这一年见证了许多具有深远和持久影响的进展，无论是在实践上还是在知识层面。从下面的倒计时开始，到最后看看其他一些重要的但未能入选的故事。
图片来源：Wim Lustenhouwer，阿姆斯特丹自由大学
符号思维被证实存在于其他人类物种中
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是什么将智人与人类家族的其他成员区分开来，并推动了我们作为一个物种取得非凡的成功？一种流行的观点认为，我们进行符号思维的倾向，这是语言的基础，是关键。但是越来越多的证据表明，尼安德特人也具备这种才能。现在又有消息传来，一种更古老、更原始的人类祖先——来自亚洲的直立人——也显示出符号思维的迹象。
研究人员在印度尼西亚爪哇岛上一个名为特里尼尔的直立人遗址发现了一个刻有几何图案的贝壳，其年代可追溯到54万至43万年前。这一发现比之前已知的最古老的雕刻（来自南非）至少早30万年。
对在淡水贻贝壳上制作的雕刻的分析表明，其制作者使用了鲨鱼牙齿或其他坚硬的尖锐物体来创建锯齿形图案。“这种雕刻很可能是在新鲜的贝壳标本上制作的，该标本仍然保留着棕色的[皮肤]，这将会在深色的‘画布’上产生醒目的白色线条图案，” 荷兰莱顿大学的约瑟芬·C·A·约尔丹斯和她的同事在他们于12月3日在《自然》杂志上在线发表的报告中推测。（大众科学是自然出版集团的一部分。）
这一发现暗示，还有更多这样的物品——实际上有30万年的历史——在那里等待被发现，并且它提出了一个问题，即这种行为可能在人类血统中起源于多么久远的时间。——凯特·王
更多内容： 世界最古老的雕刻颠覆了智人独特性理论
当海洋拯救人类时 [供订阅者]
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网络攻击预示着磁条信用卡的终结
家得宝今年成为历史上最大的数据泄露事件之一的受害者。网络窃贼在9月份从该公司的零售信用卡处理系统中窃取了约5600万条记录，远远超过了Target在2013年12月报告的4000万条被盗记录，但略低于2007年从TJX Cos.窃取的9000万条记录，后者是历史上规模最大的一次。尽管网络盗窃事件频繁发生，令人震惊，但家得宝的数据泄露事件因其规模庞大以及可能将许多人依赖的磁条信用卡归入过时技术的垃圾堆而引人注目。
这是因为现在存在移动支付系统，可以有效地取代传统的信用卡和借记卡。例如，10月份Apple Pay首次亮相，该系统允许用户使用iPhone进行购买，而无需向零售商透露客户付款信息。谷歌多年来也提供了类似的数字钱包，包括沃尔玛和百思买在内的某些零售商表示，他们也在开发一款名为CurrentC的竞争性智能手机支付应用程序。
家得宝、Target和TJX的盗窃事件代表了企业在保护客户个人信息方面系统性的失败。事实上，家得宝很可能受到了同一黑客组织的攻击，该组织也袭击了Target、Michaels、Neiman Marcus和连锁餐厅P. F. Chang's的销售点系统。
客户们意识到，他们要么可以信任这些企业来提高他们的网络安全，要么可以探索新技术来保护自己。——拉里·格林迈尔
更多内容： 保护您免受数字欺诈的“守护者”代理
图片来源：Svisio/Getty Images/iStockphoto
首个人工合成酵母染色体诞生 [视频]
从头开始构建复杂细胞生命的第一个染色体需要什么？数百名大学生。今年3月，约翰·霍普金斯大学“构建基因组”课程的本科生宣布成功再造了酵母的3号染色体，该染色体控制着有性生殖。
学生们按顺序合成了碱基——A、C、T和G分子——并将它们分块插入酵母中。酵母自身的DNA修复系统随后将DNA编织到现有基因组中；随着时间的推移，天然染色体因此被人造染色体所取代。希望这种操作将导致对特定基因的测试，并更好地理解“垃圾”DNA、细胞分裂和进化本身。它也标志着历史上首次由人类合成染色体并被酵母采用，酵母是生物技术的模式生物之一。
也许有一天，所有16条酵母染色体都将是人造的——至少，这是合成酵母2.0项目的目标。所以还有大约1200万个DNA工作对要完成。最好再招募一些大学生。——大卫·比耶洛
