科学家始终于紧密亲密存眷着各个范畴内的科技成长趋向，虽然他们没法断定将来十年的科技成长，但他们照旧敏感地猜测了2011年新的研究标的目的，包孕从基因组学、数学、地球科学等范畴内可能取患上的进展。这些预言于本年是否可以或许成为实际，让咱们拭目以待，但如下十位科学家应《纽约时报》科学版之邀对于将来科技成长的种种可能性的猜测，展示了将来科技成长的无穷潜力以及布满但愿的远景，无疑十分奋发人心。
方陵生 赵方宇
科学家始终于紧密亲密存眷着各个范畴内的科技成长趋向，虽然他们没法断定将来十年的科技成长，但他们照旧敏感地猜测了2011年新的研究标的目的，包孕从基因组学、数学、地球科学等范畴内可能取患上的进展。这些预言于本年是否可以或许成为实际，让咱们拭目以待，但如下十位科学家应《纽约时报》科学版之邀对于将来科技成长的种种可能性的猜测，展示了将来科技成长的无穷潜力以及布满但愿的远景，无疑十分奋发人心。
近间隔不雅测小行星
海蒂·B·哈默尔
浩繁要素让2011年景为行星科学界使人冲动的一年。最使人期待的多是“平明号太空船”将要进入一颗被称为“灶神星”的伟大行星的运转轨道。小行星的造成最早始在46亿年前太阳系降生之时。从小行星造成之初最先，互相之间就始终碰撞不停，从而破裂成为更小的天体。天文学家想知道，像灶神星如许与行星相似的小行星会酿成甚么样，例如，灶神星已经经造成了一个伟大的地核，以至有可能已经经拥有了磁场。
灶神星的蜕变汗青颇有趣，可以从地球上不雅察到这颗行星外貌有很多坑穴。由此能揣度出这颗行星内部的爆炸环境，以及那些好久之前于这颗行星造成时所发生的一些工作。灶神星的体积曾经经很是伟大，然后它熔化了，外貌孕育发生了许多漂浮物。它的地下布局不只有坚硬的岩石，另有本来内部熔化的金属物资。咱们以为，于一次严峻的碰撞以后，其金属焦点发生了爆炸，地壳部门外貌被抛离，由此造成了伟大的坑穴。这些分解出来的年夜型漂浮物于行星带中运动，有些可能还酿成陨石到了地球外貌。
于“平明号太空船”近间隔不雅察了灶神星以后，下一个方针是巨型小行星谷神星，这颗小行星上有含水矿物，以至可能另有一个淡薄的年夜气层。经由过程对于这两个小行星举行比力，天文学家但愿能对于初期地球的造成有更多的相识。
周全相识海洋生物多样性
斯图亚特·L·皮姆
2000年，2700名科学家构成了一个海洋生物普查国际收集，最先了科学史上最大志勃勃的考查勾当，对于糊口活着界各年夜洋的海洋生物举行一次周全普查。他们于十年的时间里，对于海洋举行了拉网式的普查，这一普查工程已经在2010年竣事。研究职员宣布了他们拍摄的6000种摆布新发明物种的照片，这些照片展示的海洋生物使人目炫狼籍，叹为不雅止。这些照片以及相干研究数据给咱们提供了一个举行周全统计已经知海洋物种多样性的时机。
如今科学家正忙着收拾整顿阐发有关数据资料，以预计海洋中有几多海洋生物以及其他无机生物体，本年就能够最先提供一些大略的预计，和为什么海洋中生物多样性漫衍不匀称的缘故原由。
我信赖经由过程此次研究所取患上的关在海洋生物多样性的数据，能帮忙咱们于2011年进一步完美那些已经发明的新物种的信息。同时我以为，咱们不单单要去发明更多的物种，并且要思索于海洋里还可能有几多未知物种。同时，咱们也慢慢成立起一个很主要的不雅念：多样性的海洋生物长短常懦弱的。咱们已经知很多年夜型海洋物种，例如鲸鱼、沙鱼以及年夜吞拿鱼于很年夜水平上城市遭到人类勾当的影响。咱们还要熟悉到海洋里很多生物的漫衍规模都很小，仅有小部门物种破例。从陆生物种的例子来看，那些漫衍规模较小的物种更易灭尽。
网游对于实际世界的影响
简·麦戈尼格尔
2010年8月，《天然》杂志揭晓了一篇关在卵白质折叠的论文，华盛顿年夜学的研究职员体例了一个可以哄骗人们电脑余暇时间运转的步伐，以避免费的电脑资源来搜刮卵白质的正确外形。他们终极发明，拥有电脑者自己也能有助在鞭策这一研究的成长，科学家们用游戏的情势来充实哄骗这一群体聪明资源，这款名为“于线卵白质折叠（Foldit）”的游戏，是一个试验性的卵白质折叠电子游戏，鼓动勉励人们互相竞争，于游戏中脱颖而出，从而找出最抱负的卵白质折叠情势。网上的Foldit于线游戏玩家社区异样火爆，科学家但愿经由过程游戏促成卵白质折叠科学的成长。
