在新的一年开始的时候,美国著名的《大众科学》杂志对2007年的世界科学发展进行了预测。该杂志认为,2007年人类有望在7大科学领域取得重大突破,其中包括发明抑制上瘾的疫苗,核能利用的突破,解决水资源缺乏的新技术等等。其中最重要的科学突破可能出现在理论物理领域,人类历史上第一台大型强子对撞机的启动将为人类揭示宇宙起源之谜。

    展望一:“解谜机器”驾到

    2007年,欧洲核子研究中心(CERN)的大型强子对撞机(LHC)将全面启动。欧洲核子研究中心是目前世界上最大的物理实验室,位于瑞士的日内瓦;而大型强子对撞机是全世界最强的粒子研究工具,该项目耗资80亿美元,历时10年之久。如果一切顺利,这个深埋在地下100米的长达27千米的超级对撞机将能验证现存的宇宙起源理论正确与否。

    强子是一种亚原子粒子,大型强子对撞机的启动将是粒子物理领域内具有里程碑意义的事件,它的研究结果将能有助于解开物理学领域许多基本问题,诸如:为什么物质会结成块状、宇宙是怎样成为整体等。

    大型强子对撞机内粒子的碰撞还将产生出“暗物质”——这是一种看不见的神秘物质,天文学家认为整个宇宙的80%都是由这种物质构成的。

    大型强子对撞机还有一个重要任务,那就是对我们生存的四维空间之外的空间维度进行探索。在传统认识领域,这种实验是不可能完成的任务。但近年来科学家认为,人类可以通过大型强子对撞机找到“第五维”的间接证据。参与这项研究的美国佛罗里达大学物理学家马特切夫解释说,许多粒子在穿越另一空间的时候都会变大,他的工作就是研究实验中粒子质量变化的数据。

    以上的研究目标是否能够顺利完成,目前尚是一个未知数,但许多科学家认为,即使大型强子对撞机没有能够证明这些理论,它能够顺利启动就是科学界的一个巨大成功。因为它的最基础的功能就是能够再现宇宙大爆炸之后的物质条件和能量水平。

    展望二:扩建国际空间站

    国际空间站计划总投资高达1000亿美元,它将是人类未来飞往火星和月球的中转站。要完成这一目标,2007年将成为关键的一年。

    按照计划,国际空间站还要进行14次装配任务,其中5次要在今年完成。如果这5次任务全部成功完成,到12月为止这个人类太空中唯一的前哨站将增重30%,并增加约150立方米的空间,最值得注意的是增加两个一流的科学实验室。

    此外,欧洲的“哥伦布实验室”和日本的“日本实验舱”也都将加快工作的速度,它们分别是欧洲和日本负责的国际空间站部分。

    2007年5个最重要的太空项目有:1、西弥斯探测器,1月21日发射。目的:研究北极光的成因。2、中国的嫦娥一号,4月17日升空。目的:为中国登月计划做准备工作。3、道恩号太空船,6月21日发射。目的:研究火星和木星之间的小行星带。4、凤凰号火星登陆车,8月份升空。目的:在火星的地下冰层中寻找生命痕迹。5、伽马射线太空大面积望远镜,10月7日进入预计轨道。目的:观测黑洞等宇宙现象。

    展望三:培育干细胞

    现在医学界对干细胞治疗技术的期待极为迫切。理论上,糖尿病、帕金森症以及多种癌症都可以用干细胞来治疗,因为干细胞可以修复特定的人体组织或器官。但是这方面的研究进展一直非常缓慢。据预计,成熟的干细胞治疗方法至少还需要10年才能面世。

    干细胞研究工作之所以发展缓慢,是因为很多国家的法律禁止利用人类胚胎研究干细胞,而成人干细胞很难转化成其他组织细胞。但去年两位日本科学家在干细胞研究方面取得了更大的突破,他们成功地把老鼠的皮肤细胞培养成为类似胚胎干细胞的细胞。如果该方法今年能在人类细胞上应用,那将意味着人类科学的一个重大突破。

    展望四:向水危机宣战

    联合国预计,到2025年全球79亿人中将有50亿人缺乏安全饮用水。面对全球性缺水问题,目前最现实的解决方法就是淡化含盐水。

    今年,世界上最大的内陆淡化水厂将在美国的得克萨斯州建成,该项目耗资8700万美元,设计日产量为2750万加仑,它淡化的是含盐的地下水。同时,佛罗里达州坦帕的海水淡化厂也将投入使用,这是美国的第一个大型海水淡化项目,日产量为2500万加仑。

    由于技术的进步,淡化盐水在经济上变得越来越可行。但专家认为,人类解决水危机的最佳方法还是节水以及推广耐旱作物,这对发展中国家来说更为重要。

    展望五:新核能

    核能的优点很多,但核能的危害也令人恐惧,因此美国已经有33年没有批准建设新的核电厂。这一情况将在今年发生改变,美国的核能管理委员会已经决定在今年批准一个新的核电反应堆。由于有政府的支持,美国已经有15家电力公司宣布在未来几年内兴建新的核电厂。

    今年5月,美国能源部将选择三个新设计中的一个来作为下一代的核电厂,其目标是在2021年前投入商业运行。美国政府推动新核能的最主要原因还是气候问题。麻省理工学院的核专家安德鲁·科达认为,“现在的环境问题越来越严重,我们必须尽快抛弃化石燃料。”

    展望六:对付甲烷

    跟二氧化碳一样,甲烷也是重要的温室气体,而且对全球升温的危害更大。在导致气温升高方面,甲烷的危害比目前最主要的温室气体二氧化碳高20倍。而目前地球永久冻土带释放甲烷的速度比预计的高5倍。这将导致越来越严重的恶性循环:气温升高—冻土解冻—释放甲烷—气温升得更高。

    为了对付这一现象,科学家今年将采取两个重要措施:第一,一个多国联合研究组将赴北极周边区域考察,以研究永久冻土带中到底存有多少碳;第二,气象学家将尝试进行永久冻土带的融化对地球气候产生影响的模拟实验。

    展望七:抑制大脑成瘾疫苗

    有各种难戒之瘾的人在2007年将听到福音。科学界认为上瘾是一种复发性慢性病,今年,科学家将有望战胜上瘾的顽疾,方法是接种疫苗。抗瘾疫苗将产生抗体,它能发现有毒成分的分子,并将其逐出大脑。首先面世的将是抗尼古丁疫苗,在前期研究中,有40%的人接种这种疫苗后不再吸烟并没有复发的迹象。

    不过科学家的最终目标是研究出克服上瘾的药物，今年一家欧洲研究机构将进行50例抗酒精依赖药物的临床试验，同时该药物也能对烟瘾起到抑制作用。