編譯 方陵生

極地考察船“RV極星號”，整個冬天它都將待在北極的海冰上

歐洲和美國的科學(xué)家在2019年將面臨不確定的政治背景，這對科研投入和合作將產(chǎn)生影響，這種不確定性對英國的影響尤為嚴(yán)重。英國計(jì)劃于2019年3月退出歐盟，目前尚未就退出條件達(dá)成一致意見。盡管如此，在新的一年里，一些重大科研發(fā)現(xiàn)仍然有可能會成為頭條新聞，包括天文學(xué)家在一項(xiàng)名為“事件視界望遠(yuǎn)鏡”（Event Horizon Telescope）的國際科研合作項(xiàng)目中，首次拍攝到了銀河系中心超大質(zhì)量黑洞的清晰圖像。據(jù)《科學(xué)》雜志預(yù)測，其他研究領(lǐng)域內(nèi)的發(fā)現(xiàn)和科研政策的變化亦有可能成為2019年的重要科學(xué)新聞。

▍氣候科學(xué)：極地冰層成為焦點(diǎn)

如果想要知道地球變暖會怎樣，不妨先關(guān)注下地球兩極。2019年，兩個國際項(xiàng)目將首先聚焦北極冰層。2019年9月，德國破冰船“RV極星號”（RV Polarstern）將在冰凍的北極海冰上待上整整一年，這艘北極考察船將作為北極氣候研究多學(xué)科漂移觀測站計(jì)劃（MOSAiC，一個耗資1.2億歐元科考項(xiàng)目）的中央樞紐。通過該計(jì)劃，來自17個國家的研究人員將對極地云層、海洋動力學(xué)，以及北極向無冰夏季轉(zhuǎn)變的影響等展開廣泛的調(diào)查研究。

另外，2019年年底，美國和英國研究人員將遠(yuǎn)征南極，在偏遠(yuǎn)的思韋茨冰川呈扇形展開對整個地區(qū)的調(diào)研，預(yù)計(jì)耗資5 000萬美元、為期5年。思韋茨冰川是南極冰蓋的一部分，正面臨崩潰傾倒入大海的風(fēng)險，這有可能導(dǎo)致海平面大幅升高。該項(xiàng)目將利用一切可能的方法，從地震儀到在海豹身上附著的傳感器等，對冰層結(jié)構(gòu)、海水和冰下陸地的情況進(jìn)行探測。隨著2018年相繼發(fā)射的兩顆衛(wèi)星——“冰、云和陸地高程衛(wèi)星2號”（ICESat-2），以及“重力恢復(fù)和氣候?qū)嶒?yàn)衛(wèi)星”（GRACE）分別開始傳回冰層厚度和質(zhì)量等科研數(shù)據(jù)，兩大極地遠(yuǎn)征科考任務(wù)也都將受益于衛(wèi)星覆蓋范圍的進(jìn)一步增加。

▍科學(xué)政策：科學(xué)決策如何應(yīng)對技術(shù)挑戰(zhàn)

兩年來，美國總統(tǒng)唐納德·特朗普在沒有白宮科學(xué)顧問參與的情況下，一直在實(shí)施涉及科學(xué)和創(chuàng)新的決策。2018年7月底，特朗普提名了氣象學(xué)家凱爾文·德羅格梅爾（Kelvin Droegemeier）來填補(bǔ)這一空缺。他的提名對美國政府處理一系列技術(shù)挑戰(zhàn)意味著什么，人們將拭目以待。這些技術(shù)挑戰(zhàn)包括：從人類胚胎工程到自動駕駛汽車的監(jiān)管，從打擊網(wǎng)絡(luò)恐怖主義到培養(yǎng)更懂技術(shù)的勞動力大軍等。一些科學(xué)問題的決策可能已經(jīng)塵埃落定，比如退出巴黎氣候協(xié)議和伊朗核協(xié)議等，但還有許多問題尚未解決。

