2012 年發生了遠不止 10 件事件，這些事件揭示了科學和技術如何在我們的生活中發揮不可或缺的作用。作為一個廣泛的主題，氣候變化佔據了中心舞臺，提供了許多可能的選擇，包括直接對抗氣候變化的努力，例如一項旨在從空氣中吸收二氧化碳的流氓地球工程實驗，以及開發清潔能源的努力，例如建立將海藻轉化為乙醇的微生物。
網際網路和其他通訊技術仍然給決策者、公司和個人帶來了挑戰。其中最引人注目的爭議是圍繞《禁止網路盜版法案》（SOPA）的爭議，該法案導致了一些流量大的網站（如維基百科）發起停運抗議。
基礎科學研究繼續衝擊著傳統的思維，例如據報道的卵巢幹細胞的發現。如果得到證實，這一發現將推翻女性出生時就擁有其一生所有卵子的長期觀念。
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唉，文化規範和慣例規定我們堅持 10 個專案；效仿《搖滾萬萬歲》將其調至 11 幾乎無濟於事。歡迎在下面的評論部分中討論您自己的選擇。
敢死隊隊員達到新的高度和低度
在 2012 年，由於人類敢死隊隊員願意冒著生命危險去探索地球的平流層和最深的海溝，科學和技術達到了新的高度和深度。這兩項壯舉的成功不僅取決於保護人們免受稀薄空氣或巨大壓力的尖端裝備，還取決於他們為到達目的地而進行的巧妙思考。
10 月 14 日，奧地利人費利克斯·鮑姆加特納在距地球表面近 39 公里的高空從氣球上跳下後，打破了 50 年的最高跳傘紀錄，以超音速的速度飛行，然後降落在新墨西哥州東南部。在他 20 分鐘的下降過程中，鮑姆加特納的最高速度達到了每小時 1,342.8 公里，使他成為第一個突破音障的跳傘運動員，音障在海平面為每小時 1,236 公里。鮑姆加特納的任務還創造了最高載人氣球飛行的記錄。
鮑姆加特納的全壓服包括一種控制機制，旨在調節不同高度的壓力，以保護他在快速下降過程中免受減壓病的症狀。將鮑姆加特納帶到旅程頂點的氣球由厚度僅為 0.02 毫米的聚乙烯薄膜製成，可以包圍近 850,000 立方米的體積。鮑姆加特納的裝置包括主降落傘和緊急降落傘，以及一個穩定減速傘，以幫助他從不可控的旋轉中恢復。主降落傘和備用降落傘的設計開啟速度高達每小時 280 公里。
另一方面，電影製片人詹姆斯·卡梅隆在 3 月成為第一位到達馬裡亞納海溝最深處的單人潛水員，在太平洋表面以下約 11 公里的挑戰者深淵著陸。卡梅隆曾執導過前兩部《終結者》電影以及《泰坦尼克號》和《阿凡達》，他駕駛著他的《DEEPSEA CHALLENGER》潛水器進行了 7 小時的往返行程，在地球地殼最深處花費了大約 3 個小時來收集海洋生物、微生物、天體生物學、海洋地質和地球物理研究的樣本。
《DEEPSEA CHALLENGER》包含幾個旨在幫助卡梅隆探險的功能，包括一個球形加壓駕駛艙，可將卡梅隆撥出的呼吸和汗水中的水分收集到一個塑膠袋中。如果卡梅隆的飲用水用完了，他可以食用這種混合物。《挑戰者號》約 70% 的體積被由數百萬個懸浮在環氧樹脂中的空心玻璃微球製成的合成泡沫佔據，這使得該船的表皮密度低但非常堅固。 —拉里·格林邁爾
更多： » 敢死隊員創下破紀錄的超音速跳躍 » 卡梅隆完成泰坦尼克號單人海底之旅
圖片：MathieuViennet/iStockphoto
節食未能延長壽命
在制定節食和保持健康的新年決心時，請記住：您吃什麼可能比您吃多少更重要。
科學家們發現，根據發表在《自然》雜誌上的一份報告，大幅減少卡路里攝入量並不會延長靈長類動物的壽命。相反，遺傳學和健康飲食似乎是影響更大的因素。（《大眾科學》是自然出版集團的一部分。）
由國家老齡研究所 (NIA) 資助的科學家對獼猴的飲食進行了為期 25 年的觀察，餵養實驗組的食物比對照動物少 30%。雖然之前的研究表明，其他動物（包括大鼠和線蟲）在消耗更少卡路里時似乎衰老得更慢，但獼猴並未受到影響。
