2000年世界重大科技新闻

美国威斯康星一麦迪逊大学的科学家开发出一种用于制造脱氧核糖核酸(DNA)计算机的新技术，能将DNA分子的活性范围限制在固体表面来执行运算。美国普林斯顿大学的科学家研制出一种简单的核糖核酸(RNA)生物计算机，它实际上是一个含有1024种不同RNA链的试管，用其计算数学问题，答案正确率令人满意。     

微分的本质是什么?

马克思在《数学手稿》中阐明,微分运算的本质是否定之否定。恩格斯在看了《数学手稿》之后致马克思的信中也指出:“特别值得注意的是,只有当(?)=(?)时,而且只有那时演算在数学上才是绝对正确的。”同时又指出:“……可以放心地把x′重新取做x;这己不     

短平快

美国科学家最近研究出了一种可用于制造DNA电脑的新技术,它不仅能将遗传物质DNA分子的活动范围限制在固体表面上来执行运算,而且能大大简化通过DNA运算来解决复杂数学问题的步骤。这一新成果标志着科学家们朝实现研制出功能强大的DNA电脑的梦想又迈出一步。 DNA存储信息的能力远大于现有的电子电脑存储芯片及其他存储介质,一克DNA所能存储的信息量,据估计可与1万亿张CD光盘相当。 另外,数百万亿个DNA分子可在一个狭小的表面区域通过生物化学反应来协调工作,这一并行处理能力据认为可与目前功能最为强大的超级电子电脑媲美。 正因为DNA在信息存储和处理上独具优势,一些科学家认为,随着传统的电子电脑制造工艺面临极限,DNA运算     

人造染色体首次合成

50年前,科学家首次把各种普通的化学成分组合在一起,在试管里成功合成了脱氧核糖核酸（DNA）。50年后,科学家着手跨越一个巨大障碍：完全用人造DNA创造生物。     

油炸食品可能引发基因变异

瑞典科学家曾于2000年公布的研究结果称,包括炸薯条在内的多种油炸淀粉类食品中含有致癌物丙烯酰胺,而且动物实验发现该物质会增加多种癌症发病的风险。围绕这一结论不乏争议,丙烯酰胺的致癌机理也一直未能得到令人信服的解释。而据美国《全国癌症研究所杂志》报道,美国加州贝克曼研究所的研究人员日前用鼠胚胎成纤维细胞进行了实验,让其中一些细胞在试管中接受丙烯酰胺处理,把另一些置于双蒸馏水中作为对照对象。实验结果显示,细胞经过低浓度丙烯酰胺处理后,产生的DNA(脱氧核糖核酸)加合物更多,基因变异数目比对照组细胞多出约2倍。也就是说,炸薯条等油炸淀粉类食品中所含的丙烯酰胺成分可能会导致DNA加合物形成,进而引发基因变异这在一定程度上表明,丙烯酰胺有可能通过促使DNA加合物的形成.进而引发基因变异并导致肿瘤     

基因计算机研究充满希望

正如人类基因组计划提醒我们的，遗传化学物质DNA(脱氧核糖核酸)具有令人生畏的信息储存能力———人们体内每一个细胞的细胞核中包含着构成整个人体的编码指令。计算机科学家现在正设法仿效自然，利用DNA建立一种完整的信息技术形式。实验2000年，威斯康星麦迪逊大学的科学家在简化和改进这种技术方面迈出了重要的一步。他们采取了不同于艾德尔曼和其他先驱者所进行的试管实验的办法，把DNA链固定到一块镀金的玻璃载片(一种DNA芯片)上。目前，这一领域还处在早期发展阶段。不论体外或体内，DNA计算的所有潜在用途还只是纯理论的探讨…     

用诺模图解三次方程

1.前言每次用手算求解三次方程式,殊非易事。另外,根据演算的性质,(例如,在比较设计的过程中概算时,定出大致目标时的那种演算),往往可能有这样的情况,即在按精密解求得正确值之前,要对几个值进行比较了解,所以我打算介绍一下图解法,使之在现场用一把尺子就可简单地求得解答。     

基于聚合酶链置换反应的2D-LASM混沌文本加密算法

针对现有的基于DNA序列进行信息加密算法中没有涉及到DNA计算中化学反应这一问题,提出了基于聚合酶链置换反应的2D-LASM混沌映射文本加密算法.该算法将混沌映射产生的伪随机序列和明文信息进行异或操作,然后转换成DNA序列;随后再将DNA序列进行聚合酶链置换反应得到新的DNA序列.对新的DNA序列进行解码,得到密文.最...     

人体汗液能做天然蚊香

每个人身上都会产生含有异味的化学物质。体味因人而异,对蚊虫的作用也有所不同。有些人的体味招引蚊子,其汗液中含有大量招蚊子的化学物,如乳酸;有些人的体味则不受蚊子欢迎;其汗液会分泌一些能掩盖掉乳酸气味的化学物质,令蚊子不愿靠近。英国科学家做了一个实验。他们设计了一种Y形的大试管,试管内放入一些蚊子,然后让两位志愿者用手     

最短路径问题的DNA算法

最短路径问题是在一个带权图的两个顶点之间找出一条具有最小权和路径的问题,它是图论中一个经典的NP完全问题,用电子计算机需要指数级的时间内才能得到解决,本文基于分子生物技术并利用Adleman-Lipton模型给出最短路径问题的DNA算法,这个DNA算法理论上能在多项式的时间内解决这个NP完全问题。具体地对个城市的最短路径问题,首先将它视为一个具有顶点和边的图,并将顶点,边分别用DNA链编码表示,边的方向通过顶点的编码获得;再将这些DNA链投放在试管中进行生物化学反应,利用DNA计算的高效并行性,通过基本的生物实验操作最后得到最短路径问题的解,其过程的复杂度为O(n)。该算法的创新之处在于表示城市和路径的DNA链长度的设计以及在操作中巧妙的消除了路径途经城市数目不同的影响,能使我们在合理小的范围内寻找最短路径问题的解,较大地简化了问题的复杂度。     

