隨著新年到來，各大媒體競相進行新一年預測，國際權威科學雜志《自然》也不甘示弱，于近日刊發(fā)了名為《2016，科學新展望》的文章，為我們采擷出了2016年科技盛宴上的幾道“主菜”，太空探索、碳捕獲、引力波研究、星際探索等領域位列其中，可謂“色香味俱全”。

　　二氧化碳捕獲開啟商業(yè)化步伐

　　瑞士Climeworks公司有望成為全球首家從大氣中捕獲二氧化碳并進行商業(yè)規(guī)模銷售的企業(yè)，此舉將有助于科學家有朝一日研制出對抗全球變暖的大型設備。據國外媒體報道，2015年4月，奧迪研制出了一種全新的e-diesel燃料，這種燃料的生產無需任何礦物油，并且以循環(huán)的方式使用二氧化碳，達成碳中和的目的，其中部分二氧化碳就由Climeworks公司提供。

　　在2016年，Climeworks將百尺竿頭更進一步。今年7月份左右，Climeworks公司位于蘇黎世附近的工廠每月將捕獲約75噸二氧化碳，然后再將其出售給附近的溫室以促進農作物的生長。

　　另外，位于加拿大卡爾加里的碳工程公司（Carbon Engineering）也將從事類似的工作。自2015年10月，這家公司就開始著手捕獲二氧化碳，希望能將二氧化碳氣體轉化成液態(tài)燃料，不過目前該公司仍未對相關商品進行商業(yè)銷售。

　　目前，全球各地有很多設施從發(fā)電廠排放的廢氣中捕獲二氧化碳，但直到2015年，只有少許小型示范項目從大氣中捕獲二氧化碳。

　　 基因編輯技術或進入人體實驗

　　2016年，采用脫氧核糖核酸（DNA）編輯技術的治療方法將開始人體試驗。位于美國加州里士滿的Sangamo生物科學公司將測試用鋅指核酸酶來糾正一種導致血友病的基因缺陷。

　　另外，Sangamo生物科學公司還將與位于馬薩諸塞州劍橋市的生物技術公司Biogen合作，開展一項試驗，以厘清該項技術是否能提高β地中海貧血患者體內一種血液球蛋白的功能性。科學家與倫理學家希望在2016年年末，就基因編輯技術在人體中的應用議定一份廣泛的安全與倫理指南。

　　宇宙奧秘研究期待更大的突破

　　日前，一則關于發(fā)現(xiàn)引力波（由螺旋中子星等致密的移動物體形成的時空漣漪）存在的直接證據被找到的傳言，將引力波研究至于大眾的目光焦點之上。而科學家們普遍認為，2016年，得益于先進激光干涉引力波天文臺（Advanced LIGO），他們有機會獲得引力波的第一個證據，從而一窺引力波的“真容”。

　　據國外媒體報道，日本宇宙航空研究開發(fā)機構（JAXA）2015年12月11日宣布，該機構將于2016年2月12日下午，從鹿兒島縣的種子島宇航中心用H-2A火箭第30號機發(fā)射與美國國家航空航天局（NASA）等共同研發(fā)的X射線天文衛(wèi)星“ASTRO-H”，力爭通過捕捉巨型黑洞發(fā)出的X射線來解析宇宙的結構和進化。ASTRO-H將與其他設施攜手，用于證實或者證偽科學家們關于重中微子釋放出名為“bulbulons”的暗物質信號的說法。

　　無獨有偶，自去年6月開始“滿血復活”并加速運轉的大型強子對撞機（LHC）也將積累更多數(shù)據，一種由其釋放出的潛在粒子的“面貌”也將越來越清晰。不過，即使新粒子沒有得到證實，LHC或許也能揭示其他新奇的現(xiàn)象，比如膠球（glueballs），這是一種完全由強核力的載荷子組成的粒子。

　　 美將明晰“功能獲得性”研究政策

　　也許過不了多久，科學家便將知曉是否有資助來繼續(xù)進行那些使病毒變得更致命的研究。2014年10月，美國政府突然叫停了“功能獲得性（GOF）”研究的經費。該研究旨在通過改變病原體使其更具傳播性或致死性，以便專家根據相關風險制定政府政策。聯(lián)邦官員還要求該領域少數(shù)正在進行研究的研究人員自發(fā)中止。

