2014年新闻

　　　　 日本“细胞"论文造假

　　2014年1月，高大上的英国《自然》杂志结结实实栽了个跟头。

　　开年*期，《自然》刊登了两篇日本理化学研究所科学家的论文，文章称成功培育出能分化为多种细胞的新型“细胞"——“STAP细胞"。其培养过程简单安全，将从老鼠脾脏取出的细胞放在与红茶酸碱度近似的弱酸性溶液里浸泡25分钟，培养数日后就出现了新细胞。

　　这篇有望给再生医疗带来新思路的论文备受关注，但很快有众多研究人员在网上宣布该论文存在诸多疑点——论文图像不自然，疑似被加工过；国外同行用该方法重复实验，却无法再现结果，等等。

　　日本理化学研究所随即对研究过程展开调查，确认论文中有篡改、捏造的不正当行为，zui关键的是，数个重复试验均以失败告终，证明这一实验方法和结论都存在致命错误。

7月2日，《自然》正式撤回了这两篇曾引发巨大反响的细胞论文。8月5日，日本细胞生物学专家、小保芳晴子的导师笹井川树悬梁自尽。此次论文造假事件为当事科学家、日本细胞学界和《自然》杂志，都涂上了一抹难以淡化的黑色。

　　    美国国家点火装置（NIF）释出能量超过燃料吸收能量

　　核物理学研究的一项新进展使核聚变能源正在“升温"。美国国家点火装置（NIF）的科学家通过实验证明，核聚变反应释出的能量比引发核聚变反应的燃料所吸收的能量多。这项发现标志着核聚变能源将步入新时代。

　　NIF属于“无爆炸核试验"*的部分，设计初衷是用来模拟核爆，但自落成起，让世人广泛注意到的是它更具魅力的一点——实现核聚变能发电。

　　美国科学家用192支激光，对一颗燃料芯块进行加热直至核聚变反应发生。实验结果表明，聚变产生的能量大约是以前纪录的10倍，实现了“燃料增益"。

　　需要指出的是，燃料增益是指核聚变能量高于燃料中能量，而不是用于压缩燃料芯块的总能量。研究的下一目标将会是实现“总增益"，即系统产生的能量必须超过进入系统的能量，这是半个多世纪以来核聚变工作者梦寐以求的目标。在可控核聚变的征途上，每一次“增益"都为未来的“人造太阳"注入一缕光芒。

　　 埃博拉肆虐西非，预防

　　2014年2月，埃博拉疫情在几内亚境内暴发，随后迅速蔓延至西非利比里亚和塞拉利昂等国。疫情引起了社会的高度关注，多个国家均采取了紧急措施，严防病毒入境。

　　埃博拉病毒是迄今发现的致死率zui高的病毒之一，死亡率超过50%，除了将已经感染的病人*隔离，尚无有效的预防和治疗办法。

　　不过，科学家们正在加紧研制疫苗，美国国家卫生机构与英国葛兰素史克公司联合开发的疫苗已于11月底初步通过人体测试；加拿大研发的一种疫苗也正在开展一期临床试验。此外，一种名为ZMapp的试验性药物被紧急用于救治埃博拉病人，病人病情出现好转，很有希望成为治疗埃博拉病毒感染的一个关键选项。

　　 邮票大小类脑芯片“叫板"超级计算机

擂台上的双方并非同一重量级——“沃森"的智力*依赖它储存海量数据的庞大“大脑"——90台服务器加上360块计算芯片的“体格"抵得上10台普通冰箱，能耗超高可想而知；人类大脑重不过千余克，却拥有100多亿个神经细胞，把大脑活动的能耗转换成电能，只相当于一只20瓦的灯泡。

