原文作者：Miryam Naddaf
先進的AI工具、探月任務和E級超級計算機將塑造新一年的科學進程。
AI進展
今年，ChatGPT的橫空出世讓科學界為之一振。開發(fā)ChatGPT的OpenAI位于加州舊金山，預計將在明年末推出GPT-5驅(qū)動ChatGPT的下一代人工智能（AI）模型。GPT-5或比前身GPT-4擁有更多先進功能。科學界還在期待谷歌推出GPT-4的勁敵Gemini。該大型語言模型能處理各類型的輸入，包括文本、計算機代碼、圖片、音頻和視頻。
由Google的DeepMind推出的AI工具AlphaFold被研究人員用來精準預測的蛋白3D結構，AlphaFold的最新版本也將于明年問世。這個AI工具將能模擬蛋白、氨基酸和其他分子的相互作用，精確度可達原子級別，為藥物設計和發(fā)現(xiàn)創(chuàng)造新的機遇。
監(jiān)管問題也在步步逼近。聯(lián)合國高級別人工智能咨詢機構將在2024年中旬發(fā)布最終報告，制定AI監(jiān)管國際指南。
心系星辰
薇拉魯賓天文臺將對南半球天空開展為期十年的觀測。來源：Rubin Obs/NSF/AURA
智利的薇拉魯賓天文臺將在2024年底前運行部分設施，提前開始對整個南半球天空的十年觀測計劃。該天文臺有一臺8.4米的望遠鏡和一個3200兆像素的巨型相機，科學家希望能用這些設備發(fā)現(xiàn)大量暫現(xiàn)現(xiàn)象和近地小行星。
還是在智利，阿塔卡馬沙漠的西蒙斯天文臺將于2024年年中完工。下一代宇宙學實驗將在宇宙微波背景中尋找原初引力波（大爆炸的余輝）的特征。西蒙斯天文臺的望遠鏡有多達5萬個集光探測器，是當前運行的同類項目的十倍之多。
天文學家仍在擔心由于明亮衛(wèi)星星座數(shù)量的增加，對夜天的光污染會使新的地基望遠鏡數(shù)據(jù)無法使用。
蚊子武器
世界蚊子計劃（World Mosquito Program）工廠生產(chǎn)感染細菌的蚊子，可防止它們傳播登革熱等病毒。來源：Jaime Saldarriaga/AP via Alamy
世界蚊子計劃（World Mosquito Program）將于明年開始在巴西一家工廠生產(chǎn)抗病蚊子。這些蚊子感染了一種菌株，能防止它們傳播致病病毒，有望讓最多7000萬人避免感染登革熱和寨卡等疾玻在接下來的10年里，該非營利組織每年將生產(chǎn)最多50億只感染菌株的蚊子。
疫情之后
隨著全世界從COVID-19大流行的突發(fā)期中逐漸復原，美國政府正在資助三款下一代疫苗的臨床試驗，其中兩款為通過誘導氣道組織免疫的鼻內(nèi)疫苗；另一款是能增強抗體和T細胞應答的mRNA疫苗，有望針對新冠病毒（SARS-CoV-2）變異株產(chǎn)生廣譜且長效的免疫力。
同時，世衛(wèi)組織將在明年5月的第77屆世界衛(wèi)生大會期間發(fā)布“大流行病條約”的最終草案。該條約旨在幫助各國政府更好地預防和應對未來的大流行玻194個聯(lián)合國成員國將商議具體條款，包括這些條款是否具有約束力。這次商議的核心是為了確保各方能平等獲得預防大流行所必需的資源，包括疫苗、數(shù)據(jù)和專業(yè)知識。
探月任務
NASA的工程師正在改進“快船”（Clipper）探測器，該探測器將在明年奔赴木星的衛(wèi)星木衛(wèi)二（Europa）。來源：NASA/JPL-Caltech/Johns Hopkins, APL/Ed Whitman
這是NASA自1970年代以來的首個載人登月任務。阿耳忒彌斯2號（Artemis II）最早或于明年11月發(fā)射，“獵戶座”（Orion）飛船將搭載三男一女共4名宇航員飛掠月球10天。阿耳忒彌斯2號將為后續(xù)的阿耳忒彌斯3號任務打下基礎阿耳忒彌斯3號任務計劃讓首位女性和第二位男性登陸月球。中國也計劃在2024年開展嫦娥六號月球取樣返回任務。如果成功，該任務將成為首個在月球背面完成采樣的任務。
