盘点2012年国外十大科技新闻

“国外科技十大新闻”记录了2012 最值得铭记、对人类社会影响最为深远的科技成果，这些成果涵盖了天文、生物等多个前沿科技领域，不仅指引着未来世界科技的发展方向，也与我们的生活息息相关。

那些激动人心的发现让我们敬畏：上帝粒子的发现，是近几十年来物理学领域最重大的发现；“好奇号”登陆火星，再次激发了人类对空间探索的热情和愿望；来自超级计算机的虚拟大脑将是未来科学发展的一个重要领域；量子网络的进展，有望使未来的互联网更方便、更快捷，给未来人类社会带来难以想象的变化；人工合成的XNA 具有可代替DNA 的功能，对人造生命有重大意义；艾滋病的预防药物上市，也给减少艾滋病的威胁带来了新的希望。让我们走入“国外科技十大新闻”。

1.“好奇”号在火星成功着陆

美国东部时间8月6日凌晨，远征5.67 亿公里的美国“好奇”号火星车历经8个月飞行，在位于火星盖尔陨坑中心山脉的山脚下成功着陆，开始其探索火星生命痕迹的旅程。登陆火星数分钟后，“好奇”号首次向地球传回火星图像，随后，分辨率更高的图像也陆续传回地球。“好奇”号长约2.8 米，重900 多千克，共有6 个轮子，每个均拥有独立的驱动马达，两个前轮和两个后轮还配有独立的转向马达。“好奇”号的动力由一台多任务放射性同位素热电发生器提供，其本质上是一块核电池，设计使用寿命为14年。“好奇”号被誉为人类在其他星球登陆的最精密移动科学实验室，是美国，同时也是世界太空探索历史上又一重要里程碑。

2.首个原子X 射线激光诞生

1月，美国能源部国家加速器实验室（SLAC）的科学家获得了迄今为止波长最短、颜色最纯的X 射线激光，并应验了45年前的一个预言——可以像制造可见光激光一样，通过使原子内部电子从高能级向低能级跃迁并在这一过程中释放单色光来获得X 射线激光。

相比号称世界最强大X 射线激光器的LCLS 发出的脉冲，原子X 射线激光的波长只有其1/8，并且颜色更纯，能够清楚地区别以前不可能看到的超快反应的细节，将生物分子的工作情况“尽收眼底”。该成果能帮助深入观察分子和原子世界，相当于开启了一扇通往新发现的大门。

3.首个量子初级网络构建成功

量子世界有一种“心灵感应”——两个微观粒子无论相隔多远，只要彼此处于量子纠缠，通过改变一个粒子的量子状态，就可以使另一个粒子状态也发生改变。利用量子纠缠特性，制造出比互联网快千万倍的通信方式，是长期以来的幻想。

4月15日，德国马普量子光学研究所的科学家历经数年，设计出一种“完美控制”量子网络中所有组件的方法，首次将两个各自代表网络节点的系统通过60 米长的光纤相连，并在它们之间进行量子信息的高效率和高保真交换。

这是首个初级量子网络，其包含一对纠缠原子，这对纠缠原子可通过单光子相互传递信息，成为“第一个在节点之间可完成量子信息可逆交换的量子网络原型”。尽管它只是初级量子网络，但却是第一次远距离在大量分离的粒子之间创建量子纠缠，为科学家们提供了一个清晰的可扩展视角。

4.人工合成XNA 可实现DNA 功能

4月，英国医学研究委员会分子生物学实验室人工合成了一种名为XNA 的物质，在存储、传递遗传信息等关键功能上可以替代DNA。它与DNA 一样使用碱基作为链齿，XNA 链条和DNA 链条之间还可互相结合，实现遗传信息的传递，准确度高达95%以上。如果满足一些前提条件，部分XNA 聚合物在试管中还能如DNA 一样进化成不同形态。此外，XNA 还具有抗生物降解特性，比天然DNA 更坚固，将来应用在核苷酸治疗方面更具优势。

这一人工物质的诞生，或许能在实验室里创造出遗传方式与地球现有生物不同的“另类生命”，从而揭示生命起源的秘密。它还可以帮助解析DNA 如何在生命演化中变得如此至关重要，甚至有助于寻找地外生物。

5.人类首次可用意念控制机械手臂取物

5月，美国布朗大学公开了利用脑机接口技术，让残障病人通过“意念控制”活动机械手臂的实验：两位瘫痪多年的中风患者脑部植入电极后，只用大脑信号的指示就能控制机械手臂抓起小球，其中一位卧床14年的女士还拿起咖啡杯送到嘴边喝了一口。

