科学发现

美国《时代》周刊12月9日评选出2008年度十大科学发现，欧洲大型强子对撞机首次启动位居榜首，中国神七航天员太空漫步名列第四。 　　1.大型强子对撞机启动 　　今年9月10日，欧洲核子研究中心的大型强子对撞机（LHC）首次启动，将两束质子分别加速到7TeV（7万亿电子伏特）的极高能量状态，并使之对撞，其能量状态可与宇宙大爆炸后不久的状态相比。粒子物理学家将利用质子碰撞后的产物探索物理现象，如寻找标准模型预言的希格斯粒子、探索超对称、额外维度等超出标准模型的新物理。 　　2.凤凰号登陆火星北极 　　5月25日，美国宇航局的“凤凰”号探测器着陆火星北极，开始挖掘、取样和分析火星北极周围的环境。“凤凰”号的主要成就是在表层土下方几厘米处发现水冰，并摄录下水冰的蒸发过程。在火星探测史上，这还是第一次与水亲密接触。该发现表明，火星曾是一颗有水的星球，可能有着种类繁多的丰富生物。美国宇航局宣布凤凰号于11月2日失去联系，凤凰号长达5个多月的火星探测使命就此终结。 　　3.科学家创造出完整人造染色体 　　美国遗传生物学家克雷格?文特尔博士领导的研究小组在创造生命领域获得重大进展：把58.2万个必要的碱基对结合在一起，形成四段DNA序列，再将这些序列插入酵母细胞，使之复制并最终连接成为一个完整的人造染色体，为下一步创造活细菌奠定了基础。 　　4.中国宇航员太空漫步 　　中国在太空领域的发展步伐惊人，2003年首次载人航天；2005年将两名航天员送入太空；今年9月27日实现太空漫步。中国航天员翟志刚完成出舱活动后顺利返回神舟七号飞船轨道舱，使中国成为世界上第三个掌握空间出舱活动技术的国家。中国航天员肩负三大使命：实施中国首次出舱活动；完成包括回收固体润滑材料、释放伴飞卫星等在内的科学实验；满负荷、全方位考核载人航天工程总体及各大系统。 　　5.现有大猩猩存活数量超预期 　　今年夏天，世界野生生物保护学会的最新调查发现，野生大猩猩的数量要比原来以为的多得多。刚果共和国北部的森林和沼泽地是大约12.5万只大猩猩的家园，是以前估计的两倍还多。然而，相邻的刚果民主共和国的战争扩散到维伦加国家公园，直接威胁到那里大约350只山地大猩猩的生存，它们占全世界山地大猩猩数量的一半。 　　6.发现并拍摄到太阳系外行星 　　科学家早就认定，有众多的行星围绕太阳系外的恒星运转，而直到1995年他们才发现所谓的“系外行星”，这些行星体积庞大，距离其母（恒）星很近，不可能有生命存在。6月，瑞士天文学家米歇尔?梅尔发现了45个更小一些的天体，大小仅为地球的4.2倍。这些天体都在炙热的轨道上运行，梅尔通过探测重力变化发现，有些行星的轨道很大，表面温度较低，适宜人类居住。今年11月，美国和加拿大的两个研究小组又发现了4颗系外行星，并为其拍下了照片，这是哈勃望远镜首次在可见光范围内直接拍摄到太阳系外行星。 　　7.隐形斗篷即将问世 　　美国加州大学伯克利分校设计出一种能控制光线运行方向的新材料，使人类有可能因此研制出“隐形斗篷”。这并非人们的臆想，而是物理学、光学和纳米技术共同作用的结果。科学家利用生长在多孔铝管的纳米线制造出了比正常纸张要薄10倍的电磁特异介质薄片，这种薄片可将物体包裹起来，使物体周围的光线得以弯曲，最终实现物体的隐形。 　　8.复活史前猛犸象成为可能 　　今年11月，美国宾州州立大学生物化学系的科学家通过一团猛犸象的毛发，成功破译出这个史前庞然大物80%%的基因组。该发现有助于重建灭绝动物的基因组，或能使其重返自然界，这使科学家在复活古生物的道路上又向前迈进了一步。 　　9.科学素养明显提高 　　1979年到2006年间，具有科学素养的美国成年人的比例增加了一倍，达到17%。密歇根大学一名政治学教授今年进行的一项调查发现，这一数字又有提高，目前，25%的美国人可被认为具有“科学素养”，这意味着美国仅有四分之一的成年人能阅读并理解《纽约时报》科学版面上的故事。现在美国对选民的要求是，要了解全球变暖和干细胞研究等复杂问题。今年11月，中国宣布本国公民在科学素养方面的得分再创新高，在欧洲一些地区，公民的科学素养也有小幅增长。 　　10.发现石器时代“核心家庭” 　　11月17日，德国考古学家在德国境内安哈尔特尤鲁地区一个石器时代墓地，首次发现了距今4600年前石器时代一个核心家庭（仅由父母及子女组成）的墓葬——墓室中埋葬着母亲、父亲及两个孩子的尸骨。该墓地的发现对研究家庭的兴起具有划时代的意义，该发现表明，现代家庭理念在石器时代之前就已经兴盛，也使人们对生活在欧洲文明初期的史前人类祖先的生活有了新的了解。