《自然》雜誌的研究反駁了威斯康星州國家靈長類動物研究中心 (WNPRC) 早先的研究成果，該研究發現獼猴確實從限制卡路里的飲食中受益。然而，之前的研究結果可能是由於選單不太健康造成的。WNPRC 的猴子獲得的食物中含有 28.5% 的蔗糖，而 NIA 的則為 3.9% 的蔗糖。食用較少的不健康食物可能足以改變結果。
儘管觀察性證據表明減少卡路里可以延長壽命，但對人類的真正影響仍然不確定。延長壽命的方法可能取決於多種因素的組合，而不是取決於您盤子裡放多少食物。 —莫莉·布盧多夫-因德利卡託
更多： » 限制卡路里未能延長靈長類動物的壽命 » 為什麼有些人能活到 100 歲？即時聰明人影片
大膽的私人努力填補了美國宇航局空缺的角色
太空梭“奮進號”10 月份沿著加利福尼亞州英格爾伍德的西曼徹斯特大道經過蘭迪甜甜圈店，可能與肯尼迪總統在 50 年前發表的著名月球演講中提到的要完成的“其他事情”不太一樣。這架太空梭被拖到其旅程的最後一段，到達了它在洛杉磯加利福尼亞科學中心的最終安息之地，這提醒我們美國宇航局真的已經退役了它的太空梭計劃，並且如今在太空中沒有太多事情可以給宇航員做了。
“奮進號”的兄弟姐妹們已經找到了它們的永久家園：“亞特蘭蒂斯號”將留在佛羅里達州美國宇航局肯尼迪航天中心。“發現號”現在居住在華盛頓特區的史密森尼國家航空航天博物館。而“企業號”原型在環繞紐約市空域進行壯觀的遊覽後，以及後來遭受超級風暴桑迪的襲擊後，現在驕傲地矗立在曼哈頓的“無畏號”海空航天博物館之上。
今年，人類太空飛行的夢想找到了其他的出口：加利福尼亞州的 SpaceX 成為第一家向國際空間站運送貨物的私營公司。該公司的龍飛船計劃在 2015 年由 SpaceX 設計和製造的可重複使用火箭搭載人類進入軌道。在繁忙而危險的私人人類太空飛行領域，其他競爭者包括 ATK、藍色起源、追夢者和 Stratolaunch。
太空飛行的商業化也可能擴充套件到更小的規模：正在進行談判，允許政府製造的儀器搭乘私人衛星。
同時，如果現在來一次“去月球，愛麗絲”的旅行聽起來很有吸引力，那就報名參加金釘最近提供的服務——一次月球飛行。只需 7.5 億美元。然而，費用包括返回地球的旅程，因此真正的逃避主義者將不得不等待畢格羅宇航公司的私人太空酒店或前往殖民火星的旅行。 —羅賓·勞埃德
更多： » 向美國宇航局所有 135 次太空梭任務致敬 [影片] » SpaceX 龍飛船帶著珍貴貨物抵達空間站
大流行性禽流感基因公開
一種可能導致全球死亡的實驗室製造病毒是科幻驚悚片的素材。但今年研究人員公佈了這樣一種傳染病的配方——這是關於是否應該公開或鎖起該配方的廣泛辯論的頂點。
幾十年來，科學家們一直在警告可能會重演1918 年的流感大流行，該大流行奪走了數千萬人的生命。禽 (H5N1) 流感病毒引起了最多的關注。十年前，它殺死了數千萬只鳥，任何感染該病毒的人都面臨著嚴峻的挑戰——死亡率約為 60%。幸運的是，H5N1 病毒沒有在空氣中傳播，因此不容易感染人類，並且爆發仍然侷限於小範圍地區。
2011 年，兩個研究小組獨立發現了使 H5N1 病毒透過空氣傳播並因此更容易傳播的必要基因突變。他們表明，感染了突變菌株的雪貂可以將病毒傳播給附近籠子裡的健康雪貂。
由於擔心生物恐怖分子可能會使用這些資料將該病毒武器化，政府官員、科學家和期刊編輯推遲公佈了突變資訊。支持者認為，這些資料將幫助流行病學家瞭解如果 H5N1 在野外發生突變應該注意什麼，並更好地使他們能夠準備對策。該論點，加上許多科學家已經獲得了訪問許可權這一事實，導致美國國家生物安全科學諮詢委員會批准發表論文。第一篇發表在6 月 21 日的《自然》雜誌上。 —菲利普·亞姆
更多資訊： » 傳染病：關於人造大流行禽流感病毒的爭議爆發 » 有爭議的禽流感研究發表：我們應該有多擔心？
北極海冰創紀錄融化
2012 年 9 月 16 日，北冰洋的冰覆蓋範圍達到了 歷史最低點，為 340 萬平方公里（自 1979 年衛星記錄開始以來）。自 2000 年起，每年夏季的最小冰蓋面積開始縮小，並且自 2007 年起每年縮小速度更快。
