穿梭時空或成現(xiàn)實(shí)

自從1895年著名小說家喬治·威爾斯寫下《時光機(jī)器》這部膾炙人口的小說后，以時光穿梭機(jī)、時光隧道、時光輪等以時光旅行為題材的作品便屢見不鮮。雖然對于大多數(shù)人來說這無異于天方夜譚，其中較著名的當(dāng)數(shù)1990年霍金提出的“時序保護(hù)假設(shè)”，認(rèn)為自然定律不會允許制造時間機(jī)器。但是，作為科學(xué)界的研究熱點(diǎn)，科學(xué)家們對于制造時間機(jī)器的探索和實(shí)驗(yàn)一直抱有強(qiáng)烈的熱忱。如今，以色列科學(xué)家阿莫斯·奧瑞已經(jīng)成功地制造出了一個時光機(jī)器的理論模型，使穿梭時空回到過去在不久的將來或成現(xiàn)實(shí)。

奧瑞這個時光機(jī)器模型是依據(jù)愛因斯坦的相對論而建造的:相對論已提出了以加速度進(jìn)入未來的可能性。就是假設(shè)一個人花費(fèi)一年時間處于稍低于光速旅行的火箭中，由于如此快的速度會使得時間走得較慢，那么此人回到地球后，會發(fā)現(xiàn)時間已經(jīng)過去了許多年。這就是所謂的未來旅行；而回到過去又是一回事，于此相對論也給出了可行的答案：重力可以使時空彎曲，且會減慢時間。鑒于時間和空間一樣可以分為數(shù)維立體，因而人類可以利用某些強(qiáng)大的自然或者人工力量來彎曲時空區(qū)域，使之成為環(huán)狀。這樣，人類不僅可以沿著環(huán)旅行，而且還可通過更換不同速度確定環(huán)上的某一切點(diǎn)，以回到不同的時間。

基于上述理論，奧瑞將時間設(shè)定為一個環(huán)形曲線，創(chuàng)造了一個假設(shè)條件下的數(shù)學(xué)方程。再用普通材質(zhì)制造出一個個像“甜甜圈”形狀的時空環(huán)，并由這些環(huán)和一些常規(guī)狀態(tài)的球體填充物組成像時間和空間區(qū)域一樣的數(shù)維立體。繼而模仿宇宙空間實(shí)際狀態(tài)，如在黑洞或內(nèi)部重力波等巨大質(zhì)量團(tuán)的影響下，這個數(shù)維立體的中心位置便會形成時空彎曲。因此如果要回到過去，在火箭內(nèi)的旅行者只要以非?？斓乃俣仍凇疤鹛鹑Α眱?nèi)拉鋸式地飛行，就能進(jìn)入過去時間的每一點(diǎn)。

對于奧瑞的理論及這一嘗試，有些科學(xué)家表示了贊同并給予了鼓勵，但也有人表示反對，認(rèn)為時光機(jī)器的制造還缺少條件。因?yàn)椋圃鞎r光機(jī)器就必須要使用龐大的奇特物質(zhì)——負(fù)能量，但這種物質(zhì)只有極少量存在。

能新型水下呼吸器

以往，潛水員在水下停留的時間完全取決于氧氣瓶的容量，存在著局限性較大的弊端。近日，哈爾濱工業(yè)大學(xué)科研人員研發(fā)出了一種新型水下呼吸器，將大大提高人類在水底停留的時間和靈活性。

這一發(fā)明是利用一個密閉減壓裝置,使進(jìn)入該裝置的海水減壓,在壓力減小狀態(tài)下使氣體析出,再通過氣水分離設(shè)備進(jìn)行氣水分離,最后將收集的氣體送至氣體凈化室,使之成為能供人正常呼吸所需要的氣體。也就是說,該呼吸器直接利用了海水中的溶解空氣以供給水下人員使用,從而不用再受到氧氣瓶的限制,延長潛水員在水中作業(yè)的時間，堪稱潛水領(lǐng)域乃至人類海洋開發(fā)領(lǐng)域的一大革命。

