2017年我們可以期待哪些科學(xué)事件的發(fā)生？

在新的一年中，研究者將會窺探黑洞的視界、繼續(xù)角逐量子科技主導(dǎo)權(quán)，并在2016年政治事件的余波中試圖站穩(wěn)腳跟。

 

 

如果美國像候任總統(tǒng)特朗普承諾的那樣從氣候協(xié)議中退出，全球最大的溫室氣體排放國中國便可能會承擔(dān)起緩解氣候變化的領(lǐng)導(dǎo)職責(zé)。旨在限制溫室氣體排放的中國國家碳排放限額交易計劃可能在2017年晚些時候出臺。過去三年來，全球的溫室氣體排放量達(dá)到了穩(wěn)定水平；在經(jīng)濟(jì)增長停滯和綠色科技發(fā)展進(jìn)步的助力下，一些科學(xué)家還希望2017年的排放水平能有所降低。來自南冰洋機械探測器的數(shù)據(jù)應(yīng)會揭示這個環(huán)繞南極洲的廣袤大洋究竟吸收了多少二氧化碳。

 

 

去年的種種選舉和公投引發(fā)了巨大的政治沖擊，2017年將會見證這些選舉產(chǎn)生的結(jié)果。在特朗普1月20日就任美國總統(tǒng)后，研究者應(yīng)該會更清楚他的政府是否真的會砍掉NASA的氣候和地球科學(xué)項目、撤回人類胚胎干細(xì)胞研究許可。2017年3月，英國將會開啟退出歐盟的正式談判，這可能對科研產(chǎn)生巨大影響。4月起，隨著法國和德國相繼進(jìn)行領(lǐng)導(dǎo)人大選，科學(xué)家還將見證西方對民粹主義的熱情是否會繼續(xù)下去。

 

 

中國的嫦娥五號探月任務(wù)將會送回上世紀(jì)70年代以來的首批月球樣本。如果任務(wù)取得成功，嫦娥五號收集到的兩千克巖石和土壤應(yīng)將會拓展有關(guān)月球形成與演變的研究。9月，擁有20年歷史的NASA卡西尼探測器即將光榮退役�？ㄎ髂崽綔y器將會飛入土星的內(nèi)環(huán)，研究者希望它能在土星大氣層中解體前發(fā)回大量數(shù)據(jù)。

 

 

2017年將會有更多關(guān)于人類微生物組（人體內(nèi)的病毒、細(xì)菌和其他微生物及其基因）對健康影響的研究，研究者將會考察微生物組對大腦發(fā)育和癌癥發(fā)揮的作用。美國人類微生物組項目二期的成果也將在明年揭曉，這一項目主要關(guān)注人類微生物群與早產(chǎn)的關(guān)系、炎癥性腸病和II型糖尿病發(fā)病。

 

病毒是人類微生物組的一部分。

 

 

美國法院可能將會對加州大學(xué)伯克利分校和博德研究所的CRISPR–Cas9專利之爭做出裁決。取得這項基因編輯技術(shù)發(fā)明權(quán)的機構(gòu)能收入數(shù)十億美元的專利許可費用�；�于后續(xù)研究的結(jié)果，CRISPR–Cas9系統(tǒng)的競爭對手、一直難以重復(fù)的NgAgo基因編輯系統(tǒng)的命運沉浮也將揭曉。在英國，診所現(xiàn)在可以申請許可證來實施一項有爭議的輔助生殖技術(shù)，這一操作會混合來自三人的DNA，旨在防止嬰兒遺傳來自母親線粒體（細(xì)胞中制造能量的結(jié)構(gòu)）的疾病。

 

 

物理學(xué)家希望可以在2017年看到量子計算機執(zhí)行連頂級經(jīng)典計算機也無法完成的計算。Google、D-wave和其他一些技術(shù)公司都已加入對量子霸權(quán)的爭奪中，但它們并不是攀登計算新高峰的唯一選手。微軟正在研發(fā)一種雄心勃勃的替代技術(shù)——拓?fù)淞孔佑嬎悖�這種技術(shù)對材料中類似粒子的物體運動的信息進(jìn)行編碼，或許比競爭方法更加穩(wěn)健。微軟或許能在2017年晚些時候首次成功執(zhí)行計算。

 

四月，科學(xué)家將會首次嘗試拍攝事件視界，由全球各地的九座射電望遠(yuǎn)鏡合作充當(dāng)全球范圍的觀測陣列，即事件視界望遠(yuǎn)鏡。它將會觀測銀河系中心的超大質(zhì)量黑洞。如果他們嘗試成功，這些圖像應(yīng)將有助于檢驗廣義相對論，闡明黑洞的行為。與此同時，激光干涉引力波天文臺（LIGO）和處女座干涉儀團(tuán)隊將會迎來首次高級聯(lián)合運行，讓研究者得以將引力波的來源鎖定到具體的星系。

 

 

2017年下半年，價格低、厚度薄的太陽能電池將拉開市場化進(jìn)程的帷幕，開始走出實驗室。自2009年以來，鈣鈦礦基太陽能電池的效率一直在顯著提升，但直到最近，研究者才在克服這一材料的一些嚴(yán)重缺陷（包括穩(wěn)定性和毒性）上取得了重大進(jìn)展。與此同時，他們也在推動著電池生產(chǎn)成本的下降。隨著投資12億歐元的歐洲X射線自由電子激光項目在德國漢堡上線，材料科學(xué)領(lǐng)域也會受到提振：這一設(shè)備讓研究者得以研究瞬間的化學(xué)反應(yīng)，以及原子尺度細(xì)節(jié)下的生物和物理過程。

 

 

全球最大的海洋保護(hù)區(qū)將會在2017年12月進(jìn)入保護(hù)期，屆時南極洲羅斯海的部分地區(qū)將會禁止商業(yè)捕魚和礦物開采。在南極洲的另一地區(qū)，一座大型冰山可能會從拉森冰架崩裂，將拉森冰架的冰雪量縮小至1893年發(fā)現(xiàn)以來的最低點。在更為溫暖的地區(qū)，有關(guān)過去數(shù)年來普遍的珊瑚白化事件的研究將會揭示為何一些地區(qū)的珊瑚相對完好地幸存了下來。

 

南極洲變暖加速了冰層消失。

 

 

CAR-T，一種史無前例的癌癥免疫療法似乎已蓄勢待發(fā)，將要打入市場。兩家制藥公司——風(fēng)箏制藥和諾華制藥正在加緊申請這一療法的許可。CAR-T療法需要對患者免疫系統(tǒng)中的T細(xì)胞進(jìn)行基因改造，并用它們來抗擊癌癥。盡管在一些公司的研究中，這一療法的毒性問題導(dǎo)致了病人死亡，但CAR-T作為治療白血病和淋巴瘤患者的最后手段，仍然有望在2017年獲批。

 

 

對外太陽系的探索或許將幫助我們鎖定第九大行星的位置，在科學(xué)家的設(shè)想中，它是一顆每20000年左右環(huán)繞太陽一周的巨大行星。此前，很少有證據(jù)表明這顆行星的存在，但2016年的一項研究發(fā)現(xiàn)，一些柯伊伯帶天體（遠(yuǎn)在冥王星軌道之外的冰冷天體）的行為暗示存在第九大行星。在NASA的凌日系外行星巡天衛(wèi)星（TESS）于2017年12月發(fā)射升空后，人類又將增添一位搜尋系外行星的獵手。