【菜科解读】

美国《大众机械》网站追踪人类科学探索10年进程

揭秘8大科学谜团新进展

国际科技周刊science weekly

美国《大众机械》网站2000年曾列举科学领域最深奥难解的8大谜团，10年后《大众机械》网站再次追踪这8大科学谜团的研究进展。

谜团1 治愈癌症？

10年前，《大众机械》网站曾认为，预防应该是避免癌症的解决方案之一。

10年来，尽管由各种恶性疾病引起的死亡率下降了几个百分点，但某些癌症，如恶性黑素瘤、白血病、胰腺癌以及肾癌等发病率却呈上升趋势。

同时，化学治疗、放射性治疗以及手术治疗等手段治疗效果仍不乐观。

目前，阻击癌症发病的最新策略是找到病毒感染机制。

美国路易斯维尔大学进化生物学家保罗·埃瓦尔德认为，到2050年有95%的癌症患者都将被证明是由感染引起的，而现在这一数字仅为15%至20%。

科学家已经知道肝炎病毒与肝癌有关，人类乳头瘤病毒可能导致宫颈癌、直肠癌、阴茎癌、脑癌、颈椎癌等多种癌症，而幽门螺杆菌感染可能会引起胃癌。

埃瓦尔德表示，如果能够绘制出完整的病原体图谱，则有助于人类最终克服癌症。

病毒本身也许并不是引起突变的必要因素，但是却能够使得细胞更加脆弱，从而更容易发生突变。

病毒就是这样为癌症的发病打开了大门。

根据这种说法，更多地使用疫苗，合理使用抗生素以及提高卫生标准，或许可以显著地降低癌症发病率。

埃瓦尔德表示："安全治愈和预防癌症最理想的方式就是识别和锁定它们的感染诱因。

如果在医学上能够做到这一点，那就是控制感染。

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新进展：如果绘制出完整的病原体图谱，将有助于最终克服癌症

谜团2 长生不老？

塞内克斯生物科技公司2000年时在研制某种可实现抑制作用的药物。

研究人员还继续深入分析端粒。

端粒是一种DNA序列，会在细胞分裂过程中逐步变短直到细胞最终变异或死亡。

近期的研究发现也验证了端粒的功能。

《自然》杂志于2010年11月公开的一项研究中，老鼠被抽取端粒后再被植入，这一过程发生了奇迹般的返老还童现象。

从技术上讲，数年前人们就可以通过各种方式提高体内端粒的水平，但这种技术至今未得到临床评估。

同时，两种在人类身上试验的合成催化剂SIRT1和STACs今年已投入使用，它们可以模拟热量限制效应。

在酵母、灵长类动物身上的试验表明，这种效应可以放慢新陈代谢速度，缓解老化进程。

美国伊利诺伊大学公共卫生学院流行病学教授杰伊·奥尔沙恩斯基则认为，百岁以上老人的基因具有可限制老化进程的特别

功能。

"新英格兰百岁老人研究"是全球最大型的专门研究高龄老人的计划，该项目正对约1600名百岁老人及数百名他们的子女进行跟踪研究"。

新进展：发现端粒功效；

发现新的催化剂

谜团3 创造生命？

人类至今仍未解开地球的生命之谜，如何创造生命，人类认识仍然很模糊。

由零开始创造生命，这一领域的研究最大进展是由著名遗传学家克雷格·温特尔于2010年5月取得的。

温特尔和他的研究团队创造了首个合成有机体。

科学家在实验室中利用化学物质制造了一整个基因组，然后将这个合成基因组植入到一个空细胞中。

接下来，这个细胞根据植入的基因指令开始自我复制和修正。

这个人造的生命形式，被称为"综合体"。

但是，美国宾夕法尼亚大学生物伦理学家亚瑟·卡普兰认为："温特尔并没有真正创造出生命。

但他的研究表明，一个人造基因组可以为细胞提供动力，从而向真正的人造生命迈进了关键的一步。

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新进展：出现首个人造生命形式"综合体"

谜团4 存在灵魂？

10年前，《神经理论学原理》的作者、神经学家纽博格和他的研究团队就已开始对130人的大脑进行研究，研究人员将继续对那些涉及宗教和精神状态的大脑结构网络进行更广泛的研究。

