據(jù)科技日報(bào)1月24日報(bào)道，隨著新年到來，各大媒體競相進(jìn)行新一年預(yù)測，國際權(quán)威科學(xué)雜志《自然》也不甘示弱，于近日刊發(fā)了名為《2016，科學(xué)新展望》的文章，為我們采擷出了2016年科技盛宴上的幾道“主菜”，太空探索、碳捕獲、引力波研究、星際探索等領(lǐng)域位列其中，可謂“色香味俱全”。

中國發(fā)射首顆暗物質(zhì)粒子探測衛(wèi)星

二氧化碳捕獲開啟商業(yè)化步伐

瑞士Climeworks公司有望成為全球首家從大氣中捕獲二氧化碳并進(jìn)行商業(yè)規(guī)模銷售的企業(yè)，此舉將有助于科學(xué)家有朝一日研制出對抗全球變暖的大型設(shè)備。據(jù)國外媒體報(bào)道，2015年4月，奧迪研制出了一種全新的e-diesel燃料，這種燃料的生產(chǎn)無需任何礦物油，并且以循環(huán)的方式使用二氧化碳，達(dá)成碳中和的目的，其中部分二氧化碳就由Climeworks公司提供。

在2016年，Climeworks將百尺竿頭更進(jìn)一步。今年7月份左右，Climeworks公司位于蘇黎世附近的工廠每月將捕獲約75噸二氧化碳，然后再將其出售給附近的溫室以促進(jìn)農(nóng)作物的生長。

另外，位于加拿大卡爾加里的碳工程公司（Carbon Engineering）也將從事類似的工作。自2015年10月，這家公司就開始著手捕獲二氧化碳，希望能將二氧化碳?xì)怏w轉(zhuǎn)化成液態(tài)燃料，不過目前該公司仍未對相關(guān)商品進(jìn)行商業(yè)銷售。

目前，全球各地有很多設(shè)施從發(fā)電廠排放的廢氣中捕獲二氧化碳，但直到2015年，只有少許小型示范項(xiàng)目從大氣中捕獲二氧化碳。

基因編輯技術(shù)或進(jìn)入人體實(shí)驗(yàn)

2016年，采用脫氧核糖核酸（DNA）編輯技術(shù)的治療方法將開始人體試驗(yàn)。位于美國加州里士滿的Sangamo生物科學(xué)公司將測試用鋅指核酸酶來糾正一種導(dǎo)致血友病的基因缺陷。

另外，Sangamo生物科學(xué)公司還將與位于馬薩諸塞州劍橋市的生物技術(shù)公司Biogen合作，開展一項(xiàng)試驗(yàn)，以厘清該項(xiàng)技術(shù)是否能提高β地中海貧血患者體內(nèi)一種血液球蛋白的功能性?？茖W(xué)家與倫理學(xué)家希望在2016年年末，就基因編輯技術(shù)在人體中的應(yīng)用議定一份廣泛的安全與倫理指南。

宇宙奧秘研究期待更大的突破

日前，一則關(guān)于發(fā)現(xiàn)引力波（由螺旋中子星等致密的移動(dòng)物體形成的時(shí)空漣漪）存在的直接證據(jù)被找到的傳言，將引力波研究至于大眾的目光焦點(diǎn)之上。而科學(xué)家們普遍認(rèn)為，2016年，得益于先進(jìn)激光干涉引力波天文臺（Advanced LIGO），他們有機(jī)會(huì)獲得引力波的第一個(gè)證據(jù)，從而一窺引力波的“真容”。

據(jù)國外媒體報(bào)道，日本宇宙航空研究開發(fā)機(jī)構(gòu)（JAXA）2015年12月11日宣布，該機(jī)構(gòu)將于2016年2月12日下午，從鹿兒島縣的種子島宇航中心用H-2A火箭第30號機(jī)發(fā)射與美國國家航空航天局（NASA）等共同研發(fā)的X射線天文衛(wèi)星“ASTRO-H”，力爭通過捕捉巨型黑洞發(fā)出的X射線來解析宇宙的結(jié)構(gòu)和進(jìn)化。ASTRO-H將與其他設(shè)施攜手，用于證實(shí)或者證偽科學(xué)家們關(guān)于重中微子釋放出名為“bulbulons”的暗物質(zhì)信號的說法。

