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2006:喧闹的世界科学舞台
 
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日期:2007-01-10   作者:匿名   2007年第1期    点击数:9505
2006年的科学舞台喧嚷热闹,各种发现令人眼花缭乱。不过,《科学》(Science)杂志主编唐纳德·肯尼迪(Donald Kennedy)对科学舞台上的其他声音啧有怨言,忍不住在年终总结时抱怨道:“政治和宗教的声音曾经大过科学本身,特别是在美国。”然而,科学舞台上会没有其他的声音吗?2006年的一些重大科学发现不是与人们的生活息息相关,就是涉及对人类起源的基本认识;而一些涉及伦理争议的生物研究技术和医疗手段更是在美国社会引起广泛关注,讨论的声浪一波接一波。

生命科学:备受关注并欣欣向荣

2006年,生命科学研究无疑是最被关注而欣欣向荣的学科。唐纳德·肯尼迪在2006年末总结的年度10大科学发现中,生命科学占了7个席位,可谓一枝独秀。《自然》(Nature)杂志似乎也对生命科学情有独钟,在其每期的“科研之光”(Research Highlight)栏目的10把交椅中,总会为生命科学保留3~4个位置。

2006年11月,德国麦克斯-普朗克进化人类学研究所(Max-Planck Institute for Evolutionary Anthropology, Germany)的科学家理查德·格林(Richard E. Green)和同事们在《自然》杂志上发表文章,证明穴居野人和现代人在大约50万年前走上不同的道路。理查德说:“穴居野人现已灭绝,他们是和现代人类关系最近的族群,所以,探明他们和现代人在基因上的不同,是一个非常珍贵的研究机会。我们辨识确定了一位生活在三万八千年前的穴居野人的化石,它没有受到现代人类DNA的污染。从这个化石提取的DNA测序探明了穴居野人的核DNA序列。通过和现代人类以及黑猩猩的DNA序列进行比较,我们发现穴居野人和现代人类的基因组在大约50万年前发生偏离。”

“这种基因上的差异可能是人类进化的关键一步。”《科学》杂志评论道。有趣的是,大众传媒对这一科学发现的介绍和评论各不相同。在英国BBC电视台欢呼“穴居野人的基因组揭开了人类进化的奥秘”的同时,美国的CNN电视台则强调“人类不是穴居野人的后代”。考虑到一直就存在的人类起源“神创论”和“进化论”之争,不难看出不同西方国家的社会主流对这一科学发现的心态和想法颇为不同。

无论如何,2006年是令进化论者欣喜若狂的一年。4月,美国费城自然科学研究院(Academy of Natural Sciences, Philadelphia)的爱德华·戴史勒(Edward B. Daeschler)和哈佛大学有机体与进化生物学系(Harvard University, Department of Organismic and Evolutionary Biology)的法瑞士·詹金斯(Farish A. Jenkins, Jr)及其同事曾在《自然》上发文报告,他们发现了一种与四足哺乳动物(tetrapod) 相像的古代鱼类化石,认为这表明了四足动物的进化由来。尽管科学家假设四足动物和鱼类之间存在一定的联系,但是以前一直缺乏四足动物起源的化石。爱德华报告在北极发现一种古鱼类化石具备和四足动物类似的头骨、脖子和腕关节,以及其他一些和四足动物类似的特征。他认为这种鱼当时生活在浅水及地面。对此,瑞典乌普萨拉(大学)生物系(Department of Biology, Uppsala, Sweden)的科学家普艾瑞克·艾尔伯格(Per Erik Ahlberg)评论道:“考古学给出了动物从水生到陆生的坚实一步”。

2006年最吸引大众眼球的科学新闻也来自于生命科学的领域。8月,美国先进细胞技术公司(Advanced Cell Technology)的研究人员宣称,他们在不破坏胚胎继续发育的情况下成功地从动物体中获取了干细胞。这项技术绕过了指责“干细胞研究破坏胚胎,扼杀生命”的伦理瓶颈,带来广阔的应用前景,当时引起美国朝野广泛关注。不过,美国国立卫生研究院(National Institutes of Health)主持干细胞研究的詹姆士·拜泰(James Battey)认为,以新技术提取干细胞后的胚胎仍然可能面临发育过程中的一些危险。

虽然如此,干细胞研究之风丝毫没有停滞的迹象。2006年末,《自然》杂志以“脑,修复你自己”为题高度评价了加利福尼亚大学圣弗朗西斯科分校(University of California, San Francisco)的詹裕农(Yuh-Nung Jan)在《细胞》杂志上发表的工作。詹裕农的工作表明,在神经干细胞富集的某一脑区(subventricular zone),某一特殊基因(Numb)能够调控神经干细胞发育成神经元,从而维持该脑区的结构。当这一基因缺失时,该脑区结构会出现大的空洞。然而,这些空洞可以在六周之内被那些“逃脱一死”的干细胞所填补修复。

