《科學》周刊評出今年十大科學發現

西班牙《阿貝賽報》12月16日報道 美國《科學》周刊日前評出了 2010年最重要的10大科學發現。

1．第一臺量子機械,2．第一個合成細胞,3．我們大都是尼安德特人,4．預防艾滋病的重大進步,5．罕見疾病基因排序,6．分子動力學模擬,7量子模擬器,8 .1000+1個基因,9．細胞的重新編程,10．大鼠的回歸


1．第一臺量子機械

今年3月份，一個科學家小組設計出了種按照量子力學運行的裝置。量子力學是支配分子、原子和亞原子顆粒等微小物體運行的法則。這一裝置非常細小，但肉眼可見。很多人並不了解這一成就，這是人類制造的第一臺不遵循經典力學法則的裝置。可以說，這是研究我們將來能否有能力同時身處兩地的第一步。《科學》周刊認為，這是科學界今年取得的最大進步。


2．第一個合成細胞

美國遺傳學家約翰‧克雷格‧文特爾今年5月宣布第一個人造合成細胞問世。科學家對絲狀支原體細菌進行基因復制，產生合成基因組，然後移植給另一個活細菌山羊支原體，使其成為創造新生命的器皿。研究人員預計，未來將可按照需要創造合成基因組，以產生生物燃料、藥物或其他化學品。



3．我們大都是尼安德特人



在來自全世界的數十名科學家的合作下，馬克斯‧普朗克進化人類學研究所的研究員斯萬特‧帕博10月份公布了自己的偉大研究成果：尼安德特人的基因排序。他有一個驚人的發現：我們2%的基因來自尼安德特人。除了非洲人以外，所有人類都攜帶這些基因，證明了現代人與尼安德特人之間的聯係。



4．預防艾滋病的重大進步

 2010年是在預防艾滋病方面邁出最大步伐的一年。在沒有有效疫苗的情況下，證實了幾片藥片和一種陰道凝膠能夠將感染的危險性降低一半。研究中使用的藥物是Truvada，是一種二合一抗逆轉錄病毒藥物。已經有數千名艾滋病病毒攜帶者在接受這種療法。對6個國家的2500多名健康的同性戀者進行的研究結果顯示，它可以將感染的風險降低 44%。不能或不願使用避孕用品、面臨強姦風險或擔心在酒精作用下未能保護自己的人群將成為受益者。第二個選擇是使用一種陰道凝膠，它可將感染風險降低近 40%。



5．罕見疾病基因排序



科學界擁有了一個發現致病基因變異的新工具。現在遺傳學家可以通過外顯子組測序來確認致病基因，這是在面部畸形等疑難病症診斷方面的一大進步。


6．分子動力學模擬

研究人員利用世界上最強大的計算機之一跟蹤一個小蛋白質原子的運動，持續時間超出以往任何嘗試100倍。


7．量子模擬器

Novel ion trap quantum simulator design

為了描繪在實驗室所看見的情況，物理學家根據可能很難解的方程式推出了一些理論。但今年科學家們通過量子模擬器發現了一條捷徑，在人造晶體中，激光光點扮演著截留在光中的電子位置的離子和原子的角色。這一裝置為凝聚態物理學中的理論問題提供了快速的答案，並有可能幫助人們解開超導性等謎團。

Experiments on (left) Livermore’s Nova laser and (right) Sandia National Laboratories’ Z accelerator shocked liquid deuterium, an isotope of hydrogen. In both experiments, a short, intense shock caused the hydrogen to form a hot plasma and, very briefly, become a conducting metal. The experiments found different compressibilities, which could affect the equation of state for hydrogen and its isotopes. Quantum simulations sought to point out physical reasons for the differences.

8 .1000+1個基因

速度越來越快、成本越來越低的基因排序技術使得大規模研究基因成為可能。例如，1000個基因組計劃已經確認了使我們成為人的大部分基因變異，而其他的研究正致力于揭開更多的基因功能。


9．細胞的重新編程

對細胞進行重新編程，使其表現如非特異性幹細胞的技術在實驗中已經司空見慣。今年，研究人員找到了用核糖核酸來開展這項工作的方法，這項技術更有效、更快捷，在醫療應用上也更安全。


