《大众科学》评出年度十大美国“科学才子”

　　日前，美国著名的《大众科学》杂志评出了第六届年度十大美国“科学才子”。为此，《大众科学》足足花费了半年时间，咨询了众多科学家、大学各系主任和科学杂志总编的意见，旨在选拔那些最有创造力、从事着最重要研究的美国年轻科学家。

　　在数百名候选者中，为何独独选中这10位？《大众科学》解释道，被挑选为十大科学才子并不仅仅意味着他们最有创造力，最有开拓性，最才华横溢，而更意味着他们有提出重大问题的胆量，即便这些问题在传统的求索范围之外；意味着他们敢于挑战我们认为永远无法了解的领域；意味着他们的答案带来了更加复杂的问题，激励着科学家们继续探索。而他们自己，也有很长的路要走。

加斯帕·巴克斯和他的天文望远镜。

　　1.加斯帕·巴克斯(Gaspar Bakos)

　　行星搜寻者

　　31岁，供职于哈佛-史密森天体物理中心

　　他自己建造的望远镜网络已经发现了多个人类意想不到的星群……

　　6年前，匈牙利天文学家加斯帕·巴克斯来到纽约，兜里揣着350美元，逛遍了纽约的摄影器材店，终于在曼哈顿一家二手照相器材店找到了自己想要的长焦镜头。

　　当时，巴克斯和其他三名业余天文爱好者朋友正筹划自建一个小型自动望远镜，用于搜寻新行星。但是他们并不需要一个巨大的天文台，普通体育摄影记者使用的四英寸宽镜头就足够了。巴克斯买下这个二手镜头，返回匈牙利，完成了自动望远镜的建造，几年后，就发现了一颗新行星。

　　巴克斯从小就梦想成为一名天文学家。青少年时期，巴克斯被布达佩斯一个公共天文台请去为天文爱好者进行培训课。正是在那时，他遇到了三个业余天文观测者，从此结为好友。他们自筹资金在匈牙利建造起一个小型自动望远镜网络——HATnet。

　　如今，HATnet已经拥有了6架望远镜，四架在夏威夷，2架在亚利桑那州。每一架都完全由巴克斯和三个朋友在匈牙利设计完成，每架耗资不到5万美元。与之相比，NASA同样为搜寻新星球而建造的“SIM行星搜寻”天文台，预计将耗资18亿美元。

　　三年间，巴克斯通过HATnet网络搜寻到了8个完全陌生的世界。巴克斯最重要的发现是HAT-P-1b，这是一颗太阳系外行星，其母星为450光年之外位于蝎虎座的一个恒星。

神经外科医生阿尔弗雷多·基努尼斯。

　　2.阿尔弗雷多·基努尼斯(Alfredo Quinones-Hinojosa)

　　大脑卫士

　　39岁，供职于约翰·霍普金斯医学院

　　昔日在美国农场打黑工的墨西哥非法移民如今在手术室和实验室两个战场上与脑癌作战……

　　接受采访前，阿尔弗雷多·基努尼斯即将开始一个长达6小时的手术，从病人大脑中切除一个高尔夫球大小的肿瘤。

　　很少有脑外科医生还有时间和经历搞实验，而基努尼斯主持着两个实验室。也正是这种敬业精神使得20年前一个打黑工的农场工人，成为约翰·霍普金斯湾景医学中心脑癌项目组主任，美国顶尖的神经外科医生。

　　他的传奇经历始于19岁时的那次“翻墙而入”。在墨西哥的时候，基努尼斯的家庭极度贫穷。19岁那年，他从美墨边境翻墙而入，来到美国。

　　刚到美国的基努尼斯不会讲英文，躲在加州南部的一个农场里打黑工。农场里的工人都很喜欢这个干活卖命又极其聪明的男孩。大家鼓励他去学英文，继续念书。他拿着自己在农场做工挣的7000多美元，去了一家社区学校。从此，从社区学院到加州伯克利大学，到哈佛医学院，再到约翰·霍普金斯医院，基努尼斯的脚步再也没有停下。

　　基努尼斯的第一个实验室主要科研方向是神经干细胞，他认为或许神经干细胞能够为对抗脑癌和神经退化性疾病带来希望。第二个实验室正在建立能容纳10000名病人数据的数据库，目的是找出有些病人在术后发生严重并发症的原因。

“黑洞撞击侦探”弗朗斯·普里托里厄斯。

　　3.弗朗斯·普里托里厄斯(Frans Pretorius)

