好莱坞电影中的终结者，能将坚硬的身体变成液态而迅速修复损伤，而事实上，材料的机械性质由电子结构来决定，要从根本上改变很难。但来自德国和中国一个联合研究小组现已为人们带来了这种材料的雏形。据美国物理学家组织网6月2日报道，德国汉堡大学、赫尔姆霍茨联合会盖斯特赫斯勒中心和中国沈阳的金属研究院共同开发出一种神奇的纳米材料，只需按一下按钮，几秒钟内就能改变自身的强度，从坚硬易碎到柔软而有韧性，整个质变过程由电信号来控制。相关研究发表在最新一期《科学》杂志上。

　　煮蛋的软硬可以由加热时间来决定，但某些事情一旦确定就不可改变，比如煮硬的蛋无法变软。在制造金属与合金的时候也要面临相似的问题，材料的属性一经设定，整个生产中就无法改变。因此工程师在设计机械属性时，常常面临着鱼和熊掌不可兼得的困境，硬度越大，脆性也就越大，抗损伤的能力也就越差。

　　在开发过程中，研究人员将贵金属材料如金或铂放入酸溶液中腐蚀，材料里就形成了微小的管道和孔洞；然后将一种纳米结构材料灌注到整个孔道框架中，同时也让每个微孔都充灌满了可导电的液体（如简单的盐溶液或弱酸溶液），成为一种金属和液体杂交的材料。

　　研究人员将这种新奇材料称为金属水联体，其可以通过电信号激发，按一下按钮就可改变材料属性。有外加电流时，金属表面原子键会加强，硬度增加；切断电流则原子键减弱，材料也能变得更软，抵抗损伤的能力更强，延展性也更好。

　　研究人员指出，这种新材料的机械性质可在软硬两种状态来回切换。基本上，它也能自发而有选择地生成电信号，所以在压力集中的地方能自动变强硬，还能预防甚至修复断裂损伤。

　　汉堡大学材料物理与技术学院教授约格·维缪勒说，该材料目前还处于基础研究阶段，但这是一个巨大进步和转折点，其具有广阔的应用前景，未来有望开发出能自动将一些裂痕瑕疵修复平整的高性能智能材料。

　　联合国环境规划署两个月前发表的首份全球蜜蜂现状研究报告指出，进入二十一世纪以来，北半球的蜜蜂数量急剧下降，欧洲地区减少了10％至 30％，美国减少了30％，而中东地区锐减了85％，联合国认为，杀虫剂的使用、空气污染是蜜蜂的主要杀手。而近日瑞士科学家对此有了新的解释，他们认为，现代通讯工具手机是罪魁祸首。

　　我们知道，蜜蜂是通过身体的舞蹈、扇动翅膀的频率等来传达食物的方位、距离等信息的。工蜂能够根据领头蜂的翅膀扇动频率，阅读出各种指令，这些指令会得到严格执行，在飞向目标的过程中不会受风向变化等外界因素的影响，蜜蜂翅膀扇动频率一般在250－300赫兹之间。瑞士生物学家达尼艾尔?法佛尔在试验中将手机放在两个蜂箱之间，当手机发射信号时，在半小时之内，蜜蜂产生的赫兹增加了8倍。相同的试验重复进行了80多次，每次都得到基本相同的结果。据此，法佛尔分析说，正是手机信号的干扰破坏了蜜蜂信息的准确性，在这些错误信息的误导下，大量蜜蜂飞到远离蜂巢的地方，并最终导致死亡。

　　日前有媒体报道，中国国际航空公司与中国电信对实现机上通话和上网达成合作协议，国航表示，在飞机上打电话和上网将在两年内普及。为了搞清其中的技术原理，记者联系有关方面进行咨询。

　　国家民航总局一位不愿具名人士告诉记者：“这个事情两年前就有报道了，在试航技术上是可行的，但是考虑到空中安全问题，现在还是不允许使用。”

　　早在去年6月，就有媒体报道说，在技术上中国移动已经完成安全实验，几家航空公司与之签订了机上手机通讯软件开发的框架协议，并将经营许可权申请上报给工信部和民航局。但因为涉及到航空监管问题，所以该“高空业务”的开通还有待时日。

　　北京航天航空大学电子信息工程学院同样不愿具名的一位教授向记者解释，技术的原理其实很简单：“就是在飞机上布一个小网络信号中转站，将接收到的手机和互联网信号转到地面站，实现空中与地面的移动通讯。虽然在飞机上接转信号的技术复杂一些，但这个道理与在地面小区里设立信号中转站是一样的。”

