去年夏天，美国研究人员捕捉到一次罕见的“反向闪电”奇观。据他们介绍，反向闪电与击向地面的强度最大的闪电威力一样大。

　　这些罕见的反向闪电被称为“巨大喷流”(gigantic jet)，以前有人曾看到它们进入距雷雨云端56英里(约合90公里)的大气最高层。不过，研究人员仅数次看到巨大喷流，因此对这种不同寻常的闪电的威力和电活动知之甚少。2008年7月21日，美国杜克大学电气工程师史蒂文·库摩尔(Steven Cummer)领导的一个研究小组受到了幸运女神的眷顾。

　　他们在杜克大学校园内架设了一台自动摄像机，研究从校园周围经过的暴风雨释放的磁活动。库摩尔说：“我的研究小组确实对研究高层大气中独特的闪电现象很感兴趣。”这个研究项目进行到六个月的时候，热带风暴“克里斯托瓦尔”(Cristobal)恰巧从杜克大学上空经过，摄像机幸运地捕捉到这次暴风雨释放的巨大喷流。

　　库摩尔说：“我们之前基本上对巨大喷流的电子属性一无所知，所以风暴过后，我们立即开始分析数据，了解刚才发生的情况。”研究人员发现，反向闪电携带了144库仑的电荷。库摩尔说：“这个巨大喷流射向高层大气的能量同强度最大的闪电的能量一样多，也就是说，反向闪电的威力是普通闪电的100至1000倍。”

　　这一发现令库摩尔研究小组十分震惊，因为这是第一份有关电荷可以从对流层向电离层直接移动的确凿证据。库摩尔说，在此之前，“我们不清楚巨大喷流是否同高层大气发生电接触，向暴风雨放电。暴风雨同高层大气存在电联系，驱使放电过程，这着实令我们倍感惊讶。”(孝文)

　　不久前，人们纷纷涌到西班牙加那利群岛的拉帕尔马岛，观看西班牙国王胡安·卡洛斯一世为GTC举行的落成典礼。GTC耗资1.8亿美元，由西班牙、墨西哥以及美国佛罗里达州大学共同所有。GTC的一个拼合镜面直径为34英尺(约合10.4米)，是迄今为止世界上同类型望远镜中体积最大的一个。

　　1.加那利大型望远镜外景

　　2009年8月6日，低悬的太阳照耀着加那利大型望远镜(以下简称GTC)穹顶周围的田野。GTC是用于观测天空的地面光学望远镜家族最新成员。

　　另有3架体积超过GTC的望远镜将于2018年完成建造，分别是镜面直径90英尺(约合30米)，计划建在夏威夷莫纳克亚火山山顶的三十米望远镜；镜面直径80英尺(约合24.5米)，将建在智利拉斯？康帕纳斯山的麦哲伦巨型望远镜；主镜直径达成空前的137.7英尺(约合42米)，建造地点尚未敲定的欧洲极大望远镜。

　　2.夜色下的加那利望远镜

　　这架于2009年7月31日正式落成的新望远镜坐落于拉帕尔马岛最高点——罗奎克·德·罗斯·穆察克斯(Roque de los Muchachos)之上，海拔高度达到7874英尺(约合2400米)。拉帕尔马岛位于加那利群岛最西北角。GTC所在地区几乎没有光污染，天空经常处于无云状态，大气层也较为稀薄，是进行光学和红外线天文学研究的理想之所。

　　3.望远镜穹顶上的一个开口

　　除了防止杂质在敏感的反射镜表面堆积外，巨大的穹顶还可以保护望远镜免受风湍流以及其它影响图片质量的振动侵扰。

　　4.主镜内部

　　主镜由36块更小的六角形镜片构成，拼接在一起好似一个蜂巢。之所以采用这种结构的原因在于：如果只采用一个直径34英尺的反射镜，镜面会因自身重量过高而出现变形。变形导致来自遥远物体的光线发生偏斜，致使最终得出的数据成为“垃圾”。而小镜面则可进行认真校准，能够成为一个无缝光线收集器。

　　5.望远镜内的电缆特写

　　除了解决主镜重量这个问题外，多镜片拼接结构也允许GTC采用一项相对较新的观测技术，也就是所说的自适应光学技术。36块小镜片中的每一块都可以移动，能够在一秒钟之内进行上千次非常细微的调整，以校正地球大气层对遥远物体发出光线产生的模糊效应。这项技术以及主镜的巨大尺寸允许GTC发现距地球数百万光年的黑洞和星系，并进行细节达到空前程度的观测。

　　6.GTC的主镜

　　GTC主镜于2009年4月完成制造。5月，佛罗里达州大学的一支研究小组首次利用GTC进行一些科学观测。天文学家埃里克·福特及其同事借助GTC研究一颗恒星，一颗体积类似木星的行星绕其轨道运行。这支研究小组希望，通过对观测数据的分析能够帮助科学家了解恒星衰老过程中绕其轨道运行的行星体积如何走向萎缩。

　　GTC项目负责人希望，这架新望远镜能够用于研究早期宇宙以及星系、恒星和行星的诞生与消亡，同时帮助天文学家发现新的太阳系外行星。(杨孝文)

　　在美国加利福尼亚州南部附近一座岛屿上发现的罕见钻石巩固了一种富有争议的想法，即大约1.29万前的彗星撞击导致北美洲地区的大型动物灭绝，一个早期人类文明也因此毁于一旦。

