Nature發布2024年值得關注的科學事件，涉及環境、生命科學、AI、天文學

12 月 18 日，《Nature》發布了 2024 年值得關注的科學事件。    　　

人工智能的進步

　　ChatGPT的興起對今年的科學產生了深遠的影響。它的創建者，位于加利福尼亞州舊金山的OpenAI，預計將在明年晚些時候發布GPT-5，這是支撐聊天機器人的下一代人工智能（AI）模型。GPT-5 可能會展示比其前身 GPT-4 更先進的功能。科學家們也在關注谷歌 GPT-4 競爭對手 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、計算機代碼、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布，研究人員用它來高精度地預測蛋白質的3D形狀。人工智能將能夠以原子精度模擬蛋白質、核酸和其他分子之間的相互作用，這可能為藥物設計和發現開辟新的可能性。

　　監管方面存在重大問題。聯合國人工智能高級別咨詢機構將于 2024 年年中發布其最終報告，為人工智能的國際監管制定指導方針。

　　瞄準星星

　　智利的Vera C. Rubin天文臺計劃在2024年底開始運行其部分儀器，在此之前計劃對整個南半球天空進行為期十年的調查。借助天文臺的8.4米望遠鏡和3,200百萬像素的巨型相機，科學家們希望發現許多新的瞬態現象和近地小行星。

　　同樣在智利，阿塔卡馬沙漠的西蒙斯天文臺將于 2024 年年中完工。這項下一代宇宙學實驗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。它的望遠鏡將配備多達50,000個光收集探測器，是目前正在進行的類似項目的十倍。

　　天文學家繼續擔心，由于越來越多的明亮衛星星座用光污染夜空，新的地面望遠鏡數據可能會變得無法使用。

　　武器化的蚊子

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

　　疫情過后

　　隨著世界進入 COVID-19 大流行的緊急階段，美國政府正在資助三種下一代疫苗的試驗，其中兩種是鼻內疫苗，旨在通過在氣道組織中產生免疫力來預防感染。第三種是 mRNA 疫苗，可增強抗體和 T 細胞反應，有望提供針對多種 SARS-CoV-2 變體的長期免疫力。

　　與此同時，世界衛生組織將在第194屆世界衛生大會上公布其大流行條約的最終草案。該協議旨在使世界各國政府更好地預防和管理未來的流行病。

　　月球任務

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

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

　　照亮暗物質

　　一項探測被稱為軸子的暗物質粒子的實驗結果將在2024年看到光明。軸子被認為是由太陽發射并轉化為光的，但這些微小的粒子尚未在實驗中被觀察到，因為它們需要靈敏的探測工具和極強的磁場。位于漢堡的德國電子同步加速器的實驗BabyIAXO正在使用由10米長的磁鐵和超靈敏的無噪聲X射線探測器制成的太陽望遠鏡每天跟蹤太陽中心12小時，以捕獲軸子轉化為光子的過程。

　　2024年可能是科學家確定中微子質量的一年，中微子是粒子物理學標準模型中最神秘的粒子。

　　意識辯論：第二輪

　　明年可能會為意識的神經基礎帶來新的見解。一個大型項目正在通過一系列對抗性實驗來測試兩種意識理論，預計將在2024年底之前發布其第二個實驗的結果。在第一輪中，這兩種理論都未能與觀察到的大腦成像數據完全一致，從而解決了25年的賭注，支持哲學而不是神經科學。第二輪可以使神經科學更接近于破譯主觀體驗的奧秘。

　　拯救地球

　　2024年下半年，海牙國際法院可以就各國應對氣候變化的法律義務發表意見，并就那些被認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各國加強其氣候目標，并且可以在國內法律案件中引用。

　　聯合國塑料條約的談判將于明年結束，該條約旨在建立一項具有約束力的國際協議，以消除塑料污染。自 1950 年代以來，全球已經生產了 10 億噸塑料，其中超過 7 億噸現在是廢物——其中大部分正在污染海洋和傷害野生動物。但研究人員越來越擔心，去年開始的聯合國談判進展太慢，無法實現預期目標。

　　超高速超級計算機

　　明年年初，研究人員將啟用歐洲第一臺百萬兆次級超級計算機Jupiter。研究人員將使用這臺機器創建用于醫療目的的人類心臟和大腦的“數字孿生”模型，并對地球氣候進行高分辨率模擬。

　　美國的研究人員將在 2024 年安裝兩臺機器：伊利諾伊州萊蒙特阿貢國家實驗室的 Aurora 和加利福尼亞州勞倫斯利弗莫爾國家實驗室的 El Capitan。科學家們將使用Aurora來創建大腦神經回路的地圖，并使用El Capitan來模擬核武器爆炸的影響。