《自然》展望2020年科学事件：大型对撞机梦想升级

“隼鸟2号”探测小行星“龙宫”(艺术图)。图片来源：JAXA官网大型强子对撞机将于2021年5月重启。图片来源：欧洲核子研究中心官网

本报记者刘霞

2019年即将过去，我们除了总结过去一年的悲欢得失，也应抬头远眺新一年的星辰大海。《自然》杂志网站近日为我们梳理了2020年科学领域值得期待的大事件。包括中国的嫦娥五号执行月表采样返回任务、“火星一号”等多款探测器相继奔赴火星、大型对撞机梦想升级等。

宇宙探索精彩纷呈

火星距离地球最近点5500多万公里，最远点超过4亿多公里。“火星冲日”每隔约26个月发生一次，在此期间地球与火星距离较近，可用较小花费和较短时间将探测器送往火星，而最近的“火星冲日”在2020年7月。有鉴于此，中美欧争先恐后于2020年发射航天器登陆火星，40多亿年来一直“寂寞沙洲冷”的火星也将变得热闹非凡。

美国国家航空航天局(NASA)将于夏天发射“火星2020”火星车，在火星上采集并存储岩石样本，留待未来的任务带回地球，与它一起到达的是一款小型可拆卸无人直升机。中国首台火星探测器“火星一号”也将于2020年择机发射，计划2021年降落火星。如果可以解决着陆降落伞的问题，欧洲航天局(ESA)的“罗萨琳德·富兰克林”火星车将搭载俄罗斯火箭升空，它将利用一个能钻探到地表以下两米深处的钻头提取未受强烈辐射的物质，这种物质中或许含有火星上曾存在生命的证据。阿拉伯联合酋长国也计划朝火星发射一台轨道器，这将是阿拉伯国家的首个火星飞行任务。

此外，嫦娥五号将于2020年执行月面采样返回任务;日本“隼鸟2号”将把从小行星“龙宫”上采集的样本送回地球;NASA的“源光谱释义资源安全风化层辨认探测器”则会从小行星“贝努”上“咬下”一块样本。

2019年，科学家借助事件视界望远镜(EHT)成功拍摄到首张黑洞照片，举世轰动。但这只是故事的开始!EHT合作组今年有望发布有关银河系中央超大质量黑洞“人马座A*”的新结果。ESA的“盖亚”探测器也将更新银河系三维图谱，让科学家更好地了解银河系的结构和演化历程。引力波天文学家也将公布2019年观察到的宇宙撞击数据，包括黑洞间的并和，以及以前未曾观察到的黑洞与恒星之间的碰撞。

大型对撞机梦想升级

欧洲核子研究中心(CERN)希望2020年能为未来的巨型对撞机筹集到资金。这个全球最大的粒子物理实验室将于2020年5月在布达佩斯召开理事会特别会议，讨论决定欧洲粒子物理战略规划的更新事宜，巨型对撞机是其中一部分。

CERN的大型强子对撞机(LHC)是目前世界上最强大的对撞机，全长27公里。CERN希望更上一层楼，建造一台100公里长的对撞机，长度接近LHC的4倍，能量更是LHC的6倍多，成本可能高达234亿美元。

美国费米国家实验室将在2020年公布“缪子g-2”实验的结果，无数科学家对此翘首以盼。该实验旨在对缪子(电子更重的“表亲”)在磁场中的行为进行高精度测量。物理学家希望能发现小小的异常现象，揭示出以前未知的基本粒子，从而拉开新物理学的序幕。

阻止气候变暖迎来关键时刻

2020年8月，联合国环境规划署(UNEP)将发布一份针对地球工程科学和技术的重要报告。地球工程方法旨在应对气候变化，相关措施包括减少大气中的二氧化碳，阻挡阳光等。国际海底管理局也将于2020年发布相关法规，使海底开采成为可能，但科学家担心这种做法会破坏海洋生态系统，甚至对已饱受重创的环境带来灾难性影响。

第26届联合国气候变化大会(COP26)将于2020年11月在英国格拉斯哥拉开帷幕，这次会议将是自2015年《巴黎协定》签署以来最重要的气候变化会议。届时，各国必须提出减少本国温室气体排放的新目标，以实现《巴黎协定》设定的目标—即到2100年将全球升温控制在工业化前水平2摄氏度内。目前，大多数国家在兑现承诺方面的表现差强人意。

新一轮美国总统选举将于2020年11月举行，谁将入主白宫?谁将掌控国会?结果可能会对科学尤其是气候科学产生重大影响。

生物健康领域争议与进展齐飞

在新一年里，科学家除了关注星辰大海，也不会忽视事关人类健康的领域。

今年7月，日本政府批准了首个申请利用动物培育人类器官的项目——利用诱导多能干细胞(iPS细胞)在实验鼠体内培育人类胰脏，这一项目旨在确认利用相关技术能否在动物体内正常生长出人类器官，以便将来用于移植。尽管这一研究已获批，但仍引起广泛争议。有研究人员认为，异种移植仍需克服来自道德伦理和技术上的巨大障碍，在实验室中培育的“类器官”可能更安全、更有效。

在对抗传染病等方面，在印度尼西亚日惹市，针对借助沃尔巴克氏菌对抗登革热传播的技术开展的重大测试将得出结论。世界卫生组织也希望到2020年消除昏睡病。

另外，合成生物学家旨在从头构建面包酵母的“合成酵母2.0”项目将于2020年完成，研究人员希望，经过遗传改造的酵母细胞可让科学家更灵活高效地制造出多种产品，从生物燃料到药物，不一而足。

能源行业新秀辈出

2020年，能源领域也将取得不少新成果：最值得期待的是钙钛矿太阳能电池。与目前大多数电池板使用的硅相比，钙钛矿吸光效率更高、成本更低且制造工艺更简单。因此，钙钛矿太阳能电池已成为行业“新宠”，不少公司计划于2020年开始销售这种电池。此外，在2020年7月的东京奥运会上，丰田汽车公司有望发布首款固态电池动力汽车原型，这种电池用固态电解质替代传统电池内的液态电解质，在过度充电等异常情况下，液态电解质电池容易发热，造成自燃甚至爆炸相比在提高电池能量密度的同时，还能解决安全性问题。

超导专家也将在2020年迎来重大突破。他们一直希望研制出能在室温下工作的超导体。他们相信，这种超导体一旦问世，将彻底改变电力的传输方式，并节省大量能源。2018年，一个国际团队发现，在极高压力下，“超氢化镧”可在零下23摄氏度表现出超导性，朝室温超导体迈进了一大步。研究人员计划2020年再接再厉，合成出超氢化钇，这一材料有望在53摄氏度实现超导。

从浩淼的银河系到微尘般的酵母、从庞大的巨型对撞机到小小的固态电池;从消灭登革热的小心愿到遏制气候变暖的大愿景……无不凝聚着科学家们的心血。

诺贝尔生理学与医学奖获得者、俄罗斯科学家伊万·彼德罗维奇·巴甫洛夫曾说：“感谢科学，它不仅使生命充满快乐和欢欣，并且给生活以支柱和自尊心。”对于2020年即将发生的这些科学事件，我们心怀感恩的同时充满期待。

关键词： 自然 科学事件