细数当今最前沿的科学理念······ 青年文摘 alingn.com

  英国时政周刊《新政治家》于近日列举出数项目前最为崭新的科学理论,人们可以从中前瞻那些正在或即将深化人类认识的观念。而回溯往昔,每一次的科学技术革命,不正是仰仗于这些不断颠覆、更新的思维历程吗?

  

  生生不息,进化不止

  

  进化之手并没有停止操控人类,虽然极其缓慢,但现代世界的人们依然身处进化当中。不同基因组的对比表明,自然界的压力仍在发挥作用。例如,科学家已知 生活在非洲和亚洲的数十亿人因为遗传基因的问题,体内不能产生足够的乳糖酶去消化牛奶,但几乎所有的欧洲人和美洲人都能每天喝牛奶。而现在,这种专职于消化乳糖的基因,正逐渐从欧洲人扩散至地球上的其他人群。又例如,一个能提高生育率的基因,现正在欧洲人身上变得越来越常见。

  

  而在这进化不止的过程里,疾病是第一大驱动力。明显的例子是,现在几乎所有人都已经失去了半胱天冬酶-12基因,其原因最可能就是因为携带半胱天冬酶-12的人更易受到细菌感染和败血症的侵害。

  

  世上本没有“时间”

  

  物理学家们不懈寻找一个终极的、万能的理论,却在“时间”这一问题上碰了壁。他们需要将量子力学和相对论这两大物理学经典理论统一起来。其中,量子力学是人类对微观粒子行为的描述,而相对论适用于解释宏观的空间、时间和物质相互作用的机制。但目前出现了最大的绊脚石,就是时间,它在这两种理论中分别以不同的方式运行着。

  

  在相对论中,相对运动的物体拥有不同的时间推移,因此不存在对时间的绝对性测量;而量子理论呢,它可以告诉你一个电子的所在之处,却无法告诉你电子在那已经待多久了,时间在此时甚至不是一个可被测量到的角色。

  

  因此,为搬走这块绊脚石,现在出现了一个较激进的观点——把时间看成一个人类自己编造的概念——既然它无法在 宇宙进程中发挥基本、明确的作用,我们的理论或许该彻底摒弃它。就当这世上本没有“时间”,说的人多了,也就有了它。

  

  衰老?打住!

  

  老化,是永悬人类头顶的一把达摩克利斯之剑。我们能不能在自己的基因组上安个“开关”,切断衰老的进程,大幅延长寿命?目前,蠕虫、老鼠及果蝇实验已显示,停止某类基因的功能,或者修改其他类型基因,可使得特殊的化学组合物质充盈实验体,显著延缓其衰老速度。而科技含量比较低的做法是:通过调整饮食,或者注射减缓衰老的荷尔蒙,从而改变身体的化学环境。这条探索之路十分诱人,但同时也引起广泛争议。

  

  相当一部分生物学家仍认为,止住衰老的想法只是个海市蜃楼,因为我们有永远不能克服的生物程序:细胞在一段时间后就会死亡;而基因组不可避免遭受日久耗损;再加上,细胞分裂时还可能会产生致命的基因复制错误。这些都令否定者们坚信走向衰老是人类的终极归宿。不过,人类与衰老的对抗的关键词,已经由最初的“绝不可能”,转变为“非常困难”,仅这本身就是一个令人兴奋的进展。

  

  “升级版”人类驾临

  

  现在的医学科技基本都是为了帮助有健康问题的人,然而在不久的将来,也许是一代或两代人之后,人们则要作出选择:是否要利用医学将自己的孩子塑造成“升级版”人类?

  

  生物学家雷·科兹威尔领导的研究小组表示,医学现正在靠近一个转折点,技术将很快能改进人类的脑力和体能,实现能力所及的一个质的飞跃。而有些在现在就已经不是什么新鲜事儿:用来治疗儿童多动症的药物已被广泛用于提高 注意力;治疗弱视的视网膜植入技术如今被发展为仿生眼,治疗帕金森症等神经疾病的大脑植入手术,成为搭建神经改良和插入式记忆升级技术的桥梁,试管受精胚胎的基因诊断,为病婴接受同胞移植创造了更多可能,等等。科技,正逐步帮助人类不断超越自己的极限。

  

  然而,有一个问题仍需讨论:那些没有“升级”的普通人,在这些“超人”当道的未来社会怎么生存呢?

