未来10年科学突破：能源转型、万能流感疫苗、轴

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从发现希格斯玻色子到利用CRISPR进行基因编辑，十年来科学领域取得了革命性的进步，人们不禁对未来充满了希望。那么，2020年代可能会有哪些重大突破呢？

气候变化：能源系统转型< /p>

在过去十年中，海平面上升和更多极端天气事件暴露了我们美丽的星球是多么脆弱。未来十年会发生什么？美国大气科学家Donald Wuebbles认为：“预计能源和交通系统向可再生能源的过渡将顺利进行，将开发新的方法和技术来取代传统的化石能源。此外，极端天气或海平面上升将导致与气候相关的影响越来越大，最终引起了人们的注意，并真正开始认真对待气候变化。”

这是一件好事，但根据最近的证据，有一个更可怕和更更多推测可能性：科学家可能低估了气候变化对本世纪及以后的影响！宾夕法尼亚州立大学杰出的气象学教授迈克尔曼说：“我认为我们将在应对气候变化方面取得突破，但我们需要能够加速这种转变的政策。”

粒子物理学：寻找轴突

过去十年，最大的新闻是希格斯玻色子的发现，这个神秘的“上帝粒子”赋予了其他粒子质量。随着希格斯玻色子的发现，许多其他未知粒子开始占据中心。在接下来的十年里，将有机会找到一个仍然是虚构粒子的难以捉摸的“轴突”。

轴突不一定是单个粒子，而是一种很少与普通物质相互作用的粒子。诺贝尔物理学家弗兰克·维尔切克说：“发现轴突是基础物理学的一项非常伟大的成就，尤其是获得了用于观察‘暗物质’的宇宙轴突背景。”与轴 这些雄心勃勃的实验项目，如轴子暗物质实验（ADMX）和欧洲轴子研究中心的太阳望远镜正在全球蓬勃发展，未来 5 到 10 年内实现这一目标是非常有可能的。当然，也有可能探测到宇宙最早时期产生的引力波或弱相互作用质量粒子（WIMP）。

系外行星：类地大气< /p>

1995 年 10 月 6 日，当一对天文学家宣布发现第一颗围绕类太阳恒星运行的系外行星时，我们的宇宙变得更大了！这颗名为 51Pegasi b 的行星呈现出美妙的轨道——只有 4.2 个地球日，质量约为木星的一半。据美国宇航局称，这一发现永远改变了“我们看待宇宙的方式以及我们在宇宙中的位置”。

现在，天文学家已经确认了 4104 颗行星围绕太阳系外的恒星运行。这是二十年前一个未知的世界。随着 2021 年詹姆斯韦伯太空望远镜 (JWST) 的发射，科学家们将首次在红外波段“看到”系外行星，这意味着我们甚至可以发现远离恒星轨道的小行星。因此，未来十年将是天文学和系外行星科学的巨大变化。它将打开一扇了解地外世界特征的新窗口，并将能够探测小行星上的水蒸气。最终目标是找到一个大气层与地球相似的世界，换句话说——找到一个有条件维持生命的“新地球”。

医疗：通用流感疫苗

在接下来的10年里，一种困扰科学家几十年的通用流感疫苗可能会出现。这将是一个真正的突破性医学进步。理论上，通用流感疫苗将为人类提供长期保护，无需每年接种流感疫苗。流感病毒的某些部分在不断变化，而其他部分则基本保持稳定，所以一般的流感疫苗方法是开发变异性较小的病毒。

2019 年，国家过敏和传染病研究所 (NIAID) 开始了通用流感疫苗的首次人体试验，旨在诱导针对流感病毒变异较小部分的免疫反应。研究的第一阶段将侧重于实验疫苗的安全性和受试者对其的免疫反应。研究人员希望在 2020 年初报告该研究的初步结果。 以色列公司 BiondVax 生产的另一种候选通用疫苗目前正在进行 3 期试验，这是一个高级测试阶段，以确定该疫苗是否真正有效。鉴于不同流感病毒株之间的差异，该候选疫苗含有来自流感病毒不同部位的九种不同蛋白质。目前科学家已经招募了很多志愿者，预计2020年底会有结果。

神经科学：更大、更好的好小脑

在过去的十年里，科学家们成功地培育出了被称为“器官样体”的微型大脑来自人类干细胞。这些干细胞可以分化成神经元并组装成三维结构。宾夕法尼亚大学佩雷??尔曼医学院神经科学教授宋红军博士表示，到目前为止，大脑类器官只能在胎儿早期发育过程中长成类似大脑的小碎片。但这种现状可能会在未来 10 年发生改变。未来，科学家不仅可以对细胞类型的多样性进行建模，还可以对大脑的细胞结构进行建模。成熟的神经元在大脑中以层、列和复杂的电路排列。

文章来源：《系统科学学报》 网址: http://www.xtkxxb.cn/zonghexinwen/2021/0904/653.html