《科学》评2014最重大科学突破:罗塞塔登彗居首

北京时间23日消息，据国外媒体报道，“罗塞塔”号探测器的“菲莱”号着陆器虽然登陆67P/丘留莫瓦-格拉西梅彗星的过程并不顺畅，但仍就被《科学》杂志的编辑评为2014年最重要的科学突破。登陆之后，“菲莱”号曾发生弹跳。“菲莱”号任务是太空探索史上第一次成功的彗星登陆任务。67P/丘留莫瓦-格拉西梅彗星距地球5亿英里(约合8亿公里)。根据“菲莱”号传回的图像和数据，科学家得以进一步了解这颗多尘多冰彗星。在《科学》杂志评选的年度十大科学突破排行榜中，其他重大科研成就包括在印度西尼亚发现距今4万年的洞穴壁画以及研制出能够像白蚁一样协同工作，建造各种结构的新型合作式机器人。

在11月成功登陆彗星之后，“菲莱”号项目组宣布在彗星上发现有机分子。有机分子是形成生命所需要的必要组件。此外，科学家还发现这颗彗星主要由坚实的水冰构成，硬度与沙岩相当，表面被8英寸(约合20厘米)厚的尘土覆盖。在《科学》杂志评选的年度十大最具有突破性的科学成就中，“菲莱”号登陆彗星排在第一位。其他上榜的科学成就包括利用经过重编的皮肤细胞培育可分泌胰岛素的细胞，未来将用于治疗糖尿病。

在印度尼西亚苏拉威西岛的玛洛斯洞群，考古学家发现了史前手印涂鸦，年代可追溯到4万年前，远远超过此前的预计。玛洛斯洞群的壁画与在欧洲发现的古老洞穴壁画一样悠久，可能迫使人类学家改写人类文化的发展史。上榜的其他科学突破包括培育出能够将两种额外的基因“字母”融入它们DNA的细菌，以及造价低廉的微型立方体卫星技术实现腾飞，只需几十万美元而不是数亿美元便可进行太空探索。在另一项上榜科学突破中，科学家从影片《暖暖内含光》获得灵感，通过研究证明操纵老鼠的特定记忆具有可能性。他们采用的一项技术能够利用激光触发老鼠体内的神经细胞。研究中，他们删除老鼠的现有记忆，而后植入伪造的记忆。

《科学》杂志新闻编辑蒂姆-阿彭泽勒表示这一年的最大科学突破非“罗塞塔”号任务莫属。他说：“‘菲莱’号登陆彗星是一项令人惊异的壮举，吸引了全世界的目光。整个‘罗塞塔’号任务是一项了不起的成就。这项任务让科学家得以近距离观察彗星的升温、呼吸和@@。”“罗塞塔”号探测器是国际合作的结晶，世界各地的很多科学家参与其中。他们与美国宇航局和欧洲航天局共同努力，研制这颗探测器以及所搭载的“菲莱”号着陆器。
由于用于固定“菲莱”号着陆器的鱼叉型装置未能发射，着陆器发生弹跳，实际上进行了两次着陆。67P/丘留莫瓦-格拉西梅彗星的外形好似一只橡皮鸭，宽度2.5英里(约合4公里)，速度超过每小时8.39万英里(约合每小时13.5万公里)。追赶这样一颗彗星面临怎样的挑战我们可想而知。“菲莱”号着陆器的大小与冰箱相当，让它在快速旋转的彗星上着陆绝非易事。
67P/丘留莫瓦-格拉西梅彗星的外形好似一只橡皮鸭，宽度2.5英里(约合4公里)，速度超过每小时8.39万英里(约合每小时13.5万公里)。追赶这样一颗彗星面临怎样的挑战我们可想而知。“菲莱”号着陆器的大小与冰箱相当，让它在快速旋转的彗星上着陆绝非易事。这也就不难理解为何着陆过程并不顺畅。经过10年的追星之旅，“菲莱”号的第一次着陆尝试并不成功，用于减缓降落速度的助推器以及锚定系统出现故障。它在彗星表面两次弹跳，最后才成功着陆，此时的着陆点距原定着陆点大约0.5英里(约合805米)。不幸的是，“菲莱”号最终在一个斜坡上降落，太阳能电池板被部分遮挡，让科学家只有60个小时的时间收集数据。随后，“菲莱”号的电量耗光。不过，随着2014年底彗星进一步靠近太阳，“菲莱”号还有苏醒的可能。《科学》杂志撰稿人埃里克-汉德表示：“不管‘菲莱’号能否苏醒，‘罗塞塔’号的使命已经完成。这项任务开启了彗星研究的新时代。”