無獨(dú)有偶，自去年6月開始“滿血復(fù)活”并加速運(yùn)轉(zhuǎn)的大型強(qiáng)子對撞機(jī)（LHC）也將積累更多數(shù)據(jù)，一種由其釋放出的潛在粒子的“面貌”也將越來越清晰。不過，即使新粒子沒有得到證實(shí)，LHC或許也能揭示其他新奇的現(xiàn)象，比如膠球（glueballs），這是一種完全由強(qiáng)核力的載荷子組成的粒子。

美將明晰“功能獲得性”研究政策

也許過不了多久，科學(xué)家便將知曉是否有資助來繼續(xù)進(jìn)行那些使病毒變得更致命的研究。2014年10月，美國政府突然叫停了“功能獲得性（GOF）”研究的經(jīng)費(fèi)。該研究旨在通過改變病原體使其更具傳播性或致死性，以便專家根據(jù)相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)制定政府政策。聯(lián)邦官員還要求該領(lǐng)域少數(shù)正在進(jìn)行研究的研究人員自發(fā)中止。

《科學(xué)》雜志報(bào)道指出，此舉是美國政府針對有關(guān)GOF研究擔(dān)憂的響應(yīng)。這些爭論已將科學(xué)界分成了兩個(gè)陣營。3年前，兩個(gè)獨(dú)立的研究小組表示，他們制作出了能在雪貂間傳播的H5N1禽流感病毒。支持者認(rèn)為此類研究將幫助公共健康專家探測即將發(fā)生的流感流行，并準(zhǔn)備疫苗。但許多科學(xué)家擔(dān)心，如果這種新實(shí)驗(yàn)室病毒因意外或故意而被泄漏，將引發(fā)致命流行。

科學(xué)家們已于2015年12月完成了一份風(fēng)險(xiǎn)—效益分析，美國國家生物安全科學(xué)顧問委員會(huì)將在未來數(shù)月就是否恢復(fù)此類研究經(jīng)費(fèi)給出建議。據(jù)分析，屆時(shí)對研究的限制有可能會(huì)收緊。

眾多私人公司將加大科技投入

今年，一家幸運(yùn)的研究小組將從互聯(lián)網(wǎng)巨頭谷歌公司和美國心臟協(xié)會(huì)那里獲得5000萬美元的捐款，用于心臟病研究。

近些年來，包括谷歌公司在內(nèi)的私人公司加大了對健康領(lǐng)域的投資。谷歌公司不僅投入疾病研究領(lǐng)域的資金日益增加，網(wǎng)羅此領(lǐng)域大咖的步伐也不斷加快。2015年9月份，美國國家精神健康研究所前所長托馬斯·因瑟爾宣布加入谷歌公司生命科學(xué)部門，自2015年11月以來，他一直領(lǐng)導(dǎo)著一項(xiàng)心理健康計(jì)劃。在因瑟爾加入谷歌之前不久，著名心臟病專家杰西卡·梅嘉已宣布從哈佛醫(yī)學(xué)院轉(zhuǎn)投谷歌公司。

私人資金也有望在空間領(lǐng)域發(fā)揮重要作用：位于加州帕薩迪納市的非營利組織行星學(xué)會(huì)（Planetary Society）計(jì)劃于2016年4月，在真正的軌道上，對價(jià)值450萬美元的光驅(qū)動(dòng)飛船——光帆號（LightSail）進(jìn)行測試?！肮夥碧柗w船包含了一個(gè)面包大小的立方體小衛(wèi)星，展開的正方形帆面將作為飛船的推進(jìn)系統(tǒng)——太陽帆會(huì)受到來自太陽光的光壓，進(jìn)而推動(dòng)太空飛船前進(jìn)。這是星際旅行幻想的第一候選技術(shù)，它不需要燃料，而且比起“反物質(zhì)發(fā)動(dòng)機(jī)”、“核爆推進(jìn)器”等技術(shù)概念，它最接近人類現(xiàn)在的技術(shù)水平。

