08年十大科学新闻：火星北极挖出水冰

刚刚过去的2008年，是极不寻常的一年，发生了太多值得回顾并被永远铭记的事件。经过数十位科学家的评选以及近万名新浪网友的票选，《环球科学》评出了一年来最值得关注的十大科学新闻。其中，生物、能源和材料领域的进步，或许很快能够转化为产品，真切地改善我们的日常生活；物理、航天及空间探测等领域的进展，让我们切身体会了科学探索道路的曲折及成功的喜悦；生态领域则再度敲响警钟，提醒我们挽救地球已刻不容缓。

NO 1.火星北极挖出水冰

凤凰号探测器在火星北极挖开的沟糟中找到了水冰存在的证据

2008年5月25日，美国航空航天局(NASA)的凤凰号火星探测器在火星北极地区成功着陆。它的科学使命是研究火星极地气候、环境及土壤，研究火星地表及表面下层环境中存在生命的可能。6月中旬，凤凰号在火星地表开挖沟槽，取土化验。拍回的照片显示沟渠底部出现的神秘白色物质，可能是盐，也可能是水冰。几天后，这些物质逐渐消失，证明它们是冰冻的水——这是迄今为止火星上存在水冰的最直接证据。凤凰号对土壤的分析也表明，火星土壤能够维持生命生存。凤凰号还在火星上观察到了霜冻现象，并观察到了高空云层中的降雪。不过，凤凰号并未在火星上发现曾经存在生命的证据。11月2日，凤凰号探测器因火星北极冬季的到来而停止工作，为期5个多月的探测任务画上了圆满的句号。

NO 2.中国太空行走第一步

神七航天员翟志刚出舱行走

2008年9月25日，中国航天员翟志刚、刘伯明、景海鹏搭乘“神舟七号”载人飞船，在酒泉卫星发射中心通过长征二号F型火箭发射升空。9月 27日16:39，身穿国产“飞天”舱外航天服的翟志刚打开舱门，执行我国首次太空出舱任务，成功取回放置在舱外的试验品。9月28日傍晚，神舟七号返回舱在内蒙古主着陆场成功着陆，中国第三次载人航天任务圆满完成。

至此，中国成为世界上第三个独立掌握空间出舱技术的国家，为将来建造空间站打下了坚实的基础。神舟七号在飞行过程中还成功释放了伴飞小卫星，突破了多项关键技术。

NO 3.干细胞技术逼近实用

干细胞

2008年2月15日，日本京都大学的山中伸弥(Shinya Yamanaka，参见本期第82页《山中伸弥：为细胞重新编程》)借助逆转录病毒，将4个基因转入小鼠肝脏细胞和胃黏膜细胞，培育出诱导多能性干细胞 (iPS cell)。与原来用皮肤细胞培育出的iPS细胞相比，这种细胞引发癌症的几率大为下降。两个月后，山中伸弥又与日本理化研究所的高桥和利 (Kazutoshi Takahashi)合作，利用由小白鼠皮肤制成的iPS细胞，成功制造出视网膜感光细胞，可用于治疗视网膜色素变性等疾病。

在传统干细胞研究领域，2008年1月17日，美国一家生物技术公司首次通过克隆技术，用成体皮肤细胞培育出了晶胚。利用晶胚可制造胚胎干细胞系，用于糖尿病、帕金森病等疾病的研究和治疗。各国科学家还相继利用干细胞培育出皮肤组织、下丘脑神经细胞、犬类骨骼等。这些研究成果表明，干细胞技术离实际应用已越来越近。

NO 4.培育人造无核红细胞

红细胞

2008年8月20日，美国科学家罗伯特·兰萨(Robert Lanza)及其同事，从人体干细胞中提取营养物质及合成红细胞所必须的物质，诱导干细胞分化成血管原细胞(haemangioblasts，红细胞的前体细胞)，最终培育出成熟的无核红细胞。

虽然在此之前已有科学家制造出红细胞，但在很多关键问题上没有取得突破，要么无法传递营养物质，要么无法完成新陈代谢。兰萨教授成功突破了这些关键环节，他们培育的红细胞与人体内的天然红细胞一样，都能有效传递氧气和营养物质。这项突破性进展预示，献血将成为历史。