澳大利亞科學(xué)家著手破解“鯨語”

澳大利亞昆士蘭大學(xué)的一個研究座頭鯨各種聲音所代表含義的科研小組經(jīng)過3年的努力，已大致“讀懂”了雄鯨求偶聲和母鯨保護(hù)幼鯨的警告聲。

3年間，這個研究小組的科研人員對澳東部海域座頭鯨的各種聲音展開了研究?？蒲腥藛T一邊利用安裝在浮標(biāo)上的錄音儀器來錄制鯨群發(fā)出的各種聲音，一邊在岸上觀察鯨群的活動。最終，小組共獲得61個不同鯨群發(fā)出的660個聲音片斷。隨后，科研人員通過比對發(fā)現(xiàn):雖然許多不同鯨聲的意義相互重疊，但也有一些聲音的意義比較明確。例如，雄鯨發(fā)出的一種咕嚕聲好像是在表明，它正在尋找合意的雌鯨交配；母鯨守護(hù)在幼鯨旁邊時，則經(jīng)常會發(fā)出另一種特定聲音，好似母子之間的聯(lián)絡(luò)用語。

經(jīng)過科研人員持續(xù)系統(tǒng)地研究，雖然如今能“讀懂”的鯨語尚寥寥無幾，但已對鯨語有了新的認(rèn)識，就是鯨聲與人類交流系統(tǒng)具有明顯相似之處。作為海生哺乳動物——鯨，盡管它們與陸生哺乳動物已分開很久很久了，但仍像是在使用相同的基本交流系統(tǒng)。而弄清其間的傳承與演變，研究小組的科研人員表示:這是一個十分有意思的問題，也將是研究小組下一步的研究方向。

讓癌細(xì)胞休眠 將癌癥轉(zhuǎn)為慢性病

長久以來,醫(yī)生們一直知道人體內(nèi)的癌細(xì)胞能常年處于休眠狀態(tài)，直到它們發(fā)起“進(jìn)攻”。但是，醫(yī)生們對這些致命細(xì)胞為什么會休眠卻不甚了解。日前，一個由多國研究人員組成的小組在研究中發(fā)現(xiàn)了人體免疫系統(tǒng)能阻止惡性腫瘤生長的新證據(jù)，并認(rèn)為這一發(fā)現(xiàn)將有助于找到讓癌細(xì)胞“休眠”的新治療方法。

研究中，科研人員通過給老鼠注射化學(xué)致癌物做實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)一些老鼠很快得了癌癥，另一些老鼠則只在接受注射點(diǎn)附近發(fā)生局部癌變，當(dāng)老鼠體內(nèi)免疫系統(tǒng)中的某些成分不再起作用后，局部癌變才大規(guī)模擴(kuò)散。據(jù)此研究人員認(rèn)為是免疫系統(tǒng)先前控制了癌細(xì)胞的發(fā)展。

通過動物實(shí)驗(yàn)，科學(xué)家們現(xiàn)在能在實(shí)驗(yàn)室中重新創(chuàng)造讓癌細(xì)胞休眠的條件，并直接觀察癌細(xì)胞受免疫系統(tǒng)控制的情況?？蒲腥藛T表示：根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在癌細(xì)胞處于休眠狀態(tài)下，人體免疫系統(tǒng)同樣能遏制癌細(xì)胞的生長，也能殺死一些癌細(xì)胞，但卻不能徹底根除它們。因此，根據(jù)健康的免疫系統(tǒng)是阻止某些癌癥發(fā)展的重要因素這一發(fā)現(xiàn)，今后人們將能利用免疫療法人為把癌癥轉(zhuǎn)化為慢性、可控制的疾病。這樣，癌癥將可能像其他一些嚴(yán)重疾病一樣，能通過服藥得到長期控制。