▍MeToo：被騷擾者的新權(quán)利

MeToo運(yùn)動是指揭露性騷擾和性侵犯行為的一項(xiàng)運(yùn)動。2019年，美國教育部可能會最終敲定一項(xiàng)有爭議的指導(dǎo)性規(guī)則，該規(guī)則將降低大學(xué)在性騷擾和性侵犯方面的監(jiān)管責(zé)任，并賦予被告更多權(quán)利。2018年11月提出的新規(guī)定要求，對依據(jù)1972年的《教育法第九條》（Title IX）進(jìn)行調(diào)查的方式作出改變。大學(xué)將不再負(fù)責(zé)調(diào)查校園外的騷擾或襲擊事件，但對校園內(nèi)不當(dāng)行為指控的證據(jù)的要求可能會提高。對性騷擾的定義將從普遍意義上的“不受歡迎的性行為”縮小到一個更為狹窄的范圍，即“不受歡迎的性行為，性質(zhì)嚴(yán)重，具有普遍性，在客觀上具有攻擊性，以至受害者平等受教育的機(jī)會受到影響”。被告律師可以對原告進(jìn)行盤詰，在2019年1月28日之前，這項(xiàng)提議將繼續(xù)聽取各方面意見。

▍粒子物理：μ介子研究中的新物理學(xué)發(fā)現(xiàn)

通過研究一種名為μ介子的粒子的磁性，物理學(xué)家希望幾十年來的研究在2019年有突破。費(fèi)米國家加速器實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家正在研究這種比電子更重、壽命更短的μ介子是否比理論所預(yù)測的更有磁性。1997—2001年，布魯克海文國家實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行的介子g-2實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了μ介子這種磁性超常的現(xiàn)象。2013年，物理學(xué)家將15米寬的電磁鐵實(shí)驗(yàn)移到了費(fèi)米實(shí)驗(yàn)室，對儀器進(jìn)行了升級，并于2018年1月開始記錄數(shù)據(jù)。隨著世界上最大的粒子加速器——?dú)W洲大型強(qiáng)子對撞機(jī)停機(jī)兩年后成功升級，首批研究結(jié)果可能成為2019年粒子物理學(xué)領(lǐng)域最轟動的事件之一。

▍生物物理學(xué)：揭示細(xì)胞內(nèi)部細(xì)節(jié)

在細(xì)胞生物學(xué)中，更高的分辨率意味著更多的發(fā)現(xiàn)?，F(xiàn)在，科學(xué)家準(zhǔn)備組合使用新的工具和技術(shù)，近距離觀察細(xì)胞內(nèi)部情況，前所未有地展示細(xì)胞內(nèi)部的3D結(jié)構(gòu)。研究人員已經(jīng)可以對單個細(xì)胞中的DNA、蛋白質(zhì)、RNA和表觀遺傳標(biāo)記進(jìn)行分析。

2019年，一些跨學(xué)科研究小組計(jì)劃將這些方法與低溫電子斷層掃描、追蹤分子的標(biāo)記技術(shù)以及其他類型的顯微鏡技術(shù)結(jié)合起來，以觀察亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)和過程。例如，一種多方位的DNA成像和染色技術(shù)可以為觀察染色體如何折疊提供新的工具。這種組合技術(shù)可以在分子水平上更清晰地顯示細(xì)胞如何分裂和改變形狀，以及基因活動如何影響其結(jié)構(gòu)和功能等細(xì)節(jié)。

▍氣候科學(xué)：“減少陽光”給地球降溫實(shí)驗(yàn)

一種通過暫時減弱太陽光來抑制全球變暖的地球工程技術(shù)可能會在2019年進(jìn)行首次小規(guī)模實(shí)驗(yàn)。在這一太陽地球工程實(shí)驗(yàn)中，大量反射性氣溶膠粒子被噴射到高層大氣中，模擬火山噴發(fā)的降溫效果。在由哈佛大學(xué)氣候科學(xué)家牽頭的“平流層可控?cái)_動實(shí)驗(yàn)” （SCoPEx）中，將以一種小規(guī)?？煽氐姆绞絹眚?yàn)證這一想法。如果該計(jì)劃得到咨詢委員會的批準(zhǔn)，該小組將氣球放飛到平流層，在那里釋放出100克的反光顆粒（可能會是碳酸鈣，抗酸藥片中的白堊成分），氣球穿過這些顆粒流飛回地面時，可以觀察其降溫效果。但“減少陽光”計(jì)劃尚有爭議，一些科學(xué)家認(rèn)為，“減少陽光”不會減少導(dǎo)致氣候變化和海洋酸化的二氧化碳的累積，而且這一方法也還沒有得到國際有關(guān)機(jī)構(gòu)的認(rèn)可。

