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2009年世界科技发展回顾

2010-1-6 5:08:29 来源: 科技日报 作者:转载 录入:admin 访问: 次 被顶: 次 字号:【
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2009年世界科技发展回顾
 
  联合国和国际组织科技事务
  金融危机、气候变化和甲型H1N1流感引发全球广泛关注,教、科、文、卫全面发展,和谐进步。

  卞晨光(本报驻联合国记者) 毛黎(本报驻美国记者)
  由联合国和国际天文学联合会(UAI)共同发起的国际天文年开幕式于2009年1月15日至16日在联合国教科文组织总部——法国巴黎正式举行,主题为“探索宇宙奥秘”。

  《保护水下文化遗产公约》于2009年1月初正式生效。公约对联合国教科文组织制定的相关规范措施起到了必要的补充作用,将有助于人们加强对古老海底沉船等文化遗产的保护,制止日益猖獗的海底文物走私,为保护这些珍贵的文化遗产提供法律依据。        

  2月16日至19日,2009世界移动通信大会在西班牙巴塞罗那召开,全球约有1200家移动通讯工具厂商参展。会上各国手机厂商将主要发展方向定位于加大带宽,增加通信容量,最终达到手机、多媒体、信息和网络的高度集成,即4G技术。
  3月,墨西哥暴发“人感染猪流感”疫情,并迅速在全球范围内蔓延。世界卫生组织后将其更名为“甲型  H1N1流感”。6月11日,世界卫生组织决定将警戒级别提升至最高级别6级。11月26日,针对英美出现的甲型H1N1流感耐药性病例,世界卫生组织表示,这些病例均为免疫系统严重受损者,表明病毒在这部分人群体内易产生抗药性,应引起特别注意。该组织称,监测到的甲型H1N1流感病毒变异病例属偶发和自发现象,疫苗对变异病毒依然有效。
  联合国教科文组织及其32个伙伴机构4月21日正式启动“世界数字图书馆”项目,汇集了世界各地的图书馆和其他文化机构珍藏的各类文化制品的电子版本。其目的在于促进不同文化间的相互理解,增加互联网上文化内容的数量和种类,缩小“数字鸿沟”。

  万国邮政联盟8月开始启动新的全球监测系统,这个系统采用了有着“电子标签”之称的射频识别技术,能够对贴有标签的邮件进行追踪,有助于邮政部门衡量服务质量,找出工作中的不足。

  在日内瓦召开的第三届世界气候大会9月3日通过了一份高级别宣言,决定建立全球气候服务框架,以加强气候信息、预测和服务的提供与应用,帮助全球更好地适应气候变化的影响。

  作为减缓气候变化的努力之一,国际电信联盟10月宣布已批准一项有关移动电话节能通用充电器的解决方案。该方案将使所有未来的手机,无论其生产厂商和型号有何不同,均可使用相同的充电器。

  联合国教科文组织10月宣布,该组织已经与大型旅游社区网站启动合作关系,提高旅游者对于世界遗产及其保护工作的认识和支持。12月,教科文组织与谷歌公司开展合作,提供19个世界遗产地的谷歌街景视图,以便无法亲自前往实地的公众浏览。

  联合国教科文组织12月10日与负责国际域名分配的互联网名称与数字地址分配机构(ICANN)签署合作协议,以共同推动多语种域名正式运作,实现互联网语言多样性。

  12月7日到18日,来自世界各国的谈判代表参加在丹麦哥本哈根举行的《联合国气候变化框架公约》第15次缔约方会议暨《京都议定书》第5次缔约方会议,商讨《京都议定书》一期承诺到期后的后续方案,但大会最终只通过了《哥本哈根协议》。

  基础研究
  美  国
  观察到罕见单顶夸克,“国家点火装置”落成,飞秒激光加工技术获突破,天文学研究取得一系列进展。

  毛黎(本报驻美国记者)美国IBM公司研究中心和斯坦福大学纳米探索中心1月称,两家机构共同开发出一种磁共振成像仪(MRI),其分辨率比常规MRI高出1亿倍,这标志着为在纳米级研究复杂三维结构提供分子生物学和纳米技术工具方面迈出重大一步。科学家已利用该技术开发出一种显微镜,并首次拍到烟草斑纹病毒的三维照片。这将对从蛋白质到集成电路等材料研究产生影响,有望提供以非侵入方式展示蛋白质等生物结构的三维细节,给观察病毒、细菌、蛋白及其他生物分子的方法带来革命性变化。

