日报记者刘霞
2020年已经到来，这是新的一年，也是另一个十年的开始。在过去的十年里，许多革命性的突破和发现给人类的生活和认知带来了巨大的变化:希格斯玻色子填补了“标准模型”的最后一个谜题，深化了人类对物质本质的认识；引力波的出现，给了人类理解宇宙奥秘的新途径；CRISPR给了人类对抗疾病的新武器...
图片:美国趣味科学网站
未来十年有哪些重大发现在等着我们？在最近的一篇报道中，美国趣味科学网站为我们提供了一些答案。
通用流感疫苗
几十年来，无数科学家一直在努力研发一种“通用流感疫苗”。随着技术的不断进步，这种真正的医学突破有望在未来十年内“梦想可能成真”。
约翰·霍普金斯大学健康与安全中心的传染病专家阿梅什·阿达利亚(Amesh Adalia)博士说，“科学家们正在使用不同的方法开发一种通用的流感疫苗，初步的实验结果令人兴奋。”
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理论上，通用流感疫苗可以为人们提供长期保护，更重要的是，不必每年都打流感疫苗。通用流感疫苗的这一特点使其不仅能抵抗不断变化的季节性流感病毒，还能抵抗未来可能出现的疫情流感病毒。如果研制成功，将是人类的一大幸事。
病毒的某些部分每年都会发生变化，而其他部分则常年不变。目前，所有开发通用流感疫苗的方法都是针对病毒变异较小的部分。
2019年4月，美国国家过敏与传染病研究所启动了首个通用流感疫苗人体试验。这种免疫方法旨在诱导针对一小部分流感病毒变异的免疫反应。这项研究的第一阶段将重点关注实验疫苗的安全性，以及参与者的免疫反应。研究结果将于2020年初发布。
然而，以色列BiondVax公司开发的另一种通用流感疫苗目前正在进行临床三期试验。如果结果显示有效，就意味着这种疫苗可以抵抗所有流感病毒。据《科学家》杂志报道，候选疫苗包含来自不同流感病毒的9种蛋白质。BiondVax表示，这项研究到目前为止已经招募了超过1.2万人，研究结果预计将于2020年底公布。
更大更好的“迷你大脑”
在过去的十年里，科学家们成功地从人类干细胞中培育出了“迷你大脑”。
但宾夕法尼亚大学神经科学教授宋红军表示，到目前为止，类脑器官只能在胎儿早期发育成类似大脑的小块。然而，这种情况在未来十年将会改变。“到那时，我们不仅可以模拟细胞类型的多样性，还可以模拟大脑的细胞结构。”
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成熟的神经元在大脑内层堆积纵横交错，但目前各种器官都是不能形成复杂连接的未成熟细胞。宋红军表示，它有望在未来十年克服这一挑战。有了大脑微型模型的加持，科学家可以推断神经发育疾病是如何逐渐恶化的；神经退行性疾病如何使脑组织分崩离析；以及不同人的大脑对不同疗法的反应。
宋红军补充说，有一天，科学家甚至可以培养神经组织的“功能单位”来取代大脑受损的区域。虽然此时这项研究还处于高度理论化阶段，但“我想在未来的十年内，我们会知道这条路是否可行”。
向可再生能源系统过渡
在过去的十年里，海平面的上升和极端天气的频繁出现，让人们深刻认识到我们所居住的这个美丽的星球是多么的脆弱。未来十年我们如何保护地球？
宾夕法尼亚州立大学著名气象学教授迈克尔·曼(Michael mann)表示，“我认为我们将在应对气候变化方面取得突破，但在此期间，我们需要能够加速这种转变的政策以及支持这些政策的政治家。”
伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校大气科学教授唐纳德·武布莱斯(Donald Wublythe)也表示，未来十年，“能源和交通系统向可再生能源的转型将顺利进行，科学家也将开发新的方法和技术，使我们能够更快地成功转型。此外，恶劣天气或海平面上升的影响越来越严重，人们的关注度也会与日俱增。因此，气候变化问题将得到更认真的对待。”
