美國《大眾科學》雜志網站近日為我們遴選出2015年十大最值得關注的科技動態，這些進步讓我們對新的一年充滿更美好的期待。
從研制出埃博拉疫苗和藥物到揭示矮行星的奧秘，對于科技界甚至整個世界來說，2015年注定又是不平凡的一年。
2015年，我們的期待與愿景
——美《大眾科學》雜志評選出十大最值得關注的科技動態
美國能源部的影子光纖網絡“ESnet”
NASA的“機器人宇航員2號”
“新地平線”探測器模擬圖
Ocu1us Rift虛擬現實頭盔
“麗莎探路者”探測器模擬圖
可擴展活動艙
生物制劑
2015年，科學、技術和工程學等各個領域的巨大進步將再次以深刻的方式影響和改變世界，從埃博拉藥物到虛擬現實；從開墾商業太空棲息地到機器人開源革命，美國《大眾科學》雜志網站近日為我們遴選出2015年十大最值得關注的科技動態，這些進步讓我們對新的一年充滿更美好的期待。
一、離岸風力發電時代到來
2014年，當員工開始在美國馬薩諸塞州的港灣城市科德角（Cape Cod）安裝高壓電纜時，他們其實也在為一個可再生能源的新時代奠定基礎。這些電纜會將電力源源不斷地從美國的第一個離岸風力發電廠——科佩風力發電廠（Cape Wind）輸送到其他地方。
從2016年年底開始，這個發電廠的130個龐大渦輪機將為新英格蘭地區（包括緬因州、新罕布什爾州、佛蒙特州、馬薩諸塞州，羅得島州、康涅狄格州共6個州）的25萬居民提供其總用電量的75%；而且，在接下來的25年內，有望為他們節約72億美元。
目前，美國風力發電廠的總發電量約為610億瓦，但大多數風力發電廠都位于這個國家的中部地區，遠離人口密集的沿海地區。能源咨詢師布魯斯?漢密爾頓說，到2020年，從緬因州到德州，目前已經提出的這些離岸風力發電計劃，有望再提供30億瓦的電力，足以為200萬戶家庭供電。
在發展離岸風力方面，美國落后英國和丹麥等國家整整10年，但這種情況可能會發生變化，漢密爾頓說：“科佩風力發電廠的成功是一個明顯的標志：在美國，離岸風力發電的時代已經到來。”
二、埃博拉藥物到達西非
2013年12月，一名2歲的幾內亞男童開始發燒，排出黑色糞便并且嘔吐，發病4天后，這名男童于2013年12月6日死亡。男童死后，她的母親出現出血癥狀，在12月13日死亡。然后，男童的3歲姐姐也在12月29日死亡。男童的祖母后來也有同樣癥狀，于2014年1月1日死亡。兩名參加祖母葬禮者把病毒帶回村落（西非部落傳統葬禮有清洗、觸摸和親吻遺體等習俗）。一名衛生人員將病毒帶到另一村落且死亡，醫治衛生人員的醫生也喪生。這名衛生人員與這名醫生把病毒傳染給來自其他鄉鎮的親戚。蓋凱杜是蓋凱杜省首府，跟另外兩個西非國家接壤，令埃博拉疫情蔓延。
截至2014年11月9日，歷史上最嚴重的埃博拉疫情已經造成14098人染??；5160人死亡，其中絕大多數在西非。
但這一情況將在2015年出現轉機。澳大利亞昆士蘭大學的病毒學家伊恩?麥凱說：“這一流行病的規模之大，驅使所有人以遠超以往的速度來研制疫苗或推出相關藥物。”在記者發稿前不久，研究人員剛剛在西非對兩種主要的抗病毒新藥：brincidofovir和Favipiravir（法匹拉韋）進行了臨床試驗。
Brincidofovir原本用于干擾病毒DNA復制，目前正進行針對巨細胞病毒和腺病毒感染的三期試驗，約有1000人接受了該藥物治療。此前，生產商Chimerix公司針對埃博拉病毒開展了兩次測試，發現該藥物的確能在試管研究中抑制病毒。不過，Brincidofovir無法在猴子身上測試，因為猴子體內的一種酶會讓藥物迅速失活。但Chimerix公司稱，針對豚鼠和老鼠的研究正在進行中。
抗擊埃博拉病毒藥物法匹拉韋由日本科學家研制而成，研究表明，在老鼠接觸埃博拉病毒后連續6天接受法匹拉韋治療，可免于感染埃博拉。不過，和猴子不同，老鼠只有輕微癥狀，因此，試驗鼠經過了基因改造，抵抗病毒的免疫防御完全缺失，這讓試驗結果變得很難詮釋，所以需要進行更進一步的測試。
