[2004-12-17] 2004年十大科學成就 放大圖片
最新一期《科學》雜誌選出2004年十大科學突破,高踞榜首的是美國太空總署火星探測器「勇氣」號及「機遇」號發現火星曾蘊藏水份,顯示宇宙還有其他地方可能曾有生命。《科學》雜誌總編輯肯尼迪表示:「今年冠軍是實至名歸的。」
1.火星曾蘊藏豐富水份
美國太空總署發射的「勇氣」號和「機遇」號火星探測器自今年1月起已在火星表面行走5公里,並進入環形山,將火星結構的資料傳送回地球。這兩台機械地質學家已找到火星曾蘊含豐富水份的證據,這令科學家抱有希望,認為火星曾一度有生命存在,甚至可能仍有生命。
有關研究結果意義深遠,因為它進一步支持火星曾經適合微生物居住的假設。不過,科學家同意只有在將來任務中把火星樣本帶回地球才可為火星是否曾存在生物的問題作出定論。《科學》雜誌表示:「它們的搜查結果是人類於宇宙追尋生命的一個里程碑。」
「機遇」號是在深入研究其降落地點的一塊30厘米外露岩石後搜集到重要證據。首先此岩石有清晰的岩層,這是沉積岩的一個主要特徵。雖然層狀岩可藉火山或風力活動產生,但美國太空總署的科學家表示,在火星岩石上出現的交錯層可證明那岩石是由沉積物形成的。
麻省理工的格羅特辛格爾曾表示,「機遇」號發現了浪濤曾經輕輕拍打一個火星海岸的證據。另外,在岩石內發現的大量溴是證明那外露岩石曾是海岸的主要證據之一。在地球上,這是岩石表面曾有海水蒸發的特徵。這次發現可以讓科學家研究火星上是否曾經存在微生物和最終肯定人類是否適合在火星上生活。
2.1.8萬年前的印尼「矮人」
科學家在印尼一個偏僻島嶼發現18,000年前現代人迷你版近親的骸骨,這種「哈比人」身高約1米,腦袋只及現代人的1/4,懂得使用袖珍工具獵食。科學家指新發現是一個世紀以來人類學的最大突破,改寫了人類進化的歷史。《科學》雜誌指這次發現是「半世紀以來人類學研究上最大的發現。」
科學家相信這種學名為「Homo Floresiensis」(弗洛里斯的人類)或暱稱為「哈比人」的人科動物,是已絕種直立人在亞洲的旁系,直立人是智慧人的祖先。
澳洲研究員發現的首具「哈比人」骸骨屬於18,000年前一名成年女性,她生前身高約3英尺,其餘6具骸骨的碎片可追溯到12,000年前至95,000年前,骸骨附近亦發現了工具和動物的骸骨,部分動物骸骨被燒成炭,顯示曾經烹食。「哈比人」的腦袋只有380cc,只及現代人1,350cc的1/4,但證據顯示「哈比人」懂製造石器、生火和集體獵食。
但由於「哈比人」有異於直立人和智慧人,應視為首次發現的新人種,是10種目前已知人種中最迷你的一種。科學家稱新發現改寫了人類進化的歷史,粉碎現代人在160,000年前排擠其他直立人之說,亦打破「非洲是人類唯一起源地」的論斷。
3.成功複製人類胚胎
韓國科學家成功複製出世界首個人類早期胚胎,並從中提取出胚胎幹細胞。雖然其他哺乳類動物都早被複製,但自1996年首次克隆出複製羊多莉後,科學家一直未能成功複製人類胚胎或猴子,這次研究首次證實複製技術可以應用於人類細胞。新技術為複製人體細胞作為醫學治療用途開啟了大門,但同時也引起是否應該禁止複製人的辯論。
是次研究由漢城國立大學複製學專家黃武樹(音譯)教授領導,實驗應用16名健康婦女242個卵細胞以及被稱為卵丘細胞的體細胞進行。7天後,30個克隆細胞發育到至少幾十個細胞組成的、被稱為胚囊的早期胚胎階段。科學家接著從這些胚囊中分離出20個內層細胞團,並在此基礎上最終獲得一個人類胚胎幹細胞。
