過(guò)去1年，從希格斯玻色子的發(fā)現(xiàn)，到微生物實(shí)驗(yàn)室的火星著陸，我們有幸見(jiàn)證了多個(gè)科學(xué)里程碑和歷史性的重要發(fā)現(xiàn)。然而，科學(xué)的定義就是不停地義無(wú)反顧地向前進(jìn)：無(wú)論我們學(xué)會(huì)了多少，總是有更多的問(wèn)題等待解答。那么在2013年，又有哪些科學(xué)懸疑將被揭開(kāi)？那些科學(xué)突破值得關(guān)注？
觀測(cè)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(tuán)氣體可能開(kāi)始被深淵吞沒(méi)，在這個(gè)過(guò)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(cè)到，這一過(guò)程其實(shí)已經(jīng)持續(xù)了幾十年，通過(guò)它可以幫助揭開(kāi)黑洞生長(zhǎng)的秘密。
海洋X大獎(jiǎng)啟動(dòng)
隨著海水吸收更多二氧化碳，酸性變強(qiáng)，不再適合生物生存。然而，能夠準(zhǔn)確地、遙控地、在全球范圍以很少成本測(cè)量這一海洋變化的PH感應(yīng)器尚不存在。2013年，X大獎(jiǎng)基金會(huì)將宣布一個(gè)新的競(jìng)賽，意圖鼓勵(lì)海洋PH度監(jiān)測(cè)設(shè)備的發(fā)明。
精神病診斷手冊(cè)更新
12年來(lái)，美國(guó)精神病學(xué)協(xié)會(huì)將首次對(duì)《精神疾病診斷與統(tǒng)計(jì)手冊(cè)》進(jìn)行修改和更新。這本手冊(cè)是精神病醫(yī)生和心理學(xué)家診斷病人的指南。美國(guó)精神病學(xué)協(xié)會(huì)還邀請(qǐng)公眾對(duì)修改后的草案提出看法和建議，多個(gè)工作小組正在根據(jù)反饋信息對(duì)細(xì)則進(jìn)行修改。通過(guò)更清晰明確地界定精神疾病，這本手冊(cè)可幫助那些從前無(wú)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(cè)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(duì)這些微波能量的探測(cè)首次提供了支持大爆炸概念的證據(jù)，之后對(duì)于各種宇宙輻射的研究讓我們對(duì)宇宙形成初期有了更進(jìn)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(guò)去3年，“普朗克”太空探測(cè)器一直在用它的高頻感應(yīng)裝置測(cè)繪宇宙大爆炸留下的宇宙背景輻射。2013年初，歐洲航天局計(jì)劃公開(kāi)發(fā)布這個(gè)探測(cè)器的最新發(fā)現(xiàn)。這將是2011年以來(lái)的第一次數(shù)據(jù)公布。世界各地的天文學(xué)家們都在翹首期待這一時(shí)刻。公布的信息將進(jìn)一步幫助揭示宇宙剛形成初期的模樣。
超級(jí)計(jì)算機(jī)挑戰(zhàn)氣候問(wèn)題
今年，IBM的超級(jí)計(jì)算機(jī)“黃石”將在美國(guó)NCAR-懷俄明超級(jí)計(jì)算機(jī)中心開(kāi)始全面運(yùn)行。它的72288個(gè)處理器核每秒可進(jìn)行1.5千萬(wàn)億次運(yùn)算?！包S石”將極大地改進(jìn)氣候預(yù)測(cè)模型并加強(qiáng)地理科學(xué)的視覺(jué)化，包括模擬龍卷風(fēng)、颶風(fēng)和森林大火行進(jìn)的軌跡。
太陽(yáng)活動(dòng)巔峰
11年為周期的太陽(yáng)活動(dòng)在今年秋天將達(dá)到巔峰，太陽(yáng)黑子的數(shù)量累計(jì)將達(dá)75次。太陽(yáng)黑子是指太陽(yáng)表面溫度降低但磁場(chǎng)增強(qiáng)的區(qū)域，它們是太陽(yáng)活動(dòng)的指標(biāo)，通常成群出現(xiàn)，可引發(fā)磁暴、極光，干擾無(wú)線電通信，嚴(yán)重時(shí)會(huì)對(duì)各類(lèi)電子產(chǎn)品和電器造成損害。
為動(dòng)物爭(zhēng)取權(quán)利
科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，某些動(dòng)物———比如海豚、黑猩猩、大象和鸚鵡———具有一些從前被認(rèn)為是人類(lèi)獨(dú)有的能力，比如用語(yǔ)言交流、解決復(fù)雜問(wèn)題、具有自我意識(shí)。到2013年末，非人類(lèi)權(quán)利計(jì)劃(NonhumanRightsProject)組織打算代表部分動(dòng)物提起訴訟，為它們爭(zhēng)取從前只有人才擁有的權(quán)利———比如保護(hù)不被非法監(jiān)禁的自由權(quán)。
Google眼鏡問(wèn)世
今年年初，Google眼鏡試行版交付到開(kāi)發(fā)者手中標(biāo)志著“增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)”技術(shù)距離消費(fèi)者更近了。Google眼鏡探測(cè)者版(TheGoogleGlassExplorerEdition)有內(nèi)置照相機(jī)、音頻和視頻播放功能，賦予佩戴者實(shí)時(shí)信息，像智能手機(jī)一樣，它可以通過(guò)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(kāi)始恒星普查
“蓋亞”衛(wèi)星肩負(fù)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(cè)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(xué)家們了解銀河系的進(jìn)化和起源。
電動(dòng)車(chē)變輕盈
碳纖維增強(qiáng)塑料(CFRP)早已被用在一級(jí)方程式賽車(chē)上。今年年底，消費(fèi)者可以在BMWi3電動(dòng)車(chē)上體驗(yàn)這種高級(jí)材料帶來(lái)的好處。CFRP比鋼鐵輕50%，但同等堅(jiān)固。雖然一次充電后行駛里程只有100英里，和其他電動(dòng)車(chē)相當(dāng)，但I(xiàn)BMi3擁有其他電動(dòng)車(chē)無(wú)法比擬的強(qiáng)大功率———170馬力。