　　《科學》雜志報道指出，此舉是美國政府針對有關GOF研究擔憂的響應。這些爭論已將科學界分成了兩個陣營。3年前，兩個獨立的研究小組表示，他們制作出了能在雪貂間傳播的H5N1禽流感病毒。支持者認為此類研究將幫助公共健康專家探測即將發(fā)生的流感流行，并準備疫苗。但許多科學家擔心，如果這種新實驗室病毒因意外或故意而被泄漏，將引發(fā)致命流行。

　　科學家們已于2015年12月完成了一份風險—效益分析，美國國家生物安全科學顧問委員會將在未來數(shù)月就是否恢復此類研究經費給出建議。據分析，屆時對研究的限制有可能會收緊。

　　眾多私人公司將加大科技投入

　　今年，一家幸運的研究小組將從互聯(lián)網巨頭谷歌公司和美國心臟協(xié)會那里獲得5000萬美元的捐款，用于心臟病研究。

　　近些年來，包括谷歌公司在內的私人公司加大了對健康領域的投資。谷歌公司不僅投入疾病研究領域的資金日益增加，網羅此領域大咖的步伐也不斷加快。2015年9月份，美國國家精神健康研究所前所長托馬斯·因瑟爾宣布加入谷歌公司生命科學部門，自2015年11月以來，他一直領導著一項心理健康計劃。在因瑟爾加入谷歌之前不久，著名心臟病專家杰西卡·梅嘉已宣布從哈佛醫(yī)學院轉投谷歌公司。

　　私人資金也有望在空間領域發(fā)揮重要作用：位于加州帕薩迪納市的非營利組織行星學會（Planetary Society）計劃于2016年4月，在真正的軌道上，對價值450萬美元的光驅動飛船——光帆號（LightSail）進行測試。“光帆”太陽帆飛船包含了一個面包大小的立方體小衛(wèi)星，展開的正方形帆面將作為飛船的推進系統(tǒng)——太陽帆會受到來自太陽光的光壓，進而推動太空飛船前進。這是星際旅行幻想的第一候選技術，它不需要燃料，而且比起“反物質發(fā)動機”、“核爆推進器”等技術概念，它最接近人類現(xiàn)在的技術水平。

　　 對太陽系的探索有望精彩連連

　　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)造出一個去紅色星球旅行的完美機會，歐洲空間局（ESA）與俄羅斯聯(lián)邦航天局聯(lián)合成立的一個科研小組就將好好利用這個機會。將于2016年3月發(fā)射的“火星探測計劃（ExoMars）”飛船旨在對火星大氣中的氣體進行分析，并對著陸技術進行測試。ExoMars將于10月份抵達火星軌道。軌道器將尋找甲烷及其他大氣構成的證據；而登陸車“斯基亞帕雷利”號將嘗試穿越火星大氣層并在火星表面著陸，為未來正式的登陸飛船探路。

　　而在更遠的地方，NASA的“朱諾（Juno）”號木星探測器將于7月份抵達木星，開始歷史上第二輪對這個太陽系內最大行星的探測任務。前一項“伽利略”號探測任務從1995年一直持續(xù)到2003年。據悉，“朱諾”號抵達木星后，將以265000公里/小時的速度飛行，這是人造天體飛行速度的歷史新高。

　　9月，ESA的“羅塞塔（Rosetta）”號彗星探測器將對其環(huán)繞的67P/丘留莫夫－格拉西緬科彗星進行一次死亡俯沖。而讓哀悼者們聊以自慰的是，NASA發(fā)射的“起源、光譜釋義、資源識別、安全、風化層探測器（OSIRIS-Rex）”將從小行星Bennu帶回樣本，可以讓人類研究太陽系的原始面貌，同時探究地球上的水和有機分子的起源。未來幾個世紀，Bennu是最有可能撞擊地球的小行星之一。

　　深空探測手段升級更上一層樓

　　2015年12月17日，中國首顆暗物質粒子探測衛(wèi)星（DAMPE）發(fā)射升空。據悉，這顆衛(wèi)星既能探測正負電子，又能觀測高能伽馬光子，而且具有較好的分辨率，希望能捕獲暗物質的蹤跡。隨后中國還將繼續(xù)發(fā)射第二顆和第三顆衛(wèi)星，總共發(fā)射5顆衛(wèi)星。