自1996年以来，《科学》杂志每年都会评选年度科学突破。这一年，他们采取了公众投票的方式，让网民通过他们的网站进行投票，选择他们认为的年度最重大科学突破。在公众投票中，“罗塞塔”号任务只获得17%的支持率，遗传“字母表”获得新字母的支持率最高，达到34%。

另外九大科学突破：

揭示恐龙如何**成鸟类

一支国际科学家小组对数千个恐龙和早期鸟类化石进行了分析，而后将它们与现代鸟类的骨骼进行比较。通过这项研究，他们得以了解确定的爬行动物如何成体型小重量轻并且能够飞行的鸟类。研究指出在鸟类出现前羽毛就已经到很先进的程度。除了帮助鸟翼类恐龙保持体温外，飞行还用于向异性炫耀，甚至帮助它们保持平衡。此外，科学家还发现飞行能力可能经历过数次。他们的研究发现描绘了一度动作迟缓的恐龙如何慢慢成体型更小，骨骼更细的鸟类，直至最终飞上蓝天。

年轻血液有“返老还童”功效

科学家发现通过注入年轻血液，让老年人的肌肉和大脑恢复青春活力的可能性是存在的。根据哈佛大学科学家进行的研究，年轻老鼠血液含有一种被称之为“GDF11”的蛋白质，能够增强老年老鼠的肌肉力量和耐力，此外还能促进大脑内的神经元生长。另一支研究小组发现年轻血液——哪怕是没有细胞的血浆——也能提高老年老鼠的空间记忆能力。现在，科学家正进行第一批临床试验，共有18名中老年阿尔茨海默氏症患者参加，注射年轻成年人捐献的血浆。

合作式机器人
科学家研制的自组织机器人，能够协同工作，建造高塔、城堡和金字塔等建筑。
一些机器人学家多年来一直致力于研制类人机器人，让机器人的各种能力和思维方式进一步接近我们人类。相比之下，其他科学家则从动物身上获得灵感，研制与类人版截然不同的机器人。哈佛大学的科学家便从白蚁身上获得启发，研制出能够在没有人类干预下协同工作，建造简单结构的微型机器人群。

美国的另一支研究小组打造了一个庞大的机器人群，数量达到数千，尺寸与一枚二角五分硬币相当。这些机器人能够组成方形、字母以及其他两维外形。另一项研究计划使用了10架四旋翼无人机，它们报告彼此的方位并作出相应调整，防止在编队飞行过程中发生碰撞，最后形成一个旋转的圆圈。

在另一项实验中，一支机器人船舰队上演较为复杂的群体机动，整个过程由利用摄像机对其进行追踪的中央电脑下达指令。这些研究成果意味着机器人群能够在将来的某一天完成当前只有人类才能完成的复杂任务，甚至有可能被送入太空，不知疲倦地执行维修任务。

仿人脑电脑芯片

IBM公司以及其他几家公司的电脑工程师研制出世界上第一个大尺寸神经形态芯片，在设计上能够以与人类大脑类似的方式处理信息。人类大脑的运转通过个体神经元细胞利用化学信号与周围的数千神经细胞进行通讯。这种运转方式允许大脑的不同区域并行处理大量信息，每个区域负责不同的任务，以提高效率。人类的大脑是一个异常复杂的网络，由大约1000亿个神经元细胞构成，神经元细胞由100万亿个突触相连。

IBM的神经形态芯片TrueNorth利用54亿个晶体管和2.56亿个突触模拟人类大脑的结构，构成了一个更为复杂的网络。据信，这种芯片能够在未来孕育出运算速度更快并且与人类大脑更为接近的电脑。借助于这种芯片，电脑能够实时处理来自传感器的海量数据。

印尼洞穴壁画年代远超此前预计
在印度西尼亚苏拉威西岛的玛洛斯洞群，考古学家发现一系列年代久远的手印涂鸦和动物画。考古学家此前认为这些壁画的年代可追溯到 1万年前，新研究发现玛洛斯洞群壁画的年代可追溯到3.5万年到4万年前。玛洛斯洞群的壁画与在欧洲发现的古老洞穴壁画一样悠久，可能迫使人类学家改写人类文化的发展史。
在印度西尼亚苏拉威西岛的玛洛斯洞群，考古学家发现一系列年代久远的手印涂鸦和动物画。考古学家此前认为这些壁画的年代可追溯到 1万年前，新研究发现玛洛斯洞群壁画的年代可追溯到3.5万年到4万年前。研究指出当时的古人在手上喷洒红色颜料，而后在墙壁上印出手印。此外，他们还在墙壁上描绘红色的鹿豚以及五颜六色的桑葚。