  美国国家标准与技术研究院(NIST)1月表示,研究人员成功地研制出一种基于金属氧化物纳米管的超灵敏气体探测器,它比基于薄膜的现有传感器灵敏100倍至1000倍,未来也许能探测到一个单细胞排放的微量物质,为确定药物或纳米粒子是否会损害细胞或研究细胞间如何相互通信提供了新途径。

  美国领导的国际研究小组2月初表示,在阿曼南部检查沉积岩时,发现了大量异常类固醇,为海绵纲的海绵所特有。研究证明多细胞动物生命在寒武纪大爆发1亿年前就已出现。这成为迄今为止动物化石记录中的最古老证据,可帮助重建对于地球早期生态系统的认识。

  3月初,美国天文学家利用世界上最大的太阳望远镜,成功获得了目前分辨率最高、最全的太阳光谱。这将为分析太阳表面的元素构成提供巨大帮助,利用光谱分析技术可判断围绕恒星旋转的行星表面的组成成分,如是否还有水和氧气,可以确定是否有存在生命的可能。

  美国能源部费米国家加速器实验室的科学家们3月称,在粒子对撞实验中观察到了单个顶夸克的产生。同月,又发现了一种完全无法用现有理论来解释的新粒子Y(4140),其衰变特性有违常规,向那些深谙夸克如何结合形成物质的粒子物理学家发出了挑战。这些发现使科学家离寻获“希格斯玻色子”越来越近。

  美国宇航局科学家3月下旬表示,在对超过45亿年历史的陨石的成分进行分析后,他们发现了生命在其最基本分子水平上的运作机制。科学家在其中找到了更多的左手性异缬氨酸,支持了外太空的分子可能参与了地球原始生命起源这一假说,亦有助于解释为什么地球上所有已知生命都只用左手性氨基酸来构建蛋白质。

  5月,美国、日本、墨西哥科学家发现“怪物星系群”。该星系群距地球约115亿光年,成员超过30个,能够以超过银河千倍的速度爆发式地产生新的星球,该发现将为解开银河系形成之谜提供新的线索。

  世界最大激光聚变装置5月29日在美国加州举行落成典礼。这一“国家点火装置(NIF)”能产生类似恒星内核的温度和压力,让科学家可以实施此前在地球上无法实施的许多试验。NIF共有3项任务:模拟核爆炸,研究核武器的性能,保证美国在无需核试验的情况下保持核威慑力;通过模拟超新星、黑洞边界、恒星和巨大行星内核的环境,进一步了解宇宙的秘密;保证美国的能源安全。
  美国弗吉尼亚联邦大学科学家6月中旬宣称,他们发现一种同时具有磁性和导电性的“超级原子”。这种含有1个钒原子和8个铯原子的原子簇十分稳定,将来可被用于制造下一代计算机的分子电子器件。这种物质具有重要的应用价值,可能导致分子电子学领域的重大发展。
  美国罗彻斯特大学7月表示,利用飞秒激光加工技术制成的金属板改变了液体分子与金属分子相互作用的方式,它可对抗地球引力控制液体流向。这项技术在医疗诊断、计算机处理器冷却以及金属“抗菌”等方面具有不可估量的价值。
  美国劳伦斯·伯克利国家实验室7月表示开发出一种利用小角度X射线散射技术测定蛋白质结构的新方法。该方法对处于自然状态下(如在溶液之中)的蛋白质进行成像,其分辨率大约为10埃米,大大提高了蛋白质结构研究分析的效率,使过去需要几年时间完成的工作仅用几天即可完成。
  美国加州理工学院科学家7月宣布,他们开发出仅有百万分之一米大小的纳米电子机械系统(NEMS)谐振器,有效简化了分子质量测量的程序,并可实时测定单个分子的质量。
  美国科学家小组7月下旬称,他们利用经巧妙设计的大肠埃希菌,制成了细菌计算机,其速度远快于任何以硅为基础的计算机。此项研究除了证明细菌具有解决复杂数学难题外,也为合成生物学领域作出了重要贡献。

