Nature 預測2017年11大科學熱點

在新的一年中，研究者將會獲得月球樣本、窺探黑洞的視界、繼續角逐量子科技主導權，並在2016年政治事件的餘波中試圖站穩腳跟。

嫦娥回歸

中國的嫦娥五號探月任務將會送回上世紀70年代以來的首批月球樣本。如果任務取得成功，嫦娥五號收集到的兩千克岩石和土壤應將會拓展有關月球形成與演變的研究。9月，擁有20年歷史的 NASA 卡西尼探測器即將光榮退役。卡西尼探測器將會飛入土星的內環，研究者希望它能在土星大氣層中解體前發回大量數據。

嫦娥五號上升器月面起飛效果圖

內在世界

2017年將會有更多關於人類微生物組（人體內的病毒、細菌和其他微生物及其基因）對健康影響的研究，研究者將會考察微生物組對大腦發育和癌症發揮的作用。美國人類微生物組項目二期的成果也將在明年揭曉，這一項目主要關注人類微生物群與早產的關係、炎症性腸病和II型糖尿病發病。

病毒是人類微生物組的一部分。Jezper/Alamy

遺傳學爭端

美國法院可能將會對加州大學伯克利分校和博德研究所的 CRISPR–Cas9專利之爭做出裁決。取得這項基因編輯技術發明權的機構能收入數十億美元的專利許可費用。基於後續研究的結果，CRISPR–Cas9系統的競爭對手、一直難以重複的 NgAgo 基因編輯系統的命運沉浮也將揭曉。在英國，診所現在可以申請許可證來實施一項有爭議的輔助生殖技術，這一操作會混合來自三人的 DNA，旨在防止嬰兒遺傳來自母親線粒體（細胞中製造能量的結構）的疾病。

CRISPR 專利之爭的兩位關鍵人物：博德研究所張鋒與加州大學伯克利分校詹妮弗?杜德娜

氣候叵測

如果美國像候任總統特朗普承諾的那樣從氣候協議中退出，全球最大的溫室氣體排放國中國便可能會承擔起緩解氣候變化的領導職責。旨在限制溫室氣體排放的中國國家碳排放限額交易計劃可能在2017年晚些時候出台。過去三年來，全球的溫室氣體排放量達到了穩定水平；在經濟增長停滯和綠色科技發展進步的助力下，一些科學家還希望2017年的排放水平能有所降低。來自南冰洋機械探測器的數據應會揭示這個環繞南極洲的廣袤大洋究竟吸收了多少二氧化碳。

政治餘波

去年的種種選舉和公投引發了巨大的政治衝擊，2017年將會見證這些選舉產生的結果。在特朗普1月20日就任美國總統後，研究者應該會更清楚他的政府是否真的會砍掉 NASA 的氣候和地球科學項目、撤回人類胚胎幹細胞研究許可。2017年3月，英國將會開啟退出歐盟的正式談判，這可能對科研產生巨大影響。4月起，隨著法國和德國相繼進行領導人大選，科學家還將見證西方對民粹主義的熱情是否會繼續下去。

量子爭霸

物理學家希望可以在2017年看到量子計算機執行連頂級經典計算機也無法完成的計算。Google、D-wave 和其他一些技術公司都已加入對量子霸權的爭奪中，但它們並不是攀登計算新高峰的唯一選手。微軟正在研發一種雄心勃勃的替代技術——拓撲量子計算，這種技術對材料中類似粒子的物體運動的信息進行編碼，或許比競爭方法更加穩健。微軟或許能在2017年晚些時候首次成功執行計算。

照亮黑洞

四月，科學家將會首次嘗試拍攝事件視界，由全球各地的九座射電望遠鏡合作充當全球範圍的觀測陣列，即事件視界望遠鏡。它將會觀測銀河系中心的超大質量黑洞。如果他們嘗試成功，這些圖像應將有助於檢驗廣義相對論，闡明黑洞的行為。與此同時，激光干涉引力波天文台（LIGO）和處女座干涉儀團隊將會迎來首次高級聯合運行，讓研究者得以將引力波的來源鎖定到具體的星系。

全球範圍內的至少9架射電望遠鏡或干涉陣將參與組建事件視界望遠鏡（EHT）。

奇蹟材料

2017年下半年，價格低、厚度薄的太陽能電池將拉開市場化進程的帷幕，開始走出實驗室。自2009年以來，鈣鈦礦基太陽能電池的效率一直在顯著提升，但直到最近，研究者才在克服這一材料的一些嚴重缺陷（包括穩定性和毒性）上取得了重大進展。與此同時，他們也在推動著電池生產成本的下降。隨著投資12億歐元的歐洲 X 射線自由電子激光項目在德國漢堡上線，材料科學領域也會受到提振：這一設備讓研究者得以研究瞬間的化學反應，以及原子尺度細節下的生物和物理過程。

藍色冰洋

全球最大的海洋保護區將會在2017年12月進入保護期，屆時南極洲羅斯海的部分地區將會禁止商業捕魚和礦物開採。在南極洲的另一地區，一座大型冰山可能會從拉森冰架崩裂，將拉森冰架的冰雪量縮小至1893年發現以來的最低點。在更為溫暖的地區，有關過去數年來普遍的珊瑚白化事件的研究將會揭示為何一些地區的珊瑚相對完好地倖存了下來。

南極洲變暖加速了冰層消失。Mario Tama/Getty

T細胞的反擊

CAR-T，一種史無前例的癌症免疫療法似乎已蓄勢待發，將要打入市場。兩家製藥公司——風箏製藥和諾華製藥正在加緊申請這一療法的許可。CAR-T 療法需要對患者免疫系統中的 T 細胞進行基因改造，並用它們來抗擊癌症。儘管在一些公司的研究中，這一療法的毒性問題導致了病人死亡，但 CAR-T 作為治療白血病和淋巴瘤患者的最後手段，仍然有望在2017年獲批。

第九大行星

對外太陽系的探索或許將幫助我們鎖定第九大行星的位置，在科學家的設想中，它是一顆每20000年左右環繞太陽一周的巨大行星。此前，很少有證據表明這顆行星的存在，但2016年的一項研究發現，一些柯伊伯帶天體（遠在冥王星軌道之外的冰冷天體）的行為暗示存在第九大行星。在 NASA 的凌日系外行星巡天衛星（TESS）於2017年12月發射升空後，人類又將增添一位搜尋系外行星的獵手。

第九大行星想像圖

原文以2017 sneak peek: What the new year holds for science 為標題發布在2016年12月22日的《自然》新聞上。Nature|doi:10.1038/541014a