观察

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探索火星新技术也能造福人类

4月13日，英国《星期日电讯报》报道，英国莱斯特大学的科学家眼下正与欧洲航天局合作，为2018年火星探索计划提供一辆火星车。此次“登火”计划的另一辆火星车由美国国家航空航天局研发。

在这项欧美合作的火星探索计划中，英国将承担1.46亿英镑(大约2.22亿美元)的费用。虽然部分英国民众认为支出过大，但一些英国科学家指出，正如美国“阿波罗”探月计划一样，火星探索计划催生出的新技术将造福人类社会。

《星期日电讯报》说，20世纪60年代到70年代的“阿波罗”探月计划不仅将人类送上月球，还衍生出计算机X射线轴向分层造影扫描机、防火服等一系列技术。

英国莱斯特大学教授马克·西姆斯告诉《星期日电讯报》记者，火星车成功着陆火星要求苛刻，每个配件必须“重量更轻，耗能更省”。因此，科学家不得不研发全新技术。

为探寻火星生命痕迹，火星车配备了一套便携检测分析设备。这种设备只有手掌大小，却拥有一整座常规实验室的分析功能。莱斯特大学科学家安德鲁·鲍耶说，对一些血液、药品等检测技术相对落后的发展中国家而言，这种便携式检测分析设备“的确有益”。

另外，建造火星车孕育出一套全新金属塑型工艺，此工艺每年可为食品和饮品业节省100万英镑(152万美元)的包装费用。

爱因斯坦方程显示大型强子对撞机可能形成黑洞

据物理学家组织网4月22日报道，关于大型强子对撞机，人们最关心的一个问题是，它有可能会导致黑洞形成，摧毁整个世界。虽然大部分科学家并不认为大型强子对撞机产生的东西会摧毁地球，但一些科学家认为，大型强子对撞机里发生的高能对撞，可能会形成黑洞。加拿大温哥华英属哥伦比亚大学的马修·卓普提克和美国新泽西州普林斯顿大学的弗兰斯·比勒陀利乌斯通过最近的努力，已经为这个观点找到了更加有力的证据。

卓普提克和比勒陀利乌斯把他们的研究成果和结论发表在《物理评论快报：超相对论粒子撞击》杂志上。卓普提克指出，人们曾用50多年时间，设法把粒子物理学与万有引力定律结合在一起。他解释说：“从经典物理学级别来说，我们认为我们很好地了解了万有引力定律。然而从量子力学的角度来看，我们对万有引力

德发明“电转气”法解决可再生能源储电难问题

众所周知，我们可以利用天然气等气态化石燃料发电，但德国研究人员却“倒行逆施”，发明了一种“电转气”的方法，目的是解决风能、太阳能等可再生能源发电在短时间内过剩而产生的储电难问题。

德国弗劳恩霍夫学会4月26日发表公报说，目前全球风能和太阳能发电量日益增多，但是如何有效储存和综合利用这些绿色电能却是人们仍在努力解决的技术问题。

弗劳恩霍夫风能及能源系统技术研究所、德国巴符州太阳能和氢研究中心合作研究出一个储电新思路：首先利用短时“过剩”的风电或太阳能电将水电解为氢气和氧气，再用生成的氢气与二氧化碳反应产生甲烷。这个过程实际上就是利用“过剩”的电能人工合成天然气。这些天然气可以很方便地导入现有的天然气基础设施中，得到综合利用。

目前科研人员在斯图加特建立的一个演示设备已开始有效运转，电转气的能量转换率超过60%。德国研究机构正在与奥地利一家太阳能企业合作推进这一技术产业化。一点也不了解。科学家一直在努力寻找一种方法，能让我们像了解最小的粒子是如何在量子级别的环境下产生作用一样，很好地了解量子引力。虽然解决这些等式并不能回答所有问题，但它确实证明了我们的假设是正确的。”

这些场计算背后隐藏的一个重要原理是弦理论。弦理论指出，在典型物理学里看到的三维立体空间以外，存在多维空间。卓普提克说：“如果另外的维确实存在，它们可能有十分之一微米到一微米大。如果额外的维足够大，大型强子对撞机里发生的粒子撞击，可能就会形成黑洞。”

当然，这些黑洞会非常小，而且很难被发现。另外，它们几乎是在瞬间消失，因此，即使它们曾存在过，我们也会很难发现它们。卓普提克解释说：“像这种撞击，你应该把注意力集中在碎片上。你应该着眼于空间里的衰减模式。在正常撞击过程中，会有大量碎片被炸飞。如果有个黑洞产生并很快消失了，这个模式看起来会更像球形，而不是呈喷射模式。”

