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細數當今最前沿的科學理念

編輯: 路逍遙 關鍵詞: 青年文摘 來源: 逍遙右腦記憶

  英國時政周刊《新政治家》于近日列舉出數項目前最為嶄新的科學理論,人們可以從中前瞻那些正在或即將深化人類認識的觀念。而回溯往昔,每一次的科學技術革命,不正是仰仗于這些不斷顛覆、更新的思維歷程嗎?
  
  生生不息,進化不止
  
  進化之手并沒有停止操控人類,雖然極其緩慢,但現代世界的人們依然身處進化當中。不同基因組的對比表明,自然界的壓力仍在發揮作用。例如,科學家已知生活在非洲和亞洲的數十億人因為遺傳基因的問題,體內不能產生足夠的乳糖酶去消化牛奶,但幾乎所有的歐洲人和美洲人都能每天喝牛奶。而現在,這種專職于消化乳糖的基因,正逐漸從歐洲人擴散至地球上的其他人群。又例如,一個能提高生育率的基因,現正在歐洲人身上變得越來越常見。
  
  而在這進化不止的過程里,疾病是第一大驅動力。明顯的例子是,現在幾乎所有人都已經失去了半胱天冬酶-12基因,其原因最可能就是因為攜帶半胱天冬酶-12的人更易受到細菌感染和敗血癥的侵害。
  
  世上本沒有“時間”
  
  物理學家們不懈尋找一個終極的、萬能的理論,卻在“時間”這一問題上碰了壁。他們需要將量子力學和相對論這兩大物理學經典理論統一起來。其中,量子力學是人類對微觀粒子行為的描述,而相對論適用于解釋宏觀的空間、時間和物質相互作用的機制。但目前出現了最大的絆腳石,就是時間,它在這兩種理論中分別以不同的方式運行著。
  
  在相對論中,相對運動的物體擁有不同的時間推移,因此不存在對時間的絕對性測量;而量子理論呢,它可以告訴你一個電子的所在之處,卻無法告訴你電子在那已經待多久了,時間在此時甚至不是一個可被測量到的角色。
  
  因此,為搬走這塊絆腳石,現在出現了一個較激進的觀點——把時間看成一個人類自己編造的概念——既然它無法在宇宙進程中發揮基本、明確的作用,我們的理論或許該徹底摒棄它。就當這世上本沒有“時間”,說的人多了,也就有了它。
  
  衰老?打!
  
  老化,是永懸人類頭頂的一把達摩克利斯之劍。我們能不能在自己的基因組上安個“開關”,切斷衰老的進程,大幅延長壽命?目前,蠕蟲、老鼠及果蠅實驗已顯示,停止某類基因的功能,或者修改其他類型基因,可使得特殊的化學組合物質充盈實驗體,顯著延緩其衰老速度。而科技含量比較低的做法是:通過調整飲食,或者注射減緩衰老的荷爾蒙,從而改變身體的化學環境。這條探索之路十分誘人,但同時也引起廣泛爭議。
  
  相當一部分生物學家仍認為,止住衰老的想法只是個海市蜃樓,因為我們有永遠不能克服的生物程序:細胞在一段時間后就會死亡;而基因組不可避免遭受日久耗損;再加上,細胞分裂時還可能會產生致命的基因復制錯誤。這些都令否定者們堅信走向衰老是人類的終極歸宿。不過,人類與衰老的對抗的關鍵詞,已經由最初的“絕不可能”,轉變為“非常困難”,僅這本身就是一個令人興奮的進展。
  
  “升級版”人類駕臨
  
  現在的醫學科技基本都是為了幫助有健康問題的人,然而在不久的將來,也許是一代或兩代人之后,人們則要作出選擇:是否要利用醫學將自己的孩子塑造成“升級版”人類?
  
  生物學家雷·科茲威爾領導的研究小組表示,醫學現正在靠近一個轉折點,技術將很快能改進人類的腦力和體能,實現能力所及的一個質的飛躍。而有些在現在就已經不是什么新鮮事兒:用來治療兒童多動癥的藥物已被廣泛用于提高注意力;治療弱視的視網膜植入技術如今被發展為仿生眼,治療帕金森癥等神經疾病的大腦植入手術,成為搭建神經改良和插入式記憶升級技術的橋梁,試管受精胚胎的基因診斷,為病嬰接受同胞移植創造了更多可能,等等?萍,正逐步幫助人類不斷超越自己的極限。
  
  然而,有一個問題仍需討論:那些沒有“升級”的普通人,在這些“超人”當道的未來社會怎么生存呢?
  
