日本“細(xì)胞"論文造假

　　2014年1月，高大上的英國《自然》雜志結(jié)結(jié)實(shí)實(shí)栽了個(gè)跟頭。

　　開年*期，《自然》刊登了兩篇日本理化學(xué)研究所科學(xué)家的論文，文章稱成功培育出能分化為多種細(xì)胞的新型“細(xì)胞"——“STAP細(xì)胞"。其培養(yǎng)過程簡單安全，將從老鼠脾臟取出的細(xì)胞放在與紅茶酸堿度近似的弱酸性溶液里浸泡25分鐘，培養(yǎng)數(shù)日后就出現(xiàn)了新細(xì)胞。

　　這篇有望給再生醫(yī)療帶來新思路的論文備受關(guān)注，但很快有眾多研究人員在網(wǎng)上宣布該論文存在諸多疑點(diǎn)——論文圖像不自然，疑似被加工過；國外同行用該方法重復(fù)實(shí)驗(yàn)，卻無法再現(xiàn)結(jié)果，等等。

　　日本理化學(xué)研究所隨即對(duì)研究過程展開調(diào)查，確認(rèn)論文中有篡改、捏造的不正當(dāng)行為，zui關(guān)鍵的是，數(shù)個(gè)重復(fù)試驗(yàn)均以失敗告終，證明這一實(shí)驗(yàn)方法和結(jié)論都存在致命錯(cuò)誤。

7月2日，《自然》正式撤回了這兩篇曾引發(fā)巨大反響的細(xì)胞論文。8月5日，日本細(xì)胞生物學(xué)專家、小保芳晴子的導(dǎo)師笹井川樹懸梁自盡。此次論文造假事件為當(dāng)事科學(xué)家、日本細(xì)胞學(xué)界和《自然》雜志，都涂上了一抹難以淡化的黑色。

　　    美國國家點(diǎn)火裝置（NIF）釋出能量超過燃料吸收能量

　　核物理學(xué)研究的一項(xiàng)新進(jìn)展使核聚變能源正在“升溫"。美國國家點(diǎn)火裝置（NIF）的科學(xué)家通過實(shí)驗(yàn)證明，核聚變反應(yīng)釋出的能量比引發(fā)核聚變反應(yīng)的燃料所吸收的能量多。這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)標(biāo)志著核聚變能源將步入新時(shí)代。

　　NIF屬于“無爆炸核試驗(yàn)"*的部分，設(shè)計(jì)初衷是用來模擬核爆，但自落成起，讓世人廣泛注意到的是它更具魅力的一點(diǎn)——實(shí)現(xiàn)核聚變能發(fā)電。

　　美國科學(xué)家用192支激光，對(duì)一顆燃料芯塊進(jìn)行加熱直至核聚變反應(yīng)發(fā)生。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，聚變產(chǎn)生的能量大約是以前紀(jì)錄的10倍，實(shí)現(xiàn)了“燃料增益"。

　　需要指出的是，燃料增益是指核聚變能量高于燃料中能量，而不是用于壓縮燃料芯塊的總能量。研究的下一目標(biāo)將會(huì)是實(shí)現(xiàn)“總增益"，即系統(tǒng)產(chǎn)生的能量必須超過進(jìn)入系統(tǒng)的能量，這是半個(gè)多世紀(jì)以來核聚變工作者夢(mèng)寐以求的目標(biāo)。在可控核聚變的征途上，每一次“增益"都為未來的“人造太陽"注入一縷光芒。

　　 埃博拉肆虐西非，預(yù)防

　　2014年2月，埃博拉疫情在幾內(nèi)亞境內(nèi)暴發(fā)，隨后迅速蔓延至西非利比里亞和塞拉利昂等國。疫情引起了社會(huì)的高度關(guān)注，多個(gè)國家均采取了緊急措施，嚴(yán)防病毒入境。