吴布莱斯说，最近有证据表明，科学家可能低估了气候变化对本世纪及以后的影响，因此人们对气候变化有所准备是有好处的。此外，在未来十年，我们将对气候变化的可能影响有更多的了解。
找到轴
过去十年，物质世界微观领域最令人兴奋的发现是希格斯玻色子，堪比人类首次登月。希格斯玻色子也被称为“上帝粒子”，它的使命是赋予其他基本粒子质量。粒子物理学的标准模型描述了构成物质的各种粒子，希格斯玻色子被视为标准模型的“皇冠上的宝石”。
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发现希格斯玻色子的狂喜并没有阻止物理学家的探索。一些以前未知的粒子逐渐走上了物理学舞台的中心，其中最引人注目的是轴子。
诺贝尔物理学奖得主、麻省理工学院教授弗兰克·维尔切克(Frank Vilcek)表示，未来十年，我们很可能会发现轴子。1978年，维尔切克首次提出轴子理论。他认为轴子可能不是单个粒子，而是一种很少与普通物质相互作用的粒子。轴子的存在可以解释一个由来已久的未解之谜:为什么物理定律对物质粒子和反物质粒子一视同仁，即使它们的空坐标颠倒。
此外，轴子也是暗物质的主要候选粒子之一，它将星系束缚在一起。至今我们还不知道它的老家在哪里。
维尔切克说，“轴子的发现将是基础物理领域的一大成就。目前，世界各地有许多实验来“捕捉”轴子。未来五到十年，我们很可能会发现轴子。”这些实验包括欧洲粒子物理研究所的轴子暗物质实验和轴子太阳望远镜。
当然，维尔切克也表示，在粒子物理领域还有其他的可能性:我们可能会发现来自最早期宇宙的引力波；也有可能发现所谓的弱相互作用重粒子，它们也是暗物质的候选者。
发现类似地球大气层的系外行星
1995年10月，米歇尔·马约尔和迪迪埃·奎洛兹宣布发现了第一颗围绕类太阳恒星运行的系外行星。这个发现就像哥伦布发现新大陆一样，大大拓展了人类的眼界。
这颗行星被称为“飞马51b”。公转周期为4.2个地球日，质量约为木星的一半。根据美国宇航局的说法，这一发现永远改变了“我们看待宇宙的方式和我们在宇宙中的位置”。迄今为止，天文学家已经确认了4104颗围绕太阳系外恒星运行的系外行星。
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麻省理工学院的行星科学家和天体物理学家萨拉·西格认为，未来十年系外行星探索的前景是无限的。“詹姆斯·韦伯空望远镜将于2021年发射L 空，这将对未来十年天文学和系外行星科学的发展产生巨大影响，”她解释道。有了它，科学家将首次能够在红外线中“看到”系外行星，这意味着他们甚至可以找到围绕遥远恒星运行的弱行星。"
这台望远镜也将为了解这些外部世界的“个性特征”打开一扇新的窗口。“如果有合适的岩石行星，我们将能够探测到其上的水蒸气，”西格解释道。水蒸气的存在意味着液态水海洋的存在。众所周知，液态水是生命不可或缺的，所以发现液态水非常重要。系外行星搜索领域的圣杯是找到一颗大气与地球相似的行星，即能够维持生命的行星。"
西格也强调，当然，在这个过程中，我们会遇到“成长的烦恼”！“詹姆斯·韦伯空望远镜L 空等超大型地面望远镜即将投入使用，越来越多的科学家开始搜寻系外行星，正在从以前的单兵或小团队作战模式向数百人的集体作战模式转变。虽然还没有达到激光干涉引力波实验的千人团队规模，但是组织起来已经相当困难了。”
十年只是宇宙长河中的一个小点，却也能在科学发展史上写下浓墨重彩的一笔。过去的十年已经证明了这一点。雄壮的道路真实如铁，现在离开始只有一步之遥！历史总是在重演，科技总是在前进。我们有理由相信，未来十年将会出现一些伟大的发现，引领我们进入一个更加美好的新世界。
来源:科技日报
编辑:刘一阳
审核:王小龙
