細(xì)數(shù)當(dāng)今最前沿的科學(xué)理念-視野

英國時(shí)政周刊《新政治家》于近日列舉出數(shù)項(xiàng)目前最為嶄新的科學(xué)理論，人們可以從中前瞻那些正在或即將深化人類認(rèn)識(shí)的觀念。而回溯往昔，每一次的科學(xué)技術(shù)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(jìn)化不止
　　
　　進(jìn)化之手并沒有停止操控人類，雖然極其緩慢，但現(xiàn)代世界的人們依然身處進(jìn)化當(dāng)中。不同基因組的對(duì)比表明，自然界的壓力仍在發(fā)揮作用。例如，科學(xué)家已知生活在非洲和亞洲的數(shù)十億人因?yàn)檫z傳基因的問題，體內(nèi)不能產(chǎn)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(xiàn)在，這種專職于消化乳糖的基因，正逐漸從歐洲人擴(kuò)散至地球上的其他人群。又例如，一個(gè)能提高生育率的基因，現(xiàn)正在歐洲人身上變得越來越常見。
　　
　　而在這進(jìn)化不止的過程里，疾病是第一大驅(qū)動(dòng)力。明顯的例子是，現(xiàn)在幾乎所有人都已經(jīng)失去了半胱天冬酶－12基因，其原因最可能就是因?yàn)閿y帶半胱天冬酶－12的人更易受到細(xì)菌感染和敗血癥的侵害。
　　
　　世上本沒有“時(shí)間”
　　
　　物理學(xué)家們不懈尋找一個(gè)終極的、萬能的理論，卻在“時(shí)間”這一問題上碰了壁。他們需要將量子力學(xué)和相對(duì)論這兩大物理學(xué)經(jīng)典理論統(tǒng)一起來。其中，量子力學(xué)是人類對(duì)微觀粒子行為的描述，而相對(duì)論適用于解釋宏觀的空間、時(shí)間和物質(zhì)相互作用的機(jī)制。但目前出現(xiàn)了最大的絆腳石，就是時(shí)間，它在這兩種理論中分別以不同的方式運(yùn)行著。
　　
　　在相對(duì)論中，相對(duì)運(yùn)動(dòng)的物體擁有不同的時(shí)間推移，因此不存在對(duì)時(shí)間的絕對(duì)性測(cè)量；而量子理論呢，它可以告訴你一個(gè)電子的所在之處，卻無法告訴你電子在那已經(jīng)待多久了，時(shí)間在此時(shí)甚至不是一個(gè)可被測(cè)量到的角色。
　　
　　因此，為搬走這塊絆腳石，現(xiàn)在出現(xiàn)了一個(gè)較激進(jìn)的觀點(diǎn)——把時(shí)間看成一個(gè)人類自己編造的概念——既然它無法在宇宙進(jìn)程中發(fā)揮基本、明確的作用，我們的理論或許該徹底摒棄它。就當(dāng)這世上本沒有“時(shí)間”，說的人多了，也就有了它。
　　
　　衰老？打住！
　　
　　老化，是永懸人類頭頂?shù)囊话堰_(dá)摩克利斯之劍。我們能不能在自己的基因組上安個(gè)“開關(guān)”，切斷衰老的進(jìn)程，大幅延長壽命？目前，蠕蟲、老鼠及果蠅實(shí)驗(yàn)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(xué)組合物質(zhì)充盈實(shí)驗(yàn)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(diào)整飲食，或者注射減緩衰老的荷爾蒙，從而改變身體的化學(xué)環(huán)境。這條探索之路十分誘人，但同時(shí)也引起廣泛爭議。
　　
　　相當(dāng)一部分生物學(xué)家仍認(rèn)為，止住衰老的想法只是個(gè)海市蜃樓，因?yàn)槲覀冇杏肋h(yuǎn)不能克服的生物程序：細(xì)胞在一段時(shí)間后就會(huì)死亡；而基因組不可避免遭受日久耗損；再加上，細(xì)胞分裂時(shí)還可能會(huì)產(chǎn)生致命的基因復(fù)制錯(cuò)誤。這些都令否定者們堅(jiān)信走向衰老是人類的終極歸宿。不過，人類與衰老的對(duì)抗的關(guān)鍵詞，已經(jīng)由最初的“絕不可能”，轉(zhuǎn)變?yōu)?ldquo;非常困難”，僅這本身就是一個(gè)令人興奮的進(jìn)展。
　　
　　“升級(jí)版”人類駕臨
　　
　　現(xiàn)在的醫(yī)學(xué)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(yī)學(xué)將自己的孩子塑造成“升級(jí)版”人類？
　　
　　生物學(xué)家雷·科茲威爾領(lǐng)導(dǎo)的研究小組表示，醫(yī)學(xué)現(xiàn)正在靠近一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)，技術(shù)將很快能改進(jìn)人類的腦力和體能，實(shí)現(xiàn)能力所及的一個(gè)質(zhì)的飛躍。而有些在現(xiàn)在就已經(jīng)不是什么新鮮事兒：用來治療兒童多動(dòng)癥的藥物已被廣泛用于提高注意力；治療弱視的視網(wǎng)膜植入技術(shù)如今被發(fā)展為仿生眼，治療帕金森癥等神經(jīng)疾病的大腦植入手術(shù)，成為搭建神經(jīng)改良和插入式記憶升級(jí)技術(shù)的橋梁，試管受精胚胎的基因診斷，為病嬰接受同胞移植創(chuàng)造了更多可能，等等。科技，正逐步幫助人類不斷超越自己的極限。
　　
　　然而，有一個(gè)問題仍需討論：那些沒有“升級(jí)”的普通人，在這些“超人”當(dāng)?shù)赖奈磥砩鐣?huì)怎么生存呢？
　　
　　尋找“失蹤”的宇宙
　　