　　埃博拉病毒是迄今發(fā)現(xiàn)的致死率zui高的病毒之一，死亡率超過50%，除了將已經(jīng)感染的病人*隔離，尚無有效的預(yù)防和治療辦法。

　　不過，科學(xué)家們正在加緊研制疫苗，美國國家衛(wèi)生機(jī)構(gòu)與英國葛蘭素史克公司聯(lián)合開發(fā)的疫苗已于11月底初步通過人體測試；加拿大研發(fā)的一種疫苗也正在開展一期臨床試驗(yàn)。此外，一種名為ZMapp的試驗(yàn)性藥物被緊急用于救治埃博拉病人，病人病情出現(xiàn)好轉(zhuǎn)，很有希望成為治療埃博拉病毒感染的一個(gè)關(guān)鍵選項(xiàng)。

　　 郵票大小類腦芯片“叫板"超級(jí)計(jì)算機(jī)

擂臺(tái)上的雙方并非同一重量級(jí)——“沃森"的智力*依賴它儲(chǔ)存海量數(shù)據(jù)的龐大“大腦"——90臺(tái)服務(wù)器加上360塊計(jì)算芯片的“體格"抵得上10臺(tái)普通冰箱，能耗超高可想而知；人類大腦重不過千余克，卻擁有100多億個(gè)神經(jīng)細(xì)胞，把大腦活動(dòng)的能耗轉(zhuǎn)換成電能，只相當(dāng)于一只20瓦的燈泡。

　　論精巧與復(fù)雜，人類大腦仍然力挫所有現(xiàn)代機(jī)器。人腦計(jì)算方式不受現(xiàn)代計(jì)算機(jī)“馮·諾依曼瓶頸"限制。現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的內(nèi)存和處理器是分開的，以總線作為數(shù)據(jù)交換的通道；在人腦中，神經(jīng)元（處理器）之間通過突觸（內(nèi)存）互相接觸，這種處理器與內(nèi)存緊密相連的結(jié)構(gòu)，讓人腦信息傳遞的效率非常高；人腦還有一個(gè)特點(diǎn)，部分神經(jīng)元不使用時(shí)可以關(guān)閉，因而整體能耗很低。

　　研發(fā)類腦電路已是必然趨勢。2011年，IBM推出了SyNAPSE（“自適應(yīng)塑料可伸縮電子神經(jīng)形態(tài)系統(tǒng)"的縮寫，恰好也是“突觸"的意思）芯片原型，這枚單核芯片包含256個(gè)“神經(jīng)元"和256×256個(gè)“突觸"。時(shí)隔3年，郵票大小的升級(jí)版多核芯片“真北（Truenorth）"問世，尺寸不及原型的1/15，內(nèi)核卻增加到4096個(gè)，方寸之間竟然集成了100萬個(gè)“神經(jīng)元"、2.56億個(gè)“突觸"，能耗不到70毫瓦，其運(yùn)算能力可折合為每瓦每秒460億次，而zui節(jié)能的超級(jí)計(jì)算機(jī)每瓦每秒只能進(jìn)行45億次“浮點(diǎn)"運(yùn)算。

　　 科學(xué)家找到“光變物質(zhì)"的簡單方法

科學(xué)家布雷特和惠勒1934年提出，如果讓兩個(gè)光子通過撞擊結(jié)合在一起，有可能變成物質(zhì)，形成電子和正電子——這是zui簡單的“光變物質(zhì)"方法。

此理論能再現(xiàn)宇宙形成的zui初100秒內(nèi)的重要過程，還能表現(xiàn)伽馬射線爆發(fā)，這是宇宙中zui大的爆發(fā)和物理學(xué)中zui大的未解之謎。

　　現(xiàn)在，英國倫敦帝國學(xué)院與德國馬克思·普朗克研究所物理學(xué)家合作提出了證實(shí)這一理論的一個(gè)非常簡單的方法并模擬成功。結(jié)果顯示，“光子—光子對(duì)撞機(jī)"系統(tǒng)一次發(fā)射能產(chǎn)生大約10萬個(gè)布雷特—惠勒對(duì)，在證明了布雷特－惠勒理論的同時(shí)，也彰顯了新型高能物理實(shí)驗(yàn)的巨大進(jìn)步。此時(shí)距離理論提出整整80年。

