本刊編輯部

覽·科學(xué)

Top10 2014年值得期待的十大科技突破

本刊編輯部

在上一期的《科學(xué)24小時》中，我們帶大家回顧了2013年的十大科學(xué)事件，您是否還覺得意猶未盡？不要著急，今天我們就一起來盤點2014年值得期待的十大科技突破。這些技術(shù)涵蓋航天、通信、基因、醫(yī)藥等各個方面，體現(xiàn)了人類不斷追求的終極目標(biāo)。相較于2013年，或許2014年才稱得上是真正的科技年。

NO.1月宮一號

入選理由：移民月球的墊腳石

我們?nèi)詫⒌谝幻奈恢昧艚o了中國。“月宮一號”是中國探月計劃的一部分，也是極其重要的一部分。如何利用空間生物再生生命保障系統(tǒng)，實現(xiàn)人類在月球的長期生存，是“月宮一號”的首要任務(wù)。

這一項目由北京航空航天大學(xué)建立，是一個用于模擬月球生命保障系統(tǒng)的封閉性物質(zhì)循環(huán)實驗。雖然月球的高輻射和微重力等自然環(huán)境極難模擬，但我們的科學(xué)家仍在努力克服技術(shù)困難，完成此項意義重大的科學(xué)實驗。

未來的國家實力必定與宇宙空間的探索能力和利用能力緊密相關(guān)，雖然目前的“月宮一號”系統(tǒng)還十分稚嫩，甚至完全沒有應(yīng)用于月球的可能，但人類未來在外太空長期駐留的生命保障問題必將得到解決，或許“月宮一號”就是成功的墊腳石。

NO.2神奇的抗癌新藥

入選理由：要想活到99，抗癌新藥必須有

雖然艾滋病的致死率更高，但癌癥仍然是危害人類健康的最大難題。2013年11月，美國一家醫(yī)藥公司研發(fā)的抗癌新藥Lambrolizumab正式用于臨床試驗。數(shù)據(jù)顯示，在該藥治療的晚期黑色素瘤患者中，超過80%的患者在1年之后仍然存活。

2014年，Lambrolizumab將正式報備美國食品藥品監(jiān)督管理局，獲取走向市場的資格。這種抗癌新藥或許很快就將和我們見面。

進(jìn)一步，為避免后期收斂過程陷入局部最優(yōu)，考慮到算法運行初期若能引領(lǐng)種群向自身最優(yōu)粒子的平均值逼近，則有利于全局搜索，而隨著迭代的進(jìn)行，求解應(yīng)更注重局部開發(fā)，以實現(xiàn)在全局搜索和局部開發(fā)之間達(dá)到平衡.受差分進(jìn)化思想啟發(fā)，基于上述分析，本文引入了一個調(diào)整算子，依據(jù)各自身最優(yōu)粒子的算術(shù)平均值與當(dāng)前粒子的差值，并根據(jù)迭代次數(shù)不斷遞減.定義如下：

NO.3追尋引力波

入選理由：歐洲航空局連續(xù)發(fā)力

引力波是引力在時空中激起的漣漪，是我們觀察那些用光波無法觀測的事件的唯一手段。引力波可用于觀測黑洞間的碰撞，或是大爆炸之后十億分之一秒內(nèi)的量子漲落等。

為了追趕美國的腳步，歐洲航空局連續(xù)發(fā)力。今年，他們將發(fā)布由普朗克太空望遠(yuǎn)鏡研究團(tuán)隊搜集的，有關(guān)宇宙微波背景輻射的光子在天空中的偏振變化的數(shù)據(jù)。一旦能夠探測到這種偏振變化，那將有助于我們更好地理解引力波，并真正以科學(xué)的手段解釋宇宙的起源。

NO.4艾滋病的殺手

入選理由：必須解決的難題

2013年1月份，科學(xué)家從艾滋病患者體內(nèi)分離出了“廣譜中和”抗體，這種抗體具有強大的抗廣譜艾滋病病毒的效果。隨后，科學(xué)家將這種抗體注入恒河猴體內(nèi)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，恒河猴體內(nèi)的猿猴和人免疫缺陷病毒的濃度急劇下降。今年，科學(xué)家將在人體上正式測試這一療法。如果測試順利，“廣譜中和”將成為人類“殺手”的“殺手”。