如今，科研人員正計(jì)劃進(jìn)一步研究“休眠”狀態(tài)下的癌細(xì)胞和免疫系統(tǒng)之間的關(guān)系，并計(jì)劃在人身上和不同類型癌癥載體上測試他們的研究結(jié)果，以盡快找到治療癌癥的新手段。

能看清活細(xì)胞內(nèi)任何活動的新型成像技術(shù)

美國科學(xué)家日前運(yùn)用類似X光CT掃描的方法，開發(fā)出一種可在不用熒光標(biāo)記或其他外加對比試劑的情況下展現(xiàn)活細(xì)胞內(nèi)任何活動的新型成像技術(shù)。該技術(shù)使人類首次能夠?qū)铙w細(xì)胞在自然狀態(tài)下的各種功能加以研究。

目前已廣為使用的三維成像技術(shù)要對生物樣品進(jìn)行化學(xué)或金屬化處理，經(jīng)過冷凍、染色等過程。這有可能改變細(xì)胞原來的狀態(tài)，干擾科學(xué)家對細(xì)胞自身的運(yùn)動進(jìn)行觀察。而參與這一新型成像技術(shù)研發(fā)的科學(xué)家在研究中發(fā)現(xiàn):每一種物質(zhì)都有一個特定的折射率，光在其中的傳播速度與這一折射率有關(guān)，同一頻率的光波在折射率小的介質(zhì)中傳播速度快，而在折射率大的介質(zhì)中傳播速度慢。由于細(xì)胞對大部分可見光的吸收性很差，于是科學(xué)家們通過對可見光具有不同折射率的不同材料分別進(jìn)行了構(gòu)建圖像的嘗試，終得到了符合自己需要的那種材料。

實(shí)驗(yàn)中，他們采用了干涉測量法獲取數(shù)據(jù):將一束光分為兩部分，只讓其中一部分照射細(xì)胞，另一部分作為參考光波，這樣便可得到含有細(xì)胞信息的大量二維圖像。繼而，將100組從不同角度獲得的二維圖像進(jìn)行組合，便得到了細(xì)胞的三維圖像。經(jīng)過不斷的技術(shù)改進(jìn)，這一成像時間已由最初的約10秒鐘縮短到0.1秒。

如今，利用這一新技術(shù)，研究小組現(xiàn)已得到了宮頸癌細(xì)胞的三維圖像以及線蟲、蠕蟲等幾種生物的細(xì)胞圖像，細(xì)胞內(nèi)部的詳細(xì)顯微結(jié)構(gòu)一目了然。參與這一研發(fā)項(xiàng)目的科學(xué)家表示:目前這項(xiàng)新技術(shù)的分辨率為500納米左右，他們將力爭使其達(dá)到150納米或者更高，使其能夠方便地與電子顯微鏡配套使用。

操控摩擦力讓極小物體

懸浮的方法

英國物理學(xué)家在日前公布的一份研究報(bào)告中稱:通過對摩擦力——“卡西米爾力”的操縱，制造出了一種能讓極小物體懸浮的“令人難以置信的懸浮效應(yīng)”。

所謂的“卡西米爾力”早在1948年就已被發(fā)現(xiàn)，但物理學(xué)家直到1997年才對它進(jìn)行了首次測定。當(dāng)時獲得的結(jié)論認(rèn)為:“卡西米爾力”能夠通過量子效應(yīng)將物體粘在一起，如壁虎之所以能粘在物體表面，其中就有“卡西米爾力”的作用。

如今，英國物理學(xué)家在研究中發(fā)現(xiàn):如果通過某種手段來操控“卡西米爾力”，使其從相互吸引轉(zhuǎn)變?yōu)橄嗷ヅ懦?，就能讓納米世界的這種摩擦力減少甚至完全消失。這將使微型機(jī)械或納米機(jī)械的運(yùn)動更加平滑，它們將會懸浮，而非粘在一起。

這一發(fā)現(xiàn)將導(dǎo)致微型機(jī)械的設(shè)計(jì)發(fā)生徹底變革。