世界衛生組織助理總干事瑪麗-保萊?基尼表示，兩種實驗性的埃博拉疫苗可能最快于2015年1月到達西非的醫療工作者手中。其中一種疫苗由制藥巨頭葛蘭素史克研發，其利用冷凍的黑猩猩感冒病毒作為載體，將兩株埃博拉病毒（蘇丹株和扎伊爾株）的遺傳物質遞送至人體內，疫苗注入后，這兩種基因能產生一種蛋白質，激活人體的免疫系統，從而對抗病毒。而另一種疫苗則由位于愛荷華州埃姆斯的“紐琳基因（NewLink Genetics）”公司研制，這一疫苗包含有一種改造后的家畜病原體，其中包含有一個埃博拉病毒基因。
因為有這么多生命危在旦夕，因此，一般要耗時數年的新藥和新疫苗的研制過程被壓縮到數月。盡管埃博拉疫情的發病率在有些地方已經下降，但美國貝勒醫學院院長皮特?霍特茲說：“每周我們都會看到感染數量的快速增加。”沒有人能保證這些在動物身上有效果的疫苗和藥物在人體上也有同樣好的表現，但聊勝于無，是目前所有病人的想法。不管怎樣，這些疫苗和藥物帶來的是希望。
三、超快數據傳輸加快科學發展進程
當大型強子對撞機（LHC）于今年春季“重出江湖”時，它將產生有史以來最龐大的數據量——每年將產生40千兆兆字節的數據。這種洶涌而至的數據量的飆升反映了科學界的一個趨勢：日益精密的儀器將產生越來越龐大的數據。
盡管這是一件好事，但也是一個問題，尤其對那些與LHC這樣的大型設備遠隔千里的科學家來說，如何快速獲取這些有價值的數據成了他們亟待解決的問題。盡管海量數據能在超高速光纖網絡（比如美國能源部的影子光纖網絡“ESnet”，其數據傳輸率為1011/秒）中，以火箭般的速度傳輸，但一到緩慢的水下纜線，傳輸速度就直線下降。
不過，到今年1月底，ESnet將能橫跨大西洋進行數據傳輸，在美國和歐洲的實驗室之間，提供3.4×1011/秒的數據傳輸速度，這將改變全球合作的速度和格局。
ESnet負責人格里格?貝爾說：“不僅在物理學領域是如此，在氣候科學和基因組學領域也是如此，數據傳輸成為最棘手的問題，全球各地有大量的團隊在工作，我們的使命是使距離變得無關緊要。”
四、探測器將揭示矮行星的秘密
史上第一次，人類將于同一年內對兩顆新行星進行探測。這里的“新”不僅指此前從未曾有探測器到達過，而且也指類型之新。冥王星和谷神星都是矮行星，谷神星還是太陽系中最小的、也是唯一一顆位于小行星帶的矮行星，這意味著它們不僅體積大、體型圓（與地球類似），而且與其他行星共享軌道（與地球不同）。研究表明，對這些處于中間地帶的行星的研究將是我們理解太陽系的形成和演化歷程的關鍵。
美國國家航空航天局（NASA）的宇宙飛船將于2015年3月份“拜訪”谷神星。谷神星是小行星帶的一個異類，它的寬度約為590英里，重量為這一小行星帶內所有其他小行星總重量的三分之一，其大約誕生于46億年前太陽系形成初期。研究表明，谷神星的表面擁有黏土礦物和霜凍，其大氣層很稀薄，或許還有一個地下海洋。
冥王星是另一顆迄今還沒有太空飛行器訪問過的矮行星，甚至連哈勃太空望遠鏡也只能觀察到它表面上的大致容貌。當NASA的“新地平線（New Horizons）”探測器于2015年7月份掠過冥王星時，可能會做出更重大的發現。冥王星的直徑約為1440英里，是“柯伊伯帶”中目前已知最大的天體。“柯伊伯帶”是太陽系在海王星軌道外黃道面附近、天體密集的中空圓盤狀區域，其中滿是凍巖。多年的研究使人類掌握了一些基本細節：冥王星擁有5個已知的衛星，其中一個衛星的體積超過冥王星的一半。冥王星的軌道非常特殊，氣候極端：夏季，表面的冰蒸發進大氣中；在冬天又凝結到地面上，狂暴的溫度變化也可能導致冥王星的表面出現冰噴發。
但大多數情況下，我們不知道會發現些什么，“新地平線號”探測器進入柯伊伯帶是對未知領域的一次探險，用科學家阿蘭?斯特恩的話來說就是：“數十年來未曾有之事件。”
五、廣義相對論接受檢驗：可能催生“萬物之理”
