Nature：2024 年值得關(guān)注的科學(xué)事件，GPT-5、嫦娥六號(hào)等上榜

2023 年是一個(gè)不平凡之年。

在 2023 年即將結(jié)束之際，權(quán)威科學(xué)期刊 Nature 發(fā)布了 2024 年值得關(guān)注的科學(xué)事件，包括令人期待的 GPT-5、被細(xì)菌感染的蚊子、NASA 重返月球、以及每秒執(zhí)行一千萬(wàn)億次計(jì)算的超級(jí)計(jì)算機(jī)等。

GPT-5 與新一代 AlphaFold

今年，ChatGPT 的崛起對(duì)科學(xué)界產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。其開發(fā)商，位于加州舊金山的 OpenAI，預(yù)計(jì)將在明年末發(fā)布 GPT-5，這是支撐該聊天機(jī)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 更強(qiáng)大的能力。另外，科學(xué)家們也在密切關(guān)注 Google 推出的 GPT-4 競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手 Gemini。這一大型語(yǔ)言模型能夠處理多種類型的輸入，包括文本、代碼、圖像、音頻和視頻。

Google DeepMind 的 AI 工具 AlphaFold 的新版本，也計(jì)劃于明年發(fā)布。研究人員已經(jīng)使用該工具準(zhǔn)確預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)的 3D 形狀，新版本的 AI 將能夠以原子級(jí)精度模擬蛋白質(zhì)、核酸和其他分子之間的相互作用，這可能為藥物設(shè)計(jì)和發(fā)現(xiàn)開辟新的可能性。

在監(jiān)管方面，重大問題即將浮現(xiàn)。聯(lián)合國(guó)人工智能高級(jí)顧問團(tuán)將于 2024 年中公布其最終報(bào)告，為人工智能的國(guó)際監(jiān)管制定指導(dǎo)方針。

朝向星辰大海

智利的維拉·C·魯賓天文臺(tái)計(jì)劃在 2024 年底之前運(yùn)行部分儀器，這是其為期十年、旨在觀測(cè)整個(gè)南半球天空的大型調(diào)查項(xiàng)目的開始。通過運(yùn)用該天文臺(tái)擁有的直徑 8.4 米的望遠(yuǎn)鏡和 3200 萬(wàn)像素的巨型相機(jī)，科學(xué)家們希望能夠發(fā)現(xiàn)眾多新的瞬時(shí)天體現(xiàn)象和接近地球的小行星。

同樣位于智利，位于阿塔卡馬沙漠的西蒙斯天文臺(tái)預(yù)計(jì)將在 2024 年中期建成。這個(gè)下一代宇宙學(xué)實(shí)驗(yàn)將尋找原初引力波的跡象——這是宇宙大爆炸后遺留下來(lái)的余輝——這些跡象存在于宇宙微波背景中。其望遠(yuǎn)鏡將配備多達(dá) 50000 個(gè)光收集探測(cè)器，是目前類似項(xiàng)目的十倍。

另外，天文學(xué)家們擔(dān)憂，新的地基望遠(yuǎn)鏡數(shù)據(jù)可能因?yàn)樵絹?lái)越多的明亮衛(wèi)星污染夜空光線而變得無(wú)法使用。

被細(xì)菌感染的蚊子

世界蚊子計(jì)劃（The World Mosquito Program）將于明年在巴西的一家工廠開始生產(chǎn)抗病蚊子。這些蚊子被一種細(xì)菌感染，進(jìn)而阻止它們傳播病原病毒，有望保護(hù)多達(dá) 7000 萬(wàn)人免受登革熱和寨卡等病毒的侵害。未來(lái)十年，這家非營(yíng)利組織每年將生產(chǎn)多達(dá) 50 億只被細(xì)菌感染的蚊子。

月球任務(wù)

自 1970 年代以來(lái)，NASA 首次發(fā)射載人月球任務(wù)。阿爾忒彌斯二號(hào)（Artemis II）最早可能在明年 11 月發(fā)射，將搭載四名宇航員（三男一女）乘坐獵戶座（Orion）飛船繞月飛行十天。阿爾忒彌斯二號(hào)將為隨后的阿爾忒彌斯三號(hào)任務(wù)奠定基礎(chǔ)，該任務(wù)將實(shí)現(xiàn)首位女性和下一位男性登月。中國(guó)也計(jì)劃于 2024 年發(fā)射嫦娥六號(hào)月球樣本返回任務(wù)。如果任務(wù)成功，這將是首次從月球遠(yuǎn)端采集樣本。

