2012 年发生了远不止 10 件事件，这些事件揭示了科学和技术如何在我们的生活中发挥不可或缺的作用。作为一个广泛的主题，气候变化占据了中心舞台，提供了许多可能的选择，包括直接对抗气候变化的努力，例如一项旨在从空气中吸收二氧化碳的流氓地球工程实验，以及开发清洁能源的努力，例如创建将海藻转化为乙醇的微生物。
互联网和其他通信技术仍然给决策者、公司和个人带来了挑战。其中最引人注目的争议是围绕《禁止网络盗版法案》（SOPA）的争议，该法案导致了一些流量大的网站（如维基百科）发起停运抗议。
基础科学研究继续冲击着传统的思维，例如据报道的卵巢干细胞的发现。如果得到证实，这一发现将推翻女性出生时就拥有其一生所有卵子的长期观念。
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唉，文化规范和惯例规定我们坚持 10 个项目；效仿《摇滚万万岁》将其调至 11 几乎无济于事。欢迎在下面的评论部分中讨论您自己的选择。
敢死队队员达到新的高度和低度
在 2012 年，由于人类敢死队队员愿意冒着生命危险去探索地球的平流层和最深的海沟，科学和技术达到了新的高度和深度。这两项壮举的成功不仅取决于保护人们免受稀薄空气或巨大压力的尖端装备，还取决于他们为到达目的地而进行的巧妙思考。
10 月 14 日，奥地利人费利克斯·鲍姆加特纳在距地球表面近 39 公里的高空从气球上跳下后，打破了 50 年的最高跳伞纪录，以超音速的速度飞行，然后降落在新墨西哥州东南部。在他 20 分钟的下降过程中，鲍姆加特纳的最高速度达到了每小时 1,342.8 公里，使他成为第一个突破音障的跳伞运动员，音障在海平面为每小时 1,236 公里。鲍姆加特纳的任务还创造了最高载人气球飞行的记录。
鲍姆加特纳的全压服包括一种控制机制，旨在调节不同高度的压力，以保护他在快速下降过程中免受减压病的症状。将鲍姆加特纳带到旅程顶点的气球由厚度仅为 0.02 毫米的聚乙烯薄膜制成，可以包围近 850,000 立方米的体积。鲍姆加特纳的设备包括主降落伞和紧急降落伞，以及一个稳定减速伞，以帮助他从不可控的旋转中恢复。主降落伞和备用降落伞的设计打开速度高达每小时 280 公里。
另一方面，电影制片人詹姆斯·卡梅隆在 3 月成为第一位到达马里亚纳海沟最深处的单人潜水员，在太平洋表面以下约 11 公里的挑战者深渊着陆。卡梅隆曾执导过前两部《终结者》电影以及《泰坦尼克号》和《阿凡达》，他驾驶着他的《DEEPSEA CHALLENGER》潜水器进行了 7 小时的往返行程，在地球地壳最深处花费了大约 3 个小时来收集海洋生物、微生物、天体生物学、海洋地质和地球物理研究的样本。
《DEEPSEA CHALLENGER》包含几个旨在帮助卡梅隆探险的功能，包括一个球形加压驾驶舱，可将卡梅隆呼出的呼吸和汗水中的水分收集到一个塑料袋中。如果卡梅隆的饮用水用完了，他可以食用这种混合物。《挑战者号》约 70% 的体积被由数百万个悬浮在环氧树脂中的空心玻璃微球制成的合成泡沫占据，这使得该船的表皮密度低但非常坚固。 —拉里·格林迈尔
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图片：MathieuViennet/iStockphoto
节食未能延长寿命
在制定节食和保持健康的新年决心时，请记住：您吃什么可能比您吃多少更重要。
科学家们发现，根据发表在《自然》杂志上的一份报告，大幅减少卡路里摄入量并不会延长灵长类动物的寿命。相反，遗传学和健康饮食似乎是影响更大的因素。（《大众科学》是自然出版集团的一部分。）
由国家老龄研究所 (NIA) 资助的科学家对猕猴的饮食进行了为期 25 年的观察，喂养实验组的食物比对照动物少 30%。虽然之前的研究表明，其他动物（包括大鼠和线虫）在消耗更少卡路里时似乎衰老得更慢，但猕猴并未受到影响。
