近日，《自然》雜志對2016年的熱點(diǎn)科學(xué)研究領(lǐng)域進(jìn)行了展望，空間任務(wù)、碳捕獲與引力波研究備受關(guān)注。

光驅(qū)動(dòng)宇宙飛船光帆號將在2016年4月進(jìn)行測試。圖片來源：Josh Spradling

《自然》雜志日前對2016年的熱點(diǎn)研究領(lǐng)域進(jìn)行了展望。

1. 二氧化碳的吸收

一家瑞士公司將成為首個(gè)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)，此舉將成為研發(fā)有朝一日對抗全球變暖的大型設(shè)備的一塊敲門磚。明年7月，Climeworks公司將在其位于蘇黎世的工廠每月捕獲約75噸二氧化碳，然后再將這些氣體賣給附近的溫室以促進(jìn)農(nóng)作物生長。另一家加拿大企業(yè)也將從事類似的工作。人們已經(jīng)能夠從發(fā)電廠排出的廢氣中捕獲二氧化碳，但直到2015年，一些小型示范項(xiàng)目才開始從大氣中吸收二氧化碳。

2. 剪切和粘貼基因

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)。美國加利福尼亞州里士滿Sangamo生物科學(xué)公司將測試用鋅指核酸酶糾正導(dǎo)致血友病的一種基因缺陷。通過與馬薩諸塞州劍橋市的Biogen公司合作，它還將開始一項(xiàng)試驗(yàn)，看看該項(xiàng)技術(shù)是否可以提高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年的晚些時(shí)候，就基因編輯技術(shù)在人體中的應(yīng)用達(dá)成一份廣泛的安全與倫理指南。

3. 對宇宙研究的厚望

得益于先進(jìn)激光干涉引力波天文臺（先進(jìn)LIGO），物理學(xué)家認(rèn)為他們有一個(gè)很好的機(jī)會(huì)發(fā)現(xiàn)引力波（由致密的移動(dòng)物體，如螺旋中子星形成的時(shí)空漣漪）的第一個(gè)證據(jù)。除此之外，日本將發(fā)射下一代X射線衛(wèi)星天文臺——Astro-H，從而可以證明或駁斥重中微子發(fā)出暗物質(zhì)信號的說法。自今年6月開始運(yùn)轉(zhuǎn)的大型強(qiáng)子對撞機(jī)（LHC）也將積累更多的數(shù)據(jù)。即使新粒子沒有得到證實(shí)，LHC還是可以挖掘其他奇異的現(xiàn)象。

4. 風(fēng)險(xiǎn)研究

科學(xué)家很快便將知曉那些能使病毒變得更加致命的研究能否可以繼續(xù)。2014年10月，美國政府突然停止了對“功能獲得性”研究的資助。這些試驗(yàn)?zāi)軌蛟黾訉τ谀承┎≡w如何進(jìn)化以及如何被摧毀的認(rèn)知，但批評者指出，這些研究同時(shí)也含有危險(xiǎn)性，例如致命病毒的意外泄漏。一份風(fēng)險(xiǎn)—效益分析已于2015年12月完成，美國國家生物安全科學(xué)顧問委員會(huì)將在未來幾個(gè)月就是否恢復(fù)此類研究提出建議，據(jù)分析有可能會(huì)收緊對研究的限制。

5. 商業(yè)收益

一個(gè)幸運(yùn)的研究小組將從互聯(lián)網(wǎng)巨頭谷歌(微博)公司和美國心臟協(xié)會(huì)那里獲得5000萬美元捐款用于心臟病研究。谷歌的疾病研究投資組合正在增長，而神經(jīng)科學(xué)家都渴望看到美國國家精神健康研究所前所長Thomas Insel會(huì)在這家公司做些什么——他自今年11月以來一直領(lǐng)導(dǎo)一項(xiàng)心理健康計(jì)劃。私人資金也有望在空間領(lǐng)域開花結(jié)果：加利福尼亞州帕薩迪納市非營利組織行星協(xié)會(huì)計(jì)劃在2016年4月發(fā)射價(jià)值450美元的光驅(qū)動(dòng)飛船——光帆號。

6. 超越火星

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)造了一個(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)邦航天局之間的一個(gè)聯(lián)合任務(wù)將利用這個(gè)機(jī)會(huì)。將于2016年3月發(fā)射的ExoMars旨在分析火星大氣并測試著陸技術(shù)。而在更遠(yuǎn)的地方，美國宇航局（NASA）的朱諾任務(wù)將在7月到達(dá)木星。9月，ESA的羅塞塔號探測器將對其環(huán)繞的彗星進(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OSIRIS-REx任務(wù)將帶回小行星Bennu的樣本。

7. 空間探測

隨著斥資1億美元的暗物質(zhì)粒子探測器（DAMPE）于今年12月發(fā)射升空，中國還將繼續(xù)發(fā)射空間科學(xué)探測器。世界上第一個(gè)量子通信試驗(yàn)衛(wèi)星將于2016年6月發(fā)射升空，而硬X射線調(diào)制望遠(yuǎn)鏡也將在明年年底前上天，其目的在于搜尋太空輻射的能量來源，如黑洞和中子星。9月將看到中國500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡（FAST）完成建設(shè)，它將取代波多黎各的阿雷西博天文臺成為世界上最大的射電望遠(yuǎn)鏡。在美國夏威夷，備受爭議的30米望遠(yuǎn)鏡團(tuán)隊(duì)將試圖找出是否可以以及如何將該項(xiàng)目向前推進(jìn)。

8. 揭示微生物世界

分析全球微生物群落的一個(gè)雄心勃勃的計(jì)劃預(yù)計(jì)將在2016年取得第一批研究成果。2010年啟動(dòng)的地球微生物組計(jì)劃旨在測序和描繪從科摩多龍舌尖到西伯利亞凍土層的至少20萬個(gè)微生物DNA樣本。該計(jì)劃承諾將對生物多樣性作出前所未有的發(fā)現(xiàn)。

9. 政治巨變

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，長期爭論的把核廢料埋藏在內(nèi)華達(dá)州尤卡山的計(jì)劃可能將重出水面，而與氣候和社會(huì)科學(xué)有關(guān)的聯(lián)邦資金可能面臨削減的風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，如果加拿大自由黨政府履行其選前承諾，該國將獲得一位首席科學(xué)官，研究人員相信他將重建政府科學(xué)家耗盡的榮譽(yù)。

10. 是做夢基因

神經(jīng)科學(xué)家希望最終能夠確定調(diào)節(jié)睡眠時(shí)間和長短的關(guān)鍵基因，但要梳理出這一結(jié)果非常困難，或許是因?yàn)檫@些基因在大腦中還有其他功能。確定這些基因可能有助于治療睡眠障礙和一些精神疾病，科學(xué)家現(xiàn)在意識到它們與高度睡眠紊亂有關(guān)。

11. 照亮科學(xué)的角落

SESAME（中東同步輻射光源試驗(yàn)科學(xué)與應(yīng)用）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)光將能夠在原子能級上探測材料與生物結(jié)構(gòu)。這是該地區(qū)首個(gè)主要國際研究設(shè)施，包括伊朗、以色列與巴勒斯坦權(quán)力機(jī)構(gòu)在內(nèi)的政府之間開展了一次罕見的合作。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。而在6月，科學(xué)家將使用全世界首個(gè)第四代同步加速器——瑞典隆德MAX IV——產(chǎn)生的明亮X射線束。