《自然》杂志公布了 2024 年可能取得重大突破的科学领域清单。其中包括尖端人工智能工具、登月任务、暗物质、意识理论和超高速超级计算机。
另外，还有针对冠状病毒的疫苗开发、对抗疾病蚊子的培育以及地球气候和污染相关的研究。
1. 人工智能领域成果
明年年底，OpenAI 预计将推出 GPT-5，这是支撑 ChatGPT 的下一代大型 AI 语言模型。GPT-5 可能会展示比其前身更先进的功能。另外，研究人员也正在研究谷歌的 Gemini 实施，这个大型语言模型可以处理各种类型的输入，包括文本、计算机代码、图像、音频和视频。谷歌 DeepMind 的 AlphaFold 工具的新版本计划于明年发布，研究人员已使用该工具高精度预测蛋白质的三维结构。更新后的人工智能系统将以原子精度模拟蛋白质、核酸和其他分子之间的相互作用，为新药的发现和开发开辟新的视角。
2. 伸手摘星
智利维拉鲁宾天文台将于 2024 年末开始使用部分仪器，进行为期十年的南半球整个天空的调查。科学家们希望利用该天文台的 8.4 米望远镜和 3200 兆像素的巨型相机来探测新的瞬变和近地小行星。同时，在智利阿塔卡马沙漠的西蒙斯天文台将于 2024 年中期竣工，该项目旨在寻找原始引力波的迹象。这些望远镜将配备 50000 个专用光探测器，是当前项目的 10 倍。
3. “武装”的蚊子
全球计划将开始培育能够对抗携带疾病的蚊子，这项计划预计将在明年年中之前在巴西的一家工厂完成。这些昆虫将感染一种细菌菌株，这种菌株可以防止致病病毒的传播，并可以保护多达 7000 万人免受登革热和寨卡病毒等疾病的侵害。未来十年，该非营利组织每年将培育多达 50 亿只改良蚊子。
4. 新疫苗
为了应对由新冠病毒大流行引起的仍在持续的疾病，美国政府正在资助三种新的下一代疫苗的试验。其中两种是鼻内制剂，旨在通过增强呼吸道组织的免疫力来预防感染。第三种基于 mRNA 的疫苗可促进抗体产生并激活 T 细胞反应，从而提供针对多种 SARS-CoV-2 变体的持久免疫力。新疫苗的目标是加强对病毒的保护并在人群中建立持久的免疫力。
5. 月球任务
自 20 世纪 70 年代以来，美国宇航局（NASA）将首次发射载人登月任务。Artemis II 最早可能于明年 11 月推出，这将为后续的阿耳忒弥斯三号任务奠定基础，该任务将涉及宇航员登陆月球。
中国还计划在 2024 年发射嫦娥六号任务，以返回月球样本。如果成功，这将是人类首次从月球背面采集样本的任务。
6. 暗物质
2024 年，有望对假设中的暗物质粒子 – 轴子进行实验检测。轴子假设在太阳中诞生并迅速转化为光子，由于需要高灵敏度探测器和强磁场，这些小颗粒尚未通过实验检测被证实。但是，科学家们对于这种粒子持续的探索和研究，可能会有助于解决宇宙中大量暗物质的存在之谜。目前，暗物质占据了整个宇宙能量和物质的 85% 以上，但其存在仍然无法直接观测到。
7. 意识理论
意识是哲学和神经科学领域的一项复杂话题，但近年来的研究表明，意识可能涉及大脑中多个区域的交互作用。未来，科学家们可能会利用脑-机接口技术和深度学习算法等工具，探索人类大脑中的信息处理方式以及意识的本质。
8. 超高速超级计算机
计算机科学家们正在努力开发更快、更强大的计算机，以帮助解决当前面临的各种挑战。未来，计算机可能会配备更多的核心和更快的芯片，同时利用量子计算等新兴技术进行加速。例如，美国能源部计划在 2023 年将第一台“超越”性能（能够执行每秒一百万亿次计算）的超级计算机引入工业界。
9. 地球气候和污染
随着全球变暖和污染不断加剧，研究地球气候变化和环境污染已成为科学家们关注的焦点。未来，科学家们可能会继续研究气候模式、海洋酸化、空气污染和塑料垃圾等问题，并探索解决这些问题的方法。例如，一项新的研究表明，通过利用微生物处理技术，可以将塑料垃圾转化为有用的化合物。
总之，2024 年将是许多领域取得科学突破的一年，包括人工智能、天文学、生物医学、计算机科学、气候和环境。这些科研成果将有望推动人类社会的进步和发展。
