对2009年十大科学发现的发现
北京时间12月9日消息,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,而破解人类表观基因组、基因疗法治愈色盲分别位列二、三。
仅看这冠、亚、季的排序,我们就不难看出人类(科学家)的“私心”:人类最关注的还是我们自己。而且,这些发现,让我们对自己的确有了一些新发现。我觉得,这些发现,最终可不仅会改变我们对自身对生命的认识,而且会改变我们的哲学思考。
根据美国加州大学伯克利分校的蒂姆·怀特领导的科学家小组长达17年的研究发现,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。也就说我们的研究虽然越来越接近(靠近——时间上的靠近)人类的起源——“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,艾迪生活在440万年前——但同时,谜团也越来越多。甚至,有一天我们会发现,所谓最古老人类祖先“艾迪”,根本不是我们人类的祖先。我们人类的起源,是一种我们今天根本没有想到结果——一种简单到极至也复杂到极至的生命起源。也许,生命研究的终极意义不是让我们科学分析定性定论,而是让我们发现、思考。
对于人类基因的探索和研究,一直是近几年科学发现的热门话题。基因的研究,反映的正是我们人类科学研究试图对人类也像计算机软件一样进行译码、编码的思想。它想穷尽的,是人类自身的物质基础;它最想达到的,是在物质基础上完善和治疗我们自己。2009年在基因研究方面的两大发现,都是致力于基因治病。像破解人类表观基因,科学家们通过将这一图谱与患病细胞表观基因组进行比较,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;而基因疗法治愈色盲的研究,让色盲患者看到了希望,提高了在将来某一天治愈视觉缺陷疾病的可能性。
但同样的,让科学们意想不到的是,基因这最物质的研究,也潜藏着许多哲学的可能。基因疗法治愈色盲的研究发现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。有一天,我们人类也许会具有狗一样敏锐的眼睛,甚至可能拥有红外线探测仪、X光一样的视力。到那时,这个世界,除了我们自己,将是一片透明的了。而破解人类表观基因则表明,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。这样看来,陋习或好习惯不仅会“熏陶”下一代,甚至会出现确定的表观遗传变化,影响下一代的遗传基因。我们真的没有想到,纯物质的基因,复制社会环境信息能力居然这么强大。这样看来,不仅龙生龙凤生凤老鼠生儿会打洞,而且赌徒生赌徒流氓生流氓——甚至还会隔代遗传。中国古人真有两下了,取媳妇嫁女儿要看人家——而且要看祖宗三代。
是的,一切都有可能。打造机器人科学家的科学发现,告诉我们智能机器人完全可能成为现实。在接受采访时,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。”而远距传物的研究告诉我们,像科幻电影《星际迷航》中,人们通过传送器实现瞬间传送的事情不仅仅是一种幻想,有一天将会是一种可能。美国马里兰州立大学联合量子研究所的科学家进行了“量子信息处理”的实验,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。到那时候,我们要费脑筋思考的是:我们想把什么样的东西瞬间传到千里之外呢?是几粒唾沫呢还是一个眼神?是一张信用卡呢还是一个热烈的香吻分子?
附:2009年十大科学发现
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
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
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. 撞月发现月球存在水冰
美国东部时间10月9日上午,美国宇航局用一枚半人马座运载火箭和一颗卫星连续撞击月球南极,以探测月球之上的水冰。此行意图揭晓“月球上是否存在水”的谜团,并为日后美国宇航员重返月球、建立月球基地作准备。11月13日,美国宇航局宣布,科学家对LCROSS探测器获得的撞月数据进行初步分析后确认,月球南极永久阴影带里存在水冰,而这次撞击至少撞出了95升水。这一足以载入人类宇宙探索史的里程碑式发现,使月球这个前一阵被人类忽视的邻居,重新露出其神秘的一面。
7. 证明“基本引理”
1979年,美国数学家罗伯特·朗兰兹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,发现了与涉及整数的公式有关的不可思议的对称性并以此提出“朗兰兹纲领”,而证明“基本引理”将是证明这项假设的合理跳板。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(音)在过去5年中一直试图用公式表述有关基本引理的精巧证法,终于在2009年证明了其正确性。这项难度极高的工作,数学界整整历时30年才得以完成。
8. 远距传物
在科幻电影《星际迷航》中,人们通过传送器可以实现瞬间传送。如今美国马里兰州立大学联合量子研究所的科学家进行了“量子信息处理”的实验,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。尽管在实验中是一个原子转变成另一个原子,由第二个原子扮演起第一个原子的角色,与“原物传送”的概念不同,但原子对原子的传输却对于研制超密超快的计算机仍具有重大意义。
9. 大型强子对撞机成功重启并完成首次对撞
希格斯玻色子是宇宙中一切事物的质量之源,而寻获它甚至证明超对称性理论的希望都在欧洲大型强子对撞机(LHC)身上。11月20日,多灾多难的LHC重新启动;3天后欧洲核子研究中心(CERN)首次成功地让两束质子束流在LHC内同时运行并进行了质子对撞,虽然质子少到不会出现新的物理现象,但正式迈出了这项巨大工程的第一步。截至12月1日,LHC内的两束质子流都被加速到了1.18万亿电子伏特的能级,创下了新的世界纪录。
10. 类日恒星周围首次发现类行星
包括美国普林斯顿大学、德国马克斯·普朗克天文研究所等在内的科研团队12月发表公报,声称他们首次直接拍到了一颗绕类日恒星轨道运行的类行星天体照片:在太阳系外类日恒星GJ
758附近,有一颗围绕该恒星运行的神秘“伴侣星”,代号为GJ 758
B。母星质量和温度与我们的太阳相当,“伴侣星”更类似于太阳系行星。它们与地球之间的距离约为480万亿公里,大约相当于50光年。目前“伴侣星”真实身份估计可能是个巨大行星或轻量级褐矮星,但无论该类行星是什么,人们能够发现一颗温度如此之低、质量如此之小的天体与一颗恒星构成与我们太阳系类似的系统,都足够让天文界兴奋了。
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