今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智力上。開始下面的倒計時，到最後看看其他一些未能入選的重要新聞。
圖片來源：Wim Lustenhouwer，阿姆斯特丹自由大學
符號思維在其他人種中也得到證實
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是什麼將智人與其他人類家庭成員區分開來，並推動了我們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是關鍵，這種傾向是語言的基礎。但越來越多的證據表明，尼安德特人也擁有這種天賦。現在又有訊息稱，一種更古老、更原始的人類祖先——來自亞洲的直立人——也表現出了符號思維的跡象。
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鵰刻早至少30萬年，後者來自南非。
對這個淡水貽貝殼上的雕刻的分析表明，其製造者使用了鯊魚牙齒或其他堅硬的尖銳物體來創作鋸齒形圖案。“這種雕刻很可能是在新鮮的貝殼標本上製作的，當時貝殼還保留著棕色的[表皮]，這將會在深色的‘畫布’上產生引人注目的白色線條圖案，” 荷蘭萊頓大學的約瑟芬·C·A·喬丹斯和她的同事在他們發表於12月3日《自然》雜誌線上版的報告中推測。（《大眾科學》是自然出版集團的一部分。）
這一發現暗示，可能還有更多此類物品——事實上，有30萬年之久——在那裡等待被發現，並且引發了一個問題，即這種行為可能起源於人類譜系中的多遠以前。——凱特·王
更多資訊： 世界最古老的雕刻顛覆了關於智人獨特性的理論
當海洋拯救人類時 [付費訂閱]
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網路攻擊宣告磁條信用卡時代的終結
今年，家得寶成為歷史上最大規模資料洩露事件之一的受害者。9月份，網路竊賊從該公司的零售信用卡處理系統中竊取了約5600萬條記錄，遠遠超過了塔吉特百貨在2013年12月報告的4000萬條記錄，但略低於2007年從TJX公司竊取的9000萬條記錄，後者是歷史上最大規模的資料洩露事件。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如此多人依賴的磁條信用卡送入過時技術的垃圾箱而引人注目。
這是因為現在已經存在移動支付系統，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，這是一個允許使用者使用iPhone進行購買而無需向零售商透露客戶支付資訊的系統。谷歌多年來一直提供類似的數字錢包，包括沃爾瑪和百思買在內的某些零售商也表示，他們正在開發一款名為CurrentC的競爭性智慧手機支付應用程式。
家得寶、塔吉特和TJX的資料洩露事件代表了企業在保護客戶個人資訊方面的系統性失敗。事實上，家得寶很可能受到了與攻擊塔吉特百貨、邁克爾斯百貨、內曼·馬庫斯百貨和P.F. Chang’s連鎖餐廳銷售點系統的同一駭客團伙的攻擊。
客戶們意識到，他們要麼相信這些企業會改善他們的網路安全，要麼他們可以探索新技術來保護自己。——拉里·格林邁爾
更多資訊： 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問世 [影片]
從零開始構建複雜的細胞生命體的第一個染色體需要什麼？數百名大學生。3月份，約翰·霍普金斯大學“構建基因組”課程的本科生宣佈成功重新創造了酵母的3號染色體，該染色體控制著有性繁殖。
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編織到現有的基因組中；隨著時間的推移，天然染色體因此被人造染色體所取代。希望這種操作將有助於測試特定基因，並更好地理解“垃圾”DNA、細胞分裂和進化本身。這標誌著歷史上第一次染色體被人為合成並被酵母採用，酵母是生物技術的模型生物之一。
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1200萬個工作DNA對要完成。最好再招募更多的大學生。——大衛·比埃洛
更多資訊： 麵包酵母獲得基因改造
PhotoDisc/ Getty Images
美國實驗室致命病菌處理不當
2014年，聯邦實驗室發生了一連串安全事故，引發了國會聽證會，並再次引發了立法者要求加強對高級別生物安全研究機構監管的呼聲。
6月份，美國疾病控制與預防中心（CDC）的一個實驗室準備炭疽桿菌樣本用於運輸，但未能正確滅活細菌。次月，美國食品和藥物管理局（FDA）的研究人員在位於馬里蘭州貝塞斯達的美國國立衛生研究院（NIH）園區的未設防的冷藏室中發現了六小瓶長期被遺忘的天花病毒。早在3月份，美國農業部的研究人員收到了一批來自信譽良好的CDC實驗室的動物流感病毒，但後來才發現這些樣本意外地被致病性H5N1流感病毒汙染了。諸如此類的疏忽大意，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。CDC主任湯姆·弗裡登稱這一系列事件是“警鐘”，引發了“嚴重且令人不安的問題”。這些致命病原體的失誤並沒有造成人員傷亡，但確實促使暫時凍結了高級別生物安全實驗室的進出貨物運輸，並對生物安全程式進行了全面審查。涉及樣本處理不當的兩個CDC流感和炭疽桿菌實驗室也被關閉。
在報告的失誤發生後的幾個月裡，CDC在高級別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·法恩·馬龍