1915年11月，阿爾伯特?愛因斯坦公布了一組方程式，顛覆了我們對于時間和空間的觀念。整整一個世紀過去了，令人沮喪的是，他的偉大理論仍不完整。廣義相對論的確已成為我們理解宇宙大爆炸、黑洞以及重力本身的基礎，但整套理論的關鍵部分仍然未經證實。
一個未被證實的預測是，加速運動的質量會產生引力波，就像船只在湖面上航行會制造出漣漪一樣。2015年7月，隨著名為“麗莎探路者（Lisa Pathfinder）”的探測器發射升空，搜尋引力波的工作將達到新高潮。
“麗莎探路者”將測試一種技術，為一個新的引力波天文臺做準備。另外，從2015年開始，兩項在地面上進行的實驗：先進激光干涉引力波天文臺（Advanced LIGO）和“先進處女座（AdvancedVirgo）”引力波天文臺會上崗工作。
這些實驗應該能夠捕捉到恒星爆炸產生的引力擾動?？茖W家們還將對一個編號為PSR J0337﹢1715的“三體星系（類似太陽系這樣的恒星星系，不過其有三個太陽）”的運動進行觀測。他們希望借此厘清引力對各種物質的作用是否一致，就像愛因斯坦所認為的那樣。
一些科學家懷疑，相對論的某些方面確實錯了。因為，多年來，宇宙學家們總是能觀察到劇烈的、無法解釋的星系運動，他們一般將這種運動歸因于理論中的暗物質和暗能量，但在2014年的一系列會議上，物理學家們探討了另外一種可能性:萬有引力或許并非簡單地以愛因斯坦所認為的方式作用。那么，矛盾就來了：廣義相對論和量子力學之間發生了沖突?？茖W家們想了各種辦法來調和這種矛盾，但迄今為止一無所獲，除了數不勝數的且未有定論的與弦理論有關的論文。
物理學家們對2015年最大的期望是，上述實驗中的某個實驗能揭示爰因斯坦在哪里偏離了軌道，以便其他人能跳回去并繼續探索爰因斯坦所努力尋求的“萬物理論”。
六、商業太空棲息地與空間站對接
2014年，當NASA選擇太空探索技術公司（SpaceX）和波音公司這兩家公司將宇航員運送到國際空間站時，商業太空飛行就到達了一個重要的里程碑。2015年，NASA將把注意力轉向下一個合乎邏輯的步驟：商業太空棲息地。
SpaceX公司計劃于2015年夏末或初秋將總部位于內華達州的私人航天服務公司畢格羅航空航天公司研制的“可擴展活動艙”(Expandable Activity Modul)發送至國際空間站。一旦該棲息地與“寧靜”號節點對接，它將膨脹至13英尺長，隨后，在接下來的兩年中，儀器將檢測其在太空如何運行，能支撐多久。畢格羅宇航公司將利用這些數據，打造一個可容納12人的太空站。
與此同時，NASA已經開始為商業太空站制定使用標準。NASA的商業航天部主任菲利普?阿里斯特說，私營企業將有助于維持人類在近地軌道上活躍而持續的活動。他說：“美國航天事業不再只是我們的事情。”
七、美國西部將遭遇水危機
地質學家們知道地下水的位置所在，但他們不知道每個含水層包含多少水，就像我們能夠從衛星圖像上看到一個游泳池，但卻不知道它有多深一樣。
美國加州已經連續3年遭遇嚴重干旱，水庫水位觸及歷史低點，干燥的森林導致野火頻發，一些城鎮面臨無水可用的窘境。加州農業生產重地“中央谷”的許多農民，甚至不得不絕望地從儲備水源（自己土地下的地下水）中抽取大量水來灌溉莊稼。但這最多只是剜肉補瘡，不僅如此，還造成了嚴重的后果：近年來，一些地區的地面已經下陷了100多英尺。
2014年9月16日，加州州長杰里?布朗簽署了3個旨在加強地下水監管的法案。人們呼吁對地下水資源進行更精確的測量和統計。加州大學歐文分校的水文專家杰伊?法姆吉列蒂說：“現在我們甚至不知道銀行里有多少錢（地下有多少水），我們只知道水面越來越低。”
新技術將對地面和地下水的總量進行探測，豐富水文地質圖的內容。比如，美國斯克里普斯海洋研究所的研究員觀測到的地殼上的小型洼陷，能揭示整個西部地下水的流失量；科羅拉多大學博爾德分校的團隊則研發出了一種方法，能使用GPS儀器來測量土壤的濕度和積雪的厚度。
