21世紀七大懸念

【憂傷魚】於2001-11-14 15:31:24 加貼在 貓眼看人

大洋論壇 

  我們的地球和我們多彩的生活中充滿了神秘的現象和未知的謎團。有些重大的謎團自我們遠古的祖先開始行走時就縈繞在人類心頭,而另外一些則是隨著人類的不斷進步而新湧現出來的 —— 人類是否可以長生不死?我們能夠攻克癌症嗎?我們能夠創造生命嗎?靈魂究竟是否存在?光速是不是速度的極限?在宇宙中是否有其他智慧生命存在?我們能夠進行時間旅行嗎?對這七個問題,人們一直沒有能夠給出確定的答案。

■懸念之一:永遠年輕、長生不死

青春永駐的秘方並沒有隱藏在世界上哪個神秘的地方,而更像是存在於每個人的細胞堙A或者更加準確地說,是在一個特定的基因堙C加利福尼亞斯克奡韌筋膍s院的科學家們對90歲以上的老人的基因進行了研究,他們發現,在99%以上的情況下,這些90多歲的老人的基因的功能完全正常,也就是說,他們的基因都能夠指揮指定的細胞産生適當的蛋白質。老年人的基因和新生兒的基因幾乎能夠同樣發揮作用。那麽,如果老年的基因和年輕的基因同樣有效,爲什麽我們還會衰老呢?

芝加哥伊利諾伊大學的研究者們已經初步找到了答案,但他們還不是很確信。他們提出,衰老的秘密可能就在一個名叫p21的特定基因上。它的作用就相當於一個基因緊急制動閘,當它被啓動並且發揮作用時,它會讓受到毒素污染或者輻射破壞的細胞停止生長,這樣就會給它們時間進行修復。分子基因學教授伊戈爾·羅賓遜啓動了人體細胞內的p21基因,並分析了它對上千個其他基因的影響。他驚奇地發現,那些受影響的基因變成了平滑粒狀,並且停止了生長。換句話說,它們衰老了。

“這種模式非常驚人,”羅賓遜說道,“啓動了這個基因,就造成了無數個其他基因的重大變化,而這些基因都與衰老和與衰老有關的疾病發生關聯。”

羅賓遜的同事們發現,p21有選擇地對40種人們已知的參與DNA複製和細胞分裂的基因進行抑制,這樣就馬上讓生長停止下來。與此同時,它促進了50種其他基因的活動。這些被p21刺激起來的基因之一就與早老性癡呆病人腦中發現的動脈粥樣斑的成分相關。其他的基因則産生各種蛋白質和酶,直接引發動脈硬化症和關節炎。

癌細胞都有一個不尋常的特徵,那就是它們是不死的。只要能夠得到營養,它們就不停地分裂。健康細胞卻不是這樣的,在它們的染色體末端都帶有一個類似計時器的結構,它限定了一個細胞能夠進行自我複製的次數。這些計時器被稱爲端粒,你可以把它們想象成爲你的鞋帶末端的塑膠帽,它們可以防止鞋帶散開。每次細胞分裂時,這些端粒就會被擠掉一點,當端粒完全掉落之後,細胞就停止分裂了。

癌症正是在這個環節上乘虛而入。在九成以上的癌細胞酶中,發現了一種叫類端粒的化合物,它能夠自動替代每次細胞分裂後端粒上所掉落的部分,這樣端粒就不會消失,癌細胞就可以不斷地分裂。如果健康的細胞上也能夠産生出類端粒的話,可想而知正常的細胞也可以變爲不死的。由德克薩斯大學西南醫學中心和加利福尼亞州一家名叫根隆的生物技術公司共同進行的試驗表明,這種現象的存在是確定無疑的。

■懸念之二:人類會不會治癒癌症

癌症是200多種疾病的統稱,這些疾病都有一個共同之處,那就是健康的細胞發生變異,開始胡作非爲。以往人們的普遍觀點是,基因在這個變異過程中扮演了重要的角色。如果你的父母或者兄弟之中有人患有癌症的話,你就有很大的可能患上癌症。

