今年，许多发展都具有深远而持久的影响，无论是在实践上还是在智力上。从下面的倒计时开始，到最后看看其他一些未能入选的重要新闻。
图片来源：Wim Lustenhouwer，阿姆斯特丹自由大学
象征性思维在其他人种中被证实存在
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是什么让人类（Homo sapiens）与其他人类家庭成员区分开来，并推动了我们物种取得非凡的成功？一种流行的观点认为，我们进行象征性思维的倾向是关键，这种倾向是语言的基础。但越来越多的证据表明，尼安德特人也具有这种天赋。而现在有消息称，一种更古老、更原始的人类祖先——来自亚洲的直立人（Homo erectus）——也表现出象征性思维的迹象。
研究人员在印度尼西亚爪哇岛特里尼尔（Trinil）的一个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至少早30万年，后者来自南非。
对刻在淡水贻贝壳上的雕刻进行的分析表明，其制作者使用鲨鱼牙齿或其他坚硬的尖锐物体来创作锯齿形图案。“这种雕刻可能是刻在新鲜的贝壳标本上，贝壳仍然保留着棕色的[表皮]，这将会在深色的‘画布’上产生引人注目的白色线条图案，” 荷兰莱顿大学的约瑟芬·C·A·乔丹斯（Josephine C. A. Joordens）和她的同事在他们发表于12月3日《自然》杂志在线版的报告中推测。（《大众科学》是自然出版集团的一部分。）
这一发现暗示，可能还有更多此类物品——事实上，有30万年的历史——在那里等待被发现，并且提出了一个问题，即这种行为可能起源于人类谱系中的多久以前。——凯特·王（Kate Wong）
更多信息： 世界最古老的雕刻颠覆了关于人类（Homo sapiens）独特性的理论
当海洋拯救人类时 [订阅用户专享]
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网络攻击预示着磁条信用卡的终结
今年，家得宝（The Home Depot）成为历史上最大数据泄露事件之一的受害者。9月份，网络窃贼从该公司的零售信用卡处理系统中窃取了约5600万条记录，远远超过了塔吉特（Target）在2013年12月报告的4000万条被盗记录，但略低于2007年TJX公司被盗的9000万条记录，后者是历史上最大的一次。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之大以及可能造成的影响而引人注目，它可能将许多人赖以生存的磁条信用卡扫进过时技术的垃圾堆。
这是因为现在已经存在移动支付系统，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进行购物，而无需向零售商透露客户的支付信息。谷歌多年来也提供了一种类似的数字钱包，包括沃尔玛（Walmart）和百思买（Best Buy）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、塔吉特和TJX的数据泄露事件代表了企业在保护客户个人信息方面存在系统性失败。事实上，家得宝很可能是与攻击塔吉特、迈克尔斯（Michaels）、内曼·马库斯（Neiman Marcus）和连锁餐厅P.F. Chang's的销售点系统的同一个黑客团伙所害。
客户们意识到，他们要么相信这些企业会改进他们的网络安全，要么可以探索新技术来保护自己。——拉里·格林迈尔（Larry Greenemeier）
更多信息： 保护您免受数字欺诈的“守护者”代理
图片来源：Svisio/Getty Images/iStockphoto
酵母的首个人工合成染色体问世 [视频]
从零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。3月份，约翰斯·霍普金斯大学（Johns Hopkins University）“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编织到现有的基因组中；随着时间的推移，天然染色体因此被人造染色体所取代。人们希望这种操作将有助于测试特定的基因，并更好地理解“垃圾”DNA、细胞分裂和进化本身。这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。因此，还有大约1200万个工作DNA对需要完成。最好招募更多的大学生。——大卫·别洛（David Biello）
更多信息： 面包酵母获得基因改造
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美国实验室致命病菌处理不当
2014年，联邦实验室发生了一连串安全事故，引发了国会听证会，并再次引发了议员们要求加强对高级别生物安全研究机构监管的呼声。
6月份，美国疾病控制与预防中心（CDC）的一个实验室准备炭疽杆菌样本进行运输，但未能正确灭活细菌。次月，美国食品和药物管理局（FDA）的研究人员在位于马里兰州贝塞斯达的美国国立卫生研究院（NIH）园区的未设防的冷藏室中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（USDA）的研究人员从一个备受尊敬的CDC实验室收到了一批动物流感病毒，但后来才发现这些样本意外地被致病性H5N1流感病毒污染。这种粗心大意以及早期的事件，揭示了一种令人不安的错误模式。CDC主任汤姆·弗里登（Tom Frieden）称这一系列事件为“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疏忽而受伤，但这些事件确实促使人们暂时冻结了高级别生物安全实验室的进出货物，并对生物安全程序进行了全面审查。涉及样本处理不当的两个CDC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，CDC在其高级别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事件努力的一部分。——迪娜·范恩·马龙（Dina Fine Maron）