玛洛斯洞群的壁画与在欧洲发现的古老洞穴壁画一样悠久，可能迫使人类学家改写人类文化的发展史。在非洲发现的史前人类在蛋壳上描绘的几何图案的年代更为久远，可追溯到7.8万年前。在欧洲发现的历史最久远的古代绘画年代可追溯到3.5万年至3.9万年前。印度尼西亚的发现说明这种绘画创作在早期人类社会较为普遍，意味着现代人在6万年前离开非洲时就已经是技艺高超的艺术家。

利用激光操纵记忆
美国麻生理工学院的科学家从影片《暖暖内含光》获得灵感，通过研究证明操纵老鼠的特定记忆具有可能性。他们采用一项被称之为“光遗传学”的技术——利用病毒将光敏分子引入老鼠的神经元细胞——改变老鼠大脑的活动。研究中，他们成功删除老鼠的现有记忆，而后植入伪造的记忆。此外，他们还能将消极情绪的记忆变成积极情绪的记忆。
美国麻生理工学院的科学家从影片《暖暖内含光》获得灵感，通过研究证明操纵老鼠的特定记忆具有可能性。他们采用一项被称之为“光遗传学”的技术——利用病毒将光敏分子引入老鼠的神经元细胞——改变老鼠大脑的活动。研究中，他们成功删除老鼠的现有记忆，而后植入伪造的记忆。此外，他们还能将消极情绪的记忆变成积极情绪的记忆。

虽然这项研究引发争议，但研究中采用的技术必将产生深远影响。如果用于人类，这项技术允许医生控制患者的行为，可能帮助他们戒掉各种瘾，或者对抗抑郁症、精神分裂症等精神疾病。此外，遭受创伤的士兵和脊髓受损的患者也将成为受益者。医生可以利用这项技术绕过脊柱中的受损神经，缓解他们的痛苦或者帮助他们重获移动能力。

造价低廉的立方体卫星
立方体卫星是一种造价低廉的微型卫星，尺寸只有4英寸(约合10厘米)见方。虽然这种微型卫星在10几年前就被送入太空，但这项技术直到2014年才真正腾飞。立方体卫星一度作为大学生的教育工具。科学家表示当前的立方体卫星已开始从事一些科学研究工作。借助于这种微型卫星，只需几十万美元而不是数亿美元便可进行太空探索。
立方体卫星是一种造价低廉的微型卫星，尺寸只有4英寸(约合10厘米)见方。虽然这种微型卫星在10几年前就被送入太空，但这项技术直到2014年才真正腾飞。立方体卫星一度作为大学生的教育工具。科学家表示当前的立方体卫星已开始从事一些科学研究工作。

2014年，共有超过75颗立方体卫星被送入太空，在太空进行科学研究，例如充当地球成像设备，研究植物如何感知地心引力，测试新型智能手机技术和卫星通讯技术。科学家表示立方体卫星可用于建造太空望远镜阵列，监视地球环境。

遗传“字母表”获得新字母

地球上的所有生命都利用相同的基本要素构建遗传密码。遗传密码是一个长长的DNA链，利用4个基本分子构成所谓的遗传“字母表”。2014年，美国加利福尼亚州斯克里普斯研究所的科学家首次培育出含有两个额外遗传字母的生物——一种合成细菌。额外的遗传字母让它们的DNA链延长并且可以自我复制。虽然这种合成细菌无法在实验室以外的环境进行复制，但科学家相信它们可用于研制具有独特特性的生化药剂。

另一支研究小组研发出一个全新的遗传物质，被称之为“XNA”，能够催化简单的反应。他们希望利用这种遗传物质培育合成生命，具备一系列可以利用的新功能。

培育可分泌胰岛素细胞

2014年，加拿大不列颠哥伦比亚大学和美国哈佛大学的两支研究小组在实验室利用不同方式培育出与β细胞类似的细胞，让科学家拥有一个空前的机会研究糖尿病。β细胞是一种能够分泌胰岛素的胰腺细胞。利用人类胚胎干细胞治病疾病的研究一直进展缓慢。近10年时间里，科学家不断尝试将干细胞转化成能够分泌胰岛素的胰腺细胞。β细胞能够帮助调节血液中的葡萄糖水平，糖尿病患者的免疫系统会攻击并杀死这种细胞。

不列颠哥伦比亚大学和美国哈佛大学的研究表明可以利用重新编程的皮肤细胞培育β细胞。在正式用于治疗糖尿病患者前，科学家需要找到一种方式，防止患者的免疫系统攻击和杀死人工培育的β细胞。目前，他们正将利用健康个体的皮肤细胞培育的β细胞与糖尿病患者的β细胞进行比较，以确定二者之间是否存在任何差异。www.etufo.org