《自然》杂志的研究反驳了威斯康星州国家灵长类动物研究中心 (WNPRC) 早先的研究成果，该研究发现猕猴确实从限制卡路里的饮食中受益。然而，之前的研究结果可能是由于菜单不太健康造成的。WNPRC 的猴子获得的食物中含有 28.5% 的蔗糖，而 NIA 的则为 3.9% 的蔗糖。食用较少的不健康食物可能足以改变结果。
尽管观察性证据表明减少卡路里可以延长寿命，但对人类的真正影响仍然不确定。延长寿命的方法可能取决于多种因素的组合，而不是取决于您盘子里放多少食物。 —莫莉·布卢多夫-因德利卡托
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大胆的私人努力填补了美国宇航局空缺的角色
航天飞机“奋进号”10 月份沿着加利福尼亚州英格尔伍德的西曼彻斯特大道经过兰迪甜甜圈店，可能与肯尼迪总统在 50 年前发表的著名月球演讲中提到的要完成的“其他事情”不太一样。这架航天飞机被拖到其旅程的最后一段，到达了它在洛杉矶加利福尼亚科学中心的最终安息之地，这提醒我们美国宇航局真的已经退役了它的航天飞机计划，并且如今在太空中没有太多事情可以给宇航员做了。
“奋进号”的兄弟姐妹们已经找到了它们的永久家园：“亚特兰蒂斯号”将留在佛罗里达州美国宇航局肯尼迪航天中心。“发现号”现在居住在华盛顿特区的史密森尼国家航空航天博物馆。而“企业号”原型在环绕纽约市空域进行壮观的游览后，以及后来遭受超级风暴桑迪的袭击后，现在骄傲地矗立在曼哈顿的“无畏号”海空航天博物馆之上。
今年，人类太空飞行的梦想找到了其他的出口：加利福尼亚州的 SpaceX 成为第一家向国际空间站运送货物的私营公司。该公司的龙飞船计划在 2015 年由 SpaceX 设计和制造的可重复使用火箭搭载人类进入轨道。在繁忙而危险的私人人类太空飞行领域，其他竞争者包括 ATK、蓝色起源、追梦者和 Stratolaunch。
太空飞行的商业化也可能扩展到更小的规模：正在进行谈判，允许政府制造的仪器搭乘私人卫星。
同时，如果现在来一次“去月球，爱丽丝”的旅行听起来很有吸引力，那就报名参加金钉最近提供的服务——一次月球飞行。只需 7.5 亿美元。然而，费用包括返回地球的旅程，因此真正的逃避主义者将不得不等待毕格罗宇航公司的私人太空酒店或前往殖民火星的旅行。 —罗宾·劳埃德
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大流行性禽流感基因公开
一种可能导致全球死亡的实验室制造病毒是科幻惊悚片的素材。但今年研究人员公布了这样一种传染病的配方——这是关于是否应该公开或锁起该配方的广泛辩论的顶点。
几十年来，科学家们一直在警告可能会重演1918 年的流感大流行，该大流行夺走了数千万人的生命。禽 (H5N1) 流感病毒引起了最多的关注。十年前，它杀死了数千万只鸟，任何感染该病毒的人都面临着严峻的挑战——死亡率约为 60%。幸运的是，H5N1 病毒没有在空气中传播，因此不容易感染人类，并且爆发仍然局限于小范围地区。
2011 年，两个研究小组独立发现了使 H5N1 病毒通过空气传播并因此更容易传播的必要基因突变。他们表明，感染了突变菌株的雪貂可以将病毒传播给附近笼子里的健康雪貂。
由于担心生物恐怖分子可能会使用这些数据将该病毒武器化，政府官员、科学家和期刊编辑推迟公布了突变信息。支持者认为，这些数据将帮助流行病学家了解如果 H5N1 在野外发生突变应该注意什么，并更好地使他们能够准备对策。该论点，加上许多科学家已经获得了访问权限这一事实，导致美国国家生物安全科学咨询委员会批准发表论文。第一篇发表在6 月 21 日的《自然》杂志上。 —菲利普·亚姆
更多信息： » 传染病：关于人造大流行禽流感病毒的争议爆发 » 有争议的禽流感研究发表：我们应该有多担心？
北极海冰创纪录融化
2012 年 9 月 16 日，北冰洋的冰覆盖范围达到了 历史最低点，为 340 万平方公里（自 1979 年卫星记录开始以来）。自 2000 年起，每年夏季的最小冰盖面积开始缩小，并且自 2007 年起每年缩小速度更快。
