2010年12月31日，英國《自然》雜志列舉了2011年科研領域有可能會出現的重大突破和大事件。
科學家在格陵蘭島鉆取的冰芯
“朱諾”探測器模擬圖
2010年12月31日，英國《自然》雜志列舉了2011年科研領域有可能會出現的重大突破和大事件。
揭示埃姆間冰期的氣候。
2010年7月份，格陵蘭島北部埃姆冰芯鉆探項目（NEEM）鉆到了冰蓋之下的基巖，在2537.36米深處得到了最底層的冰芯，即埃姆間冰期的表面。埃姆間冰期（大約13萬年前到11.5萬年前）是上一個間冰期，當時全球的平均氣溫比現在高5攝氏度。利用冰芯里同位素、溫室氣體、DNA（脫氧核糖核酸）、孢粉等，研究人員可以知道過去氣候變化的情況，進而為未來氣候變化預測提供可靠的依據。
全基因組關聯研究將證明其價值。
全基因組關聯研究（GWAS）是一種檢測特定物種中不同個體間的全部或大部分基因，從而了解不同個體間的基因變化有多大的一種方法。GWAS已經揭示了疾病和基因組特定區域之間的關聯，但令人沮喪的是，它仍然沒有揭示隱藏在這些關聯背后的生物化學機制。2011年，科學家有望透徹地解釋基因、非編碼的區域如何影響與它們有關的身體狀況。代謝作用、肥胖和糖尿病都將成為熱點研究領域。
干細胞研究準備就緒。
研究人員已經知道如何通過重新編程將人們的細胞變成誘導多功能干細胞（iPS），并在此基礎上得到其他類型的細胞，例如，科學家已成功地將皮膚細胞變成了神經細胞。今后，科學家會越來越多地將從病人那兒獲得的iPS細胞作為研究模型，研究人們的身體情況。從精神病患者那兒獲得的iPS細胞尤其有用，因為現在還沒有很好的研究精神病的動物模型，而且科學家對細胞內部發生的情況幾乎一無所知?？茖W家也會利用這些iPS細胞來篩選藥物，另外深入了解為什么現存藥物對有些人有用，而對有些人則無濟于事。
基因組測序呈爆炸性增長。
今年，人類基因組測序服務的收費可能下降到每個基因組1000美元以下。隨著下一代測序機器投放市場，其基因組完全被測序的人數將飆升。
神秘的希格斯玻色子將“現形”。
盡管大型強子對撞機（LHC）在2010年沒有探測到神秘的“上帝粒子”希格斯玻色子的“芳蹤”，但在新一年里，LHC或許會給我們帶來一些驚喜，比如找到超對稱性存在的證據。超對稱性認為，每個基本粒子都有一個未被發現的、超重的“伙伴”。與此同時，美國費米實驗室的萬億電子伏特加速器（Tevatron）也不甘落后，試圖于今年搶先一步發現希格斯玻色子。
暗物質的關鍵時刻到來。
意大利巨石峰國家實驗室進行的XENON100實驗、美國的低溫暗物質搜尋實驗計劃（CDMSII）等都在殫精竭慮地搜尋暗物質粒子，研究結果有望于2011年公布。
丙型肝炎治療將有大突破。
全世界有1.7億人患有丙肝，在西方國家，丙肝是造成肝硬化和肝癌的首要原因。2011年，美國食品和藥物管理局（FDA）有可能批準美國Vertex制藥公司研發的丙肝治療藥物telaprevir上市銷售。2010年5月一項后期臨床試驗結果顯示，當把telaprevir加入到已有的治療方案（即干擾素阿爾法和利巴韋林聯合方案）中后可治愈75%的患者，而原來的方案只有44%的治愈率，而且新方案使治療周期減半到24周。
搜尋類地行星的任務繼續進行。
孜孜不倦地尋找行星的人希望美國國家航空航天局（NASA）的開普勒望遠鏡能找到一顆圍繞類似于太陽的恒星運轉的類地行星，它已經在太陽系外找到了幾百顆行星，不過，有關研究數據還沒有被完全披露出來。
合成生物學的發展如火如荼。
去年，研究人員通過重新編程，讓一個菌落的細菌一起發熒光。今年，合成生物學有望取得重大突破。更多科學家將給我們詳細解釋細胞的集體行為，這些研究最終目的是賦予細菌有用的功能，諸如制造出治療疾病的藥物等。
私人設計的載人飛船有望受重用。
NASA最后的飛行任務可能于今年4月份進行，那時，NASA將把阿爾法磁譜儀（AMS）送往國際空間站，以探測反物質和暗物質。然而，美國國會可能授權另外一艘航天飛機于今年11月份進行外星漫游。如果美國商業宇航公司SpaceX研發的“龍”號太空船（Dragon，首架私人設計的載人宇宙飛船，可以攜帶7名乘客或相等重量的貨物到低地軌道，足以為國際空間站進行人員輪替和物資補充運輸）第二次發射成功，發射一艘私人公司研發出的載人或載貨宇宙飛船將不再是問題。
太陽系探測精彩紛呈。
今年3月，NASA的“信使”號探測器可能成為首個環繞水星運轉的宇宙飛船，并且，NASA的“拂曉”號探測器將圍繞小行星帶上最大的成員之一灶神星運轉。其他計劃中的太空發射任務還包括今年8月份即將升空的“朱諾”探測器和GRAIL探測器。目前，“朱諾”探測器正在建造當中，它將飛往木星，繪制木星地圖，以期解開這顆巨大星球古老結構之謎。GRAIL是NASA“重力恢復與內部實驗室”探月任務的英文簡稱，它將對月球詭異的引力場進行探測，所獲數據將有助于科學家了解月球、地球和其他行星體是如何演化的。火星科學實驗室的大小與汽車相當，它也將于2011年探測火星。
高能激光點燃“人造太陽”。
位于美國加州的國家點火裝置（NIF）是美國科學家研制的、世界最大的激光核聚變裝置。NIF可以把200萬焦耳的能量，通過192條激光束聚焦到一個2毫米大的冷凍氫氣球上，從而產生高達1億攝氏度的熱力，類似恒星和巨大行星的內核以及核爆炸時的溫度和壓力。在此基礎上，科學家可進行之前在地球上無法進行的許多試驗。科學家估計NIF今年將點火成功。
探測地球家園不遺余力。
歐航局的“地球重力場和海洋環流探測衛星”（GOCE）重力任務將以前所未有的精度來探測地球的引力場，研究結果將于今年出爐，有助于科學家監測海平面的上升?？茖W家也將發射水瓶座的衛星來測量海水的鹽度；于2008年發射升空的地球遙感衛星Glory也將持續監測太陽輻射和氣溶膠。
