先進(jìn)的人工智能工具、月球任務(wù)和超高速超級計算機將在未來(lái)一年塑造科學(xué)研究。12月18日，《自然》雜志盤(pán)點(diǎn)了2024年值得關(guān)注的科學(xué)事件。
人工智能的進(jìn)步
ChatGPT的興起對今年的科學(xué)發(fā)展產(chǎn)生了深遠影響。它的創(chuàng )造者——美國人工智能研究公司OpenAI，預計將于2024年晚些時(shí)候發(fā)布聊天機器人的下一代人工智能模型GPT-5。GPT-5可能會(huì )展示出比其前身GPT-4更先進(jìn)的功能?？茖W(xué)家同時(shí)也在關(guān)注GPT-4的競爭對手Gemini的亮相。
大型語(yǔ)言模型可以處理多種類(lèi)型的輸入，包括文本、計算機代碼、圖像和音視頻。
美國谷歌DeepMind的人工智能工具AlphaFold的新版本也將于2024年發(fā)布。研究人員已經(jīng)用它高精度地預測了蛋白質(zhì)的3D形狀。明年，人工智能將以原子精度模擬蛋白質(zhì)、核酸和其他分子之間的相互作用，這可能為藥物的設計和發(fā)現開(kāi)辟新的路徑。
同時(shí)，解決監管問(wèn)題迫在眉睫。聯(lián)合國人工智能高級別咨詢(xún)機構將于2024年年中公布其最終報告，為人工智能的國際監管出臺指導方針。
瞄準星星
智利的維拉·魯賓天文臺計劃在2024年年底運行部分儀器。借助該天文臺的8.4米望遠鏡和32億像素相機，科學(xué)家希望發(fā)現更多新的瞬態(tài)現象和近地小行星。
同樣在智利，西蒙斯天文臺將于2024年年中完工。這項下一代宇宙學(xué)實(shí)驗將在宇宙微波背景下尋找原始引力波的特征。它的望遠鏡將配備多達5萬(wàn)個(gè)聚光探測器，是目前正在進(jìn)行的類(lèi)似項目的10倍。
天文學(xué)家依然擔心，由于越來(lái)越多的明亮人造衛星群正在用光污染夜空，新的地基望遠鏡數據可能更加難以獲得。
“武裝”的蚊子
世界蚊子項目將于2024年在巴西的一家工廠(chǎng)生產(chǎn)抗病蚊子。這些蚊子將攜帶一種細菌，后者可以防止蚊子傳播致病性病毒，從而能夠保護多達7000萬(wàn)人免受登革熱和寨卡病毒等疾病的侵襲。
這家非營(yíng)利組織計劃在未來(lái)10年每年生產(chǎn)多達50億只抗病蚊子。
疫情之外
針對新冠疫情，美國政府正在資助3種下一代疫苗的試驗。其中兩種是鼻內疫苗，通過(guò)在氣道組織中產(chǎn)生免疫力來(lái)預防感染。第三種是mRNA疫苗，可以增強抗體和T細胞反應，有望實(shí)現對新冠病毒變體的持久免疫。
而世界衛生組織將在2024年5月舉行的第77屆世界衛生大會(huì )上公布其流行病條約的最終草案。該條約旨在讓各國政府更好地預防和管理未來(lái)的流行病。
月球任務(wù)
自20世紀70年代以來(lái)，美國宇航局再次啟動(dòng)載人登月任務(wù)。阿爾忒彌斯二號最早可能于2024年11月發(fā)射，將搭載3男1女共4名宇航員乘坐“獵戶(hù)座”飛船進(jìn)行為期10天的繞月飛行。
此外，美國宇航局的“克利伯號”飛船將于2024年10月飛往木星的衛星木衛二。日本則計劃于2024年進(jìn)行火星衛星探索任務(wù)，將訪(fǎng)問(wèn)火星的衛星火衛一和火衛二，其探測器將在火衛一降落并收集地表樣本。
“照亮”暗物質(zhì)
一項探測被稱(chēng)為“軸子”的暗物質(zhì)粒子的實(shí)驗將在2024年看到曙光。軸子被認為是由太陽(yáng)發(fā)射并轉化為光的，但它們至今還沒(méi)有被實(shí)驗觀(guān)測到，因為這需要靈敏的探測工具和極強的磁場(chǎng)。
德國電子同步加速器進(jìn)行的BabyIAXO實(shí)驗，使用一個(gè)由10米長(cháng)的磁鐵和超靈敏的無(wú)噪聲X射線(xiàn)探測器組成的太陽(yáng)望遠鏡，每天12小時(shí)跟蹤太陽(yáng)的中心，以捕捉軸子轉化為光子的過(guò)程。
此外，2024年可能是科學(xué)家確定中微子質(zhì)量的一年。中微子是粒子物理學(xué)標準模型中最神秘的粒子。研究人員將在2024年完成數據收集，并有望對這些微小粒子進(jìn)行明確測量。
關(guān)于意識的辯論
2024年，科學(xué)家可能會(huì )對意識的神經(jīng)基礎有新的認識。一個(gè)大型項目正在通過(guò)一系列對抗性實(shí)驗測試兩種意識理論，預計將在2024年年底公布第二輪實(shí)驗的結果。
在第一輪實(shí)驗中，兩種理論都未能與觀(guān)察到的腦成像數據完全一致。第二輪實(shí)驗可能會(huì )讓神經(jīng)科學(xué)更接近于解讀主觀(guān)體驗的奧秘。
拯救地球
2024年下半年，海牙國際法院可能會(huì )就各國應對氣候變化的法律義務(wù)發(fā)表意見(jiàn)，并對那些被視為破壞氣候的國家須承擔的法律后果作出裁決。雖然這一裁決不具有法律約束力，但可以推動(dòng)各國加快實(shí)現其氣候目標并在國內法律案件中加以引用。
自20世紀50年代以來(lái)，全球共生產(chǎn)了100億噸塑料，其中70多億噸現已成為廢品。聯(lián)合國塑料條約政府間談判將于2024年結束。該條約旨在建立一項具有約束力的國際協(xié)議，以消除塑料污染。
超高速超級計算機
2024年年初，研究人員將啟動(dòng)歐洲首臺百億億次超級計算機“木星”。這臺巨大的機器每秒可以執行100億億次計算。研究人員將利用該機器創(chuàng )建基于醫學(xué)目的的人類(lèi)心臟和大腦“數字孿生”模型，并對地球氣候進(jìn)行高分辨率模擬。
美國研究人員將在2024年安裝兩臺百億億次計算機——阿貢國家實(shí)驗室的Aurora和勞倫斯·利弗莫爾國家實(shí)驗室的El Capitan?？茖W(xué)家將利用Aurora繪制大腦神經(jīng)回路圖，利用El Capitan模擬核武器爆炸的影響。（王方）
