今年，该为哪些研究屏气凝神

今年，该为哪些研究屏气凝神 新年伊始，大到浩瀚无垠的宇宙，小至微妙莫测的人体干细胞，在未来的365天里，各学科领域有什么创意亮点值得我们期待呢？《新科学家》杂志循惯例对此作了全方位展望

　　编译/何积惠

蓝色警报 北极海冰的恶性崩溃是否已经开始？

　　大规模的“厄尔尼诺”暖流，加之即将来到的太阳活动极大期，可促使这一年形成有史以来最温暖的气候。现在看来，这一预测似乎并不靠谱。相反，所有人的目光也许将聚焦于北极地区。

　　有人声称，2012年夏季海冰创纪录的减少只是一次偶发事件，也有人认为它是恶性崩溃的开始。如果后者推测是正确的，那么夏季海冰可能早至2016年就会消失殆尽。可以肯定的是：重新形成的冰层之稀薄，现在即将达到创纪录的程度，这为今年夏季海冰可能遭遇的毁灭性破坏埋下了伏笔。

　　新的创纪录融化会加深北极所呈现的蓝色调，这与联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）去年9月所作的评估相吻合。该委员会对极地融化的未来和海平面升高的速度作出较先前偏于谨慎的估计，卫星摄取的骇人影像却构成了严峻的背景。

　　最近在多哈举行的联合国气候大会上，鉴于全球气温上升2℃似乎已不可避免，官员们将大量时间用于讨论该如何应对这一局面。现在最需要的，是针对每个国家逐一给出预测。但是IPCC会承认，多数国家将来究竟会更干旱还是更潮湿，这点很难说得清。而且，它还会悄悄抛弃关于旱灾会日趋高发的说法，2007年，正是IPCC自信地作出了这一预测，但最终发现他们的分析存在缺陷。

　　关于北半球的前景，不确定性同样越来越大。2012年的研究表明：随着高空激流的减缓，北极地区的变暖正在加速。这种变化正在给中纬度地区带来极端天气，包括欧洲持续不断的寒潮、俄罗斯在2010年出现的热浪以及美国在2011年和2012年遭遇的创纪录旱情。

　　简而言之，2013年，要注意怪天气。

再造生命 iPS干细胞临床试验将历史性启动

　　如果一切按计划发展，那么2013年将见证“返老还童细胞”的首次人体试验。这些细胞的形成过程可分为两个阶段：先是让成体细胞“倒转回归”到干细胞状态，然后诱导它们转变成另一类细胞。此举有望在利用成体细胞催生新组织、甚至是整个器官历程上竖起一座里程碑。

　　2006年，日本科学家山中伸弥成功地使皮肤细胞回复到胚胎状态。他把这些细胞称之为“诱导多能干细胞”（iPSC）。这些干细胞只要接触到天然生长因子，就有可能发育成人体中的任何组织。

　　对衍生自iPSC的细胞进行开拓性试验的长期目标，是为接受癌症治疗的病人提供血小板，这些患者需要通过血小板输液来修复受损组织和防止出血失控。不过，最初接受由iPSC生成的血小板试验的将是健康的志愿者。这项研究由马萨诸塞州的马尔博罗先进细胞技术公司（ACT）筹划，相关研究负责人希望这些细胞在被用于癌症病人和其他血液病患者之前，确保它们具备良好的耐受性。

　　不少iPSC相关研究结果业已表明：它们可能具有较高的癌变风险。“由于血小板没有细胞核，不可能形成肿瘤，这使它们成为首次iPSC临床试验的理想选择。”ACT总医务官罗伯特·兰扎说。兰扎透露，志愿者将要接受的血小板是用预先库存的iPSC研制的，但如果试验顺利，他们将用癌症患者自身细胞来制作血小板。

模拟大脑 未来计算技术将竞逐10亿欧元巨额奖金

　　科学界的一场比武、或者说选秀正在火热进行中，6个宏大的研究计划正在角逐2个获奖名额，而每个胜出方将获得整整10亿欧元。

　　在2010年，欧盟委员会呼吁推动堪与登月或人类基因组测序媲美的未来计算技术研究。如此极富雄心的计划，将改变我们对世界的思维模式，也将以理想的方式解决世界面临的一些问题。

