動蕩的政治變革將在新的一年塑造科學(xué)的進程。美國總統(tǒng)唐納德·特朗普領(lǐng)導(dǎo)的政府預(yù)計將繼續(xù)致力于廢除基于科學(xué)的環(huán)境法規(guī)。英國離開歐盟的決定已在研究資助和科學(xué)家移民方面引發(fā)了難以解決的問題。中國立志成為科學(xué)和經(jīng)濟領(lǐng)導(dǎo)者的決心肯定會影響研究將以何種方式以及在何處開展。隨著這些大趨勢展現(xiàn)出來，《科學(xué)》雜志預(yù)測了今年可能被聚焦的關(guān)于研究和政策的特定領(lǐng)域。

天文學(xué) 觀測超級黑洞

2017年4月，一個由天文學(xué)家組成的國際團隊拍攝了位于銀河系中央的超大質(zhì)量黑洞的快照。在未來的幾個月里，他們希望發(fā)現(xiàn)這些照片能體現(xiàn)出多少內(nèi)容。視界望遠鏡團隊利用了6個射電觀測站的力量——共80根天線，覆蓋了從夏威夷到西班牙再到南極的廣闊地域。為獲得足夠的分辨率從而對上述黑洞進行成像，這一陣勢是必需的。盡管超大質(zhì)量黑洞在質(zhì)量上是巨大的（相當(dāng)于400萬顆太陽），但在體積上出奇地小（直徑不到水星和太陽之間距離的一半）。在處理完數(shù)據(jù)并將其相互聯(lián)系起來后，科學(xué)家要么獲得該黑洞和圍繞它的明亮物質(zhì)形成對比的清晰剪影，要么和此前利用較少望遠鏡的嘗試一樣，獲得引發(fā)無數(shù)好奇心的模糊圖像。

粒子物理學(xué) 探尋新粒子

密切注意來自全球最大原子加速器——位于瑞士的大型強子對撞機（LHC）的新粒子線索。2012年，那里的物理學(xué)家首次瞥見希格斯玻色子——在粒子和力標準模型中丟失的最后一塊。但迄今為止，科學(xué)家仍未發(fā)現(xiàn)更多的他們想要的東西：在標準模型之外的新粒子。致力于LHC上底夸克物理實驗的研究人員并未直接發(fā)現(xiàn)新的粒子，而是研究了一類熟悉的粒子——B介子的衰變。B介子含有一個較重的底夸克和一個較輕的反夸克。特定衰變的速率并未同標準模型預(yù)測的速率完全匹配。這種異?，F(xiàn)象或許間接地指向了在眾多B介子中若隱若現(xiàn)的新粒子，而這正是科學(xué)家渴望追尋的線索。

計算機科學(xué) 測試量子計算

在長達數(shù)十年的建造量子計算機的探索中，物理學(xué)家或許很快將到達一個重要的里程碑節(jié)點。他們將依靠諸如量子波的干涉等更加細微的現(xiàn)象開展計算，而不是利用普通的二進制數(shù)字。來自谷歌公司和其他實驗室的研究人員正競相建造足夠大的量子計算機，以解決令普通計算機“崩潰”的測試問題。對“量子霸權(quán)”進行的此類展示將證明，這些設(shè)備能做那些傳統(tǒng)計算機無法企及的事情。不過，在量子計算機擁有足夠的能力和可靠性從而實現(xiàn)一些被大肆炒作的實際應(yīng)用之前，包括打破現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)加密方案，人們還要等上若干年。

生物技術(shù) 法庭就基因編輯作出裁決

今年，歐盟法院有望決定如何管控通過CRISPR和類似基因編輯工具得以改良的作物。2016年，美國在該領(lǐng)域先行一步。當(dāng)時，該國批準了一種此類作物：白色蘑菇。科學(xué)家通過移除一個短DNA序列以預(yù)防褐變，對這種蘑菇進行了改良。相關(guān)機構(gòu)決定，這種蘑菇不用受到關(guān)于轉(zhuǎn)基因生物（GMO）的管控，因為和此前的基因工程技術(shù)不同，基因編輯并未插入來自病毒或者細菌的外來DNA以改變植物的功能。在歐洲，公眾對GMO的反對極其強烈。庭審情況將決定現(xiàn)有的歐盟條例是否允許對經(jīng)CRISPR編輯的作物“開恩”。

