這一年見證了許多具有深遠和持久影響的進展，無論是在實踐上還是在知識層面。從下面的倒計時開始，到最後看看其他一些重要的但未能入選的故事。
圖片來源：Wim Lustenhouwer，阿姆斯特丹自由大學
符號思維被證實存在於其他人類物種中
關於支援科學新聞
如果您喜歡這篇文章，請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道： 訂閱。透過購買訂閱，您正在幫助確保未來能夠繼續講述有關塑造我們當今世界的發現和思想的具有影響力的故事。
是什麼將智人與人類家族的其他成員區分開來，並推動了我們作為一個物種取得非凡的成功？一種流行的觀點認為，我們進行符號思維的傾向，這是語言的基礎，是關鍵。但是越來越多的證據表明，尼安德特人也具備這種才能。現在又有訊息傳來，一種更古老、更原始的人類祖先——來自亞洲的直立人——也顯示出符號思維的跡象。
研究人員在印度尼西亞爪哇島上一個名為特里尼爾的直立人遺址發現了一個刻有幾何圖案的貝殼，其年代可追溯到54萬至43萬年前。這一發現比之前已知的最古老的雕刻（來自南非）至少早30萬年。
對在淡水貽貝殼上製作的雕刻的分析表明，其製作者使用了鯊魚牙齒或其他堅硬的尖銳物體來建立鋸齒形圖案。“這種雕刻很可能是在新鮮的貝殼標本上製作的，該標本仍然保留著棕色的[皮膚]，這將會在深色的‘畫布’上產生醒目的白色線條圖案，” 荷蘭萊頓大學的約瑟芬·C·A·約爾丹斯和她的同事在他們於12月3日在《自然》雜誌上線上發表的報告中推測。（大眾科學是自然出版集團的一部分。）
這一發現暗示，還有更多這樣的物品——實際上有30萬年的歷史——在那裡等待被發現，並且它提出了一個問題，即這種行為可能在人類血統中起源於多麼久遠的時間。——凱特·王
更多內容： 世界最古老的雕刻顛覆了智人獨特性理論
當海洋拯救人類時 [供訂閱者]
圖片來源
網路攻擊預示著磁條信用卡的終結
家得寶今年成為歷史上最大的資料洩露事件之一的受害者。網路竊賊在9月份從該公司的零售信用卡處理系統中竊取了約5600萬條記錄，遠遠超過了Target在2013年12月報告的4000萬條被盜記錄，但略低於2007年從TJX Cos.竊取的9000萬條記錄，後者是歷史上規模最大的一次。儘管網路盜竊事件頻繁發生，令人震驚，但家得寶的資料洩露事件因其規模龐大以及可能將許多人依賴的磁條信用卡歸入過時技術的垃圾堆而引人注目。
這是因為現在存在移動支付系統，可以有效地取代傳統的信用卡和簽帳金融卡。例如，10月份Apple Pay首次亮相，該系統允許使用者使用iPhone進行購買，而無需向零售商透露客戶付款資訊。谷歌多年來也提供了類似的數字錢包，包括沃爾瑪和百思買在內的某些零售商表示，他們也在開發一款名為CurrentC的競爭性智慧手機支付應用程式。
家得寶、Target和TJX的盜竊事件代表了企業在保護客戶個人資訊方面系統性的失敗。事實上，家得寶很可能受到了同一駭客組織的攻擊，該組織也襲擊了Target、Michaels、Neiman Marcus和連鎖餐廳P. F. Chang's的銷售點系統。
客戶們意識到，他們要麼可以信任這些企業來提高他們的網路安全，要麼可以探索新技術來保護自己。——拉里·格林邁爾
更多內容： 保護您免受數字欺詐的“守護者”代理