探索外太陽系衛(wèi)星的任務包括NASA擬在明年10月前往木星衛(wèi)星木衛(wèi)二的“快船”（Clipper）探測器。該任務的目標是確定木衛(wèi)二的地下海洋是否存在生命。日本在2024年的火衛(wèi)探測器（Martian Moons eXploration）計劃將造訪火衛(wèi)一和火衛(wèi)二。該探測器將在火衛(wèi)一著陸并在地表采樣，留待樣本在2029年返回地球。
闡明暗物質(zhì)
一項探測軸子（axion）這種暗物質(zhì)粒子的實驗將于2024年公布結果。研究人員認為軸子由太陽釋放并轉(zhuǎn)化成了光，但這種微粒子從未在實驗中觀測到過，因為它們需要靈敏的探測工具和極強的磁常德國電子同步加速器的BabyIAXO實驗使用由10米長的磁鐵和超靈敏零噪音X射線探測器組成的太陽望遠鏡，每天追蹤太陽核心12小時，以記錄軸子變成光子的過程。
2024年可能還是科學家確定中微子質(zhì)量的一年中微子是粒子物理學標準模型中最神秘的粒子。卡爾斯魯厄氚中微子實驗（Karlsruhe Tritium Neutrino）在2022年的結果表明，中微子的最大質(zhì)量為0.8電子伏特。研究人員將在2024年完成數(shù)據(jù)采集，并確定這種極小粒子的測量結果。
意識辯論賽：第二回合
明年還有望進一步闡釋意識的神經(jīng)基矗一個大型項目正通過一系列對抗性實驗檢驗兩種意識理論的對錯，該項目預計在2024年底發(fā)布第二輪實驗的結果。在第一輪實驗中，兩種理論與觀測到的腦成像數(shù)據(jù)都不完全一致這讓一個25年前的對賭塵埃落定，最終哲學贏過了神經(jīng)科學。第二輪實驗或從神經(jīng)科學的角度揭開這種主觀體驗的秘密。
救救地球
聯(lián)合國塑料條約旨在制定消除塑料污染的全球協(xié)議。來源：Luis Acosta/AFP via Getty
2024年下半年，海牙國際法庭或?qū)Ω鲊鴮箽夂蜃兓姆闪x務進行評價，并要求被認為破壞氣候的國家承擔法律后果。雖然這種裁決不具有法律約束力，但該法庭的影響力能讓各國更重視其氣候目標，并被本國訴訟案件引用。
聯(lián)合國塑料條約旨在建立一項消除塑料污染的國際協(xié)議，談判將于明年落幕。1950年代至今，全世界已產(chǎn)生了100億噸塑料，其中70億噸都已成了垃圾大部分正在污染海洋，傷害野生動物。但越來越多的研究人員認為，去年啟動的這次聯(lián)合國談判進展太過緩慢，可能無法完成原定目標。
超快速超級計算機
明年初，研究人員將啟動歐洲首臺E級（exascale）超級計算機Jupiter。這臺超級機器每秒能運行百億億次運算。研究人員將用這臺超級計算機創(chuàng)建人類心臟和大腦的“數(shù)字孿生”（digital twin）模型，用于醫(yī)學研究，并對地球氣候進行高分辨率模擬。
美國研究人員將在2024年安裝兩臺E級超級計算機：美國阿貢國家實驗室的Aurora和勞倫斯利弗莫爾國家實驗室的El Capitan。Aurora將用來創(chuàng)建大腦神經(jīng)環(huán)路地圖，El Capitan將用來模擬核武器爆炸的影響。
原文以The science events to watch for in 2024為
標題發(fā)表在2023年12月18
日《自然》的新聞版
塊上
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doi: 10.1038/d41586-023-04044-9
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