但是,也許事情並不是這樣的。

2000
年夏天,醫學界有史以來最大的一次就基因和環境對癌症的相對影響所進行的研究的結果被公之於衆。該結果使持有傳統觀點的人們大跌眼鏡:人們的食物、生活環境、職業、以及特定的一些壞習慣,包括抽煙和過量飲食在內,都比家族的癌症史更能夠影響癌症的發病率。

科學家們對瑞典、芬蘭和丹麥的總共89576對雙胞胎進行了研究。因爲雙胞胎的基因具有相似性。在察看醫療記錄之後,研究者們選擇了那些雙胞胎之一患上癌症的家庭,然後觀察另一個雙胞胎身上會發生什麽。

觀察的結果表明,基因的相似並不能決定一切。而諸如抽煙、飲食習慣不良、缺乏鍛煉,或者接觸到輻射、污染和致癌性化學品這些因素,更容易引起癌症。解決癌症謎團的鑰匙並不是藥片,而是預防。

■懸念之三:我們能不能創造生命

納米技術是通過逐個原子的組裝來構成極小的裝置的一項製造技術。 如今IBM、施樂和英代爾這樣的高技術企業都開始重視這項技術,他們的興趣源於一種叫做“自我組裝”的物理現象,根據該現象的原理,如果鋪設了適當的基礎構架,就可以在上面“長”出毫微米管道、毫微米球體和毫微米半導體來,這樣就可以給電腦提供高精度、高性能的極微小的元件。

這樣的技術能不能用於生物體呢?在伊利諾伊大學,研究人員正在試圖利用人體細胞內所發現的蛋白質肌動蛋白來創造自我組裝的有機體結構。負責開發的傑拉德·翁說,“我們的肌動蛋白薄膜膠囊處在平衡狀態下,並不需要能量來維持其穩定。”他們的實驗室正在取得令人興奮的進展。

那麽,我們是否能夠做到讓自我組裝的結構具有自己的生命呢?由加利福尼亞技校、洛杉磯加州大學和密歇根州州立大學的研究者們組成的小組認爲,答案是肯定的。他們已經在電腦內創造出了“數位化的生物體”,他們發現,這些電腦創造出的有機體對周圍變化的反應,與真實的生物體,如細菌、真菌和果蠅等十分相似。

“對生物系統的生命最最基本的問題做出解答是非常困難的,因爲生物系統已經經過了40億年的進化,變得極其複雜了。”加利福尼亞技校的克奡窗P阿達米說,“地球上生命的産生都是因爲很久以前的一次偶然。我們所見到的一切都因爲一次偶然事件而來,所以如果我們回顧這一切的話,是否能夠獲得一些對生命的概要認識呢?”

阿達米所做的工作,是在已經對活的生物體進行實驗,即埃·科理細菌實驗之後,第一次用數位進化實驗的方式來進行的類比生命研究。他說,“我認爲我們已經讓生物學家們確信,人造生命並不只是一個不切實際的妄想,它還可以回答一些關於生物學的最基礎的問題。”

■懸念之四:靈魂究竟何在

在近期由聖叠戈加州大學、美國科學促進協會以及梵蒂岡所組織的一系列會議上,神經系統學家們和神學研究者們已經開始詳細地探討人類靈魂的物理性質。

而神經系統學家們相信,他們已經掌握了監測靈魂的技術。這是一台極其靈敏的儀器,叫做旋轉三頭單點發射式斷層分析掃描器。

“人類最深受感動的一些體驗,有可能會被簡化爲特定的腦部功能,而這些功能還能夠通過先進的腦功能研究來測量,這會使不少人感到煩惱和困擾。”賓夕法尼亞大學的一位神經系統學家,安德魯·紐伯格這樣評論道。他和一位名叫尤金·阿吉利的同事,用上面提到的那台掃描器對冥想的人的大腦進行了詳細的探查。

首批實驗的物件是佛學家,他們同意將靜脈針插入自己的胳膊堙C當他們達到了深度冥想的狀態時,他們便向紐伯格示意,後者隨即將一些放射性同位素釋放到他們的血管中。在血液流經大腦時,那些較爲活躍地參與冥想的細胞吸收了更多的同位素,隨後發出了更多的輻射,這些都被掃描器記錄下來。

紐伯格預言到,“我們希望,這些實驗將是一次給科學研究帶來啓蒙的令人興奮的旅程。”

■懸念之五:光速是速度的極限?

