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《時(shí)代》揭曉2010年十大科學(xué)發(fā)現(xiàn)

[2011/3/29]

　　1. 最出眾的長角恐龍：美國科學(xué)家在猶他州發(fā)現(xiàn)了15只角，而它們竟然是重達(dá)2500公斤的巨型恐龍的頭頂裝飾物。這種名為科斯莫角龍的恐龍生活在7600萬年前，猶他大學(xué)研究人員在2007年的一次探險(xiǎn)活動(dòng)中出土了這些化石殘骸，但直到今年9月才正式為其命名并進(jìn)行了描述；粌H揭示了這種年代久遠(yuǎn)的奇異物種，而且表明從前的北美與現(xiàn)在并不一樣。

　　2. 物質(zhì)比反物質(zhì)多1%：美國費(fèi)米國家實(shí)驗(yàn)室的Tevatron加速器在碰撞實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，中性B介子衰變后的產(chǎn)物似乎存在一種不對稱性。傳統(tǒng)的粒子物理學(xué)理論認(rèn)為，宇宙大爆炸應(yīng)該產(chǎn)生了等量的物質(zhì)和反物質(zhì)，但二者相遇的瞬間就會(huì)一起湮滅，而事實(shí)是目前的世界由物質(zhì)組成，反物質(zhì)卻不知所蹤。直到今年，費(fèi)米實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，粒子碰撞過程中產(chǎn)生的μ介子(一種重電子) 數(shù)量比反μ介子多1%。雖然這是個(gè)很小的數(shù)目，但很顯然，正是物質(zhì)和反物質(zhì)數(shù)量上這一微小差額創(chuàng)造了宇宙。

　　3. 月球水比想象的豐富：布滿灰塵和巖石的月球予人的印象便是一片不毛之地。但其實(shí)它比我們想象的要更加潮濕。美國國家航空航天局的LCROSS(月球隕坑觀測和傳感衛(wèi)星)對月球南極附近區(qū)域?qū)嵤┝恕半p星撞月”任務(wù)，并對撞擊產(chǎn)生的羽塵進(jìn)行了分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)月球水的含量比天文學(xué)家預(yù)期的多出大約50%，月球的濕潤程度幾乎是撒哈拉沙漠的兩倍。這或許足以讓未來定居月球的人就地建造供水設(shè)施，相較于從地球運(yùn)水而言更容易也更經(jīng)濟(jì)。

　　4. 機(jī)器人考古墨西哥金字塔：墨西哥特奧蒂瓦坎古城遺址上的金字塔群一直是北美6大考古寶藏之一。現(xiàn)在，塵封往事的神秘面紗將被緩緩揭開：科學(xué)家今年將一個(gè)配備有照相機(jī)的考古機(jī)器人送到地下，機(jī)器人在探索過程中發(fā)現(xiàn)了一條12英尺(約3.66米)寬的隧道，其建于2000年前的拱型屋頂依舊保存完好？脊艑W(xué)家滿懷希望地認(rèn)為，隧道可能通往大祭司的墳?zāi)梗@一發(fā)現(xiàn)將揭示建造這座中美洲大都市的人從前的生活面貌。

　　5. 衰老是基因作祟：為什么有些人可以青春永駐，而有些人卻在為“紅顏辭鏡”而嘆息感慨?原因之一可能與人類TERC基因附近的一小簇DNA(脫氧核糖核酸)序列有關(guān)。一項(xiàng)發(fā)表在《遺傳學(xué)》雜志上的英國研究發(fā)現(xiàn)，擁有一個(gè)TERC基因副本的人，其端粒的長度與年長他們?nèi)臍q但不攜帶這一基因的人差不多，換句話說，他們比實(shí)際年齡老了三到四歲。而《自然》雜志公布的另一項(xiàng)研究表明，哈佛醫(yī)學(xué)院的研究人員通過開啟過早衰老的老鼠體內(nèi)的一個(gè)端粒酶基因，扭轉(zhuǎn)了老鼠的衰老進(jìn)程，老鼠的器官也得以再生，其萎縮的大腦體積增大，并且恢復(fù)了生育能力。