氣候變化會造成更多的干旱，這幾乎是不可避免的，但這些數據將喚醒人們意識到水危機的嚴重性，讓人們意識到水危機已然到來，并引導人們去緩解危機。
八、機器人加入開源革命
有史以來最復雜的三大機器人——NASA的“機器人宇航員2號（Robo-naut2）”、Rethink Robotics公司的“百特（Baxter）”工業機器人和波士頓動力公司的雙足人形機器人“阿特拉斯（At1as）”有一個共同點:它們都運行“機器人操作系統（ROS）”，這個開源的操作系統正迅速成為機器人行業的“安卓系統”。
為什么這一點意義非凡？因為“機器人操作系統”是開源運動的理想典范:它強大、免費，與其他平臺采取合作而非競爭的姿態。它遍地開花，出現在波音公司和福特公司的研發實驗室內。開源機器人基金會首席執行官布萊恩?格爾奇說：“在機器人領域，我們具有舉足輕重的作用。”
過去一年，“機器人操作系統”的下載量增加了一倍，達到350萬次，格爾奇預測，隨著“機器人操作系統”2.0版在2015年夏天的發布，下載量有望再次飆升。升級版的系統能協調機器人群組、改進機器人的行走能力、支持智能傳感器等，基本上可以把全世界的機器人召集起來。
九、人人都將擁有虛擬現實頭盔
在上世紀90年代，虛擬現實的第一次大繁榮時期，沒有比杰弗里?特拉維斯更瘋狂的粉絲了。這位工程師兼電影導演一直希望有朝一日能背著一款虛擬噴氣背包，前往虛擬世界探險。后來，他真的嘗試了虛擬現實。他說:“很差勁，圖像太差了，根本無法告訴你你正在看什么。”
時間匆匆如流水，一晃就到了2015年，特拉維斯即將推出自己的虛擬現實產品了:一款名為“火箭王牌（Rocket Ace）”的超級真實的虛擬現實飛行噴氣背包。頭戴Ocu1us Rift虛擬現實頭盔的用戶扣著一條尼龍安全帶，就能進行超人式“飛行”了。
2014年，“臉譜（Facebook）”公司收購了虛擬現實技術公司Oculus VR，使虛擬現實技術成為技術界的“香餑餑”，人類逐漸邁入虛擬現實這個新時代。特拉維斯說：“高清的小型顯示器、性能更優異的運動探測傳感器等都紛紛聚合在一起。”
包括三星、索尼、谷歌、微軟等在內的技術巨擘們當然也不甘落后，紛紛在虛擬現實技術領域砸下重金。三星公司同Oculus VR攜手，為Galaxy Note 4手機研發了一個頭盔；索尼公司為PlayStation 4研發出了虛擬現實頭盔Project Morpheus。谷歌公司推出的Project Tango平板電腦也成為其在虛擬顯示技術領域的第二次嘗試，Project Tango搖身一變，成了“谷歌家的Oculus Rift”。而在虛擬現實技術方面，微軟并不只在虛擬現實眼鏡方面進行了投資，最近，微軟總部透露出微軟正在研究的一項被成為“Roomalive”的新技術，這一技術通過使用多個投影儀和傳感器，可以將用戶的房間變成游戲空間，從而提高玩家游戲的“沉浸感”。
科技巨頭們爭相涌入虛擬現實領域，對消費者來說是個福音，最終將導致產品的成本大幅度降低。因此，即便2015年不會成為人人擁有虛擬現實頭盔的一年，也會成為人人開始想要擁有的一年。
十、生物仿制藥為患者帶來福音
大多數藥物由化學家研制而成，但最有潛力的藥物中的一些，比如治療癌癥、關節炎和多發性硬化的藥物，由生物學家利用活細胞制成。這些藥物被稱為生物制劑，其身價高昂，比如，一個療程的乳腺癌藥物赫賽汀（Herceptin）的售價為5萬美元。生物技術公司無法百分百地復制生物制劑，但他們可以做到非常接近，這些相對便宜的仿制品，被稱為生物仿制藥，此類藥物“小荷已露尖尖角”。
因為生物仿制藥與其所仿制的生物制劑在分子構成上略有不同，因此會受到更為嚴苛的監管。美國食品和藥物管理局（FDA）于2014年夏季批準了兩家公司提交的申請。湯森路透的分析師瑪麗?謝列布羅夫預計，2015年監管部門將開綠燈，為更多的生物仿制藥的問世和上市鋪平道路，從而為患者和保險公司省下大筆錢。
摘自 中國科技網