将思维与机械相结合的尝试从上世纪70年代开始。脑机接口技术获取大脑神经信号的方式有两种，大部分采用头皮电极，相对安全但其信息采集的效果较差。此次实验则用了具有侵入性的植入电极技术，带给我们两个惊喜：研究显示大脑处理运动的部分在人瘫痪10 多年后还能继续发挥作用；这些电极均已植入两位受试者脑内达5年之久，虽有些退化，但仍完全具有记录大脑活动并控制机械手臂的能力。这也在一定程度上消除了对电极植入脑内时间过长导致信号读取能力退化的忧虑。

6.欧核中心发现“疑似”上帝粒子

欧核中心（CERN）宣布发现了一种新粒子，其特性与所谓的“上帝粒子”，即希格斯玻色子的理论描述保持了高度一致（信号确定水平5 西格玛左右，99.98%）。它被认为是30年来最伟大科学发现之一。CERN 主任评论：这是人们“理解自然的一个里程碑”。

7月末，CERN 称“上帝粒子”被找到的可信度增大。更为完整的分析结果将确定性水平提高到了接近6 西格玛，准确率达到99.997%，为此新粒子就是希格斯玻色子提供了更强有力的支撑。尽管如此，直到12月中旬，科学家们认为新粒子为“上帝粒子”的身份依旧存在那么一丝疑虑。一句话：“我们需要更多的时间去分析。”

7.第一种艾滋病预防药物在美上市

作为人类历史上首个艾滋病预防药物，美国食品和药物管理局（FDA）于7月16日批准“特鲁瓦达”（Truvada）上市，以帮助高危人群预防艾滋病病毒感染。结果显示，感染艾滋病病毒一方的健康异性恋伴侣服用“特鲁瓦达”后，感染病毒的几率能降低75%。

“特鲁瓦达”属于抗逆转录病毒药物，可通过抑制病毒逆转录酶，降低人体内的病毒水平，在保持身体健康的同时降低病毒传播风险。在经过一系列突破性的实验后，科学家发现使用该药物的未感染人群，其患上艾滋病的概率大大降低，于是FDA 首次批准一种艾滋病病毒预防药物上市，使具有感染艾滋病高风险的健康人也可以使用“特鲁瓦达”，这不仅是“抗艾”30年以来的里程碑事件，同时也让这一含有两种抗病毒成分的药物，成为健康人群中预防艾滋病的有效方法。

8.日本科学家首次用“人造”卵子产下小鼠

在利用源自干细胞的精子产下了正常幼鼠后，日本京都大学的一个研究小组又通过同样的方式利用卵子完成了这一壮举。研究人员从ES 和iPS 细胞入手，培育形成了与原生殖细胞类似的细胞。随后将这些原始细胞与小鼠胎儿的卵巢细胞相混合，从而形成了再造的卵巢，并最终将其移植到活体小鼠的正常卵巢中。4 周零4 天后，那些与原生殖细胞类似的细胞发育成为卵母细胞。进行体外授精后再将得到的胚胎移植进代孕母亲体内。大约3 周后，正常的小鼠崽诞生了。这项研究最终有望为帮助那些不育夫妇怀孕带来新的方法。《科学》杂志上报告了这一研究成果。

9.DNA 成为已知存储密度最高的介质

DNA 存储优势在于：体积小，一个碱基只有几个原子大小，以此为基础进行数据存储，整体体积将大大领先于传统硬盘；密度大，一个DNA 片段就含有无数个碱基；稳定性强，相比于其他需要低温、真空保存的存储介质，DNA 可以在不苛刻的条件下保存数千年。

8月，哈佛大学研究人员进行了迄今为止使用DNA 遗传物质储存数据量最大的一次实验。利用DNA 的4 个碱基进行编码，他们成功地将一本遗传学课本的全部内容写进了一小段DNA 序列。利用测序仪对DNA 测序，就是将数据读取出来的过程，结果显示，这个存储系统的底层读取错误率为每百万比特只有两个错误。这项最新突破有可能彻底革新我们存储数据的能力。

10.加拿大开发出具备简单认知能力的虚拟大脑

加拿大滑铁卢大学的神经学家团队利用超级计算机技术，创造了一个具备简单认知能力的虚拟大脑“Spaun”，它有250 万个模拟“神经元”，是迄今为止最接近真实大脑的机能大脑模型。

“Spaun”主体其实是基于超级计算机构建的数字模型，它通过变化的电压来模拟脑电波，利用类似摄像头的仪器来“观察”，再指挥机械臂进行书写等动作。它可执行多项简单的认知任务，对别人提出的问题或自己“观察”到的事物作出回应；也有一定的记忆力，可依次将之前看过的一连串数字写出来；它甚至通过了最基本的智商测试。这是首个能模拟大脑利用不同区间沟通来展示复杂行为的模型，可帮助人类更清晰化地了解大脑的结构与运行。（宦静整理）■