更多信息： CDC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
灾难玷污了商业航天飞行
今年发生的两次灾难性事故，仅仅相隔几天，就对新兴的“新太空”产业造成了沉重打击，这是一个由私人公司组成的松散集体，通常由古怪的亿万富翁支持，他们竞相使太空旅行更加经济和常规化。
10月28日，由轨道科学公司（Orbital Sciences Corp.）运营的无人安塔瑞斯火箭在发射后不久爆炸，最可能的原因是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美国宇航局（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。虽然没有人受伤，但轨道科学公司的股价暴跌，而就在这次火灾发生后几个小时，一枚早已计划好的俄罗斯联盟号火箭完美地发射了另一次向空间站运送补给的任务，这让NASA显得有些尴尬。
仅仅三天后，维珍银河公司（Virgin Galactic）的“太空船二号”（SpaceShipTwo）亚轨道宇宙飞船的试飞以悲剧告终，该飞行器在莫哈韦沙漠坠毁，造成一名飞行员丧生，另一名飞行员重伤。随后的分析表明，“太空船二号”在发动机仍在运转时，由于飞行器后部的两个稳定器不知何故移动到高阻力“羽化”位置后，因空气动力应力而在空中解体。通常，“太空船二号”的稳定器只会在航天器飞过亚轨道飞行的顶点并准备重返大气层时才会展开。
轨道科学公司的下一次安塔瑞斯火箭发射到国际空间站的计划定于2016年，并将依赖于尚未公布的更新型主发动机。维珍银河公司的未来计划有些不明朗。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。该公司在其首架航天器被毁之前就已经远远落后于计划，只有在商业飞行变得 регулярным 且持续进行的情况下，才有可能弥补损失，而这一前景现在看来遥遥无期。对于这些以及其他新太空企业最终取得成功而言，市场力量可能需要比严酷的火箭物理学更宽容。——李·比林斯（Lee Billings）
更多信息： 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
千年以来最严重的干旱袭击加利福尼亚州
低降水量和创纪录的高温相结合，使加利福尼亚州持续的干旱成为过去1200年来最严重的干旱。根据即将发表在《地球物理研究快报》上的研究结果，目前的缺水状况在通常干旱的该州历史上显得突出，因为与过去的干旱相比，气温更高，尽管之前的许多事件实际上比当前的干旱更干燥。
与此同时，根据联合国气候谈判在秘鲁利马举行期间发布的世界气象组织报告，今年全球平均气温很可能成为有记录以来最热的一年，使2014年成为连续第38年出现“异常高温”读数。
尽管如此评估，美国国家海洋和大气管理局（NOAA）最近赞助的一项研究指出，自然海洋和大气模式是加州水资源问题的“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。
无论原因如何，干旱也袭击了得克萨斯州、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。没有哪个州像加利福尼亚州那样糟糕，加州的干旱已经持续到第三年，并且在今年年初本应是雨季的时期几乎没有缓解。到4月底，整个州都经历了至少某种形式的干旱，这场灾难预计将给加利福尼亚州的经济造成22亿美元的损失，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，大雨实际上加剧了这个问题——在洛杉矶附近造成了致命的泥石流和山洪暴发——但并没有缓解该州的水资源短缺。
11月，州选民批准了1号提案——也称为《2014年水质、供水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水系统，以新储水设施、节约用水、再生水、海水淡化和总体干旱防备的形式提供一些缓解措施。——拉里·格林迈尔（Larry Greenemeier）
更多信息： 加州水资源的过去和未来
干旱、水资源和加州的崛起 [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
如果宇宙像所谓的“暴胀”理论预测的那样，在诞生后不久呈指数级膨胀，那么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。
但随后怀疑开始出现。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庸的解释吗？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的发现及其潜在的影响。最新的测量结果现在表明，BICEP2的数据可能很容易来自普通的旧尘埃，而不是引力波。
BICEP2观察了宇宙微波背景——宇宙中最古老的光，它在各个方向弥漫在天空中。在这种光中，实验者看到了一种特殊的偏振——光波方向的卷曲图案——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一区域。
这些发现使许多物理学家感到失望，但它们远非证明引力波不存在的结论性证据。无论怎样，这场喧嚣不仅说明了试错法是科学方法的核心，也说明了宇宙不断寻找新的方法来给那些试图理解它的人们制造难题。——克拉拉·莫斯科维茨（Clara Moskowitz）
更多信息： 深度报告：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，查克·肯尼迪（Chuck Kennedy）摄
美国和中国达成历史性气候协议
对于气候变化行动来说，今年是重要的一年。联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）完成了其对气候科学状况的第五次评估，结果表明，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（EPA）发布了一项计划，以遏制发电厂排放的二氧化碳污染。联合国秘书长举行了一次国际全球变暖峰会，包括美国总统巴拉克·奥巴马（Barack Obama）在内的100多位国家元首参加了峰会。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采取行动。甚至NASA也参与其中，最终在第二次尝试中将轨道碳观测卫星送入轨道。