NO 5.模拟光合作用储存太阳能

MIT诺塞拉正专注地做实验

2008年8月22日，美国麻省理工学院化学家丹尼尔·诺切拉(Daniel Nocera)和马修·卡纳安(Matthew Kanan)在《科学》上撰文宣布，他们发明了一种制作简单、价格低廉的催化剂，能将水分子分解为氢气和氧气。其实在很早以前，科学家就想利用阳光分解水分子，将太阳能转化为氢燃料储存起来，但由于催化剂价格高昂，分解水分子需要消耗太多能量，一直没能实现。现在，有了新发明的廉价催化剂，太阳能便可以作为动力实现氢燃料的大规模生产，整个过程与植物的光合作用非常相似。模仿自然界的光合作用，使太阳能更容易储存和使用，也为新能源的发展指出了一个新的方向。

NO 6.启动大型强子对撞机

大型强子对接机启动不久后暂停运行

2008年9月10日，欧洲核子研究中心(CERN)宣布大型强子对撞机(LHC)启动。第一束高能质子被注入LHC的环形隧道顺时针运行，初步测试获得成功。LHC是目前世界上最大的粒子加速器，可以将质子加速到光速的99.9999991%，再让它们迎头相撞，使巨大的能量挤压在极小的空间范围内，以重现宇宙大爆炸最初几微秒的极端环境。科学家预计，LHC可能发现粒子物理标准模型预言的62种基本粒子中唯一仍未被发现的希格斯粒子，还有可能揭开宇宙中暗物质的本质，甚至找到四维时空以外存在其他维度的证据。但是，仅过了9天，大型强子对撞机就发生了严重的氦泄漏事故，试验运行被迫中止。不过事故并没有动摇物理学家探索未知领域的决心，欧洲核子研究中心9月23日发表公告称，LHC将于2009年春季重新启动。

NO 7.寻获高温超导新材料

镧氧铁砷

2008年2月23日，日本东京工业大学的细野秀雄教授(Hideo Hosono)报告，掺杂了氟的镧氧铁砷化合物(LaOFeAs)能够在26 K(-247.15℃)的温度下显示出超导特性。随后一个多月时间里，中国科学技术大学的陈仙辉、中科院物理研究所的赵忠贤、闻海虎、王楠林、陈根等人，领导科研小组不断刷新铁基超导材料超导温度的最高记录，从43K提高到52K，再提高到55K。在此之前，铜基超导材料是科学家已知的唯一高温超导材料。镧氧铁砷这种铁基超导新材料的发现，是超导材料研究领域的一个突破性进展。新材料不仅常温状态下电阻更小、临界电流更大，而且成本更低、制造工艺更成熟，有着更好的应用前景

NO 8.搭建人造神经网络

培养中的神经细胞

2008年2月27日，美国宾夕法尼亚大学医学院的道格拉斯·H·史密斯(Douglas H. Smith)和同事利用牵张生长技术，让胸神经细胞和背根神经节神经细胞的轴突缓慢拉伸，使神经细胞间建立联系，从而形成一个网状结构，最终创建出世界首个人类活体神经组织。以往的动物试验证实，神经细胞移植是治疗神经受损最有希望的方法，但由于神经细胞来源有限，这一方法很难得到广泛应用。史密斯等人建立的三维神经网络酷似小型神经系统，相关技术成熟后，将彻底改变神经细胞来源有限的局面。

NO 9.哺乳动物正在消失

哺乳动物正在消失

2008年10月6日，国际自然保护联盟(IUCN)公布的一项涉及全球5,487种哺乳动物的调查报告，显示这些物种中有1/4面临灭绝。报告指出，全球至少有1,139种哺乳动物濒临灭绝，52%的哺乳动物种群数量正在减少。大部分受到威胁的哺乳动物分布在南亚和东南亚。森林采伐和捕猎是陆地哺乳动物迅速减少的罪魁祸首，海洋濒危哺乳动物则大都死于捕鱼网、船只撞击和污染的魔爪。IUCN警告说，只有从根本上解决问题，挽救这些哺乳动物才能取得长期胜利。另外有报告指出，八分之一的鸟类、三分之一的两栖动物，还有七成的植物都面临生存危机。全球物种存亡已处在紧要关头，需要全球携手合作。

NO 10.制造RNA分子生物计算机

RNA计算机

2008年10月，美国加州理工学院的克里斯蒂娜·斯莫尔克(Christina Smolke)制造了一个RNA分子装置，能够实现逻辑门功能。这是目前世界上最先进的分子生物计算机，输入信息是自然细胞蛋白质，输出信息是绿色荧光蛋白质。计算机的核心是核酶，这种短结构RNA分子能够催化改变其他分子。逻辑门是电子计算机的运算基础，因此RNA分子逻辑门的研制成功，标志着合成生物学和活生物分子计算机领域向前迈出了重要一步。未来将这种生物分子计算机植入哺乳动物或细菌细胞，相应的逻辑门就能表现出更复杂的运算能力，为生物系统的研究与疾病治疗带来希望。