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整理人: 2sinxcosx(2003-10-23 20:45:30), 站内信件
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《三思科学》电子月刊 2002年第1期
总第7期 2002.01.01
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封面故事
[柯南]侧耳倾听
新闻
[柯南]2001年的故事
[柯南]追寻吉普赛人的身世
[柯南]太空甜点
[碧声]生命之书第三章
[碧声]海怪的传说与现实
[春上莱茵早]希格斯玻色子:也许我不是天使
求知
[异调]联合起来,变得虚弱(上)
[逍遥]是是非非拉马克
[九歌]病毒从何而来?
[九歌]生物学性状都是由基因决定的吗?
[李淼]弦论通俗演义(一)
弦论通俗演义(二)
译述
自然:业余物候学爱好者初露头角
观点
[落雪]"李森科学派"真的存在过吗?
[小茜]浅谈"安乐死"
历史
[异调]ENIGMA的兴亡(三下)
[小江]肝脏移植简史
书评
[一笑]《惊人的假说——灵魂的科学探索》
读书笔记(二)
辨伪
[方舟子]迷雾笼罩的51号地区
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2001年的故事
——《科学》杂志评出的2001年十大科学进展
当比尔·盖茨说出“640K内存对于个人电脑足够了”的时候,
他肯定不会想到这句话日后成为了人们的笑柄。同样,当人们津
津乐道于更快、更便宜的芯片的时候,也不会想到,飞速发展的
微电子技术存在着一个不可逾越的极限,那个极限叫做量子物理
学。
在一小块硅片上制造出相互连接的数百万、上千万个晶体管
和电容电阻,这就是集成电路。为了在同样面积的硅片上制作更
多的元器件,它们之间的绝缘层就要变得更薄。然而,当薄到一
定程度的时候,量子效应开始显现,这些元器件再也无法完成它
们的工作。如何面对这个极限的挑战?科学家很自然的把目光投
向了新兴的纳米技术。这就是美国《科学》杂志评出的2001年列
第一位的科学进展:互联的分子
如果用一个个分子代替常规工艺制作的晶体管,芯片的尺寸
将会缩小上万倍。1月,哈佛大学的科学家报告说,他们成功的
制造出了纵横排列的纳米导线。4月,加州大学洛杉矶分校的科
学家制造出了一种分子“门闩”,利用这种“门闩”,他们得到
了一个16比特的存储器。8月,国际商用机器公司(IBM)的科学
家用半导体纳米管制造出了一个非门——这是计算机逻辑电路的
基础之一。此外,他们还制造出了有放大功能的分子晶体管。两
个月后,荷兰的科学家用碳纳米管——科学家非常喜爱的纳米材
料——制造出了放大功能更强的晶体管。11月,朗讯—贝尔实验
室的科学家用有机分子制造出了类似的电路。
所谓的“纳米电子学”不久以前还仅仅停留在理论阶段,而
现在,已尽可以制造出分子尺度的基本电路。这说明科学家的想
法是可行的。当然,人们面临的下一个难题是:如何制造具有成
千上万分子尺寸元器件的芯片?
