[導讀]過去1年，從希格斯玻色子的發(fā)現(xiàn)，到微生物實驗室的火星著陸，我們有幸見證了多個科學里程碑和歷史性的重要發(fā)現(xiàn)。然而，科學的定義就是不停地義無反顧地向前進：無論我們學會了多少，總是有更多的問題等待解答。那么在
過去1年，從希格斯玻色子的發(fā)現(xiàn)，到微生物實驗室的火星著陸，我們有幸見證了多個科學里程碑和歷史性的重要發(fā)現(xiàn)。然而，科學的定義就是不停地義無反顧地向前進：無論我們學會了多少，總是有更多的問題等待解答。那么在2013年，又有哪些科學懸疑將被揭開？那些科學突破值得關(guān)注？
觀測黑洞“捕食”
在2013年中期，朝著我們的銀河系中央的超大質(zhì)量黑洞奔去的一大團氣體可能開始被深淵吞沒，在這個過程中大量X射線釋放到太空中，將爆發(fā)出炫目的光芒。雖然首次被觀測到，這一過程其實已經(jīng)持續(xù)了幾十年，通過它可以幫助揭開黑洞生長的秘密。
海洋X大獎啟動
隨著海水吸收更多二氧化碳，酸性變強，不再適合生物生存。然而，能夠準確地、遙控地、在全球范圍以很少成本測量這一海洋變化的PH感應(yīng)器尚不存在。2013年，X大獎基金會將宣布一個新的競賽，意圖鼓勵海洋PH度監(jiān)測設(shè)備的發(fā)明。
精神病診斷手冊更新
12年來，美國精神病學協(xié)會將首次對《精神疾病診斷與統(tǒng)計手冊》進行修改和更新。這本手冊是精神病醫(yī)生和心理學家診斷病人的指南。美國精神病學協(xié)會還邀請公眾對修改后的草案提出看法和建議，多個工作小組正在根據(jù)反饋信息對細則進行修改。通過更清晰明確地界定精神疾病，這本手冊可幫助那些從前無法確診的病人找到新的治療方法和治病資源。
“普朗克”吐露新數(shù)據(jù)
宇宙大爆炸殘留的能量依然以背景輻射的形式存在。為了更精確地測量這些能量，歐洲航天局發(fā)射了“普朗克”衛(wèi)星，此舉有助我們更好地了解宇宙的形成。1965年，對這些微波能量的探測首次提供了支持大爆炸概念的證據(jù)，之后對于各種宇宙輻射的研究讓我們對宇宙形成初期有了更進一步的了解。2009年發(fā)射升空的“普朗克”衛(wèi)星已經(jīng)收集了大量寶貴的天文數(shù)據(jù)和圖像。過去3年，“普朗克”太空探測器一直在用它的高頻感應(yīng)裝置測繪宇宙大爆炸留下的宇宙背景輻射。2013年初，歐洲航天局計劃公開發(fā)布這個探測器的最新發(fā)現(xiàn)。這將是2011年以來的第一次數(shù)據(jù)公布。世界各地的天文學家們都在翹首期待這一時刻。公布的信息將進一步幫助揭示宇宙剛形成初期的模樣。
超級計算機挑戰(zhàn)氣候問題
今年，IBM的超級計算機“黃石”將在美國NCAR-懷俄明超級計算機中心開始全面運行。它的72288個處理器核每秒可進行1.5千萬億次運算?！包S石”將極大地改進氣候預測模型并加強地理科學的視覺化，包括模擬龍卷風、颶風和森林大火行進的軌跡。
太陽活動巔峰
11年為周期的太陽活動在今年秋天將達到巔峰，太陽黑子的數(shù)量累計將達75次。太陽黑子是指太陽表面溫度降低但磁場增強的區(qū)域，它們是太陽活動的指標，通常成群出現(xiàn)，可引發(fā)磁暴、極光，干擾無線電通信，嚴重時會對各類電子產(chǎn)品和電器造成損害。
為動物爭取權(quán)利