  美国劳伦斯-利弗莫尔国家实验室7月表示,利用一种基于量子化学热力学方法的计算工具,计算出任何溶剂在任意浓度下的二氧化碳化学溶解能力,可测定包括离子液体在内的溶剂的碳捕捉效率,并在此基础上开发出了更清洁、稳定和高效的捕获二氧化碳新方法。
  美国加州大学圣地亚哥分校天体物理学家7月中旬表示,他们推翻了过去设定γ射线分布是暗物质形成依据的假设。新理论认为正电子由星系中大质量的恒星爆炸产生,当电子与正电子在空间中相遇时,两种粒子将发生湮灭,释放的力量便表现为γ射线,因此卫星所观测到的γ射线并不能作为暗物质存在的依据。
  美国俄克拉荷马科学家8月称,他们发现了巨大的里德伯分子,其分子键的大小与红血球相当。由于里德伯原子是基于量子计算体系的原子的关键部分,因此确定里德伯分子如何相互作用非常重要,其性质亦使其成为探测量子气体、电磁场性质以及里德伯分子间如何相互作用的理想候选。

  美国劳伦斯-利弗莫尔国家实验室的研究人员8月称,他们利用脂类膜纳米线成功制造出生物纳米电子原型装置,不仅能够提升生物感测和诊断工具的性能,推动神经修复技术的发展,甚至可以大幅提高未来计算机的效率。

  美国诺福克大学研究人员8月向人们展示了有史以来最小的激光器“spaser”,它包含一个直径仅为44纳米的纳米粒子,能产生一种称为表面等离子的辐射。因其允许光子局限在非常小的空间内,spaser或将成为未来光学计算机的基础。

  美国麻省理工学院科学家9月下旬称,他们首次发现原子气体具有强磁性的现象,从而解答了长达数十年的学术争论:气体是否可以具有类似铁或镍磁体一样的磁性。此发现如经证实,将改写现行的物理教科书。

  美国航天局10月表示,“费米伽马射线空间望远镜”在升空一年来的观测中,发现了最新的高能光线。它帮助科学家看到了实验室中无法复制的高能光线的作用,几乎排除了所有企图打破爱因斯坦观点的模型,从而证明了爱因斯坦关于光速理论的正确性。
  美国密苏里州立大学的研究人员利用超长基线阵列望远镜,对由太阳引力造成的时空曲率进行了一次极其精确的测量,针对因太阳引力造成的星体位置影响,描绘出迄今最为精细的图像,并得出伽马参数的测量值。其研究结果和技术水平在科学界评价甚高,被认为是“目前理论物理学的最前沿”。
  10月下旬,科学家宣称,一颗130亿年前爆炸的恒星发出的光被探测到,打破了此前128亿光年的纪录,成为迄今人类观测到的距离地球最遥远的天体。本次观测到的其实是一种伽马射线暴,发生爆炸的天体大约形成于宇宙大爆炸后的6.3亿年,属于宇宙最早期的恒星,为人们观测了解正在经历剧烈变化的宇宙幼年期提供了很好的机会。
 
  11月初,美、法研究人员的最新研究结果证实,宇宙射线可能由超新星爆炸形成,而恒星爆炸作为它的生产者,就犹如太空中的大功率粒子对撞机。由于被怀疑可能与气候变暖、物种灭绝等现象相关,宇宙射线的源头一直备受关注,此次借高功率望远镜之力,终于可以对“超新星源头论”加以验证。

  俄罗斯
  进一步深入考察贝加尔湖,进行火星地面模拟测试。
 
  张浩(本报驻俄罗斯记者)俄罗斯科学院“和平-1”号和“和平-2”号深水探测器在2009年夏季深入贝加尔湖底部,寻找新的动植物,采集沉积岩样品。科学家通过对贝加尔湖中“科学院”山脉的考察,获得了研究贝加尔湖几百万年发展历史的数据和信息。