更多資訊： CDC 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，就給新興的“新太空”產業帶來了沉重打擊。這個鬆散的私人公司集合，通常由古怪的億萬富翁支援，正在競相使進入太空更經濟、更常規。
10月28日，由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，最有可能的原因是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，但已使用了半個世紀。這次失敗的火箭發射是美國宇航局（NASA）一項價值19億美元的合同的一部分，旨在向國際空間站運送貨物。雖然沒有人受傷，但軌道科學公司的股價暴跌，而就在這次猛烈的撞擊發生幾小時後，一枚早就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補給的任務，這讓NASA顯得有些尷尬。
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，由於氣動應力，後部的兩個穩定器不知何故移動到高阻力“羽化”位置，導致其在空中解體。通常情況下，太空船二號的穩定器只會在航天器飛過亞軌道飛行的頂點並準備重新進入大氣層時才會展開。
軌道科學公司的下一次安塔瑞斯火箭發射到國際空間站的計劃定於2016年，將依賴於尚未公佈的新型主發動機。維珍銀河公司的未來計劃有些不明朗。數百名富有的私人人士已同意每人支付25萬美元乘坐太空船二號進行亞軌道飛行，但一些受到驚嚇的“太空遊客”正在要求退款。該公司在首架航天器被毀之前就已經遠遠落後於計劃，只有在商業飛行變得 नियमित 和持續進行時，才能希望彌補損失，而這一前景現在看來確實遙遙無期。對於這些和其他新太空企業最終取得成功而言，市場力量可能需要比嚴酷的火箭物理學更寬容。——李·比林斯
更多資訊： 無人補給火箭在起飛後幾秒鐘爆炸
加利福尼亞州福爾瑟姆湖，薩克拉門託郊外，2011年（上圖）和2014年（下圖）。圖片來源：加州水資源部
千年一遇的乾旱襲擊加利福尼亞州
低降水量和創紀錄的高溫相結合，使加利福尼亞州持續的乾旱成為過去1200年中最嚴重的一次。當前的缺水狀況在通常乾旱的州的歷史上顯得突出，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當前的乾旱更乾燥。
與此同時，根據聯合國氣候變化談判期間世界氣象組織12月份釋出的報告，今年全球平均氣溫可能成為有記錄以來最熱的一年，使2014年成為連續第38年出現“異常高溫”讀數。
儘管如此評估，但最近一項美國國家海洋和大氣管理局（NOAA）資助的研究指出，自然海洋和大氣模式是加州水資源問題的“主要驅動因素”，並發現“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，乾旱也襲擊了得克薩斯州、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。沒有一個州像加利福尼亞州那樣糟糕，加州的乾旱已經持續到第三年，並且在今年年初本應是雨季的時候幾乎沒有得到緩解。到4月底，整個州都經歷了至少某種形式的乾旱，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，大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暴發——但並沒有彌補該州的水資源短缺。
11月，州選民批准了1號提案——也稱為《2014年水質、供水和基礎設施改善法案》——授權發行71億美元債券，以升級加利福尼亞州的水系統，幫助透過新的蓄水設施、節水、再生水、海水淡化和一般乾旱準備來提供一些緩解。——拉里·格林邁爾
更多資訊： 加州水資源的過去和未來
乾旱、水和加利福尼亞州的崛起 [特別電子刊物]
太陽在BICEP2（前景）和南極望遠鏡（背景）後落下。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就呈指數級膨脹，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的資料可能僅僅是來自普通的舊塵埃，而不是來自引力波。
BICEP2觀察了宇宙微波背景——宇宙中最古老的光，它在各個方向上瀰漫天空。在這個光中，實驗人員看到了一種特殊的偏振——光波方向的捲曲模式——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區域中比預期更厚的銀河塵埃的產物，而南極實驗正是在該區域進行觀測的。
這些發現削弱了許多物理學家的興奮感，但這遠非反對引力波的決定性證據。無論如何，這場喧囂不僅說明了試錯法是科學方法的核心，也說明了宇宙不斷找到新的方法來給那些試圖弄清它的人制造難題。——克拉拉·莫斯科維茨
更多資訊： 深入報道：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，查克·肯尼迪攝
美國和中國達成歷史性氣候協議
對於氣候變化行動來說，今年是重要的一年。聯合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）完成了對氣候科學狀況的第五次評估，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，以遏制發電廠排放的二氧化碳汙染。聯合國秘書長舉行了一次國際全球變暖峰會，100多位國家元首參加了會議，其中包括美國總統巴拉克·奧巴馬。超過10萬人走上紐約街頭，要求這些世界領導人對氣候變化採取行動。甚至NASA也參與其中，最終在第二次嘗試中將軌道碳觀測臺送入軌道。