科學家發(fā)現(xiàn)，某些動物———比如海豚、黑猩猩、大象和鸚鵡———具有一些從前被認為是人類獨有的能力，比如用語言交流、解決復雜問題、具有自我意識。到2013年末，非人類權(quán)利計劃(NonhumanRightsProject)組織打算代表部分動物提起訴訟，為它們爭取從前只有人才擁有的權(quán)利———比如保護不被非法監(jiān)禁的自由權(quán)。
Google眼鏡問世
今年年初，Google眼鏡試行版交付到開發(fā)者手中標志著“增強現(xiàn)實”技術(shù)距離消費者更近了。Google眼鏡探測者版(TheGoogleGlassExplorerEdition)有內(nèi)置照相機、音頻和視頻播放功能，賦予佩戴者實時信息，像智能手機一樣，它可以通過聲音控制拍照，視頻通話以及上網(wǎng)沖浪、處理文字信息和電子郵件等。
“蓋亞”開始恒星普查
“蓋亞”衛(wèi)星肩負著太空探索歷史上最具野心的任務(wù)：2013年發(fā)射升空后，這枚探測器將為10億顆恒星繪制3D圖像，任務(wù)繁重程度是之前的依巴谷衛(wèi)星的1000倍。這次龐大的恒星普查將幫助天文學家們了解銀河系的進化和起源。
電動車變輕盈
碳纖維增強塑料(CFRP)早已被用在一級方程式賽車上。今年年底，消費者可以在BMWi3電動車上體驗這種高級材料帶來的好處。CFRP比鋼鐵輕50%，但同等堅固。雖然一次充電后行駛里程只有100英里，和其他電動車相當，但IBMi3擁有其他電動車無法比擬的強大功率———170馬力。
私人登月任務(wù)啟動
依然有25個團隊在爭奪Google登月X大獎(GoogleLunarXPRIZE)。這項總金額3000萬美元的大獎將授予第一個將探測器安全送到月球表面的私人團體。目前奪標呼聲最高的團隊Astrobotic計劃最早在2013年12月，借用SpaceX太空飛船，將公司研制的登陸車和月球漫游車送上月球。
超級計算機看診
對IBM超級計算機沃森而言，贏得《Jeopardy！》(有獎電視問答節(jié)目)冠軍只是小菜一碟。紐約紀念斯隆-凱特琳癌中心的腫瘤科專家們正在教導這臺超級計算機如何診斷并治療各種癌癥。沃森首先對臨床知識和歷史案例進行分析，然后向醫(yī)生提供治療方案。去年，在接受了乳腺癌、肺癌和前列腺癌的專業(yè)訓練后，沃森將被交給更多的臨床醫(yī)生，接受他們的指導。
彗星奇觀
2012年9月，兩位俄羅斯天文學家發(fā)現(xiàn)了一顆朝著地球飛來的彗星。當時，它還只是一個微弱的光點，只有用最復雜的望遠鏡才能觀測到，當時，科學家還無法預知它靠近地球時的可見度?，F(xiàn)在天文學家們預言，今年11月或12月，當ISON途經(jīng)地球時可能成為我們這輩子最難得一見的天文奇觀。目前，這顆彗星正在從木星和土星之間的軌道飛過，年底將進入人的肉眼視力范圍。假如它在途經(jīng)太陽時逃過一劫，沒有灰飛煙滅，ISON可能成為有史以來，人類目睹的最耀眼的一顆彗星，有天文學家預言，它甚至可能與滿月一樣明亮。有一件事情是肯定的：到時候我們都會仰望天空，恭候它的登場。
數(shù)字視覺走向現(xiàn)實
一種能讓因為視網(wǎng)膜色素變性患者恢復視覺的裝置可能于今年春天在美國上市。美國食品藥品管理局(FDA)的一個顧問小組全票建議FDA批準該款裝置的銷售。全稱“阿格斯II視網(wǎng)膜假體系統(tǒng)”，第二視力醫(yī)療公司開發(fā)的這款產(chǎn)品向眼球細胞發(fā)射電脈沖，佩戴者通過學習可將這些脈沖信號翻譯成視覺圖像。
沃斯托克湖競賽