探索外太陽(yáng)系衛(wèi)星的任務(wù)包括 NASA 的 Clipper 飛船，該飛船計(jì)劃于明年 10 月前往木星的衛(wèi)星歐羅巴。其目標(biāo)是確定該衛(wèi)星地下海洋是否可能孕育生命。日本的火星衛(wèi)星探索（MMX）任務(wù)計(jì)劃于 2024 年發(fā)射，將訪問火星的兩顆衛(wèi)星（火衛(wèi)一和火衛(wèi)二）。它將在火衛(wèi)一登陸并收集表面樣本，計(jì)劃于 2029 年返回地球。

照亮暗物質(zhì)的奧秘

一項(xiàng)旨在探測(cè)被稱為軸子（axions）的暗物質(zhì)粒子的實(shí)驗(yàn)結(jié)果將于 2024 年公布。軸子被認(rèn)為是由太陽(yáng)發(fā)射并轉(zhuǎn)化成光的，但這些微小的粒子尚未在實(shí)驗(yàn)中被觀測(cè)到，因?yàn)樗鼈冃枰哽`敏度的探測(cè)工具和極強(qiáng)的磁場(chǎng)。位于漢堡的德國(guó)電子同步加速器的 BabyIAXO 實(shí)驗(yàn)正在使用一臺(tái)由 10 米長(zhǎng)的磁鐵和超敏感的無(wú)噪聲 X 射線探測(cè)器組成的太陽(yáng)望遠(yuǎn)鏡，每天追蹤太陽(yáng)中心 12 個(gè)小時(shí)，從而捕捉軸子向光子的轉(zhuǎn)換。

而 2024 年可能是科學(xué)家確定中微子質(zhì)量的一年——中微子是粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型中最神秘的粒子。2022 年卡爾斯魯厄氚中微子實(shí)驗(yàn)的結(jié)果顯示，中微子的最大質(zhì)量為 0.8 電子伏特。研究人員將在 2024 年完成數(shù)據(jù)收集，且有望對(duì)這些微小粒子進(jìn)行確切的測(cè)量。

意識(shí)之辯：第二回合

明年可能會(huì)帶來(lái)關(guān)于意識(shí)神經(jīng)基礎(chǔ)的新見解。一個(gè)通過一系列對(duì)抗性實(shí)驗(yàn)來(lái)測(cè)試兩種意識(shí)理論的大型項(xiàng)目預(yù)計(jì)將在 2024 年底公布其第二次實(shí)驗(yàn)結(jié)果。在首輪實(shí)驗(yàn)中，這兩種理論都未能完全符合觀察到的腦成像數(shù)據(jù)，從而解決了一場(chǎng)持續(xù)了 25 年、哲學(xué)勝過神經(jīng)科學(xué)的賭注。第二輪實(shí)驗(yàn)可能會(huì)使神經(jīng)科學(xué)更接近揭開主觀體驗(yàn)之謎。

拯救地球

2024 年下半年，海牙國(guó)際法庭可能會(huì)就各國(guó)應(yīng)對(duì)氣候變化的法律義務(wù)發(fā)表意見，并對(duì)那些被認(rèn)為破壞氣候的國(guó)家的法律后果做出裁決。雖然裁決不具有法律約束力，但其影響力可能會(huì)推動(dòng)各國(guó)加強(qiáng)其氣候目標(biāo)，并可在國(guó)內(nèi)法律案件中引用。

聯(lián)合國(guó)塑料條約的談判將于明年結(jié)束，該條約旨在制定一項(xiàng)具有約束力的國(guó)際協(xié)議，從而消除塑料污染。自 20 世紀(jì) 50 年代以來(lái)，全球已生產(chǎn)了 100 億噸塑料，其中 70 多億噸是廢物，大部分污染了海洋并對(duì)野生動(dòng)物造成危害。但研究人員越來(lái)越擔(dān)心，去年開始的聯(lián)合國(guó)談判進(jìn)展過于緩慢，無(wú)法實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)。

超快的超級(jí)計(jì)算機(jī)

明年初，研究人員將啟動(dòng)“Jupiter”，這是歐洲首個(gè)百億億次的超級(jí)計(jì)算機(jī)。這臺(tái)龐大的機(jī)器每秒能執(zhí)行一千萬(wàn)億次計(jì)算。研究人員將利用它來(lái)構(gòu)建用于醫(yī)療目的的人類心臟和大腦的“數(shù)字孿生”模型，以及進(jìn)行地球氣候的高分辨率模擬。

美國(guó)研究人員將在 2024 年安裝兩臺(tái)百億億次級(jí)別的超級(jí)計(jì)算機(jī)：一臺(tái)是位于伊利諾伊州勒蒙的阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的“Aurora”，另一臺(tái)是位于加利福尼亞州勞倫斯利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的“El Capitan”?？茖W(xué)家們將利用 Aurora 來(lái)繪制大腦神經(jīng)回路的地圖，而 El Capitan 將被用于模擬核武器爆炸的效果。

參考鏈接：https://www.nature.com/articles/d41586-023-04044-9