近日，《自然》杂志对2016年的热点科学研究领域进行了展望，空间任务、碳捕获与引力波研究备受关注。

光驱动宇宙飞船光帆号将在2016年4月进行测试。图片来源：Josh Spradling

《自然》杂志日前对2016年的热点研究领域进行了展望。

1. 二氧化碳的吸收

一家瑞士公司将成为首个从大气中捕获二氧化碳并进行商业规模销售的企业，此举将成为研发有朝一日对抗全球变暖的大型设备的一块敲门砖。明年7月，Climeworks公司将在其位于苏黎世的工厂每月捕获约75吨二氧化碳，然后再将这些气体卖给附近的温室以促进农作物生长。另一家加拿大企业也将从事类似的工作。人们已经能够从发电厂排出的废气中捕获二氧化碳，但直到2015年，一些小型示范项目才开始从大气中吸收二氧化碳。

2. 剪切和粘贴基因

采用脱氧核糖核酸（DNA）编辑技术的治疗方法将开始人体试验。美国加利福尼亚州里士满Sangamo生物科学公司将测试用锌指核酸酶纠正导致血友病的一种基因缺陷。通过与马萨诸塞州剑桥市的Biogen公司合作，它还将开始一项试验，看看该项技术是否可以提高β地中海贫血患者体内一种血液球蛋白的功能性。科学家与伦理学家希望在2016年的晚些时候，就基因编辑技术在人体中的应用达成一份广泛的安全与伦理指南。

3. 对宇宙研究的厚望

得益于先进激光干涉引力波天文台（先进LIGO），物理学家认为他们有一个很好的机会发现引力波（由致密的移动物体，如螺旋中子星形成的时空涟漪）的第一个证据。除此之外，日本将发射下一代X射线卫星天文台——Astro-H，从而可以证明或驳斥重中微子发出暗物质信号的说法。自今年6月开始运转的大型强子对撞机（LHC）也将积累更多的数据。即使新粒子没有得到证实，LHC还是可以挖掘其他奇异的现象。

4. 风险研究

科学家很快便将知晓那些能使病毒变得更加致命的研究能否可以继续。2014年10月，美国政府突然停止了对“功能获得性”研究的资助。这些试验能够增加对于某些病原体如何进化以及如何被摧毁的认知，但批评者指出，这些研究同时也含有危险性，例如致命病毒的意外泄漏。一份风险—效益分析已于2015年12月完成，美国国家生物安全科学顾问委员会将在未来几个月就是否恢复此类研究提出建议，据分析有可能会收紧对研究的限制。

5. 商业收益

一个幸运的研究小组将从互联网巨头谷歌(微博)公司和美国心脏协会那里获得5000万美元捐款用于心脏病研究。谷歌的疾病研究投资组合正在增长，而神经科学家都渴望看到美国国家精神健康研究所前所长Thomas Insel会在这家公司做些什么——他自今年11月以来一直领导一项心理健康计划。私人资金也有望在空间领域开花结果：加利福尼亚州帕萨迪纳市非营利组织行星协会计划在2016年4月发射价值450美元的光驱动飞船——光帆号。

6. 超越火星

地球和火星的轨道将使两颗行星在2016年彼此接近，从而创造了一个去红色星球旅行的完美机会。欧洲空间局（ESA）与俄罗斯联邦航天局之间的一个联合任务将利用这个机会。将于2016年3月发射的ExoMars旨在分析火星大气并测试着陆技术。而在更远的地方，美国宇航局（NASA）的朱诺任务将在7月到达木星。9月，ESA的罗塞塔号探测器将对其环绕的彗星进行一次死亡俯冲；而让哀悼者们聊以自慰的是，NASA发射的OSIRIS-REx任务将带回小行星Bennu的样本。

7. 空间探测

随着斥资1亿美元的暗物质粒子探测器（DAMPE）于今年12月发射升空，中国还将继续发射空间科学探测器。世界上第一个量子通信试验卫星将于2016年6月发射升空，而硬X射线调制望远镜也将在明年年底前上天，其目的在于搜寻太空辐射的能量来源，如黑洞和中子星。9月将看到中国500米口径球面射电望远镜（FAST）完成建设，它将取代波多黎各的阿雷西博天文台成为世界上最大的射电望远镜。在美国夏威夷，备受争议的30米望远镜团队将试图找出是否可以以及如何将该项目向前推进。

8. 揭示微生物世界

分析全球微生物群落的一个雄心勃勃的计划预计将在2016年取得第一批研究成果。2010年启动的地球微生物组计划旨在测序和描绘从科摩多龙舌尖到西伯利亚冻土层的至少20万个微生物DNA样本。该计划承诺将对生物多样性作出前所未有的发现。

9. 政治巨变

2016年11月，美国将选出新一任总统。如果共和党人入主白宫，长期争论的把核废料埋藏在内华达州尤卡山的计划可能将重出水面，而与气候和社会科学有关的联邦资金可能面临削减的风险。同时，如果加拿大自由党政府履行其选前承诺，该国将获得一位首席科学官，研究人员相信他将重建政府科学家耗尽的荣誉。

10. 是做梦基因

神经科学家希望最终能够确定调节睡眠时间和长短的关键基因，但要梳理出这一结果非常困难，或许是因为这些基因在大脑中还有其他功能。确定这些基因可能有助于治疗睡眠障碍和一些精神疾病，科学家现在意识到它们与高度睡眠紊乱有关。

11. 照亮科学的角落

SESAME（中东同步辐射光源试验科学与应用）装置将于2016年年底在约旦开启。这一环形粒子加速器产生的强光将能够在原子能级上探测材料与生物结构。这是该地区首个主要国际研究设施，包括伊朗、以色列与巴勒斯坦权力机构在内的政府之间开展了一次罕见的合作。支持在非洲建立一个类似设施的行动可能也会加快速度。而在6月，科学家将使用全世界首个第四代同步加速器——瑞典隆德MAX IV——产生的明亮X射线束。