　　这位教授解释说，整体技术的关键点主要有两个。一是上述提到的机载信号中转站。由于飞机的飞行速度很快，手机和网络信号在快速移动中通讯频率会发生变化，与地面的信号中转站发生偏差，不可能通讯。机载信号中转站的作用，就是将快速移动的信号准确地转发到地面，实现空中与地面的对接。二是随着地面信号中转站的增加，现在手机和网络的发射功率已经降低了，过去的“大哥大”发射功率比现在使用的手机功率大约高出100倍以上，这么大的功率会对飞机上的载航仪器产生干扰，影响飞行安全，而现在的手机和网络服务功率是一个量级，不仅功率小，使用的多谱勒频道与范围也是与飞机分开的，不会对飞行仪器造成干扰。

　　对于信号中转技术的成熟度，这位教授进一步解释说：“这个技术主要由西门子、诺基亚等制造商提供，现在已经是一个成熟技术，没有任何问题。问题是机场得支持中国移动等运营商在机场建立机站。”他分析，届时飞机上也有可能使用专用电话，禁止乘客使用自带电话。

　　对于媒体报道的“目前运营商与航空公司正在商讨具体运营模式”，这位教授认为，技术可行并不代表可操作。(赵雪)

一名业余摄影师正在拍摄17英里长的粒子加速器LHC

突破：希格斯玻色子的一个LHC图像，该图像中，希格斯玻色子衰减为两个强子和电子喷出物

费米实验室的对撞机探测器目前是粒子加速器Tevatron做实验的“家”

　　希格斯玻色子被物理学家称为标准模型中最后一种未被发现的基本粒子，物理学家认为，寻找希格斯玻色子不仅是解开大爆炸初期宇宙起源之谜的关键钥匙，也是引力、弱力、电磁力和强力这四种基本相互作用统一的关键。

　　科学家们长期以来有个疑问，粒子如何有质量Tevatron(费米实验室质子—反质子对撞机)和LHC——这两台目前世界上最大的粒子加速器长期以来一直在寻找希格斯和其他亚原子物质，这两个粒子加速器可以高速产生粒子束流。

　　该说明暗示道， LHC的ATLAS粒子探测器（是一种主要设计用来捕捉难以捉摸的希格斯的探测器）已经拾起了“签名”。根据该说明，质量和其它特性方面的信号与希格斯预计将生产的东西是一致的。该信号的其他方面却与预测不匹配。Stone说：“它的生产速度远远高于标准模型中的希格斯玻色子的预期速度。”该信号可能是一些其他粒子的证据，Stone补充说：“从某种意义上来说，这将更有趣，也可能是超越标准模型的新的物理学结果。”

　　Stone指出，该说明不是Atlas研究小组的官方结论，因此关于其有效性或投机性方面的推测可能会有点为时过早。他说：“在获得相关批准前公开讨论有关内部资料是非法的，而且是很不科学的。”

这是建成后SKA阵列核心区域天线阵的效果图

这是南非提出的SKA布局方案

这是澳大利亚提出的SKA布局方案

　　来自全球20个国家的科学家们正在筹划建造全世界最大规模的射电望远镜阵列，其中主要的参加国包括澳大利亚、中国、法国、德国、意大利、荷兰、新西兰、南非和英国等。一旦建成，它将极大的帮助科学家们对行星和恒星的形成过程，以及宇宙暗能量之谜进行探测，甚至对可能存在的外星人信号进行监听。

　　巨型望远镜

　　这一设备取名“平方公里阵列”(SKA)，这得名于其巨大的信号采集面。但这并非意味着它具有1公里的天线口径，而是采用上千台较小的天线构成阵列。

　　国际SKA项目负责人理查德·史利茨(Richard Schilizzi)表示：“我们将采用较小的天线，直径大约15米。理由很简单，这样做的成本更低，尤其当你考虑到你需要建造3000台这种天线时，就要更加注重价格问题了。”

　　之所以我们需要建造如此巨型的天线阵列，是因为其观测的无线电波波段波长要远远长于可见光。

　　要保持一定的分辨率，望远镜的口径和所观测波段的波长成正比，即如果其工作波段越长，则要保持高分辨率，其望远镜口径也必须越大。可见光波段的波长非常小，因此几十厘米甚至几厘米的小口径望远镜已经可以获得较高的分辨率，但是无线电波波段的波长很长，这就要求望远镜的口径做的非常大，才能获取高分辨率的数据。

