2012年世界十大科技進(jìn)展新聞

1、2012年世界十大科技進(jìn)展新聞 1 “好奇”號在火星成功著陸 美國東部時(shí)間8月6日凌晨，遠(yuǎn)征5.67億公里的美國“好奇”號火星車歷經(jīng)8個(gè)月飛行，在位于火星蓋爾隕坑中心山脈的山腳下成功著陸，開始其探索火星生命痕跡的旅程。登陸火星數(shù)分鐘后，“好奇”號陸續(xù)向地球傳回火星圖像。 “好奇”號被譽(yù)為人類在其他星球登陸的最精密移動(dòng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)室，是美國太空探索歷史上又一重要里程碑，是行星探索的巨大一步?！昂闷妗碧栭L約2.8米，重900多千克，長度是2004年在火星著陸的“勇氣”號和“機(jī)遇”號火星車的2倍，重量是它們的5倍多。它共有6個(gè)輪子，每個(gè)均擁有獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，兩個(gè)前輪和兩個(gè)后輪還配有獨(dú)立的轉(zhuǎn)向馬達(dá)。這一系

2、統(tǒng)可以使“好奇”號在火星表面原地360度轉(zhuǎn)圈?！昂闷妗碧柕膭?dòng)力由一臺多任務(wù)放射性同位素?zé)犭姲l(fā)生器提供，其本質(zhì)上是一塊核電池，使用壽命可長達(dá)14年。 2 加拿大科學(xué)家開發(fā)出人造大腦 加拿大一個(gè)科學(xué)家小組稱，他們已經(jīng)開發(fā)出迄今為止最接近真實(shí)大腦的機(jī)能大腦模型。這個(gè)利用超級電腦運(yùn)行的模擬大腦擁有的一個(gè)數(shù)碼眼睛，可以用來進(jìn)行視覺輸入，它的機(jī)械臂能繪制出它對視覺輸入作出的反應(yīng)。這個(gè)模擬大腦非常先進(jìn)，甚至能通過IQ測試的基本測試。加拿大滑鐵盧大學(xué)的神經(jīng)學(xué)家和軟件工程師表示，這是迄今為止世界上最復(fù)雜、最大規(guī)模的人類大腦模型模擬。這個(gè)名叫Spaun的大腦由250萬個(gè)模擬神經(jīng)元組成，它能執(zhí)行8種不同類型的任務(wù)。

3、這些任務(wù)的范圍從描摹到計(jì)算，再到問題回答和流體推理，可謂五花八門。測試期間，科學(xué)家亮出一系列數(shù)字和字母，讓Spaun記入儲存器，然后科學(xué)家亮出另一種字母或符號，作為指令，告訴Spaun借助它的記憶力做什么。隨后機(jī)械臂會(huì)描繪出任務(wù)輸出。該研究成果發(fā)表在科學(xué)雜志上。此前也有不少模擬大腦的項(xiàng)目，但僅模擬大腦的功能形式，而Spaun則能展示這些功能如何作用于各種行為。 3 科學(xué)家設(shè)計(jì)出世界上最細(xì)的納米導(dǎo)線 澳大利亞和美國科學(xué)家組成的研究團(tuán)隊(duì)1月6日在科學(xué)雜志上報(bào)告說，他們成功設(shè)計(jì)出迄今世界上最細(xì)的納米導(dǎo)線，厚度僅為人類頭發(fā)的萬分之一，但導(dǎo)電能力可與傳統(tǒng)銅導(dǎo)線相媲美。這項(xiàng)技術(shù)有望應(yīng)用于量子計(jì)算機(jī)研制領(lǐng)域

