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在漫漫歷史長河中,科學(xué)研究帶給我們許多意外和驚喜。下面來盤點(diǎn)下最新的科學(xué)發(fā)現(xiàn),其中包括:地下存在神秘巨大海洋、除了固液氣還有其他物質(zhì)形態(tài)、皮膚細(xì)胞可以培育肝臟細(xì)胞等最新研究成果。 生命體是以繁殖為目的,是能自發(fā)進(jìn)行熵變的化學(xué)體系。曾經(jīng),科學(xué)家認(rèn)為地球生命體只分為三種形式:細(xì)菌、古生菌和真核生物。 不過法國科學(xué)家在智利和澳大利亞發(fā)現(xiàn)了一種生活在水中的新的巨型病毒。這種病毒直徑達(dá)1微米(相當(dāng)于1000納米),而大多數(shù)傳統(tǒng)病毒的直徑只有10~500納米。科學(xué)家將其命名為“潘多拉病毒”(Pandoravirus),并確認(rèn)它是人類已知的最大病毒。更奇怪的是,這種所謂的“病毒”并沒有呈現(xiàn)出人們所認(rèn)為的正常病毒形態(tài),而且它只有6%的基因與地球上其他生物的基因類似。因此,科學(xué)家已將“潘多拉病毒”列為第四種生命形式。研究人員猜測,該病毒來源于遠(yuǎn)古時代或是其他星球,比如火星。 多年來,科學(xué)家一直試圖將皮膚細(xì)胞培育成其他器官組織,以此代替部分病變的器官??上У氖?,大量實(shí)驗(yàn)均功虧一簣,人們始終無法利用皮膚細(xì)胞制造出成熟的器官細(xì)胞。 不過就在2014年2月23日,美國加州大學(xué)舊金山分校(UCSF)格拉德斯通研究所(J. David Gladstone Institutes)的研究團(tuán)隊解決了這個問題。他們利用全新的細(xì)胞重編程方法,成功地將人體皮膚細(xì)胞轉(zhuǎn)化成為肝細(xì)胞。這些新生細(xì)胞與構(gòu)成原生肝組織的細(xì)胞幾乎沒有區(qū)別,而且已能在移植后數(shù)月完全成熟并生長。 對于不可逆的肝衰竭病癥來說,代價不菲的肝移植是目前唯一的治療方案,如果干細(xì)胞技術(shù)能成為一種替代療法,無疑將為罹患肝衰竭的數(shù)百萬病患帶來新的希望。 核聚變是兩個較輕原子核聚合為一個較重原子核,并釋放出能量的過程。自然界中最容易實(shí)現(xiàn)的核聚變反應(yīng)是氫的同位素——氘與氚的聚變,這種反應(yīng)在太陽上已持續(xù)了數(shù)十億年。 經(jīng)過幾十年的努力,人類終于基本掌握了可控核聚變技術(shù)(俗稱人造太陽)。核聚變不會產(chǎn)生核廢料和溫室氣體,更不會釋放核裂變產(chǎn)生的核輻射。而且,氘在地球海水中的藏量多達(dá)40萬億噸,如果全部用于核聚變反應(yīng),釋放出的能量足夠人類使用幾百億年。更重要的是,核聚變需要極高溫度,一旦某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題,燃料溫度下降,核聚變反應(yīng)就會自動中止。因此從理論上講,核聚變能是一種清潔、無限、安全的新能源。 量子隱形傳送是一種全新的通信方式,它傳輸?shù)牟辉偈墙?jīng)典信息,而是量子態(tài)攜帶的量子信息。在量子糾纏的幫助下,待傳輸?shù)牧孔討B(tài)如同經(jīng)歷了科幻小說中描寫的“超時空傳輸”,在一個地方神秘消失,不需要任何實(shí)物載體的攜帶,剎那間又會在另一個地方神秘出現(xiàn)。 如今,奧地利物理學(xué)家已經(jīng)創(chuàng)造了量子態(tài)隱形傳送的最遠(yuǎn)距離——143千米。我國科學(xué)家潘建偉領(lǐng)導(dǎo)的研究小組,也已成功實(shí)現(xiàn)百千米量級的自由空間量子隱形傳態(tài)和糾纏分發(fā)。這些成功的實(shí)驗(yàn)將為構(gòu)建全球量子通信網(wǎng)絡(luò)提供全面的技術(shù)支持。 眾所周知,71%的地球表面被海洋覆蓋。從目前人類已發(fā)現(xiàn)的行星來看,沒有一個星球的水域覆蓋率達(dá)到這個數(shù)值。