　　英国曼彻斯特焦德雷尔班克射电天文台(Jodrell Bank Radio Observatory)主管西蒙·加灵顿(Simon Garrington)解释说：“由于波长上的差异，如果你想要获得和光学望远镜媲美的分辨率，你需要大概100公里口径的射电望远镜。很明显，你不可能真的去建造一台这么大的望远镜，但是你可以建造许多较小的天线，并将它们连接起来协同工作。”

　　SKA建成后，其灵敏度将比世界上现存任何一台设备高出50倍，分辨率高出100倍。

　　现在正有来自20个国家的科学家们在设法进行望远镜的建造工作。该项目预计将耗资15亿欧元(约合142亿人民币)。按照计划，工程将于2016年开工，在2020年年底前完成第一阶段施工，全部工程将在2024年完成。

　　竞争空前

　　世界各国对于这一大型合作项目选址的竞争异常激烈。不过现在已经遴选出了最终入围的两处候选地点：南非的北角地区，以及澳大利亚西部地区。

　　巴尼·法纳罗夫(Bernie Fanaroff)是南非项目组的主管，他解释说：“选址中考虑最多的就是那里的无线电干扰必须最少。附近如果有任何大功率的广播和其他无线电信号，都会对望远镜阵列的工作产生干扰。这就像是让你在白天阳光普照时观测星星一样。”

　　“因此，这里不应该有手机信号覆盖，不应该有很多居民，附近也不应该有小汽车开来开去。事实上，当我们进行初步测试时，那个测试员附身坐在一把塑料椅子上时产生的振动和静电就对设备灵敏度产生了干扰。”

　　建成之后，整个阵列中大约50%的望远镜天线将位于中央的5公里半径内，另外的25%将外延至200公里范围，最后的25%将延伸超过3000公里。

　　在南非申办方提出的技术方案中，这些天线中一部分将位于临近的纳米比亚、莫桑比克、马达加斯加、赞比亚、毛里求斯、肯尼亚和加纳境内。

　　而澳大利亚的方案中则将由一部分天线建造于新西兰境内。澳方申办团队主管布莱恩·伯耶尔(Brian Boyle)告诉记者：“澳大利亚方面提出的方案中，望远镜阵列的核心位于默奇森射电天文台(Murchison Radio Observatory)，那里是地球上最偏僻的地方之一。并且澳大利亚和新西兰一起，可以为望远镜阵列提供5500公里范围内的广泛选址余地。”

　　技术先进

　　根据设计，SKA阵列中将包含传统样式的，可自由转动的望远镜，从而指向天空中任意一片天区进行观测。

　　但另外一些天线则将采用平板设计，而没有传统的那种抛物面天线外形。它们将构成相位排列，借助复杂的电子技术，它们可以不用转动而迅速锁定天空中的某一点进行快速反应的观测活动。

　　克里斯·山顿(Chris Shenton)是英国项目组的负责人，来自焦德雷尔班克射电天文台。他补充道，这样的设计还能让天线同时对几个不同的天区进行观测。

　　他说“事实上我们可以想观测几个天区就观测几个天区，这就意味着我们可以同时进行多个任务的工作。举个例子，我们可以在进行大范围巡天观测的同时对其中的某个天区进行详细的观测。”

　　不过，将这么多台天线精确的链接起来可不是一件那么容易的事。比如，信号的校准精度必须达到十亿分之一秒，而采用的光纤长度足可以绕地球两圈。并且必需借助超级计算机对各台计算机之间的数据进行实时的校准。但是一旦开始运行，每一台天线每秒将产生大约20G的数据，一般的电脑电脑硬盘在几分钟内就会被填满。因此，正如理查德博士所说的：“我们需要超级计算机。事实上，根据我们初步的估算，我们将需要这个星球上最强大的计算机才能胜任这里的运算量。”

　　寄予厚望

　　这台望远镜阵列投入运行后，将有望帮助天文学家们解答一系列重要的问题。包括行星是如何形成的？引力波如何影响宇宙大尺度结构？以及，宇宙中最早的一批星系是如何产生的？

　　而来自英国牛津大学的斯蒂夫·罗灵斯(Steve Rawlings)则很希望这一设备能帮助理解暗能量的本质。

　　“SKA是一台强大的时间机器。当你用它观测遥远的宇宙深处时，你事实上正目睹宇宙年轻时的样子。这样一来，你就可以观测到宇宙的膨胀历史。”