4、。科學(xué)家利用精心設(shè)計(jì)的原子精度掃描隧道顯微鏡，在硅表面以1納米間隔安放1個(gè)磷原子的方式制備了納米導(dǎo)線，其寬度相當(dāng)于4個(gè)硅原子，高度相當(dāng)于1個(gè)硅原子。通過這種方式設(shè)計(jì)的納米導(dǎo)線可以使電子自由流動(dòng)，有效解決了電阻問題。這一新技術(shù)表明，計(jì)算機(jī)元件可以降低到原子尺度，這是個(gè)巨大突破。量子計(jì)算機(jī)與傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)的一個(gè)主要區(qū)別是，傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)只使用1和0兩種狀態(tài)來記錄數(shù)據(jù)和進(jìn)行計(jì)算，而量子計(jì)算機(jī)可以同時(shí)使用多個(gè)不同的量子態(tài)，因此具有更大的信息存儲和處理能力，被認(rèn)為是未來計(jì)算機(jī)發(fā)展的方向。 4 癌癥干細(xì)胞研究獲新證據(jù) 很多時(shí)候，那些似乎已經(jīng)被治療消滅的癌癥又會(huì)卷土重來。一些科學(xué)家將此歸罪于所謂的癌癥干細(xì)胞，它們是

5、癌細(xì)胞的一個(gè)子集，能夠保持休眠狀態(tài)，從而逃避化療或放療，并在幾個(gè)月或幾年后形成新的腫瘤。這種想法一直存在爭論，然而，8月1日，自然、科學(xué)雜志網(wǎng)絡(luò)版發(fā)表的3篇論文提供了新的證據(jù)，表明在某些腦、皮膚和腸道腫瘤中，癌癥干細(xì)胞確實(shí)是腫瘤生長的源頭。 癌癥干細(xì)胞模式有別于認(rèn)為腫瘤生長機(jī)會(huì)均等的傳統(tǒng)理論，后者相信，任何以及所有的癌性細(xì)胞都能夠分裂并導(dǎo)致腫瘤的生長及擴(kuò)散。而癌癥干細(xì)胞模式則認(rèn)為，腫瘤生長具有更多的層次，主要由一個(gè)能夠進(jìn)行自我復(fù)制的細(xì)胞子集所驅(qū)動(dòng)，進(jìn)而生成腫瘤所包含的其他類型的細(xì)胞。在這些新的研究中，3個(gè)獨(dú)立的研究團(tuán)隊(duì)利用遺傳細(xì)胞標(biāo)記技術(shù)追蹤了特定細(xì)胞在生長的腫瘤內(nèi)部的增殖情況。這種細(xì)胞追蹤技

6、術(shù)是檢驗(yàn)癌癥干細(xì)胞模式的正確方法。 5 科學(xué)家發(fā)現(xiàn)“疑似”上帝粒子 歐洲核子研究中心宣布，該中心的兩個(gè)強(qiáng)子對撞實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目ATLAS和CMS均發(fā)現(xiàn)一種新的粒子，具有和科學(xué)家們多年以來一直尋找的希格斯玻色子相一致的特性。 ATLAS和CMS研究小組在4日上午的學(xué)術(shù)研討會(huì)上介紹各自研究成果，分別確認(rèn)目前通過大型強(qiáng)子對撞機(jī)取得的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)了在125-126吉電子伏特質(zhì)量區(qū)間存在一種新的粒子，數(shù)據(jù)的確定性為5西格瑪，即理論物理界可以確認(rèn)“發(fā)現(xiàn)”的水平。 希格斯玻色子是物理學(xué)基本粒子“標(biāo)準(zhǔn)模型”預(yù)言的一種自旋為零的玻色子，也被稱為“上帝粒子”。 盡管相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，這僅是初步結(jié)果，但其足以引起全球科學(xué)界的關(guān)注

