來源：Nature Portfolio
原文作者：Miryam Naddaf
先進的AI工具、探月任務和E級超級計算機将塑造新一年的科學程序。
AI進展
今年，ChatGPT的橫空出世讓科學界為之一振。開發ChatGPT的OpenAI位于加州舊金山，預計将在明年末推出GPT-5——驅動ChatGPT的下一代人工智能（AI）模型。GPT-5或比前身GPT-4擁有更多先進功能。科學界還在期待谷歌推出GPT-4的勁敵——Gemini。該大型語言模型能處理各類型的輸入，包括文本、計算機代碼、圖檔、音頻和視訊。
由Google的DeepMind推出的AI工具AlphaFold被研究人員用來精準預測的蛋白3D結構，AlphaFold的最新版本也将于明年問世。這個AI工具将能模拟蛋白、氨基酸和其他分子的互相作用，精确度可達原子級别，為藥物設計和發現創造新的機遇。
監管問題也在步步逼近。聯合國進階别人工智能咨詢機構将在2024年中旬釋出最終報告，制定AI監管國際指南。
心系星辰
薇拉·魯賓天文台将對南半球天空開展為期十年的觀測。
智利的薇拉·魯賓天文台将在2024年底前運作部分設施，提前開始對整個南半球天空的十年觀測計劃。該天文台有一台8.4米的望遠鏡和一個3200兆像素的巨型相機，科學家希望能用這些裝置發現大量暫現現象和近地小行星。
還是在智利，阿塔卡馬沙漠的西蒙斯天文台将于2024年年中完工。下一代宇宙學實驗将在宇宙微波背景中尋找原初引力波（大爆炸的餘輝）的特征。西蒙斯天文台的望遠鏡有多達5萬個集光探測器，是目前運作的同類項目的十倍之多。
天文學家仍在擔心由于明亮衛星星座數量的增加，對夜天的光污染會使新的地基望遠鏡資料無法使用。
蚊子武器
世界蚊子計劃（World Mosquito Program）工廠生産感染細菌的蚊子，可防止它們傳播登革熱等病毒。
世界蚊子計劃（World Mosquito Program）将于明年開始在巴西一家工廠生産抗病蚊子。這些蚊子感染了一種菌株，能防止它們傳播緻病病毒，有望讓最多7000萬人避免感染登革熱和寨卡等疾病。在接下來的10年裡，該非營利組織每年将生産最多50億隻感染菌株的蚊子。
疫情之後
随着全世界從COVID-19大流行的突發期中逐漸複原，美國政府正在資助三款下一代疫苗的臨床試驗，其中兩款為通過誘導氣道組織免疫的鼻内疫苗；另一款是能增強抗體和T細胞應答的mRNA疫苗，有望針對新冠病毒（SARS-CoV-2）變異株産生廣譜且長效的免疫力。
同時，世衛組織将在明年5月的第77屆世界衛生大會期間釋出“大流行病條約”的最終草案。該條約旨在幫助各國政府更好地預防和應對未來的大流行病。194個聯合國成員國将商議具體條款，包括這些條款是否具有限制力。這次商議的核心是為了確定各方能平等獲得預防大流行所必需的資源，包括疫苗、資料和專業知識。
探月任務
NASA的工程師正在改進“快船”（Clipper）探測器，該探測器将在明年奔赴木星的衛星——木衛二（Europa）。
這是NASA自1970年代以來的首個載人登月任務。阿耳忒彌斯2号（Artemis II）最早或于明年11月發射，“獵戶座”（Orion）飛船将搭載三男一女共4名宇航員飛掠月球10天。阿耳忒彌斯2号将為後續的阿耳忒彌斯3号任務打下基礎——阿耳忒彌斯3号任務計劃讓首位女性和第二位男性登陸月球。中國也計劃在2024年開展嫦娥六号月球取樣傳回任務。如果成功，該任務将成為首個在月球背面完成采樣的任務。
探索外太陽系衛星的任務包括NASA拟在明年10月前往木星衛星木衛二的“快船”（Clipper）探測器。該任務的目标是确定木衛二的地下海洋是否存在生命。日本在2024年的火衛探測器（Martian Moons eXploration）計劃将造訪火衛一和火衛二。該探測器将在火衛一着陸并在地表采樣，留待樣本在2029年傳回地球。
闡明暗物質
一項探測軸子（axion）這種暗物質粒子的實驗将于2024年公布結果。研究人員認為軸子由太陽釋放并轉化成了光，但這種微粒子從未在實驗中觀測到過，因為它們需要靈敏的探測工具和極強的磁場。德國電子同步加速器的BabyIAXO實驗使用由10米長的磁鐵和超靈敏零噪音X射線探測器組成的太陽望遠鏡，每天追蹤太陽核心12小時，以記錄軸子變成光子的過程。
2024年可能還是科學家确定中微子品質的一年——中微子是粒子實體學标準模型中最神秘的粒子。卡爾斯魯厄氚中微子實驗（Karlsruhe Tritium Neutrino）在2022年的結果表明，中微子的最大品質為0.8電子伏特。研究人員将在2024年完成資料采集，并确定這種極小粒子的測量結果。
意識辯論賽：第二回合
明年還有望進一步闡釋意識的神經基礎。一個大型項目正通過一系列對抗性實驗檢驗兩種意識理論的對錯，該項目預計在2024年底釋出第二輪實驗的結果。在第一輪實驗中，兩種理論與觀測到的腦成像資料都不完全一緻——這讓一個25年前的對賭塵埃落定，最終哲學赢過了神經科學。第二輪實驗或從神經科學的角度揭開這種主觀體驗的秘密。
救救地球
聯合國塑膠條約旨在制定消除塑膠污染的全球協定。
2024年下半年，海牙國際法庭或對各國對抗氣候變化的法律義務進行評價，并要求被認為破壞氣候的國家承擔法律後果。雖然這種裁決不具有法律限制力，但該法庭的影響力能讓各國更重視其氣候目标，并被本國訴訟案件引用。
聯合國塑膠條約旨在建立一項消除塑膠污染的國際協定，談判将于明年落幕。1950年代至今，全世界已産生了100億噸塑膠，其中70億噸都已成了垃圾——大部分正在污染海洋，傷害野生動物。但越來越多的研究人員認為，去年啟動的這次聯合國談判進展太過緩慢，可能無法完成原定目标。
超快速超級計算機
明年初，研究人員将啟動歐洲首台E級（exascale）超級計算機——Jupiter。這台超級機器每秒能運作百億億次運算。研究人員将用這台超級計算機建立人類心髒和大腦的“數字孿生”（digital twin）模型，用于醫學研究，并對地球氣候進行高分辨率模拟。
美國研究人員将在2024年安裝兩台E級超級計算機：美國阿貢國家實驗室的Aurora和勞倫斯利弗莫爾國家實驗室的El Capitan。Aurora将用來建立大腦神經環路地圖，El Capitan将用來模拟核武器爆炸的影響。