　　根据现有的宇宙理论，暗能量正导致宇宙加速膨胀，而如果我们能描绘出暗能量的分布地图，我们或许就能了解这究竟是什么东西。

　　SKA项目科学家约瑟夫·拉齐奥(Joseph Lazio)来自美国宇航局喷气推进实验室。他关心的问题更加扣人心弦：能否用SKA设备来帮助搜寻外星人发出的信号？

　　他说：“只有借助SKA这样规模的设备，我们才能有足够的灵敏度曲探测围绕遥远恒星运行的微小行星世界发出的微弱无线电信号。或许50年之后我们会说，是的，我们发现了另一个外星技术文明世界。”

　　而布莱恩对它也充满信心：“SKA将是真正的革命性的科学设备。它将取得我们闻所未闻的重大发现。”

　　现在最新的消息是：英国焦德雷尔班克射电天文台已经击败来自荷兰和德国的竞争对手，被选为SKA设备的全球总部，全面负责该项目的协调运行。而明年，国际社会将最终决定SKA阵列的最终选址地点。(晨风)

　　1. 控制论教授凯文·沃里克

控制论教授凯文·沃里克

　　英国雷丁大学控制论教授凯文·沃里克是一位另类的科学家，他志愿将自己的身体贡献于科学研究。2002年3月，沃里克允许英国外科医生将一枚硅芯片和100个电极直接植入他的神经系统中。
 

　　2. 微芯片

微芯片

　　这种微芯片能够检测到神经动作电位，这是由脑皮层发出的一种信号。当一个人只是想移动一下肢体，但实际上并没动时，就会产生这种信号。

　　3. 沃里克的手

沃里克的手

　　这项技术让沃里克教授能够通过互联网利用思维来控制电动轮椅和在某些实验中远程操作实验室中的一只假手。
 

　　4. 远程控制

远程控制

　　通过挥动自己的手臂，沃里克能够像乐队指挥一样远程控制这些玩具车。
 

　　5. 传感器

传感器

　　沃里克利用这顶帽子上的传感器通过植入的电极将电信号发送回大脑中，这样他即使看不见也能够感觉到物体的存在。沃里克曾经计划在未来的实验中将 电极植入他的大脑中。但是，考虑到手术的风险太高，他决定等到年老时再实施这一计划，因为他现在还不想和这个世界说拜拜。(彬彬)

　　德国航空航天中心 交通系统技术研究所专家日前展示了他们正在开发的一系列汽车驾驶和交通管理新概念技术，其目的是使未来汽车行驶更安全，更环保。
 

　　在日前举行的一个汽车技术研讨会上，这家位于德国城市不伦瑞克的研究所设立了特殊装备的实验场，并展示了一辆集一系列汽车驾驶和交通管理新概念技术于 一身的测试车。这辆名为FASCarII的测试车装备了可以辨别车道、物体、障碍物和测定前车车距的传感器及定位系统。此外，该车还配备了线控转向系统， 取消了方向盘和转向轮之间的机械连接，完全通过电信号实现连接。
 

　　FASCarII测试车另一个特别之处是装有特殊的无线通讯系统，可与同样装有无线传感装置的其他车辆和交通信号灯等交通设施进行数据交换，以帮助驾 驶者尽可能实现一路绿灯。其工作原理是交通信号灯通过无线信号把红灯或绿灯的剩余时间传送给汽车，而车内交通信号灯辅助系统经过计算给出建议速度，驾驶者 在通过交通信号灯之前可根据建议适当调整车速，从而避免急刹车或贸然加速，并达到节油目的。
 

　　某些特定情况下，FASCarII测试车可实现自动驾驶，比如自动沿车道行驶，与前车接近时自动决定跟随、变道或停止。该车还可以提高停车便利程度。 通过在车上和智能手机上安装一套特殊定位系统，驾驶者用手机呼叫座驾，测试车就会自行从车库中驶出。研究者的远景目标是让汽车自行寻找停车位。
 

　　航空航天中心交通系统技术研究所目前正计划为不伦瑞克市和周边地区装备一套智能交通系统，这样研究人员对FASCarII测试车的研发工作就可以搬到真实的城市交通环境中进行。（报道员赵向晖）