當航運巨頭們樂於見到更少的冰可能允許他們穿越北極運送貨船時，科學家們開始展示並公開談論一些嚴重的影響。首先，夏季海冰的急劇消失（許多氣候模型並未預測到這一點）暴露了顏色較深的海洋水，這些水會吸收更多的熱量，從而融化更多的冰——形成一個反饋迴圈，這可能會 加速 全球變暖的速度。
其次，科學家們認為，冰的缺失導致了過去三個冬天美國東北部和歐洲經歷的 怪異天氣。本質上，冰的缺失使得急流在冬季要麼向南傾斜得更遠，要麼向北傾斜得更遠，並且長時間地停留在這些位置，導致大西洋兩側連續多天出現極端寒冷或異常溫暖的天氣。
一些科學家大膽地表示，海冰的減少幫助 颶風桑迪從大西洋“向左轉” 進入新澤西州和紐約市。這種方向的改變以前從未被記錄過。北大西洋的“高壓阻塞系統”（很可能是由於冰的缺失造成的）阻止了桑迪像通常的颶風那樣向東北方向出海。——馬克·菲斯凱蒂
更多資訊： » 北極海冰創紀錄新低 » 極端天氣解釋 » 氣候變化是否導致了颶風桑迪？
最高法院（大部分）支援“奧巴馬醫改”
2010 年透過的《患者保護與平價醫療法案》（ACA）中全面的醫療改革代表了近半個世紀以來美國國家醫療保健系統的最大系統性變革。完好無損的該法案將為 3200 萬原本沒有保險的美國人提供負擔得起的醫療保健，幫助更多人獲得持續和預防性護理。鼓勵醫療保健資訊科技和整合系統（例如電子健康記錄）可能會減少醫療錯誤，併為醫學研究提供大量新資料。此外，該法案還包含促進比較和成本效益研究的條款（透過新成立的以患者為中心的成果研究所）。此類研究可能會帶來醫學和公共衛生的進步，這將有助於最大數量的人。除了改善美國的健康狀況外，所有這些變化還應有助於控制失控的醫療保健成本，該成本在 2010 年超過 2.6 萬億美元，預計將繼續攀升。
但是，當美國最高法院在 2012 年 3 月聽取 關於此案的辯論 時，所有這些來之不易的改革都面臨著重大修改——或完全廢除。法院於 6 月 28 日宣佈的裁決 維持了 ACA 的大部分內容。
法院唯一削弱的條款是強制擴大各州運營的 醫療補助計劃。根據最初的 ACA，醫療補助資格將擴大到包括全國範圍內 1600 萬更多原本難以支付醫療保險的人。聯邦政府將為各州支付全部費用直到 2016 年，然後在 2022 年及以後逐步減少到支付 90%。到目前為止，至少有九個州表示他們將放棄擴張，理由是不願意花費更多自己緊縮的資金。
隨著巴拉克·奧巴馬總統在 11 月的連任，該法律似乎很可能會在 2020 年之前繼續推出其餘條款。例如，從 2014 年開始，保險公司將不再被允許根據個人的既往病史做出保險或費率決定；州或聯邦控制的保險交易平臺必須開始運作；並且（在參與的州）醫療保險資格擴大也將生效。——凱瑟琳·哈蒙
更多資訊： » 醫療保健改革受審：最高法院辯論的利害關係是什麼 » 醫療法案完好無損：美國最高法院支援平價醫療 » 醫療補助福利會被推下財政懸崖嗎？
圖片：Kalawin/iStockphoto
ENCODE 百科全書的出版：基因組研究的里程碑
在 人類基因組 序列發表十二年後，一個大型聯盟發表了下一步：ENCODE 專案：DNA 元件百科全書。基因組專案提供了人類 DNA 中所有核苷酸的序列（所有 A、C、T 和 G 如何排列），而 ENCODE 更進一步，並 編目了這些序列中的哪些 可以轉錄成 RNA，以及在哪些型別的細胞中轉錄。
正如生物學家理解人類基因組專案是一個有用的工具（儘管不是某些媒體宣稱的“聖盃”或“生命藍圖”）一樣，他們也 歡迎 ENCODE 作為另一個有用的研究工具。人類基因組專案開發的實驗室技術使科學家能夠越來越便宜地測序許多個體人類以及許多其他物種的完整基因組。同樣，科學家們期望 ENCODE 僅僅是一個開始，使他們能夠在眾多個體以及眾多物種上進行相同型別的工作。獲得的知識將有助於回答有關進化、生態學、保護、生理學、發育和醫學的重要問題。