日科学家发现精子能“返老还童”向干细胞逆转

日本科学家日前报告说，在精子形成过程中，部分细胞能“返老还童”，向干细胞逆转。

日本自然科学研究机构基础生物学研究所发表新闻公报说，该所教授吉田松生和京都大学研究员中川俊德等合作发现，精子形成过程中的细胞在一定时期内可以“返老还童”，变回干细胞。

上个世纪70年代，科学家提出精子形成的“As模型”。根据这个模型，精子的形成过程是这样的：干细胞分裂产生两个细胞质相连的子细胞。随着分裂继续，子细胞数量逐步增加到4个、8个、16个……

以前认为，这种分裂过程是不可逆的，即分裂后的细胞无法再回到干细胞状态。吉田松生等的成果修正了这个认识。

在研究中，科学家利用绿色荧光蛋白跟踪精子的形成过程。结果发现，大部分细胞形成精子的同时，还有一小部分细胞回到初始的干细胞状态。

日本科学家的论文发表在美国《科学》杂志网络版上。

科学家畅想土卫六生命一定散发着难闻气味

据美国宇航局太空网报道，如果土星的卫星——土卫六上确实存在生命，那么它们一定散发着难闻气味。长期以来这颗冰卫星一直被认为是一个有可能发现地外生命的地方，但是人们至今仍没在那里找到任何可证明有生命存在的迹象。科学家表示，如果土卫六上果真存在生命，构成它们的成分可能包括那些对人类来说有毒和令人作呕的化学物质。

麻省理工学院和总部设在英国剑桥的鲁弗斯科技公司(Rufus Scientific)的生物化学家威廉姆·贝恩斯说：“根据这个想法，你根本无法成为外星大使，与它们友好握手。”他解释说，对我们来说，这些其他世界的生命形式可能太陌生，我们可能很难识别出它们是生命，与它们接触将被证明会对我们非常有害。

例如，土卫六上的生命，新陈代谢可能涉及磷化氢和硫化氢等化学物质，对人类来说，它们都是既难闻又有毒的气体。贝恩斯告诉美国宇航局太空网说：“对我们来说，它们都是非常可怕的化合物。不过如果这种生命确实存在，我们的化学组成可能对它们也很危险，会与它们发生反应。”

土卫六是一个与地球有很大区别的世界。它的体积是月球的2倍，是土星的最大卫星。它拥有一个由氮构成的橙色烟雾组成的厚厚的大气层。因为它与太阳的距离大约是地球与太阳距离的10倍，土卫六是一个异常寒冷的世界，它的表面温度是零下292华氏度(零下180摄氏度)。在这种温度下，水始终处于冰冻状态。然而土卫六上有大量液态甲烷和乙烷湖，有科学家认为，这些地方可能是一些生命形式的栖息地。

科学家首次发现产生极光的电子

近日科学家首次通过太空卫星阵发现产生极光的加速电子，从而对电子加速过程和能量转移进行深入研究。

据国外媒体报道，科学家在地球磁层首次发现在极地区域产生美丽极光现象的加速电子。伦敦大学马德里空间科学实验室（MSLL）的科林·福赛斯（Colin Forsyth）博士昨日在格拉斯哥大学召开的“英国皇家天文学会”国家天文学会议上提交了欧洲航天局、美国宇航局关于建设太空卫星检测阵地方面的最新研究结果，同时他表示在未来会提供新的方法来监测极光。

据悉，太空卫星检测阵地由四个相同的航天探测卫星组成，为科学家在5万千米的上空建立三维展示区域提供了不同的磁层观点。这个卫星监测阵地会用一种建立在MSSL上的名为PEACE（或等离子电子和电流实验）的设备来通过3万电子伏特的能量去测量电子的速率。研究表明，来自于太阳风的带点粒子构筑成了高速围绕在地球周围并指向两极的磁场，继而撞击大气分子，从而产生人们看到的闪闪发亮的极光。

研究显示，卫星1和卫星3均横跨同一条磁场线，但科学家通过其中一个在我们上空1000千米的星簇探测卫星可以直接测量出正在沿着朝向地球的一条磁力线加速的电子。据研究负责人说，卫星阵在通过极光区域时，其中一个必须要求在较其余探测卫星更高的纬度飞行。我们通过测量在不同高度的粒子能量及其加速度，就可以更好地分析加速过程及能量从磁层转移到大气层的过程。