当航运巨头们乐于见到更少的冰可能允许他们穿越北极运送货船时，科学家们开始展示并公开谈论一些严重的影响。首先，夏季海冰的急剧消失（许多气候模型并未预测到这一点）暴露了颜色较深的海洋水，这些水会吸收更多的热量，从而融化更多的冰——形成一个反馈循环，这可能会 加速 全球变暖的速度。
其次，科学家们认为，冰的缺失导致了过去三个冬天美国东北部和欧洲经历的 怪异天气。本质上，冰的缺失使得急流在冬季要么向南倾斜得更远，要么向北倾斜得更远，并且长时间地停留在这些位置，导致大西洋两侧连续多天出现极端寒冷或异常温暖的天气。
一些科学家大胆地表示，海冰的减少帮助 飓风桑迪从大西洋“向左转” 进入新泽西州和纽约市。这种方向的改变以前从未被记录过。北大西洋的“高压阻塞系统”（很可能是由于冰的缺失造成的）阻止了桑迪像通常的飓风那样向东北方向出海。——马克·菲斯凯蒂
更多信息： » 北极海冰创纪录新低 » 极端天气解释 » 气候变化是否导致了飓风桑迪？
最高法院（大部分）支持“奥巴马医改”
2010 年通过的《患者保护与平价医疗法案》（ACA）中全面的医疗改革代表了近半个世纪以来美国国家医疗保健系统的最大系统性变革。完好无损的该法案将为 3200 万原本没有保险的美国人提供负担得起的医疗保健，帮助更多人获得持续和预防性护理。鼓励医疗保健信息技术和集成系统（例如电子健康记录）可能会减少医疗错误，并为医学研究提供大量新数据。此外，该法案还包含促进比较和成本效益研究的条款（通过新成立的以患者为中心的成果研究所）。此类研究可能会带来医学和公共卫生的进步，这将有助于最大数量的人。除了改善美国的健康状况外，所有这些变化还应有助于控制失控的医疗保健成本，该成本在 2010 年超过 2.6 万亿美元，预计将继续攀升。
但是，当美国最高法院在 2012 年 3 月听取 关于此案的辩论 时，所有这些来之不易的改革都面临着重大修改——或完全废除。法院于 6 月 28 日宣布的裁决 维持了 ACA 的大部分内容。
法院唯一削弱的条款是强制扩大各州运营的 医疗补助计划。根据最初的 ACA，医疗补助资格将扩大到包括全国范围内 1600 万更多原本难以支付医疗保险的人。联邦政府将为各州支付全部费用直到 2016 年，然后在 2022 年及以后逐步减少到支付 90%。到目前为止，至少有九个州表示他们将放弃扩张，理由是不愿意花费更多自己紧缩的资金。
随着巴拉克·奥巴马总统在 11 月的连任，该法律似乎很可能会在 2020 年之前继续推出其余条款。例如，从 2014 年开始，保险公司将不再被允许根据个人的既往病史做出保险或费率决定；州或联邦控制的保险交易平台必须开始运作；并且（在参与的州）医疗保险资格扩大也将生效。——凯瑟琳·哈蒙
更多信息： » 医疗保健改革受审：最高法院辩论的利害关系是什么 » 医疗法案完好无损：美国最高法院支持平价医疗 » 医疗补助福利会被推下财政悬崖吗？
图片：Kalawin/iStockphoto
ENCODE 百科全书的出版：基因组研究的里程碑
在 人类基因组 序列发表十二年后，一个大型联盟发表了下一步：ENCODE 项目：DNA 元件百科全书。基因组项目提供了人类 DNA 中所有核苷酸的序列（所有 A、C、T 和 G 如何排列），而 ENCODE 更进一步，并 编目了这些序列中的哪些 可以转录成 RNA，以及在哪些类型的细胞中转录。
正如生物学家理解人类基因组项目是一个有用的工具（尽管不是某些媒体宣称的“圣杯”或“生命蓝图”）一样，他们也 欢迎 ENCODE 作为另一个有用的研究工具。人类基因组项目开发的实验室技术使科学家能够越来越便宜地测序许多个体人类以及许多其他物种的完整基因组。同样，科学家们期望 ENCODE 仅仅是一个开始，使他们能够在众多个体以及众多物种上进行相同类型的工作。获得的知识将有助于回答有关进化、生态学、保护、生理学、发育和医学的重要问题。