　　6. 行星普查數(shù)量激增：天文學(xué)家們從未停止過對太陽系外已知行星的普查，并于今年發(fā)現(xiàn)了許多新的天體“公民”。最令人興奮的發(fā)現(xiàn)當(dāng)屬Gliese 581g，這是天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)的首顆在所謂的“宜居帶”圍繞母星旋轉(zhuǎn)的太陽系外行星，該區(qū)域氣溫條件不太冷也不太熱，適合生命存活。不過，這顆“宜居”行星可能真的是個(gè)童話故事，因?yàn)楹罄m(xù)研究已經(jīng)在懷疑其是否存在。但對于科學(xué)家來說，有一點(diǎn)毋庸置疑，那就是那里還有更多類似的星球存在，或者人類很快就會(huì)找到它們。

　　7. 隱藏歷史的終極時(shí)空斗篷：時(shí)空斗篷聽上去好像挺玄的，但英國倫敦帝國學(xué)院的物理學(xué)家馬丁·麥考爾在《光學(xué)雜志》上發(fā)表了一篇論文，從理論上描述了利用“超物質(zhì)”打造時(shí)空斗篷的可行性。通過對“超物質(zhì)”進(jìn)行分子改造，可以擾亂電磁能(光粒子)的流動(dòng)，光在經(jīng)過“超物質(zhì)”時(shí)傳播速度就會(huì)出現(xiàn)加快或者放慢，從而在時(shí)間和空間上形成一段空白。按照麥考爾半開玩笑的描述，使用這項(xiàng)技術(shù)，竊賊可以進(jìn)入房間將保險(xiǎn)柜里的物品席卷一空，但一刻不停工作的監(jiān)控?cái)z像頭卻會(huì)“錯(cuò)過”這一過程。不過，該技術(shù)也有美中不足之處：考慮到光傳播的速度，哪怕只隱形幾分鐘，這件斗篷的尺寸就得大約1億米長。

　　8. 史前化石或能填補(bǔ)人類進(jìn)化空白：南非馬拉帕洞穴出土了兩具距今大約200萬年前的高級靈長類動(dòng)物骨架化石，分別屬于一位成年女性和一名男童。在從猿到人的進(jìn)化過程中，由于南方古猿和人猿之間有著巨大的差異，科學(xué)界一直懷疑，這兩者之間存在某種過渡物種！犊茖W(xué)》雜志今年4月刊登論文指出，化石可能填補(bǔ)了人類進(jìn)化史上重要的一環(huán)，因?yàn)橹皫缀鯖]有骸骨證據(jù)表明在那段時(shí)期中人類進(jìn)化過程到底發(fā)生了什么。但對于這個(gè)被稱為源泉南方古猿的新物種具有何意義，古生物學(xué)家持有不同觀點(diǎn)，有些人認(rèn)為它對于理解人類進(jìn)化并無幫助。

　　9. 合成第117號(hào)元素：俄美科學(xué)家利用粒子加速器，成功將锫和鈣同位素合成為一種擁有117個(gè)質(zhì)子的新元素ununseptium，它可能就是科學(xué)家一直尋找的第117號(hào)元素。新元素只存在瞬間(不到一秒)就消失了，必須在其他實(shí)驗(yàn)室再次被獨(dú)立合成出來，才能獲得認(rèn)可，確保它在元素周期表上永久地“站住腳”。對Ununseptium進(jìn)行的放射性衰變分析可能將證實(shí)“穩(wěn)定島”的存在，根據(jù)這一理論，超重元素可能穩(wěn)定存在長達(dá)幾個(gè)月或者幾年的時(shí)間。但就目前來看，元素周期表似乎還沒有被完全補(bǔ)足。

　　10. 貓的飲水技巧：麻省理工學(xué)院、普林斯頓大學(xué)和弗吉尼亞理工大學(xué)的科學(xué)家們終于揭開了為何一只貓?jiān)诤扰Ｄ痰臅r(shí)候卻不會(huì)弄濕下巴和胡須的秘密。對高速錄像的分析結(jié)果顯示，狗會(huì)將舌頭卷成長柄勺狀來舀水喝，而貓的飲用方式更優(yōu)美，它會(huì)將自己的舌頭卷到液面以下，然后輕輕觸碰液面。貓?zhí)蚴骋后w的速度快達(dá)每秒4次，這是一個(gè)地心引力、慣性和以每次0.1毫升的速度舔食液體卻不會(huì)引起液體動(dòng)蕩或溢出的流體動(dòng)力學(xué)相互作用的復(fù)雜過程。