不幸的是，圍繞 ENCODE 發表的 許多討論 未能側重於目錄的有用性及其構建技術。相反，大部分辯論都集中在 未能理解 轉錄並不一定意味著有意義的生物學功能。細胞是混亂的生物實體，周圍漂浮著大量的黏稠物，因此錯誤會一直髮生。許多 DNA 序列被翻譯成 RNA，卻被細胞降解。我們基因組中的大部分（也許是大部分）DNA——儘管偶爾會被轉錄，因此被記錄在 ENCODE 中——仍然是無功能的“垃圾 DNA”。這實際上並不令人驚訝；實際上從進化論的角度來看，這是預期的。不過，多虧了 ENCODE，我們最終應該能夠了解哪些序列是垃圾，哪些是細胞活動的瑰寶。——博拉·齊夫科維奇
更多資訊： » “垃圾 DNA”蘊含著許多疾病的線索 » 垃圾 DNA，垃圾公關
圖片插圖：Don Foley
美國宇航局的好奇號探測器登陸火星
2012 年，火星迎來了 一位新的六輪訪客。美國宇航局的好奇號探測器——同類探測器中最大、最複雜的探測器——於 8 月 安全著陸 火星。“成功著陸”為被稱作“七分鐘的恐怖”的精心著陸序列畫上了句號，並將任務工程師（特別是飛行主管 Bobak Ferdowsi，又名“莫霍克髮型男”）變成了小名人。
好奇號在火星上大約 為期兩年的任務 才剛剛開始——探測器仍在首次試用其某些儀器。但探測器已經發現了 古代河床的證據，並且在土壤中檢測到了誘人但尚未證實的火星碳（地球上生命的組成部分）的暗示。很快，好奇號將開始探索夏普山，這是一個高聳的沉積層堆積，應該會為古代火星（當時水流更加自由）的條件提供線索。——約翰·馬特森 更多資訊： » 深入報道：美國宇航局的好奇號探測器登陸火星
希格斯玻色子被探測到
今年最精彩的 7 月 4 日煙花表演發生在歐洲。在那個溫暖的夏日，在日內瓦湖畔不遠的一間會議室裡，代表大型強子對撞機兩項實驗的物理學家們慶祝了一個醞釀了 40 年之久的訊息：希格斯玻色子被發現了。
第二天《紐約時報》的頭版標題是“物理學家發現了被認為是宇宙關鍵的難以捉摸的粒子”，但希格斯發現的意義遠不止於增強我們對亞原子世界的理解。希格斯代表了 21 世紀粒子物理學故事的最後一章。它完善了標準模型，即所有已知粒子和力的理論描述（並且根據某些標準，它是科學史上最成功的理論）。希望從這裡開始，大型強子對撞機的科學家們將做出照亮標準模型之外宇宙的發現，為未來幾年提供煙火。——邁克爾·莫耶
更多資訊： » 深入報道：希格斯玻色子終於被發現了嗎？ » 為什麼物理學家如此關心發現希格斯玻色子？
圖片由美國宇航局提供
桑迪襲擊美國東北海岸
如同糟糕的恐怖電影續集一樣，颶風桑迪在今年秋天攪動了美國東海岸，在萬聖節前夕登陸新澤西海岸，距離颶風艾琳走過類似路徑僅僅一年多一點。與颶風艾琳以暴雨摧毀內陸社群不同，桑迪的怒火以颶風級別的強風和超過四米的風暴潮的形式出現——足以重塑新澤西和長島的海岸線，並淹沒紐約市的關鍵基礎設施，如地鐵隧道和發電站等等，以及其他不良影響。
氣象學家將桑迪稱為“弗蘭肯風暴”，因為它是由一個從南方北上的颶風、一個從西方移入的冬季風暴以及一個迫使系統合併並向內陸移動的高壓脊混合而成的氣象大雜燴。再加上這個熱帶氣旋本身就橫跨超過1500公里，並且擁有北卡羅來納州以北記錄到的任何風暴中最低的氣壓——943毫巴，桑迪絕對當得起“超級風暴”的稱號。
氣候變化似乎加劇了這場事件。北極夏季海冰融化的創紀錄很可能有助於形成迫使颶風桑迪沿著其不幸的軌跡移動的天氣條件。美國國家海洋和大氣管理局國家颶風中心的分支主管詹姆斯·富蘭克林指出，這場風暴還從其經過的“略高於正常溫度的海水中獲得了一點額外的推動力”。
這場災難造成至少500億美元的損失，並奪走了至少250人的生命，僅在美國就有131人喪生，這表明我們的城市和沿海社群是多麼脆弱。桑迪的遺留問題要求我們重新思考如何最好地為未來更具破壞力的風暴做好準備，這些風暴在我們日益變暖的世界中可能會更加強烈。—大衛·比埃洛