7、。這是一項(xiàng)無與倫比的成就。這是粒子物理學(xué)和科學(xué)探索史上的重大時(shí)刻，意義深遠(yuǎn)。這一新發(fā)現(xiàn)將開拓實(shí)驗(yàn)和理論物理的新領(lǐng)域。 6 日本科學(xué)家首次用“人造”卵子產(chǎn)下小鼠 在利用源自干細(xì)胞的精子產(chǎn)下了正常幼鼠后，日本京都大學(xué)的一個(gè)研究小組又通過同樣的方式利用卵子完成了這一壯舉。這項(xiàng)研究最終有望為幫助那些不育夫婦懷孕帶來新的方法。 上述兩項(xiàng)研究所使用的干細(xì)胞都是胚胎干（ES）細(xì)胞和誘導(dǎo)多能干（iPS）細(xì)胞。研究人員從ES細(xì)胞和iPS細(xì)胞入手，并且在一種蛋白質(zhì)的“雞尾酒”中對其進(jìn)行培育，從而形成了與原生殖細(xì)胞類似的細(xì)胞。為了得到卵母細(xì)胞或前體卵細(xì)胞，研究人員隨后將這些原始細(xì)胞與小鼠胎兒的卵巢細(xì)胞相混合，從而形

8、成了再造的卵巢，并最終將其移植到活體小鼠的正常卵巢中。4周零4天后，那些與原生殖細(xì)胞類似的細(xì)胞發(fā)育成為卵母細(xì)胞。研究小組去除掉卵巢，得到卵母細(xì)胞，并且對其進(jìn)行體外授精，然后再將得到的胚胎移植進(jìn)代孕母親體內(nèi)。大約3周后，正常的小鼠崽誕生了。研究人員在10月4日的美國科學(xué)雜志上報(bào)告了這一研究成果。 7 英國研究發(fā)現(xiàn)一種高速磁存儲原理 英國約克大學(xué)等機(jī)構(gòu)的研究人員在自然通訊雜志上報(bào)告說，他們發(fā)現(xiàn)一種可用于開發(fā)高速磁存儲設(shè)備的原理，由此帶來的存儲速度可高出現(xiàn)有硬盤數(shù)百倍。 據(jù)介紹，現(xiàn)在硬盤等存儲器多使用磁性物質(zhì)，如果要記錄信息，就需要把磁性物質(zhì)的磁極顛倒，這個(gè)過程中常用的方式是使用外加磁場。 研究人員

9、發(fā)現(xiàn)，不使用外加磁場，單純使用熱量也能起到同樣的效果。其具體方式是向磁性物質(zhì)發(fā)射含有熱量的激光脈沖，它在吸收熱量后磁極也會(huì)顛倒。 參與研究的托馬斯奧斯特勒說，這是一項(xiàng)革命性的發(fā)現(xiàn)，可在此基礎(chǔ)上開發(fā)出存儲速度高出現(xiàn)有硬盤數(shù)百倍的存儲器，每秒鐘存儲的信息可以高達(dá)上萬億字節(jié)。由于不需要使用外加磁場，在此基礎(chǔ)上開發(fā)出的存儲器所消耗的能量也會(huì)更少。 8 天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)質(zhì)量是太陽170億倍的黑洞 霍比埃伯利望遠(yuǎn)鏡大質(zhì)量星系調(diào)查項(xiàng)目的天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了可能是迄今質(zhì)量最大的黑洞。這一罕見黑洞質(zhì)量達(dá)170億個(gè)太陽，位于NGC 1277星系，其質(zhì)量占了該星系質(zhì)量的14%，而通常黑洞只占其所在星系的1%。這一發(fā)現(xiàn)可能改寫