一个由奥地利和美国科学家组成的研究小组新发现了数百个与疼痛感有关的基因，这将有助于开发新的镇痛药。 　　研究还发现，在这些疼痛基因中，果蝇、实验鼠和人类共有的一个特殊基因可能与“通感”有关，即一种感官体验触发另一种感官体验的现象。 　　人们感觉疼痛的程度因人而异，基因对此有很大影响，但科学家此前对相关基因和产生疼痛的分子机制知之甚少。 　　由奥地利科学院分子生物技术研究所和美国哈佛医学院科学家组成的小组在新一期美国《细胞》杂志上报告说，他们利用RNA干扰技术“关闭”果蝇的基因，观察果蝇逃离酷热的行动速度，以判断被关闭的基因是否影响果蝇感受疼痛的能力。 　　研究人员针对果蝇基因组中数以千计的基因进行了试验，发现约600个基因可能与过热导致的疼痛感有重要关系。 　　科学家重点研究了其中一个名叫a2d3的基因。此前人们没有发现这个基因与疼痛有直接关系，但发现它与某些镇痛药所针对的另一个基因有关。 　　研究发现，在果蝇、实验鼠和人体内，a2d3基因不活跃都会降低对疼痛的敏感程度，显示它是一个在进化过程中有着悠久历史的疼痛基因。 研究人员用磁共振成像技术观察a2d3基因变异的实验鼠脑部的活动，发现疼痛信号被送入大脑后，没有按正常途径转向脑部主管疼痛的区域，而是被送到了与嗅觉、视觉和听觉有关的区域。 　　这显示，实验鼠可能产生了“通感”，通过嗅、看和听的方式感受到了疼痛信号。这些实验鼠可望成为第一种用于研究通感的动物，帮助解开通感之谜。 　　大约4%的人具有通感，比如从符号中感知颜色、从形状中感知味道，甚至从运动的图像中“听”到声音。据称著名音乐家李斯特就是一位有通感能力的人，音符在他看来有着不同的颜色。 　　科学家认为，上述研究成果是疼痛研究领域的一个里程碑。奥地利科学院分子生物技术研究所的分子生物学家彭宁格说，这项成果使“我们能够在分子层面上理解疼痛”，从长远看，它将对新型止痛药物的研发乃至某些疼痛疾病的预测产生积极作用。此外，有关通感的研究甚至可能使神经生物学领域出现一个全新的分支。

美国《时代》周刊12月9日在其网站上揭晓了本年度十大科学发现评选结果。 　　1. 最出众的长角恐龙 　　美国科学家在犹他州发现了15只角，而它们竟然是重达2500公斤的巨型恐龙的头顶装饰物。这种名为科斯莫角龙的恐龙生活在7600万年前，犹他大学研究人员在2007年的一次探险活动中出土了这些化石残骸，但直到今年9月才正式为其命名并进行了描述。化石不仅揭示了这种年代久远的奇异物种，而且表明从前的北美与现在并不一样。 　　2. 物质比反物质多1% 　　美国费米国家实验室的Tevatron加速器在碰撞实验中发现，中性B介子衰变后的产物似乎存在一种不对称性。传统的粒子物理学理论认为，宇宙大爆炸应该产生了等量的物质和反物质，但二者相遇的瞬间就会一起湮灭，而事实是目前的世界由物质组成，反物质却不知所踪。直到今年，费米实验室的科学家发现，粒子碰撞过程中产生的μ介子(一种重电子) 数量比反μ介子多1%。虽然这是个很小的数目，但很显然，正是物质和反物质数量上这一微小差额创造了宇宙。 　　3. 月球水比想象的丰富 　　布满灰尘和岩石的月球予人的印象便是一片不毛之地。但其实它比我们想象的要更加潮湿。美国国家航空航天局的LCROSS(月球陨坑观测和传感卫星)对月球南极附近区域实施了“双星撞月”任务，并对撞击产生的羽尘进行了分析，结果发现月球水的含量比天文学家预期的多出大约50%，月球的湿润程度几乎是撒哈拉沙漠的两倍。