　　 美成功剪除感染細(xì)胞中的艾滋病病毒

　　15年來，被稱為“雞尾酒療法"的高活性抗逆轉(zhuǎn)錄病毒治療（HAART）在發(fā)達(dá)國家成功控制了感染者的HIV-1病毒發(fā)作，但HIV-1仍然可能再次發(fā)怒打斷治療進(jìn)程，揮之不去的HIV-1始終讓感染者存在生命隱患。

　　由于HIV-1病毒永遠(yuǎn)不會(huì)被免疫系統(tǒng)消滅，只有*剪除病毒才能治愈疾病。近一年來，CRISPR／Cas9基因剪輯技術(shù)成為生物生理學(xué)領(lǐng)域zui為熱門的方法，因其簡便、價(jià)廉、多功能和率，被譽(yù)為“基因組編輯的魔術(shù)手術(shù)刀"。

　　美國科學(xué)家操起這把刀，試圖朝著*治愈艾滋病的方向邁出重要一步。他們用HIV-1編輯器在能感染HIV-1病毒的幾種細(xì)胞上成功地*了潛在的艾滋病病毒。

　　 人際腦電波通訊首獲成功

　　科學(xué)幻想是許多未來科技的靈光乍現(xiàn)。在上映的科幻電影《超體》中，就有意外獲得超能力的女主角可以通過觸摸他人前額，讀取對(duì)方的意識(shí)和記憶的情節(jié)。而在現(xiàn)實(shí)世界里，人際腦電波通訊時(shí)代的大幕也已緩緩拉開。

　　我們想說的話、想做的動(dòng)作、想表達(dá)的情感，一念既起，大腦神經(jīng)元之間就會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)，發(fā)出微弱但清晰的電信號(hào)。一位身在印度的志愿者，就將“你好（hola）"和“再見（ciao）"這兩個(gè)單詞在自己大腦中形成的波動(dòng)，發(fā)給了遠(yuǎn)在8000公里以外的法國實(shí)驗(yàn)人員。這是從一個(gè)大腦到另一個(gè)大腦之間的一次簡單的信息單向流，當(dāng)然方式不會(huì)像電影中那么直接。這個(gè)“讀心"實(shí)驗(yàn)需要先將代表兩句問候語的腦電波轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制，由法國方面的計(jì)算機(jī)接收后解碼，再用電刺激將其輸入實(shí)驗(yàn)人員的意識(shí)當(dāng)中。接受者感受到的是眼前似乎有一道道閃光劃過，從中便可以解讀出對(duì)方傳遞的信息。目前還無法確定腦電波傳達(dá)相同信息時(shí)在不同大腦間的相似度是多少，這項(xiàng)初步實(shí)驗(yàn)得出的數(shù)據(jù)是：錯(cuò)誤率為15%。以實(shí)驗(yàn)傳遞信息的簡單程度來看，“誤解"的幾率并不算低。

　　 中國探月返回試驗(yàn)器成功返回地球

　　繼蘇聯(lián)和美國之后，中國成為成功回收繞月飛行器的第三個(gè)國家。可喜可賀！

　　11月1日晨，中國探月工程三期再入返回飛行試驗(yàn)返回器在中國內(nèi)蒙古中部預(yù)定區(qū)域降落。這是中國航天器*次在繞月飛行后再入返回地球，它標(biāo)志著中國已全面突破和掌握航天器以接近第二宇宙速度的高速再入返回關(guān)鍵技術(shù)，為確保嫦娥五號(hào)任務(wù)順利實(shí)施和探月工程持續(xù)推進(jìn)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

　　此次試驗(yàn)是中國探月工程三期任務(wù)中zui關(guān)鍵也zui困難的一次試驗(yàn)，目的是通過飛行器高速再入返回地球的真實(shí)飛行，獲取相關(guān)軌道設(shè)計(jì)、氣動(dòng)、熱防護(hù)、制導(dǎo)導(dǎo)航與控制等關(guān)鍵技術(shù)數(shù)據(jù)。結(jié)果表明，所有數(shù)據(jù)全面有效。