10、黑洞與星系的形成演化理論。相關(guān)論文發(fā)表在11月29日的自然雜志上。 NGC 1277位于距地球2.5億光年之外的英仙座星團(tuán)，大小只有銀河系的1/10。此前哈勃太空望遠(yuǎn)鏡已經(jīng)給NGC 1277拍過照。本次研究又結(jié)合了霍比埃伯利望遠(yuǎn)鏡數(shù)據(jù)，并在超級計(jì)算機(jī)上運(yùn)行了多種模型計(jì)算，結(jié)果發(fā)現(xiàn)其中存在一個(gè)質(zhì)量達(dá)太陽170億（誤差范圍30億）倍的黑洞。 研究人員還發(fā)現(xiàn)，NGC 1277星系是一個(gè)較小的透鏡星系（在星系型態(tài)分類上是介于橢圓星系和螺旋星系之間的星系），內(nèi)部均為古老恒星，其中最“年輕”的恒星壽命也有80億年。 9 德國首次從皮膚細(xì)胞中培養(yǎng)出成體干細(xì)胞 德國馬克斯普朗克協(xié)會(huì)3月22日宣布，該機(jī)構(gòu)研究人

11、員成功從已分化體細(xì)胞皮膚細(xì)胞中培養(yǎng)出成體干細(xì)胞，為全球首創(chuàng)。 現(xiàn)階段，具有分化多種組織細(xì)胞潛能的誘導(dǎo)多功能干細(xì)胞（iPS細(xì)胞）成為不少干細(xì)胞專家的研究重點(diǎn)，人類已能從已分化的體細(xì)胞中培養(yǎng)出iPS細(xì)胞。不過，這種干細(xì)胞雖可分化成任意組織，但由于其分化能力過強(qiáng)，導(dǎo)致有時(shí)不但無法實(shí)現(xiàn)目標(biāo)組織再生，反而分化出癌細(xì)胞，形成腫瘤。而本次研究人員利用皮膚細(xì)胞培養(yǎng)成體干細(xì)胞的方法剛好可解決這一問題。成體干細(xì)胞是一種存在于已分化組織中的未分化細(xì)胞，可自我更新并形成特定組織。研究人員將實(shí)驗(yàn)鼠皮膚細(xì)胞放在特定培養(yǎng)環(huán)境中，皮膚細(xì)胞在特殊生長因子的誘導(dǎo)下，成功“變身”成體神經(jīng)干細(xì)胞。通過成體干細(xì)胞的培養(yǎng)可更有針對性、更

12、安全地實(shí)現(xiàn)特定組織再生。這種方法具有巨大的醫(yī)學(xué)應(yīng)用前景。 10 首個(gè)“超電子”電路問世 美國科學(xué)家們用光子取代電子，制造出首個(gè)由光子電路元件組成的“超電子”電路。相關(guān)研究發(fā)表在自然材料學(xué)雜志上。 “超電子”中的“超”指的是超材料嵌入材料中的納米圖案和結(jié)構(gòu)，使其能采用以前無法做到的方法操控波。賓夕法尼亞大學(xué)電子和系統(tǒng)工程學(xué)院納德恩西塔團(tuán)隊(duì)在實(shí)驗(yàn)中利用亞硝酸硅制造出梳狀的長方形納米棒陣列。這種新型納米棒的橫截面和其間的孔隙形成的圖案能復(fù)制電阻器、感應(yīng)器和電容器這三個(gè)最基本電路元件的功能，只不過其操縱的是光波。在實(shí)驗(yàn)中，他們用一個(gè)光子信號照射該納米棒，并在波通過時(shí)用光譜設(shè)備進(jìn)行測量。他們使用不同寬度

13、和高度組合的納米棒重復(fù)該實(shí)驗(yàn)后證明，不同大小的光電阻器、感應(yīng)器和電容器都可以改變光“電流”和光“電壓”。恩西塔表示：“我們能通過安排不同的電路元件制造出無數(shù)個(gè)電路，我們也希望設(shè)計(jì)出更復(fù)雜的光學(xué)元件，以獲得具有不同功能的光子電路。” 獲得提名的其他候選條目 （按報(bào)道時(shí)間先后為序） 荷蘭發(fā)明能提高太陽能電池效率的納米涂層 荷蘭原子和分子物理學(xué)研究所發(fā)表新聞公報(bào)說，其科學(xué)家研制出一種特殊的納米涂層，能夠大幅提高太陽能電池效率。荷蘭科學(xué)家設(shè)計(jì)了一種特殊的納米涂層。涂層中的納米粒子是圓筒狀結(jié)構(gòu)，而且這些圓筒的幾何尺寸恰好適合捕捉太陽光。 在實(shí)驗(yàn)中，荷蘭科學(xué)家使用飛利浦公司開發(fā)的一種新型“印刷”技術(shù)，成功

