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环球科学

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《环球科学》2013年十大科学新闻  

2014-01-06 11:50:37|  分类: 每日科学新闻 |  标签: |举报 |字号 订阅

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本文来自“科学美国人”中文版《环球科学》http://www.huanqiukexue.com/html/newgc/2014/0106/23441.html

我们一起来看看,在2013年,那些注定会记录在册的研究、发现与事件。

 

 
NO.1  欧盟、美国分别宣布“大脑计划”
入选理由:人类基因组计划后最宏大的研究项目。
 
2013年1月和4月,欧盟和美国分别宣布投入10亿欧元和38亿美元,启动大脑研究计划。其中,欧盟的“人类大脑计划”(Human Brain Project)旨在用巨型计算机模拟整个人类大脑,而美国的“脑计划”(缩写为BRAIN)则着眼于研究大脑活动中的所有神经元,绘制详尽的神经回路图谱,探索神经元、神经回路与大脑功能间的关系。
理解大脑的运转机制,是人类面临的最伟大的挑战之一。两个“大脑计划”的推出,将极大推动神经科学领域研究技术的创新与发展,因此被认为是人类基因组计划后最宏大的研究项目。“大脑计划”的成果将有助于人类彻底理解大脑的运行方式,进而阐明意识的发生、思维过程等一系列科学谜题,也将为阿尔茨海默病、帕金森病等大脑疾病的治疗奠定坚实基础。
 
NO.2  IPCC报告:全球变暖几百年内无法逆转
入选理由:IPCC报告首次明确指出,气候变暖将在未来几百年内深刻影响人类生活。
 
2013年9月27日,联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)发布第五次评估报告第一工作组报告。其中指出,1951-2010年,全球表面温度的上升,至少有一半原因可能是由人类活动引起的——可能性大于95%。而且,即使今天立即停止排放二氧化碳,它们对气候和环境的影响也将持续数个世纪。
成立25年以来,IPCC给出的警告越来越肯定,越来越具体,然而,许多国家仍然没有采取足够的措施来减缓全球变暖——2013年11月,联合国气候会议在华沙举行,但遗憾的是,在减少碳排放的问题上,各国出于自身利益等诸多因素,仍未达成一致意见。希望IPCC敲响的这声警钟,能让人类警醒。
 
NO.3  “嫦娥三号”实现软着陆
入选理由:中国成为世界上第三个独立自主实施月球软着陆的国家。
 
2013年12月14日21时11分,“嫦娥三号”在月球正面的虹湾以东地区实现软着陆。“嫦娥三号”将开创人类月球探测史的多项“首次”:
月面软着陆就位探测与月球车巡视勘察二者同时进行并有机结合,将获得比以前更有意义的探测成果;在国际上首次利用测月雷达实测月壤厚度(1~30米)和月壳岩石结构(1~3千米);首次在软着陆地点利用数据转发器精确测定地月间距离,进行月球动力学研究;首次开展日地空间和太阳系外天体的月基甚低频射电干涉观测,进行太阳射电爆发与空间粒子流、光千米波辐射、日冕物质抛射行星低频噪声和太阳系外天体的甚低频观测研究;首次进行月基光学天文观测,研究太阳系外行星系统、星震和活动星系核……
 
NO.4  “转基因致癌”论文被撤销
入选理由:将转基因争议推向新的阶段。
 
《食品和化学毒物学》杂志的出版方2013年11月28日宣布,法国研究人员在2012年发表的转基因玉米致癌论文数据不足以支持结论,因此决定撤销这篇论文。
2012年,《食品和化学毒物学》杂志刊登了法国卡昂大学分子生物学家塞拉利尼等人的一份研究报告。该报告称,通过对比实验发现,喂食转基因玉米的大鼠发生肿瘤的风险更高、寿命更短。 
这篇文章一经发表,立即引发全球性关注,加重了公众对转基因作物的恐慌,并且成为部分人士反对转基因食品的重要证据。但是,这篇论文发表后不久,就遭到科学界质疑。多家权威机构展开调查,结果均认为,该研究存在诸多不足,不能作为评估转基因玉米健康风险的有效依据。
 
NO.5  “旅行者1号”进入星际空间
入选理由:人类历史上首个进入星际空间的人造探测器。
 
2013年9月12日,美国航空航天局宣布,“旅行者1号”于2012年8月25日穿越日球层顶,进入星际空间。它是目前距离地球最远的人造物体,也是人类历史上第一个进入星际空间的太空探测器。
2004年,“旅行者1号”进入了临近日球层的区域。直到9年后,科学家才根据等离子波数据,正式确认“旅行者1号”已进入星际空间。经过36年的空间旅程,“旅行者1号”如今距离地球约127个天文单位(约合190亿千米),这里是人造探测器从未到过的地方,它所提供的数据对于科学家了解星际空间和星际介质具有开创性意义。
 
