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时代评出2009十大科学发现:最早人类祖先居首

已有 2782 次阅读 2009-12-10 11:19 |个人分类:生活点滴|系统分类:科研笔记

 

美国《时代》周刊周二评选出2009年十大科学发现,其中最古老人类祖先“艾迪”的发现位居榜首,月球发现水,大型强子对撞机重启均上榜。
  1.最古老人类祖先“艾迪”
  “艾迪”是迄今为止发现的年代最为久远的人类出现前原始人类骨骼化石。她的手指很长,身高为4英尺(约合1.21米),脑袋还没有倭黑猩猩的脑袋大。面对这样一个女性,我们很难产生喜欢之情。在将于埃塞俄比亚发现的100多个化石碎片拼接到一起之后,科学家得到了这个女性艾尔迪拉密达猿人(简称艾迪)的骨架标本。艾迪生活在440万年前,直到1992才为人们所知,当时她的骨骼化石碎片第一次被发现。
  经过长达17年的研究,一支由美国加州大学伯克利分校的蒂姆·怀特领导的科学家小组于10月在《科学》杂志发表一系列文章,公布有关艾迪的全面分析报告。根据他们的研究发现,尽管最初被视为人类与黑猩猩最后一个共同祖先的后代,但艾迪并不与黑猩猩类似。此外,虽然生活在森林地区,但艾迪却具备靠两足行走的能力。这一发现削弱了空旷草地对人类进化成二足行走的重要性。
  2. 破解人类表观基因组
  10年前开始的人类基因组破解工作提高了人们的这样一种预期,即了解人类所有遗传影响将成为一种可能。基因与疾病之间的联系是一个异常复杂的问题,复杂程度超过我们想象。随着研究的深入,基因信号发送研究领域出现一个新的学科,即表观遗传学(又名实验胚胎学)。
  表观遗传学认为,环境影响能够改变基因行为,所出现的变化将遗传给下一代。例如,在年轻时染上吸烟陋习的人将出现确定的表观遗传变化,这种变化可能提高他们的后代提前进入青春期的风险。10月,由美国加州拉荷亚索尔克研究所的约瑟夫·埃克尔领导的研究小组对人类皮肤和干细胞进行了研究,并绘制了第一幅详细的人类表观基因组图谱。
  通过将这一图谱与患病细胞表观基因组进行比较,科学家能够发现表观基因组中的缺陷在可能的时候如何导致癌症以及其它疾病。很显然,这项研究是遗传学家在力求进一步了解先天和后天因素如何影响人类道路上取得的一项重大飞跃。研究发现刊登在《自然》杂志上。
  3. 基因疗法治愈色盲
  现代科学技术已经找到了改善人类情绪、提高性能力、运动能力、注意力以及整体健康水平的方式。9月上演的一项发现显示,真正意义上富有革命性的人类增强技术可能在不久的将来从科幻成为现实。根据刊登在《自然》杂志上的一篇研究论文,一支眼科专家小组将能够产生“探色”蛋白质的基因注入两只患有色盲症的猴子眼中,帮助这些动物第一次看到红色和绿色
  这一实验结果令绝大多数人感到震惊,提高了在将来某一天治愈视觉缺陷疾病的可能性。研究论文联合执笔人、华盛顿大学的杰伊·内特兹表示:“在此之前,我们都认为可能做到这一点,但与我接触的每一个人都认为‘绝对不可能’。”基因疗法治愈色盲让色盲患者看到了希望,除此之外,这一发现也进一步说明基因似乎也可以提高健康人的视觉,让我们观察这个世界的方式发生真正意义上的革命性变化。
  4. 打造机器人科学家
  不管按照何种标准,确定大约12个基因在1个酵母细胞中扮演的角色都只能是一项较为“初级”的发现,但如果上演这一发现的并不是人类科学家而是一个机器人,此时的这一发现便是一项重大突破了。4月,威尔士阿贝里斯特威兹大学设计的机器人“亚当”成为第一个能够在不借助人类智慧情况下上演科学发现的全自动系统
  长久以来,机器人便被用于进行各种实验,它们强大的计算能力曾经帮助科学家完成人类基因组排序工作。与其它同类不同的是,亚当是第一个能够在没有人类干预情况下完成从假设到实验再到重新形成假设这一过程的机器人。亚当的实验刊登在《科学》杂志上。
  接受采访时,发明人罗斯·金表示人工智能几乎拥有无限的科研潜力。在将来的某一天,一台计算机便可以上演能够与爱因斯坦狭义相对论相提并论的发现。他说:“我们找不到这种事情为何无法发生的任何内在理由。计算机能够成为一名出色的象棋选手,也能够做一些特殊的事情。在我看来,这就是将在科学界发生的事情。”
  5. 陆上培育金枪鱼
  在澳大利亚,一水池的南方蓝鳍金枪鱼——一种掠食性鱼类,可用于制作美味的生鱼片——正在产卵并且已经持续了一个多月。这个南方蓝鳍金枪鱼繁殖设施由澳大利亚公司Clean Seas运营,公司创始人哈根·斯特哈尔表示:“有人说‘这不可能,根本不可能’。然而现在,我们最终做到了。”