　　21个方案参与竞逐，其中6个入围下一轮。其中包括尝试用超级计算机模拟大脑活动的人类大脑计划，以及创建新一代的电子器件——它们不再基于硅，而是基于石墨烯。获奖者名单将在今年1月底宣布，由欧洲各国、私营企业以及欧盟提供的奖金将在10年内分期发放。

　　我们最看好的是FuturlCT方案。其创意类似于真实版的电子游戏“模拟城市（SimCity）”，但却涵盖全球范围，它将为个人、企业和政府提供这个星球的实时信息，通过模拟操作，寻找出应对气候变化等诸多问题的最佳策略。

　　FuturICT的构思缘起于在2008年的金融危机。那场危机提醒我们，其实人类对这个超链接的世界知之甚少。这款文明模拟器将是一个开放的平台，可随时消化各种信息，包括社会化媒体、证券交易机构，甚至是气候模式和政治倾向。请保持关注，这将是一个大变革的开始。

超级焰火 使月亮黯然失色的大彗星即将光临

　　对“2012末日论”破灭感到失望的预言者今年或许能从一颗罕见彗星上找到些安慰。彗星层被广泛视为不祥之兆，但像超级彗星ISON（代号C/2012S1）那样壮观奇诡的却并不多见。它的峰值亮度甚至在白天都有可能盖过月亮。

　　ISON彗星去年9月刚被发现，目前正急匆匆地由外太阳系直奔太阳。它最接近太阳的时刻是在11月。哈佛大学国际小行星中心的蒂莫西·斯帕尔预测，届时它会像1997年的海尔-波普彗星那样献上一台精彩纷呈的“太空秀”。

　　这将是ISON第一次光顾内太阳系。因此，其他彗星因为无数次绕日飞行而失去的挥发性气体，ISON可能依然保留。ISON形成至今已经46亿年，它的到来或许能让我们有机会一睹外太阳系物质的本来面貌。

　　这一年里，我们还将迎来另一场千姿百态的“太空烟火”。那是由于一团三倍于地球质量的气体云正在朝银河系中心通常平静安详的超大质量黑洞行进。肉眼无法观测，但X-射线望远镜将会观察到那些云一头扎进黑洞周围的灼热气晕时所形成的冲击波辐射。

　　这个黑洞名叫“射手座A*”，离地球只有2.5万光年，就相当于在我们“宇宙大院“的门厅口。因此，这场碰撞理应使研究人员能第一次窥探那些强行挤入黑洞的物质。300年前，这个黑洞比现在要亮多了，当时究竟发生了什么状况，此番碰撞甚至有可能提供相关的重要线索。

尖峰之旅 “好奇号”将奔往火星高山品尝“大餐”

　　今年9月前后，“好奇号”火星车将开始享用它在火星上的一顿“大餐”。届时，它将抵达5000米高的伊奥利亚山，“品尝”沉积岩，那里可能存有火星生命的踪迹。

　　其他探测器曾揭示了有关古老水源的大量证据。而载有超尖端化学实验室的“好奇号”目前正在搜寻更强有力的宜居性证据，包括寻找有机化合物。

　　观测结果显示：伊奥利亚山（又名夏普山）的沉积层中，蕴含着被认为是在有水的情况下形成的物质。这跟“好奇号”着陆的盖尔陨坑曾是一个大湖的推测不谋而合。更乐观的推测认为，这些沉积层或许还粘附着微生物的痕迹。

　　加州理工学院的科学家约翰·戈罗青格称，即使找不到有机物，伊奥利亚山也可能存有宜居性的其他线索。

　　2月初，“好奇号”结束对格莱内尔格地区的探索，然后加速赶往10公里之外的夏普山。全速行驶的好奇号每天能走100米，整个行程需耗时6到9个月，包括中途可能为察看其他有趣目标而作的停留。归根结底，火星车最激动人心的发现可能纯属意外。“我们的任务是‘发现驱动’的。”戈罗青格说：“我们要去夏普山，但不排除跟着感觉走，看它将把我们带往何方。”

