袁偉
2024-01-02 
Nature2024九大科技變革預測：GPT5、超算Jupiter、嫦娥六號、超級蚊子
2023年將要過去，這一年來投資者見證了許多科學奇跡。面對即將到來的2024年，又有哪些期待？
頂級科學期刊《Nature》近日發(fā)布了2024年值得關(guān)注的九大科技變革預測，下一代AI模型GPT-5，歐洲超級計算機Jupiter，嫦娥六號，“抗病”蚊子等上榜。
預測一：GPT-5 與新一代 AlphaFold今年，以ChatGPT為代表的大語言模型的崛起，對科學界產(chǎn)生了深遠影響。大語言模型在文本處理、數(shù)據(jù)分析、圖像及視頻生成等方面展現(xiàn)出優(yōu)異的能力。
《Nature》預計，OpenAI將于明年年底，發(fā)布支持聊天機器人的下一代AI模型GPT-5。另外，科學家們也在密切關(guān)注GPT-4競爭對手谷歌Gemini的進展。
谷歌DeepMind的AI工具AlphaFold的全新版本也將于明年發(fā)布。研究人員已用該工具準確預測了蛋白質(zhì)的3D形狀，新一代 AlphaFold將能夠以原子級精度模擬蛋白質(zhì)、核酸和其他分子之間的相互作用，這可能為藥物設(shè)計和發(fā)現(xiàn)開辟新的可能性。
預測二：超算Jupiter《Nature》預測，明年初研究人員將啟動歐洲第一臺超過每秒10億次計算的超級計算機Jupiter。研究人員將用它創(chuàng)建用于醫(yī)療目的的人類心臟和大腦“數(shù)字孿生”模型，并對地球氣候進行高分辨率模擬。
美國研究人員則將在2024年安裝兩臺超過每秒10億次計算的超級計算機：一臺是位于伊利諾伊州勒蒙的阿貢國家實驗室的“Aurora”，另一臺是位于加利福尼亞州勞倫斯利弗莫爾國家實驗室的“El Capitan”。科學家將用Aurora來創(chuàng)建大腦神經(jīng)回路圖，并用El Capitan模擬核武器爆炸的影響。
預測三：探索月球《Nature》表示，美國宇航局明年將再次啟動載人登月任務(wù)。阿耳忒彌斯二號最早可能于明年11月發(fā)射，飛船將搭載四名宇航員（三男一女），進行為期十天的繞月飛行。阿耳忒彌斯二號的發(fā)射將為下一步登月任務(wù)奠定基礎(chǔ)。
中國也準備在2024年深入探索月球，計劃發(fā)射嫦娥六號，執(zhí)行月球采樣返回任務(wù)。如果任務(wù)成功，這將是首次從月球遠端采集樣本。
除月球外，各國也加快了對其他地外行星探索的腳步。
探索外太陽系衛(wèi)星的任務(wù)包括美國宇航局的Clipper飛船，該飛船計劃于明年10月前往木星的衛(wèi)星Europa。其目標是確定該衛(wèi)星地下海洋是否可能孕育生命。
日本的衛(wèi)星探索任務(wù)計劃于2024年發(fā)射，將訪問的兩顆衛(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，計劃于2029年返回地球。
預測四：生產(chǎn)“超級蚊子”《Nature》稱，非營利組織“世界蚊子計劃”（The World Mosquito Program）將于明年開始在巴西的一家工廠生產(chǎn)抗病蚊子。這些蚊子被注入一種細菌菌株，以阻止致病病毒傳播，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，“世界蚊子計劃”每年將生產(chǎn)多達50億只這樣的“超級蚊子”。
《Nature》預測，智利的Vera C. Rubin天文臺將于2024年底開始運行部分儀器，并計劃對整個南半球天空進行為期十年的調(diào)查。借助天文臺的8.4米望遠鏡和3200兆像素的巨型相機，科學家們希望發(fā)現(xiàn)更多新的瞬變現(xiàn)象和近地小行星。
同樣在智利，位于阿塔卡馬沙漠的Simons天文臺將于2024年中期竣工，并將用于在宇宙微波背景中尋找原始引力波的特征。Simons天文臺的望遠鏡將配備多達5萬個光收集探測器，是目前正在進行的類似項目的十倍。
在疫苗的幫助下，人們度過了新冠疫情的緊急階段，但新冠病毒沒有真正消失。
《Nature》表示，美國政府正在試驗三種下一代疫苗，其中兩種是鼻內(nèi)疫苗，旨在通過在氣道組織內(nèi)產(chǎn)生免疫力來預防感染。第三種是mRNA疫苗，將增強抗體和T細胞的反應(yīng)，有望針對多種變異毒株提供更持久的免疫力。
預測七：照亮暗物質(zhì)《Nature》稱，一項旨在探測被稱為軸子（axion）的暗物質(zhì)粒子的實驗結(jié)果將于2024年公布。軸子是一種假想的亞原子粒子，大約是1970年代為了解決CP守恒問題所提出的一個假想粒子，但這些微小的粒子尚未在實驗中被觀測到，因為它們需要敏度的探測工具和極強的磁場。
德國電子同步加速器的BabyIAXO實驗正在使用一臺由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，捕捉軸子向光子的轉(zhuǎn)換。
2024年可能是科學家確定中微子質(zhì)量的一年，中微子是粒子物理標準模型中最神秘的粒子。研究人員將在2024年完成數(shù)據(jù)收集，有望對這些微小粒子進行準確的測量。此前，2022年卡爾斯魯厄氚中微子實驗的結(jié)果顯示，中微子的最大質(zhì)量為0.8電子伏特。
預測八：第二輪意識產(chǎn)生機制之辯開始《Nature》預測，明年可能會帶來關(guān)于人類意識產(chǎn)生機制的新見解。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(jié)果。
此前，在1998年，認知神經(jīng)科學家Christof Koch與哲學家David Chalmers對賭，Koch賭約25年后科學家們將確定大腦神經(jīng)元產(chǎn)生意識的機制。
今年6月23日，在紐約召開的意識科學研究協(xié)會年會上，對這一賭注宣布競賽結(jié)果：宣布Chalmers獲勝，哲學家勝過神經(jīng)學家。Koch不得不承認：有關(guān)意識領(lǐng)域的研究，這仍然是一個持續(xù)不斷的追求。
預測九：應(yīng)對氣候變化《Nature》表示，2024年下半年，海牙國際法庭可能會就各國應(yīng)對氣候變化的法律義務(wù)發(fā)表意見，并對那些被認為破壞氣候的國家的法律后果做出裁決。雖然裁決不具有法律約束力，但其影響力可以推動各國加強其氣候目標，并在國內(nèi)法律案件中引用。
聯(lián)合國塑料條約的談判將于明年結(jié)束，該條約旨在制定一項具有約束力的國際協(xié)議，從而消除塑料污染。自20世紀50年代以來，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野生動物造成危害。但研究人員越來越擔心，去年開始的聯(lián)合國談判進展過于緩慢，無法實現(xiàn)預期目標。
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