短訊

穿梭時(shí)空或成現(xiàn)實(shí)

自從1895年著名小說家喬治·威爾斯寫下《時(shí)光機(jī)器》這部膾炙人口的小說后，以時(shí)光穿梭機(jī)、時(shí)光隧道、時(shí)光輪等以時(shí)光旅行為題材的作品便屢見不鮮。雖然對(duì)于大多數(shù)人來說這無異于天方夜譚，其中較著名的當(dāng)數(shù)1990年霍金提出的“時(shí)序保護(hù)假設(shè)”，認(rèn)為自然定律不會(huì)允許制造時(shí)間機(jī)器。但是，作為科學(xué)界的研究熱點(diǎn)，科學(xué)家們對(duì)于制造時(shí)間機(jī)器的探索和實(shí)驗(yàn)一直抱有強(qiáng)烈的熱忱。如今，以色列科學(xué)家阿莫斯·奧瑞已經(jīng)成功地制造出了一個(gè)時(shí)光機(jī)器的理論模型，使穿梭時(shí)空回到過去在不久的將來或成現(xiàn)實(shí)。

奧瑞這個(gè)時(shí)光機(jī)器模型是依據(jù)愛因斯坦的相對(duì)論而建造的:相對(duì)論已提出了以加速度進(jìn)入未來的可能性。就是假設(shè)一個(gè)人花費(fèi)一年時(shí)間處于稍低于光速旅行的火箭中，由于如此快的速度會(huì)使得時(shí)間走得較慢，那么此人回到地球后，會(huì)發(fā)現(xiàn)時(shí)間已經(jīng)過去了許多年。這就是所謂的未來旅行；而回到過去又是一回事，于此相對(duì)論也給出了可行的答案：重力可以使時(shí)空彎曲，且會(huì)減慢時(shí)間。鑒于時(shí)間和空間一樣可以分為數(shù)維立體，因而人類可以利用某些強(qiáng)大的自然或者人工力量來彎曲時(shí)空區(qū)域，使之成為環(huán)狀。這樣，人類不僅可以沿著環(huán)旅行，而且還可通過更換不同速度確定環(huán)上的某一切點(diǎn)，以回到不同的時(shí)間。

基于上述理論，奧瑞將時(shí)間設(shè)定為一個(gè)環(huán)形曲線，創(chuàng)造了一個(gè)假設(shè)條件下的數(shù)學(xué)方程。再用普通材質(zhì)制造出一個(gè)個(gè)像“甜甜圈”形狀的時(shí)空環(huán)，并由這些環(huán)和一些常規(guī)狀態(tài)的球體填充物組成像時(shí)間和空間區(qū)域一樣的數(shù)維立體。繼而模仿宇宙空間實(shí)際狀態(tài)，如在黑洞或內(nèi)部重力波等巨大質(zhì)量團(tuán)的影響下，這個(gè)數(shù)維立體的中心位置便會(huì)形成時(shí)空彎曲。因此如果要回到過去，在火箭內(nèi)的旅行者只要以非?？斓乃俣仍凇疤鹛鹑Α眱?nèi)拉鋸式地飛行，就能進(jìn)入過去時(shí)間的每一點(diǎn)。

對(duì)于奧瑞的理論及這一嘗試，有些科學(xué)家表示了贊同并給予了鼓勵(lì)，但也有人表示反對(duì)，認(rèn)為時(shí)光機(jī)器的制造還缺少條件。因?yàn)?，要制造時(shí)光機(jī)器就必須要使用龐大的奇特物質(zhì)——負(fù)能量，但這種物質(zhì)只有極少量存在。

能新型水下呼吸器

以往，潛水員在水下停留的時(shí)間完全取決于氧氣瓶的容量，存在著局限性較大的弊端。近日，哈爾濱工業(yè)大學(xué)科研人員研發(fā)出了一種新型水下呼吸器，將大大提高人類在水底停留的時(shí)間和靈活性。

這一發(fā)明是利用一個(gè)密閉減壓裝置,使進(jìn)入該裝置的海水減壓,在壓力減小狀態(tài)下使氣體析出,再通過氣水分離設(shè)備進(jìn)行氣水分離,最后將收集的氣體送至氣體凈化室,使之成為能供人正常呼吸所需要的氣體。也就是說,該呼吸器直接利用了海水中的溶解空氣以供給水下人員使用,從而不用再受到氧氣瓶的限制,延長(zhǎng)潛水員在水中作業(yè)的時(shí)間，堪稱潛水領(lǐng)域乃至人類海洋開發(fā)領(lǐng)域的一大革命。