對太陽系的探索有望精彩連連

地球和火星的軌道將使兩顆行星在2016年彼此接近，從而創(chuàng)造出一個(gè)去紅色星球旅行的完美機(jī)會(huì)，歐洲空間局（ESA）與俄羅斯聯(lián)邦航天局聯(lián)合成立的一個(gè)科研小組就將好好利用這個(gè)機(jī)會(huì)。將于2016年3月發(fā)射的“火星探測計(jì)劃（ExoMars）”飛船旨在對火星大氣中的氣體進(jìn)行分析，并對著陸技術(shù)進(jìn)行測試。ExoMars將于10月份抵達(dá)火星軌道。軌道器將尋找甲烷及其他大氣構(gòu)成的證據(jù)；而登陸車“斯基亞帕雷利”號將嘗試穿越火星大氣層并在火星表面著陸，為未來正式的登陸飛船探路。

而在更遠(yuǎn)的地方，NASA的“朱諾（Juno）”號木星探測器將于7月份抵達(dá)木星，開始?xì)v史上第二輪對這個(gè)太陽系內(nèi)最大行星的探測任務(wù)。前一項(xiàng)“伽利略”號探測任務(wù)從1995年一直持續(xù)到2003年。據(jù)悉，“朱諾”號抵達(dá)木星后，將以265000公里/小時(shí)的速度飛行，這是人造天體飛行速度的歷史新高。

9月，ESA的“羅塞塔（Rosetta）”號彗星探測器將對其環(huán)繞的67P/丘留莫夫－格拉西緬科彗星進(jìn)行一次死亡俯沖。而讓哀悼者們聊以自慰的是，NASA發(fā)射的“起源、光譜釋義、資源識別、安全、風(fēng)化層探測器（OSIRIS-Rex）”將從小行星Bennu帶回樣本，可以讓人類研究太陽系的原始面貌，同時(shí)探究地球上的水和有機(jī)分子的起源。未來幾個(gè)世紀(jì)，Bennu是最有可能撞擊地球的小行星之一。

深空探測手段升級更上一層樓

2015年12月17日，中國首顆暗物質(zhì)粒子探測衛(wèi)星（DAMPE）發(fā)射升空。據(jù)悉，這顆衛(wèi)星既能探測正負(fù)電子，又能觀測高能伽馬光子，而且具有較好的分辨率，希望能捕獲暗物質(zhì)的蹤跡。隨后中國還將繼續(xù)發(fā)射第二顆和第三顆衛(wèi)星，總共發(fā)射5顆衛(wèi)星。

另外，全球第一顆量子通訊試驗(yàn)衛(wèi)星將于2016年6月發(fā)射升空，而中國的空間硬X射線調(diào)制望遠(yuǎn)鏡也將于2016年年底前升空，這是已知計(jì)劃中世界最高靈敏度和最好空間分辨本領(lǐng)的空間硬X射線望遠(yuǎn)鏡，它將實(shí)現(xiàn)空間硬X射線高分辨巡天，發(fā)現(xiàn)大批高能天體和天體高能輻射新現(xiàn)象，并對黑洞、中子星等重要天體進(jìn)行高靈敏度定向觀測，搜尋太空輻射的能量來源，推進(jìn)人類對極端條件下高能天體物理動(dòng)力學(xué)、粒子加速和輻射過程的認(rèn)識。

2016年9月，中國500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡（FAST）也將完成建設(shè)，它將取代波多黎各島的阿雷西博天文臺，一躍成為世界上最大的射電望遠(yuǎn)鏡。

除此之外，在美國夏威夷，備受爭議的30米望遠(yuǎn)鏡（TMT）團(tuán)隊(duì)將試圖向前推進(jìn)該項(xiàng)目。30米望遠(yuǎn)鏡是新一代地基巨型光學(xué)－紅外天文觀測設(shè)備，集光口徑為30米。采用拼接鏡面主動(dòng)光學(xué)、自適應(yīng)光學(xué)以及精密控制等先導(dǎo)高科技技術(shù)，TMT將把望遠(yuǎn)鏡靈敏度和空間分辨率等技術(shù)指標(biāo)提高到前所未有的程度，有望在揭示暗物質(zhì)和暗能量的本質(zhì)、探測宇宙第一代天體、理解黑洞的形成與生長、探察地外行星等領(lǐng)域做出重大突破性發(fā)現(xiàn)。