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的了。中国同意在2030年左右停止其温室气体污染的增长，并在同年之前使其20%的电力来自水坝、核能、太阳能和风能等无污染能源。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%。
再加上欧盟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%，现在，占全球变暖污染问题一半以上的国家已承诺采取遏制措施。正如气候行动追踪组织（Climate Action Tracker）指出的那样，这意味着世界正朝着“明显低于先前估计的温度升高”的方向发展。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·别洛（David Biello）
更多信息： 关于美中气候变化协议您需要了解的一切
菲莱着陆器在彗星表面弹跳。图片来源：ESA / Rosetta / 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，这颗彗星是我们太阳系婴儿期的相对原始的遗迹，充满了秘密，可以帮助科学家解开太阳系行星如何形成的挥之不去的谜团。
在夏末，欧洲航天局（ESA）的罗塞塔号（Rosetta）宇宙飞船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，因为它正向太阳方向俯冲。扣人心弦的高潮随着菲莱（Philae）着陆器的部署而到来，菲莱着陆器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，全世界都屏住呼吸地观看菲莱号在七个小时内无动力下降到翻滚的彗星。
在着陆后不久，很明显菲莱号遇到了麻烦。旨在固定探测器的稳定推进器和鱼叉未能点火，导致菲莱号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，倾斜成一个角度，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，但在着陆不到三天后，菲莱号的电池耗尽，它陷入沉寂，但在此之前，它已经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号，届时彗星接近太阳应该会增加照射到这个小型着陆器太阳能电池板上的阳光。与此同时，罗塞塔号仍在头顶轨道上运行，其任务仍在进行中。12月下旬，该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比率不符，这表明无论我们星球的水来自哪里，大部分都不是来自富含水的彗星。尽管菲莱号遭遇了不幸，但总的来说，人类首次对彗星进行轨道飞行和着陆的任务是流星般的成功。——李·比林斯（Lee Billings）
更多信息： 罗塞塔号宇宙飞船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患者后进行清洁。图片来源：USAID
埃博拉疫情爆发
埃博拉病毒在今年引起了公众的广泛关注，西非的疫情使之前所有埃博拉疫情的总和都相形见绌。该病毒摧毁了塞拉利昂、利比里亚和几内亚的社区，并在全球范围内引起了连锁反应。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17000人，造成6000人死亡。埃博拉对受灾最严重国家的经济、医疗保健系统和政府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、握手和见面亲吻——以抑制疾病的传播。
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（Thomas Duncan）在他的祖国利比里亚感染后，成为美国首例埃博拉死亡病例。但医疗保健工作者和那些照顾患病埃博拉患者的人首当其冲地受到了这种疾病的影响，其中包括两名美国护士，她们在照顾邓肯时被感染。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，其中约一半人死亡。美国罕见的埃博拉病例引发了公众关于对返回的援助人员进行强制隔离的公开辩论。
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，该疾病在患者临终或死后立即具有特别强的传染性，此时病毒载量很高。埃博拉病毒不会像流感一样通过空气传播。
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。近几个月来，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，但除了补液和对症进行细致的临床管理外，目前还没有已被证实有效的疫苗或治疗方法。几种潜在的疗法和疫苗目前正在进行临床试验。——迪娜·范恩·马龙（Dina Fine Maron）
更多信息： 埃博拉：您需要了解的知识 [深度报告]
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年的其他重要新闻
3月份马来西亚航空公司MH370航班的失踪，除其他问题外，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。
HIV 在一个“治愈”的婴儿身上被检测到，这是艾滋病治疗中令人失望的挫折。
1月份的一项干细胞研究报告称，简单的压力，例如酸浴，可以将细胞推入胚胎样状态。7月份，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，该作者后来自杀身亡。
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。
—Philip Yam