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2010年最值得铭记的10大科学新闻 人造生命入选(二)

2010-12-27 11:39:32 来源: 环球科学
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核心提示:将要过去的2010年,经历了许多重大科学事件:人造生命的诞生毫无疑问具有划时代的意义;墨西哥湾原油泄漏则给当地生态带来灭顶之灾;而曾被认为只在微观世界存在的量子效应也能用肉眼看到。

6、单分子层上的类脑计算

《环球科学》 2010 年十大科学新闻

2010年4月25日,来自日本筑波市国立材料科学研究所的人工智能和分子电子学科学家安尼班•班德亚帕德耶(Anirban Bandyopadhyay)、美国密歇根理工大学物理学院的兰吉特•帕蒂(Ranjit Pati)以及其他科学家模拟大脑的工作原理,首次在有机单分子层上制造了一个同样具备自我进化功能、能够解决复杂运算问题的电路,这是科学家首次制造出类似大脑、能够自我进化的电路。

基于这种电路的新型计算机能够并行运算,远远胜于目前最快的超级计算机。迄今为止,世界上运行速度最快的超级计算机每一个通道一次也只能处理一个字节。而类脑计算能够为那些很难确定算法的问题提供解决方案,比如预测自然灾害和疾病的暴发等。为了证明这种独特性,研究人员在分子层面模拟了两种自然现象:自然散热和癌细胞的扩散。

7、宏观物体的量子效应

《环球科学》 2010 年十大科学新闻

2010年3月,美国加利福尼亚大学圣巴巴拉分校的阿龙•奥康奈尔(Aaron O’Connell)及同事首次成功观测到宏观物体的量子效应。奥康奈尔制作了一个1微米厚、40微米长的类似音叉的谐振器,然后把它置入超导线圈并冷却到-273.125℃(只比绝对零度高0.025℃)。研究者向超导线圈导入特殊电流,就可以使谐振器出于振动和不振动的叠加态。实验表明,量子力学的原理不但适用于原子,还可用于日常所见物体。该研究结果对物理学的发展和量子计算机的研发具有非常重要的意义。(参见《环球科学》2010年第7期《量子麦克风》一文。)

8、可能适合生命存在的行星

《环球科学》 2010 年十大科学新闻

2010年9月30日,由美国加利福尼亚大学圣克鲁斯分校物理学教授史蒂文•沃格特(Steven Vogt)和华盛顿卡内基学会的保罗•巴特勒(Paul Butler)领导的研究小组宣布,他们利用设在夏威夷的“凯克”天文望远镜发现了一颗处于所在恒星系统“宜居带”内的行星。所谓“宜居带”是指距离恒星不太远也不太近,适合液态水在行星表面存在的一个区域。地球就位于太阳系里的宜居带内。

这颗行星围绕天秤星座内名为Gliese 581的红矮星运行,距地球约20光年,质量至少为地球的3~4倍,公转周期约为37个地球日。与太阳系中的水星一样,这颗系外行星也被其恒星“锁定”,也就是说这颗行星的一面几乎永远面对恒星,另一面则几乎永远背对恒星,表面温差较大,平均温度在-31℃~-12℃之间。研究人员表示,这颗行星的引力足以固定住大气,表面具有很多岩石,也具备存在液态水的可能性,最适于生命存在的区域可能位于明暗交界带。(参见本期第9 页《可能孕育生命的外星行星》一文)

9、新一代DNA测序技术问世

《环球科学》 2010 年十大科学新闻

DNA测序在个人医疗、精确搜查罪犯、超高速检验病毒等领域发挥着巨大作用。2010年4月6日,日本大阪大学产业科学研究所的川合知二(Kazumichi Yokota)和谷口正辉(Tomoji Kawai)宣布,他们利用电测方法,成功识别了DNA的核苷酸碱基,首次验证了新一代DNA测序技术的可行性。

研究者制作了两根间距仅为1纳米的电极,然后让碱基分子从电极之间通过。当不同碱基分子(腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和胸腺嘧啶)通过电极时产生的电流值不同,研究者就可以据此识别碱基的种类。以这项研究为理论依据,研究者预计,通过改变电极间距离(从纳米至微米),还可对病毒及过敏原等各种尺寸的分子粒子进行超高灵敏度、超高速度的检测。(参见本期第22 页《DNA 晶体管》一文。)

10、NASA发现地球附近最年轻黑洞

《环球科学》 2010 年十大科学新闻

2010年11月15日,美国航空航天局宣布,天文学家利用钱德拉X射线望远镜发现地球附近最年轻黑洞。这个形成只有31年的黑洞是距离地球约5 000万光年的M100星系中的超新星SN 1979C的余烬,可以帮助科学家更好地理解大质量恒星是如何爆炸的,那些恒星爆炸后留下的是黑洞还是中子星,以及我们这个星系和其他星系黑洞的数量。

从美国航空航天局的钱德拉望远镜、欧洲航天局的XMM-Newton望远镜和德国ROSAT望远镜获得的数据显示了一个明亮的X射线源,在1995年—2007年这段观测期内一直非常稳定。这说明该天体极有可能是一个黑洞,正在吞噬这颗超新星或一颗伴星落下的物质。如果上述解释得到证实,这将是人类观测到的最年轻黑洞,也是人类亲眼目睹它形成的唯一一个黑洞,更是到目前为止超新星爆炸能够形成黑洞的唯一的直接证据。

董凌 本文来源:环球科学 责任编辑:王晓易_NE0011
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