　　需要特別關(guān)注的是被比喻為“太空打水漂"的“半彈道跳躍式飛行返回"設(shè)計(jì)，這種特殊設(shè)計(jì)巧妙地利用地月引力，讓探測器飛抵月球附近后繞半圈自動(dòng)向地球飛來。由于月球引力場分布不均勻，因此利用月球引力規(guī)劃探測器的軌道并不容易，整個(gè)過程需要經(jīng)過多次調(diào)整；zui重要的是在其返回大氣層時(shí)，要借助不連續(xù)的分子氣層和飛行控制，讓返回器在大氣層中一出一入，打出漂亮的“太空水漂"，進(jìn)而避免在大氣層中的超高速飛行燒蝕返回器。

　　 人類探測器登陸彗星

　　11月12日，在太空中“追星"長達(dá)10年的著陸器“菲萊"與好伙伴“羅塞塔"號(hào)探測器分離，奔赴自己的“新家"——距地球5億公里的“67P／丘留莫夫－格拉西緬科"彗星。但一波三折，獨(dú)自飛行7小時(shí)的“菲萊"在踏足彗星時(shí)，竟然出現(xiàn)了頭頂?shù)睦錃馔七M(jìn)器未能啟動(dòng)、兩個(gè)錨定“魚叉"失靈的意外狀況，經(jīng)過兩次彈跳，“菲萊"總算在彗星表面站住了腳，完成了人造探測器的彗星登陸。

　　隨后傳回的全景照片顯示，三條腿的“菲萊"一腳朝天、側(cè)臥在地，落在了一處峭壁的陰影中。這意味著“菲萊"在主電池電量耗盡后，無法從備用的太陽能電池獲取足夠能量。盡管處境艱難，好樣的“菲萊"在清醒的64個(gè)小時(shí)中，啟動(dòng)全部科學(xué)設(shè)備，全力以赴抓緊實(shí)驗(yàn)，對(duì)彗星的土壤、磁場等情況展開測量分析。這些信息有助于科學(xué)家了解形成于太陽系形成初期的彗星，進(jìn)一步探究太陽系甚至人類的起源。

　　15日8時(shí)36分，“菲萊"傳回所有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)后，發(fā)推文表示“有點(diǎn)累，得打個(gè)盹了"，便不再“說話"。

　　眼下彗星正逼近太陽，“菲萊"的隔熱設(shè)計(jì)只能讓它的工作期堅(jiān)持到2015年3月底。在此期間，我們只能期待太陽能電池板獲取足夠光照并轉(zhuǎn)化成足夠電力，讓“菲萊"從休眠中蘇醒。

　　10美新一代載人飛船“獵戶座"試飛成功

　　美國國家航天局（NASA）新一代載人飛船“獵戶座"12月5日完成試飛，并濺落在太平洋預(yù)定海域，其成功發(fā)射被視作“美國航天的新起點(diǎn)"。

　　此次測試的目的是在距離地球5800公里的高度，即大約15倍于空間站運(yùn)行軌道高度的太空中，檢驗(yàn)飛船的基本設(shè)計(jì)性能。這是自1972年“阿波羅計(jì)劃"結(jié)束42年以來，人類將載人級(jí)別太空飛船發(fā)射到遠(yuǎn)超近地軌道的深空之中。

　　美國航天飛機(jī)2011年退役后，宇航員要進(jìn)入空間站作業(yè)，不得不依賴俄羅斯的聯(lián)盟號(hào)，而每張船票高達(dá)幾千萬美元，這種寄人籬下的情況促使“從美國本土運(yùn)送宇航員進(jìn)入太空"成為NASA的重要任務(wù)。

　　“獵戶座"新一代載人飛船作為已經(jīng)擱置的“星座計(jì)劃"的重要組成部分，再次燃起了美國載人深空探測的激情——按計(jì)劃，“獵戶座"zui終將搭載在名為“太空發(fā)射系統(tǒng)"（SLS）的新型zui強(qiáng)勁火箭上升空，將人類送往火星。