  科学家认为,自上世纪50年代以来,培育具有较高迁徙性的南方蓝鳍金枪鱼可能性已经骤降了超过90%。相比之下,其他人顺利让太平洋金枪鱼产卵是通过将它们饲养在海笼中这种方式。通过将难以取悦的南方蓝鳍金枪鱼“哄骗”到被陆地包围的水池中进行繁殖,Clean Seas可能最终让金枪鱼水产业拥有一个美好的未来。
  6. 在月球上发现水
  科学家于11月明确宣布月球上确有水存在。10月9日,美国宇航局利用一枚火箭在月球表面撞出一个直径大约100英尺(约合30米)的大洞。通过撞击后进行的测量,科学家在撞击产生的碎片中发现了大约25加仑(约合95升)水蒸汽以及水冰。据一些科学家估计,月球极地陨坑内可能拥有足够的水,支撑未来的宇航员基地。其他人则认为月球水冰保存着有关太阳系的历史记录。
  宇航局表示,他们首先要做的是确定月球水来自何处以及测量水量。在月球上发现水
  对普通公众产生更为直接以及更为广泛的影响,即重新点燃公众对月球的激情。2009年,月球这个最近被我们忽视的邻居重新展露出其神秘的一面。
  7. 证明“基本引理”
  1979年,加拿大裔美国数学家罗伯特·朗兰兹发展了一项雄心勃勃的革命性理论,将数学中的两大分支——数论和群论联系在一起。通过一系列的推测和分析,这一理论发现了与涉及整数的公式有关的不可思议的对称性,并最终提出了所谓的“朗兰兹纲领”。
  朗兰兹知道,证明自己理论立基的假设这项任务需要几代人的共同努力。他认为,证明所谓的“基本引理”将是完成这项任务的一个合理跳板。他和同事以及学生虽然能够证明这一基本定理的特殊情况,但证明普通情况所面临的挑战却大大超出朗兰兹的预计——这项工作难度极高,整整历时30年才得以完成。
  过去5年来,就职于巴黎第十一大学和普林斯顿高等研究院的越南数学家吴宝珠(Ngo Bao Chau)试图用公式表述一项有关基本引理的精巧证法。2009年进行的验证证明了这一证法的正确性,全世界的数学家终于可以松一口气。在这一领域,数学家过去30年的工作就是本着这样一种原则进行研究,即基本引理是正确的并且将在未来的某一天得到证明。
  高等研究院数论学家彼得·萨纳克表示:“给人的感觉是,一些人在河流的对岸工作,等着其他人架好这座桥梁。突然之间,对岸每一个人的工作都得到了证明。”
  8. 远距传物
  美国马里兰州立大学联合量子研究所的科学家成功地实现了从一个原子到1米外的一个容器里的另一个原子的量子隐形传输,这一突破让向《星际迷航》描述的科幻情节又迈进了一步。当然,这个被称作“量子信息处理”的试验与科幻电影中传输身体的技术不可同日而语,因为一个原子只是转变成另一个原子,这样,第二个原子变扮演起第一个原子的角色。尽管如此,原子对原子的传输对于研制超密超快的计算机仍具有重在意义。
  9. 重启大型强子对撞机
  大型强子对撞机实验是迄今为止进行的规模最大的科学实验。欧洲核子研究组织的这台对撞机历时25年筹划,建造花费达100亿美元。它建在一条17英里(约合27公里)长的地下环型隧道内,在设计上能够让粒子在温度低于外层空间情况下以接近光速的速度飞行。
  在经历了一系列故障和延期之后,欧洲核子研究组织最终于11月29日取得一项引人注目的成就,成功将一个质子束的能量提升到1.05万亿电子伏。强子对撞机就此超过美国伊利诺斯州费米实验室的Tevatron加速器,成为世界上功率最大的加速器。
  在强子对撞机最终会将质子束的能量提升到7万亿电子伏,在如此高的能量下发生撞击将重建大爆炸后的宇宙初期形态。在撞击产生的副产品中,物理学家将搜寻假设中的亚原子粒子--希格斯玻色子存在迹象。根据当前的理论,希格斯玻色子是宇宙中一切事物的质量之源。其他科学家则希望获取深层次线索,证明雄心勃勃的超对称性理论。
  10. 发现绕类日恒星运行的类行星天体
  天文学家在12月份宣布,他们拍到了一颗红类日恒星轨道运行的类行星天体直接照片,这在历史上还是第一次。2008年,天文学家便宣布捕捉到一个类似的背景,当时他们公布了一个单行星和多行星系统的直接图像。然而,类似系统所绕恒星是巨恒星,质量远远超过太阳。
  此次有关这颗最近被确认的天体照片由夏威夷昴星望远镜于5月和8月拍摄,当时一个新的行星搜寻设备正在接受早期测试。研究小组成员、普林斯顿大学的迈克尔·麦克艾尔瓦恩表示,这颗类行星天体被称之为“GJ 758 B”,所绕母星质量和温度与我们的太阳相当,与地球之间的距离为300万亿英里(约合480万亿公里),大约相当于50光年。
  科学家尚无法确认这颗天体到底是一颗较大行星还是一颗褐矮星。褐矮星是宇宙中的不称职成员,也被称之为“失败的恒星”。据他们估计,这颗天体的质量是木星的10至40倍。质量超过13颗木星的天体通常被视为褐矮星,低于这一质量便无法发生核反应。(孝文)


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