10．大鼠的回歸

小鼠已經成為實驗室動物的統治者，但研究人員更願意用大鼠開展很多工作。用大鼠工作要容易得多，並且大鼠在解剖學上與人類更接近。主要問題在于，獲得“滅活鼠”的技術還未能在大鼠身上使用。“滅活鼠”是使某些基因失去活性的基因改造鼠。但今年開展的一項研究有望將“滅活大鼠”帶進實驗室。

www.news.cn : 
http://big5.xinhuanet.com/gate/big5/news.xinhuanet.com/world/2010-12/18/c_12893381_3.htm

科學影像 SCIMAGE 新聞: 
http://scimage-news.blogspot.com/2010/12/blog-post_18.html

科學界應對變暖十大怪招

楊美萍 國際周刊專稿- 新一輪聯合國氣候大會本月29日將在墨西哥旅遊城市坎昆舉行。回顧過去一年，2009年哥本哈根會議後，世界各國對氣候變暖這一問題的重視度似乎一下子被拔高到了極致。盡管歐美發達國家和發展中國家至今未能在減排義務方面達成一致，而美國也遲遲未能在國會通過氣候法案，但科學界卻在過去一年中涌現了大量新點子。有些點子看來還有點怪異，不過從集思廣益的角度出發，這些都不失為大家為環保事業所做的努力。

刷白地球表面给地球降温

　　1.刷白地球把熱量反射出去
　　一些科學家認為，世界上大多數城市都太黑了：屋頂是黑的，道路上鋪的瀝青也是黑的。這些黑色的表面都會吸收太陽光的熱量，形成“熱島效應”，使得城市白天的氣溫和周圍地區相比高出華氏5度。如果道路上鋪的是透氣性和反射能力更強的材料，屋頂則全部刷成淺一點的顏色，並在城市裏種植更多可以遮陰的樹木，那麼城市就可以反射或阻擋更多太陽光的熱量，節省很多用于制冷的能源。紐約一些志願者就把一所學校的屋頂刷成了白色。

　　2.分解水讓電池全天發電
　　太陽能電池都有一個致命的缺陷：太陽下山後就不能發電。麻省理工學院教授丹尼爾‧諾瑟雷和同事們在紀錄片《冷卻》中告訴大家他們在兩年前發現的一個妙招。諾瑟雷發明了一個將水分解成氫和氧的新方法。這個方法使用的是電和一些很容易找到的材料，都很便宜。他說，這是一個新的突破，因為氫和氧都可以用在燃料電池中。他是這樣想的：白天，屋頂的太陽能電池板能給房子供電，也能分解地下室中儲存的水；晚上，燃料電池就能用水中分解出來的氫和氧來發電，直到第二天早上太陽升起。諾瑟雷設想的這個係統還沒有完善，不過這個想法對清潔能源的發展也是一次飛躍。

　　3.將海藻改良成生物燃料
　　像所有植物一樣，海藻也會吸收太陽光和二氧化碳。不過海藻還能產生一種油，經過加工以後就能像柴油和煤油一樣使用。因此很多科學家和投資者都希望改變它的基因，提高它的產油量，使之成為一種經濟作物。和玉米等生物燃料相比，海藻還有一個很重要的優點，它可以在幹燥的環境和鹹水中生長，也就是說，它不會佔用傳統耕地。目前，起碼有100多家企業都在試圖大規模種植海藻。不過科學家預計，海藻油形成產業至少要十年。

　　4.核廢料也可以成為能源

　　美國微軟公司創始人比爾‧蓋茨控股的核能風險企業Terra Power的研究者們指出，目前很多核反應堆使用的基本技術還是上世紀五十年代發明的，這也就是說，它們需要不停地加入濃縮鈾燃料，還會產生核廢料。如何處理這些核廢料也是讓很多國家大傷腦筋的事。Terra Power與日本企業東芝合作，正在開發在100年內無需添加燃料的新型核反應堆。據悉，這種新型核反應堆被稱為 “行波反應堆”，規模很小，只需加入一點濃縮鈾燃料就能啟動，還可以將在鈾濃縮過程中產生的劣化鈾當作燃料使用，運營成本低，還不會引發核污染爭議。
　　但這一技術距離實現商業化可能需要相當長一段時間。首先要解決材料問題。因為如果長時間使用核燃料，包住核燃料的套子和在上下方起到固定作用的結構物會受到損傷，因此首先必須開發能長時間經得住核反應的材料。運行100年後也是個問題。據悉，Ter－ra Power方面計劃將運行完的核反應堆和核乏燃料直接埋在地底下。但事實是，美國政府20多年來始終沒能解決高放射性廢棄物的處理問題。