實驗顯示,利用這種辦法獲得的胚胎幹細胞具有多能性,可分化成骨骼細胞、肌肉細胞和未成熟的腦細胞等多種細胞類型。同時也為治療糖尿病、柏金遜症等疾病提供了新契機。
4.創出第六種物質形態
美國及奧地利科學家今年1月發現,將50萬個鉀原子於絕對零度低溫下,瞬間會產生一種新物質。這種新物質形態名為費密子凝聚態(fermionic condensate),是繼氣態、固態、液態、等離子態(plasma)及1995年才問世的波色--愛因斯坦凝聚態(Bose-Einstein condensate)後,第六種已知的物質形態。
國家標準和技術學會和科羅拉多大學聯合實驗室的研究人員用激光鎖住一批鉀原子,透過限制它們的自然活動,研究人員把鉀原子冷凍至絕對零度以上10億分之1度,即華氏零下459度。研究人員表示,當他們把那些極凍原子置於一磁場中,原子馬上組成一對對,並生成一種波浪模式的聚合物「費密子」。
其他科研人員可以此為基礎作進一步研究,向製造可日常使用的超導體邁進一步。超導體能毫不浪費地傳輸電能,還有助建造磁浮列車。
5.「垃圾DNA」不是垃圾
「垃圾DNA」是人類染色體及基因組中暫時仍未發現有功用的部分,然而,幾隊研究人員今年發現「垃圾DNA」不是垃圾,基因之間的DNA能決定基因激活的規律及程度,以及製造蛋白質的編碼。有發現亦指出,「垃圾DNA」內的某種物質普遍能在脊椎動物身上找到,顯示「垃圾DNA」對人類的生存起關鍵作用。
人體中約有97%的基因組被評為「垃圾」,洋�p基因組的大小是人類的12倍,但很有可能洋�p含有更多「垃圾」,相反,河豚的基因組只有人類的1/10,但似乎基因的數目與人類的差不多,所以表面看來,各物種的「垃圾DNA」與有用DNA的比例各有差異。
6.發現軌道互鎖中子星
天文學家發現一對鎖定的中子星,雙雙噴出輻射線。兩顆中子星都是脈衝星,不斷快速閃爍並「跳動」。其中一顆中子星「跳動」的速度是每秒44次。天文學家首次可以藉研究中子星的輻射,得悉中子星內物質的密度。
中子星半徑不到15公里,但每立方公分就有數十億噸質量的超高密度的中子所組成。在中子星內,重力令質子和電子融合成中子,所以中子星是由簡拼中子氣體組成,由簡拼中子壓力來維持與重力平衡。
因為中子星通常都有強烈的磁場以及會高速自轉,所以其磁場兩極會有電磁波輻射和物質噴流的現象。部分中子星旋轉速度相當高,兩極有輻射放出。如輻射噴流掃過地球,地球便會接收到有規律的訊號,此星便稱為脈�X星。
7.更多物種瀕臨絕種
在全球各地追查野生生物的自然學家今年匯報惡耗,一個有關兩棲類動物調查發現,現時已知的5,700種物種,有30%瀕臨絕種。英國一個調查亦發現,蝴蝶、鳴鳥及許多物種都在對抗絕種的戰鬥中節節敗退。
8.水的新發現
水是人所共知的物質,但原來研究員仍希望更深入了解。幾隊研究隊伍今年便有發現,他們找出了水分子如何結合,以及電子及質子如何溶於水中,有些新發現更被質疑。《科學》雜誌便笑指:「水仍能令研究員抓破頭皮。」
9.公私營醫療合作模式
《科學》雜誌稱,一種全新的研究及資助形式正創出「公共健康革命」。研究員集合了最少92間全球針對瘧疾、肺結核及愛滋病的公私合營計劃,顯示全球公私營機構的合作形式正改變研發、測試及分發藥物到最窮困國家的方式。
10.新基因分析技術
研究員已研製成一種新技術,可以確認海水或地深發現樣本的基因,研究員已找到數以千計的新基因。研究希望藉著重新排列這些基因來確認新的物種,以及或可能得悉生物如何在地深惡劣環境下生存。 (綜合外電消息/網上資料)
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