　　2010年十大醫(yī)學(xué)突破

　　1. 可降低艾滋病感染風(fēng)險(xiǎn)的藥物：美國一組研究人員在對一個(gè)艾滋病高風(fēng)險(xiǎn)群體進(jìn)行研究后發(fā)現(xiàn)，與服用安慰劑相比，一種名為Truvada的聯(lián)合抗逆轉(zhuǎn)錄藥能顯著降低艾滋病病毒的感染。但研究人員同時(shí)表示，這種藥物在預(yù)防艾滋病方面的作用還需要更多研究來證實(shí)，即使結(jié)果經(jīng)得起檢驗(yàn)，它也不能代替最好的預(yù)防方法：安全的性生活和堅(jiān)持使用保險(xiǎn)套。這是因?yàn)樗^的暴露前預(yù)防方法，是讓高風(fēng)險(xiǎn)人群在接觸病毒之前，使用抑制HIV的抗逆轉(zhuǎn)錄藥物來減小風(fēng)險(xiǎn)，使藥物能盡早對抗HIV病毒。但它并沒有疫苗的作用，不能事先激活免疫系統(tǒng)預(yù)防感染。

　　2. 合成細(xì)胞：J·克雷格·文特爾，人類基因組圖譜的合作繪制者，今年在人造生命方面又邁出一步。他把化學(xué)物質(zhì)拼在一起組成了DNA，然后將它插入一個(gè)細(xì)胞內(nèi)，使它能復(fù)制，終于合成了完整的細(xì)菌基因組。文特爾希望他的發(fā)明在合成生物中，成為第一個(gè)實(shí)驗(yàn)室生物。將基因材料混合匹配，成為自組裝的成品，文特爾已經(jīng)在生產(chǎn)能作為新型生物燃料的微生物。他甚至促進(jìn)了流感疫苗的產(chǎn)生，因?yàn)樗屟芯咳藛T在實(shí)驗(yàn)室保存了現(xiàn)有的不同種流感病毒。

　　3. 驗(yàn)血診斷老年癡呆：在診斷疾病方面，盡管高端方法越來越多，但最先進(jìn)的成像技術(shù)和分子探測，也無法診斷出阿爾茨海默氏癥(老年癡呆癥)，這種退化性病只有在尸體解剖時(shí)，發(fā)現(xiàn)大腦中出現(xiàn)了病斑標(biāo)志和亂成一團(tuán)的腦子，才能在病理學(xué)上確定。但科學(xué)家研究出一種新方法，能在最早的癥狀出現(xiàn)之前，通過驗(yàn)血就實(shí)現(xiàn)早期確診。這為預(yù)防癡呆和神經(jīng)退化提供了可能。新測試通過分析血液中的超過24個(gè)蛋白質(zhì)，能以80%的準(zhǔn)確率診斷出病人是否得了阿爾茨海默氏癥。

　　4. FDA批準(zhǔn)用肉毒桿菌素治療偏頭痛：虛榮也會(huì)產(chǎn)生治療頭痛的新方法?一些為了預(yù)防前額皺紋的病人接受了肉毒桿菌素注射之后，報(bào)告說他們的偏頭痛好像也消失了？茖W(xué)家們——尤其是肉毒桿菌素制造商Allergan公司的科學(xué)家決定好好研究它。根據(jù)來自兩個(gè)超過1000名病人的大型實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)，公司成功地說服了食品藥品監(jiān)督管理局(FDA)，面部接受肉毒桿菌素注射的病人，每個(gè)月經(jīng)歷偏頭痛的天數(shù)，比那些沒有接受肌肉麻痹注射的人更少。

　　5. 修訂心肺復(fù)蘇術(shù)指南：自從上世紀(jì)60年代首次發(fā)現(xiàn)心肺復(fù)蘇(CPR)，人們一直在用同樣方法挽救生命。但新數(shù)據(jù)顯示，單獨(dú)使用胸部按壓和用傳統(tǒng)的CPR方法，在救助心臟驟停患者時(shí)同樣有效，美國心臟病協(xié)會(huì)決定更新老的做法。新的CPR指南更多地強(qiáng)調(diào)胸部按壓，在某些病例中才結(jié)合呼吸復(fù)蘇術(shù)。最新指南建議包括受過訓(xùn)練的醫(yī)護(hù)人員在內(nèi)的所有救護(hù)者將目前的CPR條款逆轉(zhuǎn)過來，從30分鐘的有力按壓開始，然后轉(zhuǎn)到人工呼吸復(fù)蘇術(shù)。專家表示該法會(huì)把心臟停跳造成的傷害減到最小。

