美刊年终专稿《一年科学进展》
说一九八八三年对科学界来说是令人振奋的一年。科学家比以往任何时候都更加深入地观察了原子的内部;看到了更远的宇宙空间;鉴别出了第六百万种化学物质;发现了植物利用化学信息相互传递消息的方式
【美国《发现》月刊一月号年终专稿】题:一年科学进展
一九八三年对科学界来说是令人振奋的一年,对科学观察家来说是令人激动的一年。在过去十二个月中,科学家们比以往任何时候都更加深入地观察了原子的内部,看到了更远的宇宙空间,并且更细致地观察了他们自己和其他生物。物理学家们渡过了胜利的一年,发现了难以捉摸的亚原子粒子,促进了理论的发展,并且向这样的结论接近了一步,即一切物质和各种力都来自一个共同的来源。化学家们把计算机看作是试管的代用品,鉴别出他们的第六百万种化学物质;地质学家们努力验证这样一种令人不安的理论:大陆可能并不象人们过去认为的那样原样不变地在地球上漂浮。
在航天方面,苏联宇航员在“礼炮”号上和发射台上都曾发生过事故而侥幸脱险;美国航天飞机又取得了一些成就,又创造了一些第一(其中包括第一个航天的黑人和第一个航天的美国妇女),美国国家航空和航天局的控制人员援救了一颗价值数百万美元的卫星。但是在航天和天文方面,今年的最大成就是取得了非凡成就的“红外天文卫星”。
遗传工程师们以行动庆祝发现DNA(脱氧核糖核酸)结构三十周年,他们改变了细菌、病毒和植物的DNA,以制造疱疹疫苗,防止马铃薯叶霜冻,和培育更丰富的植物。
医生们在这一年花了很多时间和获得性免疫缺损综合征(AIDS)作斗争,这种新疾病使人迷惑不解,它使患者失去了抗感染的自然免疫力。生物学家们发现了动植物在恶劣的环境中求生存的令人惊异的方法,发现了植物利用化学信息相互传递消息的惊人方式。物理学一月间,欧洲核研究组织的科学家们使质子和反质子相撞,产生一些奇异的物质:物理学家们十多年来一直在寻找的W粒子。五月间,欧洲核研究组织的科学家们发现了W粒子的伴随粒子Z粒子。这些成就证实了一种已经提出了十四年的理论,即认为电磁作用和造成某种放射性的力实际上是同一种力。这个发现是以鲁比亚为首的欧洲物理学家们的卓越成就。这是朝着各地物理学家们的一个长期目标迈出的重要一步。这个目标就是把宇宙间的所有力量统一于一种理论之下。
化学美国化学学会三月间记录了它的第六百万种化学物质。五月间它打破了自己的出版篇幅最大的索引这一世界记录,编纂了第十版《化学文摘》,它有七十五卷,重三百八十磅,摘录了二千五百万篇科学论文。
一九八三年由美国和德国化学家组成的一个小组揭示了碳的又一个特点,他们表明,至少在理论上碳可以同五个或六个锂原子稳定地结合在一起。这一点与下述这样一个常理是矛盾的:由于碳的原子结构,它无法同时和四个以上的其他原子结合。
一些为人们熟悉的人物在化学领域创造了新闻:诺贝尔奖金获得者莱纳斯·波林由于他的许多贡献,获得了化学学会的最高奖。马里兰大学的庞南佩鲁马宣布,一九六九年落在澳大利亚的一块陨石携带了全部五种对生命极其重要的核甙酸,这使人们猜测在宇宙间生命可能是普遍存在的。
诺贝尔化学奖为斯坦福大学的亨利·陶布所得。他确定了在涉及金属的化学反应中电子是怎样从一个原子跑到另一个原子去的。他在斯坦福大学的一位同事扎尔和国立洛斯阿拉莫斯实验所的詹·瓦伦丁尼发现了一种方法,第一次可以使用激光直接验证关于一种化学反应的量子力学的数学臆测。他们两人所检验的化学反应都涉及氢和氘。
生物学一九八三年,生物学家深入地探索了气味语言和动植物生长和生存的新颖方式。
一九八二年,华盛顿大学的戴维·罗兹报告,树木利用一种化学语言彼此进行“交谈”;八三年,达特默思大学的伊恩·鲍德温和杰克·舒尔茨也报告,杨树和槭树幼苗被虫咬后便改变它们树叶的化学性质,吸入难闻的酚,然后大概通过空气传播化学信息向四周的树木发出信号,要它们谨防虫咬。
野生马铃薯也采用一种化学防御的方法。它们遭到蚜虫侵害时,便散发出一种化学成分,它的气味酷似害虫用来发警报信号的气味。这便能把蚜虫吓跑。
化学信息在许多物种中起一种社交作用。雄梨小食心虫在求偶时用一种科隆香水味引诱雌虫。日本和美国的科学家凭直觉辨别出这香味是柠檬皮里的一种化学成份的香味;茉莉酮酸甲酯,这是香料制造商视为上品的一种芳香剂。
这种信息也可用于认亲。衣阿华大学的杰夫·克兰和密执安州奥克兰大学的乔治·甘博发现,如果把一只雌黄蜂放在一个新蜂巢里,除非这个新蜂巢是姐妹蜂造的,否则它将毁坏许多蜂卵,然后弃巢而逃。另一方面,放在姐妹蜂巢里的雌蜂把卵吃了,但是认这些蜂巢是它们自己的蜂巢。它们显然是凭气味认亲属或蜂巢的。
遗传学一九八三年,科研人员鉴定了几种重要的基因:携带髓鞘质的主要成分的遗传密码的基因;据信能引起中毒性休克的毒物的基因;亨廷顿氏病的遗传标志以及调节一种细菌内的光合作用过程的五种基因。科学家们还成功地模拟了基因的复制和翻译的重要步骤:他们把无性繁殖的DNA的片段连接在一起,制造出第一批合成染色体;他们还拼接ARNA(核糖核酸),这在以前是只能用活细胞做的。改变了更多基因的次序,以便使之起非自然的作用。顺从的大肠杆菌生产出从干扰素到靛青的一切东西。
医学一九八三年的主要医学新闻是制造了出色的人工心脏,巴尼·克拉克是世界第一个接受人工心脏的人,他兴致勃勃地为活着而斗争。他挣扎着活到了三月份。在这位牙科医生死时,这颗人工心脏仍然在出色地工作。
在人工心脏在头条新闻栏中消失以后,取代的是获得性免疫缺损综合征(AIDS)。对AIDS的研究突出地表明,在这一年中,对免疫系统的研究在医学上起着越来越重要的作用。

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