在科学日新月异的时代，科学家们今年会为我们带来哪些突破呢？美国《生活科学》杂志日前载文称，２０１１年可能会在九大领域有所突破，如发现“上帝粒子”、证实太阳系外类地行星存在、探索基因与性格的关系，以及定义“第四域生命”等。

　　“上帝粒子”可能现身

　　自１８９９年英国汤姆逊爵士发现电子开始，在１００多年里，人类孜孜不倦地探索着微观世界的奥秘。１９９５年３月２日，美国费米实验室宣布发现了顶夸克（编者注：比质子和中子更微小的基本粒子，只有当粒子以接近光速的速度相撞时才会产生夸克，最小级别的夸克为顶夸克）。至此，在一套称为“标准模型”的粒子物理学理论预言的６２个基本粒子中，有６１个都已经得到了实验数据的支持与验证，人们对物质微观结构的探索似乎已到尾声，但仍有一个粒子游离在这座辉煌的大厦之外，仿佛一个幽灵。这就是“上帝粒子”，而这个粒子如被证实不存在，则会击垮整座大厦。

　　“上帝粒子”的学名叫希格斯玻色子（Ｈｉｇｇｓ　ｂｏｓｏｎ），是物理学家们假定存在的一种基本粒子，目前已成为整个粒子物理学界研究的中心。它也是“标准模型”中惟一未被发现的粒子。观测希格斯玻色子的实验如果成功，就有助于解释宇宙万物为何存在质量。“上帝粒子”赋予所有粒子质量的理论建立于１９６４年。目前科学家认为，在欧洲核能研究中心的强子对撞机，将能通过实验来证实它是否存在。欧洲核能研究中心的粒子物理学家雷姆波瑟说：“如果老天眷顾我们，２０１１年我们将发现希格斯玻色子！”

    巨奖鼓励揭开人脑之谜

　　鼓励创新的美国Ｘ奖基金会２０１１年将设立１０００万美元大奖，鼓励科学家在创新的大脑神经元技术领域有所突破。第一个可能受益的是神经学教育计划，该计划旨在解析大脑的学习过程，最终改善学生的学习效率。该基金会也会设立一项麻痹症的大奖，鼓励研究新的技术帮助脊髓损伤患者恢复功能。此类奖项会用于鼓励研究更新的技术如虚拟感应，即人只需要通过大脑而不是手脚，就可以直接与计算机互动。同时也会设立小一些的奖项，促进对大脑问题如阿尔兹海默氏症（老年痴呆症）的研究。

　　Ｘ奖基金会资助了很多科学项目，如私人太空飞行、谷歌月球Ｘ奖等。现在Ｘ奖基金会希望吸引更多的资金和人才去揭开人脑之谜。

    购买卫星，实现免费互联网服务

　　美国科学家科斯塔·格拉玛迪斯发现，当前仍有许多人无法体验互联网这一强大的信息工具。他计划购买一颗人造卫星，并将其移动至一个新的太空轨道，向发展中国家提供免费的互联网服务。他的非营利组织叫作“人类权利”，现正在寻找１５万美元的捐赠，来完成这项借助卫星运营的商业计划。

　　他的收购目标是Ｔｅｒｒｅｓｔａｒ－１号卫星，拥有这颗卫星的公司２０１０年１０月已破产。格拉玛迪斯希望最终能说服慷慨的大富商如谷歌或理查德·布兰森支持他竞购Ｔｅｒｒｅｓｔａｒ－１号，然后将卫星移至互联网接入环境不好的地区，比如非洲。

　　为了有足够的资金运作，格拉玛迪斯设想出租高速带宽给电信公司，哪怕牺牲一些免费互联网的速度。如能找到重要的赞助商，这一计划将在年内启动。

    巨病毒是第四域生命

　　２０１０年１０月，研究人员宣称发现世界上第二种巨病毒——“ＣｒｏＶ”，该病毒可以感染海洋单细胞生物。科学家称它为巨病毒是由于其基因组非常多，大约有７３万个碱基对，这些基因遗传“积木”数量是普通病毒的两倍。迄今第一大巨病毒是“Ｍｉｍｉｖｉｒｕ”，它拥有１２０万个碱基对。

