2019年即將過去，我們除了總結過去一年的悲歡得失，也應抬頭遠眺新一年的星辰大海。《自然》雜誌網站近日為我們梳理了2020年科學領域值得期待的大事件。包括中國的嫦娥五號執行月表採樣返回任務、“火星一號”等多款探測器相繼奔赴火星、大型對撞機夢想升級等。

“隼鳥2號”探測小行星“龍宮”（藝術圖）。圖片來源：JAXA官網

大型強子對撞機將於2021年5月重啟。圖片來源：歐洲核子研究中心官網

宇宙探索精彩紛呈

火星距離地球最近點5500多萬公里，最遠點超過4億多公里。“火星沖日”每隔約26個月發生一次，在此期間地球與火星距離較近，可用較小花費和較短時間將探測器送往火星，而最近的“火星沖日”在2020年7月。有鑑於此，中美歐爭先恐後於2020年發射航天器登陸火星，40多億年來一直“寂寞沙洲冷”的火星也將變得熱鬧非凡。

美國國家航空航天局（NASA）將於夏天發射“火星2020”火星車，在火星上採集並存儲岩石樣本，留待未來的任務帶回地球，與它一起到達的是一款小型可拆卸無人直升機。中國首台火星探測器“火星一號”也將於2020年擇機發射，計劃2021年降落火星。如果可以解決著陸降落傘的問題，歐洲航天局（ESA）的“羅薩琳德·富蘭克林”火星車將搭載俄羅斯火箭升空，它將利用一個能鑽探到地表以下兩米深處的鑽頭提取未受強烈輻射的物質，這種物質中或許含有火星上曾存在生命的證據。阿拉伯聯合酋長國也計劃朝火星發射一台軌道器，這將是阿拉伯國家的首個火星飛行任務。

此外，嫦娥五號將於2020年執行月面採樣返回任務；日本“隼鳥2號”將把從小行星“龍宮”上採集的樣本送回地球；NASA的“源光譜釋義資源安全風化層辨認探測器”則會從小行星“貝努”上“咬下”一塊樣本。

2019年，科學家借助事件視界望遠鏡（EHT）成功拍攝到首張黑洞照片，舉世轟動。但這只是故事的開始！EHT合作組今年有望發布有關銀河系中央超大質量黑洞“人馬座A*”的新結果。ESA的“蓋亞”探測器也將更新銀河系三維圖譜，讓科學家更好地了解銀河系的結構和演化歷程。引力波天文學家也將公佈2019年觀察到的宇宙撞擊數據，包括黑洞間的並和，以及以前未曾觀察到的黑洞與恆星之間的碰撞。

大型對撞機夢想升級

歐洲核子研究中心（CERN）希望2020年能為未來的巨型對撞機籌集到資金。這個全球最大的粒子物理實驗室將於2020年5月在布達佩斯召開理事會特別會議，討論決定歐洲粒子物理戰略規劃的更新事宜，巨型對撞機是其中一部分。

CERN的大型強子對撞機（LHC）是目前世界上最強大的對撞機，全長27公里。CERN希望更上一層樓，建造一台100公里長的對撞機，長度接近LHC的4倍，能量更是LHC的6倍多，成本可能高達234億美元。

美國費米國家實驗室將在2020年公佈“繆子g-2”實驗的結果，無數科學家對此翹首以盼。該實驗旨在對繆子（電子更重的“表親”）在磁場中的行為進行高精度測量。物理學家希望能發現小小的異常現象，揭示出以前未知的基本粒子，從而拉開新物理學的序幕。

阻止氣候變暖迎來關鍵時刻

2020年8月，聯合國環境規劃署（UNEP）將發布一份針對地球工程科學和技術的重要報告。地球工程方法旨在應對氣候變化，相關措施包括減少大氣中的二氧化碳，阻擋陽光等。國際海底管理局也將於2020年發布相關法規，使海底開採成為可能，但科學家擔心這種做法會破壞海洋生態系統，甚至對已飽受重創的環境帶來災難性影響。

第26屆聯合國氣候變化大會（COP26）將於2020年11月在英國格拉斯哥拉開帷幕，這次會議將是自2015年《巴黎協定》簽署以來最重要的氣候變化會議。屆時，各國必須提出減少本國溫室氣體排放的新目標，以實現《巴黎協定》設定的目標—即到2100年將全球升溫控制在工業化前水平2攝氏度內。目前，大多數國家在兌現承諾方面的表現差強人意。

新一輪美國總統選舉將於2020年11月舉行，誰將入主白宮？誰將掌控國會？結果可能會對科學尤其是氣候科學產生重大影響。

生物健康領域爭議與進展齊飛

在新一年裡，科學家除了關注星辰大海，也不會忽視事關人類健康的領域。

今年7月，日本政府批准了首個申請利用動物培育人類器官的項目——利用誘導多能幹細胞（iPS細胞）在實驗鼠體內培育人類胰臟，這一項目旨在確認利用相關技術能否在動物體內正常生長出人類器官，以便將來用於移植。儘管這一研究已獲批，但仍引起廣泛爭議。有研究人員認為，異種移植仍需克服來自道德倫理和技術上的巨大障礙，在實驗室中培育的“類器官”可能更安全、更有效。

在對抗傳染病等方面，在印度尼西亞日惹市，針對借助沃爾巴克氏菌對抗登革熱傳播的技術開展的重大測試將得出結論。世界衛生組織也希望到2020年消除昏睡病。

另外，合成生物學家旨在從頭構建麵包酵母的“合成酵母2.0”項目將於2020年完成，研究人員希望，經過遺傳改造的酵母細胞可讓科學家更靈活高效地製造出多種產品，從生物燃料到藥物，不一而足。

能源行業新秀輩出

2020年，能源領域也將取得不少新成果：最值得期待的是鈣鈦礦太陽能電池。與目前大多數電池板使用的矽相比，鈣鈦礦吸光效率更高、成本更低且製造工藝更簡單。因此，鈣鈦礦太陽能電池已成為行業“新寵”，不少公司計劃於2020年開始銷售這種電池。此外，在2020年7月的東京奧運會上，豐田汽車公司有望發布首款固態電池動力汽車原型，這種電池用固態電解質替代傳統電池內的液態電解質，在過度充電等異常情況下，液態電解質電池容易發熱，造成自燃甚至爆炸相比在提高電池能量密度的同時，還能解決安全性問題。

超導專家也將在2020年迎來重大突破。他們一直希望研製出能在室溫下工作的超導體。他們相信，這種超導體一旦問世，將徹底改變電力的傳輸方式，並節省大量能源。2018年，一個國際團隊發現，在極高壓力下，“超氫化鑭”可在零下23攝氏度表現出超導性，朝室溫超導體邁進了一大步。研究人員計劃2020年再接再厲，合成出超氫化釔，這一材料有望在53攝氏度實現超導。

從浩淼的銀河係到微塵般的酵母、從龐大的巨型對撞機到小小的固態電池；從消滅登革熱的小心願到遏制氣候變暖的大願景……無不凝聚著科學家們的心血。

諾貝爾生理學與醫學獎獲得者、俄羅斯科學家伊万·彼德羅維奇·巴甫洛夫曾說：“感謝科學，它不僅使生命充滿快樂和歡欣，並且給生活以支柱和自尊心。”對於2020年即將發生的這些科學事件，我們心懷感恩的同時充滿期待。