2007年世界科技发展回顾：美、英、日、俄

　　2007年，美国基础研究所获甚丰，在光学信号存储、超发光现象、利用激光冷却技术获得物体接近绝对温度零度、暗物质的存在与否、无线传送电能、飞秒激光脉冲等基础研究上都取得了成就。

　　美国物理学家利用2个原子干涉重力仪，找到测量万有引力常数的新方法，测量精度可达百万分之一。该技术不仅可用来测量万有引力常数，对在实验室中研究广义相对论也有重要意义。

　　波士顿大学设计制造出纳米同轴光缆，能把可见光挤压到极小的几何尺度，将波长在380纳米—750纳米的可见光在直径约300纳米的纳米同轴光缆中实现传送。这一技术挑战了一条重要定理：光无法穿过比自己波长小得多的孔。该成果能为多个领域带来革命性突破，应用于高效太阳能电池、微型光开关等，甚至能帮助盲人重见光明。罗切斯特大学则利用新开发的单光子技术，将相当于整张图像的信息进行编码和储存，并使其完美再现，为信息以光形式储存奠定了基础。

　　能源部布鲁克海文国家实验室在利用钛—蓝宝石激光器的激光束控制自由电子激光光脉冲持续时间的实验中，首次观察到超发光现象，有助于开发新一代光源发光设备。

　　研究人员借助“计算化学”科学，在计算机中设计出一种分子，它有让甲基氟化物（简单的碳氟化合物）中的碳—氟化学键断裂的能力，把碳氟化合物中的氟原子“拽”出。如能合成出这种分子，用其去除碳氟化合物中的氟，将有助于减少对大气臭氧层的破坏。

　　麻省理工学院利用激光冷却技术，成功将体积相当于硬币大小的物体冷却到接近绝对温度零度，创造了激光冷却相同体积物体的最低温度纪录，为最终将较大物体冷却到绝对零度，以观察物质的量子行为带来了希望。

　　暗物质的存在与否是标准宇宙学的基石，美国天文学家在距地球50亿光年的“CL0024＋17”星系团中，探测到跨度约有260万光年的暗物质环。这是迄今为止能证明暗物质存在的最强有力证据，也是人类首次探测到有着独特结构的暗物质。欧美科学家还首次为暗物质绘出了大型三维图。三维图显示，正如原先所料，暗物质在可见物质聚集的基础上形成了一种丝状“骨骼”，最终产生了天体。

　　麻省理工学院通过无线传送电能方式，点亮2米开外的一盏60瓦灯泡。该技术如能投入实用，今后移动电话和其他便携电器有望不需电源线也能充电，而污染环境的一大祸首电池有望“下岗”。

　　能源部布鲁克海文国家实验室成功地将金纳米粒子附着于蛋白质，形成蛋白质—金纳米粒子均匀排列的薄层结构。这种人工组合式功能性生物分子在能源转换、结构生物学、药物输送和医学成像等众多领域具有广泛潜在影响。

　　研究人员首次在实验中观测到分子混沌现象，即分子在碰撞前互不相干，只在碰撞后才变得相互存在联系，从而证实这一早已广为承认的假设确实存在。

　　普度大学工程专家实现对超短光脉冲的光谱性质进行精细调控，并首次对一个单脉冲“飞秒光学频率梳”中的100条“梳状线带”进行精确“脉冲整形”。这是一个具有重要意义的里程碑，为制造更先进的传感器和更精密的实验室仪器、研发更高效的通讯技术奠定了基础。

　　能源部橡树岭国家实验室的散裂中子源（SNS）创下中子源加速器束流功率的新纪录，达183千瓦。新的世界纪录将为科学家提供前所未有的分析和了解分子结构和行为的能力。

　　科学家发现，中子在内部中心和外部边缘各有一个负电荷，而其间像三明治一样，每一层有一个正电荷夹在其中，使中子呈电中性。该成果改变了对中子如何与携带负电荷的电子，以及与携带正电荷的质子相互作用的理解。

　　劳伦斯?利弗莫尔国家实验室采用化学力显微镜方法，首次掌握了测定单一官能团和碳纳米管间发生特殊相关作用的能力。纳米管探针的接触区域被减少到1.3纳米，从而能准确测定出单一官能团与碳纳米管的附着力，了解它们之间的相互作用。这项研究有助于设计和制造出更好、更强的材料以及更灵敏的装置和传感器。

