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Nature發(fā)布2024年值得關(guān)注的科學(xué)事件，涉及環(huán)境、生命科學(xué)、AI、天文學(xué)

2023.12.19

12 月 18 日，《Nature》發(fā)布了 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(duì)今年的科學(xué)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。它的創(chuàng)建者，位于加利福尼亞州舊金山的OpenAI，預(yù)計(jì)將在明年晚些時(shí)候發(fā)布GPT-5，這是支撐聊天機(jī)器人的下一代人工智能（AI）模型。GPT-5 可能會(huì)展示比其前身 GPT-4 更先進(jìn)的功能。科學(xué)家們也在關(guān)注谷歌 GPT-4 競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手 Gemini 的推出。大型語言模型可以處理多種類型的輸入，包括文本、計(jì)算機(jī)代碼、圖像、音頻和視頻。

　　谷歌DeepMind的人工智能工具AlphaFold的新版本也將于明年發(fā)布，研究人員用它來高精度地預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)的3D形狀。人工智能將能夠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，這可能為藥物設(shè)計(jì)和發(fā)現(xiàn)開辟新的可能性。

　　監(jiān)管方面存在重大問題。聯(lián)合國(guó)人工智能高級(jí)別咨詢機(jī)構(gòu)將于 2024 年年中發(fā)布其最終報(bào)告，為人工智能的國(guó)際監(jiān)管制定指導(dǎo)方針。

　　瞄準(zhǔn)星星

　　智利的Vera C. Rubin天文臺(tái)計(jì)劃在2024年底開始運(yùn)行其部分儀器，在此之前計(jì)劃對(duì)整個(gè)南半球天空進(jìn)行為期十年的調(diào)查。借助天文臺(tái)的8.4米望遠(yuǎn)鏡和3,200百萬像素的巨型相機(jī)，科學(xué)家們希望發(fā)現(xiàn)許多新的瞬態(tài)現(xiàn)象和近地小行星。

　　同樣在智利，阿塔卡馬沙漠的西蒙斯天文臺(tái)將于 2024 年年中完工。這項(xiàng)下一代宇宙學(xué)實(shí)驗(yàn)將在宇宙微波背景中尋找原始引力波的特征——大爆炸的余輝。它的望遠(yuǎn)鏡將配備多達(dá)50,000個(gè)光收集探測(cè)器，是目前正在進(jìn)行的類似項(xiàng)目的十倍。

　　天文學(xué)家繼續(xù)擔(dān)心，由于越來越多的明亮衛(wèi)星星座用光污染夜空，新的地面望遠(yuǎn)鏡數(shù)據(jù)可能會(huì)變得無法使用。

　　武器化的蚊子

　　世界蚊子計(jì)劃將于明年開始在巴西的一家工廠生產(chǎn)抗病蚊子。蚊子被一種細(xì)菌菌株感染，這種細(xì)菌菌株可以防止它們傳播致病病毒，并且可以保護(hù)很多人免受登革熱和寨卡等疾病的侵害。

　　疫情過后

　　隨著世界進(jìn)入 COVID-19 大流行的緊急階段，美國(guó)政府正在資助三種下一代疫苗的試驗(yàn)，其中兩種是鼻內(nèi)疫苗，旨在通過在氣道組織中產(chǎn)生免疫力來預(yù)防感染。第三種是 mRNA 疫苗，可增強(qiáng)抗體和 T 細(xì)胞反應(yīng)，有望提供針對(duì)多種 SARS-CoV-2 變體的長(zhǎng)期免疫力。

　　與此同時(shí)，世界衛(wèi)生組織將在第194屆世界衛(wèi)生大會(huì)上公布其大流行條約的最終草案。該協(xié)議旨在使世界各國(guó)政府更好地預(yù)防和管理未來的流行病。

　　月球任務(wù)