私人登月任務(wù)啟動(dòng)
依然有25個(gè)團(tuán)隊(duì)在爭(zhēng)奪Google登月X大獎(jiǎng)(GoogleLunarXPRIZE)。這項(xiàng)總金額3000萬(wàn)美元的大獎(jiǎng)將授予第一個(gè)將探測(cè)器安全送到月球表面的私人團(tuán)體。目前奪標(biāo)呼聲最高的團(tuán)隊(duì)Astrobotic計(jì)劃最早在2013年12月，借用SpaceX太空飛船，將公司研制的登陸車(chē)和月球漫游車(chē)送上月球。
超級(jí)計(jì)算機(jī)看診
對(duì)IBM超級(jí)計(jì)算機(jī)沃森而言，贏得《Jeopardy！》(有獎(jiǎng)電視問(wèn)答節(jié)目)冠軍只是小菜一碟。紐約紀(jì)念斯隆-凱特琳癌中心的腫瘤科專家們正在教導(dǎo)這臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)如何診斷并治療各種癌癥。沃森首先對(duì)臨床知識(shí)和歷史案例進(jìn)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(xùn)練后，沃森將被交給更多的臨床醫(yī)生，接受他們的指導(dǎo)。
彗星奇觀
2012年9月，兩位俄羅斯天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一顆朝著地球飛來(lái)的彗星。當(dāng)時(shí)，它還只是一個(gè)微弱的光點(diǎn)，只有用最復(fù)雜的望遠(yuǎn)鏡才能觀測(cè)到，當(dāng)時(shí)，科學(xué)家還無(wú)法預(yù)知它靠近地球時(shí)的可見(jiàn)度?，F(xiàn)在天文學(xué)家們預(yù)言，今年11月或12月，當(dāng)ISON途經(jīng)地球時(shí)可能成為我們這輩子最難得一見(jiàn)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(guò)，年底將進(jìn)入人的肉眼視力范圍。假如它在途經(jīng)太陽(yáng)時(shí)逃過(guò)一劫，沒(méi)有灰飛煙滅，ISON可能成為有史以來(lái)，人類(lèi)目睹的最耀眼的一顆彗星，有天文學(xué)家預(yù)言，它甚至可能與滿月一樣明亮。有一件事情是肯定的：到時(shí)候我們都會(huì)仰望天空，恭候它的登場(chǎng)。
數(shù)字視覺(jué)走向現(xiàn)實(shí)
一種能讓因?yàn)橐暰W(wǎng)膜色素變性患者恢復(fù)視覺(jué)的裝置可能于今年春天在美國(guó)上市。美國(guó)食品藥品管理局(FDA)的一個(gè)顧問(wèn)小組全票建議FDA批準(zhǔn)該款裝置的銷(xiāo)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(kāi)發(fā)的這款產(chǎn)品向眼球細(xì)胞發(fā)射電脈沖，佩戴者通過(guò)學(xué)習(xí)可將這些脈沖信號(hào)翻譯成視覺(jué)圖像。
沃斯托克湖競(jìng)賽
過(guò)去十多年，一隊(duì)俄羅斯科學(xué)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(gè)：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(gè)南極洲夏季，他們已經(jīng)快要抵達(dá)湖水表面。2013年夏，這群科學(xué)家計(jì)劃再次返回，鉆到湖的深處，并用機(jī)器人采集水和沉積物樣本。這個(gè)深藏在冰川下的湖泊已經(jīng)與外界隔離長(zhǎng)達(dá)1500萬(wàn)至2500萬(wàn)年———可能為研究獨(dú)立生態(tài)系統(tǒng)中的生物進(jìn)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(gè)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(yáng)系其他地方生物進(jìn)化的方式。[!--empirenews.page--]
美國(guó)和英國(guó)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(guó)小組對(duì)Whillans湖的鉆探有望于今年1月或2月取得成功。英國(guó)小組因?yàn)榧夹g(shù)困難已被迫放棄鉆探。
微藻燃料時(shí)代開(kāi)啟
專家們預(yù)測(cè)，2013年將是微藻汽車(chē)燃料終于取得突破的一年。2012年底，在美國(guó)加州，已經(jīng)有少數(shù)生物燃料加油站開(kāi)始出售用微藻為基礎(chǔ)的生物燃料。不久之后，這個(gè)實(shí)驗(yàn)計(jì)劃的規(guī)模還將擴(kuò)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(zhǎng)更迅速，轉(zhuǎn)換成燃油的效率更高。支持者們甚至認(rèn)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(gè)不借助任何飛行器突破音速的人。為了達(dá)到同等水平的宣傳效果，接下來(lái)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(xiǎn)家嘗試月球和地球之間的自由降落。為了達(dá)到對(duì)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(dāng)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(dú)自飛行38.44萬(wàn)公里之后，他還需要一個(gè)為最后一段穿越大氣層的自由落體運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)備的降落傘。如果此舉獲得成功，將創(chuàng)下多項(xiàng)紀(jì)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。