科学家称发现宇宙加速膨胀的确切证据

据美国太空网报道，通过对宇宙近50万个变形的星系进行深入的研究，一支由多国科学家组成的研究团队近日发现了宇宙扩张速度正在不断加速的确切证据。这些变形星系都是由“哈勃”太空望远镜所观测到的。宇宙扩张的加速理论还证实了爱因斯坦的广义相对论。

利用“哈勃”太空望远镜所拍摄的557张宇宙照片，科学家们得以对超过44.6万个星系进行了全面而细致的研究。这项研究最终证实了科学家们长期以来的想法，即一种被称为暗能量的神秘力量不仅仅在驱动宇宙的扩张，而且以更快的速度扩张。英国爱丁堡大学科学家帕特里克-西蒙是研究论文的联合作者之一。西蒙在一份声明中表示，“这项研究工作所涉及的星系绝对数量是前所未有的。但是，更重要的是我们从这些空前庞大的数据集中获取了关于宇宙不可见结构的大量有价值的信息。”

长期以来，天文学家一直都知道宇宙仍在不断地扩张。1929年，著名天文学家埃德温-哈勃测量了许多星系的宇宙速度，他发现那些被测量的星系都在宇宙中加速远离我们。

1998年，两个天文学家小组宣称，宇宙不仅仅正在扩张，而且还在不断加速。该理论坚信，最终这些星系的距离会达到足够的远，导致一个星系所发出的光将无法达到另一个星系。此外，星系间的观测和通信也将成为不可能之事。只有本地的星系群才有可能组合在一起，但从长期来看，这种组合的前景也存在不确定性。

中国月球车制造完毕 2013年搭嫦娥三号探月

2013年，由中国自行设计研制的“中华牌”月球车将乘坐“嫦娥三号”探月卫星“亲近”月球。目前，该月球车已制造完毕。

4月9日，在重庆向各大高校学子作主题为《嫦娥一号与深空探测》报告时，中国科学院院士、中国嫦娥工程总指挥兼总设计师叶培建最新透露，我国至少已研制出了十几架月球车。叶培建称，月球车是一种能够在月球表面移动，并完成探测、采集和分析样品等复杂任务的机器人。

“要记住，这个月球车是‘中华牌’!”叶培建反复强调，该月球车是由中国自行研制的。叶培建透露，目前，中国国内至少已研制出了十几架月球车，其中准备登月的“中华牌”月球车由航天科技集团第五研究院主要负责研制。

据介绍，在该月球车研制过程中，中国教育部以湖南大学为核心，以多个高校为支撑而成立的“深空探测中心”为此工程提供了不少技术支持。

按照时间表，2013年，“嫦娥三号”计划将“中华牌”月球车送上月球，使其完成月球软着陆过程，并实施无人登月探测，主要探测月球表面及内部情况。预计到2017年，中国可实现月球车对月球的无人采样并返回。

叶培建同时透露，“嫦娥二号”探月卫星2010年将择日奔月，“嫦娥四号”探月卫星工程也已进入初样阶段工作，进展良好。

中国启动载人空间站工程 明年开始密集发射

在4月13日落幕的“载人航天工程工作协作配套工作会议”上，中国载人航天工程副总指挥、总装备部副部长牛红光透露，今年是我国载人工程交会对接任务准备十分关键的攻坚年，也是载人空间站工程启动实施的开局年。

牛红光表示，我国将于2011年上半年发射“天宫一号”目标飞行器，2011年下半年发射神舟八号飞船，实施我国首次空间飞行器无人交会对接飞行试验；此后，2012年上半年和下半年将分别发射神舟九号、神舟十号飞船，与目标飞行器进行交会对接，以突破和掌握飞行器空间交会对接技术。“天宫一号”既是交会对接目标飞行器，也是一个简易的空间实验室，我国将以此为平台开展空间实验室的有关技术验证。

目前，“天宫一号”目标飞行器、长征二号F火箭、神舟八号飞船等主要飞行产品正陆续转入正样生产、试验，“天宫一号”和神舟八号装载的各项空间科学实验载荷设备及有关地面系统任务准备工作进展顺利。

