从某种意义上说，2003年的科学领域，灾难比成功给人留下了更为深刻的印象：哥伦比亚号解体、SARS、疯牛病、席卷全球的异常气候、北美大断电……以至于有科学家觉得，自己对科学认识越多，就越感到对整个世界无能为力。然而在新的一年里，我们还是看到了科学家的勇气，看到了实事求是追求真理的科学精神。下面就是与今年的科学探索和科学争议有关的十个关键词。
航天飞机
对于人类的航空航天探索来说，2003年是个喜忧参半的年份。2月1日“哥伦比亚号”航天飞机解体。美国麻省理工学院的西奥多·帕斯托估算了一下这种危险的几率：即使是最可靠的太空运输工具——推进式火箭——也有将近2％的失败率。“哥伦比亚号”事故调查报告认为：在“挑战者号”失事后的十多年中，航天飞机在安全性问题上并没有实质性进步。许多体制上的问题导致航天飞机的隐患不能被及时了解和公开。在迄今为止进行的113次航天飞机飞行中，每一次宇航员都面临着可能被夺去生命的危险。
就在中国也加入了载人航天队伍的同时，美国宇航局正在加紧内部改组和对航天飞机设计上的改进，而国际空间站也不可能让航天飞机一直处于休息的状态。对于现存的航天飞机来说，“亚特兰蒂斯号”已经确定将于2004年9月12日到10月10日间执行飞行任务，“发现号”亦将在2004年11月15日到11月22日之间升空。
药丸的祸福
只有生病才需要服药，这已成了老黄历。以辉瑞制药那著名的蓝色药丸为代表，一种新的药物观已经形成。2003年6月，伦敦大学沃弗逊预防药物研究所的尼古拉斯提出了多效药丸的概念——这是一种混合了一份他汀类降低胆固醇药物、三种不同的降血压药物、一份有助于防止血栓形成的阿司匹林和一份有降低心脏病发病危险的叶酸制成的药丸。尼古拉斯推荐年龄超过55岁的人都要每日服用这种多效药丸，不管他是否出现过心脏病症状。
另一项曾被誉为百年来最重要的医学进步的疗法却在2003年遭到挑战。十几年来，绝经期妇女都被医生推荐服用雌性激素药丸，以减少更年期症状。然而美国国立卫生研究院的研究结果显示，这是个天大的错误。雌性激素补充疗法会增加女性中风、血管栓塞、心脏病发作、痴呆和患恶性乳腺癌的几率。研究结果公布后，美国服用雌性激素药丸的女性从1500万减少到了900万。雌性激素补充疗法的故事让人们有理由怀疑：我们是不是真的需要吃那么多药?那些声称会让我们的生活变得更舒适的药丸，究竟是现代医药科学的福音，还是药厂和医生们有意无意的阴谋?
物种大灭绝
根据化石记录，地球共发生过五次大规模的生物灭绝。然而正如密歇根大学古生物学家凯瑟琳·巴芝莉所指出的那样，人类也许正在亲手制造第六次大灭绝。2003年世界自然保护联盟(简称IUCN)宣布，濒临灭绝的物种已达到12259种。此外762种植物和动物已经灭绝，58种动植物仅存活在人工培育的环境中。据杜克大学和密苏里植物园两位研究人员统计，目前全世界有灭绝危险的植物约占现有植物的22％到47％。而以往预测的数字只是13％。
有讽刺意味的是，致力于保护生物多样性的生物学家们的工作仿佛陷入了一个怪圈。他们做的工作越多，发现濒临灭绝的物种就越多。2004年全世界投入到生物多样性保护上的资金有望大幅度增长，但可能我们听到的将是更坏的消息。
干细胞与克隆
2003年初世界上最热闹的事是克隆援助公司的所谓克隆婴儿的出生。在干细胞研究者的圈子里，几乎已没有人怀疑，在世界某一角落，已经有克隆婴儿诞生。
有研究人员把克隆比作一种手艺活。除了不断挑战人们接受的底线，从技术上讲它已经没有什么更新鲜的东西。干细胞研究却不一样，2003年研究人员已经证实，使用干细胞能够诱导出多种可供移植的人体器官和组织，并为治疗癌症、帕金森症等痼疾带来了希望。5月份日本科学家用干细胞在体外诱导出精子的消息传出后，12月用一只不育的雄性老鼠冷冻精子干细胞诱导出的精子成功地让雌性老鼠产下了后代。对于患有不育症的男性，未来这似乎会成为比试管婴儿更好的选择。虽然各国法案宽严不一，但在对待干细胞研究的问题上，人们正变得越来越宽容。
火星探测
火星的上空从来没有哪一年能像2003年这样热闹。但科学家们对火星还有更多的兴趣，它们将分三步来完成。火星侦察轨道飞行器预计在2005年8月发射，2006年3月抵达火星。代号为“凤凰”的火星侦察兵计划将于2007年实施，以探索火星北极点附近的冰层。另外，火星科学实验室最早将在2009年开始对火星表面进行采样工作。在未来，科学家们还试图考察火星的大气，钻透火星地表深入地层深处寻找生命，并将火星岩、火星土壤及火星大气的样本带回地球。在这一切都做到后，或许人类就要登上这颗红色的星球了。