　　论精巧与复杂，人类大脑仍然力挫所有现代机器。人脑计算方式不受现代计算机“冯·诺依曼瓶颈"限制。现代计算机的内存和处理器是分开的，以总线作为数据交换的通道；在人脑中，神经元（处理器）之间通过突触（内存）互相接触，这种处理器与内存紧密相连的结构，让人脑信息传递的效率非常高；人脑还有一个特点，部分神经元不使用时可以关闭，因而整体能耗很低。

　　研发类脑电路已是必然趋势。2011年，IBM推出了SyNAPSE（“自适应塑料可伸缩电子神经形态系统"的缩写，恰好也是“突触"的意思）芯片原型，这枚单核芯片包含256个“神经元"和256×256个“突触"。时隔3年，邮票大小的升级版多核芯片“真北（Truenorth）"问世，尺寸不及原型的1/15，内核却增加到4096个，方寸之间竟然集成了100万个“神经元"、2.56亿个“突触"，能耗不到70毫瓦，其运算能力可折合为每瓦每秒460亿次，而zui节能的超级计算机每瓦每秒只能进行45亿次“浮点"运算。

　　 科学家找到“光变物质"的简单方法

科学家布雷特和惠勒1934年提出，如果让两个光子通过撞击结合在一起，有可能变成物质，形成电子和正电子——这是zui简单的“光变物质"方法。

此理论能再现宇宙形成的zui初100秒内的重要过程，还能表现伽马射线爆发，这是宇宙中zui大的爆发和物理学中zui大的未解之谜。

　　现在，英国伦敦帝国学院与德国马克思·普朗克研究所物理学家合作提出了证实这一理论的一个非常简单的方法并模拟成功。结果显示，“光子—光子对撞机"系统一次发射能产生大约10万个布雷特—惠勒对，在证明了布雷特－惠勒理论的同时，也彰显了新型高能物理实验的巨大进步。此时距离理论提出整整80年。

　　 美成功剪除感染细胞中的艾滋病病毒

　　15年来，被称为“鸡尾酒疗法"的高活性抗逆转录病毒治疗（HAART）在发达国家成功控制了感染者的HIV-1病毒发作，但HIV-1仍然可能再次发怒打断治疗进程，挥之不去的HIV-1始终让感染者存在生命隐患。

　　由于HIV-1病毒永远不会被免疫系统消灭，只有*剪除病毒才能治愈疾病。近一年来，CRISPR／Cas9基因剪辑技术成为生物生理学领域zui为热门的方法，因其简便、价廉、多功能和率，被誉为“基因组编辑的魔术手术刀"。

　　美国科学家操起这把刀，试图朝着*治愈艾滋病的方向迈出重要一步。他们用HIV-1编辑器在能感染HIV-1病毒的几种细胞上成功地*了潜在的艾滋病病毒。

　　 人际脑电波通讯首获成功

　　科学幻想是许多未来科技的灵光乍现。在上映的科幻电影《超体》中，就有意外获得超能力的女主角可以通过触摸他人前额，读取对方的意识和记忆的情节。而在现实世界里，人际脑电波通讯时代的大幕也已缓缓拉开。

　　我们想说的话、想做的动作、想表达的情感，一念既起，大脑神经元之间就会产生相应的化学反应，发出微弱但清晰的电信号。一位身在印度的志愿者，就将“你好（hola）"和“再见（ciao）"这两个单词在自己大脑中形成的波动，发给了远在8000公里以外的法国实验人员。这是从一个大脑到另一个大脑之间的一次简单的信息单向流，当然方式不会像电影中那么直接。这个“读心"实验需要先将代表两句问候语的脑电波转换为二进制，由法国方面的计算机接收后解码，再用电刺激将其输入实验人员的意识当中。接受者感受到的是眼前似乎有一道道闪光划过，从中便可以解读出对方传递的信息。目前还无法确定脑电波传达相同信息时在不同大脑间的相似度是多少，这项初步实验得出的数据是：错误率为15%。以实验传递信息的简单程度来看，“误解"的几率并不算低。

