在人類發(fā)展的輝煌歷史中,每一個重要的科學(xué)進(jìn)展,都會照亮未來的一隅;每一個重大的科學(xué)事件,都會給未來以啟迪。2015年,科技界碩果累累,七大相關(guān)成果也代表著未來的七種可能。
1.發(fā)現(xiàn)外爾費(fèi)米子
2015年2月16日,中國科學(xué)院物理所與普林斯頓大學(xué)的兩個獨(dú)立團(tuán)隊先后宣布,在一種特殊晶體中發(fā)現(xiàn)了外爾費(fèi)米子。1929年,德國物理學(xué)家外爾提出,狄拉克方程無質(zhì)量的解描述的是一對具有相反“手性”的新粒子,即外爾費(fèi)米子。
多年來,研究者一直未能在實驗中發(fā)現(xiàn)這種粒子,后來凝聚態(tài)物理的發(fā)展讓物理學(xué)家得以在特殊晶體中尋找外爾費(fèi)米子。理論計算表明,特殊晶體內(nèi)的電子態(tài)符合無質(zhì)量、具有手性的特征,即存在相當(dāng)于外爾費(fèi)米子的準(zhǔn)粒子,而進(jìn)一步的實驗證實了這個預(yù)言。
外爾費(fèi)米子的性質(zhì)使其在新型電子器件開發(fā)和拓?fù)淞孔佑嬎愕阮I(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。
2.編輯人類胚胎基因引爭議
2015年4月24日,中山大學(xué)黃軍就團(tuán)隊在《蛋白質(zhì)與細(xì)胞》雜志上發(fā)表論文稱,他們運(yùn)用基因組編輯技術(shù)在無法發(fā)育成胎兒的異常人類胚胎中刪除并修復(fù)了與地中海貧血癥有關(guān)的HBB基因。這篇曾因倫理等問題被《自然》、《科學(xué)》拒稿的論文,引發(fā)了廣泛的爭論。
這些爭論直接促成了2015年12月的“人類基因編輯國際峰會”。在此次會議上,20多個國家的參會科學(xué)家一致認(rèn)為,以“定制嬰兒”為目的改變?nèi)祟惻咛セ蛏臣?xì)胞基因組是不負(fù)責(zé)任的,但不應(yīng)排除以其他目的在胚胎層面進(jìn)行基因組編輯的可能性。
3.大腦中的淋巴系統(tǒng)
2015年6月1日,弗吉尼亞大學(xué)醫(yī)學(xué)院的神經(jīng)科學(xué)家稱,他們在小鼠硬腦膜上發(fā)現(xiàn)兩根與外周免疫系統(tǒng)直接相連的淋巴管,而人類的硬腦膜上很可能也存在類似結(jié)構(gòu)。
這一發(fā)現(xiàn)在改寫教科書的同時,也顛覆了科學(xué)界對神經(jīng)-免疫系統(tǒng)相互作用的認(rèn)識,將對腦部給藥以及自閉癥、阿爾茨海默病、多發(fā)性硬化癥等多種與免疫和炎癥相關(guān)的神經(jīng)系統(tǒng)疾病的研究與治療產(chǎn)生重要影響。
4.“新視野”號飛掠冥王星
2015年7月14日,美國航空航天局的“新視野”號探測器在經(jīng)過9年時間的漫長跋涉后,終于抵達(dá)并近距離飛掠了它的目的地——冥王星。在此期間,“新視野”號通過搭載的科學(xué)儀器采集了大量數(shù)據(jù),并在之后不斷傳送回地球。
冥王星曾被當(dāng)作行星中的一員,也是柯伊伯帶天體的代表??乱敛畮祗w遠(yuǎn)離太陽,化學(xué)成分的演化很緩慢,可能還保存著與太陽系誕生以及生命起源相關(guān)的線索,但由于它們距離地球非常遙遠(yuǎn),此前天文學(xué)家對其了解非常有限。
5.量子力學(xué)的“超距作用”
量子力學(xué)最讓人迷惑的特性之一,就是它可以容許相隔甚遠(yuǎn)的兩個粒子發(fā)生瞬時的相互作用,對一個粒子進(jìn)行觀測會同時影響另一個粒子,且不受光速的限制。
2015年8月24日,荷蘭代爾夫特理工大學(xué)的團(tuán)隊宣布,他們設(shè)計并進(jìn)行了迄今為止最嚴(yán)格的實驗,證明了量子力學(xué)的“超距作用”是真實的。這一新發(fā)現(xiàn)可促進(jìn)量子加密技術(shù)的研究。
6.火星上存在液態(tài)水
2015年9月28日,美國航空航天局召開發(fā)布會,宣布火星勘測軌道飛行器(MRO)發(fā)現(xiàn)了火星存在流動液態(tài)水的有力證據(jù)。利用MRO上的成像光譜儀,研究者在有神秘條紋的火星山坡上探測到了水合礦物的特征信號。這些暗色條紋會隨時間的推移反復(fù)消失和出現(xiàn)——在溫暖的季節(jié),這些條紋顏色會加深并顯現(xiàn)出來,而在較冷的季節(jié)則消失不見。
這一發(fā)現(xiàn)增進(jìn)了人類對火星的了解,有助于研究生命形成的條件。
7.巴黎氣候大會
2015年12月12日,“聯(lián)合國氣候變化框架公約”第21次締約方會議在巴黎閉幕。這次會議將直接影響全球在2015年之后的中長期減排任務(wù),各國將大量使用清潔能源替代化石燃料,大幅降低二氧化碳的排放量。(據(jù)新浪科技)
發(fā)明與創(chuàng)新·中學(xué)生2016年3期