书写时代的传奇

十年跋涉,历尽艰险,迄今速度最快的人类探测器“新视野”终于见到了“有心”的冥王星。匆匆一见之后,距地球超过52亿km的“小新”,如今已向更远的深空飞去,不再复返。“新视野”对冥王星的匆匆一瞥,要花掉7.2亿美元。这一长达数年的单程“约会”,究竟有多重要？1965年,也是在7月14日,“水手4号”探测器飞掠火星,成为人类探测器首次近距离观测另一星球。随后的50年间,人类探测器先后飞抵太阳系八大行星,而曾经的第九大行星冥王星却因距离遥远,从未迎来人类探测器。50年后的同一天,“新视野”飞抵冥王星,这简直比科幻作品还令人称奇。“新视野”的这一瞥,不仅让人类终于看全了太阳系原“九大行星”,更代表人类完成了行星际观测“第一阶段”的任务。项目首席科学家艾伦.斯特恩指出,长达半个世纪的努力,将“永远是我们这个时代的传奇”。     

迎接天文新时代

100年前,爱因斯坦的广义相对论预言了引力波的存在。广义相对论的其他预言如光线的弯曲、水星近日点进动以及引力红移效应都已获证实,唯有引力波一直徘徊在科学家的“视线”之外。美国科学家在2016年2月11日宣布,人类首次直接探测到了引力波。这是人类第一次能够“听”到宇宙的“声音”。它的发现是物理学界里程碑式的重大成果。过去,宇宙以光的形式向人类传递了太多信息,而如今,引力波在时空中向我们传递着类似声音般的新信息。引力波的发现,很有可能改写物理课本,它带给科学家和人类今后无穷的想象。正如著名理论物理学家斯蒂芬.霍金所说,“人类探测到引力波的这种能力,很有可能引发天文学革命。这提供了一种人们看待宇宙的全新方式！”     

科学播下希望的种子

新年的钟声刚刚响过,科学探索的新成果已经频频传来。受人瞩目的“嫦娥一号”探月卫星在顺利完成探月一期任务之后,将以一撞完成最后的使命为后续的探索搜集资料。对火星甲烷的新研究再次点燃了人类探索火星生命的激情。恐龙身上的原始羽毛、新型超导材料特性、“钙闪烁”引导细胞定向迁移,这些新发现是中国科学家对科学界的贡献,为未来的古生物、材料和医学的研究打开一个广阔的空间。“奶粉事件”后科学家开展了对三聚氰胺与人类泌尿系统结石的病理生理机制的研究,用科学为人类的食品安全保驾护航。     

小虫春秋：果蝇的视觉学习记忆与认知

视觉认知是脑科学领域中的重要研究方向,是揭示 “脑是怎样工作的”,“物质的脑是如何产生精神的”的重要路径。近年来,科学家们以果蝇为模式生物,从基因脑行为认知相结合的角度,系统性地开创了果蝇的视觉“认知”研究,如学习与记忆、注意、跨模态记忆、特征提取和泛化、两难抉择、抉择的神经环路等。即使果蝇这样相对简单的脑,在很多方面都展示了令人惊奇的“理性”行为。看来,那种认为只有某些独特的唯一的脑机制才能实现人类的理性的想法是不成立的。我们期待,在探索“智与愚”的神经生物基础方面,果蝇会对我们继续有所帮助。     

中国智慧闪耀世界

“暗物质到底是什么？”为回答这个问题,人类不惜耗费大量精力和资金。在这条困难重重的探索道路上,利用国际空间站开展实验的阿尔法磁谱仪项目首先取得进展。在这个国际项目中,中国科研人员做出了重要贡献,他们与国际同行联手完成了又一项媲美人类基因组计划的项目。无独有偶,中国科学家在国际上首次发现量子反常霍尔效应,被著名物理学家杨振宁誉为“诺贝尔奖级”的科研成果。毫无疑问,中国科学家正在国际科技舞台上扮演越来越重要的角色,赢得越来越大的话语权。     

珍爱地球

17.5 亿年,这就是地球还能够承载生命的时间。尽管还有大把的时间可供人类“挥霍”,然而科学家早已未雨绸缪,将目光投向了浩瀚的宇宙。随着技术手段的不断完善,越来越多的宜居行星跃入眼帘--也许现在发现的这颗地球“兄弟”太热或太冷,但相信茫茫太空中或许总会有一颗命运相似的星球正在默默地等待着人类。与此同时,眼下的地球在未来几百年内或许将越来越热,全世界必须拿出实际行动来面对这一切。一句话,相信科学,珍爱地球。     

聚集诱导发光研究的新进展

传统思维的束缚和认知水平的局限往往阻碍了科学正常的发展和人类对未知世界的探索. “地心说” 造成科学家对宇宙探索步伐的极大减速, 以及“生命力学说”对有机化学发展的阻碍, 生动地诠释了这一点. 而原始的创新往往需要打破传统的观念和固有的思维模式.
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引力透镜效应与暗物质探测*

引力透镜是广义相对论引申的强引力场中特殊的光学效应。20世纪80年代以来,天文观测发现了许多引力透镜效应的实例,包括“爱因斯坦环”。一些本来很难探测的非常遥远、非常暗弱的天体,幸亏引力透镜效应而进入当代天文学家的视野。“大爆炸”70万年以后,宇宙处于延续4～5亿年的“黑暗年代”,物质大体呈均匀结构,没有任何自主发光的天体。星光灿烂的辉煌时期始于何时？引力透镜效应的观测给出了相关信息。被称为21世纪“两朵乌云”之一的暗物质,比所有人类已知物质的总量多4倍以上,不发出任何辐射,不可能被直观测到。引力透镜效应作为发现宇宙暗物质的探针,在寻找暗物质确实存在的直接证据和分析暗物质的空间分布方面作出了贡献。     

有趣的发光生物与奇妙的发光蛋白*

“生物发光”现象一直以来都吸引着科学家的好奇心,它看似神奇,但在自然界十分普遍。“生物发光”现象有着独特的生态功能和进化意义。在漫漫历史长河中,人类对生物发光现象的探索从未停止过。从用发光生物作为最原始的照明工具,到利用绿色荧光蛋白标记细胞内组分;从对生物发光机理的探究,到荧光蛋白种类的开发, 科学的脚步在一步步前进,生命的秘密也在一点点被点亮。     

遵循自然规律，让科学成果造福人类

在刚刚经历了地震、海啸和核泄漏一系列灾难的日本,春天并没有因此而放慢脚步,满树樱花还是如期开放。灾难也丝毫没有挫伤科学家们探索自然的信心,反而激励他们更加努力地去揭示规律。人们发现,石英矿可作为地震和火山爆发的“预报员”;念珠新月藻可成为核污染的“清理工”;防化机器人可作为灾难现场的“机械战士”;无人潜水器可成为优秀的“科考队员”。