但沒有什麼比世界上兩個最大的汙染國——美國和中國之間達成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，並在同一年從水壩、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%，佔全球變暖汙染問題一半以上的國家現在已承諾採取遏制措施。正如氣候行動追蹤組織指出的那樣，這意味著世界正在走向“明顯低於先前估計的升溫幅度”。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·比埃洛
更多資訊： 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。圖片來源：ESA / Rosetta / 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流。像所有彗星一樣，這顆彗星是我們太陽系嬰兒時期的相對原始的遺蹟，充滿了秘密，可能有助於科學家解開太陽系行星如何形成的長期存在的謎團。
在夏末，歐洲航天局的羅塞塔號探測器在經歷了長達十年的深空之旅後抵達彗星，進入軌道一年，以研究這顆冰冷的星體，因為它正向太陽方向俯衝。令人神經緊張的高潮出現在羅塞塔號任務中，隨著菲萊著陸器的部署，這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，並進行為期數月的表面操作。11月中旬，全世界都屏住呼吸觀看菲萊號在沒有動力的情況下，在翻滾的彗星上進行了七個小時的下降。
著陸後不久，著陸變得清楚，菲萊號遇到了麻煩。一個旨在穩定探測器的推進器和魚叉未能點火，導致菲萊號在彗星微弱的引力下彈跳，就像著陸在蹦床上一樣。它偏離航線停了下來，並以傾斜的角度停在陰影中，太陽能電池板無法完全充電。儘管任務科學家努力拯救探測器，但在著陸不到三天後，菲萊號的電池耗盡，它陷入沉默，但在此之前，它傳遞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號，屆時彗星接近太陽應該會增加照射在小型著陸器太陽能電池板上的陽光。與此同時，羅塞塔號仍在頭頂軌道上執行，其任務仍在進行中。12月下旬，探測器對冰冷星體的觀測發現，彗星的氫同位素比例與地球海洋的氫同位素比例不符，這表明無論地球上的水來自何處，大部分都不是來自富含水的彗星。儘管菲萊號遭遇了不幸，但總的來說，人類首次圍繞彗星軌道執行和在彗星上著陸的任務是一次流星般的成功。——李·比林斯
更多資訊： 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望埃博拉患者後進行消毒。圖片來源：USAID
埃博拉疫情爆發
今年，埃博拉病毒以西非爆發的疫情進入公眾意識，這次疫情的規模超過了之前所有埃博拉疫情的總和。該病毒摧毀了獅子山、賴比瑞亞和幾內亞的社群，並在世界各地引發了連鎖反應。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17000人，造成6000人死亡。埃博拉病毒在受災最嚴重的國家的經濟、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、握手和見面親吻——以抑制傳播。
來自西非的旅行者有時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，成為美國第一個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患者的人首當其衝地遭受了這種疾病的打擊，其中包括兩名美國護士，她們在照顧鄧肯時被感染。在全球範圍內，已有超過620名醫療保健工作者感染了埃博拉病毒，其中大約一半人死亡。美國罕見的埃博拉病例引發了公眾關於對返回的援助人員進行強制隔離的公開辯論。
病毒透過與有症狀患者的血液、糞便或體液直接接觸傳播，這種疾病在受害者的臨終時刻或死後立即具有特別強的傳染性，此時病毒載量很高。這種疾病不會像流感一樣透過空氣傳播。
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根除它。近幾個月來，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大程度的瞭解，但除了補液和對症進行細緻的臨床管理外，目前還沒有針對該病毒的已被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·法恩·馬龍
更多資訊： 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年的其他重要新聞
3月份馬來西亞航空公司MH370航班失蹤，除其他問題外，還凸顯了飛機跟蹤方面的缺陷，並考驗了海底搜尋技術的極限。
在艾滋病治療方面，在一個“治癒”的嬰兒體內檢測到HIV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，簡單的應激，例如酸浴，可以將細胞推向胚胎樣狀態。7月份，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。
一種可能導致致命性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。
通常在北極周圍旋轉並封鎖寒冷空氣的極地渦旋的減弱，給今年冬天北美帶來了接近歷史記錄的寒冷。在某種程度上相關的訊息是，據報道，EF-5級鯊捲風襲擊了曼哈頓。
—菲利普·山姆