美國《大眾科學(xué)》展望了那些將塑造2014年世界面貌的新想法、趨勢以及突破。

　　1. 激光器發(fā)射大量太空數(shù)據(jù)

　　美國國家航空航天局（NASA）于2009年6月成功發(fā)射的迄今為止最年輕的月球探測器——月球勘測軌道飛行器（LRO）接收了一個(gè)有歷史意義的信號(hào)傳輸：NASA利用激光器，將達(dá)·芬奇的名畫《蒙娜麗莎》傳輸?shù)搅似渖希@是人類首次利用激光在星際間進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)傳輸，這一奇跡有望讓星際間的信息流動(dòng)呈指數(shù)級(jí)增加。NASA專家戴維·史密斯說：“不久的將來，這種簡單的激光通訊技術(shù)，可能會(huì)成為衛(wèi)星無線電通訊的補(bǔ)充；而未來有望實(shí)現(xiàn)比現(xiàn)有無線電通訊線路更高的數(shù)據(jù)傳輸速率�！�

　　過去50年，飛離地球的太空飛行器都是利用無線電通訊，但無線電有自己的局限。首先是頻道擁擠，隨著數(shù)據(jù)容量需求的持續(xù)增加，頻率將要達(dá)到極限；其次，信號(hào)會(huì)隨著距離的增加而衰減，因此傳輸需要非常耗能的發(fā)電機(jī)和巨大的天線。而激光的波長非常短，因此每秒鐘可以發(fā)射出更多的波，這也意味著其能攜帶更多信息。另外，激光信號(hào)的強(qiáng)度并不會(huì)隨著距離而減弱，因而發(fā)射器需要的能量更少。而且，太空飛行器攜帶的設(shè)備越小，其發(fā)射成本也越低。

　　在月球激光通信演示之后，NASA的下一步是構(gòu)建激光通信中繼演示（LCRD）系統(tǒng)，其將于2017年發(fā)射；于去年7月25日成功發(fā)射的歐洲空間局的Alphasat衛(wèi)星（有史以來技術(shù)最先進(jìn)的民用通信衛(wèi)星之一）也將使用激光中繼從其他觀測地球的衛(wèi)星那兒獲得的數(shù)據(jù)。

　　如果空間激光通訊取得成功（我們也沒有理由認(rèn)為其會(huì)失敗），它將改變?nèi)祟愄剿魈栂档姆绞��！昂闷妗碧?hào)火星車有望搭載更多工具并發(fā)回更多數(shù)據(jù)。高清視頻流也使科學(xué)家們能追蹤土星上的風(fēng)暴。當(dāng)然，更貼心的是，宇航員們能同家里人進(jìn)行視頻聊天。

　　2. 喚醒“羅塞塔”探測器

　　歐空局宣布，將在2014年1月20日，把目前處于休眠狀態(tài)的“羅塞塔（Rosetta）”號(hào)探測器喚醒，讓其朝著名為67P的彗星進(jìn)發(fā)，并于2014年11月11日釋放一個(gè)著陸器，登上這顆彗星冰封的表面進(jìn)行取樣分析�？茖W(xué)家希望借此能更好地了解彗星的組成成分以及它們在太陽系形成過程中扮演的角色。

　　3. 計(jì)算機(jī)解碼人腦

　　去年10月7日，迄今為止最野心勃勃的大腦研究項(xiàng)目在瑞士聯(lián)邦理工學(xué)院正式啟動(dòng)。這個(gè)名為“人類大腦項(xiàng)目”的計(jì)劃獲得了歐盟提供的12億歐元的資助，250多名研究人員將朝著一個(gè)目標(biāo)進(jìn)發(fā)：用超級(jí)計(jì)算機(jī)完整地模擬大腦的工作原理。過去10年間，我們所獲得的與大腦有關(guān)的一切信息和知識(shí)都將用計(jì)算機(jī)來建模。最終，虛擬的神經(jīng)細(xì)胞甚至?xí)邮芴摂M藥物的治療。

　　而美國政府主導(dǎo)的“基于神經(jīng)科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新的人腦研究”這一計(jì)劃也將實(shí)現(xiàn)自己的“第一次”：繪制出一幅囊括大腦所有活動(dòng)的詳圖，其最終的臨床應(yīng)用包括通過直接改變神經(jīng)通路來診斷和治療疾病。其他將于2014年啟動(dòng)的項(xiàng)目還包括一個(gè)為期5年、由美國賓夕法尼亞州立牽頭，有8所研究機(jī)構(gòu)參與的項(xiàng)目：在硅內(nèi)模擬視覺皮質(zhì)。