生命的起源
2003年，古生物学家在埃塞俄比亚一个叫赫托的村子里，发现了三个生活在16万年前的智人头骨化石。伦敦自然历史博物馆的古人类学家克里斯·斯特林格指出，头骨的形态足以证明赫托头骨属于迄今为止发现的最古老的智人。赫托头骨最重要的意义在于它给“走出非洲”的猜想以有力支持。这种猜想认为：智人是15万年到20万年前在非洲出现的一种新人种，他们随后取代了以往的原始人群，并走向世界各大洲。不过人类最早是如何来到各大洲的，还需要更多的证据才能作出判断。
在人类以前，地球上还生活着其他的物种。2003年中生代晚期生物研究的荣誉属于中国。一月份徐星在《自然》杂志发表了对“顾氏小盗龙”化石的研究论文。这种生活在距今1.3亿年前早白垩纪的恐龙，前肢和后肢上都有羽毛，它是陆生恐龙进化为鸟类的中间产物。年底罗哲西又在《科学》杂志发表了关于有袋类动物祖先“中华袋兽”的论文。2004年辽西热河生物群仍是全世界古生物学界关注的焦点之一。
可怕的病毒
2003年春天，SARS在极短时间内将恐惧散布至世界各地。与之相对照的是美国疾病控制中心统计的另一组数字。仅在美国，2003年就报告了8912例西尼罗河病毒感染者，有211人死亡。然而西尼罗河病毒并没有形成全球性的恐慌。对病毒的恐惧很大程度上取决于公众对它的了解和认知的程度。除了SARS和西尼罗河病毒，疯牛病是2003年的另一个热点。截止到2003年12月1日，全世界共报告了153例疯牛病，其中143例发生在英国。美国一向以自己的牲畜喂饲方法而骄傲，但事实是面对病毒，多谨慎都不为过。在非洲，许多国家的平均人口寿命因为艾滋病的疯狂肆虐降低几十岁。不过值得欣慰的是，或许是吸取了SARS蔓延的教训，一些国家加大了对艾滋病毒和疫苗研究的投入，这会在2004年后陆续看到成效。
转基因食品
2003年转基因作物的阵营中增加了许多新面孔。日本研究人员培植出低咖啡因含量的转基因咖啡豆，印度科学家培植出蛋白质含量高出普通土豆的转基因土豆。据统计，目前全世界有12个国家超过一亿英亩的田地种植着转基因作物。在美国超级市场出售的食物，约有60％含有转基因成分。然而在欧洲，关于转基因食品的战争仍愈演愈烈。
去年StarLink公司生产的转基因玉米因可能导致过敏，只准用于制造动物饲料。而英国政府公布了经长达四年的转基因作物实验的最终结果，数据显示，转基因作物——主要是转基因油菜籽、甜菜和玉米，对周围的环境和野生动植物都有相当的危害。好在到目前为止各项研究都显示，转基因作物可能给人体带来的危害是微乎其微的，美国为此发出了转基因食品安全的建议。
基因研究
2003年是发现DNA双螺旋结构50周年，人类基因组近乎完整的草图问世。目前科学家们已经找出了与抑郁症、精神分裂等疾病相关的基因。许多制药公司开始与从事基因组测序的研究机构携手，试图把基因药物变成新的盈利点。
不过剑桥大学的遗传学家彼得·佛斯特却泼了盆冷水。他说，即使是将DNA序列很适当地转录下来，想要破解人类的基因组也是非常困难的事。他指出，在发表的多项关于人类线粒体DNA测序的研究中，错误几乎占到60％到70％。对基因的研究总是能让我们知道一些有趣的事情，比如男性和女性DNA的差别甚至大于同一性别的人类和黑猩猩间DNA的差别。比如从男性Y染色体的测序结果看来，由于它特有的缺陷，男性可能将会最终消失。不过基因组图谱也显示，现存的人类遗传联系非常紧密，天下一家并不只是美好的愿望而已。
气候问题
2003年的全球气候充满了太多的变化。北半球春天即将来临时，许多国家却发出了严寒警报；整个夏天热浪席卷欧洲大地，连阿尔卑斯山的雪都在融化。全球变暖已不再是危言耸听。
美国马里兰大学气象学家认为，土地使用方式也是导致全球变暖的原因之一。由于城市化和农业耕作方式的改变，平均每个世纪地表温度会因此上升0.27摄氏度。哥伦比亚大学和戈达德太空研究所的学者最近撰文指出，从1880年以来，煤烟至少要承担全球温度升高25％的责任，并部分导致了北半球的早春、北极冰层融化和冰川缩小。现在我们发现：温室气体、烟尘和土地使用方式成为全球变暖问题的三大要素。全球变暖的后果怎样?也许不仅是水淹威尼斯或淹了太平洋上的小岛那么简单。阿尔伯塔大学的生物学家最近发现，生活在北美地区的红松鼠的基因已经因全球变暖而产生变异。因为春季温度增加和食物供应的丰富，在过去10年中，这种红松鼠的繁殖期延长了18天，平均每一代延长6天。