1. 進軍火星
2020年，幾艘宇宙飛船會相繼向火星進發，那時將會迎來一場真正的火星入侵。美國國家航空航天局(NASA)將發射其2020火星探測器(Mars2020 rover)，在未來的任務中，該探測器將儲存巖石樣本返回地球，還將配備一架可拆卸的小型無人直升機。中國將向火星發射第一個著陸器——“火星一號”，它將會部署一個小型探測器。如果著陸降落傘的問題能夠成功解決，俄羅斯宇宙飛船將把歐洲航天局(ESA)的漫游者號送往這顆紅色星球。阿拉伯聯合酋長國也將發射一顆人造衛星，這是阿拉伯國家首次執行火星任務。
2. 黑洞探索
繼2019年梅西耶87星系中心超大質量的黑洞圖片引起媒體轟動之后，2020年地平線望遠鏡合作項目預計將發布關于銀河系中心黑洞的最新結果。這一次可能會公布多張圖片，甚至可能是一部氣體環繞的電影，該黑洞被稱為人馬座A*。
歐洲航天局的蓋亞任務將更新銀河系的3D地圖，這將極大的改變科學家對銀河系結構和演化的理解。引力波天文學家也將公布他們在2019年觀測到的宇宙碰撞的最新發現，其中包括許多黑洞的合并，也包括以前從未見過的黑洞與恒星的碰撞。
3. 大型對撞機
2020年，歐洲核子研究中心希望為未來大型對撞機籌募資金。位于瑞士日內瓦附近的歐洲粒子物理實驗室將于5月在匈牙利首都布達佩斯召開一次特別會議，作為該實驗室歐洲粒子物理戰略更新的一部分，委員會將對這些計劃進行表決。歐洲核子研究中心的提案就包括未來對撞機這個選項。實驗室希望建造一臺100公里的機器，其功率是大型強子對撞機的6倍，耗資210億歐元(234億美元)。
美國的費米國家加速器實驗室將會公布期待已久的Muon g-2的結果，這是一項關于介子在磁場中如何運動的高精度測量。
4. 合成酵母
一項“野心勃勃”合成酵母的研究將于2020年完成。這項名為“合成酵母2.0”的研究是由來自四大洲的15個實驗室合作完成的。研究小組已經用合成的DNA片段替換了釀酒酵母中的16條染色體。他們還嘗試對基因組進行重組和編輯，或刪除基因組的一部分，以了解有機體是如何進化的，以及它是如何應對突變。研究人員希望，工程酵母細胞可以提供更高效靈活的方式來制備大批量產品，包括生物燃料以及藥物等等。
5. 全球氣候
8月，聯合國環境規劃署將發布一份關于地球工程科學和技術方面的重要報告，報告中會提出一些可用于應對氣候變化的方法。同樣在2020年，國際海底管理局將發布人們期待已久的法規，使海底采礦成為可能。但科學家們擔心，對于這種行為可能對海洋生態系統產生什么樣的破壞，以及對目前環境可能造成的災難性影響，人們了解得還遠遠不夠。
氣候方面的重大事件將于11月在英國格拉斯哥召開的COP26氣候大會上發生，屆時將迎來《巴黎協定》的關鍵時刻。根據2015年的協議，各國必須提出最新的溫室氣體減排目標，以實現將全球變暖控制在2攝氏度以內，但大多數國家在兌現承諾方面行動遲緩。
6. 美國大選
白宮和美國國會將在11月展開爭奪，其結果可能對科學，特別是對氣候產生重大影響。如果特朗普連任，他將繼續瓦解上一屆的氣候政策，并確保美國在大選后一天正式退出《巴黎協定》。民主黨人可以通過入主白宮或在國會兩院獲得多數席位來進行阻撓。
7. 器官移植
隨著研究人員在這項充滿倫理爭議的技術上取得的進展，在動物身上為人類培育替代器官的夢想有望實現。東京大學的干細胞科學家Hiromitsu Nakauchi計劃在小鼠和大鼠胚胎中培育人類細胞組織。然后，他將把這些雜交胚胎移植到替代動物體內，直到去年3月日本的一項新法律生效，這一步驟才被允許。Nakauchi和他的合作者也用豬胚胎做了類似的實驗。這類研究的最終目標是培育出能夠最終移植到人體內的器官。
8. 疾病反擊
在印度尼西亞的日惹市，關于一種可以阻止登革熱傳播技術的重大測試將得出結論。研究人員釋放了攜帶沃爾巴克氏細菌的蚊子，這種細菌可以抑制由蚊子傳播的登革熱、基孔肯雅熱和寨卡病毒的復制。在印尼、越南和巴西的小規模試驗顯示出了誘人的前景。
同樣有前景的是一種瘧疾疫苗，它將在赤道幾內亞的比奧科島進行試驗。到2020年，世界衛生組織希望消除昏睡病或非洲錐蟲病這一公共衛生問題，而這種臭名昭著的疾病是由采采蠅攜帶傳播的。
9. 超導材料
物理學家希望能夠實現他們的夢想，即創造一種在室溫下無電阻的導電材料，然而目前這種超導材料只能在數百萬千帕的壓力下工作。2018年，鑭“超級氫化物”打破了所有的超導溫度記錄，在此之后，研究人員希望能合成出在53°C的溫度下具有超導性能的鑭“超級氫化物”。
10. 固體能源
目前，大大小小的公司都開始計劃銷售使用鈣鈦礦太陽能電池，這種材料有望比傳統使用硅晶體的太陽能電池板更便宜、更容易生產。將鈣鈦礦與“串聯”電池中的硅相結合，可以生產出市場上效率最高的太陽能電池板。
在7月份的東京奧運會期間，能源行業可能會迎來另一個里程碑，屆時豐田將推出第一款使用“固態”鋰離子電池的汽車原型。這些電池用固體材料替代了電池內部分離電極的液體，增加了能量儲存量。固態電解質電池壽命相對更長，但充電速度會變慢。
參考文獻：
The science events to watch for in 2020
https://www.nature.com/articles/d41586-019-03910-9