澳大利亞科學(xué)家著手破解“鯨語”

澳大利亞昆士蘭大學(xué)的一個(gè)研究座頭鯨各種聲音所代表含義的科研小組經(jīng)過3年的努力，已大致“讀懂”了雄鯨求偶聲和母鯨保護(hù)幼鯨的警告聲。

3年間，這個(gè)研究小組的科研人員對(duì)澳東部海域座頭鯨的各種聲音展開了研究?？蒲腥藛T一邊利用安裝在浮標(biāo)上的錄音儀器來錄制鯨群發(fā)出的各種聲音，一邊在岸上觀察鯨群的活動(dòng)。最終，小組共獲得61個(gè)不同鯨群發(fā)出的660個(gè)聲音片斷。隨后，科研人員通過比對(duì)發(fā)現(xiàn):雖然許多不同鯨聲的意義相互重疊，但也有一些聲音的意義比較明確。例如，雄鯨發(fā)出的一種咕嚕聲好像是在表明，它正在尋找合意的雌鯨交配；母鯨守護(hù)在幼鯨旁邊時(shí)，則經(jīng)常會(huì)發(fā)出另一種特定聲音，好似母子之間的聯(lián)絡(luò)用語。

經(jīng)過科研人員持續(xù)系統(tǒng)地研究，雖然如今能“讀懂”的鯨語尚寥寥無幾，但已對(duì)鯨語有了新的認(rèn)識(shí)，就是鯨聲與人類交流系統(tǒng)具有明顯相似之處。作為海生哺乳動(dòng)物——鯨，盡管它們與陸生哺乳動(dòng)物已分開很久很久了，但仍像是在使用相同的基本交流系統(tǒng)。而弄清其間的傳承與演變，研究小組的科研人員表示:這是一個(gè)十分有意思的問題，也將是研究小組下一步的研究方向。

讓癌細(xì)胞休眠 將癌癥轉(zhuǎn)為慢性病

長(zhǎng)久以來,醫(yī)生們一直知道人體內(nèi)的癌細(xì)胞能常年處于休眠狀態(tài)，直到它們發(fā)起“進(jìn)攻”。但是，醫(yī)生們對(duì)這些致命細(xì)胞為什么會(huì)休眠卻不甚了解。日前，一個(gè)由多國研究人員組成的小組在研究中發(fā)現(xiàn)了人體免疫系統(tǒng)能阻止惡性腫瘤生長(zhǎng)的新證據(jù)，并認(rèn)為這一發(fā)現(xiàn)將有助于找到讓癌細(xì)胞“休眠”的新治療方法。

研究中，科研人員通過給老鼠注射化學(xué)致癌物做實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)一些老鼠很快得了癌癥，另一些老鼠則只在接受注射點(diǎn)附近發(fā)生局部癌變，當(dāng)老鼠體內(nèi)免疫系統(tǒng)中的某些成分不再起作用后，局部癌變才大規(guī)模擴(kuò)散。據(jù)此研究人員認(rèn)為是免疫系統(tǒng)先前控制了癌細(xì)胞的發(fā)展。

通過動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，科學(xué)家們現(xiàn)在能在實(shí)驗(yàn)室中重新創(chuàng)造讓癌細(xì)胞休眠的條件，并直接觀察癌細(xì)胞受免疫系統(tǒng)控制的情況?？蒲腥藛T表示：根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在癌細(xì)胞處于休眠狀態(tài)下，人體免疫系統(tǒng)同樣能遏制癌細(xì)胞的生長(zhǎng)，也能殺死一些癌細(xì)胞，但卻不能徹底根除它們。因此，根據(jù)健康的免疫系統(tǒng)是阻止某些癌癥發(fā)展的重要因素這一發(fā)現(xiàn)，今后人們將能利用免疫療法人為把癌癥轉(zhuǎn)化為慢性、可控制的疾病。這樣，癌癥將可能像其他一些嚴(yán)重疾病一樣，能通過服藥得到長(zhǎng)期控制。