過去十多年，一隊俄羅斯科學家一直在南極的冰層上打洞，他們往下鉆了近12000英尺。目的只有一個：從冰川下的完全與外界隔絕的沃斯托克湖中獲得樣本。在上一個南極洲夏季，他們已經(jīng)快要抵達湖水表面。2013年夏，這群科學家計劃再次返回，鉆到湖的深處，并用機器人采集水和沉積物樣本。這個深藏在冰川下的湖泊已經(jīng)與外界隔離長達1500萬至2500萬年———可能為研究獨立生態(tài)系統(tǒng)中的生物進化提供寶貴材料，在其中還可能發(fā)現(xiàn)我們完全陌生的生命形式。這個湖泊甚至可能為木衛(wèi)二上被冰層覆蓋的海洋的生態(tài)系統(tǒng)提供參照模型，幫助我們更好地了解太陽系其他地方生物進化的方式。[!--empirenews.page--]
美國和英國的小組也在鉆探其他的冰川下湖泊，搜尋新的生命形式。美國小組對Whillans湖的鉆探有望于今年1月或2月取得成功。英國小組因為技術(shù)困難已被迫放棄鉆探。
微藻燃料時代開啟
專家們預測，2013年將是微藻汽車燃料終于取得突破的一年。2012年底，在美國加州，已經(jīng)有少數(shù)生物燃料加油站開始出售用微藻為基礎(chǔ)的生物燃料。不久之后，這個實驗計劃的規(guī)模還將擴大。相比玉米等傳統(tǒng)生物燃料作物，微藻占用空間更小，生長更迅速，轉(zhuǎn)換成燃油的效率更高。支持者們甚至認為，微藻燃料可以在不消耗寶貴的食物原料的前提下讓我們徹底擺脫石油。
星際跳躍
2012年，菲利克斯·鮑姆加特納從同溫層一躍而下，成為第一個不借助任何飛行器突破音速的人。為了達到同等水平的宣傳效果，接下來的一跳更加令人驚嘆、更加瘋狂。2013年年底，我們可能目睹鮑姆加特納或是其他同樣瘋狂大膽的冒險家嘗試月球和地球之間的自由降落。為了達到對抗月球重力的逃逸速度(2.4公里/秒)，跳躍者必須佩戴某種火箭裝置，當然，宇航服也是必要的，此外，他還要攜帶足夠使用幾天的氧氣和食物。在太空中獨自飛行38.44萬公里之后，他還需要一個為最后一段穿越大氣層的自由落體運動準備的降落傘。如果此舉獲得成功，將創(chuàng)下多項紀錄，包括第一次星際跳躍、第一次由一家飲料巨頭(紅牛公司)將人送抵月球。
觀測黑洞“捕食”
在2013年中期，朝著我們的銀河系中央的超大質(zhì)量黑洞奔去的一大團氣體可能開始被深淵吞沒，在這個過程中大量X射線釋放到太空中，將爆發(fā)出炫目的光芒。雖然首次被觀測到，這一過程其實已經(jīng)持續(xù)了幾十年，通過它可以幫助揭開黑洞生長的秘密。
海洋X大獎啟動
隨著海水吸收更多二氧化碳，酸性變強，不再適合生物生存。然而，能夠準確地、遙控地、在全球范圍以很少成本測量這一海洋變化的PH感應(yīng)器尚不存在。2013年，X大獎基金會將宣布一個新的競賽，意圖鼓勵海洋PH度監(jiān)測設(shè)備的發(fā)明。
精神病診斷手冊更新
12年來，美國精神病學協(xié)會將首次對《精神疾病診斷與統(tǒng)計手冊》進行修改和更新。這本手冊是精神病醫(yī)生和心理學家診斷病人的指南。美國精神病學協(xié)會還邀請公眾對修改后的草案提出看法和建議，多個工作小組正在根據(jù)反饋信息對細則進行修改。通過更清晰明確地界定精神疾病，這本手冊可幫助那些從前無法確診的病人找到新的治療方法和治病資源。
“普朗克”吐露新數(shù)據(jù)