14、將納米涂層直接印刷到現(xiàn)有太陽能電池的硅晶片上。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，印刷完涂層的硅晶片呈黑色，反射率被大幅降低。 研究小組負(fù)責(zé)人阿爾伯特普爾曼說，“新涂層不僅適用于太陽能電池，在普通照相機(jī)和攝像機(jī)的鏡頭以及光學(xué)儀器等領(lǐng)域也有廣泛應(yīng)用前景。” 大猩猩基因組測序完成 自從人類基因組在10年前測序完畢后，研究人員一直夢想能夠破解其他3種類人猿（黑猩猩及矮黑猩猩、大猩猩、猩猩）的脫氧核糖核酸（DNA）。如今，最后剩下的大猩猩基因組測試也已完成，從而揭示了這種最大的靈長目動(dòng)物與我們之間的一些有趣的聯(lián)系。令人感到驚訝的是，部分人類基因組與大猩猩基因組的相似性居然高于后者與黑猩猩基因組的相似性，并且一些之前認(rèn)為對人類的

15、獨(dú)特進(jìn)化很關(guān)鍵的基因?qū)τ诤谛尚啥酝瑯又匾?來自英國辛克斯頓市維康信托基金會(huì)桑格研究所的研究人員3月7日在自然雜志上報(bào)告了這一研究成果。 首個(gè)初級量子網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建成功 十多年來，物理學(xué)家一直在試圖用量子力學(xué)方法傳遞機(jī)密信息，進(jìn)而不必?fù)?dān)心其被截獲。但他們一直沒有創(chuàng)造出一個(gè)真正的量子網(wǎng)絡(luò)。如今，一個(gè)德國研究小組使用兩個(gè)完全分離的原子建立了首個(gè)真正的量子連接。研究人員表示，很多這樣的連接結(jié)合在一起便能夠構(gòu)建一個(gè)完整的網(wǎng)絡(luò)。 德國加爾興市馬普量子光學(xué)研究所的Stephan Ritter和同事，在4月12日出版的自然雜志上報(bào)告了一個(gè)初級的量子網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)有兩個(gè)基于束縛在位于街道兩側(cè)單獨(dú)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)光腔中的單個(gè)

16、原子的量子節(jié)點(diǎn)。這是科學(xué)家首次實(shí)現(xiàn)這種初級的量子網(wǎng)絡(luò)，為實(shí)現(xiàn)真正意義上的量子網(wǎng)絡(luò)邁出關(guān)鍵一步。 法國研制的納米級塑料具有高導(dǎo)電性 來自法國國家科研中心和斯特拉斯堡大學(xué)的研究人員在自然科學(xué)雜志網(wǎng)絡(luò)版上介紹說，一種最新研制的塑料纖維實(shí)際上綜合了目前常見的兩種導(dǎo)電材料金屬和塑性有機(jī)聚合物的優(yōu)點(diǎn)。它成本低，易處理，像塑料一樣輕且柔韌，而導(dǎo)電性能又類似金屬，可媲美銅線。 法國國家科研中心已為此項(xiàng)科研成果注冊了專利。研究人員認(rèn)為，21世紀(jì)電子工業(yè)面臨的一大挑戰(zhàn)就是如何將組件微縮至納米尺度。這種導(dǎo)電性能極佳的塑料納米纖維將有助于解決這個(gè)問題。他們表示，下一步會(huì)嘗試把這種塑料納米纖維應(yīng)用于電子設(shè)備的生產(chǎn)中，如

