附近的欧洲粒子物理实验室将于5月在匈牙利首都布达佩斯召开一次特别会议，作为该实验室欧洲粒子物理战略更新的一部分，委员会将对这些计划进行表决。欧洲核子研究中心的提案就包括未来对撞机这个选项。实验室希望建造一台100公里的机器，其功率是大型强子对撞机的6倍，耗资210亿欧元(234亿美元)。

美国的费米国家加速器实验室将会公布期待已久的Muon g-2的结果，这是一项关于介子在磁场中如何运动的高精度测量。

4. 合成酵母

一项“野心勃勃”合成酵母的研究将于2020年完成。这项名为“合成酵母2.0”的研究是由来自四大洲的15个实验室合作完成的。研究小组已经用合成的DNA片段替换了酿酒酵母中的16条染色体。他们还尝试对基因组进行重组和编辑，或删除基因组的一部分，以了解有机体是如何进化的，以及它是如何应对突变。研究人员希望，工程酵母细胞可以提供更高效灵活的方式来制备大批量产品，包括生物燃料以及药物等等。

5. 全球气候

8月，联合国环境规划署将发布一份关于地球工程科学和技术方面的重要报告，报告中会提出一些可用于应对气候变化的方法。同样在2020年，国际海底管理局将发布人们期待已久的法规，使海底采矿成为可能。但科学家们担心，对于这种行为可能对海洋生态系统产生什么样的破坏，以及对目前环境可能造成的灾难性影响，人们了解得还远远不够。

气候方面的重大事件将于11月在英国格拉斯哥召开的COP26气候大会上发生，届时将迎来《巴黎协定》的关键时刻。根据2015年的协议，各国必须提出最新的温室气体减排目标，以实现将全球变暖控制在2摄氏度以内，但大多数国家在兑现承诺方面行动迟缓。

6. 美国大选

白宫和美国国会将在11月展开争夺，其结果可能对科学，特别是对气候产生重大影响。如果特朗普连任，他将继续瓦解上一届的气候政策，并确保美国在大选后一天正式退出《巴黎协定》。民主党人可以通过入主白宫或在国会两院获得多数席位来进行阻挠。

7. 器官移植

随着研究人员在这项充满伦理争议的技术上取得的进展，在动物身上为人类培育替代器官的梦想有望实现。东京大学的干细胞科学家Hiromitsu Nakauchi计划在小鼠和大鼠胚胎中培育人类细胞组织。然后，他将把这些杂交胚胎移植到替代动物体内，直到去年3月日本的一项新法律生效，这一步骤才被允许。Nakauchi和他的合作者也用猪胚胎做了类似的实验。这类研究的最终目标是培育出能够最终移植到人体内的器官。

8. 疾病反击

在印度尼西亚的日惹市，关于一种可以阻止登革热传播技术的重大测试将得出结论。研究人员释放了携带沃尔巴克氏细菌的蚊子，这种细菌可以抑制由蚊子传播的登革热、基孔肯雅热和寨卡病毒的复制。在印尼、越南和巴西的小规模试验显示出了诱人的前景。

同样有前景的是一种疟疾疫苗，它将在赤道几内亚的比奥科岛进行试验。到2020年，世界卫生组织希望消除昏睡病或非洲锥虫病这一公共卫生问题，而这种臭名昭著的疾病是由采采蝇携带传播的。

9. 超导材料

物理学家希望能够实现他们的梦想，即创造一种在室温下无电阻的导电材料，然而目前这种超导材料只能在数百万千帕的压力下工作。2018年，镧“超级氢化物”打破了所有的超导温度记录，在此之后，研究人员希望能合成出在53°C的温度下具有超导性能的镧“超级氢化物”。

10. 固体能源

目前，大大小小的公司都开始计划销售使用钙钛矿太阳能电池，这种材料有望比传统使用硅晶体的太阳能电池板更便宜、更容易生产。将钙钛矿与“串联”电池中的硅相结合，可以生产出市场上效率最高的太阳能电池板。

在7月份的东京奥运会期间，能源行业可能会迎来另一个里程碑，届时丰田将推出第一款使用“固态”锂离子电池的汽车原型。这些电池用固体材料替代了电池内部分离电极的液体，增加了能量储存量。固态电解质电池寿命相对更长，但充电速度会变慢。

参考文献：

The science events to watch for in 2020

https://www.nature.com/articles/d41586-019-03910-9