今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智力上。开始下面的倒计时，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
符号思维在其他人种中也得到证实
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是什么将智人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，我们进行符号思维的倾向是关键，这种倾向是语言的基础。但越来越多的证据表明，尼安德特人也拥有这种天赋。现在又有消息称，一种更古老、更原始的人类祖先——来自亚洲的直立人——也表现出了符号思维的迹象。
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雕刻早至少30万年，后者来自南非。
对这个淡水贻贝壳上的雕刻的分析表明，其制造者使用了鲨鱼牙齿或其他坚硬的尖锐物体来创作锯齿形图案。“这种雕刻很可能是在新鲜的贝壳标本上制作的，当时贝壳还保留着棕色的[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30万年之久——在那里等待被发现，并且引发了一个问题，即这种行为可能起源于人类谱系中的多远以前。——凯特·王
更多信息： 世界最古老的雕刻颠覆了关于智人独特性的理论
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网络攻击宣告磁条信用卡时代的终结
今年，家得宝成为历史上最大规模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，远远超过了塔吉特百货在2013年12月报告的4000万条记录，但略低于2007年从TJX公司窃取的9000万条记录，后者是历史上最大规模的数据泄露事件。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如此多人依赖的磁条信用卡送入过时技术的垃圾箱而引人注目。
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，这是一个允许用户使用iPhone进行购买而无需向零售商透露客户支付信息的系统。谷歌多年来一直提供类似的数字钱包，包括沃尔玛和百思买在内的某些零售商也表示，他们正在开发一款名为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的系统性失败。事实上，家得宝很可能受到了与攻击塔吉特百货、迈克尔斯百货、内曼·马库斯百货和P.F. Chang’s连锁餐厅销售点系统的同一黑客团伙的攻击。
客户们意识到，他们要么相信这些企业会改善他们的网络安全，要么他们可以探索新技术来保护自己。——拉里·格林迈尔
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
首个人工合成酵母染色体问世 [视频]
从零开始构建复杂的细胞生命体的第一个染色体需要什么？数百名大学生。3月份，约翰·霍普金斯大学“构建基因组”课程的本科生宣布成功重新创造了酵母的3号染色体，该染色体控制着有性繁殖。
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。希望这种操作将有助于测试特定基因，并更好地理解“垃圾”DNA、细胞分裂和进化本身。这标志着历史上第一次染色体被人为合成并被酵母采用，酵母是生物技术的模型生物之一。
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1200万个工作DNA对要完成。最好再招募更多的大学生。——大卫·比埃洛
更多信息： 面包酵母获得基因改造
PhotoDisc/ Getty Images
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，并再次引发了立法者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用于运输，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小瓶长期被遗忘的天花病毒。早在3月份，美国农业部的研究人员收到了一批来自信誉良好的CDC实验室的动物流感病毒，但后来才发现这些样本意外地被致病性H5N1流感病毒污染了。诸如此类的疏忽大意，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。CDC主任汤姆·弗里登称这一系列事件是“警钟”，引发了“严重且令人不安的问题”。这些致命病原体的失误并没有造成人员伤亡，但确实促使暂时冻结了高级别生物安全实验室的进出货物运输，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流感和炭疽杆菌实验室也被关闭。
在报告的失误发生后的几个月里，CDC在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的努力的一部分。——迪娜·法恩·马龙
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
灾难玷污商业航天飞行
今年发生的两次灾难性事故，仅相隔几天，就给新兴的“新太空”产业带来了沉重打击。这个松散的私人公司集合，通常由古怪的亿万富翁支持，正在竞相使进入太空更经济、更常规。
10月28日，由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，最有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，但已使用了半个世纪。这次失败的火箭发射是美国宇航局（NASA）一项价值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，而就在这次猛烈的撞击发生几小时后，一枚早就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，由于气动应力，后部的两个稳定器不知何故移动到高阻力“羽化”位置，导致其在空中解体。通常情况下，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新进入大气层时才会展开。
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，将依赖于尚未公布的新型主发动机。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每人支付25万美元乘坐太空船二号进行亚轨道飞行，但一些受到惊吓的“太空游客”正在要求退款。该公司在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 नियमित 和持续进行时，才能希望弥补损失，而这一前景现在看来确实遥遥无期。对于这些和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
更多信息： 无人补给火箭在起飞后几秒钟爆炸
加利福尼亚州福尔瑟姆湖，萨克拉门托郊外，2011年（上图）和2014年（下图）。图片来源：加州水资源部
千年一遇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年中最严重的一次。当前的缺水状况在通常干旱的州的历史上显得突出，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当前的干旱更干燥。
