原文來源：學術頭條

圖片來源：由無界 AI生成

2023 年是一個不平凡之年。

在 2023 年即將結束之際，權威科學期刊 Nature 發布了 2024 年值得關注的科學事件，包括令人期待的 GPT-5、被細菌感染的蚊子、NASA 重返月球、以及每秒執行一千萬億次計算的超級計算機等。

GPT-5 與新一代 AlphaFold

今年，ChatGPT 的崛起對科學界產生了深遠影響。其開發商，位於加州舊金山的 OpenAI，預計將在明年末發布 GPT-5，這是支撐該聊天機器人的人工智能（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 更強大的能力。另外，科學家們也在密切關注 Google 推出的 GPT-4 競爭對手 Gemini。這一大型語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，也計劃於明年發布。研究人員已經使用該工具準確預測蛋白質的 3D 形狀，新版本的 AI 將能夠以原子級精度模擬蛋白質、核酸和其他分子之間的相互作用，這可能為藥物設計和發現開闢新的可能性。

在監管方面，重大問題即將浮現。聯合國人工智能高級顧問團將於 2024 年中公布其最終報告，為人工智能的國際監管制定指導方針。

朝向星辰大海

智利的維拉·C·魯賓天文台計劃在 2024 年底之前運行部分儀器，這是其為期十年、旨在觀測整個南半球天空的大型調查項目的開始。通過運用該天文台擁有的直徑 8.4 米的望遠鏡和 3200 萬像素的巨型相機，科學家們希望能夠發現眾多新的瞬時天體現象和接近地球的小行星。

同樣位於智利，位於阿塔卡馬沙漠的西蒙斯天文台預計將在 2024 年中期建成。這個下一代宇宙學實驗將尋找原初引力波的跡象——這是宇宙大爆炸后遺留下來的餘輝——這些跡象存在於宇宙微波背景中。其望遠鏡將配備多達 50000 個光收集探測器，是目前類似項目的十倍。

另外，天文學家們擔憂，新的地基望遠鏡數據可能因為越來越多的明亮衛星污染夜空光線而變得無法使用。

被細菌感染的蚊子

世界蚊子計劃（The World Mosquito Program）將於明年在巴西的一家工廠開始生產抗病蚊子。這些蚊子被一種細菌感染，進而阻止它們傳播病原病毒，有望保護多達 7000 萬人免受登革熱和寨卡等病毒的侵害。未來十年，這家非營利組織每年將生產多達 50 億隻被細菌感染的蚊子。

月球任務

自 1970 年代以來，NASA 首次發射載人月球任務。阿爾忒彌斯二號（Artemis II）最早可能在明年 11 月發射，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。阿爾忒彌斯二號將為隨後的阿爾忒彌斯三號任務奠定基礎，該任務將實現首位女性和下一位男性登月。中國也計劃於 2024 年發射嫦娥六號月球樣本返回任務。如果任務成功，這將是首次從月球遠端採集樣本。

探索外太陽系衛星的任務包括 NASA 的 Clipper 飛船，該飛船計劃於明年 10 月前往木星的衛星歐羅巴。其目標是確定該衛星地下海洋是否可能孕育生命。日本的火星衛星探索（MMX）任務計劃於 2024 年發射，將訪問火星的兩顆衛星（火衛一和火衛二）。它將在火衛一登陸並收集表面樣本，計劃於 2029 年返回地球。

照亮暗物質的奧秘

一項旨在探測被稱為軸子（axions）的暗物質粒子的實驗結果將於 2024 年公布。軸子被認為是由太陽發射並轉化成光的，但這些微小的粒子尚未在實驗中被觀測到，因為它們需要高靈敏度的探測工具和極強的磁場。位於漢堡的德國电子同步加速器的 BabyIAXO 實驗正在使用一台由 10 米長的磁鐵和超敏感的無噪聲 X 射線探測器組成的太陽望遠鏡，每天追蹤太陽中心 12 個小時，從而捕捉軸子向光子的轉換。

而 2024 年可能是科學家確定中微子質量的一年——中微子是粒子物理標準模型中最神秘的粒子。2022 年卡爾斯魯厄氚中微子實驗的結果显示，中微子的最大質量為 0.8 电子伏特。研究人員將在 2024 年完成數據收集，且有望對這些微小粒子進行確切的測量。

意識之辯：第二回合

明年可能會帶來關於意識神經基礎的新見解。一個通過一系列對抗性實驗來測試兩種意識理論的大型項目預計將在 2024 年底公布其第二次實驗結果。在首輪實驗中，這兩種理論都未能完全符合觀察到的腦成像數據，從而解決了一場持續了 25 年、哲學勝過神經科學的賭注。第二輪實驗可能會使神經科學更接近揭開主觀體驗之謎。

拯救地球

2024 年下半年，海牙國際法庭可能會就各國應對氣候變化的法律義務發表意見，並對那些被認為破壞氣候的國家的法律後果做出裁決。雖然裁決不具有法律約束力，但其影響力可能會推動各國加強其氣候目標，並可在國內法律案件中引用。

聯合國塑料條約的談判將於明年結束，該條約旨在制定一項具有約束力的國際協議，從而消除塑料污染。自 20 世紀 50 年代以來，全球已生產了 100 億噸塑料，其中 70 多億噸是廢物，大部分污染了海洋並對野生動物造成危害。但研究人員越來越擔心，去年開始的聯合國談判進展過於緩慢，無法實現預期目標。

超快的超級計算機

明年初，研究人員將啟動“Jupiter”，這是歐洲首個百億億次的超級計算機。這台龐大的機器每秒能執行一千萬億次計算。研究人員將利用它來構建用於醫療目的的人類心臟和大腦的“数字孿生”模型，以及進行地球氣候的高分辨率模擬。

美國研究人員將在 2024 年安裝兩台百億億次級別的超級計算機：一台是位於伊利諾伊州勒蒙的阿貢國家實驗室的“Aurora”，另一台是位於加利福尼亞州勞倫斯利弗莫爾國家實驗室的“El Capitan”。科學家們將利用 Aurora 來繪製大腦神經迴路的地圖，而 El Capitan 將被用於模擬核武器爆炸的效果。

參考鏈接：

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