原始類祖先、禽流感、世界上最大的激光機(jī)以及其他一些令人矚目的科技成就,點(diǎn)亮了2009年科技領(lǐng)域之空?!犊茖W(xué)美國人》網(wǎng)站評選出了本年度十大科學(xué)新聞:
H1N1流感大暴發(fā),哥本哈根氣候會議,LHC重新啟動(dòng),這些具有里程碑意義的科技事件加速了2009年的科學(xué)進(jìn)程。這一年還有幾件重要的歷史事件值得我們紀(jì)念:達(dá)爾文誕辰200周年、《物種起源》發(fā)表150周年、人類首次登上另一個(gè)星球40周年、伽利略報(bào)告證實(shí)并非所有天體都環(huán)繞地球運(yùn)動(dòng)400周年。2009年同樣創(chuàng)造了一件具有歷史性意義的科學(xué)事件:獲得諾貝爾科學(xué)獎(jiǎng)的女性不只有一位,實(shí)際上已經(jīng)有4位了。
當(dāng)然,科學(xué)往往是在小步前行,而非大步躍進(jìn)。通常要經(jīng)過幾年的科學(xué)實(shí)驗(yàn)或數(shù)據(jù)搜集才能證明一個(gè)理論或者驗(yàn)證一個(gè)結(jié)果。2009年發(fā)生的科學(xué)事件或許正是為將來的科技重大進(jìn)步奠定基礎(chǔ),只不過我們現(xiàn)在還沒有完全意識到。(是否曾經(jīng)有人宣稱他們發(fā)現(xiàn)了暗物質(zhì)?)或許幾年之后,我們就會看到科學(xué)領(lǐng)域的又一次重大轉(zhuǎn)變。
1、大型強(qiáng)子對撞機(jī)(LHC)重新啟動(dòng)
去年(2008年)本來被認(rèn)為是LHC之年。2008年9月,LHC在開機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)日 后,由于磁體故障,無奈被迫停機(jī)。經(jīng)過技術(shù)人員一年多的檢修、改進(jìn)和測試,今年(2009年)11月,LHC又重新啟動(dòng)了。技術(shù)人員將第一束質(zhì)子流注入 LHC,并讓它們在在長達(dá)17英里(約27千米)的環(huán)形隧道內(nèi)沿順時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)。它最終將要實(shí)現(xiàn)高能粒子碰撞試驗(yàn),而這種碰撞或許能讓我們獲得一些有關(guān)宇 宙的非凡的新認(rèn)識。
2、甲型H1N1流感暴發(fā)
2009年3月開始,墨西哥、美國等國相繼暴發(fā)甲型H1N1流感疫情,并迅速向全球范圍擴(kuò)散。甲型H1N1流感是自1918年和1976年兩次流感大爆發(fā) 以來,最嚴(yán)重的一次流行病暴發(fā)。盡管甲型H1N1流感并非新病種,但是它的傳染性極強(qiáng),因而感染病例分布范圍極廣--歐洲、美洲、大洋洲、亞洲、非洲都發(fā) 現(xiàn)了染病患者。而且年輕人比老年人更容易感染此種病毒。2009年6月11日,世界衛(wèi)生組織把甲型H1N1流感流行警報(bào)等級提升到最高的第6級。據(jù)世界衛(wèi) 生組織報(bào)告,截至12月18日, 甲型H1N1流感在全球已造成至少10,000人死亡。在美國,每六個(gè)人當(dāng)中就有一人感染甲型H1N1流感。
3、“阿爾迪”--人類已知最古老的祖先
“阿爾迪”(Ardi)屬于地猿始祖種(Ardipithecus ramidus),他的化石在地下埋葬了大約440萬年,之后又經(jīng)過了科學(xué)家長達(dá)15年的研究,最終他們被認(rèn)為是迄今已知人類最早的祖先??茖W(xué)家深度研究 了“阿爾迪”的化石,發(fā)現(xiàn)他們已經(jīng)可以直立行走,而且他們的手掌與其他現(xiàn)代黑猩猩完全不同??茖W(xué)家意識到,在經(jīng)歷最后的共同祖先階段后,人類和黑猩猩開始 分化,在各自的進(jìn)化道路上都出現(xiàn)了與共同祖先差異很大的特征。研究者在2009年10月的《科學(xué)》(SCIENCE)上公開了這一研究,論文長達(dá)11頁。
4、哥本哈根氣候會議