牛红光透露，在开展上述工作的同时，有关部门还组织航天及相关领域专家，完成了载人空间站工程2011年至2022年实施方案论证，该实施方案将于2010年上半年上报中央批准后启动。另外还深入开展了载人航天发展战略研究，对一批事关未来发展的重大关键技术启动了预先研究，以保持我国载人航天事业持续健康稳定的发展。

根据目前掌握的消息，明年发射的“神八”由“长征二号F”改进型运载火箭发射，地点仍在酒泉卫星发射基地；预计于2013年建成的海南文昌发射场主要发射运载能力可达25吨的“长征五号”火箭，与其配套的空间站以及其他适合低纬度发射的通讯、气象卫星也将在此发射升空。

我首台“龙芯”万亿次高性能计算机研制成功

我国首台采用国产高性能通用处理器芯片“龙芯3A”和其他国产器件、设备和技术的万亿次高性能计算机“KD-60”由中国科学技术大学和深圳大学联合研制成功，并于4月17日通过专家鉴定。这是继2007年底中国科大成功研制基于“龙芯2F”处理器的高性能计算机“KD-50-I”后，我国高性能计算机国产化的又一次重要突破。

去年，中科院计算技术研究所成功研制出了64位龙芯3A四核高性能通用处理器。以陈国良院士为项目负责人的研制队伍，依托“985”二期创新平台建设项目的支持，采用该处理器芯片，经过几个月的紧张工作和技术攻关，近日终于成功研制出KD-60。

据了解，该机采用单一机柜，集成了80余颗“龙芯3A”处理器，理论峰值计算能力达到每秒1万亿次。系统硬件由10个1U（标准机箱高度）的计算节点、1个2U的服务节点和显示终端、2个1U的48端口千兆以太网交换机组成；系统软件以开源软件为主，其中包括针对龙芯3A处理器体系结构专门优化的GotoBLAS 2数学函数库，以及自主研发的图形化系统监控软件KD-60 Monitor 1.0，具有兼容性强、易维护、易升级、易使用等特点。

与KD-50-I相比，KD-60体积减小了三分之二，相当于家用洗衣机的大小，整机功耗只有2381瓦，降低了56%，特别适合于高性能计算教学和创新型人才培养，可应用于有大规模科学与工程计算需求的相关学科研究，以及军事科学、国家安全和国民经济建设等诸多方面，将为我国与日俱增的大型、密集、高性能计算需求提供优良的服务。

专家称，KD-60万亿次机的研制成功，为最终研制出微波炉大小的桌面个人高性能计算机奠定了良好的基础。

俄美科学家首次合成第117号元素

据美国《纽约时报》4月7日报道，俄美科学家成功合成了一种拥有117个质子的新元素，它可能就是科学家一直寻找的第117号元素(ununseptium)，这将填补目前已被发现的第116号和118号元素之间缺失的“一环”。相关研究论文将在近期出版的《物理评论快报》上刊发。

以俄罗斯杜布纳联合核研究所尤里·奥加涅相为学术带头人的国际科研小组，使用该研究所的粒子回旋加速器，用由20个质子和28个中子组成的钙48原子，轰击含有97个质子和152个中子的锫249原子，生成了6个拥有117个质子的新原子，其中的5个原子有176个中子，另一个原子有177个中子。

杜布纳联合核研究所于2000年和2006年分别合成了第116号和迄今为止最重的第118号元素。第117号新元素成功合成后，从第112号至118号元素7种相邻新元素的产生都出自同门，这不能不说是人类科技史上一大奇观。

该项科研成果也支持了理论界长期以来的假设：新合成的元素会越来越重，它们最终会变得更加稳定，其寿命也比迄今为止的人造元素更长，这将证实“稳定岛”的存在。第117号新元素的相关实验证实了这一观点。奥加涅相小组对新元素进行放射性衰变分析后认为：“为预测超重元素‘稳定岛’的存在提供了实验证据。”

20世纪60年代，科学家提出了“稳定岛”理论。该理论认为，在质子数为114、中子数为184的区域附近存在一些衰变相对稳定的元素，这就是超重元素稳定岛。在这个“稳定岛”内的超重元素是相当稳定的，它们的半衰期甚至可能达到1015年。但到目前为止所生成的超重元素及其同位素的寿命都很短，大多在秒和毫秒的量级。

中国科学家首次揭示早期羽毛演化的“奥秘”