  尋找“失蹤”的宇宙
  
  過去的十年中,最重要的一項科學成果即是發現宇宙在不斷地膨脹,顛覆了地心引力會使宇宙膨脹速度減緩的舊理論,證明有負壓強能量的存在。研究數據表明,宇宙中只有約4。6%是原子的世界,暗物質占了23%,而暗能量占宇宙總質能的72%。
  
  無奈的是,對于“暗”字頭的這兩項,人們尚無多少頭緒。僅能推測,暗物質粒子的屬性應不同于我們已發現的任何粒子,人們執著探索它數年,現正等著大型強子對撞機(LHC)能給我們制造出來一點,而暗能量,它既不是任何已知粒子,也不是這些粒子間的真空區域,對它的研究成為宇宙學中最具挑戰性的課題。這二者湊成了近96%的宇宙,而它們卻以一種人類目前無法了解的形式存在著,形同“失蹤”。因而,對它們的認識每前進一小步,都意味著對宇宙未知領域探索邁出一大步。
  
  人類:走的只是尋常路
  
  不要再以為自己是這星球上的備受“特殊照顧”物種了。因為直到現在,我們也只發現了三個基因是為人類所獨有的。放大了說,也許人類兩萬個基因中,特別加蓋了我們這一物種印章的,或許不足二十個。
  
  動物學家們已發現,虎鯨和海豚的族群內,有著截然不同的文化亞群;黑猩猩們能表現出受道德約束;大象能彼此溝通;小學課文里,我們就知道烏鴉會用工具,即使蠑螈和蜘蛛,也不失為個性一族,某種程度上讓人類也嘆為觀止;而倭黑猩猩和紅毛猩猩,或許可以濫竽充數人類的語言和姿勢。
  
  實際上,地球上的其他靈長類動物,都擁有和人類極為相似的腦細胞,人類所持的唯一令自己顯得比它們聰明的本事,就在于更善于使用陰謀和計策。這一點上,霍金所認為的“正是人類骨子里自私和侵略性的因子,能幫助人類一次次渡過生死攸關的局面”,確有其道理。
  
  地球:神秘一如往昔
  
  平均深度4000米、覆蓋了70%地球表面的海洋,是地球最大的生物棲息地。海神大部分的領地于人類而言,還都是從未探索過的領域,而每次潛入深海,科學家們總能收獲新的物種。就在今年7月,英國阿伯丁大學海洋實驗室研究中心的科學家于大西洋700米至3600米深處發現了十多種海洋新物種,這些生物有著怪異的身形、鮮亮的顏色以及幾近透明的身體,構造讓人難以置信。而歷時十年的國際海洋生物普查計劃也在今年結束,大規模普查發現了5300多種此前未知的海洋生物,而據科學家測算,世界各大洋總共生活著約1000萬種不同物種。
  
  對于地球,我們的了解或許只是九牛一毛。
  
  石墨烯的革命
  
  這個從鉛筆芯中得來的發現,看來要改寫世界電子產業的未來了。2004年,曼徹斯特大學的安德烈·海姆用透明膠帶,從一張涂滿鉛筆筆跡的紙上剝離出了石墨烯。其原子所獨具的、像一張鐵絲網似的六角形陣列排列方式,讓它有潛力成為比鋼鐵堅硬十倍且導電時損失很少能量的材料,在改良后,石墨烯致力于塑造低功率電子元件,如晶體管。相比之下,銅線和半導體都會產生電腦芯片75%的能量消耗,這更讓人們確定石墨烯擁有留名史冊的本事。
  
  如今,石墨烯找到了能發揮它最優的功效的位置——高頻范圍設備。一直渴望能在手機通信中傳輸更多內容的手機制造商們,已急不可耐將寶貝石墨烯納入懷中。而即便拋開這部分商業前景不談,石墨烯依然“多技傍身”:光纖、電視顯示器、高效太陽能電池,“出身”鉛筆芯的它,儼然已成為各類實驗室的貴賓。
  
  折疊DNA,改造內部世界
  
  這大概是最酷的折紙藝術——折疊DNA(脫氧核糖核酸)。但它的操作過程可與折紙不同:首先要提取數百條DNA;然后以化學方法進行修正,使這些DNA在不同的點相連一再將它們放置在一起,以一切可行的化學方法讓它們彼此牢牢“黏合”住。如操作無誤,最終將獲得各種微小形狀的DNA,以改造我們人體內部的世界。
  
  現階段,DNA折疊最大的亮——點是利用該技術可得到一個納米級的四面體——DNA“齒輪”,以及一個DNA“盒子”。這個“盒子”甚至是加鎖的,可以用一小串基因做成的“鑰匙”打開或鎖上。盡管這一切看上去可能很無聊,但化學家們的這項研究將為幾個宏大的構想提供最佳解決方案。那就是,遞送藥物至人體細胞核心、設計出以DNA為基礎的計算機,以及制造出和標準尺寸機械一樣運行的微米級生物機器。


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