2009年12月7日~18日,193個(gè)國家的首腦聚集于丹麥?zhǔn)锥几绫竟?,商討阻止全球變暖的策略。盡管在會議之前發(fā)生了震驚世界的“氣候們事件”,暗 示可能有人意圖誤導(dǎo)協(xié)商過程,但各國與會代表還是達(dá)成了一項(xiàng)不具法律約束力的協(xié)議,首次讓發(fā)達(dá)國家和發(fā)展中國家都作出了減排承諾。協(xié)議規(guī)定的目標(biāo)有:到 2050年,溫室氣體排放量降低到1990年度50%;設(shè)立“氣候基金”以幫助貧窮國家……所有目標(biāo)都是為了將全球氣溫的上升幅度控制在2℃以內(nèi)。
氣候?qū)W家和環(huán)境學(xué)家認(rèn)為,《哥本哈根協(xié)議》忽略了全球很多地方,遠(yuǎn)不足以控制氣候變化。不過,一些國家領(lǐng)導(dǎo)人已經(jīng)注意到這一點(diǎn)。12月18日,美國總統(tǒng)奧巴馬在記者招待會上說:“最終,科學(xué)會告訴我們這一問題,也會迫使我們采取更多積極措施。”
5、艾滋病疫苗的失望與希望
2009年9月,科學(xué)家在泰國公布了一項(xiàng)艾滋病疫苗臨床試驗(yàn)結(jié)果。具有諷刺意味的是,該結(jié)果同時(shí)帶給了人們失望和希望。這項(xiàng)臨床試驗(yàn)耗資1.05億美元, 招募了1.6萬自愿者,是迄今為止規(guī)模最大的一次艾滋病疫苗臨床試驗(yàn),但遺憾的是,根據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)分析,疫苗注射并未賦予自愿者們對艾滋病的抵抗力。
盡管如此,這項(xiàng)試驗(yàn)產(chǎn)生的數(shù)據(jù),卻讓科學(xué)家找到了新的研究方向,目前他們已經(jīng)在開展相關(guān)研究,以把在泰國臨床試驗(yàn)中的發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shí)際的研究成果,比如檢測 自愿者的免疫反應(yīng),觀察加強(qiáng)疫苗注射能否讓人體產(chǎn)生一些對艾滋病的抵抗力。很多權(quán)威科學(xué)家認(rèn)為,疫苗是征服HIV的最好的長期策略--全球范圍內(nèi),每天會 新增7000多位HIV感染病例。
6、哈勃繼續(xù)服役
哈勃空間望遠(yuǎn)鏡是人類制造的、迄今出產(chǎn)成果最多的天文觀測器。截至今年4月,哈勃已在太空中運(yùn)行了19年,而在5月份,美國宇航員對它進(jìn)行了一次維護(hù),讓 它的性能更勝從前。乘坐“亞特蘭提斯號”航天飛機(jī),身負(fù)“STS-125任務(wù)”的宇航員修復(fù)或更換了一些關(guān)鍵儀器、電池以及一些普通硬件設(shè)施,對哈勃進(jìn)行 了一次全面“升級”。NASA希望經(jīng)過維護(hù)后的哈勃能繼續(xù)服役5~10年。
幸運(yùn)的是,可能對宇航員造成生命危險(xiǎn)的事件并未發(fā)生:在“STS-125任務(wù)”實(shí)施前的3個(gè)月,兩顆衛(wèi)星相撞,在哈勃的運(yùn)行軌道中留下了很多危險(xiǎn)碎片,但宇航員有驚無險(xiǎn)的完成了任務(wù)。
7.實(shí)驗(yàn)胚胎學(xué),將獲得性的特質(zhì)傳遞給下一代
2009年當(dāng)我們正在深切懷念達(dá)爾文誕辰200周年的時(shí)候,幾份報(bào)告讓科學(xué)家們確信,這位進(jìn)化論的奠基人遭遇了一位對手:法國生物學(xué)家約翰-巴普蒂斯特? 拉馬克。在19世紀(jì)早期,拉馬克就斷言,獲得性特征可以遺傳給下一代。在傳統(tǒng)的遺傳學(xué)背景下,研究環(huán)境影響如何造成基因改變,而且改變的特性可以遺傳給以 后幾代人的實(shí)驗(yàn)胚胎學(xué)科學(xué)家,著實(shí)歡欣鼓舞了一把。