  7月14日,由俄罗斯航天署和科学院共同出资,俄科学院医学生物研究所负责实施的“火星-500”载人航天地面模拟第二阶段实验在莫斯科郊外结束。为期105天的模拟试验最大程度模拟了载人登火星的全过程。实验共分为三个阶段:进入地球轨道、飞向火星和进入火星轨道。实验中设定了各种紧急情况,比如,仪器损坏、密封舱失压、瞬间增压等可能出现的异常情况,考察了宇航员心理和生理适应情况,宇航员与地面控制中心的协调情况,检验了生命保障系统、医学设备以及科学仪器的运行情况,从而为未来人类探索火星提供了参考数据。

  英  国
  捕捉到银河系中最热恒星的影像,建立揭示地球生命起源形式的模型。

  何屹(本报驻英国记者)英国曼彻斯特大学约德尔·贝克天体物理学研究中心的天文学家利用新升级后的哈勃太空望远镜,首次成功捕捉到了银河系中最热恒星的影像,这是一颗位于“蝴蝶星云”中央位置的濒死恒星,其表面温度达20万摄氏度,是太阳表面温度的35倍。深入了解这颗恒星,将对太阳的命运有重要参考价值。

  英国科学家在肯尼亚北部发现150万年前的化石脚印,并认为,这些脚印很有可能是人类的祖先直立人留下的,且其行走方式与现代人几乎相同。这是人类目前所知的第二古老的人类祖先的脚印,第一则为著名的“利特里脚印”,其可追溯到约375万年前。

  英国曼彻斯特大学化学家在《自然》杂志上刊文称,他们开发出的实验模型可展示40亿年前地球生命如何以一种自我复制的分子形式起源。研究人员此次在早期地球环境模拟条件下合成了RNA的三个组成部分中的两个,并首次合成了一种中间物质,该物质可纯化合成RNA所需的核糖和碱基,并最终形成一种类RNA。这是通过化学方式解释生命起源研究的一大进展,代表了多年来“前生物化学”(导致地球生物出现的化学进程)研究取得的重大突破。 

     德  国
  研制出创世界纪录的高功率飞秒激光器,首次观测到磁单极子现象在实物中存在。

  顾钢(本报驻德国记者)美德两国科学家对多个星系进行观测,最终测量了大爆炸发生后十亿年时数个星系中黑洞和核球的质量,发现当时这些星系中黑洞的质量远大于核球质量。他们于1月6日公布研究结果认为,这意味着黑洞先于星系诞生。

  德国、美国和日本的科学家3月宣布,他们在实验室的环境中证实了冷聚变并提交了相关证据。他们将进行进一步探索,如室温条件下的聚变反应能够实现商业化,就可以用海水中提取的重氢来生产丰富的核能。

  德国弗劳恩霍夫激光技术研究所成功地研制出400瓦功率的飞秒激光器,这一创世界纪录的高功率飞秒激光器可用于医疗、微电子、航空航天和太阳能等技术领域,其可在材料加工时避免热传导、熔化、蒸发或离子化的影响,实现脉冲时间较长的纳秒激光器或普通激光器无法完成的超精度材料加工。

  德国慕尼黑技术大学等机构的科研人员利用“多谱耦合层析摄影”技术,成功地拍摄了清晰度很高的表层厚度超过6毫米的斑马鱼三维脊椎图,突破了之前表层厚度不超过1毫米的局限。这一技术突破将使未来研究大型活体动物的内部器官组织和活细胞成为可能,还可对纳米尺度的生物分子进行光学标注,以及开发针对动物器官和组织的新药。

  德国亥姆霍兹联合会研究中心等机构的科学家,在进行中子散射实验时首次观测到了与磁单极子类似的准粒子的存在,以及其在一种实际材料中出现的过程。这项研究是凝聚态物理学领域的一个重大进展,有助于研发磁性存储体和自旋电子元件。

  德国科学家参与的国际天文学研究小组9月称,科学家首次确认外太空岩态行星Corot  7b。它是迄今为止发现的最小的系外行星,质量为地球的5倍,因白天的温度过高并不适合生命繁衍生息。但该岩态行星的发现表明,在整个银河系中可能存在适合生命生存的其他星球。
 
