近日，《自然》雜志對2016年的熱點科學研究領域進行了展望，空間任務、碳捕獲與引力波研究備受關注。

光驅動宇宙飛船光帆號將在2016年4月進行測試。圖片來源：Josh Spradling

《自然》雜志日前對2016年的熱點研究領域進行了展望。

1. 二氧化碳的吸收

一家瑞士公司將成為首個從大氣中捕獲二氧化碳并進行商業規模銷售的企業，此舉將成為研發有朝一日對抗全球變暖的大型設備的一塊敲門磚。明年7月，Climeworks公司將在其位于蘇黎世的工廠每月捕獲約75噸二氧化碳，然后再將這些氣體賣給附近的溫室以促進農作物生長。另一家加拿大企業也將從事類似的工作。人們已經能夠從發電廠排出的廢氣中捕獲二氧化碳，但直到2015年，一些小型示范項目才開始從大氣中吸收二氧化碳。

2. 剪切和粘貼基因

采用脫氧核糖核酸（DNA）編輯技術的治療方法將開始人體試驗。美國加利福尼亞州里士滿Sangamo生物科學公司將測試用鋅指核酸酶糾正導致血友病的一種基因缺陷。通過與馬薩諸塞州劍橋市的Biogen公司合作，它還將開始一項試驗，看看該項技術是否可以提高β地中海貧血患者體內一種血液球蛋白的功能性。科學家與倫理學家希望在2016年的晚些時候，就基因編輯技術在人體中的應用達成一份廣泛的安全與倫理指南。

3. 對宇宙研究的厚望

得益于先進激光干涉引力波天文臺（先進LIGO），物理學家認為他們有一個很好的機會發現引力波（由致密的移動物體，如螺旋中子星形成的時空漣漪）的第一個證據。除此之外，日本將發射下一代X射線衛星天文臺——Astro-H，從而可以證明或駁斥重中微子發出暗物質信號的說法。自今年6月開始運轉的大型強子對撞機（LHC）也將積累更多的數據。即使新粒子沒有得到證實，LHC還是可以挖掘其他奇異的現象。

4. 風險研究

科學家很快便將知曉那些能使病毒變得更加致命的研究能否可以繼續。2014年10月，美國政府突然停止了對“功能獲得性”研究的資助。這些試驗能夠增加對于某些病原體如何進化以及如何被摧毀的認知，但批評者指出，這些研究同時也含有危險性，例如致命病毒的意外泄漏。一份風險—效益分析已于2015年12月完成，美國國家生物安全科學顧問委員會將在未來幾個月就是否恢復此類研究提出建議，據分析有可能會收緊對研究的限制。

5. 商業收益

一個幸運的研究小組將從互聯網巨頭谷歌(微博)公司和美國心臟協會那里獲得5000萬美元捐款用于心臟病研究。谷歌的疾病研究投資組合正在增長，而神經科學家都渴望看到美國國家精神健康研究所前所長Thomas Insel會在這家公司做些什么——他自今年11月以來一直領導一項心理健康計劃。私人資金也有望在空間領域開花結果：加利福尼亞州帕薩迪納市非營利組織行星協會計劃在2016年4月發射價值450美元的光驅動飛船——光帆號。

6. 超越火星

地球和火星的軌道將使兩顆行星在2016年彼此接近，從而創造了一個去紅色星球旅行的完美機會。歐洲空間局（ESA）與俄羅斯聯邦航天局之間的一個聯合任務將利用這個機會。將于2016年3月發射的ExoMars旨在分析火星大氣并測試著陸技術。而在更遠的地方，美國宇航局（NASA）的朱諾任務將在7月到達木星。9月，ESA的羅塞塔號探測器將對其環繞的彗星進行一次死亡俯沖；而讓哀悼者們聊以自慰的是，NASA發射的OSIRIS-REx任務將帶回小行星Bennu的樣本。

7. 空間探測

隨著斥資1億美元的暗物質粒子探測器（DAMPE）于今年12月發射升空，中國還將繼續發射空間科學探測器。世界上第一個量子通信試驗衛星將于2016年6月發射升空，而硬X射線調制望遠鏡也將在明年年底前上天，其目的在于搜尋太空輻射的能量來源，如黑洞和中子星。9月將看到中國500米口徑球面射電望遠鏡（FAST）完成建設，它將取代波多黎各的阿雷西博天文臺成為世界上最大的射電望遠鏡。在美國夏威夷，備受爭議的30米望遠鏡團隊將試圖找出是否可以以及如何將該項目向前推進。

8. 揭示微生物世界

分析全球微生物群落的一個雄心勃勃的計劃預計將在2016年取得第一批研究成果。2010年啟動的地球微生物組計劃旨在測序和描繪從科摩多龍舌尖到西伯利亞凍土層的至少20萬個微生物DNA樣本。該計劃承諾將對生物多樣性作出前所未有的發現。

9. 政治巨變

2016年11月，美國將選出新一任總統。如果共和黨人入主白宮，長期爭論的把核廢料埋藏在內華達州尤卡山的計劃可能將重出水面，而與氣候和社會科學有關的聯邦資金可能面臨削減的風險。同時，如果加拿大自由黨政府履行其選前承諾，該國將獲得一位首席科學官，研究人員相信他將重建政府科學家耗盡的榮譽。

10. 是做夢基因

神經科學家希望最終能夠確定調節睡眠時間和長短的關鍵基因，但要梳理出這一結果非常困難，或許是因為這些基因在大腦中還有其他功能。確定這些基因可能有助于治療睡眠障礙和一些精神疾病，科學家現在意識到它們與高度睡眠紊亂有關。

11. 照亮科學的角落

SESAME（中東同步輻射光源試驗科學與應用）裝置將于2016年年底在約旦開啟。這一環形粒子加速器產生的強光將能夠在原子能級上探測材料與生物結構。這是該地區首個主要國際研究設施，包括伊朗、以色列與巴勒斯坦權力機構在內的政府之間開展了一次罕見的合作。支持在非洲建立一個類似設施的行動可能也會加快速度。而在6月，科學家將使用全世界首個第四代同步加速器——瑞典隆德MAX IV——產生的明亮X射線束。