【搜狐科學消息】 據美國大眾機械網站報道,2000年,美國大眾機械網站刊登了一篇分析文章,詳細列舉了22世紀初之前百年科學界最有深度的八項科學疑團。十年之后該網站再次回顧這些科學疑團,對它們所取得的最新進展進行闡述,或許不久的將來會取得突飛猛進的進展。
1、治療癌癥的新措施
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去年美國被診斷出癌癥的患者高達50多萬例,三分之一的患者將因此而死亡。據美國癌癥協會統計,飲食習慣、尼古丁攝入和其它環(huán)境因素,以及人們選擇的生活方式對癌癥發(fā)病率影響顯著,超出家族遺傳基因的影響。目前,美國大眾機械網站指出,有效地降低癌癥發(fā)病率的措施是預防,而不是依賴奇跡藥物的出現。
盡管過去十年里,一些癌癥發(fā)病率和死亡率有所下降,但是黑素瘤、白血病、胰腺癌和腎癌等癌癥的發(fā)病率卻顯著上升。同時,化學療法、放射性療法對癌癥的治療效果并不顯著。美國路易維爾大學進化生物學家保羅-埃瓦爾德認為,到2050年95%的癌癥患者都是由于病毒性感染所形成的。相比之下當前因病毒感染導致癌癥的發(fā)病率僅為15-20%。病毒性感染對于癌癥發(fā)病率的影響不可小覷??茖W家最新研究表明,肝炎病毒可導致肝癌、乳頭瘤病毒可導致宮頸癌、直腸癌、睪丸癌、腦癌和頸椎癌、感染幽門螺桿菌是胃潰瘍的主要誘因,進而可導致胃癌。埃瓦爾德強調稱,病毒感染是導致癌癥的主要因素,病毒侵入人體可很長時間潛伏在宿主體,致使人體內細胞更易出現病變。
基于以下研究,大量地使用種痘和抗生素可顯著提高衛(wèi)生保健,有效地預防癌癥發(fā)病率。埃瓦爾德說:“我們認為預防病毒感染是一種安全有效的降低癌癥的措施,如果再輔助健全的醫(yī)療科學手段,還能更好地控制病毒感染?!?/p>
2、實現人類長生不老
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常識告訴我們人們終究會死亡,但人們卻傾向于相信長生不老的神話,而不敢面對黑暗的死亡現實。隨著科學技術發(fā)展,科學家在科學領域和醫(yī)學領域積極尋找促使人類長壽的秘密。
目前科學家仍繼續(xù)研究可延長壽命的化合物,其中包括:白藜蘆醇、雷怕霉素和p21基因成份蛋白質體。這些蛋白質能夠抑制細胞中導致淀粉噬菌斑的蛋白質,淀粉噬菌斑與阿茨海默癥的形成有關,并可形成癌癥。
研究人員在端粒酶研究領域獲得了新的進展,端粒酶能夠減緩端??s短時間,這種特殊的DNA序列在細胞分裂期內逐漸縮短,直至細胞最終變異或者死亡。理論上,阻止端粒酶縮短時間,細胞將無限期地存活。這項研究也因其重要性而獲得2009年諾貝爾醫(yī)學獎。近期最新研究暗示了端粒酶的潛質,2010年11月《自然》雜志報道稱,老鼠在實驗過程中剝離端粒酶,再重新注入端粒酶,出現了返老還童的現象。幾年前,科學家指出,日常的營養(yǎng)補充可提高人體內端粒酶指數。盡管醫(yī)學領域仍未對這種提高端粒酶的方式進行評估。
美國哈佛醫(yī)學院病理學家大衛(wèi)-辛克萊教授表示,今年將有兩種化合藥物投入使用,它們的主要成份是人造催化劑SIRT1,該藥物能夠模擬熱量限制作用,減緩人體新陳代謝,并產生延緩壽命的效果。現已在酵母、靈長目動物等諸多物種成功通過測試。但是,伊利諾斯州大學流行病學教授杰伊-奧沙斯基并不認為通過藥物作用能達到延年益壽,他說:“在過去十年里,諸多的藥物療法均未實現長生不老的作用。我認為延年益壽的關鍵因素在于那些百歲老人體內的特殊基因。”新英格蘭百歲老人研究(NECS)現展開全球性最大的退休高齡人群研究,該項目跟蹤分析了1600多位百歲老人及其健康后代的身體狀況??茖W家雷-庫茲維爾指出,納米技術可顯著提高人類壽命,化學和生物學手段不可能實現人類長壽,而新型科學技術卻能實現!他將微型機器人植入人體能修復受損、衰老的人體器官和組織。
