美國(guó)宇航局火星2020任務(wù)將采用可拆卸的直升無人駕駛飛機(jī)。圖片來源：NASA/JPL-Caltech

近日，《自然》展望了2020年值得期待的科學(xué)進(jìn)展，空間、氣候、健康等仍是2020年研究熱點(diǎn)。其中，中國(guó)的火星一號(hào)和嫦娥五號(hào)任務(wù)備受矚目。

火星計(jì)劃

2020年，包括3個(gè)著陸器在內(nèi)的幾艘宇宙飛船將向火星進(jìn)發(fā)。美國(guó)宇航局計(jì)劃將下一代火星車“火星2020”送上這顆紅色星球，它將收集巖石樣本，并在未來任務(wù)中將樣本送回地球，它還將配備一架可拆卸的小型無人直升機(jī)。中國(guó)也計(jì)劃在2020年實(shí)施首次火星探測(cè)任務(wù)：向火星發(fā)射第一個(gè)著陸器，它將部署一個(gè)小型火星車。如果降落傘技術(shù)問題得到解決，俄羅斯航天器也會(huì)把歐洲空間局（ESA）的“漫游者”火星車送往火星。阿拉伯聯(lián)合酋長(zhǎng)國(guó)將發(fā)射一顆人造衛(wèi)星，這是阿拉伯國(guó)家首次執(zhí)行火星任務(wù)。

除了探測(cè)火星，中國(guó)在2020年將實(shí)施嫦娥五號(hào)任務(wù)，實(shí)現(xiàn)月面無人采樣返回；按計(jì)劃，日本的小行星探測(cè)器隼鳥2號(hào)將在2020年把采集到的小行星樣本送回地球；美國(guó)的“奧西里斯-REx”探測(cè)器也會(huì)在小行星貝努上實(shí)施采樣作業(yè)。

大天空 大數(shù)據(jù)

今年的黑洞照片首秀無疑大熱，拍下這張照片的“事件視界望遠(yuǎn)鏡”項(xiàng)目，預(yù)計(jì)在2020年發(fā)布新成果，這次可能是關(guān)于銀河系中心的黑洞。ESA的“蓋亞”探測(cè)器將會(huì)更新銀河系的三維圖譜，讓科學(xué)家能更好地了解銀河系的結(jié)構(gòu)和演化過程。引力波天文學(xué)家將公布他們?cè)?019年觀測(cè)到的宇宙碰撞“寶藏”，這些碰撞在時(shí)空中產(chǎn)生了漣漪。其中包括許多黑洞的合并，但也包括以前從未見過的黑洞與恒星的碰撞。

超級(jí)對(duì)撞夢(mèng)想

歐洲核子研究中心希望能爭(zhēng)取獲得更多資金，以推動(dòng)新一代大型對(duì)撞機(jī)項(xiàng)目。位于瑞士日內(nèi)瓦附近的歐洲粒子物理實(shí)驗(yàn)室將于5月在匈牙利布達(dá)佩斯召開一次特別會(huì)議，一個(gè)委員會(huì)將決定該實(shí)驗(yàn)室歐洲粒子物理戰(zhàn)略更新的部分內(nèi)容。該實(shí)驗(yàn)室希望建造一臺(tái)100公里長(zhǎng)的機(jī)器，其功率是大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)的6倍，擬耗資210億歐元。

在美國(guó)，伊利諾伊州芝加哥附近的費(fèi)米國(guó)家加速器實(shí)驗(yàn)室應(yīng)該會(huì)公布期待已久的 μ介子g-2的結(jié)果。物理學(xué)家希望，微小的異?，F(xiàn)象能夠揭示此前未知的基本粒子。

合成酵母

合成生物學(xué)家重建面包酵母（釀酒酵母）的努力將于2020年完成。研究人員已經(jīng)能完全取代簡(jiǎn)單生物，例如蕈狀支原體的遺傳密碼，但在酵母細(xì)胞中進(jìn)行這項(xiàng)工作更具挑戰(zhàn)性，因?yàn)樗鼈兪謴?fù)雜。這項(xiàng)名為合成酵母2.0的研究由來自四大洲的15個(gè)實(shí)驗(yàn)室合作完成的。研究小組已經(jīng)用合成的DNA片段替換了釀酒酵母的16條染色體。

他們還嘗試重組和編輯該酵母的基因組，以了解有機(jī)體是如何進(jìn)化的，及其是如何應(yīng)對(duì)突變的。研究人員希望，工程酵母細(xì)胞將為制造從生物燃料到藥物的大量產(chǎn)品提供更有效和更靈活的方法。

氣候任務(wù)

8月，聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署將發(fā)布一份有關(guān)地球工程的重要報(bào)告。地球工程指對(duì)地球環(huán)境進(jìn)行的大規(guī)模改造，被認(rèn)為是應(yīng)對(duì)氣候變化的一種有潛力的方法。

同樣在2020年，國(guó)際海底管理局將發(fā)布人們期待已久的法規(guī)，使海底采礦成為可能。但科學(xué)家擔(dān)心，對(duì)于這種行為如何破壞海洋生態(tài)系統(tǒng)，以及對(duì)已經(jīng)受到壓力的環(huán)境可能造成的災(zāi)難性影響，人們了解得還不夠。

在明年于英國(guó)格拉斯哥召開的聯(lián)合國(guó)氣候變化大會(huì)上，各國(guó)也需要繼續(xù)推動(dòng)落實(shí)《巴黎協(xié)定》。根據(jù)2015年的協(xié)議，各國(guó)必須提出最新的溫室氣體減排目標(biāo)，以幫助將全球變暖控制在2攝氏度以內(nèi)。但大多數(shù)國(guó)家在兌現(xiàn)承諾方面行動(dòng)遲緩。此外，條約本身也前途未卜：預(yù)計(jì)美國(guó)將在當(dāng)時(shí)正式退出。

“人鼠”到來

隨著研究人員在這項(xiàng)充滿倫理意味的技術(shù)上取得進(jìn)展，在其他動(dòng)物身上為人類培育替代器官的夢(mèng)想有望實(shí)現(xiàn)。日本東京大學(xué)干細(xì)胞科學(xué)家Hiromitsu Nakauchi計(jì)劃在小鼠和大鼠胚胎中培育人類細(xì)胞組織。然后，他將把這些雜交胚胎移植到替代動(dòng)物體內(nèi)（直到今年3月日本的一項(xiàng)新法律生效，這一步驟才被允許）。Nakauchi與合作者也用豬胚胎做了類似實(shí)驗(yàn)。這類研究的最終目標(biāo)是培育出能移植到人體內(nèi)的器官。但一些研究人員認(rèn)為，在實(shí)驗(yàn)室里培養(yǎng)類有機(jī)物更安全、更有效。

此外，其他可能在2020年對(duì)科學(xué)界產(chǎn)生重要影響的事件還包括：美國(guó)大選、針對(duì)登革熱等傳染病的一種新技術(shù)將進(jìn)行測(cè)試、一種瘧疾疫苗將開始臨床試驗(yàn)等。（唐一塵 付嶸）