NO.6  “冰立方”确认捕获28个高能中微子
入选理由:科学家确认捕获来自太阳系外的中微子,这一发现将开启天文学研究的新时代。
 
通过“冰立方”在2010年5月—2012年5月收集的数据,科学家确认捕获了28个高能中微子,它们携带的能量都超过30万亿电子伏特,其特征与科学家预测的系外中微子相似,表明它们来自太阳系外。
中微子是一种中性粒子,能从宇宙中某次剧烈爆发的中心射出,不受干扰地笔直划过宇宙。通过反向查找这些粒子的源头,科学家可以得到各种宇宙事件的第一手资料。为了捕捉这些粒子,物理学家在南极洲冰层以下1英里(约1.6千米)深处,建造了这台名为“冰立方”的巨型中微子探测器。通过研究这些高能中微子,有望揭示宇宙中最奇特的现象。在物理学家看来,太阳系外高能中微子的发现,“标志着天文学的一个新时代开始了”。
 
NO.7  科学家首次观测到量子反常霍尔效应
入选理由:科学家首次在实验上观测到量子反常霍尔效应,这可能是“量子霍尔效应家族”最后一个成员。
 
量子霍尔效应在物理学中占据着极其重要的地位,自1988年科学家提出可能存在量子反常霍尔效应后,不断有理论物理学家提出各种方案,然而在实验上没有取得任何进展。
2013年,由清华大学薛其坤院士领衔的实验团队,从实验上首次观测到量子反常霍尔效应,被著名物理学家杨振宁教授称为“诺贝尔奖级”的科研成果。
“量子反常霍尔效应”是不需要外加磁场的量子霍尔效应,这种效应可能在未来的电子器件中发挥特殊作用:无需高强磁场,就可以制备低能耗的高速电子器件,例如极低能耗的芯片,从而解决电脑发热问题和摩尔定律的瓶颈问题,进而可能催生高容错的全拓扑量子计算机——这意味着个人电脑真正意义上的“更新换代”。
 
NO.8  “孪生素数猜想”的弱化形式得到证明
入选理由:向“孪生素数猜想”的证明迈出了关键一步。
 
2013年5月,美国新罕布什尔大学的华裔数学家张益唐在数学顶级期刊《数学年刊》(Annals of Mathematics)发表了一篇题为《素数间的有界间隔》(Bounded gaps between primes)的文章,证明存在无穷多个相差小于7 000万的素数对,这是第一次有人正式证明存在无穷多组间距小于定值的素数对,为最终证明孪生素数猜想开了一个真正的“头”。
孪生素数是指两个相差为2的素数,例如3和5、5和7等。孪生素数猜想则是说存在无穷多个相差为2素数对,这是数论中最著名的猜想之一。1900年,在国际数学家大会上,希尔伯特将孪生素数猜想列入“23个最重要的问题”中的第8个。
 
NO.9  俄罗斯陨石事件
入选理由:通古斯事件以来最大的陨石袭击地球事件。
 
2013年2月15日,叶卡捷琳堡时间上午9时15分,一颗直径达17~20米的陨石闯入俄罗斯车里雅宾斯克的上空,发生强烈爆炸,爆炸当量为400~600千吨TNT炸药。爆炸还震碎很多当地家庭的窗户,导致1 400多人受伤。
“车里雅宾斯克流星雨”被认为是自1908年通古斯事件以来最大的陨石袭击地球事件,并且是唯一造成大量伤害的这类事件。它证明了地球容易受到陨石袭击,人类世界有必要建立一个应对系统,用于在未来类似事件中保护地球。 
 
NO.10  美国最高法院裁定基因专利无效
入选理由:或让基因诊断与治疗进入平民时代。
 
2013年6月13日,美国最高法院以“基因是自然产物”为由,裁定乳腺癌基因BRCA1和BRCA2专利在内的40 000个基因专利无效。麦利亚德基因公司曾高价垄断BRCA1和BRCA2检测,此裁决发布后,其他公司立即宣布推出BRCA1和BRCA2检测服务,最低价格只有麦利亚德的1/3。
人类基因组近2.4万个基因中,超过20%曾被注册了一个或多个专利。基因专利不仅有损于基础研究,也阻碍了生物公司与科研机构开发基因检测技术。随着分子诊断与治疗技术的发展,此次对基因“去专利化”,将让更多人受益于分子诊疗,也将促进基因领域的基础研究。
 
 

本文来自“科学美国人”中文版《环球科学》2014年第1期(微信ID:huanqiukexue)。

电子版详见:http://www.huanqiukexue.com/html/danye/dianzizazhi.html

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