　　5.利用海洋波能進行發電
　　利用波能並不是什麼新鮮的主意，英國愛丁堡大學的史蒂芬‧索爾特教授早在30多年前就發明了一種利用波能發電的方法。不過支持者則稱，波能的潛力還未被完全開發。索爾特發明的“點頭鴨”波能轉換裝置能將90%的波能轉換為電能。現在，英國蘇格蘭和美國俄勒岡的一些科學家提出要更大范圍地使用這一創意。在俄勒岡，研究者們的目標是到2010年造出功率為200萬瓦特的海洋波能發電機，到2025年則造出5億瓦特的波能發電機。

固定式 海浪的发电单元成本修正

模拟火山喷发的效果图

　　6.模擬火山噴發給地球降溫
　　有科學家通過研究發現，1991年菲律賓群島上的皮納圖博火山噴射出成千上萬噸的二氧化硫，結果造成小幅度的降溫。據悉，那是因為大氣層中的二氧化硫擋住了太陽光的熱量。因此，研究人員希望通過模倣火山噴發對大氣層的影響。前微軟公司技術部門主管納森‧梅爾沃德成立的專業從事發明與發明投資的公司“高智發明”就在做這樣的事。據悉，“高智發明”希望通過給漂浮在高空的氣球安裝一根管子，然後往氣球裏充二氧化硫。氣球炸開後，這些氣體就會散布到平流層中，反射太陽光中的熱能，暫時使地球降溫。

洗白云朵的效果图

　　7.洗白雲朵反射陽光
　　科學家認為雲的顏色越白，越能反射更多陽光，海洋吸收的陽光越少，地球的溫度就越低。發明“點頭鴨”波能轉換裝置的索爾特教授還設計了一種奇怪的船，據說可以把雲“洗白”。
　　“洗雲”船無人駕駛，利用旋轉空氣動力，可以在任何海域作業。海域上空的雲朵均利用船只制造的尾流 “漂白”。船底部有形如螺旋漿的渦輪，通過旋轉葉輪和水滴生成器產生動力。流經的海水過濾後進入直徑大約15厘米的閥盤。閥盤上有10億個小孔，借助轉動把海水“絞碎”。隨後，無數不足1微米的水滴以霧狀噴出，由風扇吹向空中。水滴噴向空中雲朵，增加雲朵的表面積，從而變白。變白後的雲朵可以反射更多太陽光，減少地球的熱量。索爾特說，這是在延緩地球氣候變暖的時間。

　　8.利用人體的能量發電
　　電影《黑客帝國》為我們描繪了一種可怕的未來：機器反過來控制人類，並利用他們體內的能量生存。現實世界中，科學家們還沒有發明出那麼厲害的機器，不過有些人已經想到要利用人體的能量。例如，科學家發現，在冷熱兩種溫度之間放入導電物質就能發電。因此，使用一種名為熱電偶的小裝置，就能利用人體和周圍空氣的溫差發電，當然產生的電荷很小，估計只能用來給手機充電。美國國防部則在研究，這種發電方法能否用于未來戰爭，例如，給植入戰士體內的監視器供電。

利用龙卷风发电

　　9.利用龍卷風發電
　　大家都知道，風力發電機可以用來發電。那麼究竟多大的風力發電機才能利用龍卷風發電呢？這正是科學家們研究的未來發電廠要幹的事。例如，利用煙囪內上升的熱量，人為制造一場龍卷風。煙囪內的渦輪機就能被帶動起來，通過和它相連的基站發電。那麼現在的問題也就是如何保持渦輪機在猛烈的龍卷風中不和基站脫離。
　　10.給地球灌水
　　如果人類能夠利用地熱，那麼將可以產生無窮無盡的清潔能源。美國西雅圖一家公司就發明了一套係統，計劃向地下深處灌水，然後再把水抽到地表，地表的儀器就會吸收其中的熱量，並把水再灌下去，重復這一過程。不過，這種做法有一個危險，那就是可能引起地震。 2006年，研究人員在瑞典進行小規模試驗的時候就發生過這樣的事。雖然該公司去年關閉了在加利福尼亞州的一個試驗場，但這個點子仍然受到很多人的關注，美國能源部都在為這一實驗項目提供資金。

http://scimage-news.blogspot.com/2010/12/blog-post_7873.html

http://big5.xinhuanet.com/gate/big5/news.xinhuanet.com/world/2010-11/30/c_12832676.htm