　　6. FDA限制文迪雅：幫助糖尿病二型患者控制血糖的藥物文迪雅(含有羅西格列酮)被FDA列為最嚴(yán)格限制藥物。目前，該藥只有注冊醫(yī)師才能開具，而且病人已經(jīng)用過所有其他治療方案，也了解這些風(fēng)險(xiǎn)。一些專家稱，F(xiàn)DA的決定是滯后的，因?yàn)檠芯咳藛T早在2007年就有報(bào)道稱該藥會(huì)增加使用者患心臟病的風(fēng)險(xiǎn)。對那些對文迪雅反應(yīng)不錯(cuò)的病人也不用擔(dān)心，現(xiàn)在處方藥中還增加了如Actos(含匹格列酮)這樣類似的藥物。

　　7. 驗(yàn)血檢查心臟病：心臟病始于血管阻塞，目前檢查心血管的最可靠方法是通過血管淋巴管造影，但這是一種入侵式過程，要將一個(gè)蛇形細(xì)管從大腿主動(dòng)脈進(jìn)入血管。研究人員目前確定了一個(gè)包含23個(gè)血液蛋白質(zhì)基因編碼的預(yù)檢組，能以83%的準(zhǔn)確率測出血管堵塞型心臟病。再結(jié)合現(xiàn)有的方法，包括胸痛癥狀和家庭疾病歷史，比與單獨(dú)使用傳統(tǒng)方法相比能提高16%。人們對血液測試預(yù)測心臟病發(fā)作寄予了太多希望，而實(shí)質(zhì)上預(yù)防心臟病最好的方法還是健康的飲食和生活習(xí)慣。

　　8. 試管受精可選最佳胚胎：試管授精(IVF)即使在最好的條件下，也只有平均30%的機(jī)會(huì)能生出寶寶。所以當(dāng)斯坦福大學(xué)研究人員報(bào)告了一種新方法，能選擇最強(qiáng)壯的胚胎提高懷孕和出生幾率，無疑很受歡迎的消息。受精以后，通過拍攝最初幾個(gè)小時(shí)胚胎的活動(dòng)，科學(xué)家能大概判斷一個(gè)胚胎特征：繼續(xù)發(fā)育、存活幾天還是會(huì)慢慢死去。其他判斷標(biāo)準(zhǔn)還包括胚胎的第一次分裂從一個(gè)變成兩個(gè)所用時(shí)間，以及這次分裂開始的時(shí)間。下一步將是在IVF診所對這一視頻記錄進(jìn)行測試評定，確定這一分析能否提高受孕和出生的幾率。

　　9. 人造卵巢：對那些不育的人，還有更好的消息，科學(xué)家報(bào)道成功制造了人工卵巢，有一天能在體外培育那些不成熟的人類卵細(xì)胞。布朗大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的研究小組將捐贈(zèng)的三種基本卵巢細(xì)胞，放到一個(gè)模擬卵巢的三維結(jié)構(gòu)中，這些細(xì)胞間能相互反應(yīng)，可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)真正卵巢的各種功能和目的，甚至能在它的小囊里把一個(gè)人類卵細(xì)胞從早期階段培育到完全成熟。

　　10.更加安全快速培育誘導(dǎo)多功能干細(xì)胞：盡管用于治療疾病的干細(xì)胞療法離我們還很遠(yuǎn)，科學(xué)家一直在不斷前進(jìn)，努力把它從實(shí)驗(yàn)室?guī)У皆\療所去。取得突破的是誘導(dǎo)多功能干細(xì)胞(iPS)。士頓兒童醫(yī)院的研究人員克服了關(guān)鍵障礙，能從皮膚細(xì)胞產(chǎn)生這種細(xì)胞，完全避開了對胚胎的需求，并消除了插入病毒或致癌基因的風(fēng)險(xiǎn)。新發(fā)現(xiàn)標(biāo)志了一個(gè)巨大的進(jìn)步，某一天用干細(xì)胞作為一種新型健康細(xì)胞資源，來替代那些被疾病損壞的細(xì)胞。