　　另外，全球第一顆量子通訊試驗衛(wèi)星將于2016年6月發(fā)射升空，而中國的空間硬X射線調制望遠鏡也將于2016年年底前升空，這是已知計劃中世界最高靈敏度和最好空間分辨本領的空間硬X射線望遠鏡，它將實現(xiàn)空間硬X射線高分辨巡天，發(fā)現(xiàn)大批高能天體和天體高能輻射新現(xiàn)象，并對黑洞、中子星等重要天體進行高靈敏度定向觀測，搜尋太空輻射的能量來源，推進人類對極端條件下高能天體物理動力學、粒子加速和輻射過程的認識。

　　2016年9月，中國500米口徑球面射電望遠鏡（FAST）也將完成建設，它將取代波多黎各島的阿雷西博天文臺，一躍成為世界上最大的射電望遠鏡。

　　除此之外，在美國夏威夷，備受爭議的30米望遠鏡（TMT）團隊將試圖向前推進該項目。30米望遠鏡是新一代地基巨型光學－紅外天文觀測設備，集光口徑為30米。采用拼接鏡面主動光學、自適應光學以及精密控制等先導高科技技術，TMT將把望遠鏡靈敏度和空間分辨率等技術指標提高到前所未有的程度，有望在揭示暗物質和暗能量的本質、探測宇宙第一代天體、理解黑洞的形成與生長、探察地外行星等領域做出重大突破性發(fā)現(xiàn)。

　　“地球微生物組計劃”出首批成果

　　旨在分析全球微生物群落的一個雄心勃勃的計劃將于2016年取得第一批研究成果。2010年啟動的這個名為“地球微生物組計劃（EMP）”的項目，將對來自全球的20萬個樣本——從科摩多龍的舌尖到西伯利亞凍土層的土壤——進行環(huán)境DNA測序或宏基因組測序，從而建立一個全球性的基因圖譜，全方位、系統(tǒng)性地研究全球范圍內的微生物群落的功能及進化多樣性，以便更好地造福社會及人類。

　　據介紹，與以往的微生物研究有所不同，該項目的研究對象不僅集中于海洋和人體環(huán)境中微生物群落，還包括土壤、空氣、淡水生態(tài)系統(tǒng)等整個地球表面的絕大多數(shù)微生物群落。參與該項目的主要單位有美國阿拉貢國家實驗室、芝加哥大學、科羅拉多大學、勞倫斯·伯克利國家實驗室、美國基因能源聯(lián)合研究所以及中國的華大基因公司。

　　美國白宮易主或影響科學進展

　　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，那么長期備受爭論的把核廢料埋藏在內華達州尤卡山的計劃可能會重新提到桌面。在內華達州的尤卡山上，有一座由美國聯(lián)邦政府花費了22年時間建造的永久性核廢料存儲庫，曾被認為是美國核廢料的最佳儲存地，但奧巴馬政府上臺后，卻反對該計劃，并于2010年3月撤銷了尤卡山存儲庫的許可申請，尤卡山計劃正式終止。與此同時，與氣候和社會科學有關的聯(lián)邦資金可能面臨被削減的風險。

　　如果加拿大自由黨政府履行其選前承諾，該國將出現(xiàn)一位首席科學官，研究人員相信他將重建政府科學家耗盡的榮譽。

　　調節(jié)睡眠關鍵基因有望被找到

　　神經科學家希望最終能揪出調節(jié)睡眠時間和長短的關鍵基因，但這是一個非常難完成的任務，或許是因為這些基因在大腦中“身兼數(shù)職”，還有其他功能。確定這些基因將有助于我們進一步洞悉睡眠障礙和一些精神疾病的發(fā)病原理，科學家現(xiàn)在意識到這些疾病與極度的睡眠紊亂有關。

　　粒子研究期待亞非進軍的加入

　　中東同步輻射光源試驗科學與應用（SESAME）裝置將于2016年年底在約旦開啟。這一環(huán)形粒子加速器產生的強光將能在原子能級上探測材料與生物的結構。這是中東地區(qū)首個重要的國際研究設施，得益于伊朗、以色列與巴勒斯坦權力機構等政府之間開展的一次罕見合作。同步加速器是粒子加速器，能夠產生強烈的單色X射線光，用于物理學、生物學、材料學和考古學研究。目前世界范圍內共有超過60臺此類設備，但中東地區(qū)尚未配備。

　　與此同時，支持在非洲建立一個類似設施的行動可能也會加快速度。6月，科學家將使用全球首個第四代同步加速器——位于瑞典隆德的MAX IV加速器產生的明亮的X射線束進行實驗。據悉，MAX IV產生的光束屆時將有助于材料學家研究電池內部的化學反應，或幫助結構生物學家觀察更小的蛋白質晶體的結構。