《自然》：2020年值得期待的科學進展 中國火星探測備受矚目

美國宇航局火星2020任務將採用可拆卸的無人駕駛直升機。圖片來源：NASA/JPL-Caltech

火星計劃

2020年，包括3個著陸器在內的幾艘宇宙飛船將向火星進發。美國宇航局計劃將下一代火星車“火星2020”送上這顆紅色星球，它將收集岩石樣本，並在未來任務中將樣本送回地球，它還將配備一架可拆卸的小型無人直升機。中國也計劃在2020年實施首次火星探測任務：向火星發射第一個著陸器，它將部署一個小型火星車。如果降落傘技術問題得到解決，俄羅斯航天器也會把歐洲空間局（ESA）的“漫遊者”火星車送往火星。阿拉伯聯合大公國將發射一顆人造衛星，這是阿拉伯國家首次執行火星任務。

除了探測火星，中國在2020年將實施嫦娥五號任務，實現月面無人取樣返回；按計劃，日本的小行星探測器隼鳥2號將在2020年把採集到的小行星樣本送回地球；美國的“奧西里斯-REx”探測器也會在小行星貝努上實施取樣作業。

大天空 大資料

今年的黑洞照片首秀無疑大熱，拍下這張照片的“事件視界望遠鏡”專案，預計在2020年釋出新成果，這次可能是關於銀河系中心的黑洞。ESA的“蓋亞”探測器將會更新銀河系的三維圖譜，讓科學家能更好地瞭解銀河系的結構和演化過程。引力波天文學家將公佈他們在2019年觀測到的宇宙碰撞“寶藏”，這些碰撞在時空中產生了漣漪。其中包括許多黑洞的合併，也包括以前從未見過的黑洞與恆星的碰撞。

超級對撞夢想

歐洲核子研究中心希望獲得更多資金，以推動新一代大型對撞機專案。位於瑞士日內瓦附近的歐洲粒子物理實驗室將於5月在匈牙利布達佩斯召開一次特別會議，一個委員會將決定該實驗室歐洲粒子物理戰略更新的部分內容。該實驗室希望建造一臺100公里長的機器，其功率是大型強子對撞機的6倍，擬耗資210億歐元。

在美國，伊利諾伊州芝加哥附近的費米國家加速器實驗室應該會公佈期待已久的 μ介子g-2的結果。物理學家希望，微小的異常現象能夠揭示此前未知的基本粒子。

合成酵母

合成生物學家重建麵包酵母（釀酒酵母）的工作將於2020年完成。研究人員已經能完全取代簡單生物，例如蕈狀支原體的遺傳密碼，但在酵母細胞中進行這項工作更具挑戰性，因為它們十分複雜。這項名為合成酵母2.0的研究由來自四大洲的15個實驗室合作完成。研究小組已經用合成的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，以瞭解有機體是如何進化，以及如何應對突變的。研究人員希望，工程酵母細胞將為製造從生物燃料到藥物的大量產品提供更有效和更靈活的方法。

氣候任務

8月，聯合國環境規劃署將釋出一份有關地球工程的重要報告。地球工程指對地球環境進行的大規模改造，被認為是應對氣候變化的一種有潛力的方法。

同樣在2020年，國際海底管理局將釋出人們期待已久的法規，使海底採礦成為可能。但科學家擔心，對於這種行為如何破壞海洋生態系統，以及對已經受到壓力的環境可能造成的災難性影響，人們瞭解得還不夠。

在明年於英國格拉斯哥召開的聯合國氣候變化大會上，各國需要繼續推動落實《巴黎協定》。根據2015年的協議，各國必須提出最新的溫室氣體減排目標，以幫助將全球變暖控制在2攝氏度以內。但大多數國家在兌現承諾方面行動遲緩。此外，條約本身也前途未卜，預計美國將正式退出。

“人鼠”到來

隨著研究人員在這項充滿倫理意味的技術上取得進展，在其他動物身上為人類培育替代器官的夢想有望實現。日本東京大學幹細胞科學家Hiromitsu Nakauchi計劃在小鼠和大鼠胚胎中培育人類細胞組織。然後，他將把這些雜交胚胎移植到替代動物體內（直到今年3月日本的一項新法律生效，這一步驟才被允許）。Nakauchi與合作者也用豬胚胎做了類似實驗。這類研究的最終目標是培育出能移植到人體內的器官。但一些研究人員認為，在實驗室裡培養類有機物更安全、更有效。

此外，可能在2020年對科學界產生重要影響的事件還包括美國大選、針對登革熱等傳染病的一種新技術將進行測試、一種瘧疾疫苗將開始臨床試驗等 。