2024: Dự đoán 10 xu hướng khoa học

Các vấn đề về khí hậu, chính sách quản lý và cuộc đua khoa học công nghệ của các nước lớn, cuộc đua vào vũ trụ, các đột phá trong ngành Vật lý… sẽ được quan tâm nhiều trong năm 2024, theo dự đoán của tạp chí Science.

El Niño có thể kéo dài đợt nóng kỷ lục

Tình trạng nóng lên ở phía Đông Thái Bình Dương do El Niño nhiều khả năng sẽ mạnh hơn trong vài tháng tới, và có thể lần đầu tiên đẩy nhiệt độ bề mặt toàn cầu trung bình cao hơn mức nhiệt của thời tiền công nghiệp tới 1,5°C. Là một phần của kiểu khí hậu dao động thường xuyên, El Niño được cho là sẽ khiến nạn hạn hán ở khu vực Amazon và Úc trầm trọng hơn. Sự thay đổi này đã bắt đầu từ năm 2023 và được nhận định là yếu tố khiến đây là năm nóng nhất trong lịch sử hiện đại, khi nhiệt độ trong 11 tháng đầu trung bình cao hơn 1,4°C so với trước thời kỳ công nghiệp – và không chỉ mỗi phát thải gây ra tình trạng này. El Niño đã kìm hãm khả năng hấp thụ nhiệt của đại dương, và hiện tượng ô nhiễm giảm khiến cường độ ánh sáng từ Mặt trời tăng lên là những hiệu ứng sẽ tiếp diễn trong năm nay.

Chính trị Hoa Kỳ định hình khoa học

Các cuộc bầu cử tại nước này vào tháng 11 sẽ đem tới kết luận cho chặng đường gập ghềnh với các nhà khoa học trong năm nay. Tình trạng các đảng phái vẫn không thể đi tới sự đồng thuận trong Quốc hội về các dự thảo chi tiêu hằng năm có thể dẫn tới chính phủ phải đóng cửa, và điều này sẽ làm gián đoạn việc tài trợ ở mọi cơ quan khoa học. Phần lớn các nhà quan sát cho rằng thỏa thuận ngân sách cuối cùng nhiều nhất chỉ tăng một ít cho từng cơ quan, thay vì những khoản chi mạnh tay mà Tổng thống Joe Biden yêu cầu và Quốc hội đã hứa hẹn thực hiện. Người giành chiến thắng trong cuộc đua tổng thống sẽ định hình chính sách về vô số vấn đề liên quan tới khoa học, bao gồm biến đổi khí hậu, sự chuẩn bị cho đại dịch, đổi mới sáng tạo hay di cư – đây là những chủ đề mà các ứng cử viên từ hai đảng lớn là ông Biden tới từ Đảng Dân chủ và người tiền nhiệm là ông Donald Trumpđến từ Đảng Cộng hòa có những quan điểm hoàn toàn khác biệt.

Cuộc đua quản lý AI

Năm ngoái, các chính phủ trên toàn thế giới đã tuyên bố những kế hoạch tham vọng nhằm tăng cường giám sát trí tuệ nhân tạo – nhiều khả năng cuộc đua quản lý AI sẽ tăng tốc trong năm nay. Các cơ quan Hoa Kỳ đối mặt với nhiệm vụ cấp bách là cung cấp thông tin làm rõ các chỉ thị chính sách đã được chính quyền của Tổng thống Biden tuyên bố vào tháng 11/2023, nhằm mục đích thiết lập tiêu chuẩn cho việc phát triển AI có trách nhiệm. Các thành viên trong Quốc hội cũng đã hoạt động tích cực, đưa ra hơn 150 dự thảo nhằm đảm bảo AI đem lại lợi ích chứ không phải mối nguy cho sự phát triển kinh tế, y tế cộng đồng,các quyềntự do dân sự và quốc phòng. Liên minh châu Âu dường như đang tiến gần hơn với việc áp dụng các biện pháp bảo vệ đạo đức. Song, những điều luật cụ thể này có khả năng nhanh chóng trở nên lỗi thời bởi vì dòng chảy dường như vô tận các ứng dụng AI mới quyền năng, chẳng hạn như chatbot dựa trên các mô hình ngôn ngữ lớn.