90
年代中期,威爾士大學的米格爾·庫比埃爾就提出,可以建造這樣的一艘太空船,它能夠將前面的空間縮小,將後面的空間擴大。這樣做相當於將飛船的出發地向後推開,同時將目的地拉近,這樣便有可能達到比光還快的速度,但是這個方案的難點在於,它非常耗費燃料,於是這個計劃被放棄了。

迄今爲止,超越光速最好的證據,來自于普林斯頓大學NEC研究院由王立俊(音譯)所領導的一個研究小組,他們在實驗中,記錄到一束光的脈衝,以大於每秒186000英里的速度穿過了一個充滿銫的腔室。王的實驗小組將該成果發表在著名的《自然》雜誌上。“我們的實驗表明,沒有任何物體能夠比光運動得更快的觀念是錯誤的。”王興奮地說道。

■懸念之六:人類是否宇宙間的惟一生命

深層空間近期的兩項重要發現,都使我們更加確信宇宙中還存在著其他生命。其中之一,是在銀河中段附近的一團神秘的星雲,另一個是脈衝星發出的輻射波。

在用美國國家科學基金會設置于亞利桑那州的基特山頂那台12米太空望遠鏡對銀河進行觀察時,天文學家們在一團正在形成新星體的星雲中發現了糖類。美國國際航空航天局戈達德宇航中心的專家楊·米·霍利斯說,“這一發現意味著,在甯P周圍産生行星之前很久,很有可能作爲生命先驅的化學物質就已經在這樣的星雲中生成了。”

雖然這種物質遠在距離地球26000光年之外,它的發現也足以使天體生物學家們感到格外興奮,因爲這種由碳、氧和氫組成的8個原子的分子能夠很容易地與其他分子結合形成核糖。核糖是核酸DNA的基本組成部分,而DNA正是所有活的生物體中遺傳信息的化學載體。

另外,自1967年以來,天文學家們一直不斷收到穿越空間、準確定時的無線電脈衝,就像燈塔發出的信號一樣。在2000年的美國天文學會年會上,一位學者提出證據表明,脈衝星已經被發現並定位,並且正以某種模式發出智慧的資訊,只是資訊的具體的含義還有待破解。

■懸念之七:我們能否進行時間旅行

阿爾伯特·愛因斯坦是一位走在時間前面的人,他走得如此之遠,以至於我們至今還只能驗證他所提出的理論的一部分。

其中一個理論是關於他的一條悖論。一位元宇航員以接近光速的速度旅行,它的同胞兄弟呆在家中。當宇航員回到家中後,發現他的兄弟已經變成了一個老人。真正發生的事情,愛因斯坦認爲,是在火箭上的時間變慢了,從而讓宇航員保持了年輕。

爲了讓這樣的事情發生,你需要以非常非常快的速度運動。有人用兩台超高精度的原子鐘做了一個相對簡單一些的實驗,在協和式飛機上飛行的原子鐘,的確比放在實驗室堛漸t一台一模一樣的鍾走得要慢上一點點。這一點點的含義是什麽呢?實際上,你要以協和式飛機的速度飛行上100年,才會比另一個乘公共汽車的人年輕千分之十秒。

也就是說,從理論上講人可以通過時間旅行回到更早的時間,但實際上面臨著許多問題。

時間旅行已經越來越不是科學上的禁忌話題,人類建造時間機器的機會正在逐漸增大。在21世紀的末尾,我們或許會與來自22世紀的客人共聚一席,這樣的情景到時可能已經不是天方夜譚了。

有話就說,別憋著!

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