这或许足以让未来定居月球的人就地建造供水设施，相较于从地球运水而言更容易也更经济。 　　4. 机器人考古墨西哥金字塔 　　墨西哥特奥蒂瓦坎古城遗址上的金字塔群一直是北美6大考古宝藏之一。现在，尘封往事的神秘面纱将被缓缓揭开：科学家今年将一个配备有照相机的考古机器人送到地下，机器人在探索过程中发现了一条12英尺(约3.66米)宽的隧道，其建于2000年前的拱型屋顶依旧保存完好。考古学家满怀希望地认为，隧道可能通往大祭司的坟墓，这一发现将揭示建造这座中美洲大都市的人从前的生活面貌。 　　5. 衰老是基因作祟 　　为什么有些人可以青春永驻，而有些人却在为“红颜辞镜”而叹息感慨?原因之一可能与人类TERC基因附近的一小簇DNA(脱氧核糖核酸)序列有关。一项发表在《遗传学》杂志上的英国研究发现，拥有一个TERC基因副本的人，其端粒的长度与年长他们三四岁但不携带这一基因的人差不多，换句话说，他们比实际年龄老了三到四岁。而《自然》杂志公布的另一项研究表明，哈佛医学院的研究人员通过开启过早衰老的老鼠体内的一个端粒酶基因，扭转了老鼠的衰老进程，老鼠的器官也得以再生，其萎缩的大脑体积增大，并且恢复了生育能力。 　　6. 行星普查数量激增 　　天文学家们从未停止过对太阳系外已知行星的普查，并于今年发现了许多新的天体“公民”。最令人兴奋的发现当属Gliese 581g，这是天文学家发现的首颗在所谓的“宜居带”围绕母星旋转的太阳系外行星，该区域气温条件不太冷也不太热，适合生命存活。不过，这颗“宜居”行星可能真的是个童话故事，因为后续研究已经在怀疑其是否存在。但对于科学家来说，有一点毋庸置疑，那就是那里还有更多类似的星球存在，或者人类很快就会找到它们。 　　7. 隐藏历史的终极时空斗篷 　　时空斗篷听上去好像挺玄的，但英国伦敦帝国学院的物理学家马丁麦考尔在《光学杂志》上发表了一篇论文，从理论上描述了利用“超物质”打造时空斗篷的可行性。通过对“超物质”进行分子改造，可以扰乱电磁能(光粒子)的流动，光在经过“超物质”时传播速度就会出现加快或者放慢，从而在时间和空间上形成一段空白。按照麦考尔半开玩笑的描述，使用这项技术，窃贼可以进入房间将保险柜里的物品席卷一空，但一刻不停工作的监控摄像头却会“错过”这一过程。不过，该技术也有美中不足之处：考虑到光传播的速度，哪怕只隐形几分钟，这件斗篷的尺寸就得大约1亿米长。 　　8. 史前化石或能填补人类进化空白 　　南非马拉帕洞穴出土了两具距今大约200万年前的高级灵长类动物骨架化石，分别属于一位成年女性和一名男童。在从猿到人的进化过程中，由于南方古猿和人猿之间有着巨大的差异，科学界一直怀疑，这两者之间存在某种过渡物种。《科学》杂志今年4月刊登论文指出，化石可能填补了人类进化史上重要的一环，因为之前几乎没有骸骨证据表明在那段时期中人类进化过程到底发生了什么。但对于这个被称为源泉南方古猿的新物种具有何意义，古生物学家持有不同观点，有些人认为它对于理解人类进化并无帮助。 　　9. 合成第117号元素 　　俄美科学家利用粒子加速器，成功将锫和钙同位素合成为一种拥有117个质子的新元素ununseptium，它可能就是科学家一直寻找的第117号元素。新元素只存在瞬间(不到一秒)就消失了，必须在其他实验室再次被独立合成出来，才能获得认可，确保它在元素周期表上永久地“站住脚”。对Ununseptium进行的放射性衰变分析可能将证实“稳定岛”的存在，根据这一理论，超重元素可能稳定存在长达几个月或者几年的时间。但就目前来看，元素周期表似乎还没有被完全补足。 　　10. 猫的饮水技巧 　　麻省理工学院、普林斯顿大学和弗吉尼亚理工大学的科学家们终于揭开了为何一只猫在喝牛奶的时候却不会弄湿下巴和胡须的秘密。对高速录像的分析结果显示，狗会将舌头卷成长柄勺状来舀水喝，而猫的饮用方式更优美，它会将自己的舌头卷到液面以下，然后轻轻触碰液面。猫舔食液体的速度快达每秒4次，这是一个地心引力、惯性和以每次0.1毫升的速度舔食液体却不会引起液体动荡或溢出的流体动力学相互作用的复杂过程。