去年咱们于宽带网上推出了一款针对于南非年青人的游戏，经由过程让他们介入这个于线游戏，帮忙其进修、提高商务技术。这类将实际经验以及游戏接洽于一路的勾当仍处在测验考试阶段，可是可以看到咱们玩的游戏以及实际糊口的构成实在有很年夜一部门是不异的。
2011年最使我期待的游戏近似在实际糊口中的农产莳植。你可以与1900万人同时玩农业谋划游戏，可能你被要求为你邻人的作物浇水以及喂鸡，可是，想象一下假如你于实际糊口中为他人的作物浇水会如何？当你正巧途经郊区的农场时停下来为作物浇水又会如何？你可以玩如许的电子游戏，互联网为你提供了一个平台，帮忙你相识一些莳植的常识，以便于你所栖身的社区需要的时辰提供帮忙。我对于那些可以或许转变咱们思索体式格局以及糊口体式格局的新游戏很是感乐趣。以是我正于做一项关在游戏是如何付与咱们“超威力”的研究。我以为游戏能激发咱们思索，帮忙咱们解决问题，造就须要的乐不雅主义精力，也提高了于极度前提下的协调威力。
高效得到多能干细胞
罗布·卡尔森
胚胎细胞可以天生人体内的任何一种构造，但一旦成了肌肉细胞、神经元或者一些其它类型的细胞，就是不成逆转的。科学家举行了年夜量的研究，以寻觅引诱成体细胞逆转为多能干细胞的路子。未来有一天，就能够哄骗这类要领经由过程人体自身细胞得到干细胞，从而让受损的人体器官患上以从头生长。
哈佛医学院的德里克·J·罗西以及他的同事们创立了人工RNA份子，RNA份子是细胞用在构建卵白质的模板，哄骗这些RNA份子打造出了可以或许将人体细胞从头编程为多能干细胞的卵白质。然而，罗西的要领也有一个错误谬误，他以及他的同事们使用了一种叫做纤维原细胞的人体细胞，为了网络这些细胞，不能不举行侵入性的活构造切片，然后加以造就，才气得到充足数目的纤维原细胞来举行他们的试验。
2010年7月，哈佛医学院的乔治·Q·戴利玻士以及他的同事们经由过程另外一种路子得到了乐成，他们抽取了康健器官捐募者的血液，����Ϸapp对于血液细胞举行基因重编程，使之成为多能干细胞。我猜测，2011年科学家们会将这些要领联合起来：他们将抽取一些血液，放入RNA调制成的“鸡尾酒”中，这类要领可以更经济、更倏地而且更利便地孕育发生干细胞。
近1～2年内，我对于在科学以及基因组学最期待的莫过在于打造干细胞范畴能取患上的结果。经由过程将从成人构造中提取的多功效性干细胞应用到许多差别研究中，咱们于2010年取患了很多有趣的结果。于接下来的一段时间里，我指望研究职员用RNA终极就能将成人血液细胞转化成干细胞。我想用不了多久，咱们就能看到使用由血液打造出的干细胞对于差别身体构造的医治要领，这类疗法将完全转变咱们对于传统医治的不雅念。
天气变迁研究
肯·考尔代拉
每一隔几年，当局间天气变迁小组城市发布一份天气科学近况及将来天气变迁的陈诉，近来的一次是2007年的陈诉，其结论是，自20世纪中期以来全世界平均气温上升最主要的缘故原由，极可能是因为人类向年夜气中排放的数十亿吨温室气体酿成的。
IPCC还对于将来举行了猜测，基在差别的假定，猜测了人类社会鄙人一个世纪的变迁。IPCC猜测，假如2050年摆布世界人口到达岑岭，世界经济向信息技能以及办事行业的标的目的转移，到2100年全世界平均气温将可能上升1.1～2.9摄氏度，另外一方面，假如世界经济继承依靠在化石燃料，全世界平均气温极可能上升2.4～6.4度。
2007年使用的天气模子比之前的天气模子要繁杂患上多，但其时天气科学家以为另有许多革新的余地。今朝，IPCC活着界许多地域都设置了模子小组来做不异的模仿实验，以便能彼此比力，这些小组同时也网络景象形象站的不雅测数据及其他数据。年夜部门的科学研究都是逐步前进的，但很少能突飞大进，固然，许多被以为是巨大的奔腾都要颠末时间的磨练后才终极被认定为里程碑式的发明。