“阿格斯II型”让失明20年的塞尔比重见光明

     去年，这家名为“第二视觉”的公司把这种叫做“阿格斯II型”的人造装置植入68岁英国退休工程师埃里克•塞尔比的右眼。塞尔比失明近20年，一直依靠导盲犬外出。手术后，他可以“看到”人行道等易辨识的物体。

      据介绍，这套装置还包括安装在眼镜上的微型摄像机、无线发射器和一台单独的微型无线计算机。首先，眼镜上的摄像机捕捉到外部景象，然后这些经过计算机处理的图像再经由无线发射器传送到植在患者眼球表面的人造视网膜上，并转换为电脉冲信号；接着，人造视网膜上的电极会刺激视网膜的视觉神经，继续将信号沿视神经传送到大脑。

    发明者称，这些脉冲信号可以“欺骗”大脑，让大脑以为患者的眼睛仍然在正常工作。最终，患者可以和常人一样“看到”外部世界，并区分光明和黑暗，从而恢复视力。不过，安装“阿格斯II型”的盲人需要经过培训才能更好地识别眼前物体，因为他们看到的只是物体的大致轮廓。譬如，如果看到三个点，则可能意味着他们眼前的东西是三角形。即便如此，塞尔比还是对恢复部分视力感到很开心，他说：“虽然只是一些光束，还需要用脑子分辨它们是什么。但是能看到东西已经让我非常惊奇和高兴了。”

    目前，“阿格斯II型”的市场定价为10万美元，颇为昂贵，不过已有包括荷兰在内的多个欧洲国家正在考虑是否要引进并推广该产品。如果获得相关部门批准，荷兰将是第一个销售这种人造视网膜的国家。然而医生表示，此种技术只适用于因色素性视网膜炎致盲的病人，因为他们并非先天的盲人，之前能看见东西，还残存有健康的视网膜细胞和视神经。

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用舌头看世界 

    一种非植入式装置依靠病人舌头表面的神经把光信号传输到大脑里去，帮助视觉受损的病人重“见”大千世界，这种设备可能在2009 年底获准上市，每台售价约为1万美元。

英国首例全植入式助听器手术获得成功(科学网-kexue.com 配图)

　　科学网(kexue.com)讯 2月10日消息，近日，英国首例全植入式助听器手术获得成功。这款名为“卡瑞纳”的中耳植入设备由充电电池、信号处理器和一个麦克风组成，这些部件可全部植入皮下进行工作。

　　据国外媒体报道，这些设备与一个位于耳后乳突骨中的微型电磁振动器相连，并附着在听骨上。由于并未占用耳道且在头部没有外植体，不细看很难察觉植入者和普通人的区别。

　　接受植入手术的患者是一位名为丹尼斯·韦斯盖特的女性，现年49岁，来自英国汉普郡哈文特。为其进行手术的是位于英国南安普顿大学的英格兰人工耳蜗植入中心(SOECIC)。她的治疗费用总共约为3万英镑，其中一半是设备本身，都由英国国民健康保险(NHS)支付。

　　普通标准助听器的麦克风和电池均在病人体外，在日常生活中极易损坏或受潮，此外佩带者还必须在睡觉、洗澡、游泳等情况下将其取下。

　　英格兰人工耳蜗植入中心的听觉矫正专家莎拉·弗林对这套设备的原理进行了介绍。她说，该助听器首先通过植入的麦克风从皮下拾音，并将声音转化为电信号；随后，经过调制的信号再通过微型电磁间接使耳骨产生震动。助听器可根据使用者的需求放大或减小信号强 度。传感器被放置在一个支架系统之中，可允许其直接接触并刺激听骨。这种方法的优点是可绕过外耳道，通过机械震动的方式直接作用于耳骨。

　　据科学网了解，韦斯盖特夫人自6岁时失去了听觉，由于耳道封闭令她无法佩戴传统的标准助听器。这位夫人表示，由于第一个接受这样的手术，她很紧张。但从那一瞬间开始，我听到了平生以来未曾听过的那些声音，这给我的生活带来了极大的变化。终于可以听到洗头时的水声了。虽然每天都需要为助听器充电45分钟这一点比较麻烦，但是由于没有任何外部设备，无论是睡觉、游泳还是淋浴我都可以戴着它。

　　(科学网-kexue.com 蜘蛛侠)