再见鼠标 3D体感装置将能捕捉极精细的手势

　　如果Leap这一产品最终得以风行，那么鼠标的日子就屈指可数了。这个3D手姿传感设施可让你挥一挥手就能控制电脑，而且今年早些时候就有望投放市场。

　　硅谷的创业企业Leap Motion公司研制的Leap，大小如智能手机，性能和微软Kinect体感传感器很像，只是更小巧、精度超高。其价格也相当便宜，仅售70美元。将Leap连接到个人电脑的USB接口上，电脑屏幕前就会形成一个3D互动空间，手指最细微的运动或手势都能被感应到。

　　所以，只要挥一挥手就能上下翻动网页，用食指稍加点拨就能投入一场火爆的“鏖战”游戏。该公司声称，这款软件的准确性是现有运动传感技术的200倍，能够跟踪0.01毫米的细微动作。据悉，Leap使用了红外线Led和摄像机，Led发出的光可经由双手折射回摄像机。

　　近30年来，指针式点击一直是我们同电脑实现互动的主要方式，形成了难以摆脱的老习惯。如果Leap真的像媒体炒作的那样性能卓绝，那么鼠标可能很快就会被淘汰出局。

“浸”入游戏 下一代视频娱乐设备将提供超现实体验

　　任天堂在去年11月发布了WiiU，微软和索尼也适时地在圣诞前推出了Xbot360和PS3的后续机种。这预示着主机游戏将在新的一年里朝更庞大、更逼真、更具沉浸感的方向发展。

　　业内的热门话题主要围绕1080p HD和Ultra HD（像素4倍于1080p）3D游戏、以及更适合在客厅玩的增强现实游戏展开。曾率先推出体感游戏的任天堂这次继续扮演先锋，它推出了双屏游戏机——连控制手柄都添加了触摸屏。

　　游戏产业正在变得越来越拥挤。自从2005-2006年间推出上一代游戏主机以来，这一领域有了长足发展，电视、电脑、智能终端和“云平台”都在提供游戏内容。这种竞争态势下，重量级产品求新求异不足为怪。

　　WiiU力求剔除电视屏幕上凌乱的界面元素，并能让多人同时游戏。比如，不同的玩家因为任务不同将在手柄上看到不同的画面。

　　索尼和微软对双屏概念同样推崇备至。下一款PlayStation游戏机也许加强它和游戏掌机PS Vita的联系，你不仅能在路上尽兴游戏，到家后也能切换到主机上继续玩。同样，未来的Xbox将进一步以Smartglass为卖点，这款应用软件能将智能手机变成主机手柄。

　　要是你对多屏和超高像素仍嫌不过瘾，或许我们真该跳过屏幕另觅他途。微软公司日前申请了一项专利，内容是如何将运用“增强现实”技术的3D图像投影到客厅的墙上。如果申请成功，那么只要再加上Kinect（体感游戏配件）或其后续产品，通过简单手势来控制游戏，那么游戏里的世界就将冲出屏幕，直接闯入你的家。而当整个客厅都成为控制手柄，双屏或许就会显得过时了。

宇宙地图 大爆炸理论可能迎来更透彻的解释

　　对于“膨胀学说”这个最大的宇宙理论之一，我们很快将有更加透彻的理解。欧洲航天局发射的“普朗克”卫星将在今年早些时候如期完成第一批宇宙测绘图。它们有助于我们更精确地描绘在大爆炸后不到一亿亿亿分之一秒的时间内，宇宙如何由比质子还小的存在，发展成为浩瀚无垠的一片混沌。

　　早期的宇宙犹如一锅平淡无味的等离子热汤，不知怎的形成了我们今天所知道的稠密的星系团和宇宙空洞。根据热力学定律，那些彼此相距遥远的区域在宏观上应该是显得迥然相异的。但对宇宙微波背景辐射（CMB）的研究表明：宇宙在所有的方向看上去依然是近似于雷同的。所谓的宇宙微波背景辐射，是指大爆炸后约30万年所释放的第一束光。

　　物理学家用宇宙膨胀理论来解释这种未必真实的雷同性：宇宙中的所有点一度都“比邻而居”，因而在被快速驱散时造成了“终身难忘”的尴尬。美国国家航空航天局（NASA）2001年发射的威尔金森微波各向异性探测器（WMAP）收集到的数据证实了对暴涨的关键性预测：宇宙结构是时空中的量子涨落促成的。