除了耀眼的纳米技术,《科学》杂志还评出了2001年其余9
项重大科学进展,它们是——
RNA:老兵新传
熟悉“中心法则”的人都知道,核糖核酸(RNA)负责传递
表达蛋白质的信息。然而,新近的研究表明,RNA在生命活动中
还有其他的作用。科学家在人体和老鼠中都发现了所谓的“RNA
干扰”现象——一小段RNA可以关闭某些基因。科学家还发现了
DNA转录成RNA的关键。RNA再次成为了研究的热点。
破解中微子失踪事件
科学家在加拿大的一座废弃的矿井中建造了一个“水库”,
为的是接受从太阳发出的中微子——一种几乎没有质量的粒子。
根据现有的物理模型,太阳应该发出更多的电子型中微子,然而
观测表明有一部分中微子神秘的“失踪”了。6月,科学家根据
加拿大的这个被称为SNO的探测器发现,那部分失踪的中微子很
可能变成了μ中微子和τ中微子,这就解决的了困扰科学家数十
年的中微子失踪之谜——感谢SNO,科学家暂时不用修改物理模
型了。
新版基因“地图”
竞争能让效率提高,在测定人类基因组这个问题上,人们毫
不怀疑这一点。几年前没人能想象人类基因组计划能运行得如此
之快。今年,国际合作的“人类基因组计划”(HGP)和美国塞
莱拉公司公布了修正后的人类基因组图谱,唯一让人困惑的是,
人类的基因数量似乎比预想的要少。此外,科学家还测定了从鼠
疫杆菌、疟蚊到河豚等60多种生物的基因组。
灰姑娘二硼化镁
二硼化镁(MgB2) ,一种简单的不能再简单的化合物,是今
年朴素而耀眼的明星。3月,在日本青山大学理工学部秋光纯教
授的手下,它在零下234℃时表现出明显的超导特性——即材料
的电阻完全降为零。单纯从温度讲,这不算什么纪录。然而,吸
引科学家的是这种材料简单的超乎想象,此前的理论认为简单的
化合物不太可能具有超导电性。于是,全世界的超导研究者开始
把目光投向这种廉价的黑色的粉末。此外,科学家还把含有碳
-60的超导材料的转变温度提高到了零下156℃——人们看到了常
温超导的希望。
“乡村路,带我回家”
当然,这和约翰·丹佛无关。我们的神经细胞有一个长“尾
巴”——科学家称之为“轴突”。一个很关键的问题是,在发育
之初,这些神经细胞的轴突是如何生长的?它们如何选择生长的
路径?人们发现某些分子可以充当轴突生长的“导航者”。科学
家今年的研究表明轴突是如何接受和转换这种“分子信号”的。
人类成年之后轴突不再生长,而这项研究可以帮助人们修复受损
的神经细胞。
为地球呼吁
“你就像进入了马戏团”,英国《自然》杂志这样引述政府
间气候变化小组(IPCC)一位成员的话。长期以来围绕着全球气
候是否在变暖这样一个话题的争论从来也没有停止过。1月,
IPCC公布了关于气候变化的最新报告,这个由全世界数百名专家
组成的研究小组作出的报告是令人信服的:当排除掉所有其他因
素之外,过去50年中全球气温0.6℃的升高只能由人类活动负责。
然而,即使如此,在巨大的利益面前,各国仍在争吵不停,美国
甚至退出了旨在削减发达国家温室气体排放的《京都议定书》,
这引起了轩然大波。科学在政治面前似乎是无力的。每个人都要
想想,面对一个变暖的地球,我们应该做点什么?
锁定癌细胞
完全攻克癌症是人类的梦想之一。去年,美国食品与药品管
理局(FDA)批准了一种叫做格里维克(Gleevec)的新药进入临床
阶段。科学家称赞这种药物具有“里程碑式的意义”。这种药物
最引人注目的地方是,它可以攻击癌症的某种特定缺陷——具体
地说,格里维克可以抑制导致白血病发生的一种酶。
BEC之年
对于物理学家,这是今年最熟悉的画面:玻色—爱因斯坦凝
聚(BEC)。所谓BEC是一种现象。即处于不同状态的原子“凝聚”
到了同一种状态。形象地说,这就像让无数原子“齐声歌唱”。
研究BEC有重大的意义。3月,法国科学家实现了氦原子的BEC。
越来越多的元素加入了BEC俱乐部,比如锂和钙。10月,本年度
的诺贝尔物理学奖颁给了在实验上实现BEC的三位科学家。毫无
疑问,这是BEC之年。
寻找碳沉降
植物通过光合作用吸收大气中的二氧化碳,这称为“碳沉
降”。科学家发现北美的森林吸收了数量令人难以置信的二氧化
碳。今年夏天,两个研究小组终于确定了美国森林碳沉降的能力:
它们吸收了美国排放的1/3二氧化碳。这为确定其他地区的碳沉
降提供了经验。 |
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