2014年十大科学发现

本刊编辑部

生命体是以繁殖为目的，是能自发进行熵变的化学体系。曾经，科学家认为地球生命体只分为三种形式：细菌、古生菌和真核生物。

不过法国科学家在智利和澳大利亚发现了一种生活在水中的新的巨型病毒。这种病毒直径达1微米（相当于1000纳米），而大多数传统病毒的直径只有10～500纳米。科学家将其命名为“潘多拉病毒”（Pandoravirus），并确认它是人类已知的最大病毒。更奇怪的是，这种所谓的“病毒”并没有呈现出人们所认为的正常病毒形态，而且它只有6%的基因与地球上其他生物的基因类似。因此，科学家已将“潘多拉病毒”列为第四种生命形式。研究人员猜测，该病毒来源于远古时代或是其他星球，比如火星。

多年来，科学家一直试图将皮肤细胞培育成其他器官组织，以此代替部分病变的器官。可惜的是，大量实验均功亏一篑，人们始终无法利用皮肤细胞制造出成熟的器官细胞。

不过就在2014年2月23日，美国加州大学旧金山分校（UCSF）格拉德斯通研究所（J. David Gladstone Institutes）的研究团队解决了这个问题。他们利用全新的细胞重编程方法，成功地将人体皮肤细胞转化成为肝细胞。这些新生细胞与构成原生肝组织的细胞几乎没有区别，而且已能在移植后数月完全成熟并生长。

对于不可逆的肝衰竭病症来说，代价不菲的肝移植是目前唯一的治疗方案，如果干细胞技术能成为一种替代疗法，无疑将为罹患肝衰竭的数百万病患带来新的希望。

核聚变是两个较轻原子核聚合为一个较重原子核，并释放出能量的过程。自然界中最容易实现的核聚变反应是氢的同位素——氘与氚的聚变，这种反应在太阳上已持续了数十亿年。

经过几十年的努力，人类终于基本掌握了可控核聚变技术（俗称人造太阳）。核聚变不会产生核废料和温室气体，更不会释放核裂变产生的核辐射。而且，氘在地球海水中的藏量多达40万亿吨，如果全部用于核聚变反应，释放出的能量足够人类使用几百亿年。更重要的是，核聚变需要极高温度，一旦某一环节出现问题，燃料温度下降，核聚变反应就会自动中止。因此从理论上讲，核聚变能是一种清洁、无限、安全的新能源。

量子隐形传送是一种全新的通信方式，它传输的不再是经典信息，而是量子态携带的量子信息。在量子纠缠的帮助下，待传输的量子态如同经历了科幻小说中描写的“超时空传输”，在一个地方神秘消失，不需要任何实物载体的携带，刹那间又会在另一个地方神秘出现。

如今，奥地利物理学家已经创造了量子态隐形传送的最远距离——143千米。我国科学家潘建伟领导的研究小组，也已成功实现百千米量级的自由空间量子隐形传态和纠缠分发。这些成功的实验将为构建全球量子通信网络提供全面的技术支持。

众所周知，71%的地球表面被海洋覆盖。从目前人类已发现的行星来看，没有一个星球的水域覆盖率达到这个数值。而加拿大的研究人员发现，在地下600千米的地幔中还含有一个巨大的蓄水层，其面积可能大于所有地表海洋的总和。

原来，在这块区域密布着一种名为尖晶橄榄石的矿物质，它类似于海绵结构，含水量高达1.5%。科学家认为，这项发现将有助于人们寻找地球海洋的源头。不过，仅凭目前的技术手段，人们根本不可能钻探至地幔过渡层去采集样本。

通常，人们所知的物质状态主要有三种：气态、液态、固态。另外还有“等离子态”、“超临界态”、“超固态”和“中子态”。

就在2014年，科学家在鸡眼中发现了一种全新状态物质——“紊乱超均匀态”。之所以这样命名，是因为鸡眼视网膜中的细胞排列随机但却保持一定规律。这种新状态物质具有独特晶体效能，同时也具有液体弹性和光敏性。科学家认为，“紊乱超均匀态”物质将帮助人们研制新型光传输设备。

如今，越来越多的人已经明白了一个道理：抗生素往往很难完全消除细菌感染，细菌群落中常有一部分得以存活，并持续分裂和死亡。而在这个过程中，一些细菌还会进化形成抵御抗生素的“屏障”，这些带有抗性的细菌对公众健康具有巨大威胁。

令人兴奋的是，科学家已经发现了一种处理抗性细菌的新方法——攻击细菌的“抗性屏障”，而不是攻击细菌自身。这种方法将有效消灭抗性细菌，延长人类寿命。

乳腺癌既是一种常见癌症，也是当前社会的重大公共卫生问题。目前，中国每年乳腺癌发病率增幅速度是世界平均水平的2倍，照此速度发展，到2021年中国乳腺癌患者将高达250万。

近期研究发现，胆固醇指数和乳腺癌存在着一定的关联性：高胆固醇指数的女性（当然也包括男性）罹患乳腺癌的概率较高。这也意味着，只要有一定方法能够降低胆固醇含量和乳腺癌发病率。目前已经有实验证明了这一推断：将消除胆固醇的药物注射进老鼠体内，可以消除导致形成肿瘤的蛋白质。

2014年5月2日，一个以俄罗斯杜布纳联合核子研究所为首的国际团队发表声明：利用新实验成功证实了117号元素的存在。这使得该超重元素离正式加入元素周期表更近了一步。

科学家利用粒子回旋加速器，用20个质子和28个中子组成的Ca-48原子，轰击97个质子和152个中子组成的Bk-249原子，最终生成了6个拥有117个质子的新原子，其中5个原子有176个中子，1个原子有177个中子。

1897年，来自剑桥大学（University of Cambridge）卡文迪许实验室（Cavendish Laboratory）的约瑟夫·汤姆逊（Joseph·Thomson）在研究阴极射线时发现了电子。电子是环绕原子核的负电粒子，它非常小，因此精确测量其质量并非易事。

科学家最新实验显示，电子的相对质量为0.000548579909067（对于其所处原子而言），这比2006年国际科技数据委员会采用的数据精确了13倍。众所周知，电子在天文观测、焊接应用、成像技术、放射治疗等领域都有极其重要的作用。因此，更精确的数据必将帮助人类更妥善地利用电子特性。