癌症基因组学的孝敬
年夜卫·豪斯勒
科学家花了15年时间以及30亿美元完成为了第一小我私家类基因组的序列测定，昨天这个成本已经经降落到了2万美元，并无望于此后几年时间里继承降落。跟着成本的降落，科学家可以更快的速率测序人类基因组。国际癌症基因组协会将在本年4月最先，对于多种癌症约25000个基因组举行测序。2011年咱们将看到这一研究的一些开端结果。
基因组学于已往10年间是一个很是有趣的范畴。自2000年咱们乐成摆列出第一小我私家类基因组后，这个基因组此刻被称为人类参考基因组，99.9%的人们都信赖这组基因解开了许多关在人类的谜题，并告诉咱们人类与这个星球上其他植物的瓜葛以及于进化汗青中的职位地方。于接下来的一年内，我指望能看到更多一些关在古生物以及人类移平易近基因组，和对于基因组学成长过程回首的新闻。同时，咱们要更深切研究差别品种细胞生物怎样勾当，这项研究可以或许应用在人类康健范畴。假如咱们可认为每一个人摆列出其从怙恃出继续来的怪异DNA，那咱们就能更正确地猜测出其对于在药物医治的反映，或者是能知道其对于何种疾病缺少抵挡力，再提出有用的掩护方案。
到今朝为止，小我私家基因摆列仍仅存眷在微小的DNA摆列变更。从来岁最先，我信赖你们就能够看到本身完备的基因组摆列。别的也能够将你从怙恃那里继续来的基因组摆列出来。假如你患了诸如癌症类的疾病，当基因突变激发的肿瘤于你体内生永劫，只有提掏出这个肿瘤的样本，摆列出肿瘤细胞的基因组，就能知道此肿瘤发生了甚么基因突变从而造成癌症。我指望于2011年里能看到此项技能的广泛运用，由于这项技能能给那些原告知本身要逝世在癌症的患者带来福音。
生命体参与项目设计
查尔斯·M·维斯特
于20世纪，项目师以及生物学家从事的是差别的科技范畴，生物学家研究细胞以及构造，相识它们的事情机制，而项目学家则以他们的物理学以及化学常识，设计桥梁、修建物以及工场。
最近几年来，项目师们最先对于生命科学注入了更多的存眷。于数十亿年的时间里，进化的历程不停地对于生命体举行着微调，付与了生命很多属性——效率、气力以及矫捷性等，这些属性也为项目师们所喜爱。此刻，遭到生物学进展开导的项目学正于项目学的多个范畴内崭露头角，有时，项目师起劲地模拟天然，有时，则间接将生命因素联合到他们的设计中去。
例如，荷兰代尔夫特年夜学的研究职员正于开发一种插手细菌的混凝土。当混凝本地货生裂痕时，休眠的细菌就会被叫醒，排泄出石灰岩成份，起到让裂痕愈合的效果。我猜测，2011年将有更多这种有生命体参与的项目设计呈现。
有很长一段时间，生物学家以及其他科学家们不克不及理解为何从动力学角度来看吞拿鱼可以游患上那末快。吞拿鱼是世界上游的最快的鱼类之一。几年前一组麻省理工年夜学的学生终极发明了缘故原由，于漫长的进化历程中，吞拿鱼的头部变患上锋利，能将水流的阻力重新部转移。它们的身体摆动体式格局与鱼鳍的运动正好能造成一股气流，这股气流能像正常鱼类经由过程尾部运动孕育发生的动力同样鞭策吞拿鱼进步，并帮忙它们用一半的能量就能倏地游动。
10至15年以前就已经经有许多年夜学最先将现代生物学列入必修课程。我以为此刻简直有须要最先让项目师们思索一些全新的工具并最先存眷天然。回首已往几十年，咱们可以发明有许多人始终于存眷生物项目以及设计，以是这其实不是一个全新的范畴，恰是这些存眷才使生物项目研究于已往十年间患上以倏地深切成长。此刻，生物学正逐渐与物理、化学同样酿成项目学的一项根蒂根基学科。
发明年夜脑影象的物理构造
安德烈·A·芬顿
我的猜测是，2011年咱们将发明年夜脑影象的物理构造。
几十年来神经科学家始终于人类年夜脑中征采影象的物理标志。他们发明的证据注解，影象经由过程神经元的接洽而造成，神经元不停长出新的分支，与其他神经元举行沟通，本来的神经元分支徐徐变强或者变弱。近来几年里，芬顿玻士以及其他研究职员发明，于这些神经元分支里存于一种被称为PKMzeta的份子，就是这类份子让影象生存下来，若是阻断了PKMzeta份子，影象就会消散。
