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科学2004:激动人心的新发现

2004-12-29 来源:中华读书报  我有话说
科学探索的道路没有止境,人类生活的篇章则有段落。每到年末,各种各样的盘点便接踵而至。12月17日,美国的《科学》杂志按照惯例公布了今年的十大科学突破。

结果并不存在悬念:火星上曾存在液态水的发现拔得头筹。这个重大发现以确凿的证据证实了人们长时间的狂想,让寻找外星生命的希望的微光变得更加明亮。这

也是天文学领域的研究连续第二年荣登榜首―――2003年,暗物质和暗能量的证实曾照亮科学家的视野。

  2004:属于火星和土星的年份

2004年天文学探索的时间表是界限分明的。上半年属于火星,下半年属于土星。欧洲空间局的小猎犬 2号火星探测器在2003年圣诞节的登陆虽然是失败的,但它成为了2004年火星热的先声。美国宇航局火星探索漫游者号(下简称“漫游者”)双胞胎机器人在2004年登陆后不久,便分别在火星的两面发现了液态水曾经存在的证据。它们帮助科学家描绘了一个真实的故事:火星上原先存在过含有盐分的海洋,那个时候的火星湿润而温暖,是一个适合生命生存的环境;然而不知何因亦不知在何时,这一切都消失了,留下一个看似死寂的星球。

当漫游者项目的首席科学家史蒂夫・斯库里斯(Steve Squyres)得知他所在的团队的研究结果获得殊荣之时,则有点“身在此山中”的感觉。“我们漫游者项目的所有人员在这个项目上忘我地工作了这么久,以至于我们自己已经很难判断我们工作的重要性―――我们离它太近了,而且研究结果都太新了。”他说。

漫游者最初的工作寿命是九十天,但良好的健康状况让它们的探险活动得以一再延长。直到卡西尼号土星探测器在7月1日抵达土星并开始对土星进行为期4年的深入探测之后,焦点才从火星转到土星。同样是在圣诞的节日气氛中,卡西尼号携带的惠更斯号子探测器从母体脱离,进入登陆土卫六的轨道。假如它登陆成功,则也必将为2005年科学活动带来一抹亮色。

当然,科学家对火星仍然热情不减。美国宇航局下一代火星探测器的设计者日前向记者透露,他们会继续跟着水走,因为水终归最可能是生命的源泉。

  2004科学关键词:生命

如果为《科学》评选出的2004年十大科学突破归纳一个关键词,那么这个词无疑是“生命”。除了火星的新发现让人们到了另一个适合生命存活的星球之外,十大科学突破中至少还有五条与“生命”密切相关。

澳大利亚和印尼的科学家在巴厘岛东边的一座岛屿上发现了迄今所知最极端的人类。这是一种直到一万三千年前还存在的人类,其中成年者的体形也不大于现代人类的三岁小孩。研究人员最初发现的是一名女性的骨骼,一万八千年前,当她在三十岁去世时,身高也不过只有1米,体重大约为25公斤。这种被命名为“Homofloresienses”的人类头骨只有柚子那么大。该发现被认为是古生人类学领域半个世纪以来最惊人的发现,它首次表明,人类也可能像其他物种一样受到岛屿上进化压力的支配。

同样有关人类,克隆技术带来的争论由来已久,而韩国科学家在二月份发布的消息无疑是火上浇油:他们成功克隆出了人类早期胚胎。不过他们并非真的想要培育出克隆婴儿,他们的目的是获得胚胎干细胞,这是一种全能型的细胞,医学应用前景广阔。这次克隆的成功首次肯定了克隆技术可以用于人体细胞,当然也引起了人们对“克隆人”的新争论。

这一年,研究人员还发现,地球上的生物多样性正在以惊人的速度衰减。500名爬虫学家的全球范围调查显示,所有已知的5700个两栖类物种中有30%正面临灭顶之灾。在英国研究蝴蝶、植物和鸟类的学者也发现,有71%的蝴蝶种类已经在环境面前退却,而英国的鸟类则减少了一半,植物的情况同样不容乐观。无论如何,生物多样性正处在困难之中,并“仍然会处在困难之中”,《科学》称。

还有两项突破是和基因有关的。一项是,分子生物学家发现,以前被他们称为“垃圾”基因的基因组序列实际上不但不是垃圾,反而还会对基因的功能起到很大的影响作用。“垃圾DNA”因为不参与蛋白质编码而得名,它们占到了基因组序列的绝大部分,现在《科学》把它们称为“隐藏着的宝藏”。另一项突破是,生态学者和进化生物学家采用了探查海洋和地层深处生物的基因的方法来研究那些不为人知的生命,这使得人们有了认识海洋生物的新途径。此前有报告显示,已知的海洋生物可能仅仅是所有海洋生物的十分之一。

其他突破

1995年,《科学》曾将制造出波色 爱因斯坦凝聚态物质评选为当年的科学突破。现在,几乎还是原班人马,又因制造出物质的第六种形态―――费米子凝聚态―――而再次入选。一扇新的大门被开启,至此,物质的世界包括了六种状态的物质:固态、液态、气态、等离子态、波色 爱因斯坦凝聚态以及费米子凝聚态。

费米子凝聚态的登场成为科学亮点,而再普通不过的水居然也入选了十大科学突破。在这一年中,一系列的研究使得物理学家对水有了更加深刻的认识,比如在对液态水的结构,以及水和其他物质的相互作用等问题上都有了新的认识。《科学》认为,更为深入的研究可能会重塑从化学到大气科学的诸多学科。

在天体物理学领域,天体物理学家发现了第一个双脉冲星系统。有学者认为这将成为36年来中子星研究的分水岭。快速旋转的中子星就像宇宙中的灯塔,有规律地发出辐射,因而被称为脉冲星。研究人员认为双脉冲星系统的发现对研究爱因斯坦的相对论也存在意义。

在公共卫生方面,《科学》认为新兴的“公共 私人伙伴关系”大有可为。在这种伙伴关系下,科研机构、制药公司和其他社会团体建立基金会,推动诸如艾滋疫苗等药物的研制以及将药物廉价地供应给贫穷国家。《科学》认为,在过去的一年,这种伙伴关系频见报端,正在引起公共卫生事业中的一场革命。

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