现代羽毛，无论属于何种鸟类，其发育过程总是一致的。然而在羽毛出现之初，其发育过程是什么样的？是否与现代羽毛一致？我国科学家的一项研究在世界上首次揭示了早期羽毛的发育现象，并提出完全依据现代羽毛发育资料建立的羽毛演化模型需要修订。这一成果发表在4月29日出版的英国《自然》杂志上。

目前学术界的主流观点倾向于认为，早期羽毛的发育过程与现代羽毛的发育过程一致。但中科院古脊椎动物与古人类研究所徐星研究员、山东天宇自然博物馆郑晓庭馆长和中国地质科学研究院地质研究所尤海鲁研究员共同研究发现，羽毛在演化早期阶段发育更具灵活性，发育机制更加多样。

要搞清早期羽毛的发育过程，至少要找到两个化石标本，它们要属于同一物种，还得处于幼年的不同阶段，还必须都完整保留着羽毛。科学家幸运地在山东天宇自然博物馆里找到了这样的两个标本。

“我们发现的这两件似尾羽龙标本属于不同的成长阶段，小一些的是幼年阶段的早期，大约相当于人类幼儿的一二岁；大一些的则属于幼年阶段的晚期，大约相当于人类幼儿的三四岁。”徐星说。

科学家发现，这两件标本上的羽毛明显不同：小个体标本上的飞羽和尾羽都属于一种近端带状正羽，只有初级飞羽，尾羽明显大于飞羽；大个体标本上的飞羽和尾羽都呈现典型的正羽形态，飞羽除了初级飞羽，还有次级飞羽，尾羽和飞羽大小差别也不明显。

“这两件标本的羽毛变化，有些与现代羽毛发育过程一致，有些却是无法用现代羽毛的发育机理来解释的。”徐星说，“比如小个体上的近端带状正羽就是现代羽毛发育过程中所不具备的。”

羽毛的演化一直是生物进化领域的一个难点。近年来，我国科学家在中生代晚期形成的地层中发现了带羽毛的恐龙化石，为羽毛起源与早期演化的研究提供了大量信息，相关成果引起了国际学界的广泛关注。科学家表示将会继续这一方向的研究，结合古生物学和现代发育学资料，进一步推动羽毛起源和早期演化的研究。

美科学家发现自私DNA在进化中起重要作用

自然界中的基因有千万种，哪类基因最为常见和最为丰富？由美国南佛罗里达州立大学、圣迭戈州立大学和芝加哥大学科学家组成的研究小组在对大量基因组进行成功解码后找到了答案，那就是有“自私DNA(脱氧核糖核酸)”之称的转座子。转座子基因的丰度和广度表明，它们在进化和生物多样性的保持中发挥了至关重要的作用。

转座子因其独特的行为在科学界获得了诸多“名号”。目前仅知的功能就是到处传播自己，故有人昵称其“自私基因”；根据转座子可在生物体内或生物体之间移动，并产生不断变化的遗传物质的特性，也有人将其叫做“跳跃基因”。南佛罗里达州立大学海洋科学学院研究员米亚·布赖特巴特称，转座子还有个称呼叫“剪贴基因”，它们能持续地改变和移动，有时甚至还能将其他基因一起带来。

此项发表在最新一期《核酸研究》上的发现之所以引起广泛关注，不仅是因其给这些常见的DNA片段带来了新的认识，还在于科学家们在该项目中所进行的大规模的计算。该项目由圣迭戈州立大学牵头，使用了阿贡国家实验室的一台目前世界上最快的计算机用于测序分析。研究小组对数千种细菌、古细菌、真核和病毒的基因组序列以及数千种环境群落宏基因组中的蛋白编码基因和基因标签进行了分析。

布赖特巴特说，科学家们常在研究项目中使用转座子基因来进行各种实验，以对研究的生物体内的基因实施变异、破坏或是敲除等。但转座子也能带来新的功能，并创造出生物体内的多样性。研究人员表示，转座子基因在基因组中是如此的无所不在，以至于它们常常被忽略。它们能从一个地方迁移到另一个地方，引发出通常而言是有害的变异和重组，但偶尔其也能帮助生物体存活。

生物学教科书一般认为在光合作用中能固定二氧化碳的酶是地球上最为丰富的酶，据此推测能对这种酶进行编码的基因也应当是最丰富的。共同研究者之一、开罗大学的拉米·阿齐兹表示，科学家们都会期待那些重要的基因出现在自然界最丰富基因榜的前列，不过研究却发现，被某些科学家称为“垃圾DNA”的转座子反倒统治着已知基因世界。