更多内容： 面包酵母获得基因改造
图片来源：PhotoDisc/ Getty Images
美国实验室致命细菌处理不当
2014年联邦实验室发生的一连串安全事故引发了国会听证会，并再次引起立法者呼吁加强对高级别生物安全研究设施的监督。
今年6月，美国疾病控制与预防中心的一个实验室准备炭疽杆菌样本以便运输，但未能正确灭活细菌。次月，美国食品和药物管理局的研究人员在马里兰州贝塞斯达国家卫生研究院园区的未设防的冷藏室里发现了六个早已被遗忘的天花病毒小瓶。早在3月份，美国农业部的研究人员从一个备受尊敬的疾控中心实验室收到了一批动物流感病毒，但后来才发现这些样本被意外地污染了致病性H5N1流感病毒。这种马虎大意，以及早些时候发生的事件，揭示了一种令人不安的错误模式。疾控中心主任汤姆·弗里登称这一系列事件是一个“警钟”，引发了“严重且令人不安的问题”。没有人因这些致命病原体的失误而受伤，但它们确实促使高安全级别实验室的进出货物暂时冻结，并对生物安全程序进行了全面审查。涉及这些处理不当样本的两个疾控中心流感和炭疽实验室也被关闭。
在报告的失误发生后的几个月里，疾控中心在高等级生物安全空间部署了摄像头和平板电脑，作为其避免未来传染病处理不当的努力的一部分。——迪娜·范·马龙
更多内容： 疾控中心致命流感病毒处理不当
注定失败的安塔瑞斯火箭在起飞后爆炸。图片来源：NASA
灾难玷污商业航天飞行
今年发生的两次灾难性事故，仅相隔几天，给新兴的“新太空”产业带来了沉重打击。新太空产业是由私人公司组成的松散联盟，通常由古怪的亿万富翁支持，他们正在竞争使太空旅行更加经济和常规化。
10月28日，轨道科学公司运营的无人安塔瑞斯火箭在发射后不久爆炸，很可能是由于其俄罗斯制造的主发动机出现故障，这些发动机虽然经过翻新，但已有半个世纪的历史。这次失败的火箭发射是NASA价值19亿美元的合同的一部分，旨在向国际空间站运送货物。没有人受伤，但轨道科学公司的股价暴跌，而NASA则显得尴尬，因为就在这次火热的坠毁事件发生几小时后，一枚早已计划好的俄罗斯联盟号火箭完美地发射了另一项向空间站运送补给的任务。
仅仅三天后，维珍银河公司的“太空船二号”亚轨道飞行器的试飞以悲剧告终，该飞行器在莫哈韦沙漠坠毁，造成一名飞行员死亡，另一名飞行员重伤。随后的分析表明，“太空船二号”在发动机仍在工作时，由于车辆后部的两个稳定器不知何故移动到高阻力的“羽化”位置，导致空气动力应力使其在空中解体。通常，“太空船二号”的稳定器只会在航天器飞过亚轨道飞行顶点并准备重新进入大气层时才会部署。
轨道科学公司的下一次安塔瑞斯火箭发射到国际空间站计划于2016年进行，并将依赖于尚未宣布的更新型主发动机。维珍银河公司的未来计划则有些不明朗。数百名富有的私人人士已同意为“太空船二号”的亚轨道飞行支付每人25万美元，但一些受到惊吓的“太空游客”正在要求退款。该公司在首艘航天器被毁之前就已经远远落后于计划，在商业飞行变得规律且持续进行之前，该公司无法希望弥补其损失，而这一前景现在看来确实遥遥无期。对于这些以及其他新太空企业要最终取得成功，市场力量可能需要比严酷的火箭物理学更宽容。——李·比林斯
更多内容： 无人补给火箭在起飞后数秒爆炸
2011年（上图）和2014年（下图）加利福尼亚州萨克拉门托郊外的福尔瑟姆湖。图片来源：加州水资源部
千年一遇的干旱袭击加利福尼亚
低降水量和创纪录的高温共同导致加利福尼亚州正在发生的干旱成为过去1200年来最严重的干旱。目前的缺水状况在通常干旱的该州历史上脱颖而出，因为与过去的干旱相比，气温更高，尽管根据即将在《地球物理研究快报》上发表的研究结果，之前的许多事件实际上比目前的干旱更干燥。
与此同时，根据世界气象组织报告，今年全球平均气温很可能将是有记录以来最高的，使2014年成为连续第38年出现“异常高”读数，该报告于12月在秘鲁利马举行的联合国气候会谈期间发布。
尽管有此评估，但最近一项国家海洋和大气管理局赞助的研究指出，自然海洋和大气模式是“黄金州”水资源困境背后的“主要驱动因素”，发现“没有确凿证据”将人为造成的气候变化与干旱联系起来。