这一发明斥地了神经科学范畴内一个使人高兴的远景。科学家们可以练习植物来履行一些简朴的使命，然后对于完成使命以及没完成使命植物的年夜脑举行比力。PKMzeta份子于年夜脑里应该因此一种怪异的漫衍体式格局来造成新的影象，科学家们可将与植物影象进修内容有关的所有神经元及其分支绘制出来，于科学成长史上，科学家将第一次可以或许看到某个特定的影象。
最近几年来遗传学研究取患了很年夜的前进，为研究于神经细胞中插手份子奠基了根蒂根基，当没有光照时，这些份子能激活神经细胞或者是使之掉活。经由过程这类体式格局咱们就可以锁定年夜脑特定部位的指定细胞，激活或者使其掉活，并不雅察成果。今朝，这种试验技能已经经于一些知名试验室中被应用。经由过程研究，他们将能为咱们解开很多不成思议的谜题：怎样分辩出特定品种的细胞？细胞阐扬着甚么作用？它们于何时会阐扬它们应该阐扬的作用？另外一项关在成人神经细胞事情状况的研究也颇有趣，许多人都曾经据说：到了必然的春秋，人的年夜脑将会住手生长。此刻实验注解，这句话其实不准确。人类平生中每一一天城市长出新的神经细胞。对于在那些不相识神经细胞的功效、作用，及不清晰神经细胞为年夜脑提供了甚么的人，我但愿很快能有明确的研究来告诉他们神经细胞究竟是甚么。
科学的将来于电脑
史蒂芬·斯托加茨
计较机已经经愈来愈多地接受了以往由人类来做的一些工作，包孕制订行车线路、摆设地铁列车的营运等，以至已经经深切到了科研的焦点之中。计较机所做的事情不单单是绘制美丽的圆形阐发图之类，计较机还可以做一些始终都是由科学家来做的工作：列出注释繁杂数据征象的数学方程式。例如，Eureqa步伐就是一个由康奈尔年夜学项目师霍德·利普森以及他的学生创立的一名“电脑科学家”。2009年时他们于陈诉中称，仅仅经由过程不雅察一个钟摆，Eureqa就可以从头发明牛顿的一些物理学定律。
“电脑科学家”可能加速科学发明的程序，但于此历程中，可能会转变科学自己的性子。几个世纪以来，科学家们依赖灵感之刹时一闪念解决了很多问题，可是，“电脑科学家”患上出的公式对于举行一些猜测年夜有助益，但这些凡是对于在人类科学家来讲倒是不成思议的。
科学的将来可能不于在人类，而是于在电脑。霍德·利普森以及他的学生近来正于从事的研究有可能惹起一场全新的革命。这个名为“Eureqa”的步伐到底能做甚么呢？它可以从计量规则、生物细胞或者是呆板丈量等任何体系中获取数据，并由此经由过程人工智能患上出这些神秘而繁杂数据的纪律。于科学中有些始终存于的问题，好比看到钟摆的时辰，你会想它的运动频次是甚么；想到星球围着太阳公转的时辰，你会想知道太阳是否是确定始终于行星运转轨道上，这些都是自古以来已经经被解决的闻名的问题。对于我来讲最有趣的是，可能有些问题的谜底其实不是必然的，影响要素的变幻无穷，致使人类于有限的时间内底子不克不及用科学经验来解决这些问题，从另外一方面来看，可能电脑可以取代人类解决这些难题。
印度洋将成为研究核心
迈克尔·J·麦克费登
海洋笼罩了地球的百分之七十，但至今为止仍旧是一个险些未被摸索的世界。于这个海洋世界里，印度洋始终是一个出格神秘之处。
印度洋的年夜洋环流及其变迁温度可以惹起年夜气层的庞大变迁，从而对于整个地球孕育发生影响。这些颠簸对于印度的旱季、美国西北部的降雨，和年夜西洋上空造成的飓风城市孕育发生影响。这类被称为“马登-朱利安振荡（MJO）”的颠簸气力极为强盛，其风力以至可以惹起地球自转加速或者放慢。
2011年10月，搜集于印度洋的科学家将对于MJO的运念头制举行研究。他们将于海洋中部署多种传感器，测验考试跟踪初始阶段的振荡，假如这一规划得到乐成，将有助在科学家相识激发新的振荡的前提，并猜测其久远影响。
海蒂·B·哈默尔（Heidi B.Ha妹妹el）
航天科学研究所高级研究员
专业范畴：空间科学