圖片來源：Svisio/Getty Images/iStockphoto
首個人工合成酵母染色體誕生 [影片]
從頭開始構建複雜細胞生命的第一個染色體需要什麼？數百名大學生。今年3月，約翰·霍普金斯大學“構建基因組”課程的本科生宣佈成功再造了酵母的3號染色體，該染色體控制著有性生殖。
學生們按順序合成了鹼基——A、C、T和G分子——並將它們分塊插入酵母中。酵母自身的DNA修復系統隨後將DNA編織到現有基因組中；隨著時間的推移，天然染色體因此被人造染色體所取代。希望這種操作將導致對特定基因的測試，並更好地理解“垃圾”DNA、細胞分裂和進化本身。它也標誌著歷史上首次由人類合成染色體並被酵母採用，酵母是生物技術的模式生物之一。
也許有一天，所有16條酵母染色體都將是人造的——至少，這是合成酵母2.0專案的目標。所以還有大約1200萬個DNA工作對要完成。最好再招募一些大學生。——大衛·比耶洛
更多內容： 麵包酵母獲得基因改造
圖片來源：PhotoDisc/ Getty Images
美國實驗室致命細菌處理不當
2014年聯邦實驗室發生的一連串安全事故引發了國會聽證會，並再次引起立法者呼籲加強對高級別生物安全研究設施的監督。
今年6月，美國疾病控制與預防中心的一個實驗室準備炭疽桿菌樣本以便運輸，但未能正確滅活細菌。次月，美國食品和藥物管理局的研究人員在馬里蘭州貝塞斯達國家衛生研究院園區的未設防的冷藏室裡發現了六個早已被遺忘的天花病毒小瓶。早在3月份，美國農業部的研究人員從一個備受尊敬的疾控中心實驗室收到了一批動物流感病毒，但後來才發現這些樣本被意外地汙染了致病性H5N1流感病毒。這種馬虎大意，以及早些時候發生的事件，揭示了一種令人不安的錯誤模式。疾控中心主任湯姆·弗裡登稱這一系列事件是一個“警鐘”，引發了“嚴重且令人不安的問題”。沒有人因這些致命病原體的失誤而受傷，但它們確實促使高安全級別實驗室的進出貨物暫時凍結，並對生物安全程式進行了全面審查。涉及這些處理不當樣本的兩個疾控中心流感和炭疽實驗室也被關閉。
在報告的失誤發生後的幾個月裡，疾控中心在高等級生物安全空間部署了攝像頭和平板電腦，作為其避免未來傳染病處理不當的努力的一部分。——迪娜·範·馬龍
更多內容： 疾控中心致命流感病毒處理不當
註定失敗的安塔瑞斯火箭在起飛後爆炸。圖片來源：NASA
災難玷汙商業航天飛行
今年發生的兩次災難性事故，僅相隔幾天，給新興的“新太空”產業帶來了沉重打擊。新太空產業是由私人公司組成的鬆散聯盟，通常由古怪的億萬富翁支援，他們正在競爭使太空旅行更加經濟和常規化。
10月28日，軌道科學公司運營的無人安塔瑞斯火箭在發射後不久爆炸，很可能是由於其俄羅斯製造的主發動機出現故障，這些發動機雖然經過翻新，但已有半個世紀的歷史。這次失敗的火箭發射是NASA價值19億美元的合同的一部分，旨在向國際空間站運送貨物。沒有人受傷，但軌道科學公司的股價暴跌，而NASA則顯得尷尬，因為就在這次火熱的墜毀事件發生幾小時後，一枚早已計劃好的俄羅斯聯盟號火箭完美地發射了另一項向空間站運送補給的任務。
僅僅三天後，維珍銀河公司的“太空船二號”亞軌道飛行器的試飛以悲劇告終，該飛行器在莫哈韋沙漠墜毀，造成一名飛行員死亡，另一名飛行員重傷。隨後的分析表明，“太空船二號”在發動機仍在工作時，由於車輛後部的兩個穩定器不知何故移動到高阻力的“羽化”位置，導致空氣動力應力使其在空中解體。通常，“太空船二號”的穩定器只會在航天器飛過亞軌道飛行頂點並準備重新進入大氣層時才會部署。