　　過去的十年中，最重要的一項(xiàng)科學(xué)成果即是發(fā)現(xiàn)宇宙在不斷地膨脹，顛覆了地心引力會(huì)使宇宙膨脹速度減緩的舊理論，證明有負(fù)壓強(qiáng)能量的存在。研究數(shù)據(jù)表明，宇宙中只有約4。6％是原子的世界，暗物質(zhì)占了23％，而暗能量占宇宙總質(zhì)能的72％。
　　
　　無奈的是，對(duì)于“暗”字頭的這兩項(xiàng)，人們尚無多少頭緒。僅能推測(cè)，暗物質(zhì)粒子的屬性應(yīng)不同于我們已發(fā)現(xiàn)的任何粒子，人們執(zhí)著探索它數(shù)年，現(xiàn)正等著大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)（LHC）能給我們制造出來一點(diǎn)，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(qū)域，對(duì)它的研究成為宇宙學(xué)中最具挑戰(zhàn)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(duì)它們的認(rèn)識(shí)每前進(jìn)一小步，都意味著對(duì)宇宙未知領(lǐng)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?yàn)橹钡浆F(xiàn)在，我們也只發(fā)現(xiàn)了三個(gè)基因是為人類所獨(dú)有的。放大了說，也許人類兩萬個(gè)基因中，特別加蓋了我們這一物種印章的，或許不足二十個(gè)。
　　
　　動(dòng)物學(xué)家們已發(fā)現(xiàn)，虎鯨和海豚的族群內(nèi)，有著截然不同的文化亞群；黑猩猩們能表現(xiàn)出受道德約束；大象能彼此溝通；小學(xué)課文里，我們就知道烏鴉會(huì)用工具，即使蠑螈和蜘蛛，也不失為個(gè)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(shù)人類的語言和姿勢(shì)。
　　
　　實(shí)際上，地球上的其他靈長類動(dòng)物，都擁有和人類極為相似的腦細(xì)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(jì)策。這一點(diǎn)上，霍金所認(rèn)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(guān)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(lǐng)地于人類而言，還都是從未探索過的領(lǐng)域，而每次潛入深海，科學(xué)家們總能收獲新的物種。就在今年7月，英國阿伯丁大學(xué)海洋實(shí)驗(yàn)室研究中心的科學(xué)家于大西洋700米至3600米深處發(fā)現(xiàn)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(gòu)造讓人難以置信。而歷時(shí)十年的國際海洋生物普查計(jì)劃也在今年結(jié)束，大規(guī)模普查發(fā)現(xiàn)了5300多種此前未知的海洋生物，而據(jù)科學(xué)家測(cè)算，世界各大洋總共生活著約1000萬種不同物種。
　　
　　對(duì)于地球，我們的了解或許只是九牛一毛。
　　
　　石墨烯的革命
　　
　　這個(gè)從鉛筆芯中得來的發(fā)現(xiàn)，看來要改寫世界電子產(chǎn)業(yè)的未來了。2004年，曼徹斯特大學(xué)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(dú)具的、像一張鐵絲網(wǎng)似的六角形陣列排列方式，讓它有潛力成為比鋼鐵堅(jiān)硬十倍且導(dǎo)電時(shí)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(dǎo)體都會(huì)產(chǎn)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(cè)的本事。
　　
　　如今，石墨烯找到了能發(fā)揮它最優(yōu)的功效的位置——高頻范圍設(shè)備。一直渴望能在手機(jī)通信中傳輸更多內(nèi)容的手機(jī)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(yè)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(shí)驗(yàn)室的貴賓。
　　
　　折疊DNA，改造內(nèi)部世界
　　
　　這大概是最酷的折紙藝術(shù)——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(shù)百條DNA；然后以化學(xué)方法進(jìn)行修正，使這些DNA在不同的點(diǎn)相連一再將它們放置在一起，以一切可行的化學(xué)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?nèi)梭w內(nèi)部的世界。
　　
　　現(xiàn)階段，DNA折疊最大的亮——點(diǎn)是利用該技術(shù)可得到一個(gè)納米級(jí)的四面體——DNA“齒輪”，以及一個(gè)DNA“盒子”。這個(gè)“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(xué)家們的這項(xiàng)研究將為幾個(gè)宏大的構(gòu)想提供最佳解決方案。那就是，遞送藥物至人體細(xì)胞核心、設(shè)計(jì)出以DNA為基礎(chǔ)的計(jì)算機(jī)，以及制造出和標(biāo)準(zhǔn)尺寸機(jī)械一樣運(yùn)行的微米級(jí)生物機(jī)器。