Top10 2014年值得期待的十大科技突破

本刊编辑部

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Top10 2014年值得期待的十大科技突破

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在上一期的《科学24小时》中，我们带大家回顾了2013年的十大科学事件，您是否还觉得意犹未尽？不要着急，今天我们就一起来盘点2014年值得期待的十大科技突破。这些技术涵盖航天、通信、基因、医药等各个方面，体现了人类不断追求的终极目标。相较于2013年，或许2014年才称得上是真正的科技年。

NO.1月宫一号

入选理由：移民月球的垫脚石

我们仍将第一名的位置留给了中国。“月宫一号”是中国探月计划的一部分，也是极其重要的一部分。如何利用空间生物再生生命保障系统，实现人类在月球的长期生存，是“月宫一号”的首要任务。

这一项目由北京航空航天大学建立，是一个用于模拟月球生命保障系统的封闭性物质循环实验。虽然月球的高辐射和微重力等自然环境极难模拟，但我们的科学家仍在努力克服技术困难，完成此项意义重大的科学实验。

未来的国家实力必定与宇宙空间的探索能力和利用能力紧密相关，虽然目前的“月宫一号”系统还十分稚嫩，甚至完全没有应用于月球的可能，但人类未来在外太空长期驻留的生命保障问题必将得到解决，或许“月宫一号”就是成功的垫脚石。

NO.2神奇的抗癌新药

入选理由：要想活到99，抗癌新药必须有

虽然艾滋病的致死率更高，但癌症仍然是危害人类健康的最大难题。2013年11月，美国一家医药公司研发的抗癌新药Lambrolizumab正式用于临床试验。数据显示，在该药治疗的晚期黑色素瘤患者中，超过80%的患者在1年之后仍然存活。

2014年，Lambrolizumab将正式报备美国食品药品监督管理局，获取走向市场的资格。这种抗癌新药或许很快就将和我们见面。

进一步，为避免后期收敛过程陷入局部最优，考虑到算法运行初期若能引领种群向自身最优粒子的平均值逼近，则有利于全局搜索，而随着迭代的进行，求解应更注重局部开发，以实现在全局搜索和局部开发之间达到平衡.受差分进化思想启发，基于上述分析，本文引入了一个调整算子，依据各自身最优粒子的算术平均值与当前粒子的差值，并根据迭代次数不断递减.定义如下：

NO.3追寻引力波

入选理由：欧洲航空局连续发力

引力波是引力在时空中激起的涟漪，是我们观察那些用光波无法观测的事件的唯一手段。引力波可用于观测黑洞间的碰撞，或是大爆炸之后十亿分之一秒内的量子涨落等。

为了追赶美国的脚步，欧洲航空局连续发力。今年，他们将发布由普朗克太空望远镜研究团队搜集的，有关宇宙微波背景辐射的光子在天空中的偏振变化的数据。一旦能够探测到这种偏振变化，那将有助于我们更好地理解引力波，并真正以科学的手段解释宇宙的起源。

NO.4艾滋病的杀手

入选理由：必须解决的难题

2013年1月份，科学家从艾滋病患者体内分离出了“广谱中和”抗体，这种抗体具有强大的抗广谱艾滋病病毒的效果。随后，科学家将这种抗体注入恒河猴体内，结果发现，恒河猴体内的猿猴和人免疫缺陷病毒的浓度急剧下降。今年，科学家将在人体上正式测试这一疗法。如果测试顺利，“广谱中和”将成为人类“杀手”的“杀手”。

除了“广谱中和”，美国科学家还通过抗逆转录病毒疗法，首次实现了“功能性治愈”艾滋病病毒婴儿感染者。

这些消息都在“刺激”着科学家进行更深入的研究，以早日找到治疗艾滋病的方法。或许这一切就将发生在2014年。

NO.5深空探索

入选理由：人类的探索脚步从未停止

火星也将变得热闹非凡：美国和印度的两颗探测器都将在今年9月份抵达火星，而“好奇号”也将在6月份到达夏普山，寻找火星存在水的证据。

NO.6微型测序仪

入选理由：DNA片段的阅读器

虽然目前人类已研发出许多读取DNA的技术，但微型测序仪的出现还是会改变人类观测DNA的角度和深度。

微型测序仪可以帮助人类阅读更长的DNA片段，并有望用于对细菌DNA的混合样本进行测序，实时显示结果。这种测序技术采用电泳技术，借助电池驱动单个分子逐一通过纳米孔来实现测序。纳米孔的直径非常小，每次仅允许单个核酸聚合物通过，故可以在此基础上使用多种方法进行高通量测序。而且，纳米级别的孔径保证了检测具有良好的持续性，因此测序的准确度非常高。

NO.7钙钛矿掀起可再生能源革命

入选理由：太阳能的新应用

自从人们意识到化石能源的危害和危机以来，就一直在寻找能够替代它的新能源，潮汐能、地热能、风能等都是人们的选项，但它们可能难以担当重任。

不过一种名为钙钛矿的物质却让科学家们非常兴奋。这种物质能将光能转化为电能，光电转化效率超过15%，而且开发成本非常低。2014年，科学家们期望将光电转化效率提高到20%，以达到目前商用硅基太阳能电池的最低转化效率。如果成功，钙钛矿将真正掀起一场新能源革命。

NO.8全息立体通讯即将成为现实

入选理由：我在你面前，我不在你面前

人们都渴望能在听到人声的同时，清晰地看到对方的人像。近年来，视频通讯技术取得了重大突破。2014年，全息立体通讯即将成为现实，人与人的交流将变得更加生动和顺畅。

英国开发的一套全息立体通讯系统可以在两个甚至多个会议地点之间传输与会者的运动影像，从而产生出“面对面”交谈的效果。当然，3D全息立体通讯也即将成为现实。加拿大某科技公司研发了3D全息投影装置，这套装置能实现全比例多角度显示真人3D视频图像，甚至能在远程通讯时，让通话者看见彼此的后背。

NO.9火星之旅倒计时

入选理由：别再羡慕“好奇号”

虽然我们都知道“好奇号”在火星上的日子并不好过，但有谁不想去那里体验一下呢？然而，横亘在我们面前的难题太多：动力如何解决，环境如何改变，辐射如何防御……

当然，人类的终极目标就是探索宇宙。美国宇航局在今年1月初对外宣布，他们正在测试一种新型动力，用于飞往火星的宇宙飞船。而在今年的某一时刻，该动力将在国际空间站上进行测试。如果成功，我们前往火星的旅程就将从500天缩短为90天左右。这款动力被称为VASIMR，利用等离子体技术推进，它不仅可以为航天器提供动力，而且还能为其供电。

NO.10穿戴科技渐入佳境

入选理由：把科技“穿”在身上，腾出你的双手

当拉里·佩奇向人们自豪地展示谷歌眼镜时，我们就该意识到穿戴科技必将成为日后市场的主流。如今，不少新兴科技公司正不断尝试新一代的可穿戴设备，包括机械手臂、多功能眼球、智能头盔等。这些设备不仅将逐步推向普通市场，而且还将被应用在军事、医疗等领域。

2013年，三星公司凭借Galaxy Gear（详见本刊2013年第12期），成为将智能手表由理论转化为现实的“第一人”。随着诺基亚、苹果、PSCF、GHYI等公司快速加入研发战争，相信2014年将成为可穿戴科技实现突破性发展的一年。