▍科學(xué)政策：美國政界意見分歧

2019年，在一個意見分歧的政府管理下，美國科學(xué)將會如何發(fā)展，也許需要一個占卜板來進(jìn)行預(yù)測。現(xiàn)在的情況是，民主黨掌管了眾議院，而共和黨保有了參議院，總統(tǒng)唐納德·特朗普主導(dǎo)白宮。已知一些閃點(diǎn)行動包括：民主黨人就特朗普政府的環(huán)境和能源政策向其發(fā)起挑戰(zhàn)。還有一些可能，包括最高法院是否會在2020年的人口普查中提出公民權(quán)問題，以及議員們能否暫停黨派間的爭論，以便促進(jìn)美國創(chuàng)新的基礎(chǔ)設(shè)施計(jì)劃的實(shí)施，新國會議員中的一些科學(xué)精英希望能夠?qū)@項(xiàng)計(jì)劃有所促進(jìn)。

▍生物技術(shù)：首批抗瘧轉(zhuǎn)基因蚊子在非洲放飛

在掌管了美國眾議院之后，民主黨人將重新審視環(huán)境政策

非洲將于2019年在布基納法索釋放首批轉(zhuǎn)基因蚊子，這是“基因驅(qū)動”抗擊瘧疾戰(zhàn)略的第一步，也將是首次釋放按蚊屬轉(zhuǎn)基因蚊子（按蚊是一種會傳播瘧原蟲的蚊子）。在非營利組織——“靶向瘧疾”（Target Malaria）的管理下推進(jìn)這種基因驅(qū)動抗擊瘧疾的方法。這些轉(zhuǎn)基因蚊子可以在野生蚊子種群中傳播突變，破壞瘧蚊的關(guān)鍵生育基因，或降低傳播疾病的雌蚊的比例。但首批釋放的轉(zhuǎn)基因按蚊不攜帶這種突變，也不打算通過它們來減少蚊子種群的數(shù)量。研究人員將釋放不到1萬只經(jīng)過基因絕育處理的雄性蚊子，觀察它們是如何在野外生存和傳播的，以便向管理人員和社區(qū)宣傳轉(zhuǎn)基因蚊子的相關(guān)內(nèi)容。

▍環(huán)境保護(hù)：世界各國的生物多樣性評估

一份歷時三年的地球生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)評估報告將于5月發(fā)布，通過對50年來物種滅絕和海洋保護(hù)區(qū)范圍等指標(biāo)發(fā)展趨勢的評估，該報告制定了為實(shí)現(xiàn)生物多樣性保護(hù)國際目標(biāo)以及如何縮小許多地方存在差距的規(guī)劃。在政府間生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)科學(xué)政策平臺下，來自50個國家的科學(xué)家進(jìn)行了科學(xué)文獻(xiàn)和數(shù)據(jù)的審查，這次報告是自2005年一項(xiàng)類似調(diào)查以來的第一次。報告將對正常和異常情況下的地球物種的未來進(jìn)行預(yù)測，新的物種多樣性評估報告還將為2020年制定下一代生物多樣性的目標(biāo)提供信息。

一項(xiàng)全球評估項(xiàng)目將對包括馬達(dá)加斯加犁頭龜在內(nèi)的瀕危物種的生存狀態(tài)進(jìn)行評估

▍空間科學(xué)：下一個行星探測任務(wù)

2019年7月，美國宇航局（NASA）將宣告其“新疆界計(jì)劃”中行星探測任務(wù)的重要內(nèi)容，一項(xiàng)耗資10億美元的任務(wù)將在兩個預(yù)選項(xiàng)目中進(jìn)行抉擇。“蜻蜓號”將派出一架半自主的四旋翼飛機(jī)飛越土衛(wèi)六的表面（土衛(wèi)六是土星的衛(wèi)星，其表面留有液態(tài)甲烷河流的痕跡），這架飛行器將在土衛(wèi)六上尋找可能與生命誕生的化學(xué)反應(yīng)相關(guān)的線索?！板缧翘祗w生物學(xué)探索樣本返回任務(wù)”將從67P/Churyumov-Gerasimenko彗星核上收集并帶回氣體和冰的樣本。這些樣本，很可能在幾十億年里沒有改變過，為人類了解彗星在其早期向地球輸送水和有機(jī)化合物的過程中所發(fā)揮的作用提供一扇探測窗口。

