《科学》杂志评出2010年十大科学进展.doc

美《科学》杂志评出2010年十大科学进展 ??2010年12月17日?14:09??新华网 　　新华网华盛顿12月16日电(记者 任海军)美国《科学》杂志16日公布了该刊评选的2010年十大科学进展，一种在量子范围内运作的机械装置荣登榜首。 　　在这一装置发明前，所有人造物体的移动都遵循经典力学法则。而今年3月，美国加利福尼亚大学圣芭芭拉分校的物理学家安德鲁·克莱兰德、约翰·马丁尼斯等人利用一个0.0002毫米见方、由金属片包裹的石英晶片设计了一种精巧装置，其运动方式只能用量子力学来描述。这项研究成果当月17日发表在英国《自然》杂志上。 　　科研人员期望有朝一日能在量子水平上完全控制一种物体的振动，上述成果帮助研究者在这一方向上迈出了关键一步，这种控制人造装置运动的新技术将允许科学家操控那些极小的运动，这与他们现在对电流和光粒子的控制很相似。这种能力可能会导致光量子态控制器、超敏感力探测器等新装置的出现以及最终对量子力学界限的研究。 　　其他9项进展包括： 　　合成生物学：一个美国研究小组5月20日报告说，他们合成了一个人工基因组，并用它使一个内部被掏空的单细胞细菌“起死回生”。这是首个完全由人造基因指令控制的细胞，它是人造生命研究历程中的关键一步。研究人员预计，定制的合成基因组将来可用于生物燃料、医药制品或化学制品的生产工艺。 　　尼安德特人基因组：研究人员对约4万年前生活在克罗地亚的3个女性尼安德特人的骨骼做了基因组测序。这种对DNA降解片段进行测序的新方法，使专家得以首次对现代人基因组和尼安德特人的基因组进行直接比较。 　　艾滋病病毒预防：科学界今年在艾滋病病毒预防领域取得重要进展——一种含有抗艾滋病病毒药物泰诺福韦的阴道凝胶可使女性感染该病毒的风险降低39%，另一种药物可使男同性恋者和通过变性手术告别“男儿身”者感染艾滋病病毒的风险减少43.8%。 　　外显子测序与疾病基因：通过只对某一基因组中的外显子基因序列进行测序，研究人员发现至少导致12种疾病的基因突变。 　　分子动力学模拟：研究人员用超级计算机跟踪观察一个正在折叠的蛋白质中的原子运动，这种跟踪观察的持续时间能比过去任何一种方法延长至少100倍。 　　量子模拟器：量子模拟器能帮助研究人员较快速地解答凝聚态物理学中的某些理论问题，并可能有助于最终揭开物质超导性等领域的谜团。 　　下一代基因组学：更快更廉价的测序技术使人们能够对远古和现代的DNA进行大规模研究。 　　核糖核酸的重新编程：重新编程细胞，也就是把细胞的发育时钟“往回拨”，使它们的“表现”如同胚胎中的非特异性“干细胞”，是研究疾病和发育的一种重要途径。今年，研究人员找到了一种用合成核糖核酸来完成这一研究的新技术。与以往的方法相比，采用这种新技术的“回拨”速度要快两倍，效率要高100倍，在治疗应用方面可能更为安全。 　　大鼠的回归：小鼠是科学研究中的最主要实验动物，但研究人员其实更希望使用大鼠。大鼠实验操作起来相对更容易，大鼠在解剖学上与人类更相似，但现有的准确关闭特定基因的研究技术对小鼠适用，却对大鼠无效。为解决这一矛盾，科研人员在今年开展了一系列研究，其结果有助于关闭大鼠的某些特定基因，从而有望让大鼠大批进入实验室。 　　上述十大进展榜单将刊登在17日出版的新一期《科学》杂志上。 2010年科学进展 1. 第一台量子机 一个只能用量子力学来描述其运动方式的人造物体可能引发我们对现实概念的测试。 它可能不像T型车那么易操作，但是，从理论上讲，今年推出的这个小型机器击败了亨利?福特的那辆著名汽车或之前制造的其他所有机器。到目前为止，所有的机器都按照支配日常物体运动的不足为奇的经典力学法则进行运动。与此相反，这台新的小装置摇晃的方式只有用通常支配分子、原子、亚原子粒子运动的量子力学的怪异规则才能解释。这台原始量子机为研制无数的实验设备、甚至测试我们对现实的感觉开辟了道路。它的这一潜力和创造力使其成为“年度十大科学进展”之首。 由于量子力学，极小物体的领域看起来与我们的日常世界毫不相同。量子理论决定：一个很小的物体只能吸收离散量的能量、不能保持完全静止，并且实际上可以同时出现在两个地方。科学家们在对原子、分子、亚原子粒子、光、电流、甚至液氦进行的无数试验中观察到这种量子效应及更离奇的效应。但至今没有人在人造物体的运动中看到过这样的效应。 并非是因为物理学家没有努力。研究人员已经制造出了纳米宽、微米长的半导体光束。这种光束又叫“振荡器”，在一个固定的频率下像吉他弦一样振动，而且，根据量子理论，它只能吸收或发射少量能量以及大小与光束频率成正比的量子。为了看到这样的效应，物理学家首先必须先吸出所有可能的量子，只留下处于最不活跃的“基态”的一道光束。即使在这时，光束也不能保持