2020年最值得期待的科學(xué)事件

進軍火星

2020年，人類就要進軍火星啦，包括三架著陸器在內(nèi)的幾艘航天器即將駛向那顆紅色星球。美國宇航局將發(fā)射2020火星探測器，該探測器將收集火星巖石樣本，以備在未來的任務(wù)中將其送回地球，該探測器還將配備一架小型可拆卸的無人直升機。中國將發(fā)射第一架著陸器“火星一號”，“火星一號”將配備一部小型漫游車。如果能夠順利解決著陸傘問題，俄羅斯的航天器將把歐洲航天局（ESA）的火星車送上火星。阿拉伯聯(lián)合酋長國則計劃發(fā)射一枚軌道飛行器，這是阿拉伯國家開展的首次火星任務(wù)。

大星空，大數(shù)據(jù)

繼2019年成功拍攝到 M87 星系中心的超大質(zhì)量黑洞而引起媒體轟動之后，“事件視界望遠鏡”項目計劃2020年發(fā)布新結(jié)果——關(guān)于銀河系中心的黑洞。這次或許不止一張圖片，甚至可能還有一段視頻。2020年晚些時候，歐洲航天局的“蓋亞”項目將更新其銀河系3D地圖，該地圖顯著改變了科學(xué)家對銀河系結(jié)構(gòu)和演化的理解。引力波天文學(xué)家在2019年觀察到了宇宙碰撞造成的時空漣漪，2020年他們將進一步揭開宇宙碰撞的秘密，不僅包括許多黑洞并合現(xiàn)象，還包括以前看不到的黑洞和恒星的碰撞。

粒子物理學(xué)的巨型對撞機

歐洲核子研究中心（CERN）希望今年能夠為未來建造大型對撞機籌集到資金。瑞士日內(nèi)瓦附近的歐洲粒子物理實驗室將于5月在布達佩斯召開理事會特別會議，屆時將決定實驗室“歐洲粒子物理學(xué)戰(zhàn)略”的新計劃。CERN的提案包括未來對撞機的各種選擇。實驗室希望建造一臺100公里的機器，其功率可達大型強子對撞機的6倍，建設(shè)成本高達234億美元。美國芝加哥附近的費米國家加速器實驗室將公布人們期待已久的μ介子實驗結(jié)果，該實驗旨在精確測定μ子（一種比電子重的粒子）在磁場中的行為。物理學(xué)家希望通過極其微小的異?，F(xiàn)象找到以前未知的基本粒子。

合成酵母

合成生物學(xué)家重建釀酒酵母的大型項目將于2020年完成。研究人員過去已成功地在許多簡單的生物中完成遺傳密碼替代，如絲狀支原體，但是要在酵母細胞中完成這項工作具有更大的挑戰(zhàn)性，因為它們十分復(fù)雜。“合成酵母2.0”項目由4大洲的15個實驗室合作展開。研究小組已經(jīng)利用合成版本，替換了釀酒酵母16條染色體上的DNA。他們還試著對基因組進行重組和編輯——或刪除某些片段——以了解釀酒酵母如何演化以及如何應(yīng)對突變。研究人員希望經(jīng)過基因工程改造的酵母細胞能夠以更高效靈活的方式來制造更多產(chǎn)品，比如生物燃料和藥物等。

氣候保衛(wèi)戰(zhàn)成效初檢

2020年8月，聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署將發(fā)布地球工程科學(xué)技術(shù)方面的重要報告，討論如何應(yīng)對氣候變化。具體措施包括將二氧化碳從大氣中抽出以及阻擋陽光。同樣在2020年，國際海底管理局將公布眾盼已久的法規(guī)，允許海底開采?？茖W(xué)家對此感到憂心忡忡——我們并不清楚這種做法會對海洋生態(tài)系統(tǒng)造成怎樣的危害，因而可能進一步給目前已經(jīng)堪憂的自然環(huán)境帶來災(zāi)難性的傷害。2020年11月，我們將迎來真正的氣候大事件，屆時COP26氣候會議（《巴黎協(xié)定》的關(guān)鍵時刻）將在英國格拉斯哥拉開帷幕。根據(jù)2015年的《巴黎協(xié)定》，各國必須提出減少溫室氣體排放的新目標(biāo)，以使全球氣溫上升幅度不超過2℃，但是大多數(shù)國家在兌現(xiàn)承諾方面都有所遲滯?！栋屠鑵f(xié)定》自身的未來也仍懸而未決：預(yù)計美國將在會議上正式退出《巴黎協(xié)定》。

蚊子反擊戰(zhàn)

在印度尼西亞日惹市，一項意義深遠的實驗即將迎來終點，實驗測試的是一項有望阻止登革熱傳播的新技術(shù)。研究人員將攜帶沃爾巴克氏菌的蚊子放入自然界，讓沃爾巴克氏菌在野生蚊子種群中傳播，這種細菌能夠抑制可能引起登革熱的蚊媒病毒——基孔肯雅病毒和寨卡病毒——的復(fù)制。該技術(shù)在印度尼西亞、越南和巴西進行的小規(guī)模測試都表現(xiàn)出良好的前景。同樣前景可觀的還有一種瘧疾疫苗，疫苗試驗將在赤道幾內(nèi)亞的比科島進行。世界衛(wèi)生組織希望在2020年消除昏睡病（又稱非洲錐蟲?。?，它是一個公共衛(wèi)生問題。這種臭名昭著的疾病是通過采采蠅傳播的。

美國大選終將塵埃落定

美國大選結(jié)果將在2020年11月公布，選舉結(jié)果可能會對科學(xué)，尤其是氣候科學(xué)產(chǎn)生重大影響。一旦連任，特朗普或?qū)⒗^續(xù)推翻其前任的氣候政策，并且確保美國在大選后的第二天正式退出《巴黎協(xié)定》。民主黨如果想要阻撓這些舉措，必須成功競選總統(tǒng)或在國會兩院中取得多數(shù)席位。眾議院的所有435個席位和參議院100個席位中的35個都在激烈競爭中。

克服壓力，向室溫超導(dǎo)邁進

物理學(xué)家希望能夠創(chuàng)造出一種在室溫下無電阻的導(dǎo)電材料——這種超導(dǎo)材料目前只能在數(shù)百萬千帕的壓力環(huán)境下工作。2018年的“超氫化鑭”打破了此前超導(dǎo)性的所有溫度記錄，研究人員希望再接再厲，合成能在53℃實現(xiàn)超導(dǎo)的超氫化釔。

電池新紀(jì)元

大大小小的公司都計劃開始銷售鈣鈦礦基太陽能電池。鈣鈦礦相比傳統(tǒng)太陽能電池板中使用的硅晶體更便宜，也更容易生產(chǎn)，因此極富前景。當(dāng)與“串聯(lián)”電池中的硅聯(lián)合使用時，鈣鈦礦有望產(chǎn)出市場上最高效的太陽能電池板。能源行業(yè)可能在7月東京奧運會期間取得另一個里程碑，預(yù)計豐田汽車屆時將推出首款由“固態(tài)”鋰離子電池驅(qū)動的原型車。這種電池使用固態(tài)材料代替了傳統(tǒng)用以將電池內(nèi)部電極分開的液體，從而增加電池的儲能。固態(tài)電解質(zhì)電池雖然更持久，但充電速度往往較慢。