清代数学家使用笔算略论

讨论了清代使用的各种计算手段，指出清代数学家在数学研究中采用的计算手段和演算方法主要是笔算。介绍了清代两种不同的笔算体系：一种是由西方传入的笔算体系，另一种是中国的筹式演算体系。分析了笔算在清代数学从实用性向学术性转变中所起的作用，认为笔算对清代数学的发展产生了重要影响。     

利用反应层概念研究微盘电极的稳态电化学行为

本文根据反应层的概念对在微盘电极上进行的前置化学反应(CE)、后续化学反应(EC)、后续均相催化反应(EC’)的基本方程式进行了研究,所得稳态电流方程与解扩散方程所得结果相同,但本方法简便易行,不需要解复杂方程的数学技巧。     

分子信标在一类特殊的整数规划问题中的应用

分子信标具有高灵敏度、易操作以及检测成本低等优点,因此广泛地应用于DNA计算中;此外,金(Au)表面对荧光团具有猝灭能力,可以取代猝灭基团。文章将分子信标固定在Au表面上,构建一种高灵敏的分子信标模型,该模型可用于求解一类特殊的整数规划问题。首先将变量映射成固定在Au表面上的分子信标,且设计出不同的输入链表示变量的不同取值;其次根据变量的取值向试管中加入不同的输入链;在输入链加入后,试管中出现不同荧光信号,然后根据荧光信号的显示来判断约束条件的可行解;最后搜寻问题的最优解。与传统的分子信标模型相比,该模型允许反复清洗过程,可用于大规模检测,更易于应用于疾病监测、医药检测中。     

基因工程:动植物的改造

基因工程最初均是用于研究微生物,然而在最近几年,这项技术已被用于研究更复杂的动植物.如今科学家可以把大片段基因转移到培养的动物细胞中,更激动人心的是有的研究小组已经能把外源基因转移到小鼠卵因中,这些细胞可发育为成熟的小鼠,在这些小鼠的细胞中都带有这一外源基因并能传递给后代.要想把外源基因插入高等有机体的DNA中,首先要获得基因考贝,然后把它转入受体细胞的核内,使它能整合到DNA中,高等有机体DNA分为许多染色体单位,外源基因一定     

基于三次样条函数的马斯京根参数估计方法

首先利用三次样条插值函数拟合河道上游断面入流和下游断面出流过程,然后应用最小二乘原理进行马斯京根流量演算系数的最优估计.这种数学估计方法克服了传统试错法人为因素的不确定性,也提高了单纯使用最小二乘法估计流量演算系数的精度,并且为下游断面出流过程提供了不同时间步长的出流信息.该方法具有确定模型流量演算系数速度快、精度高和求解唯一性等特点,在实际河道流量演算中取得了较好的应用效果.     

利用反应层概念研究微电极的稳态电化学行为

根据反应层的概念研究了在微电极上进行的前置化学反应机理、后续化学反应机理，均相催化反应机理，所得稳态电流方程与解扩散方程所得结果相同，但本方法简单易行，不需要解复杂方程的数学技巧。     

化学反应层流边界层Emmons问题的Blasius解法

带化学反应的层流边界层是燃烧理论的重要课题之一,Emmons针对层流化学反应边界层建立了一个经典理论模型,Emmons只给出了数值解,并用Rayleigh比拟法求出了带吹风速率的相应问题的近似解。本文按照Blasius求解平板层流边界层的方法求得了Emmons问题的解析解。并利用多元非线性方程组的牛顿迭代法求得了数值,平板层流边界层的Blasius解只是其中的一个特殊情况。并把结果和数值解作了比较,说明这一方法是正确的。     

首个“机器人婴儿”诞生

正据外媒近日报道,荷兰阿姆斯特丹自由大学的科学家们创造出了一项新技术,可以让机器人通过Wi-Fi网络进行"交配",然后通过3D打印技术产生机器人后代。据报道,阿姆斯特丹自由大学的科学家设立了"机器人婴儿计划",旨在通过类似有性繁殖的过程创造出更智能化、更先进的机器人。今年2月,研究人员将一对机器人父母通过"交配",诞生了首个"机器人婴儿"。在这个过程中,研究人员开发出"让机器人发生性关系并将DNA传递给后代"的     

DNA扩增过程数据建模方法研究

在控制过程中,由于在反应室内的环境因素复杂,在循环过程中会随着循环次数的变化引起环温变化,这对最终结果会产生影响.提出了一种因环境变化对控制参数进行调整和修订的数学建模方法,对DNA扩增过程的各个细节利用数学方法进行了分析和研究,构建了数学模型,这种数学模型利用DNA扩增的过程把每次循环的过程控制参数进行了分析和处理,依据DNA本身的特性通过实验方法对控制流程进行了分类和研究.实验结果表明所建立的数学模型在DNA扩增过程中是有效的.     

蔬菜药用与水果疫苗

最近,英国科学家对西红柿进行的一项基因工程研究,为蔬菜和水果的美好前景带来了一片曙光。他们通过基因合成的西红柿含有大量的蕃茄红素和β—胡萝卜素。这是两种能够清除细胞内自由基的化学物质。细胞内的自由基若放任自流,就会杀死DNA基因,并可能导致癌症病变。自由基也是诱发人类心脏病的祸首之一,因为自由基能通过一些化学反应诱发动脉硬化。