除了“廣譜中和”，美國科學(xué)家還通過抗逆轉(zhuǎn)錄病毒療法，首次實現(xiàn)了“功能性治愈”艾滋病病毒嬰兒感染者。

這些消息都在“刺激”著科學(xué)家進(jìn)行更深入的研究，以早日找到治療艾滋病的方法?；蛟S這一切就將發(fā)生在2014年。

NO.5深空探索

入選理由：人類的探索腳步從未停止

火星也將變得熱鬧非凡：美國和印度的兩顆探測器都將在今年9月份抵達(dá)火星，而“好奇號”也將在6月份到達(dá)夏普山，尋找火星存在水的證據(jù)。

NO.6微型測序儀

入選理由：DNA片段的閱讀器

雖然目前人類已研發(fā)出許多讀取DNA的技術(shù)，但微型測序儀的出現(xiàn)還是會改變?nèi)祟愑^測DNA的角度和深度。

微型測序儀可以幫助人類閱讀更長的DNA片段，并有望用于對細(xì)菌DNA的混合樣本進(jìn)行測序，實時顯示結(jié)果。這種測序技術(shù)采用電泳技術(shù)，借助電池驅(qū)動單個分子逐一通過納米孔來實現(xiàn)測序。納米孔的直徑非常小，每次僅允許單個核酸聚合物通過，故可以在此基礎(chǔ)上使用多種方法進(jìn)行高通量測序。而且，納米級別的孔徑保證了檢測具有良好的持續(xù)性，因此測序的準(zhǔn)確度非常高。

NO.7鈣鈦礦掀起可再生能源革命

入選理由：太陽能的新應(yīng)用

自從人們意識到化石能源的危害和危機以來，就一直在尋找能夠替代它的新能源，潮汐能、地?zé)崮堋L(fēng)能等都是人們的選項，但它們可能難以擔(dān)當(dāng)重任。

不過一種名為鈣鈦礦的物質(zhì)卻讓科學(xué)家們非常興奮。這種物質(zhì)能將光能轉(zhuǎn)化為電能，光電轉(zhuǎn)化效率超過15%，而且開發(fā)成本非常低。2014年，科學(xué)家們期望將光電轉(zhuǎn)化效率提高到20%，以達(dá)到目前商用硅基太陽能電池的最低轉(zhuǎn)化效率。如果成功，鈣鈦礦將真正掀起一場新能源革命。

NO.8全息立體通訊即將成為現(xiàn)實

入選理由：我在你面前，我不在你面前

人們都渴望能在聽到人聲的同時，清晰地看到對方的人像。近年來，視頻通訊技術(shù)取得了重大突破。2014年，全息立體通訊即將成為現(xiàn)實，人與人的交流將變得更加生動和順暢。

英國開發(fā)的一套全息立體通訊系統(tǒng)可以在兩個甚至多個會議地點之間傳輸與會者的運動影像，從而產(chǎn)生出“面對面”交談的效果。當(dāng)然，3D全息立體通訊也即將成為現(xiàn)實。加拿大某科技公司研發(fā)了3D全息投影裝置，這套裝置能實現(xiàn)全比例多角度顯示真人3D視頻圖像，甚至能在遠(yuǎn)程通訊時，讓通話者看見彼此的后背。

NO.9火星之旅倒計時

入選理由：別再羨慕“好奇號”

雖然我們都知道“好奇號”在火星上的日子并不好過，但有誰不想去那里體驗一下呢？然而，橫亙在我們面前的難題太多：動力如何解決，環(huán)境如何改變，輻射如何防御……

當(dāng)然，人類的終極目標(biāo)就是探索宇宙。美國宇航局在今年1月初對外宣布，他們正在測試一種新型動力，用于飛往火星的宇宙飛船。而在今年的某一時刻，該動力將在國際空間站上進(jìn)行測試。如果成功，我們前往火星的旅程就將從500天縮短為90天左右。這款動力被稱為VASIMR，利用等離子體技術(shù)推進(jìn)，它不僅可以為航天器提供動力，而且還能為其供電。

NO.10穿戴科技漸入佳境

入選理由：把科技“穿”在身上，騰出你的雙手

當(dāng)拉里·佩奇向人們自豪地展示谷歌眼鏡時，我們就該意識到穿戴科技必將成為日后市場的主流。如今，不少新興科技公司正不斷嘗試新一代的可穿戴設(shè)備，包括機械手臂、多功能眼球、智能頭盔等。這些設(shè)備不僅將逐步推向普通市場，而且還將被應(yīng)用在軍事、醫(yī)療等領(lǐng)域。

2013年，三星公司憑借Galaxy Gear（詳見本刊2013年第12期），成為將智能手表由理論轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實的“第一人”。隨著諾基亞、蘋果、PSCF、GHYI等公司快速加入研發(fā)戰(zhàn)爭，相信2014年將成為可穿戴科技實現(xiàn)突破性發(fā)展的一年。