与此同时，根据联合国气候变化谈判期间世界气象组织12月份发布的报告，今年全球平均气温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，但最近一项美国国家海洋和大气管理局（NOAA）资助的研究指出，自然海洋和大气模式是加州水资源问题的“主要驱动因素”，并发现“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。没有一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候几乎没有得到缓解。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，大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暴发——但并没有弥补该州的水资源短缺。
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，以升级加利福尼亚州的水系统，帮助通过新的蓄水设施、节水、再生水、海水淡化和一般干旱准备来提供一些缓解。——拉里·格林迈尔
更多信息： 加州水资源的过去和未来
干旱、水和加利福尼亚州的崛起 [特别电子刊物]
太阳在BICEP2（前景）和南极望远镜（背景）后落下。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就呈指数级膨胀，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的数据可能仅仅是来自普通的旧尘埃，而不是来自引力波。
BICEP2观察了宇宙微波背景——宇宙中最古老的光，它在各个方向上弥漫天空。在这个光中，实验人员看到了一种特殊的偏振——光波方向的卷曲模式——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区域中比预期更厚的银河尘埃的产物，而南极实验正是在该区域进行观测的。
这些发现削弱了许多物理学家的兴奋感，但这远非反对引力波的决定性证据。无论如何，这场喧嚣不仅说明了试错法是科学方法的核心，也说明了宇宙不断找到新的方法来给那些试图弄清它的人制造难题。——克拉拉·莫斯科维茨
更多信息： 深入报道：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，查克·肯尼迪摄
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）完成了对气候科学状况的第五次评估，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，100多位国家元首参加了会议，其中包括美国总统巴拉克·奥巴马。超过10万人走上纽约街头，要求这些世界领导人对气候变化采取行动。甚至NASA也参与其中，最终在第二次尝试中将轨道碳观测台送入轨道。
但没有什么比世界上两个最大的污染国——美国和中国之间达成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，并在同一年从水坝、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%，占全球变暖污染问题一半以上的国家现在已承诺采取遏制措施。正如气候行动追踪组织指出的那样，这意味着世界正在走向“明显低于先前估计的升温幅度”。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·比埃洛
更多信息： 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。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流。像所有彗星一样，这颗彗星是我们太阳系婴儿时期的相对原始的遗迹，充满了秘密，可能有助于科学家解开太阳系行星如何形成的长期存在的谜团。
在夏末，欧洲航天局的罗塞塔号探测器在经历了长达十年的深空之旅后抵达彗星，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。令人神经紧张的高潮出现在罗塞塔号任务中，随着菲莱着陆器的部署，这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，并进行为期数月的表面操作。11月中旬，全世界都屏住呼吸观看菲莱号在没有动力的情况下，在翻滚的彗星上进行了七个小时的下降。
着陆后不久，着陆变得清楚，菲莱号遇到了麻烦。一个旨在稳定探测器的推进器和鱼叉未能点火，导致菲莱号在彗星微弱的引力下弹跳，就像着陆在蹦床上一样。它偏离航线停了下来，并以倾斜的角度停在阴影中，太阳能电池板无法完全充电。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，它陷入沉默，但在此之前，它传递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在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，探测器对冰冷星体的观测发现，彗星的氢同位素比例与地球海洋的氢同位素比例不符，这表明无论地球上的水来自何处，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，人类首次围绕彗星轨道运行和在彗星上着陆的任务是一次流星般的成功。——李·比林斯
更多信息： 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望埃博拉患者后进行消毒。图片来源：USAID
埃博拉疫情爆发
今年，埃博拉病毒以西非爆发的疫情进入公众意识，这次疫情的规模超过了之前所有埃博拉疫情的总和。该病毒摧毁了塞拉利昂、利比里亚和几内亚的社区，并在世界各地引发了连锁反应。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。埃博拉病毒在受灾最严重的国家的经济、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、握手和见面亲吻——以抑制传播。
来自西非的旅行者有时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，成为美国第一个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患者的人首当其冲地遭受了这种疾病的打击，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，已有超过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。
病毒通过与有症状患者的血液、粪便或体液直接接触传播，这种疾病在受害者的临终时刻或死后立即具有特别强的传染性，此时病毒载量很高。这种疾病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根除它。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大程度的了解，但除了补液和对症进行细致的临床管理外，目前还没有针对该病毒的已被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·法恩·马龙
更多信息： 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年的其他重要新闻
3月份马来西亚航空公司MH370航班失踪，除其他问题外，还凸显了飞机跟踪方面的缺陷，并考验了海底搜索技术的极限。
在艾滋病治疗方面，在一个“治愈”的婴儿体内检测到HIV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，简单的应激，例如酸浴，可以将细胞推向胚胎样状态。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，这位作者后来自杀身亡。
一种可能导致致命性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。
通常在北极周围旋转并封锁寒冷空气的极地涡旋的减弱，给今年冬天北美带来了接近历史记录的寒冷。在某种程度上相关的消息是，据报道，EF-5级鲨卷风袭击了曼哈顿。
—菲利普·山姆