Muỗi chỉnh sửa gene chống lại sốt xuất huyết dengue

Chiến lược thả những con muỗi đã được chỉnh sửa trong phòng thí nghiệm ra để ngăn chặn tình trạng lây lan của sốt dengue sẽ mở rộng quy mô vào năm nay, sau một chuỗi thử nghiệm thành công. Chương trình Muỗi Thế giới (WMP) phi lợi nhuận đã phát triển và thử nghiệm giống muỗi Aedes aegyptichứa vi khuẩn Wolbachia pipientis. Vi khuẩn này sẽ ngăn chúng truyền nhiễm một số loại virus nhất định và lan tới thế hệ sau khi chúng giao phối với muỗi ngoài tự nhiên. Một thử nghiệm ở Indonesia cho thấy chiến lược này làm giảm các ca sốt xuất huyết và nhập viện. Vào mùa thu năm 2023, các nhà nghiên cứu báo cáo các ca sốt xuất huyết đã giảm ít nhất 95% ở các vùng dùng phương pháp này, trong cuộc thả đàn muỗi chỉnh sửa liên tục lớn nhất cho tới nay tại Thung lũng Aburrá của Colombia. WMP đang mở rộng dự án ra ngoài phạm vi 14 quốc gia đã thực hiện và dự định xây dựng cơ sở sản xuất muỗi Wolbachialớn nhất ở Brazil và sẽ bắt đầu hoạt động năm 2024. WMP cũng hy vọng Tổ chức Y tế Thế giới ban hành hướng dẫn chính thức trong năm nay về việc triển khai loài muỗi này – một bước tiến có thể khiến nhiều quốc gia sử dụng phương pháp này.

Thành quả đầu tiên của thử nghiệm chữa hậu COVID

Bốn năm sau khi trận đại dịch do virus SARS-CoV-2 nổ ra, hàng triệu người bị suy nhược do hậu Covid, một hội chứng gồm các biểu hiện là tình trạng mệt mỏi rã rời, đau đầu dai dẳng và hụt hơi. Không có cách điều trị rõ ràng nào khẳng định sẽ giúp cải thiện hiện tượng này, các bệnh nhân và bác sĩ đang thử nhiệm nhiều loại thuốc và thực phẩm bổ sung khác nhau.

Năm nay, các nhà khoa học hy vọng một số thử nghiệm lâm sàng kiểm soát giả dược nghiêm ngặt về cách điều trị hậu COVID khả thi sẽ báo cáo kết quả sơ bộ. Một số loại thuốc kháng virus khác, như Paxlovid, và các kháng thể đơn dòng, sẽ nhắm tới SARS-CoV-2 (virus này có thể tồn tại dai dẳng trong cơ thể). Các ứng viên thuốc khác nhắm tới các bất thường khác nhau được xác định trong nghiên cứu về hậu Covid: Globulin miễn dịch tiêm tĩnh mạch làm dịu hệ thống miễn dịch tăng cường hoạt động, và kỹ thuật kích thích dây thần kinh phế vị điều chỉnh lại hệ thần kinh thực vật, có tiềm năng cải thiện những triệu chứng như chứng sương mù não và nhịp tim bất thường. Ngay cả khi những liệu pháp này không thành công, các nhà khoa học hy vọng kết quả thử nghiệm sẽ làm rõ cơ chế sinh học gây ra tình trạng như vậy, giúp họ xác định mục tiêu thử nghiệm tiếp theo.

Xác định khối lượng hạt neutrino

Hai thí nghiệm phối hợp cùng nhau có thể hé lộ khối lượng nhỏ bé của các hạt neutrino. Chúng xuất hiện dưới ba dạng: hạt electron, hạt muon, và hạt tau; những hạt này biến đổi qua lại lẫn nhau, một hiện tượng có thể giúp giải thích vũ trụ sản sinh ra nhiều vật chất hơn phản vật chất thế nào. Đầu tiên, các nhà vật lý phải đưa thêm thông tin vào mô hình lý thuyết của mình. Họ biết rằng, hai hạt neutrino gần như có cùng khối lượng, nhưng không biết liệu có hai hạt neutrino nhẹ và một hạt neutrino nặng hơn hạt kia, hay ngược lại. Các nhà vật lý tham gia vào thí nghiệm T2K ở Nhật Bản và thí nghiệm NovA ở Mỹ nghiên cứu các hạt neutrino bằng cách bắn chúng xuyên Trái đất qua hàng trăm kilomet tới các thiết bị dò khổng lồ. Năm nay, họ dự định công bố một phân tích chung có thể chỉ ra trong hai lựa chọn này cái nào sẽ đúng. Việc tìm ra hạt neutrino electron có khối lượng nhẹ sẽ làm phức tạp thêm các thí nghiệm đã lên kế hoạch nhằm tìm kiếm một loại phân rã hạt nhân sẽ chứng minh hạt neutrino là phản hạt của chính nó.

NASA dự kiến phóng tàu thăm dò Europa Clipper trị giá 5 tỷ USD vào tháng 10 trên tên lửa SpaceX Falcon Heavy, đây là sứ mệnh khoa học hành tinh tốn kém nhất của cơ quan này kể từ tàu thăm dò Viking Mars trong những năm 1970. Europa, một trong những mặt trăng lớn của sao Mộc, có lớp vỏ băng giá dày hàng kilomet, dưới đó là đại dương mặn rộng lớn – một vườn ươm sự sống tiềm năng. Khi con tàu này đến nơi vào năm 2030, nó sẽ không hạ cánh hoặc trực tiếp lấy mẫu từ đại dương này, mà sẽ lao qua mặt trăng 50 lần, quét bề mặt của nó và thu thập manh mối về phần bên trong. Các nhà khoa học hy vọng tàu thăm dò sẽ theo dõi những gợi ý từ các cuộc khảo sát bằng kính thiên văn về một cột nước phun trào từ Europa vào không gian. Song, một chiến dịch gần đây với kính viễn vọng không gian JWST của NASA không tìm thấy bằng chứng nào về hiện tượng này.