“我们的结果表明哺乳动物的脑内存在一种自我修复的机制。……神经干细胞可用于神经退化疾病的治疗,”詹裕农说。

除了干细胞研究,疾病治疗的对象也成为引起伦理争议的焦点。传统观念认为,疾病治疗总是以病人为中心,以帮助病人恢复正常功能,减轻痛苦。然而,疾病治疗是否会有以病人亲属为中心的时候呢?最近美国发生的一起真实病例就是为了减轻病人亲属的负担而对病人实施特殊手术,却激起了轩然大波。今年九岁的美国女孩爱诗丽(Ashley)出生时一切正常,但她的思想和运动发育似乎停滞不前。神经科学家经过多年治疗仍然束手无策,迄今没有找出病源。爱诗丽的父母把她称为“枕头上的天使”,因为她总是乖乖地头倚在枕头上。爱诗丽的身体外形发育一切正常,但是却永远不能站起来活动。由于爱诗丽的父母认为她治愈的可能性为零,便从三年前开始要求医院给她施行一种特殊的手术,包括大剂量的激素治疗,切除乳腺和子宫,以期她能够从此不再长大。爱诗丽的父母宣称,他们这样做的目的“一方面是为了减轻照看的负担,更主要的目的是提高爱诗丽的生活质量。……这样,爱诗丽就可以免受月经和乳房发育的烦扰。”

这一病例在2007年1月经美国媒体披露后,立即引起纷纷议论。一些伦理学家质疑这种治疗是否真能提高爱诗丽的生活质量,减轻其父母的负担。一些生物学家则质疑该治疗手段能否达到让爱诗丽停止发育的目的。“这种特殊治疗即使可行,也决不适宜推广。”芝加哥儿童纪念医院(Chicago's Children's Memorial Hospital)的约珥·弗来德(Joel Frader)博士认为,社会应当做更多的事情来关心那些家有病人而生活在痛苦之中的亲属,而不是采取这种办法。

隐身衣:从神话到现实

“隐身衣”不是一个新鲜词儿,东西方神话、科幻小说里都出现过这个玩意。然而,你是否想过你真的可能有朝一日穿上它呢?

2006年11月,美国杜克大学(Duke University)的大卫·史密斯(David Smith)教授和他的英国、美国同事们制成了世界上第一件隐身衣--尽管尚有许多地方有待改进。“这件隐身衣能够减少所覆盖物体的光线散射和缩小影子,所以看起来像空旷无物一样,”大卫说。

说来神奇,其实,隐身衣的设计思想并不复杂。“隐身”的关键在于改变受测物体的电磁波,使之具有类似玻璃的光学特性。大卫给物体罩上一层由特殊材料(metamaterial)制成的壳(也就是“隐身衣”),当一定波长的光接触这层“壳”时,光波“弯曲”绕行,就象从来没有碰到这层壳。既然没有反射光进入人眼,自然也就无法觉察到该物体的存在。

我们姑且不论这一发明在军事上的价值,“隐形”在科学研究上的价值也是令人兴奋的。《科学》杂志甚至大胆预测到不同光学特性的“隐形”材料能够模拟弯曲的宇宙空间。

从神话到现实,2006年的“隐身衣”可谓人类美梦成真的一个见证。

慢慢消失的冰川,上升的海平面

圣诞大假,许多美国人选择到气候温暖的佛罗里达州去度假。当他们在海滩边嬉戏时,可能很少有人会想到,也许,仅仅是几百年之后,南佛罗里达就要消失在海平面之下了。

这不是危言耸听。冰川学家已经发出了警告。覆盖着格林兰岛和北极的冰原,是世界上最大的两个冰原,正在以越来越快的速度溶解。而且,令人费解的是,冰川加速融化的速度要远远大于空气和海水变暖的速度。

冰川学家们谁也不知道未来将会发生什么事。也许这种融化将随着气候而变化,也许冰川的融化速度会降慢,但一切都有待将来的研究来回答。但是,有一点较为肯定:冰川的融化和人类活动引起的地球变暖有关。

对于这个事关所有地球人的问题,《科学》杂志嚷嚷着要让各国政府,尤其是美国政府,拿出一个办法来。看来,科学舞台上还是少不了要有各方面的声音。

热热闹闹的2006年过去了,科学舞台上的大戏还在不断地上演。2007年会有什么好节目,就让我们拭目以待吧。



胡一昕,《华盛顿观察》2007年第1期,1/10/2007
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