宇宙大爆炸殘留的能量依然以背景輻射的形式存在。為了更精確地測量這些能量，歐洲航天局發(fā)射了“普朗克”衛(wèi)星，此舉有助我們更好地了解宇宙的形成。1965年，對這些微波能量的探測首次提供了支持大爆炸概念的證據(jù)，之后對于各種宇宙輻射的研究讓我們對宇宙形成初期有了更進一步的了解。2009年發(fā)射升空的“普朗克”衛(wèi)星已經(jīng)收集了大量寶貴的天文數(shù)據(jù)和圖像。過去3年，“普朗克”太空探測器一直在用它的高頻感應(yīng)裝置測繪宇宙大爆炸留下的宇宙背景輻射。2013年初，歐洲航天局計劃公開發(fā)布這個探測器的最新發(fā)現(xiàn)。這將是2011年以來的第一次數(shù)據(jù)公布。世界各地的天文學家們都在翹首期待這一時刻。公布的信息將進一步幫助揭示宇宙剛形成初期的模樣。
超級計算機挑戰(zhàn)氣候問題
今年，IBM的超級計算機“黃石”將在美國NCAR-懷俄明超級計算機中心開始全面運行。它的72288個處理器核每秒可進行1.5千萬億次運算?！包S石”將極大地改進氣候預測模型并加強地理科學的視覺化，包括模擬龍卷風、颶風和森林大火行進的軌跡。
太陽活動巔峰
11年為周期的太陽活動在今年秋天將達到巔峰，太陽黑子的數(shù)量累計將達75次。太陽黑子是指太陽表面溫度降低但磁場增強的區(qū)域，它們是太陽活動的指標，通常成群出現(xiàn)，可引發(fā)磁暴、極光，干擾無線電通信，嚴重時會對各類電子產(chǎn)品和電器造成損害。
為動物爭取權(quán)利
科學家發(fā)現(xiàn)，某些動物———比如海豚、黑猩猩、大象和鸚鵡———具有一些從前被認為是人類獨有的能力，比如用語言交流、解決復雜問題、具有自我意識。到2013年末，非人類權(quán)利計劃(NonhumanRightsProject)組織打算代表部分動物提起訴訟，為它們爭取從前只有人才擁有的權(quán)利———比如保護不被非法監(jiān)禁的自由權(quán)。
Google眼鏡問世
今年年初，Google眼鏡試行版交付到開發(fā)者手中標志著“增強現(xiàn)實”技術(shù)距離消費者更近了。Google眼鏡探測者版(TheGoogleGlassExplorerEdition)有內(nèi)置照相機、音頻和視頻播放功能，賦予佩戴者實時信息，像智能手機一樣，它可以通過聲音控制拍照，視頻通話以及上網(wǎng)沖浪、處理文字信息和電子郵件等。
“蓋亞”開始恒星普查
“蓋亞”衛(wèi)星肩負著太空探索歷史上最具野心的任務(wù)：2013年發(fā)射升空后，這枚探測器將為10億顆恒星繪制3D圖像，任務(wù)繁重程度是之前的依巴谷衛(wèi)星的1000倍。這次龐大的恒星普查將幫助天文學家們了解銀河系的進化和起源。
電動車變輕盈
碳纖維增強塑料(CFRP)早已被用在一級方程式賽車上。今年年底，消費者可以在BMWi3電動車上體驗這種高級材料帶來的好處。CFRP比鋼鐵輕50%，但同等堅固。雖然一次充電后行駛里程只有100英里，和其他電動車相當，但IBMi3擁有其他電動車無法比擬的強大功率———170馬力。
私人登月任務(wù)啟動
依然有25個團隊在爭奪Google登月X大獎(GoogleLunarXPRIZE)。這項總金額3000萬美元的大獎將授予第一個將探測器安全送到月球表面的私人團體。目前奪標呼聲最高的團隊Astrobotic計劃最早在2013年12月，借用SpaceX太空飛船，將公司研制的登陸車和月球漫游車送上月球。
超級計算機看診
對IBM超級計算機沃森而言，贏得《Jeopardy！》(有獎電視問答節(jié)目)冠軍只是小菜一碟。紐約紀念斯隆-凱特琳癌中心的腫瘤科專家們正在教導這臺超級計算機如何診斷并治療各種癌癥。沃森首先對臨床知識和歷史案例進行分析，然后向醫(yī)生提供治療方案。去年，在接受了乳腺癌、肺癌和前列腺癌的專業(yè)訓練后，沃森將被交給更多的臨床醫(yī)生，接受他們的指導。
