引領(lǐng)前沿科學(xué)的六大實(shí)驗(yàn)

一、藍(lán)色大腦計(jì)劃

瑞士洛桑聯(lián)邦工學(xué)院大腦思維研究所的神經(jīng)系統(tǒng)科學(xué)家亨利·馬克拉姆嘔心瀝血15年，繪制了老鼠大腦活體細(xì)胞圖，以便制造出一臺(tái)神經(jīng)元人腦模擬器。在國(guó)際商用機(jī)器公司(IBM)的幫助下。馬克拉姆希望在2015年啟動(dòng)一臺(tái)虛擬大腦，它擁有人腦所有的1000億個(gè)神經(jīng)元。

馬克拉姆的模型將能夠體現(xiàn)真腦的生物行為，利用數(shù)學(xué)原理模擬神經(jīng)元間相互作用及其神經(jīng)遞質(zhì)對(duì)這些細(xì)胞的作用。這個(gè)模型還可調(diào)整，以便探究不同尋常的生理學(xué)和環(huán)境的變化。隨后可以通過(guò)計(jì)算機(jī)圖像對(duì)所獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行解讀。馬克拉姆說(shuō)：“我們正在制造一塊通用的模板，這樣就可以按照任何規(guī)格再造一個(gè)大腦。”

IBM定做了一臺(tái)最高效的超級(jí)計(jì)算機(jī)，每秒鐘能夠處理22萬(wàn)億次計(jì)算。借助于這臺(tái)計(jì)算機(jī)，馬克拉姆制造出一個(gè)大腦皮層單元的初步模型——由約100130個(gè)協(xié)同工作的細(xì)胞組成的細(xì)胞組。相當(dāng)于一只兩周大老鼠大腦中的細(xì)胞組。

二、世界時(shí)鐘計(jì)劃

世界時(shí)鐘計(jì)劃的目的是將研究時(shí)間的科學(xué)家所用的眾多“時(shí)鐘”保持同步，隨后利用它們?yōu)榈厍虻倪^(guò)去編排出一部超精確的編年表。為了達(dá)到這一目的，該計(jì)劃發(fā)起人，麻省理工學(xué)院研究地質(zhì)時(shí)間的專家薩姆·鮑林和同事將一批被稱為標(biāo)準(zhǔn)的參考資料(已知年代的石塊樣本)和示蹤劑(少量已知成分的同位素)分發(fā)下去，以使不同實(shí)驗(yàn)室的試驗(yàn)基礎(chǔ)保持一致。直到目前，各實(shí)驗(yàn)室一直在使用不同的標(biāo)準(zhǔn)和示蹤體系，從而導(dǎo)致所得結(jié)果出現(xiàn)差異。

三、種植森林計(jì)劃

在東南亞的島嶼婆羅洲，樵夫、環(huán)保學(xué)家和土著居民共同對(duì)土地使用的新模式展開(kāi)了一場(chǎng)實(shí)驗(yàn)，目的是使各方都能獲益。如果他們的計(jì)劃成功，全世界的熱帶雨林就能夠得到復(fù)制，生物多樣性就能得到保護(hù)，與此同時(shí)，當(dāng)?shù)鼐用襁€可以享受到多產(chǎn)的土地帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)利益。

馬來(lái)西亞沙撈越州政府授權(quán)啟動(dòng)種植森林計(jì)劃的目的是為了既發(fā)展經(jīng)濟(jì)，又使野生動(dòng)物得到保護(hù)，同時(shí)還能使當(dāng)?shù)鼐用裼型恋乜捎谩Ｕ疄樵撚?jì)劃撥出近1900平方英里(約4864平方公里)的土地。其中近一半專門(mén)用于采伐阿拉伯膠樹(shù)(生長(zhǎng)迅速，可用于造紙)。有30％以上的土地將用于生態(tài)保護(hù)。

四、暗物質(zhì)實(shí)驗(yàn)

一個(gè)國(guó)際物理學(xué)家小組正在準(zhǔn)備進(jìn)行一項(xiàng)龐大的XENON100實(shí)驗(yàn)：記錄暗物質(zhì)撞進(jìn)液態(tài)氙原子核、觸發(fā)閃光和出現(xiàn)電荷的那一刻。

根據(jù)最新的理論和研究，宇宙的暗物質(zhì)比構(gòu)成我們普通世界的原子物質(zhì)多得多。盡管每秒都有無(wú)數(shù)的暗物質(zhì)從地球旁經(jīng)過(guò)，人們卻看不到，它們不帶電荷，與原子物質(zhì)的相互作用很少，我們有希望發(fā)現(xiàn)它們的唯一途徑是布下一個(gè)巧妙的陷阱。

目前大約有10個(gè)科學(xué)小組在設(shè)計(jì)通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)暗物質(zhì)接近普通物質(zhì)原子的那一刻，但是XENON100的實(shí)驗(yàn)是最保密的。

五、海洋生物調(diào)查

哪些物種生活在海洋?2000年，這個(gè)看似簡(jiǎn)單的問(wèn)題引來(lái)了一項(xiàng)耗資6，5億美元對(duì)所有海洋生物(植物、動(dòng)物、細(xì)菌和真菌)進(jìn)行分類記錄的研究。海洋生物調(diào)查可以幫助研究人員發(fā)現(xiàn)瀕危物種，以便更好地保護(hù)海洋資源。新發(fā)現(xiàn)的生物還可能提供可用來(lái)制藥或者有工業(yè)用途的寶貴自然化合物。

2000多名來(lái)自80多個(gè)國(guó)家的調(diào)查人員分成17個(gè)小組。海洋學(xué)家們用拖網(wǎng)取出浮游生物；給大型食肉動(dòng)物掛上標(biāo)牌以跟蹤它們的洄游；排列海水中微生物的DNA；用拖網(wǎng)搜尋海底生物。

六、人造生命實(shí)驗(yàn)

在上世紀(jì)90年代中期，克雷格·文特爾宣布，在由政府科學(xué)家組成的龐大班子破譯出人類基因組以前，他和一些同事早已經(jīng)破譯出來(lái)了。他因此名聲大振。2000年以來(lái)，他的小組與政府的班子都提供了越來(lái)越精確的基因組圖，文特爾剛剛公布了他自己的基因組序列，其中包括他父母遺傳的所有染色體。

人類基因組序列固然重要，但是文特爾還在負(fù)責(zé)另一項(xiàng)可能使之黯然失色的實(shí)驗(yàn)。在克雷格·文特爾研究所和他的合成基因公司，科學(xué)家們正在努力從零造出基因組。文特爾在他最近出版的回憶錄《破譯生命密碼》中宣布：“我準(zhǔn)備通過(guò)人造生命來(lái)顯示我們知道生命的軟件?！?/p>

文特爾在2002年首次宣布這個(gè)計(jì)劃，此后一直在孜孜不倦地追求。計(jì)劃的第一步是發(fā)現(xiàn)一種微生物在實(shí)驗(yàn)室里生存所需要的最少數(shù)量的基因。然后科學(xué)家們要從原材料中合成這個(gè)最小的基因組，把它植入細(xì)胞?；蚪M可以生產(chǎn)自己需要的蛋白質(zhì)，逐漸使細(xì)胞成為新生物。