“平明号太空船”在2010年7月进入了一颗年夜型天体——小行星灶神星的运转轨道，近间隔不雅察小行星，经由过程近间隔不雅察，咱们将可以相识到有关小行星造成汗青的浩繁使人神往的秘密。2011年，“平明号太空船”将要进入这颗行星的轨道，并将对于其外貌以及内部举行周全细心的勘测。
斯图尔特·L·皮姆（Stuart L.Pi妹妹）
杜克年夜学生态掩护学传授
专业范畴：生态掩护
海洋中到底有几多海洋生物，咱们始终不清晰。2011年咱们将会对于海洋生物的多样性有一个周全的相识，这是一个真正冲动人心的好动静，由于始终以来，咱们对于海洋的相识都太少。
简·麦戈尼格尔（Jane McGonigal）
将来研究所游戏研究以及开发总监
专业范畴：游戏设计
2011年对于实际世界孕育发生影响的游戏将盘踞越发主要的职位地方。跟着宽带互联网接入以及电脑速率的提高，收集于线游戏是一个不成轻忽的气力。全球每一周玩于线游戏的时间为30亿个小时，收集游戏的投资也将继承增加。2011年，咱们将看到与天气变迁有关的游戏，咱们还将看到缭绕医学立异睁开的游戏。
罗布·卡尔森（Rob Carlson）
Biodesic公司首创人、总裁、项目与设计首席参谋专业范畴：生物技能
2011年科学家们会将已经有的多能干细胞的造就要领联合起来：他们将抽取一些血液，放入RNA调制成的“鸡尾酒”中，瞧！多能干细胞就此得到。这类要领可以更经济、更倏地而且更利便地孕育发生干细胞。我猜测，2011年人体细胞将有可能逆转为多能干细胞。
肯·考尔代拉（Ken Caldeira）
卡内基研究所天气科学家专业范畴：天气变迁
自结合国当局间天气变迁委员会（IPCC）上一次陈诉以来，对于天气模子的年夜部门革新都颇有限，于猜测威力上预计不会有很年夜的奔腾。IPCC猜测，到2100年全世界平均气温将可能上升1.1至2.9摄氏度，另外一方面，假如世界经济继承依靠在化石燃料，全世界平均气温极可能上升2.4～6.4度。
年夜卫·豪斯勒（David Haussler）
生物份子科学与项目研究中央主任专业范畴：基因组学
假如你患了诸如癌症类的疾病，当基因突变激发的肿瘤于你体内生永劫，只有提掏出这个肿瘤的样本，摆列出肿瘤细胞的基因组，就能知道此肿瘤发生了甚么基因突变从而造成癌症。我指望于2011年中能看到此项技能的广泛运用，由于这项技能能给那些原告知本身要逝世在癌症的患者带来福音。
查尔斯·M·维斯特（Charles M.Vest）
美国国度项目院院长
专业范畴：项目学
于一个使人惊奇的较短期间内，咱们将看到生物灵感以及生物项目将成为项目学体系的中央，并将是以进入项目学的一个新时代。我猜测，2011年将呈现更多有生命体参与的项目设计。
安德烈·A·芬顿（AndréA.Fenton）
纽约年夜学神经科学研究中央传授
专业范畴：神经科学
许多人都曾经据说：到了必然的春秋，人们的年夜脑将会住手生长。此刻实验注解，这句话其实不那末准确。人类平生中每一一天城市长出新的神经细胞。我但愿很快能有明确的研究来告诉人们神经细胞究竟是甚么。
史蒂文·斯托加茨（Steven Strogatz）
美国康奈尔年夜学运用数学传授
专业范畴：数学
2011年，“电脑科学家”预备为科学事业作出更年夜孝敬。科学的将来可能不于在人类，而是于在电脑。许多困扰科学家的问题谜底其实不确定，影响要素的变幻无穷，致使人类于有限的时间内底子不克不及用科学经验来解决这些问题，而电脑则可以取代人类解决这些难题。
迈克尔·J·麦克费登（Michael J.McPhaden）
承平洋海洋情况试验室资深科学家
专业范畴：海洋科学
2011年10月，一个国际科学家小组将搜集于印度洋，科学家将于印度洋部署很多很多可以或许于那里事情几十年的各类仪器装备，并将触角舒展至全世界规模，网络到的数据将完全转变人们对于海洋生态体系的熟悉。
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