彗星奇觀
2012年9月，兩位俄羅斯天文學家發(fā)現(xiàn)了一顆朝著地球飛來的彗星。當時，它還只是一個微弱的光點，只有用最復雜的望遠鏡才能觀測到，當時，科學家還無法預知它靠近地球時的可見度?，F(xiàn)在天文學家們預言，今年11月或12月，當ISON途經(jīng)地球時可能成為我們這輩子最難得一見的天文奇觀。目前，這顆彗星正在從木星和土星之間的軌道飛過，年底將進入人的肉眼視力范圍。假如它在途經(jīng)太陽時逃過一劫，沒有灰飛煙滅，ISON可能成為有史以來，人類目睹的最耀眼的一顆彗星，有天文學家預言，它甚至可能與滿月一樣明亮。有一件事情是肯定的：到時候我們都會仰望天空，恭候它的登場。
數(shù)字視覺走向現(xiàn)實
一種能讓因為視網(wǎng)膜色素變性患者恢復視覺的裝置可能于今年春天在美國上市。美國食品藥品管理局(FDA)的一個顧問小組全票建議FDA批準該款裝置的銷售。全稱“阿格斯II視網(wǎng)膜假體系統(tǒng)”，第二視力醫(yī)療公司開發(fā)的這款產(chǎn)品向眼球細胞發(fā)射電脈沖，佩戴者通過學習可將這些脈沖信號翻譯成視覺圖像。
沃斯托克湖競賽
過去十多年，一隊俄羅斯科學家一直在南極的冰層上打洞，他們往下鉆了近12000英尺。目的只有一個：從冰川下的完全與外界隔絕的沃斯托克湖中獲得樣本。在上一個南極洲夏季，他們已經(jīng)快要抵達湖水表面。2013年夏，這群科學家計劃再次返回，鉆到湖的深處，并用機器人采集水和沉積物樣本。這個深藏在冰川下的湖泊已經(jīng)與外界隔離長達1500萬至2500萬年———可能為研究獨立生態(tài)系統(tǒng)中的生物進化提供寶貴材料，在其中還可能發(fā)現(xiàn)我們完全陌生的生命形式。這個湖泊甚至可能為木衛(wèi)二上被冰層覆蓋的海洋的生態(tài)系統(tǒng)提供參照模型，幫助我們更好地了解太陽系其他地方生物進化的方式。[!--empirenews.page--]
美國和英國的小組也在鉆探其他的冰川下湖泊，搜尋新的生命形式。美國小組對Whillans湖的鉆探有望于今年1月或2月取得成功。英國小組因為技術(shù)困難已被迫放棄鉆探。
微藻燃料時代開啟
專家們預測，2013年將是微藻汽車燃料終于取得突破的一年。2012年底，在美國加州，已經(jīng)有少數(shù)生物燃料加油站開始出售用微藻為基礎(chǔ)的生物燃料。不久之后，這個實驗計劃的規(guī)模還將擴大。相比玉米等傳統(tǒng)生物燃料作物，微藻占用空間更小，生長更迅速，轉(zhuǎn)換成燃油的效率更高。支持者們甚至認為，微藻燃料可以在不消耗寶貴的食物原料的前提下讓我們徹底擺脫石油。
星際跳躍
2012年，菲利克斯·鮑姆加特納從同溫層一躍而下，成為第一個不借助任何飛行器突破音速的人。為了達到同等水平的宣傳效果，接下來的一跳更加令人驚嘆、更加瘋狂。2013年年底，我們可能目睹鮑姆加特納或是其他同樣瘋狂大膽的冒險家嘗試月球和地球之間的自由降落。為了達到對抗月球重力的逃逸速度(2.4公里/秒)，跳躍者必須佩戴某種火箭裝置，當然，宇航服也是必要的，此外，他還要攜帶足夠使用幾天的氧氣和食物。在太空中獨自飛行38.44萬公里之后，他還需要一個為最后一段穿越大氣層的自由落體運動準備的降落傘。如果此舉獲得成功，將創(chuàng)下多項紀錄，包括第一次星際跳躍、第一次由一家飲料巨頭(紅牛公司)將人送抵月球。
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