而加拿大的研究人員發(fā)現(xiàn),在地下600千米的地幔中還含有一個巨大的蓄水層,其面積可能大于所有地表海洋的總和。 原來,在這塊區(qū)域密布著一種名為尖晶橄欖石的礦物質(zhì),它類似于海綿結(jié)構(gòu),含水量高達(dá)1.5%??茖W(xué)家認(rèn)為,這項發(fā)現(xiàn)將有助于人們尋找地球海洋的源頭。不過,僅憑目前的技術(shù)手段,人們根本不可能鉆探至地幔過渡層去采集樣本。 通常,人們所知的物質(zhì)狀態(tài)主要有三種:氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)。另外還有“等離子態(tài)”、“超臨界態(tài)”、“超固態(tài)”和“中子態(tài)”。 就在2014年,科學(xué)家在雞眼中發(fā)現(xiàn)了一種全新狀態(tài)物質(zhì)——“紊亂超均勻態(tài)”。之所以這樣命名,是因?yàn)殡u眼視網(wǎng)膜中的細(xì)胞排列隨機(jī)但卻保持一定規(guī)律。這種新狀態(tài)物質(zhì)具有獨(dú)特晶體效能,同時也具有液體彈性和光敏性。科學(xué)家認(rèn)為,“紊亂超均勻態(tài)”物質(zhì)將幫助人們研制新型光傳輸設(shè)備。 如今,越來越多的人已經(jīng)明白了一個道理:抗生素往往很難完全消除細(xì)菌感染,細(xì)菌群落中常有一部分得以存活,并持續(xù)分裂和死亡。而在這個過程中,一些細(xì)菌還會進(jìn)化形成抵御抗生素的“屏障”,這些帶有抗性的細(xì)菌對公眾健康具有巨大威脅。 令人興奮的是,科學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一種處理抗性細(xì)菌的新方法——攻擊細(xì)菌的“抗性屏障”,而不是攻擊細(xì)菌自身。這種方法將有效消滅抗性細(xì)菌,延長人類壽命。 乳腺癌既是一種常見癌癥,也是當(dāng)前社會的重大公共衛(wèi)生問題。目前,中國每年乳腺癌發(fā)病率增幅速度是世界平均水平的2倍,照此速度發(fā)展,到2021年中國乳腺癌患者將高達(dá)250萬。 近期研究發(fā)現(xiàn),膽固醇指數(shù)和乳腺癌存在著一定的關(guān)聯(lián)性:高膽固醇指數(shù)的女性(當(dāng)然也包括男性)罹患乳腺癌的概率較高。這也意味著,只要有一定方法能夠降低膽固醇含量和乳腺癌發(fā)病率。目前已經(jīng)有實(shí)驗(yàn)證明了這一推斷:將消除膽固醇的藥物注射進(jìn)老鼠體內(nèi),可以消除導(dǎo)致形成腫瘤的蛋白質(zhì)。 2014年5月2日,一個以俄羅斯杜布納聯(lián)合核子研究所為首的國際團(tuán)隊發(fā)表聲明:利用新實(shí)驗(yàn)成功證實(shí)了117號元素的存在。這使得該超重元素離正式加入元素周期表更近了一步。 科學(xué)家利用粒子回旋加速器,用20個質(zhì)子和28個中子組成的Ca-48原子,轟擊97個質(zhì)子和152個中子組成的Bk-249原子,最終生成了6個擁有117個質(zhì)子的新原子,其中5個原子有176個中子,1個原子有177個中子。 1897年,來自劍橋大學(xué)(University of Cambridge)卡文迪許實(shí)驗(yàn)室(Cavendish Laboratory)的約瑟夫·湯姆遜(Joseph·Thomson)在研究陰極射線時發(fā)現(xiàn)了電子。電子是環(huán)繞原子核的負(fù)電粒子,它非常小,因此精確測量其質(zhì)量并非易事。 科學(xué)家最新實(shí)驗(yàn)顯示,電子的相對質(zhì)量為0.000548579909067(對于其所處原子而言),這比2006年國際科技數(shù)據(jù)委員會采用的數(shù)據(jù)精確了13倍。眾所周知,電子在天文觀測、焊接應(yīng)用、成像技術(shù)、放射治療等領(lǐng)域都有極其重要的作用。因此,更精確的數(shù)據(jù)必將幫助人類更妥善地利用電子特性。 地下巨大海洋:地球表面71%覆蓋著海洋,但近期一項研究表明,一個新海洋可能大于所有表面海洋總和,位于地表之下。有證據(jù)顯示大量水存在于尖晶橄欖石中,這種礦物質(zhì)類似于海綿結(jié)構(gòu),能夠吸收水份,它們位于地幔之下,這項最新發(fā)現(xiàn)有助于解釋地球海洋的源頭。 量子隱形傳送:從美國至日本的瞬時傳送不太可能,但是荷蘭物理學(xué)家能夠瞬間傳輸量子數(shù)據(jù),這項研究可能證實(shí)“量子糾纏理論”的存在。量子傳送可能是量子計算的關(guān)鍵,這將對計算機(jī)運(yùn)算能力帶來創(chuàng)新變化。