公共衛(wèi)生 流行病卷土重來

流行病很難預(yù)測。近年來經(jīng)歷了一些“宿敵”的死灰復(fù)燃，并且全球可能將在2018年見證更多。在沖突或其他危機導(dǎo)致衛(wèi)生設(shè)施、疫苗接種或者整體衛(wèi)生系統(tǒng)崩潰的地方，曾被擊敗的疾病便會回歸。人們擔(dān)心黃熱病會在尼日利亞暴發(fā)，因為在那里遍及各處的病例突然出現(xiàn)，從而表明黃熱病毒一直在較大的區(qū)域內(nèi)傳播。在孟加拉國的羅興亞族難民中，白喉正在卷土重來，并且在飽受戰(zhàn)爭摧殘的也門導(dǎo)致上百人患病，而該國在25年間從未出現(xiàn)過白喉病例。也門的霍亂疫情是現(xiàn)代歷史上規(guī)模最大的一次疫情，僅2017年便出現(xiàn)100萬疑似病例。霍亂和黃熱病疫苗的儲存量是有限的，但一個新的霍亂疫苗生產(chǎn)商或許能幫助緩解短缺現(xiàn)狀。

注射或能治療艾滋病病毒

30多種抗逆轉(zhuǎn)錄病毒藥物已經(jīng)進入市場，以治療艾滋病病毒。同時，很多組合藥物使受感染者的壽命接近正常人。不過，這些藥物僅在被服用時才能發(fā)揮作用，而很多受感染者在堅持每天吃藥方面存在困難。今年年底，若干大型研究有望報告藥力更加持久且每4周注射1次的抗逆轉(zhuǎn)錄病毒藥物能否像每天要吃的藥片一樣有效。對猴子開展的研究表明，被注射的抗逆轉(zhuǎn)錄病毒藥物或許能擁有持續(xù)3個月的藥效。與此同時，人類研究目前正在分析靶向艾滋病病毒的長效單克隆抗體。這些注射藥物或許也將成為預(yù)防艾滋病病毒的變革者，因為未感染人群服用的抗逆轉(zhuǎn)錄病毒藥物，即所謂的暴露前預(yù)防，會破壞病毒的傳輸。

臨床研究 RNA療法再進一步

經(jīng)過數(shù)年的挫折后，旨在將RNA分子變成療法的科學(xué)家?guī)е鴺酚^的態(tài)度進入2018年。基于RNA的藥物能通過介入將DNA信息轉(zhuǎn)變成蛋白的細胞過程，治療一系列遺傳性疾病。不過，研究證明，在讓這些微小的RNA有效載荷混過身體防線并進入期望的組織的同時避免運載工具產(chǎn)生的毒副作用是一件非常棘手的事情。去年9月，奧尼蘭姆制藥公司宣布，在一次成功的三期試驗中，其設(shè)計的RNA分子能讓引發(fā)進行性疾病——遺傳性ATTR淀粉樣變性的基因沉默。伊奧尼斯制藥公司最近宣布，一種名為抗轉(zhuǎn)錄療法的RNA方法在治療亨廷頓病的一期試驗中減少了毒性大腦蛋白。同時，若干正在進行的臨床試驗將測試把細胞變成治療性蛋白工廠的信使RNA分子。

生物醫(yī)學(xué) 一項大規(guī)模健康研究正在開啟

今年春天，美國國立衛(wèi)生研究院將啟動一個有史以來最雄心勃勃的項目：涉及至少100萬美國人的長期研究將探究基因、生活方式、環(huán)境和健康之間的相互作用。這項預(yù)計10年完成、耗資40億美元、名為“我們所有人”的研究2015年由時任總統(tǒng)巴拉克·奧巴馬提出，并且是推動個體化治療的舉措的一部分。目前，該項目已招募1.2萬余名志愿者參加試點測試。該研究負責(zé)人的目標是，到今年年底大幅增加參與者人數(shù)并且確保至少有50%的志愿者來自生物醫(yī)學(xué)研究中未被充分代表的群體。勸說大量來自少數(shù)群體的人將其醫(yī)療記錄和基因數(shù)據(jù)共享給研究人員可能是一項極其艱難的任務(wù)。這些人在生物醫(yī)學(xué)研究中一直被忽視，甚至在歷史上被虐待。