科技日報記者 劉霞

　　浮云一別后，流水十年間！21 世紀第二個十年已悄然離開。過去十年，不少革命性突破和發現給人類生活和認知帶來重大變革：希格斯玻色子填補了“標準模型”最后一塊拼圖，深化了人類對物質本質的理解；引力波的出現讓人類擁有了洞悉宇宙奧秘的全新方式；CRISPR 則讓人類新添一把對抗疾病的利器，等等。

　　時代的車輪滾滾向前，2020 年代的高速列車已啟程，會有哪些重大發現在前方等待我們呢？美國趣味科學網站在近日的報道中，給我們提供了一些答案。

　　通用流感疫苗

　　幾十年來，無數科學家孜孜以求，希望研制出“通用流感疫苗”。隨著技術不斷進步，未來 10 年內，這項真正的醫學突破有望“夢想照進現實”。

　　美國約翰霍普金斯大學健康安全中心傳染病專家阿梅什·阿達利亞博士說：“科學家正采用不同方法研制通用流感疫苗，初步實驗結果令人振奮。”

　　從理論上來說，通用流感疫苗能為人們提供長期保護，更重要的是，無需每年接種流感疫苗。通用流感疫苗這一特性使其不僅能抵御不斷變化的季節性流感病毒，也能抵御將來可能出現的大流行性流感病毒。如研制成功，不啻為人類的一個巨大福祉。 

　　流感病毒的某些部分每年都變，其他部分則長年不變，目前所有研制通用流感疫苗的方法都針對病毒變異較小的部分。

　　2019 年 4 月，美國國家過敏和傳染病研究所（NIAID）啟動了首個通用流感疫苗人體試驗。這一免疫方法旨在誘導對流感病毒變異較小部分（血凝素，能幫助流感病毒進入人體細胞）的免疫反應。這項一期研究將主要針對實驗疫苗的安全性，以及參與者的免疫反應，研究結果將于 2020 年年初發布。 

　　而以色列 BiondVax 公司研制的另一種通用流感疫苗目前正進行臨床三期試驗，結果如顯示有效，意味著這種疫苗可抵抗所有流感病毒。據《科學家》雜志報道，該候選疫苗包含 9 種來自不同流感病毒（這些病毒菌株間差異很小）的蛋白。BiondVax 公司稱，此研究迄今已招募 12000 多人，結果預計將在 2020 年底揭曉。

　　更大更好的“迷你大腦”

　　過去十年，科學家已成功利用人類干細胞培育出“迷你大腦”（所謂的“類器官”），

　　但賓夕法尼亞大學神經科學教授宋紅軍說，迄今為止，類腦器官只能發育成類似胎兒早期階段大腦的小塊。不過未來十年，這一情況將發生變化。“屆時，我們不僅可以建模細胞類型的多樣性，還可以建模大腦的細胞結構。” 

　　成熟神經元在大腦內層層疊疊、縱橫交錯，但目前的類器官內都是無法形成復雜連接的未成熟細胞。宋紅軍表示，未來十年內有望克服這一挑戰。有大腦微型模型加持，科學家能推斷神經發育疾病如何逐步惡化；神經退行性疾病如何讓大腦組織分崩離析；以及不同人的大腦對不同療法如何反應等。 

　　宋紅軍補充說，未來有一天（盡管可能并非 10 年內），科學家甚至能培育出神經組織的“功能單元”，來替換大腦的受損區域。盡管這項研究此時還處于高度理論化階段，“但我認為在未來十年內，我們會知道這條路是否行得通”。

　　向可再生能源系統轉型

　　過去十年，海平面不斷上升、極端氣候頻頻來襲，令人深刻認識到，我們棲息的美麗星球多么脆弱。未來十年，我們該如何保護地球呢？  

　　賓夕法尼亞州州立大學著名氣象學教授邁克爾·曼說：“我認為，我們將在應對氣候變化方面取得突破，但在此期間，我們需要能加速這一轉變的政策，以及支持這些政策的政治家。”

　　伊利諾伊大學香檳分校大氣科學教授唐納德·伍布萊斯也表示，未來十年間，“能源和交通系統向可再生能源的轉型將順利進行，科學家也將開發出新方法和技術，使我們能更快成功轉型。此外，惡劣天氣或海平面上升帶來的影響日益加劇，人們的關注也會與日俱增，因此，會更嚴肅看待氣候變化問題。” 