　　黑洞撞击侦探

　　39岁，供职于普林斯顿大学

　　他利用计算机模拟技术预测黑洞相撞时会发生什么……

　　黑洞有点像隐身人：你无法直接看到它，但是有可能看到它的“脚印”。不过，黑洞的“脚印”是怎样的呢？真得感谢普里托里厄斯，人们对此有了很好的了解。

　　由于黑洞可以吞噬一切，包括光线，科学家只能通过搜索其重力能量来发现它们。两个黑洞相撞是宇宙中威力最强的事件，所释放的能量相当于5亿颗超新星相撞所产生的能量。按照广义相对论的预测，黑洞相撞后，会产生大量的引力波，如今科学家已经可以探测到黑洞相撞的这种引力波。

　　为了辨认这些引力波，物理学家必须模拟引力波到达地球时的状态。要做到这一步，必须将爱因斯坦方程复杂的数学展开转换成数千行的计算机代码。但是这种转换难免导致一些小错误，并引发连锁错误，导致信息乱码。40年来，这些小错误总是让试图模拟引力波状态的计算机群陷于瘫痪。一些科学家担心这一问题将永远无法解决。

　　就在这时，黑马出现了。当时还在加州理工学院做博士后的普里托里厄斯在一年内解决了这个问题。他的诀窍是让这一转换过程（从而整个模拟过程）越简单越好。

细菌问题专家海伦·布莱克威尔。

　　4.海伦·布莱克威尔

　　(Helen Blackwell)

　　让细菌发抖的人

　　35岁，供职于威斯康星大学麦迪逊分校

　　为了防止细菌引发感染，她阻止细菌彼此交谈……

　　在布莱克威尔看来，细菌可以教给人类很多东西。她认为，细菌这些导致感染的介质其实是很“闲散”的，只有在细菌群体大面积聚合，并开始“聊天”后才开始作怪。

　　在被称作“群体效应”的过程中，细菌群体分泌一种或多种化学物质——自诱导剂，细菌通过感应这些自诱导剂来判断菌群密度和周围环境变化，形成层层生物膜，以保护细菌群体免受人体免疫系统的破坏。

　　不过，布莱克威尔有了对付“群体效应”的方法。她所领导的实验室生产出能够模仿自诱导剂的工作原理但是又略有不同的化合物。她把化合物添加到正在壮大的细菌群体中，这些化合物能抑制细菌进行“沟通”。

5.劳里·桑托斯

　　(Laurie Santos)

　　揭示猴子经济学的专家

　　32岁，供职于耶鲁大学

　　是她发现了原来灵长类动物也有人们原本以为人类特有的弱点……

　　从1993年起，尚在哈佛大学读一年级的桑托斯就在波多黎各的一个小岛上研究恒河猴。如今，她已经是耶鲁大学的副教授，是耶鲁猴类实验室的主管。

　　桑托斯的主要研究方向之一是在猴子中寻找“心灵原理”的迹象。所谓心灵原理是一种通过对他人身体动作的观察，进行心理推测的能力。在认知科学界，多年来对此一直存在争议。许多认知心理学家认为，心灵原理为人类所独有，是人区别于其他物种的重要特质。但是，桑托斯通过试验证明了猴子能够研究推测其他动物的想法。

　　桑托斯的另一个重大研究是发现了猴子也懂经济学，而且也会犯跟人类一样的毛病。

　　格雷格·埃斯纳

　　6.格雷格·埃斯纳(Greg Asner)

　　测绘大师

　　39岁，供职于斯坦福大学卡耐基研究院

　　他研制出一种对某一环境进行测绘的最快最系统的新方法。

　　15年前，格雷格·埃斯纳来到夏威夷自然保护区从事测绘工作。一开始他满怀热情，然而他很快就灰心了，因为他发现，对这么一大片自然保护区的管理依靠的竟然是测绘领域几位专家分散而有限的数据，工作起来非常不便。

　　15年后，埃斯纳掌握了全球最先进的空中数据采集技术，比以往任何时候都更快更系统地测绘着大片森林。

　　如今，埃斯纳每天驾驶着“双水獭”多用途短距离运输机在夏威夷自然保护区高空进行测绘，工作能力远远超越了美国地质勘测卫星Landsat。

　　埃斯纳研制的先进测绘系统集激光扫描、超谱和制导系统于一身，不仅能够测绘出小到单棵树木的整个森林结构，而且能够测绘森林的化学面貌。比如，可以探测到某一地区的水量，从而用来预测干旱；可以探测到森林中碳的浓度，从而用来调控植树项目，对抗全球变暖。

　　最重要的是，利用埃斯纳的先进科技，一天的测绘范围可以达到161平方公里。不到一年，他已经交出了多幅测绘地图，帮助夏威夷自然保护区有效控制了入侵物种。

艾明·古恩·萨若

　　7.艾明·古恩·萨若(Emin Gün Sirer)

