据美国生活科学网报道，从发现“上帝粒子”、证实太阳系外类地行星的存在，以及理解人体大脑更多的奥秘和定义第四域生命，这些都是2011年值得人们期待的重大科学发现。
预计2011年5月初发现首颗类地行星
以下是2011年可能出现的9大科学突破：
1、发现“上帝粒子”
希格斯玻色子(Higgs boson)是科学研究领域神秘且颇为重要的一种粒子，它被科学家称为“上帝粒子”，目前，科学家认为2011年有望掌握其存在的确凿证据。1964年，科学家就认为希格斯玻色子是一种自然基础性粒子，能够给予所有粒子质量，虽然当时有相关的形成理论，却至今未曾探测到它的存在。欧洲粒子物理研究所(CERN)粒子物理学家克里斯多弗-雷姆波瑟(Christoph Rembser)说：“如果老天眷顾我们，我们将于2011年发现希格斯玻色子！”目前，科学家计划通过大型强子对撞机实验中证实其存在。
2、大脑神经元技术突破
1000万美元大奖将奖励给成功研制新型大脑神经元技术的科学家，预计这项大奖将于2011年揭晓。科学家最新的大脑神经元技术能够更深入地理解大脑，最终促进学生们的大脑发育和智力开发，或者最新研制的大脑神经元技术能有助于脊椎患者的身体康复，未来将有效地用于真实的传心术和心灵传输，使人们轻松地通过大脑与计算机建立交互平台。
3、购买卫星实现免费互联网服务
科斯塔-格拉玛迪斯(Kosta Grammatis)并不希望看到互联网作为人类权利的一项奢侈品，在现今的21世纪仍有许多人无法体验互联网这种强大的工具。目前，他计划购买一颗人造卫星，并将其移动至一个新的太空轨道，可向发展中国家提供免费的互联网服务。他组建的非赢利机构叫做“人类权利”，现正在寻找15万美元的捐赠，从而实现免费互联网计划。据悉，如果他的前期筹备计划如期实现，那么免费互联网计划将于2011年实现。
4、宣布发现第四域生命
2010年10月，研究人员宣称发现世界上第二种巨病毒——“CroV”，该病毒可以感染海洋单细胞生物，科学家并它为巨病毒是由于其基因组非常多，大约有73万个碱基对，这些基因遗传“积木”数量是普通病毒的两倍。迄今第一大巨病毒是“Mimiviru”，它拥有120万个碱基对。
对巨病毒“CroV”进行详细描述的马提亚-费希尔(Matthias Fischer)在英属哥伦比亚大学的博士论文中称，未来可能发现更多的巨病毒，现今发现的这两种巨病毒之间的关联性很少。病毒依赖于感染细胞进行复制机制，因此并不被认为“存活”，也不包含在三度生命形态之中：真核细胞、原核生物和古生菌。然而巨病毒所包含大量的碱基对非常类似于细胞，使其在复制自身过程中具有积极作用。12月2日，研究人员发表在《公共科学图书馆-综合》（《PLoS ONE》）上的研究报告称，应当重新构建三域生命和病毒之间的进化关系，病毒有资格成为第四域生命。病毒和其它有机生物在DNA进化历程中拥有共享有基因组。
5、预计2011年5月初发现首颗类地行星
类地系外行星的定义是：具有地球体积大小的岩石行星，处于恒星的适宜区域。美国加州大学圣塔克鲁兹分校天文学家史蒂芬-沃格特(Steven Vogt)说：“对于太阳系之外真实的类地行星的决定性和肯定识别，将依赖于决定性和肯定性的判断。我们认为GJ 581g行星符合系外行星的特征。”据悉，史蒂芬带领研究小组发现GJ 581g行星。
史蒂芬称，2009年发射的开普勒探测器的任务是搜寻类地星体，但目前并未发现足够多的类地行星。麻省理工学院天体物理学家萨拉-西格尔(Sara Seager)指出，她期望开普勒探测器能够在2011年发现令人惊异的系外行星，虽然它们并不完全类似地球。为了寻找地球的双胞胎行星，我们需要发现太阳的双胞胎恒星，这可能需要在“陆地行星探测器”上投入更多的经费，“陆地行星探测器”是一个直接镜像太空望远镜，我希望2011年该探测器能获得重大突破性发现。目前，科学家预测首颗系外类地行星的发现将于2011年上半年宣布，很可能在2011年5月初。
6、通过基因探寻人类性格特征
近期，科学家发现基因与人类行为具有紧密联系，基因可以决定人们的冲动性，决定人们的性生活态度，甚至是否是自由主义者。当然，单一基因也不会使某人倾向于暴力，更无法使他倾向于给奥巴马投票。这些“行为基因”的变种性和存在性将决定一个人的个性。
研究人员称，深入理解人类基因和环境之间的复杂交互性是非常重要的。从事研究基因冲动性的美国酒精滥用和酒精中毒国家协会的遗传学家大卫-古德曼(David Goldman)说：“目前已进入一个研究基因的新纪元！我们将研究基因与蛋白质之间的关系，尤其是发现那些易导致沮丧、消沉情绪的基因，从而发现精神分裂症和孤独症患者与基因之间的关联。从某种角度，我认为基因革命性研究将出现！”
7、美国FDA批准转基因大马哈鱼可以食用
转基因大马哈鱼仅需普通大马哈鱼一半生长时间便能达到成年体，目前，它已成为美国食品及药物管理局(FDA)首个批准食用的转基因动物。虽然美国FDA组建的研究小组并未发现转基因大马哈鱼对人类健康构成威胁，但是美国AquaBounty生物科技公司仍面临着专家的批判和消费团体的诉讼威胁。2011年，将是转基因食物倍受争议的一年，美国FDA已批准大马哈鱼为第一种可食用的转基因动物，但当获批的转基因食物进入餐厅之后，相应的争议和置疑却不容忽视。
8、研究地球其它生物的“文化”
科学家将继续深入研究自然界动物群体的行为特征，从而更好地理解动物之间如何像人类一样彼此学习自己群体特有的“文化”。2011年，美国续约亨特学院的黛安娜-里斯(Diana Reiss)和研究同事计划乘船研究海豚如何学会新的口哨，这种口哨是它们的一种通讯方式，对于群体具有重要的作用。
9、发现动物的流行性疾病
近年来，生活在北美洲和欧洲的蜜蜂数量骤减，同时，壶菌导致几个大陆的两栖蛙类数量明显下降。近期，科学家发现纽约洞穴中处于冬眠状态的蝙蝠患有白鼻综合症可导致死亡。目前，科学家将加大对动物群体的流行性疾病进行深入研究，进一步理解诸如壶菌等因素如何导致动物死亡，以及掌握未来如何有效控制流行性疾病的蔓延。