　　亚利桑那州立大学设计出一种革命性的激光技术，形成的飞秒激光脉冲可对微生物的蛋白质外壳产生致命振动，从而将微生物摧毁，它可以消灭艾滋病病毒和细菌而不损害人体细胞，有助于减少医院抗药性耐甲氧西林金黄色葡萄球菌感染的扩散。

　　麻省理工学院开发出利用红外线在微型芯片上移动微小粒子的新方法。由于红外线不会被制造微型芯片的硅材料反射，采用红外线“光镊”不仅可用于研究芯片表面，还可用来对芯片表面进行实际操作。该学院还运用类似X光CT扫描方法，开发出一种新型成像技术，可在不用荧光标记或其他外加对比试剂的情况下展现活细胞内的任何活动，使人类首次能够对活体细胞在自然状态下的各种功能加以研究。

　　科学家采用分子工程技术，研制出细胞内最大粒子穹隆体结构模型。利用这种结构可研制一种灵活的、靶向纳米胶囊来递送药物，未来还可用于生物传感器、酶运输、控制释放，甚至可作为纳米电机的一部分。

　　加州大学伯克利分校利用一种纳米粒子技术，首次探测到单个细胞内生物分子的动力反应机制。这是分子成像技术的突破，将对细胞药物开发和生物医疗诊断产生深远影响。

　　美国《国家地理》12月3日说，1999年在美发现的恐龙“木乃伊”达科他具有重大研究价值。这是首次发掘到表面皮肤没有塌陷进骨架内的恐龙化石，很可能为研究恐龙进化和生物群落提供无可替代的依据，让科学家在研究恐龙蛋白质甚至DNA中，找到其生活周期和生长方面的重要线索。(毛黎)

　　2007年世界科技发展回顾:英国

　　英国在宇宙早期形成、人类起源、宇宙尘埃、动物单性繁殖、遗传信息传递等课题上都取得了成就。

　　英国杜伦大学科学家提出，在宇宙早期，暗物质占据宇宙的大部分质量，正是暗物质粒子之间的相互作用，导致宇宙早期结构的形成。冷暗物质粒子移动缓慢，形成的单个巨大恒星生命短暂；而热暗物质移动快速，形成的低质量恒星可以存活至今，并且有不同大小、数量众多的星系伴随恒星产生过程的大爆炸一同形成。他们同时对黑洞形成方式提出了新见解：在热的暗物质条件下，在稠密的“单丝”上发生的恒星碰撞将会导致黑洞种子的形成。这项突破性成果为研究10亿年前宇宙早期星系的形成提供了新思路。

　　天文学家认为，地球乃至太阳系中的固态物质均由环绕早期太阳的尘埃造成。曼彻斯特大学提出，尘埃来源于黑洞。观测发现，一颗距离地球80亿光年的类星体（特大质量的黑洞）周围的尘埃含有大量形成岩石的矿物，这些物质可能是构成恒星、行星和生命不可缺少的宇宙尘埃的重要来源。该成果为类星体创造尘埃的观点提供了强有力证据。

　　科学家利用基因手段证明，澳大利亚土著源于非洲。这个结论可能会结束有关人类起源究竟是“非洲起源”还是“多地区起源”的争论，表明地球上所有肤色的人种很可能均为5万年前非洲人后裔。

　　日本佐贺大学和英国剑桥大学科学家在分析研究了世界105个民族的6245个头盖骨标本后认为，这些头盖骨的大小、形状等数据的多样性说明，现代人类起源于撒哈拉以南非洲的单一区域，从而否定了人类有多个起源的说法。

　　英意两国科学家通过实验证实，一种个头儿极小，只能在显微镜下观察到的名为蛭形轮虫的半透明无脊椎动物，已经以无性繁殖方式生存了近1亿年，并能根据生存环境变化进化出近400种不同种类。这一研究结果驳斥了只有有性繁殖才能导致动物多样化的结论。

　　根据根叶相连的化石，美英科学家联手解开了远古地球树木到底是什么样的谜团。3.8亿年前，一种类似蕨类、名叫瓦提萨的植物统治地球，它是目前所发现的地球上最古老的树木。分析结果显示，早在两栖动物爬上陆地之前，地球上大量生长着这种已初步具备现代树特征的远古树木，样子与现代棕榈树极为相似。它的出现改变了大气的化学成分，使地球温度降低到与今天相似，同时也为2000万年后阔叶林及其它生物的出现并最终取而代之提供了基本条件。