　　自 1970 年代以來，美國(guó)宇航局首次啟動(dòng)載人登月任務(wù)。阿爾忒彌斯二號(hào)最早可能在明年6月發(fā)射升空，并將搭載四名宇航員（三男一女）登上獵戶座飛船，在月球周圍進(jìn)行為期十天的飛越。阿爾忒彌斯二號(hào)將為隨后的阿爾忒彌斯三號(hào)任務(wù)奠定基礎(chǔ)，該任務(wù)將使第一位女性和下一位男性登上月球。中國(guó)還準(zhǔn)備在2024年發(fā)射嫦娥六號(hào)月球采樣返回任務(wù)。如果成功，該任務(wù)將是第一個(gè)從月球背面收集樣本的任務(wù)。

　　探索外太陽系衛(wèi)星的任務(wù)包括美國(guó)宇航局的快船飛船，其目的是確定月球的地下海洋是否可能孕育生命。此外，還有日本計(jì)劃的火星衛(wèi)星探索（MMX）任務(wù)。

　　照亮暗物質(zhì)

　　一項(xiàng)探測(cè)被稱為軸子的暗物質(zhì)粒子的實(shí)驗(yàn)結(jié)果將在2024年看到光明。軸子被認(rèn)為是由太陽發(fā)射并轉(zhuǎn)化為光的，但這些微小的粒子尚未在實(shí)驗(yàn)中被觀察到，因?yàn)樗鼈冃枰`敏的探測(cè)工具和極強(qiáng)的磁場(chǎng)。位于漢堡的德國(guó)電子同步加速器的實(shí)驗(yàn)BabyIAXO正在使用由10米長(zhǎng)的磁鐵和超靈敏的無噪聲X射線探測(cè)器制成的太陽望遠(yuǎn)鏡每天跟蹤太陽中心12小時(shí)，以捕獲軸子轉(zhuǎn)化為光子的過程。

　　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(biāo)準(zhǔn)模型中最神秘的粒子。

　　意識(shí)辯論：第二輪

　　明年可能會(huì)為意識(shí)的神經(jīng)基礎(chǔ)帶來新的見解。一個(gè)大型項(xiàng)目正在通過一系列對(duì)抗性實(shí)驗(yàn)來測(cè)試兩種意識(shí)理論，預(yù)計(jì)將在2024年底之前發(fā)布其第二個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。在第一輪中，這兩種理論都未能與觀察到的大腦成像數(shù)據(jù)完全一致，從而解決了25年的賭注，支持哲學(xué)而不是神經(jīng)科學(xué)。第二輪可以使神經(jīng)科學(xué)更接近于破譯主觀體驗(yàn)的奧秘。

　　拯救地球

　　2024年下半年，海牙國(guó)際法院可以就各國(guó)應(yīng)對(duì)氣候變化的法律義務(wù)發(fā)表意見，并就那些被認(rèn)為破壞氣候的人的法律后果作出裁決。盡管該裁決不具有法律約束力，但法院的影響力可以推動(dòng)各國(guó)加強(qiáng)其氣候目標(biāo)，并且可以在國(guó)內(nèi)法律案件中引用。

　　聯(lián)合國(guó)塑料條約的談判將于明年結(jié)束，該條約旨在建立一項(xiàng)具有約束力的國(guó)際協(xié)議，以消除塑料污染。自 1950 年代以來，全球已經(jīng)生產(chǎn)了 10 億噸塑料，其中超過 7 億噸現(xiàn)在是廢物——其中大部分正在污染海洋和傷害野生動(dòng)物。但研究人員越來越擔(dān)心，去年開始的聯(lián)合國(guó)談判進(jìn)展太慢，無法實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)。

　　超高速超級(jí)計(jì)算機(jī)

　　明年年初，研究人員將啟用歐洲第一臺(tái)百萬兆次級(jí)超級(jí)計(jì)算機(jī)Jupiter。研究人員將使用這臺(tái)機(jī)器創(chuàng)建用于醫(yī)療目的的人類心臟和大腦的“數(shù)字孿生”模型，并對(duì)地球氣候進(jìn)行高分辨率模擬。

　　美國(guó)的研究人員將在 2024 年安裝兩臺(tái)機(jī)器：伊利諾伊州萊蒙特阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的 Aurora 和加利福尼亞州勞倫斯利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的 El Capitan。科學(xué)家們將使用Aurora來創(chuàng)建大腦神經(jīng)回路的地圖，并使用El Capitan來模擬核武器爆炸的影響。

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