“地球微生物組計(jì)劃”出首批成果

旨在分析全球微生物群落的一個(gè)雄心勃勃的計(jì)劃將于2016年取得第一批研究成果。2010年啟動(dòng)的這個(gè)名為“地球微生物組計(jì)劃（EMP）”的項(xiàng)目，將對來自全球的20萬個(gè)樣本——從科摩多龍的舌尖到西伯利亞凍土層的土壤——進(jìn)行環(huán)境DNA測序或宏基因組測序，從而建立一個(gè)全球性的基因圖譜，全方位、系統(tǒng)性地研究全球范圍內(nèi)的微生物群落的功能及進(jìn)化多樣性，以便更好地造福社會(huì)及人類。

據(jù)介紹，與以往的微生物研究有所不同，該項(xiàng)目的研究對象不僅集中于海洋和人體環(huán)境中微生物群落，還包括土壤、空氣、淡水生態(tài)系統(tǒng)等整個(gè)地球表面的絕大多數(shù)微生物群落。參與該項(xiàng)目的主要單位有美國阿拉貢國家實(shí)驗(yàn)室、芝加哥大學(xué)、科羅拉多大學(xué)、勞倫斯·伯克利國家實(shí)驗(yàn)室、美國基因能源聯(lián)合研究所以及中國的華大基因公司。

美國白宮易主或影響科學(xué)進(jìn)展

2016年11月，美國將選出新一任總統(tǒng)。如果共和黨人入主白宮，那么長期備受爭論的把核廢料埋藏在內(nèi)華達(dá)州尤卡山的計(jì)劃可能會(huì)重新提到桌面。在內(nèi)華達(dá)州的尤卡山上，有一座由美國聯(lián)邦政府花費(fèi)了22年時(shí)間建造的永久性核廢料存儲庫，曾被認(rèn)為是美國核廢料的最佳儲存地，但奧巴馬政府上臺后，卻反對該計(jì)劃，并于2010年3月撤銷了尤卡山存儲庫的許可申請，尤卡山計(jì)劃正式終止。與此同時(shí)，與氣候和社會(huì)科學(xué)有關(guān)的聯(lián)邦資金可能面臨被削減的風(fēng)險(xiǎn)。

如果加拿大自由黨政府履行其選前承諾，該國將出現(xiàn)一位首席科學(xué)官，研究人員相信他將重建政府科學(xué)家耗盡的榮譽(yù)。

調(diào)節(jié)睡眠關(guān)鍵基因有望被找到

神經(jīng)科學(xué)家希望最終能揪出調(diào)節(jié)睡眠時(shí)間和長短的關(guān)鍵基因，但這是一個(gè)非常難完成的任務(wù)，或許是因?yàn)檫@些基因在大腦中“身兼數(shù)職”，還有其他功能。確定這些基因?qū)⒂兄谖覀冞M(jìn)一步洞悉睡眠障礙和一些精神疾病的發(fā)病原理，科學(xué)家現(xiàn)在意識到這些疾病與極度的睡眠紊亂有關(guān)。

粒子研究期待亞非進(jìn)軍的加入

中東同步輻射光源試驗(yàn)科學(xué)與應(yīng)用（SESAME）裝置將于2016年年底在約旦開啟。這一環(huán)形粒子加速器產(chǎn)生的強(qiáng)光將能在原子能級上探測材料與生物的結(jié)構(gòu)。這是中東地區(qū)首個(gè)重要的國際研究設(shè)施，得益于伊朗、以色列與巴勒斯坦權(quán)力機(jī)構(gòu)等政府之間開展的一次罕見合作。同步加速器是粒子加速器，能夠產(chǎn)生強(qiáng)烈的單色X射線光，用于物理學(xué)、生物學(xué)、材料學(xué)和考古學(xué)研究。目前世界范圍內(nèi)共有超過60臺此類設(shè)備，但中東地區(qū)尚未配備。

與此同時(shí)，支持在非洲建立一個(gè)類似設(shè)施的行動(dòng)可能也會(huì)加快速度。6月，科學(xué)家將使用全球首個(gè)第四代同步加速器——位于瑞典隆德的MAX IV加速器產(chǎn)生的明亮的X射線束進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。據(jù)悉，MAX IV產(chǎn)生的光束屆時(shí)將有助于材料學(xué)家研究電池內(nèi)部的化學(xué)反應(yīng)，或幫助結(jié)構(gòu)生物學(xué)家觀察更小的蛋白質(zhì)晶體的結(jié)構(gòu)。