　　著名物理学家斯蒂芬·霍金最近在接受采访时称，WMAP提供的膨胀证据是其学术生涯中最激动人心的成果。但是，验证什么推动了指数膨胀、它始于何时、持续了多久的最适模型，至今尚未达成一致意见。WMAP数据还揭示了一些出乎意料的奥秘，例如历来以晦涩费解著称的CMB模式等。所以，宇宙学家一直在急切地等待“普朗克”分辨率更高的测绘图以廓清先前的纪录。今年3月，“普朗克”团队将公布第一批累计15个月的宇宙研究数据成果。

　　此外，“普朗克”的成果将帮助完善宇宙是由多少暗能量、暗物质和普通物质构成的统计数字。“普朗克”还可能首次记录下“时空涟漪”——或者说引力波的直观迹象。这对已处于半死状态的探测器来说未必是一件坏事——“普朗克”的两个检测器中有一个在去年1月停止了运行。整个航天器将在今年8月关闭。

心病难除 精神诊断标准修订可能引发一系列争议

　　2013年，“患”精神疾患的人可能创历史纪录。这不能归罪于高度紧张的现代生活——诊断准则修改了，将使无数人将开始服用影响心理状态的药物。

　　今年5月，美国精神病学会将发表最新版本的诊断操作手册（代号为DSM-5）。手册正文部分的修订工作已于去年12月获批，这意味着有些经历丧亲而悲痛欲绝的人很快将被诊断为抑郁症；而阿斯伯格综合征（表现为社交困难、情绪脆弱等）将被划归自闭症。

　　这次修订可能会让被诊断为某种形式自闭症的儿童减少，但总体上，业界普遍担心此举会扩大精神疾病的界限。“我使用的是‘社会病态化’这一措辞。”坦普尔大学的弗兰克·法利说。他曾作为组织者向有关部门发出请求，希望让DSM-5接受更广泛的社会审核，但并未如愿。过去一年，约有20%的美国人体验过一种可诊断的精神疾病，这个数字将会如何变化还很难预料。

　　DSM上次修订是在1994年，杜克大学的艾伦·弗朗西斯是当时那项工作的牵头人。他一直对DSM-5持强烈批评态度。他担心药业公司将从中嗅到巨大的商机：“服用精神类药物现在就跟吃糖似的。”

乡归何处 追溯人类起源的脚步转向亚洲

　　非洲历来被视为人类的起源地，也是人迈出第一步和发育出健硕大脑的地方。但那些对人类起源最新研究成果怀有兴趣的人，现在应该转而将目光投向亚洲。

　　为什么会这样？因为人类故事的最初篇章，连同此后岁月里意味深长的重大进展似乎发生在亚洲的天空下。

　　首先，在缅甸出土的一块3700万年前的化石完美地证明了，在灵长目动物的进化树上，我们人类这个分叉萌发于亚洲而并不是非洲。又过了很久很久，即早期人类从非洲崛起之后，我们人类的某些“远房表亲”在亚洲也开起了“分号”，只是后来归于消亡。

　　2012年，人类学家首次认为俗称“马鹿洞人”的古人族不同于任何其他类型的人类化石。最迟到1.5万年前，这些古人组还生息在现今中国的境内，但后来消失得无影无踪。

　　这一揭秘的言外之意在于：我们有更多久已失传的远亲，仍需要到东南亚地区被忽视的化石记录去追溯。比方说，我们对如谜一般的丹尼索瓦人知之甚少。2010年，科学家对部分丹尼索瓦人的化石进行了DNA测序，这些化石距今5万年，产自西伯利亚的洞穴；可是其中某些DNA的痕迹至今仍能在印度尼西亚人身上找到。这个事实不仅表明丹尼索瓦人跟人类有过杂交，而且还预示他们在东南亚和西伯利亚占据过广袤的领地。

　　然而，我们拥有的关于他们存在的唯一证据，只是一截手指骨和一颗牙齿。长期以来，古人类学家的铲刀和刷子一直没有“光顾”亚洲的平原和森林。目前，不少团队正迫不及待地在亚洲勘探岩石。丹尼索瓦人以及人类其他祖先的神秘面纱相信很快就会被揭开。