如今，科研人員正計(jì)劃進(jìn)一步研究“休眠”狀態(tài)下的癌細(xì)胞和免疫系統(tǒng)之間的關(guān)系，并計(jì)劃在人身上和不同類型癌癥載體上測(cè)試他們的研究結(jié)果，以盡快找到治療癌癥的新手段。

能看清活細(xì)胞內(nèi)任何活動(dòng)的新型成像技術(shù)

美國科學(xué)家日前運(yùn)用類似X光CT掃描的方法，開發(fā)出一種可在不用熒光標(biāo)記或其他外加對(duì)比試劑的情況下展現(xiàn)活細(xì)胞內(nèi)任何活動(dòng)的新型成像技術(shù)。該技術(shù)使人類首次能夠?qū)铙w細(xì)胞在自然狀態(tài)下的各種功能加以研究。

目前已廣為使用的三維成像技術(shù)要對(duì)生物樣品進(jìn)行化學(xué)或金屬化處理，經(jīng)過冷凍、染色等過程。這有可能改變細(xì)胞原來的狀態(tài)，干擾科學(xué)家對(duì)細(xì)胞自身的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行觀察。而參與這一新型成像技術(shù)研發(fā)的科學(xué)家在研究中發(fā)現(xiàn):每一種物質(zhì)都有一個(gè)特定的折射率，光在其中的傳播速度與這一折射率有關(guān)，同一頻率的光波在折射率小的介質(zhì)中傳播速度快，而在折射率大的介質(zhì)中傳播速度慢。由于細(xì)胞對(duì)大部分可見光的吸收性很差，于是科學(xué)家們通過對(duì)可見光具有不同折射率的不同材料分別進(jìn)行了構(gòu)建圖像的嘗試，終得到了符合自己需要的那種材料。

實(shí)驗(yàn)中，他們采用了干涉測(cè)量法獲取數(shù)據(jù):將一束光分為兩部分，只讓其中一部分照射細(xì)胞，另一部分作為參考光波，這樣便可得到含有細(xì)胞信息的大量二維圖像。繼而，將100組從不同角度獲得的二維圖像進(jìn)行組合，便得到了細(xì)胞的三維圖像。經(jīng)過不斷的技術(shù)改進(jìn)，這一成像時(shí)間已由最初的約10秒鐘縮短到0.1秒。

如今，利用這一新技術(shù)，研究小組現(xiàn)已得到了宮頸癌細(xì)胞的三維圖像以及線蟲、蠕蟲等幾種生物的細(xì)胞圖像，細(xì)胞內(nèi)部的詳細(xì)顯微結(jié)構(gòu)一目了然。參與這一研發(fā)項(xiàng)目的科學(xué)家表示:目前這項(xiàng)新技術(shù)的分辨率為500納米左右，他們將力爭(zhēng)使其達(dá)到150納米或者更高，使其能夠方便地與電子顯微鏡配套使用。

操控摩擦力讓極小物體

懸浮的方法

英國物理學(xué)家在日前公布的一份研究報(bào)告中稱:通過對(duì)摩擦力——“卡西米爾力”的操縱，制造出了一種能讓極小物體懸浮的“令人難以置信的懸浮效應(yīng)”。

所謂的“卡西米爾力”早在1948年就已被發(fā)現(xiàn)，但物理學(xué)家直到1997年才對(duì)它進(jìn)行了首次測(cè)定。當(dāng)時(shí)獲得的結(jié)論認(rèn)為:“卡西米爾力”能夠通過量子效應(yīng)將物體粘在一起，如壁虎之所以能粘在物體表面，其中就有“卡西米爾力”的作用。

如今，英國物理學(xué)家在研究中發(fā)現(xiàn):如果通過某種手段來操控“卡西米爾力”，使其從相互吸引轉(zhuǎn)變?yōu)橄嗷ヅ懦?，就能讓納米世界的這種摩擦力減少甚至完全消失。這將使微型機(jī)械或納米機(jī)械的運(yùn)動(dòng)更加平滑，它們將會(huì)懸浮，而非粘在一起。

這一發(fā)現(xiàn)將導(dǎo)致微型機(jī)械的設(shè)計(jì)發(fā)生徹底變革。