　　伍布萊斯說，最近有證據表明，科學家可能低估了氣候變化對本世紀及以后的影響，因此，人們對氣候變化嚴陣以待是好事。而且，未來十年，對氣候變化可能帶來的影響，我們的了解會更多。

　　找到軸子

　　過去十年，物質世界微觀領域最激動人心的發現非希格斯玻色子莫屬，這一發現堪比人類首次登月。希格斯玻色子又被稱為“上帝粒子”，其使命是賦予其他基本粒子質量。粒子物理學標準模型描述了構成物質的各種粒子，希格斯玻色子被認為是標準模型“皇冠上的明珠”。

圖片來源：美國趣味科學網站

　　發現希格斯玻色子的狂喜，并沒有讓物理學家停下探索的腳步，一些此前默默無聞的粒子逐漸走上物理學的舞臺中央，其中最令人矚目的當屬軸子。 

　　諾貝爾物理學獎得主、麻省理工學院教授弗蘭克·維爾切克說，未來十年，我們很有可能發現軸子。1978 年，維爾切克首次提出軸子理論。他認為，軸子可能并非單個粒子，而是一類很少與普通物質相互作用的粒子。軸子的存在可以解釋一個長期存在的未解之謎：為什么物理學定律對物質粒子和反物質粒子“一視同仁”，即使它們的空間坐標發生了翻轉。 

　　此外，軸子也是暗物質的主要候選粒子之一，暗物質將星系束縛在一起，迄今仍不知其鄉關何處。

　　維爾切克說：“發現軸子將是基礎物理學領域的一項偉大成就。目前，全球各地有不少實驗在‘抓捕’軸子，在未來五到十年內，我們很可能發現軸子。”這些實驗包括“軸子暗物質實驗”和位于歐洲核子研究中心的軸子太陽望遠鏡。

　　當然，維爾切克也表示，在粒子物理學領域還存在其他可能性：我們可能發現來自宇宙最早期的引力波；也有可能找到所謂的弱相互作用重粒子，它也是暗物質候選粒子。 

　　發現存在類地大氣系外行星

　　1995 年 10 月，米歇爾·馬約爾和迪迪埃·奎洛茲宣布發現首顆繞類日恒星旋轉的系外行星，這一發現猶如哥倫布發現新大陸，大大拓展了人類視野。

　　這顆行星名為“飛馬座 51b”，公轉周期為 4.2 個地球日，質量約為木星的一半。NASA 稱，這一發現永遠改變了“我們看待宇宙和我們在宇宙中位置的方式”。迄今，天文學家已確認 4104 顆繞太陽系外恒星運行的系外行星。

圖片來源：美國趣味科學網站

　　麻省理工學院行星科學家兼天體物理學家薩拉·西格認為，未來十年，系外行星探索領域前景無限。她解釋說：“詹姆斯·韋伯太空望遠鏡將于 2021 年發射升空，這對天文學和系外行星科學未來十年的發展影響巨大。借助它，科學家將首次能在紅外線中‘看見’系外行星，這意味著他們甚至可以發現繞距離很遠恒星運行的微弱行星。” 

　　這一望遠鏡也將為了解這些系外世界的“性格特征”打開新窗口。西格解釋說：“如果存在合適的巖石行星，我們將能探測到其上的水蒸氣。存在水蒸氣意味著存在液態水海洋，眾所周知，液態水對生命不可或缺，所以，發現液態水至關重要。系外行星搜索領域的‘圣杯’是要找到一顆擁有與地球相似大氣層的星球，即一顆能維持生命繁衍生息的星球。” 

　　西格也強調說，當然，在此過程中，我們會遭遇“成長的煩惱”！“詹姆斯·韋伯太空望遠鏡升空、其他超大地基望遠鏡即將投入使用，搜索系外行星的科學家也越來越多，正從以前的單兵或小分隊作戰模式轉為上百人的集體作戰模式。盡管還沒有達到激光干涉引力波（LIGO）實驗的千人團隊規模，但組織工作已變得相當困難。”  

　　十年，不過是宇宙長河里的一粒微塵，卻也可以在科學發展史上寫下濃墨重彩的篇章，過去十年已經證明了這一點。雄關漫道真如鐵，而今邁步從頭越！歷史總在重演，科技永遠向前。我們有理由相信，未來十年也必將涌現出一些大發現，引領我們進入一個更加美麗的新世界。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的未来十年有望改变世界的五大发现的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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