　　4. 控制鎮(zhèn)靜劑的濫用

　　2014年，監(jiān)管機(jī)構(gòu)可能會(huì)制定并啟用更加嚴(yán)苛的規(guī)則，控制包括維柯�。╒icodin）在內(nèi)的麻醉劑和鎮(zhèn)靜劑的使用，從而減少由于濫用和過度服用這些藥劑所導(dǎo)致的死亡人數(shù)。

　　5. 機(jī)器人對(duì)決

　　2014年12月，幾十個(gè)研究團(tuán)隊(duì)會(huì)攜帶自己研制的自主機(jī)器人，參與到美國國防部先進(jìn)研究項(xiàng)目局的機(jī)器人挑戰(zhàn)賽中決一雌雄，在一個(gè)模擬的災(zāi)難中完成各項(xiàng)操作。

　　6. 如何拆卸化學(xué)武器

　　2014年，美國軍方將建成名為野外展開式水解系統(tǒng)（FDHS）的移動(dòng)凈化實(shí)驗(yàn)室，這種實(shí)驗(yàn)室能快速中和沙林等化學(xué)戰(zhàn)劑，在敘利亞這樣的國家尤其可以派上用場。

　　中和化學(xué)武器的具體步驟如下：首先，在實(shí)驗(yàn)室的鈦箱內(nèi)，用水稀釋給定數(shù)量的化學(xué)武器藥劑，然后再朝其中添加漂白劑（次氯酸鈉）和堿液（氫氧化鈉）。接著，將裝有混合物的鈦箱加熱到讓液體剛好沸騰的狀態(tài)，并持續(xù)三個(gè)小時(shí)，屆時(shí)，漂白劑、水、堿液會(huì)將99.9%的化學(xué)武器藥劑水解。最后，將副產(chǎn)品轉(zhuǎn)移到一個(gè)油罐車內(nèi)并運(yùn)輸?shù)接泻U物處理廠進(jìn)行處理。

　　7. FAA將對(duì)無人機(jī)“大開綠燈”

　　美國聯(lián)邦航空管理局（FAA）表示，擬對(duì)無人機(jī)開放天空，2013年12月在全國挑選六個(gè)州進(jìn)行試驗(yàn)，并為不到55磅（包括絕大多數(shù)商用無人機(jī)）的無人機(jī)制定飛行準(zhǔn)則，以便在2015年把無人機(jī)納入國內(nèi)的航空飛行計(jì)劃中。計(jì)劃于2014年進(jìn)行的飛行測試將塑造無人飛行器未來幾年甚至幾十年的形態(tài)、面貌和格局。

　　現(xiàn)在，美國已有24個(gè)州提出申請，要求在本州設(shè)立無人機(jī)飛行的試驗(yàn)基地，以觀察無人機(jī)究竟能否在航空業(yè)與傳統(tǒng)客機(jī)共存。在美國國內(nèi)發(fā)展無人機(jī)的最大障礙，是如何保證不會(huì)撞上每天在天空翱翔的7萬架有人駕駛的飛機(jī)。

　　北卡羅來納州立大學(xué)下一代航空運(yùn)輸中心的負(fù)責(zé)人凱爾·施奈德表示，2014年，無人機(jī)的活動(dòng)將達(dá)到前所未有的程度，像他目前負(fù)責(zé)的中心這樣的機(jī)構(gòu)正持續(xù)不斷地為無人機(jī)系統(tǒng)（UAS）研究人員和FAA收集測試數(shù)據(jù)。對(duì)于農(nóng)民、地產(chǎn)中介等人來說，這是一個(gè)好消息。而對(duì)于那些仍然害怕機(jī)器人在頭頂飛過的人來說，入侵已然發(fā)生。

　　8. 癌癥診斷更“溫柔”

　　對(duì)于大多數(shù)癌癥來說，活組織檢查是唯一的萬全之策，但這種方法具有侵入性，讓病人疼痛難忍，且會(huì)導(dǎo)致感染�？茖W(xué)家們正在研制的以外切體為載體的診斷工具，有望使癌癥診斷更簡單、更“溫柔”。

　　身體內(nèi)的外切體是多種活細(xì)胞體內(nèi)分泌的小囊泡體,表面含有大量與其來源和功能密切相關(guān)的蛋白質(zhì)和脂質(zhì)成分，其會(huì)在液體（例如血液、尿液以及唾液）中來回穿梭，在細(xì)胞之間運(yùn)送遺傳物質(zhì)和蛋白質(zhì)。美國分子診斷測試公司Exosome Diagnostics的首席執(zhí)行官詹姆斯·麥卡洛表示：“我們將其稱為身體內(nèi)的‘聯(lián)邦快遞系統(tǒng)’。”