  以色列
  首位女科学家获诺贝尔奖,纳米技术研究呈迅速发展态势。

  郑晓春(本报驻以色列记者)美国和以色列的科学家4月初表示,他们观测到了迄今为止最大规模的超新星爆炸,这颗超新星质量约是太阳的50倍到100倍,最后坍缩成了一个巨大的黑洞。
  瑞典皇家科学院10月宣布,以色列魏兹曼研究院的女科学家阿达·约纳特教授等三人获得了2009年诺贝尔化学奖。其利用三维模型和X射线结晶法,描绘了构成核糖体的原子的位置,从而在原子层面揭示了核糖体的结构和功能,对生产新的抗生素具有重要意义。阿达·约纳特是以色列首位获得诺贝尔奖的女科学家。
  以色列纳米技术研究发展迅速,其已广泛渗透至电子、军工、软件、通讯和生命科学等领域,显示出良好的发展前景。以色列技术学院、特拉维夫大学、魏兹曼研究院等全国主要大学的纳米研究能力均有显著增强。此外,以政府还成立了由政府、企业和学界组成的“以色列国家纳米技术倡议”,以促使纳米研究的进一步发展。

  加拿大
  观测到小行星撞地球,研究认为某些稀有金属和产生生命的必需物质来自外太空。

  杜华斌(本报驻加拿大记者)加拿大西安大略大学科学家报告说,一颗直径约10米的小行星8月在印度尼西亚上空的地球大气层中保证,释放出的能量相当于三枚核弹,这再次引发人们对于地球可能会被太空岩石撞击的担忧。

  加拿大科学家研究认为,目前地表岩石中所含的铂、铑等稀有金属最有可能来自外太空的陨石雨,例如彗星和陨星等,而非源自地球内部的自然过程。此外,这种外太空学说还能解释为何目前在地球上有氢、碳、磷等产生生命的必需物质,这些物质在地球最初形成的极端环境中是不可能存在的。

  巴  西
  参加首次南极内陆科考,在土卫六的环境仿真模拟条件下获得可构成生命的腺螵呤分子。
 
  张新生(本报驻巴西记者)1月,参加首次南极内陆地区科学考察的7名巴西科学家结束为期40天的科考任务。科考小组在约翰斯山对冰层进行了两次钻探,以采集冰样。科学家称,这些冰样对研究近500年来气候和大气的化学变化以及巴西的气候变化具有重要意义。
  巴西媒体8月报道,巴西坎皮纳斯国家光学同步实验室的科学家在土卫六(Titan)的环境仿真模拟条件下获得腺螵呤分子。腺螵呤分子是DNA的四个主要构成部分之一,是构成生命的重要基础。这一发现显示,土卫六上具有存在生命的可能性。 
 
     南  非
  力争全球最大射电望远镜项目落户,以提升本国天文学研究水平。
  李学华(本报驻南非记者)南非全力争取让平方公里阵列天文望远镜(SKA)这一全球最大的射电望远镜项目落户南非。SKA包含有3000多个巨大的碟型天线,占据面积约1平方公里,所以称为平方公里阵列。其灵敏度将比目前地球上已有的射电望远镜提高50倍至100倍,将成为科学家研究天文学、物理学以及宇宙学的有力工具。该项目的建设成本约为20亿欧元,建成后每年的运行和维护费用约为1.5亿至2亿欧元。因此,赢得该项目不仅会带动当地建筑、材料、制造和旅游业的发展,也会提升该国的天文学研究水平。

  乌克兰
  发明辉光放电臭氧发生器。
  程刚(本报驻乌克兰记者)哈尔科夫物理技术研究所(国家科学中心)研发的臭氧发生器,可利用大气压力辉光放电高效等离子反应高速压送气体。辉光放电臭氧发生器具有经济实惠、低阻力、持久电击穿和易于生产的特点,可广泛应用于空气消毒净化、水处理、医疗器械和物品消毒、粮食和种子的播种前消毒等领域。
 
 

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