  

  寻找“失踪”的宇宙

  

  过去的十年中,最重要的一项科学成果即是发现宇宙在不断地膨胀,颠覆了地心引力会使宇宙膨胀速度减缓的旧理论,证明有负压强能量的存在。研究数据表明,宇宙中只有约4。6%是原子的世界,暗物质占了23%,而暗能量占宇宙总质能的72%。

  

  无奈的是,对于“暗”字头的这两项,人们尚无多少头绪。仅能推测,暗物质粒子的属性应不同于我们已发现的任何粒子,人们执著探索它数年,现正等着大型强子对撞机(LHC)能给我们制造出来一点,而暗能量,它既不是任何已知粒子,也不是这些粒子间的真空区域,对它的研究成为宇宙学中最具挑战性的课题。这二者凑成了近96%的宇宙,而它们却以一种人类目前无法了解的形式存在着,形同“失踪”。因而,对它们的认识每前进一小步,都意味着对宇宙未知领域探索迈出一大步。

  

  人类:走的只是寻常路

  

  不要再以为自己是这星球上的备受“特殊照顾”物种了。因为直到现在,我们也只发现了三个基因是为人类所独有的。放大了说,也许人类两万个基因中,特别加盖了我们这一物种印章的,或许不足二十个。

  

  动物学家们已发现,虎鲸和海豚的族群内,有着截然不同的文化亚群;黑猩猩们能表现出受道德约束;大象能彼此沟通;小学课文里,我们就知道乌鸦会用工具,即使蝾螈和蜘蛛,也不失为个性一族,某种程度上让人类也叹为观止;而倭黑猩猩和红毛猩猩,或许可以滥竽充数人类的语言和姿势。

  

  实际上,地球上的其他灵长类动物,都拥有和人类极为相似的脑细胞,人类所持的唯一令自己显得比它们聪明的本事,就在于更善于使用阴谋和计策。这一点上,霍金所认为的“正是人类骨子里自私和侵略性的因子,能帮助人类一次次渡过生死攸关的局面”,确有其道理。

  

  地球:神秘一如往昔

  

  平均深度4000米、覆盖了70%地球表面的海洋,是地球最大的生物栖息地。海神大部分的领地于人类而言,还都是从未探索过的领域,而每次潜入深海,科学家们总能收获新的物种。就在今年7月,英国阿伯丁大学海洋实验室研究中心的科学家于大西洋700米至3600米深处发现了十多种海洋新物种,这些生物有着怪异的身形、鲜亮的颜色以及几近透明的身体,构造让人难以置信。而历时十年的国际海洋生物普查计划也在今年结束,大规模普查发现了5300多种此前未知的海洋生物,而据科学家测算,世界各大洋总共生活着约1000万种不同物种。

  

  对于地球,我们的了解或许只是九牛一毛。

  

  石墨烯的革命

  

  这个从铅笔芯中得来的发现,看来要改写世界电子产业的未来了。2004年,曼彻斯特大学的安德烈·海姆用透明胶带,从一张涂满铅笔笔迹的纸上剥离出了石墨烯。其原子所独具的、像一张铁丝网似的六角形阵列排列方式,让它有潜力成为比钢铁坚硬十倍且导电时损失很少能量的材料,在改良后,石墨烯致力于塑造低功率电子元件,如晶体管。相比之下,铜线和半导体都会产生电脑芯片75%的能量消耗,这更让人们确定石墨烯拥有留名史册的本事。

  

  如今,石墨烯找到了能发挥它最优的功效的位置——高频范围设备。一直渴望能在手机通信中传输更多内容的手机制造商们,已急不可耐将宝贝石墨烯纳入怀中。而即便抛开这部分商业前景不谈,石墨烯依然“多技傍身”:光纤、电视显示器、高效太阳能电池,“出身”铅笔芯的它,俨然已成为各类实验室的贵宾。

  

  折叠DNA,改造内部世界

  

  这大概是最酷的折纸艺术——折叠DNA(脱氧核糖核酸)。但它的操作过程可与折纸不同:首先要提取数百条DNA;然后以化学方法进行修正,使这些DNA在不同的点相连一再将它们放置在一起,以一切可行的化学方法让它们彼此牢牢“黏合”住。如操作无误,最终将获得各种微小形状的DNA,以改造我们人体内部的世界。

  

  现阶段,DNA折叠最大的亮——点是利用该技术可得到一个纳米级的四面体——DNA“齿轮”,以及一个DNA“盒子”。这个“盒子”甚至是加锁的,可以用一小串基因做成的“钥匙”打开或锁上。尽管这一切看上去可能很无聊,但化学家们的这项研究将为几个宏大的构想提供最佳解决方案。那就是,递送药物至人体细胞核心、设计出以DNA为基础的计算机,以及制造出和标准尺寸机械一样运行的微米级生物机器。

You may also like...

发表评论

邮箱地址不会被公开。 必填项已用*标注