不幸的是，围绕 ENCODE 发表的 许多讨论 未能侧重于目录的有用性及其构建技术。相反，大部分辩论都集中在 未能理解 转录并不一定意味着有意义的生物学功能。细胞是混乱的生物实体，周围漂浮着大量的黏稠物，因此错误会一直发生。许多 DNA 序列被翻译成 RNA，却被细胞降解。我们基因组中的大部分（也许是大部分）DNA——尽管偶尔会被转录，因此被记录在 ENCODE 中——仍然是无功能的“垃圾 DNA”。这实际上并不令人惊讶；实际上从进化论的角度来看，这是预期的。不过，多亏了 ENCODE，我们最终应该能够了解哪些序列是垃圾，哪些是细胞活动的瑰宝。——博拉·齐夫科维奇
更多信息： » “垃圾 DNA”蕴含着许多疾病的线索 » 垃圾 DNA，垃圾公关
图片插图：Don Foley
美国宇航局的好奇号探测器登陆火星
2012 年，火星迎来了 一位新的六轮访客。美国宇航局的好奇号探测器——同类探测器中最大、最复杂的探测器——于 8 月 安全着陆 火星。“成功着陆”为被称作“七分钟的恐怖”的精心着陆序列画上了句号，并将任务工程师（特别是飞行主管 Bobak Ferdowsi，又名“莫霍克发型男”）变成了小名人。
好奇号在火星上大约 为期两年的任务 才刚刚开始——探测器仍在首次试用其某些仪器。但探测器已经发现了 古代河床的证据，并且在土壤中检测到了诱人但尚未证实的火星碳（地球上生命的组成部分）的暗示。很快，好奇号将开始探索夏普山，这是一个高耸的沉积层堆积，应该会为古代火星（当时水流更加自由）的条件提供线索。——约翰·马特森 更多信息： » 深入报道：美国宇航局的好奇号探测器登陆火星
希格斯玻色子被探测到
今年最精彩的 7 月 4 日烟花表演发生在欧洲。在那个温暖的夏日，在日内瓦湖畔不远的一间会议室里，代表大型强子对撞机两项实验的物理学家们庆祝了一个酝酿了 40 年之久的消息：希格斯玻色子被发现了。
第二天《纽约时报》的头版标题是“物理学家发现了被认为是宇宙关键的难以捉摸的粒子”，但希格斯发现的意义远不止于增强我们对亚原子世界的理解。希格斯代表了 21 世纪粒子物理学故事的最后一章。它完善了标准模型，即所有已知粒子和力的理论描述（并且根据某些标准，它是科学史上最成功的理论）。希望从这里开始，大型强子对撞机的科学家们将做出照亮标准模型之外宇宙的发现，为未来几年提供烟火。——迈克尔·莫耶
更多信息： » 深入报道：希格斯玻色子终于被发现了吗？ » 为什么物理学家如此关心发现希格斯玻色子？
图片由美国宇航局提供
桑迪袭击美国东北海岸
如同糟糕的恐怖电影续集一样，飓风桑迪在今年秋天搅动了美国东海岸，在万圣节前夕登陆新泽西海岸，距离飓风艾琳走过类似路径仅仅一年多一点。与飓风艾琳以暴雨摧毁内陆社区不同，桑迪的怒火以飓风级别的强风和超过四米的风暴潮的形式出现——足以重塑新泽西和长岛的海岸线，并淹没纽约市的关键基础设施，如地铁隧道和发电站等等，以及其他不良影响。
气象学家将桑迪称为“弗兰肯风暴”，因为它是由一个从南方北上的飓风、一个从西方移入的冬季风暴以及一个迫使系统合并并向内陆移动的高压脊混合而成的气象大杂烩。再加上这个热带气旋本身就横跨超过1500公里，并且拥有北卡罗来纳州以北记录到的任何风暴中最低的气压——943毫巴，桑迪绝对当得起“超级风暴”的称号。
气候变化似乎加剧了这场事件。北极夏季海冰融化的创纪录很可能有助于形成迫使飓风桑迪沿着其不幸的轨迹移动的天气条件。美国国家海洋和大气管理局国家飓风中心的分支主管詹姆斯·富兰克林指出，这场风暴还从其经过的“略高于正常温度的海水中获得了一点额外的推动力”。
这场灾难造成至少500亿美元的损失，并夺走了至少250人的生命，仅在美国就有131人丧生，这表明我们的城市和沿海社区是多么脆弱。桑迪的遗留问题要求我们重新思考如何最好地为未来更具破坏力的风暴做好准备，这些风暴在我们日益变暖的世界中可能会更加强烈。—大卫·比埃洛