2023 年是一个不平凡之年。
在 2023 年即将结束之际，权威科学期刊 Nature 发布了 2024 年值得关注的科学事件，包括令人期待的 GPT-5、被细菌感染的蚊子、NASA 重返月球、以及每秒执行一千万亿次计算的超级计算机等。
GPT-5 与新一代 AlphaFold
今年，ChatGPT 的崛起对科学界产生了深远影响。其开发商，位于加州旧金山的 OpenAI，预计将在明年末发布 GPT-5，这是支撑该聊天机器人的人工智能（AI）模型的下一代版本。GPT-5 很可能展示出比上一代模型 GPT-4 更强大的能力。另外，科学家们也在密切关注 Google 推出的 GPT-4 竞争对手 Gemini。这一大型语言模型能够处理多种类型的输入，包括文本、代码、图像、音频和视频。
Google DeepMind 的 AI 工具 AlphaFold 的新版本，也计划于明年发布。研究人员已经使用该工具准确预测蛋白质的 3D 形状，新版本的 AI 将能够以原子级精度模拟蛋白质、核酸和其他分子之间的相互作用，这可能为药物设计和发现开辟新的可能性。
在监管方面，重大问题即将浮现。联合国人工智能高级顾问团将于 2024 年中公布其最终报告，为人工智能的国际监管制定指导方针。
朝向星辰大海
智利的维拉·C·鲁宾天文台计划在 2024 年底之前运行部分仪器，这是其为期十年、旨在观测整个南半球天空的大型调查项目的开始。通过运用该天文台拥有的直径 8.4 米的望远镜和 3200 万像素的巨型相机，科学家们希望能够发现众多新的瞬时天体现象和接近地球的小行星。
同样位于智利，位于阿塔卡马沙漠的西蒙斯天文台预计将在 2024 年中期建成。这个下一代宇宙学实验将寻找原初引力波的迹象——这是宇宙大爆炸后遗留下来的余辉——这些迹象存在于宇宙微波背景中。其望远镜将配备多达 50000 个光收集探测器，是目前类似项目的十倍。
另外，天文学家们担忧，新的地基望远镜数据可能因为越来越多的明亮卫星污染夜空光线而变得无法使用。
被细菌感染的蚊子
世界蚊子计划（The World Mosquito Program）将于明年在巴西的一家工厂开始生产抗病蚊子。这些蚊子被一种细菌感染，进而阻止它们传播病原病毒，有望保护多达 7000 万人免受登革热和寨卡等病毒的侵害。未来十年，这家非营利组织每年将生产多达 50 亿只被细菌感染的蚊子。
月球任务
自 1970 年代以来，NASA 首次发射载人月球任务。阿尔忒弥斯二号（Artemis II）最早可能在明年 11 月发射，将搭载四名宇航员（三男一女）乘坐猎户座（Orion）飞船绕月飞行十天。阿尔忒弥斯二号将为随后的阿尔忒弥斯三号任务奠定基础，该任务将实现首位女性和下一位男性登月。中国也计划于 2024 年发射嫦娥六号月球样本返回任务。如果任务成功，这将是首次从月球远端采集样本。
探索外太阳系卫星的任务包括 NASA 的 Clipper 飞船，该飞船计划于明年 10 月前往木星的卫星欧罗巴。其目标是确定该卫星地下海洋是否可能孕育生命。日本的火星卫星探索（MMX）任务计划于 2024 年发射，将访问火星的两颗卫星（火卫一和火卫二）。它将在火卫一登陆并收集表面样本，计划于 2029 年返回地球。
照亮暗物质的奥秘
一项旨在探测被称为轴子（axions）的暗物质粒子的实验结果将于 2024 年公布。轴子被认为是由太阳发射并转化成光的，但这些微小的粒子尚未在实验中被观测到，因为它们需要高灵敏度的探测工具和极强的磁场。位于汉堡的德国电子同步加速器的 BabyIAXO 实验正在使用一台由 10 米长的磁铁和超敏感的无噪声 X 射线探测器组成的太阳望远镜，每天追踪太阳中心 12 个小时，从而捕捉轴子向光子的转换。
而 2024 年可能是科学家确定中微子质量的一年——中微子是粒子物理标准模型中最神秘的粒子。2022 年卡尔斯鲁厄氚中微子实验的结果显示，中微子的最大质量为 0.8 电子伏特。研究人员将在 2024 年完成数据收集，且有望对这些微小粒子进行确切的测量。
意识之辩：第二回合
明年可能会带来关于意识神经基础的新见解。一个通过一系列对抗性实验来测试两种意识理论的大型项目预计将在 2024 年底公布其第二次实验结果。在首轮实验中，这两种理论都未能完全符合观察到的脑成像数据，从而解决了一场持续了 25 年、哲学胜过神经科学的赌注。第二轮实验可能会使神经科学更接近揭开主观体验之谜。
拯救地球
2024 年下半年，海牙国际法庭可能会就各国应对气候变化的法律义务发表意见，并对那些被认为破坏气候的国家的法律后果做出裁决。虽然裁决不具有法律约束力，但其影响力可能会推动各国加强其气候目标，并可在国内法律案件中引用。
联合国塑料条约的谈判将于明年结束，该条约旨在制定一项具有约束力的国际协议，从而消除塑料污染。自 20 世纪 50 年代以来，全球已生产了 100 亿吨塑料，其中 70 多亿吨是废物，大部分污染了海洋并对野生动物造成危害。但研究人员越来越担心，去年开始的联合国谈判进展过于缓慢，无法实现预期目标。
超快的超级计算机
明年初，研究人员将启动“Jupiter”，这是欧洲首个百亿亿次的超级计算机。这台庞大的机器每秒能执行一千万亿次计算。研究人员将利用它来构建用于医疗目的的人类心脏和大脑的“数字孪生”模型，以及进行地球气候的高分辨率模拟。
美国研究人员将在 2024 年安装两台百亿亿次级别的超级计算机：一台是位于伊利诺伊州勒蒙的阿贡国家实验室的“Aurora”，另一台是位于加利福尼亚州劳伦斯利弗莫尔国家实验室的“El Capitan”。科学家们将利用 Aurora 来绘制大脑神经回路的地图，而 El Capitan 将被用于模拟核武器爆炸的效果。
参考链接：
https://www.nature.com/articles/d41586-023-04044-9
来源：科普中国、学术头条