新狀態(tài)物質(zhì):除了固體、液體和氣體,還存在著其它物質(zhì)狀態(tài)??茖W(xué)家在雞眼中發(fā)現(xiàn)一種新狀態(tài)物質(zhì)--“紊亂超均勻態(tài)”,之所以這樣命名是由于雞眼視網(wǎng)膜中的細(xì)胞排列隨機(jī),這種新狀態(tài)物質(zhì)具有獨(dú)特晶體效能,同時也具有液體彈性。這項最新發(fā)現(xiàn)有助于研制新型光傳輸設(shè)備,因?yàn)殡u眼中的這種細(xì)胞有光敏性。 新生命形式:多年以來,科學(xué)家認(rèn)為地球生命體分為三種形式:細(xì)菌、古生菌和真核生物,近期,科學(xué)家在智利和澳大利亞發(fā)現(xiàn)兩種病毒,比已知病毒的體積更大,它們被列為第四種生命形式,叫做“潘朵拉病毒”。這項發(fā)現(xiàn)表明我們對地球顯微等級生命了解甚少。 抗性細(xì)菌的弱點(diǎn):抗性細(xì)菌對公眾健康具有巨大威脅,因?yàn)橐恍┛股厥菬o效的??股赝ㄟ^殺死細(xì)菌使人類的壽命延長,但是一些細(xì)菌進(jìn)化形成抵御抗生素的“屏障”。近期,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)一種新型策略,攻擊細(xì)菌“抗性屏障”,而不是攻擊細(xì)菌自身。這將有效殺死細(xì)菌,并確保人們壽命更長。 乳腺癌研究:乳腺癌是一種常見癌癥,美國有數(shù)十萬乳腺癌患者。近期研究發(fā)現(xiàn)膽固醇指數(shù)和乳腺癌存在著一定的關(guān)聯(lián)性,高膽固醇指數(shù)的女性患乳腺癌的概率較高。意味著降低女性膽固醇可降低乳腺癌發(fā)病率,實(shí)驗(yàn)表明消除膽固醇藥物注射在老鼠體內(nèi),導(dǎo)致形成腫瘤的蛋白質(zhì)將消除。 核聚變:經(jīng)過數(shù)十年的努力,我們最終能夠獲得無限制能量來源,并且不會帶來污染、溫室氣體和放射性廢棄物的威脅。它涉及到核聚變,發(fā)生在恒星的自然過程。核聚變發(fā)生在原子間彼此融合和釋放能量,當(dāng)大量原子整合時,大量的能量可以釋放出來??茖W(xué)家認(rèn)為,多年以來有望實(shí)現(xiàn)建造大型核聚變發(fā)電站。
皮膚細(xì)胞培育成肝臟細(xì)胞:多年以來,科學(xué)家進(jìn)行多項實(shí)驗(yàn),試圖將皮膚細(xì)胞培育成其它器官組織,此前大量實(shí)驗(yàn)均功虧一簣,這是由于皮膚細(xì)胞制造出不成熟的器官細(xì)胞,但是最新一項研究發(fā)現(xiàn)可以利用皮膚細(xì)胞成功培育出成熟肝臟細(xì)胞,這些肝臟細(xì)胞可以移植在老鼠體內(nèi)。
電子的質(zhì)量:電子是環(huán)繞原子核的負(fù)電粒子,它非常小,因此精確測量其質(zhì)量并非易事。近期,科學(xué)家最新實(shí)驗(yàn)顯示,電子的相對質(zhì)量為0.000548579909067,這比2006年國際科技數(shù)據(jù)委員會采用的電子質(zhì)量精確了13倍。
117號元素:俄羅斯科學(xué)家成功合成117號元素,為加入元素周期表奠定了基礎(chǔ)。據(jù)悉,杜布納聯(lián)合核研究所利用粒子回旋加速器,用20個質(zhì)子和28個中子組成的鈣48原子,轟擊97個質(zhì)子和152個中子的锫249原子,最終生成了6個擁有117個質(zhì)子的新原子,其中5個原子有176個中子,1個原子有177個中子。
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