3、人類創(chuàng)造生命
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科學家仍不知道地球上如何孕育生命體,對于生命體的起源仍是一個難解謎團,或許地球生命源自宇宙某個星球,通過隕星帶到地球。但目前科學家能夠創(chuàng)造出新的生命物種,掌握生命必要的元素,形成生命的生物分子結構,以及如何組合成為一個完整的生命。2010年5月,著名基因學家克雷格-溫特和研究小組同事成功研制第一種人造生命,他們從實驗室的化學物質中制造出完整的染色體組,這種人造生命被命名為“辛西婭(Synthia)”,但需要一種之前存在的自然有機體殘骸作為框架,因此目前尚未從真正地創(chuàng)造出生命體。
除了在實驗室里創(chuàng)造“鮮活”的生物化學人造生命,計算機科學家已成功建立數字形式的生命體,美國密歇根州大學數字進化實驗室的阿維達計劃創(chuàng)建了數字化生命體,它們像真實的動物一樣,為了生存而競爭、死亡和進化。數字進化實驗室主任查爾斯-奧弗婭說:“阿維達計劃中的數字化生命體可像現實世界中的細菌存活,具有它們相同的細胞功能。目前,阿維達計劃將繼續(xù)制造富有生命特征的數字化生命,這將幫助科學家更好地理解復雜的生物學進化。雖然這是一個模擬的過程,但是這些進化實例發(fā)生在現實世界中是完全可行的?!?/p>
4、揭開人類靈魂之謎
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近年來,神經學家一直致力于揭曉“人類靈魂”之謎,但科學家發(fā)現所謂的靈魂與大腦意識區(qū)域和相關的宗教信仰密不可分。目前,科學家安德魯-紐博格和同事最新出版了一本新書《神經學原理》,他們對西藏喇嘛、尼姑和基督教徒進行了大腦掃描,這些特殊人群都日常進行冥想和念誦經文。十年前,他們對130人的大腦進行掃描,試圖尋找大腦思維活躍區(qū)域,以及與宗教意識相關的大腦神經網絡。
科學家發(fā)現宗教意識和靈魂概念可能源自大腦更深層次的活動——大腦量子力學領域,傳統的意識構成基于典型的大腦物理性活動,我們大腦浮現的意識是數十億個神經網絡電刺激下的產物。美國亞利桑那州大學意識研究中心主任斯圖亞特-哈梅羅夫和同事共同創(chuàng)建了Orch OR模型,這是一種量子意識理論,該模型提出一種叫“微管”的微小蜂窩狀結構對于意識的形成具有重要意義,這些中空的微管將部分構成細胞骨架,幫助建造腦細胞內部結構。同時,意識依賴于大腦神經細胞中微管的量子力學變化。
5、外星人可能并不存在
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你是否還在等待身材矮小的綠色外星人光臨地球?或許你不必再為這一想法而努力了。目前,美國一位資深天文學家作出結論——很可能地球之外并不存在外星人,這意味著人類是宇宙唯一的高智慧生命。雖然太陽系之外可能存在數以萬計的類地行星,但它們的環(huán)境狀況過于惡劣,難以持續(xù)外星生命存活。作出這一結論的是美國哈佛大學資深天體物理學家霍華德-史密斯博士,他認為目前發(fā)現外星人的希望非常渺茫,即使我們發(fā)現他們,也無法建立聯系。