　　对巨病毒“ＣｒｏＶ”进行详细描述的马提亚·费希尔，在加拿大英属哥伦比亚大学的博士论文中称，未来可能发现更多的巨病毒，现今发现的这两种巨病毒之间的关联性很少。

　　这些病毒依赖感染细胞进行自我复制，因此被认为并未“存活”，其特征也不包含在三域系统的生命形态之中（编者注：三域系统是由美国微生物学家卡尔·沃斯在１９９０年提出的生物分类，即生物系统分为三大类——真核细胞、原核生物和古生菌，每类称为一域）。科学家认为，应当重新构建三域生命和病毒之间的关系，病毒有资格成为第四域生命。因为病毒和其他有机生物在ＤＮＡ进化历程中拥有共享的基因组，这项工作可能在年内取得实际进展。

    发现太阳系外的类地行星

　　类地系外行星是指具有与地球相似体积大小的岩石行星，但处于太阳系外。迄今在太阳系外发现的行星几乎都是气体巨星，原因很简单，因为它们个头较大而容易观测到。不过，还是有一定数量的系外行星被推测是类地行星。

　　２００７年４月，由１１位欧洲科学家组成的一个小组，宣布发现了一颗在适居带（太空中温度支持液态水存在的范围）的地外行星，有着与地球相似的温度。天文学家通过欧洲南方天文台位于智利Ｌａ　Ｓｉｌｌａ的望远镜，发现了环绕红矮星Ｇｌｉｅｓｅ　５８１的行星，这颗行星被命名为Ｇｌｉｅｓｅ　５８１　ｃ，它的质量是地球的５倍，被归类为超级地球。发现者还不能肯定它是像地球一样的岩石行星，还是表面被冰冻的液体水行星。如果它是像地球一样的岩石，以目前主流的理论推测它的直径会是地球的１．５倍，如果是颗冰球，直径就会更大。

　　美国加州大学圣塔克鲁兹分校天文学家史蒂芬·沃格特的研究小组发现了ＧＪ　５８１ｇ行星，红矮星Ｇｌｉｅｓｅ　５８１距离地球仅２０光年（１光年约为９４６０５亿公里），新发现的ＧＪ　５８１ｇ行星的运转周期是３７天，质量约为地球的３～４倍，直径是地球的１．２至１．４倍，最符合系外行星的特征。沃格特表示：“我们认为ＧＪ　５８１ｇ行星符合系外行星的特征。”

　　美国麻省理工学院天体物理学家萨拉·西格尔指出，为了寻找地球的双胞胎行星，需要发现太阳的双胞胎恒星，这需要在“陆地行星探测器”上投入更多的经费。“陆地行星探测器”是一个直接镜像太空望远镜，西格尔希望２０１１年该探测器能获得重大突破性发现。

　　目前，科学家预测，首颗类地系外行星的发现将于２０１１年５月初正式宣布。

    通过基因探寻人类性格特征

　　科学家发现基因与人类行为有紧密联系，基因可决定人们的冲动性，决定人们的性生活态度，甚至是否自由主义者。

　　研究人员称，深入理解人类基因和环境间的复杂交互性非常重要。从事研究基因冲动性的美国遗传学家大卫·古德曼说：“目前已进入一个研究基因的新纪元！我们将研究基因与蛋白质的关系，尤其是发现那些易导致沮丧、消沉情绪的基因，找到精神分裂症和孤独症患者与基因的关联。我认为基因革命性研究将在年内出现！”

    美批准转基因三文鱼可食用

　　转基因三文鱼仅需普通三文鱼一半时间便能达到成年体，目前，它已成为美国食品药品监督管理局（ＦＤＡ）首个批准食用的转基因动物。虽然ＦＤＡ的研究小组并未发现它对人类健康构成威胁，但开发转基因三文鱼的美国生物科技公司仍面临着专家的批判和消费团体的诉讼威胁。２０１１年将是转基因食物倍受争议的一年，获得批准的转基因三文鱼进入餐厅之后，相应的争议和置疑也将难以避免。

    研究地球上其他动物的“文化”

　　科学家将继续深入研究自然界动物群体的行为特征，从而更好地理解动物之间如何像人类一样彼此学习自己群体特有的“文化”。２０１１年，美国纽约城市大学亨特学院的黛安娜·里斯和同事计划乘船研究海豚如何学会新的口哨。这种口哨是它们的一种通讯方式，对群体具有重要的作用。

    发现动物流行性疾病的原因

　　近年来，生活在北美洲和欧洲的蜜蜂数量骤减，同时，壶菌导致几个大陆的两栖蛙类数量明显下降。近期，科学家发现纽约洞穴中处于冬眠状态的蝙蝠患有白鼻综合征可导致死亡。目前，科学家将对动物群体的流行性疾病进行深入研究，进一步理解诸如壶菌等因素如何导致动物大批死亡，以及未来如何有效控制流行性疾病的蔓延。