　　罗切斯特大学研究发现，一种称为沃尔巴克氏菌的细菌，其基因可寄生在宿主基因中，表明生物有机体有可能通过大范围基因转移快速获得新基因。(何屹)

　　2007年世界科技发展回顾:日本

　　日本在理论核物理学研究、宇宙空间观测、稀土类金属超导及磁性现象、重离子束照射促使植物变异、利用大型正负电子对撞加速器发现新粒子等研究中取得了成绩。

　　日本物理学家首次从量子色动力学中精确计算出核子之间的强排斥相互作用，以前只能用实验描述的有关核子间的相互作用都可从计算中得到再现，从而得以重新检验以前通过实验获得的原子核的性质并发现新的现象，也可能因此建立一种更新更简单的核现象理论。利用精确的核作用理论，能更准确地计算出宇宙中中子星的大小，解释超新星的爆炸机理，进一步研究早期宇宙物质形态及银河系形成等宇宙演化问题。

　　天文学家在距地球3亿光年的后发星座所属银河系之一的D100银河中，观测到一条长约20亿光年的细长氢电离气体云，认为这一细长构造与已知喷射星云的结构成因完全不同。

　　现在所见到的蟹星云是公元1054年发生的超新星爆发后的残骸，日科学家公开了由“昴”天文望远镜拍摄的蟹星云照片，可从中见到浮游在空中的超新星残骸。

　　日本一研究小组发现稀土类金属钇和锕化合物超导以及磁性现象，并对稀土类金属进行测定，成功地直接观测到存在于稀土金属以及锕化合物中的具有超导等特异性质的重电子，这种重电子导致了其特异性。

　　名古屋大学一研究小组观测发现，距地球约2400万光年的系外银河“M101银河”的边缘部正在形成星系，这一发现有别于已有的天文常识。观测结果表明，在绝对零度（-273摄氏度）的宇宙空间，-240摄氏度的宇宙尘埃朝向银河系外缘，-255摄氏度的宇宙尘埃向银河系中心部位集中，由于温差关系，该系外银河的外缘部分比中心部位星系形成活动活跃。

　　理化学研究所利用重离子束照射方法，培育出樱花突然变异新品种，开花时呈淡黄绿白色，开花后期变成淡黄粉红色，成为与母系完全不同的新品种。

　　一国际联合研究小组利用日本大型正负电子对撞加速器发现一种新的带电荷粒子，它与已知的由一个夸克和一个反夸克组成的介子不同，极有可能是由4个夸克结合形成的新的复合粒子。这一发现对进一步加深量子色动力学现象的理解具有重要意义。

　　研究夸克获得质量的过程，对解开物质具有质量之谜至关重要。日本一研究小组依靠称为“格子量子色动力学”的计算机模拟，在世界上首次验证量子色动力学中的手征对称性自发破缺现象，向解答“为什么物质会有质量”的谜题又迈进一步。(陈超)

　　2007年世界科技发展回顾:俄罗斯

　　俄罗斯的北极和南极科学考察吸引了众多关注，包括重启对南极东方湖的钻探、到北极洋底插旗。科学家还提出人类活动并非导致地球全球气候变暖罪魁祸首的观点。

　　1月15日，俄罗斯恢复对全球面积最大的冰下封存湖泊———南极冰层下的东方湖的钻探，这一研究对于揭示地球气候自然变化及研究地球生命演变有着巨大意义。8月1日，俄科考队抵达北极点，2日从北极点下潜，在4000多米深的洋底插上钛合金俄罗斯国旗。这是人类首次在北极点洋底插旗。2日起进行了一系列科学研究，包括潜入4200米水下采集海底动物和土壤样本、研究地热和水化学现象、与国际空间站视频连线等。

　　科学家哈比布拉?阿卜杜萨马多夫提出一个与大多数人相左的观点，认为人类活动并非导致地球全球气候变暖的罪魁祸首。有关研究证明，在最近几千年来，太阳活动200年周期变化与地球温度变化之间一定存在直接联系，对地球气候具有决定性影响，对火星及太阳系其他星球的气候变暖也起到了决定性作用。(张浩)

(来源：科技日报)