　　重要的臨床研究也在有條不紊地進(jìn)行。Exosome Diagnostics公司的技術(shù)在血液中探測到了指示腦癌的變異，有18個(gè)醫(yī)學(xué)中心正在對(duì)這一方法進(jìn)行評(píng)估。另外，Exosome Sciences公司也將開始早期臨床研究，使用從尿液中隔離出來的外切體來探測艾滋病病毒（HIV）、乙肝和丙肝。

　　外切體測試這項(xiàng)技術(shù)可在多個(gè)領(lǐng)域大展拳腳，淋巴瘤、肺結(jié)核和帕金森氏癥都是診斷目標(biāo)；這一方法也有望用于追蹤疾病的發(fā)展過程并監(jiān)測治療的效果。

　　9. 氣候優(yōu)先

　　美國環(huán)保局局長吉娜·麥卡錫說：“今天，我們應(yīng)該將削減碳排放作為提供就業(yè)和強(qiáng)化經(jīng)濟(jì)的方式，同時(shí)，也給生命一條生路�！�

　　10. 名人前往太空旅游

　　維珍銀河公司計(jì)劃于2014年開始開展太空旅游業(yè)務(wù)，使用該公司的飛船“太空船2號(hào)”攜帶包括美國著名流行女歌手凱蒂·佩里在內(nèi)的6名付費(fèi)乘客前往太空。

　　11. “好奇”號(hào)火星車前往夏普山

　　在推遲啟動(dòng)任務(wù)許久之后，NASA終于在去年7月初下達(dá)命令，指揮“好奇”號(hào)火星車奔向它在火星上的主要任務(wù)地點(diǎn)——高約5公里的夏普山。

　　夏普山位于蓋爾隕坑的中心，由層層疊疊的沉積巖組成，科學(xué)家認(rèn)為，它的巖層將提供遠(yuǎn)古火星環(huán)境隨時(shí)間推移而蘊(yùn)含的信息。NASA于7月8日稱，目前“好奇”號(hào)距夏普山約8公里，按專家們的估計(jì)，這段路程可能需要“好奇”號(hào)走上10個(gè)月到1年。

　　科學(xué)家們希望，“好奇”號(hào)能在2014年年中到達(dá)夏普山，這里的黏土礦或許能讓“好奇”號(hào)看到更早、更濕潤的火星。

　　12. 福島核電站建造“冰墻”阻擋泄漏

　　去年8月20日，日本東京電力公司發(fā)表消息說，遭受地震損壞的福島第一核電站的一個(gè)儲(chǔ)存罐每天會(huì)泄漏大約300噸放射性核污水進(jìn)入海洋中。為了阻止泄漏，該公司計(jì)劃于2014年在受損核電站底部創(chuàng)建一堵“冰墻”。

　　據(jù)介紹，工作人員將會(huì)在該“冰墻”下安裝大量的薄管，然后再往里面注入零下40華氏度的冷卻劑（氯化鈣），這將使得地面100英尺下的泥土被凍結(jié)，從而可以阻止水進(jìn)入到核電廠的反應(yīng)堆和渦輪機(jī)中，進(jìn)而防止更多的污染水泄漏到海洋并污染干凈的水源。

　　13. 4項(xiàng)研究對(duì)測序新生兒的基因組進(jìn)行評(píng)估

　　美國辛辛那提兒童醫(yī)院醫(yī)學(xué)中心倫理中心的負(fù)責(zé)人阿曼德·安東瑪瑞亞表示：“這些研究將使我們能夠收集與這些測試的倫理、法律和社會(huì)影響有關(guān)的信息，在這些測試廣泛使用之前對(duì)其進(jìn)行評(píng)估�，F(xiàn)在，我們并不清楚病人或者提供者如何處理這些信息�！�

　　14. 離岸風(fēng)力發(fā)電成為現(xiàn)實(shí)

　　美國海角風(fēng)力公司位于馬薩諸塞州的離岸風(fēng)力發(fā)電廠和深海風(fēng)能發(fā)電公司位于布洛克島附近的項(xiàng)目，都希望自己能成為美國的第一個(gè)離岸風(fēng)力發(fā)電廠。這些項(xiàng)目也都計(jì)劃于2014年開始建造。

　　來源：《中國科學(xué)報(bào)》