17、制造可彎曲的顯示屏或太陽能電池等。 美首次向國際空間站發(fā)射商業(yè)飛船 美國太空探索技術(shù)公司5月22日凌晨向國際空間站發(fā)射“龍”飛船，這是世界第一艘向空間站發(fā)射的商業(yè)飛船。 “龍”飛船高約6.1米，直徑約3.7米，于22日攜帶500多公斤貨物發(fā)射升空，25日與空間站對接，返程時(shí)承載約600多公斤載荷，成功完成首次由商業(yè)飛船向空間站運(yùn)送補(bǔ)給的任務(wù)。5月31日，“龍”飛船已于當(dāng)天中午墜入太平洋海域?；厥蘸螅褒垺憋w船被運(yùn)往太空探索技術(shù)公司位于得克薩斯州的工廠進(jìn)行檢測并卸貨，其中一些高價(jià)值試驗(yàn)載荷將在48小時(shí)內(nèi)送交航天局。 “龍”飛船未來將放棄水上著陸技術(shù)，而通過推進(jìn)器進(jìn)行地面著陸。 多國科學(xué)家完成西紅

18、柿基因組測序 一個(gè)國際研究團(tuán)隊(duì)5月31日在英國自然雜志上以封面文章形式發(fā)表研究報(bào)告說，他們完成了對西紅柿的基因組測序，這將有助于將來培育更優(yōu)良的西紅柿品種。 這個(gè)項(xiàng)目由一個(gè)稱作“西紅柿基因組聯(lián)盟”的研究團(tuán)隊(duì)完成，成員包括14個(gè)國家的研究人員。其中，中國科學(xué)家高質(zhì)量地完成了測序總?cè)蝿?wù)的1/6。據(jù)報(bào)告介紹，他們選取了農(nóng)產(chǎn)品中常見的一種西紅柿開展基因組測序，結(jié)果顯示其基因組約含3.5萬個(gè)基因。研究人員同時(shí)還對另一種野生西紅柿進(jìn)行基因組測序，這兩個(gè)基因組高度相似，差異只有約0.6%。對普通消費(fèi)者來說，這一成果意味著今后可能會(huì)出現(xiàn)更好吃的西紅柿品種。 科學(xué)家造出全新量子物質(zhì)形態(tài) 美國斯坦福大學(xué)宣布，他們

19、用金屬鏑造出世界上第一個(gè)雙極量子費(fèi)米子氣體。研究人員認(rèn)為，該費(fèi)米子氣體兼具晶體和超流液二者看似矛盾的特征，是一種全新的量子物質(zhì)形態(tài)。這標(biāo)志著人們在理解費(fèi)米子系統(tǒng)性質(zhì)，將凝聚物質(zhì)物理學(xué)中的超自然現(xiàn)象引入現(xiàn)實(shí)應(yīng)用等方面，邁出了重要的一步。相關(guān)論文發(fā)表在物理評論快報(bào)上。 研究人員指出，這種費(fèi)米子氣體有望帶來量子液晶，也就是那些構(gòu)成大部分顯示器所用液晶的量子力學(xué)版；或者帶來一種超級固體，這是一種假設(shè)的物質(zhì)態(tài)，理論上這種固體具有超流液的特征。 小體積十億像素相機(jī)問世 英國自然雜志刊登報(bào)告說，研究人員開發(fā)出首個(gè)體積較小的十億像素相機(jī)，它不僅在清晰度方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出普通相機(jī)，而且體積也不像天文臺所用的十億像素觀測設(shè)備那樣龐大。 美國杜克大學(xué)等機(jī)構(gòu)研究人員報(bào)告說，他們研發(fā)出的名為AWARE-2的相機(jī)不僅像素能達(dá)到十億以上，并且體積相對較小，其長寬均為0.75米，高0.5米。與一些高清相機(jī)拍攝角度