軌道科學公司的下一次安塔瑞斯火箭發射到國際空間站計劃於2016年進行，並將依賴於尚未宣佈的更新型主發動機。維珍銀河公司的未來計劃則有些不明朗。數百名富有的私人人士已同意為“太空船二號”的亞軌道飛行支付每人25萬美元，但一些受到驚嚇的“太空遊客”正在要求退款。該公司在首艘航天器被毀之前就已經遠遠落後於計劃，在商業飛行變得規律且持續進行之前，該公司無法希望彌補其損失，而這一前景現在看來確實遙遙無期。對於這些以及其他新太空企業要最終取得成功，市場力量可能需要比嚴酷的火箭物理學更寬容。——李·比林斯
更多內容： 無人補給火箭在起飛後數秒爆炸
2011年（上圖）和2014年（下圖）加利福尼亞州薩克拉門託郊外的福爾瑟姆湖。圖片來源：加州水資源部
千年一遇的乾旱襲擊加利福尼亞
低降水量和創紀錄的高溫共同導致加利福尼亞州正在發生的乾旱成為過去1200年來最嚴重的乾旱。目前的缺水狀況在通常乾旱的該州歷史上脫穎而出，因為與過去的乾旱相比，氣溫更高，儘管根據即將在《地球物理研究快報》上發表的研究結果，之前的許多事件實際上比目前的乾旱更乾燥。
與此同時，根據世界氣象組織報告，今年全球平均氣溫很可能將是有記錄以來最高的，使2014年成為連續第38年出現“異常高”讀數，該報告於12月在秘魯利馬舉行的聯合國氣候會談期間釋出。
儘管有此評估，但最近一項國家海洋和大氣管理局贊助的研究指出，自然海洋和大氣模式是“黃金州”水資源困境背後的“主要驅動因素”，發現“沒有確鑿證據”將人為造成的氣候變化與乾旱聯絡起來。
無論原因是什麼，乾旱也襲擊了德克薩斯州、俄克拉荷馬州、堪薩斯州、科羅拉多州和新墨西哥州的部分地區。沒有一個像加利福尼亞州的乾旱那樣嚴重，加州的乾旱持續到第三年，並且在年初本應是雨季的時候幾乎沒有緩解。到4月底，整個州都至少經歷某種形式的乾旱，這場災難預計將使加利福尼亞州的經濟損失22億美元，包括農作物損失、失業和其他損失，路透社在8月份報道。當月，暴雨實際上加劇了問題——在洛杉磯附近造成致命的泥石流和山洪——但並沒有緩解該州的水資源短缺。
11月，州選民批准了第1號提案——也稱為《2014年水質、供應和基礎設施改善法案》——授權發行71億美元債券，用於升級加利福尼亞州的供水系統，以幫助透過新的蓄水設施、節約用水、再生水、海水淡化和一般的抗旱準備工作來提供一些緩解。——拉里·格林邁爾
更多內容： 加利福尼亞州水資源的過去和未來
乾旱、水資源和加利福尼亞的崛起 [特別電子出版物]
太陽在BICEP2（前景）和南極望遠鏡（背景）後面落下。圖片來源：Steffen Richter，哈佛大學
大爆炸引力波——或者不是
如果宇宙在誕生後不久呈指數級膨脹，正如所謂的“暴脹”理論所預測的那樣，它可能會產生被稱為引力波的時空漣漪。當科學家在3月份宣佈他們發現了此類漣漪的證據時，該報告被譽為“科學史上最偉大的發現之一”，因為它似乎提供了暴脹的第一個直接證據。
但隨後疑慮開始出現。在南極附近的BICEP2實驗中工作的研究人員，真的排除了對其資料的更平凡的解釋嗎？在隨後的幾個月裡，物理學家們爭論不休；數十篇論文分析了BICEP2的發現及其潛在影響。最新的測量結果現在表明，BICEP2的資料很可能來自普通的舊塵埃，而不是引力波。