　　互联网修复者

　　36岁，供职于康奈尔大学

　　他是解决信息时代各种疑难杂症和常见病症的行家里手。

　　2004年，艾明·古恩·萨若找到了黑掉美国联邦调查局(FBI)网站的方法。问题不在于FBI的网络，而在于互联网的结构本身。任何时候只要你在浏览器内键入www.fbi.gov，你的搜索请求就会被输送向几个大型网站服务器。萨若意识到，许多这样的目录都是不安全的，黑客很容易将这些指向FBI网站的搜索请求恶意改写从而指向另一个网站，令FBI的网站瘫痪。

　　萨若设计出一个方案：通过将信息分散到上万台较小型计算机中，消除互联网对脆弱的中央服务器的依赖。

　　萨若目前正在进行的工作是互联网打假——甄别真假图片，清除垃圾邮件。萨若设计出一种运行系统，它可以根据文件被创建时的细节对文件做出标记。比如，一张图片的数字文件是跟创建时的时间、地点相符的，哪怕改变一个像素都会令图片失去真实性。或许，FBI不仅应当感激萨若保护了自己的网站，而且还应感激他设计出了数字世界最大的测谎仪。

　　松冈容子与她设计的仿生手

　　8.松冈容子(Yoky Matsuoka)

　　仿真手制造者

　　36岁，供职于华盛顿大学

　　她设计出与人手非常相似的仿生手，而且令其直接听人脑指挥。

　　松冈容子小时候一直梦想成为一名职业网球种子选手。她一边在网球场上挥汗如雨，一边思考自己的大脑是如何控制手臂，令自己轻松挥拍，在合适的时间从合适的角度把球打出去。10多年后，松冈还在思考相似的问题——如何设计一个功能上完全模仿人手的仿生手，并令其直接受大脑控制。

　　在麻省理工学院攻读博士期间，她为该校人工智能实验室有名的类人型机器人COG设计出了能受大脑控制的仿生手。这种仿生手具有复杂的腱结构，在仿生手研究上产生了几个重大进步，让义肢能直接受大脑控制。松冈因此名声大噪，成为本年度麦克阿瑟基金会“天才奖”的得主。

马克·施尼策

　　9.马克·施尼策(Mark Schnitzer)

　　大脑阅读者

　　37岁，供职于斯坦福大学

　　他所设计的显微镜能够揭示大脑的微妙活动。

　　由马克·施尼策领导的斯坦福大学生物研究小组发明了一种微型显微镜，可以用来观察老鼠的大脑活动。在未来，这种技术可用于脑部肿瘤成像和神经元活动的拍摄。

　　“我们可以直接将其插进老鼠的大脑，观察以前从未触及的区域。”施尼策说。

　　这种微型内窥镜被安放在一根1毫米探头的末端，然后通过在被麻醉的小鼠头上钻一个小孔插入脑内，通过近红外线对事先注射了荧光标记物的血管进行照明。探头可以采集血管发出的光线，并记录在微型内窥镜中。血管图像可在计算机屏幕上观看。

　　施尼策表示，这种设备的未来应用还包括：将显微镜插入清醒状态的动物脑中并拍摄神经元的活动以及进行脑肿瘤成像。

　　目前，虽然核磁共振成像(MRI)和CAT扫描仪可以让医生对大脑所有区域进行全方位观察，但是这些扫描仪都无法显示大脑细胞层次的变化。

　　“马克的工作将给神经学领域带来革命，为观察大脑神经元如何指挥行为开启了一个窗口。”其他神经学家如此评论。

马丁·巴桑特

　　10.马丁·巴桑特(Martin Bazant)

　　微流体研究专家

　　37岁，供职于麻省理工学院

　　他对显微镜层面液体流动状态的研究令便携式诊断型实验室的出现成为可能。

　　马丁·巴桑特对微流体的研究为其他研究者建立便携式诊断型实验室、迷你药物注射设备等提供了理论基础。

　　巴桑特关于微流体芯片实验室设备的设计原理如下：在芯片载体上，有成千上万个通道，这些通道将从血样上分离单个细胞，将各个细胞分到芯片上不同的区域用于测试。这一便携式设备只需要采集很少的样本，而且按照巴桑特的设想，可以同时做成千上万个实验。不过，有个技术难题是，如果不借助巨型泵或者高压泵的力量，没有人可以将8微米宽的血细胞抽送到10微米宽的试管中。

　　巴桑特大胆提出利用动电学原理解决了这一问题，取得了微流体技术运用上的突破性进展。根据动电学，有电荷的微粒在电场移动时可以推动液体前行。

　　巴桑特设计出一个数学结构，展示了如何在分子层面控制液体。根据这一结构，分布在微流体芯片通道上的电流可以像沿着一个小型传输带一样将液体向前输送。接着，通过巧妙地将细小的金属棒置于几个通道的交接处，通上电流，巴桑特可以将从不同方向流过来的液体导向指定的通道。(吕云) (来源：广州日报)