2009年2月《神經(jīng)科學(xué)》雜志發(fā)表的一篇報(bào)告稱,對于通過基因工程手段導(dǎo)致記憶缺陷的大鼠,體育鍛煉、社會交往以及其他一些外界刺激可以增強(qiáng)它們的大腦 活性,從而促進(jìn)學(xué)習(xí)和記憶能力。這些大鼠的后代,在青少年早期階段都擁有良好的認(rèn)知能力?!秲?nèi)分泌學(xué)》雜志11月份發(fā)表的一份報(bào)告顯示,懷孕大鼠在懷孕期 間食用脂肪含量高的食物,它所生幼崽比正常幼鼠體長更長,而且對胰島素反應(yīng)遲到。這一特征在這些幼鼠的后代中可以繼續(xù)存在。
這些可遺傳的基因外改變似乎也適用于人類。研究者已經(jīng)開始研究環(huán)境中的化學(xué)物質(zhì)如何改變我們的基因,使我們難以抵抗糖尿病、癌癥等疾病的侵襲。
8. 月球上發(fā)現(xiàn)水
在阿波羅11號成功將人類第一次載到月球表面之后40年,NASA又一次因月球探險(xiǎn)吸引了全世界的矚目:人類長久以來一直懷疑月球表面是否存在水 冰,2009年這一疑問等到了肯定的答復(fù)。10月,LCROSS探月任務(wù)將一個(gè)廢棄的火箭助推器撞擊向常年不見光的極地隕石坑,助推器后面追隨著牧羊宇航 船,用于觀察在撞擊月球后幾分鐘內(nèi)所形成的一縷煙霧的物質(zhì)組成。來自宇航船的初步數(shù)據(jù)顯示,在激起的煙霧中有95升水冰。在LCROSS撞擊月球的前一個(gè) 月,研究者曾宣布,他們已經(jīng)在月球表面發(fā)現(xiàn)一些并不集中的水資源:分子水,這些水可能是由于太陽風(fēng)散布在月球表面的。
天文學(xué)家在繼續(xù)尋找類似地球的外行星的時(shí)候,也在尋找著太陽系外的液態(tài)水。
9. 國家點(diǎn)火裝置
5月29日,世界上最大的激光器正式落成。這個(gè)名為國家點(diǎn)火裝置(NIF)的激光器坐落在美國勞倫斯?利弗莫實(shí)驗(yàn)室,有一個(gè)體育場大小,耗資35億美元, 歷時(shí)12年時(shí)間建成。由192條激光發(fā)射的光束,在它們匯聚之前的一千米距離之內(nèi),經(jīng)過30 trillionth(萬億分之一)的時(shí)間,穿透幾個(gè)增強(qiáng)能量的“控制點(diǎn)”,進(jìn)入一個(gè)鉛筆橡皮大小的球狀固體氫。光束將固氫加熱到幾百萬度,產(chǎn)生能量并引 發(fā)核聚變。真正的點(diǎn)火實(shí)驗(yàn)將在明年開始。
NIF的主要任務(wù)是,在不用真正點(diǎn)爆核彈頭的情況下,產(chǎn)生科技數(shù)據(jù)來維護(hù)美國的核軍火庫。
但是NIF的設(shè)計(jì)者還認(rèn)為,天體物理學(xué)研究也會從中受益,因?yàn)檫@一激光系統(tǒng)也會創(chuàng)造出類似于超行星、黑洞、氣體具行星的環(huán)境。當(dāng)然,NIF也會促進(jìn)慣性約束聚變的巨大進(jìn)步, 為實(shí)用性核聚變反應(yīng)堆開辟道路。
10.科學(xué)的激勵(lì)性基金
2009年最平淡的一件事或許具有最大的影響力。為了緩解經(jīng)濟(jì)大蕭條給人們帶來的傷痛,美國政府調(diào)撥7,870億美元推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。這一激勵(lì)性計(jì)劃官方稱 之為《美國復(fù)蘇與再投資法案》,它不忘分出其中一杯羹給科學(xué)事業(yè)--215億美元用于聯(lián)邦研究與發(fā)展,還有幾十億美元用于相關(guān)的基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)與管理。政 府正在審核上百個(gè)新的撥款項(xiàng)目。激勵(lì)性基金的其他項(xiàng)目包括各種科技項(xiàng)目,如加強(qiáng)美國寬帶接入,建設(shè)高速鐵路等。
可再生能源研究也是這次激勵(lì)性基金資助一個(gè)主要部分。至少它有利于個(gè)人安裝太陽能板,風(fēng)力渦輪機(jī)和其他可再生能源技術(shù):由于這些基金,安裝費(fèi)用30%的聯(lián)邦稅收已經(jīng)不再設(shè)限(以前的限制是1,500美元)。
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