BICEP2觀察了宇宙微波背景輻射——宇宙中最古老的光，它遍佈天空的各個方向。在這種光中，實驗人員看到了一種特殊的偏振——光波方向上的捲曲圖案——他們推斷這是由引力波的時空膨脹和收縮引起的。然而，歐洲普朗克衛星在9月份釋出的資料表明，BICEP2看到的偏振可能是銀河系中比預期更厚的銀河塵埃的產物，而南極實驗正是觀察到了銀河系的這個區域。
這些發現澆滅了許多物理學家的興奮之情，但它們遠非反對引力波的結論性證據。無論如何，這場喧囂不僅說明了科學方法核心的反覆試驗，也說明了宇宙不斷找到新方法來給那些試圖弄清楚它的人制造難題。——克拉拉·莫斯科維茨
更多內容： 深度報道：宇宙暴脹和大爆炸漣漪
奧巴馬總統訪問北京促成了一項重要的氣候協議。圖片來源：白宮官方照片，Chuck Kennedy 攝
美中達成歷史性氣候協議
這是氣候變化行動的重要一年。聯合國政府間氣候變化專門委員會完成了對氣候科學狀況的第五次審查，發現，是的，人類仍然是罪魁禍首，並且問題正在變得更糟。美國環境保護署釋出了一項計劃，以遏制發電廠的二氧化碳汙染。聯合國秘書長舉行了一次國際全球變暖峰會，有100多位國家元首參加，包括美國總統巴拉克·奧巴馬。超過10萬人遊行穿過紐約市的街道，要求這些世界領導人為氣候變化做些什麼。就連NASA也加入了進來，最終在第二次嘗試中將軌道碳觀測站送入軌道。
但沒有什麼比世界兩大汙染國——美國和中國之間的歷史性協議更重要。中國同意在2030年左右停止溫室氣體汙染的增長，並在同年從水壩、核能、太陽能和風能等無汙染能源中獲取20%的電力。美國承諾到2025年將其溫室氣體汙染在2005年的水平上至少減少26%。
加上歐盟28個國家努力到2030年將二氧化碳汙染在1990年的水平上減少40%，以及對世界全球變暖汙染問題負有一半以上責任的國家現在已承諾採取限制措施。這意味著，正如氣候行動追蹤組織所指出的那樣，世界正朝著“可明顯低於先前估計的升溫幅度”邁進。現在重要的是更多和更快，但避免災難性氣候變化的行動時代始於2014年。——大衛·比耶洛
更多內容： 關於美中氣候變化協議您需要了解的一切
菲萊在彗星表面彈跳。ESA / 羅塞塔 / DLR / MPS for OSIRIS Team MPS / UPD / LAM / IAA / SSO / INTA / UPM / DASP / IDA / Emily Lakdawalla 註釋
首次在彗星上著陸
在空間科學領域，2014年是彗星年——確切地說是67P/丘留莫夫-格拉西緬科彗星，這是一塊塵土飛揚的冰塊，大部分時間都在火星和木星之間漂移。像所有彗星一樣，這顆彗星也是我們太陽系嬰兒期相對原始的殘餘物，充滿了秘密，可能有助於科學家解決太陽系行星如何形成的長期存在的謎團。
夏末，歐洲航天局的羅塞塔號探測器在經過長達十年的深空之旅後到達彗星，進入軌道一年，以研究這顆冰冷的星體向太陽方向俯衝。然而，羅塞塔任務的扣人心絃的高潮，是“菲萊”著陸器的部署，“菲萊”是一個洗碗機大小的探測器，旨在實現人類首次在彗星上軟著陸，並進行數月的表面操作。11月中旬，全世界都目不轉睛地看著“菲萊”在七個小時的無動力下降中墜落到翻滾的彗星上。