无论原因是什么，干旱也袭击了德克萨斯州、俄克拉荷马州、堪萨斯州、科罗拉多州和新墨西哥州的部分地区。没有一个像加利福尼亚州的干旱那样严重，加州的干旱持续到第三年，并且在年初本应是雨季的时候几乎没有缓解。到4月底，整个州都至少经历某种形式的干旱，这场灾难预计将使加利福尼亚州的经济损失22亿美元，包括农作物损失、失业和其他损失，路透社在8月份报道。当月，暴雨实际上加剧了问题——在洛杉矶附近造成致命的泥石流和山洪——但并没有缓解该州的水资源短缺。
11月，州选民批准了第1号提案——也称为《2014年水质、供应和基础设施改善法案》——授权发行71亿美元债券，用于升级加利福尼亚州的供水系统，以帮助通过新的蓄水设施、节约用水、再生水、海水淡化和一般的抗旱准备工作来提供一些缓解。——拉里·格林迈尔
更多内容： 加利福尼亚州水资源的过去和未来
干旱、水资源和加利福尼亚的崛起 [特别电子出版物]
太阳在BICEP2（前景）和南极望远镜（背景）后面落下。图片来源：Steffen Richter，哈佛大学
大爆炸引力波——或者不是
如果宇宙在诞生后不久呈指数级膨胀，正如所谓的“暴胀”理论所预测的那样，它可能会产生被称为引力波的时空涟漪。当科学家在3月份宣布他们发现了此类涟漪的证据时，该报告被誉为“科学史上最伟大的发现之一”，因为它似乎提供了暴胀的第一个直接证据。
但随后疑虑开始出现。在南极附近的BICEP2实验中工作的研究人员，真的排除了对其数据的更平凡的解释吗？在随后的几个月里，物理学家们争论不休；数十篇论文分析了BICEP2的发现及其潜在影响。最新的测量结果现在表明，BICEP2的数据很可能来自普通的旧尘埃，而不是引力波。
BICEP2观察了宇宙微波背景辐射——宇宙中最古老的光，它遍布天空的各个方向。在这种光中，实验人员看到了一种特殊的偏振——光波方向上的卷曲图案——他们推断这是由引力波的时空膨胀和收缩引起的。然而，欧洲普朗克卫星在9月份发布的数据表明，BICEP2看到的偏振可能是银河系中比预期更厚的银河尘埃的产物，而南极实验正是观察到了银河系的这个区域。
这些发现浇灭了许多物理学家的兴奋之情，但它们远非反对引力波的结论性证据。无论如何，这场喧嚣不仅说明了科学方法核心的反复试验，也说明了宇宙不断找到新方法来给那些试图弄清楚它的人制造难题。——克拉拉·莫斯科维茨
更多内容： 深度报道：宇宙暴胀和大爆炸涟漪
奥巴马总统访问北京促成了一项重要的气候协议。图片来源：白宫官方照片，Chuck Kennedy 摄
美中达成历史性气候协议
这是气候变化行动的重要一年。联合国政府间气候变化专门委员会完成了对气候科学状况的第五次审查，发现，是的，人类仍然是罪魁祸首，并且问题正在变得更糟。美国环境保护署发布了一项计划，以遏制发电厂的二氧化碳污染。联合国秘书长举行了一次国际全球变暖峰会，有100多位国家元首参加，包括美国总统巴拉克·奥巴马。超过10万人游行穿过纽约市的街道，要求这些世界领导人为气候变化做些什么。就连NASA也加入了进来，最终在第二次尝试中将轨道碳观测站送入轨道。
但没有什么比世界两大污染国——美国和中国之间的历史性协议更重要。中国同意在2030年左右停止温室气体污染的增长，并在同年从水坝、核能、太阳能和风能等无污染能源中获取20%的电力。美国承诺到2025年将其温室气体污染在2005年的水平上至少减少26%。
加上欧盟28个国家努力到2030年将二氧化碳污染在1990年的水平上减少40%，以及对世界全球变暖污染问题负有一半以上责任的国家现在已承诺采取限制措施。这意味着，正如气候行动追踪组织所指出的那样，世界正朝着“可明显低于先前估计的升温幅度”迈进。现在重要的是更多和更快，但避免灾难性气候变化的行动时代始于2014年。——大卫·比耶洛
更多内容： 关于美中气候变化协议您需要了解的一切
菲莱在彗星表面弹跳。ESA / 罗塞塔 / DLR / MPS for OSIRIS Team MPS / UPD / LAM / IAA / SSO / INTA / UPM / DASP / IDA / Emily Lakdawalla 注释
