2020年来了，
这是新的一年，
也是又一个十年的开启。
过去十年，不少革命性突破和发现给人类生活和认知带来重大变革：希格斯玻色子填补了“标准模型”最后一块拼图，深化了人类对物质本质的理解；引力波的出现让人类拥有了洞悉宇宙奥秘的全新方式；CRISPR则让人类新添一把对抗疾病的利器……
图片来自：美国趣味科学网站
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未来十年会有哪些重大发现在前方等待我们？美国趣味科学网站在近日的报道中，给我们提供了一些答案。
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通用流感疫苗
几十年来，无数科学家孜孜以求，希望研制出“通用流感疫苗”。随着技术不断进步，未来十年内，这项真正的医学突破有望“梦想照进现实”。
美国约翰霍普金斯大学健康安全中心传染病专家阿梅什·阿达利亚博士说：“科学家正采用不同方法研制通用流感疫苗，初步实验结果令人振奋。”
图片来自：美国趣味科学网站
从理论上来说，通用流感疫苗能为人们提供长期保护，更重要的是，无需每年接种流感疫苗。通用流感疫苗这一特性使其不仅能抵御不断变化的季节性流感病毒，也能抵御将来也许会出现的大流行性流感病毒。如研制成功，不啻为人类的一个巨大福祉。
流感病毒的某些部分每年都变，其他部分则长年不变，目前所有研制通用流感疫苗的方法都针对病毒变异较小的部分。
2019年4月，美国国家过敏和传染病研究所（NIAID）启动了首个通用流感疫苗人体试验。这一免疫方法旨在诱导对流感病毒变异较小部分（血凝素，能帮助流感病毒进入人体细胞）的免疫反应。这项一期研究将主要针对实验疫苗的安全性，以及参与者的免疫反应，研究结果将于2020年年初发布。
而以色列BiondVax公司研制的另一种通用流感疫苗目前正进行临床三期试验，结果如显示有效，意味着这种疫苗可抵抗所有流感病毒。据《科学家》杂志报道，该候选疫苗包含9种来自不同流感病毒（这些病毒菌株间差异很小）的蛋白。BiondVax公司称，此研究迄今已招募12000多人，结果预计将在2020年底揭晓。
更大更好的“迷你大脑”
过去十年，科学家已成功利用人类干细胞培育出“迷你大脑”（所谓的“类器官”），但宾夕法尼亚大学神经科学教授宋红军说，迄今为止，类脑器官只能发育成类似胎儿早期阶段大脑的小块。不过未来十年，这一情况将发生明显的变化。“届时，我们不但可以建模细胞类型的多样性，还可以建模大脑的细胞结构。”
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成熟神经元在大脑内层层叠叠、纵横交错，但目前的类器官内都是无法形成复杂连接的未成熟细胞。宋红军表示，未来十年内有望克服这一挑战。有大脑微型模型加持，科学家能推断神经发育疾病如何逐步恶化；神经退行性疾病如何让大脑组织分崩离析；以及不同人的大脑对不同疗法如何反应等。
宋红军补充说，未来有一天（尽管可能并非十年内），科学家甚至能培育出神经组织的“功能单元”，来替换大脑的受损区域。尽管这项研究此时还处于高度理论化阶段，“但我认为在未来十年内，我们会知道这条路是否行得通”。
向可再生能源系统转型
过去十年，海平面不断上升、极端气候频频来袭，令人深刻认识到，我们栖息的美丽星球多么脆弱。未来十年，我们该如何保护地球呢？
宾夕法尼亚州州立大学著名气象学教授迈克尔·曼说：“我认为，我们将在应对气候变化方面取得突破，但在此期间，我们应该能加速这一转变的政策，以及支持这些政策的政治家。”
伊利诺伊大学香槟分校大气科学教授唐纳德伍布莱斯也表示，未来十年间，“能源和交通系统向可再生能源的转型将顺利进行，科学家也将开发出新方法和技术，使我们能更快成功转型。此外，恶劣天气或海平面上升带来的影响日益加剧，人们的关注也会与日俱增，因此，会更严肃看待气候变化问题。”