目前，他们正在对中国西藏的僧侣、佛教的尼姑和基督教徒的大脑进行扫描研究，而这些人都是从事冥想等精神方面的事业。

纽博格认为，通过发现大脑如何从事宗教方面的活动，神经理论学或许可以解答大脑和身体功能与灵魂活动之间的联络。

此外，还有一些科学家试图从量子力学角度分析意识和灵魂的产生，而传统的意识结构是基于典型的物理学，即我们的思维源自由数十亿个神经元组成的网络。

哈梅洛夫和合作者朋罗斯提出了一种量子意识理论，即Orch OR理论。

这种量子意识理论为微型的细胞结构增加了一个重要功能，即"微管"。

这种所谓的"微管"组成了我们细胞内部的"骨架"。

该理论认为，意识也依赖于大脑神经元内部微管的量子计算。

新进展：将量子力学引入研究

谜团5 外星生命？

许多天文学家都声称，地球之外肯定存在外星生命。

近期的一些发现亦让人看到了寻找外星生命的希望。

红矮星Gliese 581的发现令天文学家兴奋不已。

去年4月，天文学家声称在这颗近邻星球周围发现了第6颗系外行星Gliese 581g，被认为是第一颗位于宜居带的行星。

该行星的质量可能是地球的3到4倍，半径大概相当于地球的1

倍到1.5倍。

如果能够证实该行星是岩质的，则很有可能成为一处宜居住所。

不久前，美国太空总署发布了一项争议性的发现，即一种细菌可以用砷来代替磷作为自己的DNA组成物质，而砷则对于大多数生命都是有毒的。

这一发现引起了广泛的争论，因为此前难以想象生命竟然如此多样化。

"搜寻外星智慧"计划资深天文学家什斯塔克表示："无论身处何地，生命总能找到东西吃。

"

数年来，天文学家一直在致力于寻找类地行星。

最近，天文学家声称他们发现了首颗岩质系外行星，这颗行星大小大约是地球的1.4倍。

预计于2015年发射升空的"詹姆斯·韦伯"望远镜将为天文学家提供更清晰的外星世界视角。

新进展：新发现层出

谜团6 超越光速？

科学家们也一直在致力于超光速的研究。

近年来，科学家实施了许多相关的实验，比如由美国普林斯顿大学科学家王利军2000年进行的实验和德国科学家2007年进行的实验都取得了一定的进展。

最初，科学家坚信没有任何物质或信息能够突破光速，但光脉冲却能够做到。

在真空状态下，在不同位置测到的光脉冲似乎以一种难以置信的速度在传播。

不过，这一速度仍然无法对我们太空旅行提供太大的帮助。

2007年的实验仍然存在争议。

贝勒大学物理学教授克利弗尔认为，在"量子纠缠"现象中，信息的传播速度似乎比光速快。

2007年和2008年的两次实验表明，"量子纠缠"的速度至少是光速的1万倍。

未来实现超光速的方法可能是跳跃到多维空间中，不过这种方法目前我们还无法理解。

美国太空总署突破推进物理学计划前负责人马克·米利斯现致力于研究星际旅行，他表示，"肯定还有我们没发现的物理学领域"，并指暗物质和暗能量或许能够为我们带来曙光。

新进展：仍存争议

谜团7 时光穿梭？

由于突破光速极限至今未能得到真正实现，穿越时光旅行似乎更加难以想象。

美国国家标准和技术局去年两次实验都证实了这种理论。

因此，我们的大脑比心脏要老化得更快，不过在人的一生中大脑的年龄仅比心脏年龄大900亿分之一秒。

科学家研究发现，一个物体越接近光速，时间对它来说就会越慢。

因此，一部时光机器就可以简化为一台巨大的离心机，这部离心机可以让一个人以接近光速旋转。

不过，美国查普曼大学量子研究中心主任托拉卡森认为，这种方式有可能让离心机内的那个人四分五裂。

新进展：时光机或为一台巨大的离心机

谜团8 其他宇宙？

有科学家根

据物理学定律的特征，提出了对等宇宙的说法。

这种多元宇宙的理论也是量子力学发展的一个必然结果。

科学家认为，这些其他并存的宇宙或我们之前的宇宙或许会在深空中留下证据。

英国牛津大学科学家朋罗斯和美国耶里万物理研究所科学家古尔扎戴安在宇宙微波背景辐射中发现了他们所说的巨型同心圆，这些同心圆可能就是宇宙多次大爆炸并重生留下的证据。

不过，这些中心圆区域的温度要低于平均温度。

在这十年中，还有一些科学家通过对宇宙微波背景的探测发现了相似的证据。

因此，他们认为，可能有其他的宇宙撞击过我们的宇宙，从而留下了这些"疤痕"。

欧洲航天局"普朗克"太空望远镜将绘制出更详细的宇宙微波背景图，或许能为这个谜团给出最终的答案。

新进展：发现"疤痕" (宗禾)