首次在彗星上着陆
在空间科学领域，2014年是彗星年——确切地说是67P/丘留莫夫-格拉西缅科彗星，这是一块尘土飞扬的冰块，大部分时间都在火星和木星之间漂移。像所有彗星一样，这颗彗星也是我们太阳系婴儿期相对原始的残余物，充满了秘密，可能有助于科学家解决太阳系行星如何形成的长期存在的谜团。
夏末，欧洲航天局的罗塞塔号探测器在经过长达十年的深空之旅后到达彗星，进入轨道一年，以研究这颗冰冷的星体向太阳方向俯冲。然而，罗塞塔任务的扣人心弦的高潮，是“菲莱”着陆器的部署，“菲莱”是一个洗碗机大小的探测器，旨在实现人类首次在彗星上软着陆，并进行数月的表面操作。11月中旬，全世界都目不转睛地看着“菲莱”在七个小时的无动力下降中坠落到翻滚的彗星上。
在着陆后不久，人们清楚地意识到“菲莱”遇到了麻烦。旨在锚定探测器的稳定推进器和鱼叉未能点火，导致“菲莱”在彗星微弱的引力中弹跳，就像落在蹦床上一样。它偏离航线停了下来，并以一定角度倾斜，处于阴影中，太阳能电池无法完全充电。尽管任务科学家努力拯救探测器，但在着陆后不到三天，“菲莱”的电池耗尽，陷入沉默，但这之前它交付了前所未有的数据和图像，这些数据和图像仍在分析中。
科学家们可能会在2015年8月尝试重新唤醒“菲莱”，届时彗星靠近太阳应该会增加照射到小型着陆器太阳能电池板上的阳光。与此同时，罗塞塔号仍在上方轨道运行，任务仍在进行中。12月下旬，航天器对这颗冰冷星体的观测发现，彗星的氢同位素比率与地球海洋的不同，这表明无论地球的水来自哪里，大部分都不是来自富含水的彗星。尽管“菲莱”遭遇了困境，但总的来说，人类文明首次对彗星进行轨道飞行和着陆的任务是一次巨大的成功。——李·比林斯
更多内容： 罗塞塔号探测器实现历史性彗星交会 [视频]
一名卫生工作者在利比里亚探访埃博拉病人后进行清洁。图片来源：USAID
埃博拉疫情爆发
埃博拉病毒今年突然进入公众意识，西非的疫情爆发使之前所有埃博拉疫情相形见绌。该病毒摧毁了塞拉利昂、利比里亚和几内亚的社区，并在世界各地引起连锁反应。疫情于3月份在几内亚首次公开亮相，到12月中旬，该病毒已感染超过17,000人，造成6,000人死亡。埃博拉病毒在受影响最严重国家的经济、医疗保健系统和政府上留下了不可磨灭的印记，并迫使社区颠覆传统习俗——包括清洗死者、握手和见面时亲吻——以抑制传播。
来自西非的旅行者有时会将病毒带到其他国家——例如，托马斯·邓肯在他的祖国利比里亚感染后，成为美国首例死于埃博拉病毒的人。但是，医疗保健工作者和那些照顾患病埃博拉病人的工作人员首当其冲，包括两名在照顾邓肯时被感染的美国护士。在全球范围内，超过620名医疗保健工作者感染了埃博拉病毒，其中大约一半已经死亡。美国罕见的埃博拉病例引发了公众对返回的强制隔离援助人员的辩论。
该病毒通过与有症状患者的血液、粪便或体液直接接触传播，并且在受害者临终或死后立即传播性特别强，此时病毒载量很高。该疾病不会像流感那样通过空气传播。
消除埃博拉病毒的全球威胁取决于通过久经考验的医疗保健应对方法在西非消灭它。最近几个月，美国已向应对工作投入了数百万美元。必须识别和隔离患者，并且必须追踪所有可能与他们直接接触过的人，以观察症状的出现。
尽管研究人员在过去一年中对埃博拉病毒有了很多了解，但除了补液和仔细的症状临床管理外，目前还没有经证实的疫苗或治疗方法。几种潜在的疗法和疫苗目前正在进行临床试验。——迪娜·范·马龙
更多内容： 埃博拉：您需要了解的内容 [深度报道]
白纹伊蚊可以传播基孔肯雅热。图片来源：美国疾病控制与预防中心
2014年的其他重要故事
3月份马来西亚航空公司370航班失踪，除其他问题外，还突显了飞机跟踪方面的缺陷，并测试了海底搜索技术的极限。
在一名“治愈”的婴儿中检测到艾滋病毒，这是艾滋病治疗方面令人失望的挫折。
1月份的一项干细胞研究报告称，简单的压力，例如来自酸浴的压力，可以将细胞推入类似胚胎的状态。7月，由于发现错误、缺乏可重复性以及对其中一位作者的不当行为指控，该研究被撤回，这位作者后来自杀身亡。
一种可能导致致命呼吸道疾病的罕见肠道病毒的爆发席卷北美，主要影响儿童。
—菲利普·严