　　 中国探月返回试验器成功返回地球

　　继苏联和美国之后，中国成为成功回收绕月飞行器的第三个国家。可喜可贺！

　　11月1日晨，中国探月工程三期再入返回飞行试验返回器在中国内蒙古中部预定区域降落。这是中国航天器*次在绕月飞行后再入返回地球，它标志着中国已全面突破和掌握航天器以接近第二宇宙速度的高速再入返回关键技术，为确保嫦娥五号任务顺利实施和探月工程持续推进奠定了坚实基础。

　　此次试验是中国探月工程三期任务中zui关键也zui困难的一次试验，目的是通过飞行器高速再入返回地球的真实飞行，获取相关轨道设计、气动、热防护、制导导航与控制等关键技术数据。结果表明，所有数据全面有效。

　　需要特别关注的是被比喻为“太空打水漂"的“半弹道跳跃式飞行返回"设计，这种特殊设计巧妙地利用地月引力，让探测器飞抵月球附近后绕半圈自动向地球飞来。由于月球引力场分布不均匀，因此利用月球引力规划探测器的轨道并不容易，整个过程需要经过多次调整；zui重要的是在其返回大气层时，要借助不连续的分子气层和飞行控制，让返回器在大气层中一出一入，打出漂亮的“太空水漂"，进而避免在大气层中的超高速飞行烧蚀返回器。

　　 人类探测器登陆彗星

　　11月12日，在太空中“追星"长达10年的着陆器“菲莱"与好伙伴“罗塞塔"号探测器分离，奔赴自己的“新家"——距地球5亿公里的“67P／丘留莫夫－格拉西缅科"彗星。但一波三折，独自飞行7小时的“菲莱"在踏足彗星时，竟然出现了头顶的冷气推进器未能启动、两个锚定“鱼叉"失灵的意外状况，经过两次弹跳，“菲莱"总算在彗星表面站住了脚，完成了人造探测器的彗星登陆。

　　随后传回的全景照片显示，三条腿的“菲莱"一脚朝天、侧卧在地，落在了一处峭壁的阴影中。这意味着“菲莱"在主电池电量耗尽后，无法从备用的太阳能电池获取足够能量。尽管处境艰难，好样的“菲莱"在清醒的64个小时中，启动全部科学设备，全力以赴抓紧实验，对彗星的土壤、磁场等情况展开测量分析。这些信息有助于科学家了解形成于太阳系形成初期的彗星，进一步探究太阳系甚至人类的起源。

　　15日8时36分，“菲莱"传回所有实验数据后，发推文表示“有点累，得打个盹了"，便不再“说话"。

　　眼下彗星正逼近太阳，“菲莱"的隔热设计只能让它的工作期坚持到2015年3月底。在此期间，我们只能期待太阳能电池板获取足够光照并转化成足够电力，让“菲莱"从休眠中苏醒。

　　10美新一代载人飞船“猎户座"试飞成功

　　美国国家航天局（NASA）新一代载人飞船“猎户座"12月5日完成试飞，并溅落在太平洋预定海域，其成功发射被视作“美国航天的新起点"。

　　此次测试的目的是在距离地球5800公里的高度，即大约15倍于空间站运行轨道高度的太空中，检验飞船的基本设计性能。这是自1972年“阿波罗计划"结束42年以来，人类将载人级别太空飞船发射到远超近地轨道的深空之中。

　　美国航天飞机2011年退役后，宇航员要进入空间站作业，不得不依赖俄罗斯的联盟号，而每张船票高达几千万美元，这种寄人篱下的情况促使“从美国本土运送宇航员进入太空"成为NASA的重要任务。

　　“猎户座"新一代载人飞船作为已经搁置的“星座计划"的重要组成部分，再次燃起了美国载人深空探测的激情——按计划，“猎户座"zui终将搭载在名为“太空发射系统"（SLS）的新型zui强劲火箭上升空，将人类送往火星。