迄今為止天文學家共發(fā)現500顆系外行星,它們不是過于接近、就是距離遙遠其主恒星,這意味著這些行星表面溫度非常極端,不可能支持生命存活。其它一些行星擁有不同尋常的軌道,可導致溫度變化幅度較大,不太可能維持液態(tài)水存在,而這是生命體存活的必要條件之一。史密斯博士說:“我們發(fā)現其它系外行星和行星系統中多數與地球存在較大的差異。它非常難以維持生命體,這項最新研究暗示著地球上的生命體在宇宙中是獨一無二的。目前發(fā)現的系外行星系統很少與太陽系相似,這表明太陽系之外很難發(fā)現可以孕育生命的行星,對于想像中的綠色小外星人與地球人類進行接觸更是遙不可及。”2010年12月,著名科學家史蒂芬-霍金教授稱,事實上宇宙中數十億個星系均可假想存在神秘的生命形式。近期來自英國倫敦大學的研究人員指出,外星人可能存在于太陽系之外4萬多顆行星中。但史密斯博士強調,像以上的假想和評估過于樂觀!他說:“外星人可能在遙遠的太空一端向地球發(fā)送信號,或者監(jiān)聽著地球,但我們人類與他們建立聯系仍是未來數十年,甚至數百年的事情。”
6、突破光速限制
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依據艾伯特-愛因斯坦的理論,光速是不可逾越突破的,它在真空中速度達到186282英里/秒??v然我們可以加速宇宙飛船,其攜帶燃料也無法滿足太空旅行要求,比如:如果宇宙飛船要抵達阿爾法半人馬星座,這是距離地球最近的行星系統,僅有4.3光年距離,卻至少需要十年以上。
在近年的科學研究中,最初科學家樂意接受沒有任何質量能夠突破光速,但是脈沖光(零質量微波)卻可以實現。在非真空狀態(tài)下,以不同點測量的脈沖光能以“難以置信的速度”傳播,或者快于光速,但這并不實際上幫助我們抵達其它星球。此外,美國貝勒大學物理教授杰拉爾德-克利弗說:“量子糾纏(Quantum entanglement)能夠以快于光速的速度傳播?!?/p>
目前,美國宇航局突破推進物理計劃前負責人馬克-米爾斯稱,或許多維空間跳躍是實現突破光速,實現太空旅行的最佳選擇。同時,暗物質和暗能量是光速突破的實例。
7、時空穿梭
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在諸多科幻電影中均出現時間機器,但人們真正地實現時間穿梭卻并非易事。依據愛因斯坦的相對論,當一個人高速運動時,時間對他而言就會減緩;如果他的運動速度接近光速,時間對他而言就接近停止,也就是說光速運行狀態(tài)下就能“永生”。那么如果突破光速將會怎樣呢?推理表明時間將會逆轉,人們能夠回到過去,這非常相似時間機器。
目前,霍金的最新觀點稱,人類造出時光機飛向未來和過去,在科學理論上是可行的!但其中需要的技術是突破太空中的“蟲洞”或造出速度接近光速的宇宙飛船。
8、發(fā)現多元宇宙
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當人們揭曉人類、地球,以及宇宙之謎后,還有更多的謎團有待揭曉,比如:在宇宙之外可能存在著其它宇宙!
2010年12月,英國科學家稱發(fā)現了宇宙在遙遠的過去曾被其他平行宇宙“推擠”的證據。他們能夠證明CMB(宇宙微波背景輻射)中發(fā)現的4個圓形圖案就是我們所在宇宙與其他宇宙相撞產生的“撞傷”,這種撞擊至少發(fā)生4次。這一發(fā)現立基于復雜的宇宙永恒膨脹理論。該理論認為,我們所在的宇宙只是一個更大宇宙中的一個“泡泡”,其他宇宙在物理學方面的特性與我們存在差異,它們同時與我們所處的宇宙存在。永恒膨脹理論也被稱之為“多元宇宙論”。如果可以用未來獲取的數據驗證一次‘泡泡’撞擊,我們不僅可以進一步了解我們所處的宇宙,同時也可以洞察我們所在宇宙之外的一個多元宇宙。(卡麥拉)