在著陸後不久，人們清楚地意識到“菲萊”遇到了麻煩。旨在錨定探測器的穩定推進器和魚叉未能點火，導致“菲萊”在彗星微弱的引力中彈跳，就像落在蹦床上一樣。它偏離航線停了下來，並以一定角度傾斜，處於陰影中，太陽能電池無法完全充電。儘管任務科學家努力拯救探測器，但在著陸後不到三天，“菲萊”的電池耗盡，陷入沉默，但這之前它交付了前所未有的資料和影像，這些資料和影像仍在分析中。
科學家們可能會在2015年8月嘗試重新喚醒“菲萊”，屆時彗星靠近太陽應該會增加照射到小型著陸器太陽能電池板上的陽光。與此同時，羅塞塔號仍在上方軌道執行，任務仍在進行中。12月下旬，航天器對這顆冰冷星體的觀測發現，彗星的氫同位素比率與地球海洋的不同，這表明無論地球的水來自哪裡，大部分都不是來自富含水的彗星。儘管“菲萊”遭遇了困境，但總的來說，人類文明首次對彗星進行軌道飛行和著陸的任務是一次巨大的成功。——李·比林斯
更多內容： 羅塞塔號探測器實現歷史性彗星交會 [影片]
一名衛生工作者在賴比瑞亞探訪埃博拉病人後進行清潔。圖片來源：USAID
埃博拉疫情爆發
埃博拉病毒今年突然進入公眾意識，西非的疫情爆發使之前所有埃博拉疫情相形見絀。該病毒摧毀了獅子山、賴比瑞亞和幾內亞的社群，並在世界各地引起連鎖反應。疫情於3月份在幾內亞首次公開亮相，到12月中旬，該病毒已感染超過17,000人，造成6,000人死亡。埃博拉病毒在受影響最嚴重國家的經濟、醫療保健系統和政府上留下了不可磨滅的印記，並迫使社群顛覆傳統習俗——包括清洗死者、握手和見面時親吻——以抑制傳播。
來自西非的旅行者有時會將病毒帶到其他國家——例如，托馬斯·鄧肯在他的祖國賴比瑞亞感染後，成為美國首例死於埃博拉病毒的人。但是，醫療保健工作者和那些照顧患病埃博拉病人的工作人員首當其衝，包括兩名在照顧鄧肯時被感染的美國護士。在全球範圍內，超過620名醫療保健工作者感染了埃博拉病毒，其中大約一半已經死亡。美國罕見的埃博拉病例引發了公眾對返回的強制隔離援助人員的辯論。
該病毒透過與有症狀患者的血液、糞便或體液直接接觸傳播，並且在受害者臨終或死後立即傳播性特別強，此時病毒載量很高。該疾病不會像流感那樣透過空氣傳播。
消除埃博拉病毒的全球威脅取決於透過久經考驗的醫療保健應對方法在西非消滅它。最近幾個月，美國已嚮應對工作投入了數百萬美元。必須識別和隔離患者，並且必須追蹤所有可能與他們直接接觸過的人，以觀察症狀的出現。
儘管研究人員在過去一年中對埃博拉病毒有了很多瞭解，但除了補液和仔細的症狀臨床管理外，目前還沒有經證實的疫苗或治療方法。幾種潛在的療法和疫苗目前正在進行臨床試驗。——迪娜·範·馬龍
更多內容： 埃博拉：您需要了解的內容 [深度報道]
白紋伊蚊可以傳播基孔肯雅熱。圖片來源：美國疾病控制與預防中心
2014年的其他重要故事
3月份馬來西亞航空公司370航班失蹤，除其他問題外，還突顯了飛機跟蹤方面的缺陷，並測試了海底搜尋技術的極限。
在一名“治癒”的嬰兒中檢測到艾滋病毒，這是艾滋病治療方面令人失望的挫折。
1月份的一項幹細胞研究報告稱，簡單的壓力，例如來自酸浴的壓力，可以將細胞推入類似胚胎的狀態。7月，由於發現錯誤、缺乏可重複性以及對其中一位作者的不當行為指控，該研究被撤回，這位作者後來自殺身亡。
一種可能導致致命呼吸道疾病的罕見腸道病毒的爆發席捲北美，主要影響兒童。
—菲利普·嚴