▍研究倫理：推動博物館藏品“歸根”

研究人員正在推進(jìn)一項(xiàng)新的任務(wù)，努力歸還從博物館獲得的，甚至是在未經(jīng)許可情況下以研究為目的而收集的骨頭和其他文物。在經(jīng)過幾個世紀(jì)的掠奪性收藏之后，一些研究人員采用了新的合作方式，并擴(kuò)大了歸還博物館藏品的范圍。澳大利亞近期發(fā)表的一項(xiàng)研究表明，通過古老的DNA可以將土著祖先的遺骸與還活著的后代準(zhǔn)確地聯(lián)系起來。然而，一些人告誡稱，廣泛采用類似方法會導(dǎo)致人群的強(qiáng)制性基因檢測。2018年12月，法國一份由政府委托撰寫的報告建議，未來5年內(nèi)，法國博物館將與非洲同行合作，應(yīng)文物原屬國的要求，歸還在殖民統(tǒng)治期間掠奪的數(shù)萬件文物。

▍畜牧業(yè)：豬病疫情暴發(fā)仍有危機(jī)

養(yǎng)豬戶，或許還有一些培根愛好者，將非常關(guān)注2019年的頭條新聞，以尋找與非洲豬瘟（ASF）有關(guān)的消息。ASF病毒對人類無害，但在豬群中卻具有高度傳染性和致命性，疫情導(dǎo)致的病豬撲殺和貿(mào)易禁令給養(yǎng)豬業(yè)造成了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。

2018年，歐洲在ASF研究上已取得重大進(jìn)展。在保加利亞、比利時和匈牙利的家豬和野豬中首次發(fā)現(xiàn)ASF病毒，這種病毒通常是野豬傳染給家豬。德國、丹麥和其他主要豬肉生產(chǎn)國對豬病疫情危機(jī)處于高度戒備狀態(tài)。最令人擔(dān)憂的是，在中國也首次發(fā)現(xiàn)了ASF病毒。中國擁有全球最多的生豬數(shù)量，自2018年8月以來，中國已發(fā)生了80多起豬病疫情，包括在野豬群中暴發(fā)的疫情。有關(guān)部門已采取措施嚴(yán)格控制生豬運(yùn)輸，撲殺了63萬多頭生豬。據(jù)報道，2018年12月中國還發(fā)布了禁止在野豬出沒地區(qū)養(yǎng)豬的規(guī)定。盡管采取了這些措施，病毒仍有可能在中國和亞洲其他地區(qū)繼續(xù)暴發(fā)。

▍生命倫理學(xué)：中國對基因編輯嬰兒的反應(yīng)

2018年，在基因編輯嬰兒事件掀起一場軒然大波之后，中國可能會收緊有關(guān)人類基因工程方面的相關(guān)規(guī)定。賀建奎于2018年11月宣布編輯了一對雙胞胎女嬰在胚胎時期的基因，目的是為了保護(hù)她們及其后代不受艾滋病病毒感染，但他的做法在中國和世界范圍內(nèi)都受到了廣泛譴責(zé)。大多數(shù)國家都禁止這類實(shí)驗(yàn)，甚至判定這類實(shí)驗(yàn)為非法行為。中國最相關(guān)的法規(guī)于2003年頒布之后，一直沒有更新，因而沒有涵蓋基因編輯技術(shù)進(jìn)展方面的內(nèi)容。自中國發(fā)布聲明以來，許多中國的研究人員、倫理學(xué)家和管理人員都呼吁對中國的生物倫理法律法規(guī)進(jìn)行全面改革，不過目前還沒有指定任何機(jī)構(gòu)或研究所牽頭這項(xiàng)工作。2019年人們還關(guān)注賀建奎是否會因此次事件而面臨處罰。（編者注：截至2019年1月22日，新華社已就“基因編輯嬰兒事件”發(fā)布初步調(diào)查結(jié)果。）

資料來源 Science