■科技传真

思想帽

2月10日，澳大利亚科学家最新研制了一种"思想帽"，能够激发人体大脑的潜质。

让人脑变聪慧实现了从理论向实践的重要一步。

太阳立体图

美国宇航局2006年发射的两颗太阳探测卫星STEREO运动到太阳两侧相反的位置上，首次从前后两面拍摄下了完整的太阳立体图，第一次确认了太阳是一个球形。

图为2月6日美国公布的太阳图片。

虾化石

2月9日，秘鲁发现8500万年前的虾化石。

液态盔甲

英国科研人员最近成功研发一种革命性的"液态盔甲"，名为"防弹奶黄"，预计在2年内可供英军使用。

"防弹奶黄"这种高度机密的物料，能够透过变厚和硬化，来吸收子弹或榴弹冲力。

五个科学无法解释的未解之谜

灵魂是否存在历史背景：人类对灵魂的探讨可追溯至几千年前，不同文化、宗教中均有关于灵魂的传说与观念，早期人类就对灵魂怀有敬畏与恐惧。

主要观点：非物质存在：部分人认为灵魂是非物质形态，与躯体共生，躯体死亡灵魂也随之消散；

或认为灵魂是独立生命形态，人死后进入更高时空维度（如四维空间）。

精神寄托说：更多人觉得灵魂是人类在拥有宗教、哲学、信仰后创造的概念，是人类对生命渴望的精神寄托。

研究现状：目前既未发现人死后灵魂存在的确凿证据，也无法证明灵魂不存在，其本质仍是未解之谜。

生命起源之谜常见解释及问题：神创论：认为生命是某种智慧生物创造，但此解释陷入逻辑死循环，无法说明创造生命的智慧生物起源。

自然发生论：认为生命从无生命物质中自发产生，然而生命复杂程度极高，现代科技无法用无生命物质制造出最简单的生命细胞，自然发生的概率微乎其微。

研究困境：除上述两种解释外，尚未找到其他合理且被广泛认可的生命起源解释。

宇宙的边界问题争议观点：无限宇宙观：因宇宙从大爆炸后持续加速膨胀，许多人认为宇宙无边界。

有限宇宙观：从科学角度思考，世间万物似乎都有大小和边界，如地球曾被古人认为无限大，但走出地球后发现是有边界的球体。

现实情况：宇宙由“可观测宇宙”和“不可观测宇宙”组成，因宇宙膨胀，遥远星系以超光速远离我们，我们只能看到部分宇宙，在观测到全部“不可观测宇宙”前，难以确定宇宙是否有边界。

梦境的真实性梦境体验：每个人都有做梦经历，多数梦境模糊，但少数非常真实，醒来后梦中人或物仍印象深刻，甚至有人难以分清现实与梦境。

相关猜想：平行世界论：有科学家猜想梦境可能是真实的，是我们在另一个平行世界的经历。

平行世界与多元宇宙论相关，随着科技发展，认可该理论的科学家增多。

多维空间关联：科学家认为平行世界与多维空间关系密切，人类生活在三维空间，之上还有更高维度空间，不同平行世界存在于不同维度，梦境可能是连接现实与平行世界的桥梁。

研究现状：目前这些只是猜想，尚未有确凿证据揭开梦境谜团。

宇宙中是否存在其他高级文明推测依据：地球是宇宙中普通行星，因具备适合生命存在的条件才有生命诞生。

宇宙有138亿年历史，行星数量难以计数，存在其他适合生命诞生行星的可能性极大，甚至可能存在领先人类数十亿年的高级文明。

现实情况：然而，我们眼中的宇宙一片死寂，迄今未发现任何外星人存在的痕迹。

科学家虽提出很多观点，但都只是猜测。

人类科学界公认的125个未解之谜都有哪些？

人类科学界公认的125个未解之谜源于2005年美国《科学》杂志为纪念创刊125周年发布的“125个科学前沿问题”清单，涵盖了从宇宙本质到生命起源的核心难题。

1. 宇宙相关宇宙由什么构成：已知宇宙大部分质量由难以直接观测的暗物质构成，暗能量则推动宇宙加速膨胀，但具体成分和性质不明。

宇宙是否唯一：目前不清楚我们所在的宇宙是独一无二的，还是存在多元宇宙。

是什么驱动宇宙膨胀：科学家发现宇宙在加速膨胀，但对于推动这种膨胀的能量来源（暗能量）的本质了解有限。

黑洞的本质是什么：黑洞具有强大引力，连光都无法逃脱，其内部的物理规律和结构仍是未解之谜。

正物质为何多于反物质：在宇宙诞生之初，理论上正物质和反物质应等量产生，但现实中正物质占主导，原因未知。

2. 生命科学相关意识的生物学基础是什么：不清楚意识究竟是大脑活动的结果，还是某种更深层次的存在。

为什么人类基因会如此之少：人类的基因数量相对较少，但却展现出高度的复杂性和智能，其具体机制有待研究。

遗传变异与人类健康的相关程度如何：尚未明确遗传变异在多大程度上影响人类健康及疾病的发生发展。

是什么控制着器官再生：一些生物具有强大的器官再生能力，而人类的再生能力有限，控制器官再生的机制尚不明确。

地球生命在何处产生、如何产生：地球上的生命如何从无机物中诞生的过程仍不明确。

3. 物理相关物理定律能否统一：广义相对论和量子力学分别在宏观和微观领域取得成功，但如何将二者统一是理论物理的一大难题。

量子不确定性和非局部性背后是否有更深刻的原理：量子力学中一些奇特现象背后可能存在更基本的物理规律等待发掘。

重力的本质是什么：虽然牛顿和爱因斯坦对重力有不同的解释，但重力的本质和产生机制还有待深入探究。

时间为何不同于其他维度：时间具有单向性等独特性质，与空间维度有明显区别，其原理尚未明确。

是否存在比夸克更小的基本粒子：目前夸克被认为是基本粒子，但不能排除存在更小构成单元的可能。

这份清单虽已发布近二十年，但其提出的问题仍是当今科学界致力攻克的核心方向，后续科学进展如引力波的发现等均与之紧密相关。