伍布莱斯说，最近有证据表明，科学家可能低估了气候变化对本世纪及以后的影响，因此，人们对气候变化严阵以待是好事。而且，未来十年，对气候变化可能带来的影响，我们的了解会更多。
找到轴子
过去十年，物质世界微观领域最激动人心的发现非希格斯玻色子莫属，这一发现堪比人类首次登月。希格斯玻色子又被称为“上帝粒子”，其使命是赋予其他基本粒子质量。粒子物理学标准模型描述了构成物质的各种粒子，希格斯玻色子被认为是标准模型“皇冠上的明珠”。
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发现希格斯玻色子的狂喜，并没有让物理学家停下探索的脚步，一些此前默默无闻的粒子逐渐走上物理学的舞台中央，其中最令人瞩目的当属轴子。
诺贝尔物理学奖得主、麻省理工学院教授弗兰克·维尔切克说，未来十年，我们很有可能发现轴子。1978年，维尔切克首次提出轴子理论。他认为，轴子可能并非单个粒子，而是一类很少与普通物质相互作用的粒子。轴子的存在可以解释一个长期存在的未解之谜：为什么物理学定律对物质粒子和反物质粒子“一视同仁”，即使它们的空间坐标发生了翻转。
此外，轴子也是暗物质的主要候选粒子之一，暗物质将星系束缚在一起，迄今仍不知其相关何处。
维尔切克说：“发现轴子将是基础物理学领域的一项伟大成就。目前，全球各地有不少实验在‘抓捕’轴子，在未来五到十年内，我们很可能发现轴子。”这些实验包括“轴子暗物质实验”和位于欧洲核子研究中心的轴子太阳望远镜。
当然，维尔切克也表示，在粒子物理学领域还存在其他可能性：我们可能发现来自宇宙最早期的引力波；也有一定的可能找到所谓的弱相互作用重粒子，它也是暗物质候选粒子。
发现存在
类地大气系外行星
1995年10月，米歇尔·马约尔和迪迪埃·奎洛兹宣布发现首颗绕类日恒星旋转的系外行星，这一发现犹如哥伦布发现新大陆，大大拓展了人类视野。
这颗行星名为“飞马座51b”，公转周期为4.2个地球日，质量约为木星的一半。NASA称，这一发现永远改变了“我们看待宇宙和我们在宇宙中位置的方式”。迄今，天文学家已确认4104颗绕太阳系外恒星运行的系外行星。
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麻省理工学院行星科学家兼天体物理学家萨拉·西格认为，未来十年，系外行星探索领域前景无限。她解释说：“詹姆斯·韦伯太空望远镜将于2021年发射升空，这对天文学和系外行星科学未来十年的发展影响巨大。借助它，科学家将首次能在红外线中‘看见’系外行星，这在某种程度上预示着他们还可以发现绕距离很远恒星运行的微弱行星。”
这一望远镜也将为了解这些系外世界的“性格特征”打开新窗口。西格解释说：“如果存在合适的岩石行星，我们将能探测到其上的水蒸气。存在水蒸气意味着存在液态水海洋，众所周知，液态水对生命不可或缺，所以，发现液态水至关重要。系外行星搜索领域的‘圣杯’是要找到一颗拥有与地球相似大气层的星球，即一颗能维持生命繁衍生息的星球。”
西格也强调说，当然，在此过程中，我们会遭遇“成长的烦恼”！“詹姆斯·韦伯太空望远镜升空、其他超大地基望远镜即将投入到正常的使用中，搜索系外行星的科学家也慢慢变得多，正从以前的单兵或小分队作战模式转为上百人的集体作战模式。尽管还没有达到激光干涉引力波（LIGO）实验的千人团队规模，但组织工作已变得相当困难。”
十年，不过是宇宙长河里的一粒微尘，却也可以在科学发展史上写下浓墨重彩的篇章，过去十年已经证明了这一点。雄关漫道真如铁，而今迈步从头越！历史总在重演，科技永远向前。我们有理由相信，未来十年也必将涌现出一些大发现，引领我们进入一个更加美丽的新世界。