Hợp tác với các chuyên gia bản địa

Nhiều người bản địa ngại ngần trong hợp tác với các nhà nghiên cứu sau hàng thế kỷ chiến tranh thuộc địa và nhiều thập niên chịu sự bóc lột từ một số nhà khoa học. Song, những tia hy vọng về hòa giải đang trở nên phố biến hơn, khi xuất hiện ngày càng nhiều dự án nghiên cứu do người bản địa phụ trách và mối quan hệ hợp tác hướng tới kết hợp hàng thế kỷ kiến thức bản địa về thế giới tự nhiên vào khoa học Tây phương. Năm 2024, các quan hệ hợp tác có thể xây dựng dựa trên các ví dụ nổi bật từ năm 2023, chẳng hạn như nghiên cứu về tổ tiên loài ngựa ở Bắc Mỹ. Quỹ Khoa học Quốc gia Hoa Kỳ đang tài trợ 30 triệuUSD trong năm năm cho một Trung tâm Kết hợp Khoa học và Kiến thức Bản địa mới, Viện Y tế Quốc gia đang đài thọ 9 triệu USD cho Đại học Stanford và Hiệp hội Dữ liệu Sinh học Bản địa, một ngân hàng sinh học do các nhà di truyền học người Da đỏ điều hành, để tạo ra cơ sở dữ liệu COVID-19 cho người Da đỏ. Mặc dù nhiều căng thẳng vẫn còn đó, nhưng năm mới này sẽ mang lại nhiều mô hình hợp tác mới, và nhiều sự tôn trọng hơn từ một số nhà khoa học phương Tây, trong những dự án này và nhiều cái khác – ví dụ như về di truyền học của người Da đỏ và ảnh hưởng của biến đổi khí hậu tới hệ sinh thái Bắc cực.

Phản đối tham vọng xanh của EU

Với tình trạng các đảng cánh hữu, theo chủ nghĩa dân tộc nhận được nhiều sự ủng hộ cho các cuộc bầu cử trên toàn châu Âu vào tháng sáu, các nhà quan sát dự đoán sự phản đối các chương trình nghị sự xanh mở rộng của khối này sẽ leo thang. Thỏa thuận Xanh châu Âu được phê duyệt vào năm 2020 hướng tới mục tiêu biến khối này thành “lục địa trung hòa khí hậu đầu tiên” và đạt được mức phát khí thải nhà kính bằng 0 vào năm 2050, với các biện pháp thân thiện khí hậu dự tính ở nhiều khu vực chính sách khác nhau, gồm năng lượng, bảo tồn và giao thông. Phản ánh những mục tiêu này, khoảng 1/3 nguồn tài trợ của chương trình Horizon Europe khổng lồ sẽ dành cho nghiên cứu liên quan tới biến đổi khí hậu. Bất kể các đảng cánh cực hữu có trở thành lực lượng chính trị lớn thứ ba trong Nghị viện châu Âu hay không, thì nhóm đa số – Đảng Nhân dân châu Âu bảo thủ – đã tự nhận mình là thân thiện với người nông dân và ngành công nghiệp bằng cách phản đối các chính sách giảm sử dụng thuốc trừ sâu. Các nhà lập pháp cũng có thể tìm cách hạn chế tài trợ việc thực thi luật xanh (cho tới nay đa phần chúng phải chịu sự phản đối của bên bảo thủ), chẳng hạn như Luật Phục hồi Tự nhiên, đặt ra mục tiêu khôi phục lại các hệ sinh thái xuống cấp.

Trì hoãn siêu dự án hợp hạch hạt nhân

Các nhà quản lý của ITER, lò phản ứng hợp hạch hạt nhân thử nghiệm khổng lồ được xây dựng trong nhiều thập niên, dự kiến sẽ công bố ngày hoàn thành mới trong năm nay, lùi xa thời gian thử nghiệm plasma đầu tiên vốn đặt mục tiêu vào năm 2025. Cơ sở này đang được xây dựng tại Pháp với chi phí hàng chục tỷ USD từ các đối tác quốc tế đóng góp. Mục tiêu của ITER là chứng minh khả năng tồn tại của phản ứng hợp hạch như một nguồn năng lượng không thải carbon, thế nhưng việc thi công không tiến hành thuận lợi. Đại dịch COVID-19 đã làm chậm quá trình sản xuất linh kiện, các phần của lò phản ứng sai hình dạng và không khớp với nhau, ống làm mát bị ăn mòn, cơ quan quản lý hạt nhân Pháp không tin tưởng vào sự an toàn của nó. Tổng Giám đốc ITER Pietro Barabaschi đang nỗ lực chấn chỉnh lại việc xây dựng. Ông dự định tiết lộ lịch trình sửa đổi trong năm nay; song tại hội nghị về năng lượng nhiệt hạch vào tháng 10/2023, ông phát biểu: “Đó sẽ không phải tin tốt”.□

Nguồn: https://www.science.org/content/article/ten-science-stories-poised-to-make-headlines-2024