人工智能的進步

ChatGPT的興起對今年的科學產生了深遠影響。它的創造者，即位于美國舊金山的人工智能研究公司OpenAI，預計將于2024年年底發布支撐聊天機器人的下一代人工智能模型GPT-5。GPT-5可能會比其前身GPT-4展示出更先進的功能。科學家同時也在關注GPT-4的競爭對手Gemini的推出。

大型語言模型可以處理多種類型的輸入，包括文本、計算機代碼、圖像和音視頻。

ChatGPT：恩惠和負擔？

美國谷歌DeepMind的人工智能工具AlphaFold的新版本將于2024年發布。研究人員已經用它高精度地預測了蛋白質的3D形狀。人工智能將以原子精度模擬蛋白質、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辟新的可能性。

解決監管方面的問題迫在眉睫。聯合國人工智能高級別咨詢機構將于2024年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。

瞄準星星

位于智利的維拉魯賓天文臺計劃在2024年年底之前開始運行部分儀器。借助該天文臺的8.4米望遠鏡和32億像素相機，科學家希望發現許多新的瞬態現象和近地小行星。

同樣在智利，西蒙斯天文臺將于2024年年中建成。這項下一代宇宙學實驗將在宇宙微波背景中尋找原始引力波的特征。它的望遠鏡將配備多達5萬個聚光探測器，是目前正在進行的類似項目的10倍。

天文學家依然擔心，由于越來越多的明亮衛星星座用光污染夜空，新的地基望遠鏡數據可能會變得無法使用。

位于智利的維拉魯賓天文臺。圖片來源：Rubin Obs/NSF/AURA

“武器化”的蚊子

世界蚊子項目將于2024年在巴西的一家工廠開始生產抗病蚊子。蚊子將攜帶一種細菌，這種細菌可以防止它們傳播致病性病毒，保護多達7000萬人免受登革熱和寨卡病毒等疾病的侵害。

這家非營利組織計劃在未來10年每年生產多達50億只攜帶細菌的蚊子。

世界蚊子項目一家工廠生產的蚊子。圖片來源：Jaime Saldarriaga/AP via Alamy

疫情之外

隨著世界走出新型冠狀病毒大流行，美國政府正在資助3種下一代疫苗的試驗。其中兩種是鼻內疫苗，通過在氣道組織中產生免疫力來預防感染。第三種是一種mRNA疫苗，可以增強抗體和T細胞反應，有望提供對冠狀病毒變體的持久免疫。

與此同時，世界衛生組織將在2024年5月舉行的第77屆世界衛生大會上公布其流行病條約的最終草案。該條約旨在讓各國政府更好地預防和管理未來的流行病。

月球任務

自20世紀70年代以來，美國宇航局再次啟動載人登月任務。阿爾忒彌斯二號最早可能于2024年11月發射，將搭載三男一女共4名宇航員乘坐“獵戶座”飛船進行為期10天的繞月飛行。

美國宇航局訪問木衛二的航天器。圖片來源： NASA/JPL-Caltech/Johns Hopkins, APL/Ed Whitman

中國準備在2024年啟動嫦娥六號月球采樣任務。如果成功，這將是第一個從月球背面收集樣本的任務。

此外，美國宇航局的“克利伯號”飛船將于2024年10月飛往木星的衛星木衛二。日本計劃于2024年進行火星衛星探索任務，將訪問火星的衛星火衛一和火衛二，其探測器會降落在火衛一并收集表面樣本。

“照亮”暗物質

一項被稱為“軸子”的暗物質粒子實驗的結果將在2024年看到曙光。德國電子同步加速器進行的BabyIAXO實驗使用一個由10米長的磁鐵和超靈敏的無噪聲X射線探測器組成的太陽望遠鏡，每天跟蹤太陽中心12小時，以捕捉軸子轉化為光子的過程。

2024年可能是科學家確定中微子質量的一年。中微子是粒子物理學標準模型中最神秘的粒子。研究人員將在2024年完成數據收集，并有望對這些微小顆粒進行明確測量。

關于意識的辯論

2024年，科學家可能會對意識的神經基礎有新的認識。一個大型項目正在通過一系列對抗性實驗來測試兩種意識理論，預計將在2024年年底前公布第二輪實驗的結果。

在第一輪中，兩種理論都未能與觀察到的腦成像數據完全一致。第二輪研究可能會讓神經科學更接近于解讀主觀體驗的奧秘。

拯救地球

2024年下半年，海牙國際法院可能會就各國應對氣候變化的法律義務發表意見，并對那些破壞氣候的國家的法律后果作出裁決。

自20世紀50年代以來，世界上已經生產了100億噸塑料，其中70多億噸現在成為廢品。聯合國塑料條約政府間談判將于2024年結束。該條約旨在建立一項具有約束力的國際協議，以消除塑料污染。

超級計算機

2024年年初，研究人員將啟動歐洲首臺百億億次超級計算機“木星”。這臺巨大的機器每秒可以執行一百億億次計算。研究人員將利用該機器創建基于醫學目的的人類心臟和大腦“數字雙胞胎”模型，并對地球氣候進行高分辨率模擬。

美國研究人員將在2024年安裝兩臺百億億次計算機——阿貢國家實驗室的Aurora和勞倫斯利弗莫爾國家實驗室的El Capitan。科學家將利用Aurora繪制大腦神經回路圖，利用El Capitan模擬核武器爆炸的效果。