　　在北美沉积物中发现的类似“纳米钻石”于2009年初亮相，它们充当了证明太空岩石撞击地球导致古代大灭绝的证据。根据这一理论，在上一个冰川期，数量惊人的彗星碎片降落在北美地区并引发大量野火。最初的温度和压力在土壤中形成了微型钻石。

　　但这些热量也同样融化冰原，融化带来的大量淡水“关闭”了一个关键性洋流，让当地本该进入的解冻期化为泡影，气候同时朝反方向发展。突然间的再次降温杀死了剑齿虎、惧狼以及猛犸等哺乳动物，北美地区一些最为早期的人类居民也难逃此劫，克洛维斯文明就此消亡。

　　反对这一理论的人对钻石证据产生怀疑，他们表示此前发现的微型钻石缺少晶体结构，因此无法与地外物体撞击产生的“震动”联系在一起。研究报告作者表示，新发现的钻石拥有独特的六边形结构，只有在地球上已知曾发生撞击的地区发现的钻石才拥有这种结构。研究报告联合执笔人、加州大学圣芭芭拉分校地质学家詹姆斯·肯奈特说：“钻石的发现对这一假设非常重要，原因就在于：除此之外很难对过去可能发生的事情进行解释。”

　　大约1.3万年前，加州圣罗莎岛还是一座“超级岛屿”的组成部分，“超级岛屿”现在已经分裂成洛杉矶西部的海峡群岛。“超级岛屿”的气候非常寒冷，远远超过现在，岛上被杜松林覆盖，生活着侏儒猛犸和一些已知最为早期的美洲居民。

　　在圣罗莎岛古代沉积层中的发现的六边形钻石与其它类型的纳米钻石以及野火产生的大量木炭混杂在一起。肯奈特及其同事的研究报告刊登在《国家科学院院刊》上。肯奈特说：“这座岛屿曾经是一个地狱。”大约在同一时期，大型哺乳动物从北美大陆消失。圣罗莎岛的化石记录显示侏儒猛犸从此消失，原有植被不复存在，草地和橡树林开始出现。肯奈特说，所有这些证据都指向气候突然发生变化，这种突然变化应该是由“某种宇宙撞击”导致的。

　　西雅图华盛顿大学地球科学家，同样对过去气候变化进行研究的埃里克·施泰格表示，肯奈特的研究小组发现了一个引人注目的彗星撞击案例。对于1.29万年前的降温，科学家已经进行了深入研究，似乎没有什么必要用类似这样的撞击来解释降温。施泰格说：“我们无法证明撞击是降温所必需的，它的出现只是一种巧合。它无法解释过去出现的所有类似气候事件。我们需要更多证据，至少也应该是一些证据，而不是仅仅一个。”

　　对于降温，一种普遍被人接受的解释是：洋流运送热量方式出现的一系列周期性快速变化。但在肯奈特看来，这种解释无法完全说明他以及同事在能够与冰川期大灭绝联系在一起的考古学与地质学记录中发现的现象。他说：“如果这个假设不成立，1.29万年前并未发生宇宙撞击，我们便要得出这样一种结论，冰川期解冻期不可能出现气候大逆转。”

　　丹麦科学家日前表示，大约38.5亿年前撞击地球的“肇事者”是冰质彗星而非岩质小行星，这表明地球上的水可能是由彗星带来的。

　　科学家长期以来便怀疑，在一个名为“后期重轰炸期”(Late Heavy Bombardment)的远古事件中，地球及其周围邻居遭受了数万个天外来物的撞击。比如，一连串的撞击使得月球外形发生了变化，上面布满了至今仍清晰可见的大坑，并在月球无风的环境中保存了无数年。但是，科学家一直不确定撞击物是冰质彗星还是岩质小行星。

　　如今，依据地球古岩石中某金属的含量，一个由丹麦尼尔斯·玻尔研究中心乌费·约根森(Uffe Jorgensen)领导的研究小组认定，冰质彗星是撞击地球和月球的“罪魁祸首”。约根森指出，科学家在彗星撞击前地球是否有海洋的问题上存在激烈讨论。一些专家称，地球刚一形成时便已存在足够的水，还有一些专家则认为，地球诞生初期温度很高，能蒸发掉任何液体。

　　约根森说：“这是那种会让科学家之间产生激烈身体接触的话题。”约根森的研究团队认为，地球早期温度过高，无法留住像海洋这样的大片水体。但是，到后期重轰炸期时，地球上的温度开始降下来，使得彗星带来的融冰变成世界上第一批海洋。他们的研究成果刊载于天文学杂志《国际太阳系研究》(Icarus)。

　　约根森的团队测算了格陵兰岛地表和近地表岩石的铱含量。格陵兰岛的岩石是已知世界上最古老的岩石，年代可追溯至后期重轰炸期。铱是地球上一种稀缺金属，但在彗星和小行星上相对普遍。根据研究小组的评估，小行星撞击产生的岩石铱含量应该在万亿分之18,000左右，而彗星撞击产生的岩石铱含量应该只有万亿分之130左右。这是因为彗星主要由结构松散的水冰和一些岩质残骸构成，携带的金属更少，

　　另外，由于绕太阳的轨道较长，彗星还会以更快的速度撞击地球。据约根森介绍，结果，“彗星造成的爆炸比小行星造成的爆炸更剧烈，抛回太空的金属数量更大，其中就包括铱。”研究小组发现，格陵兰岛的岩石铱含量在万亿分之150左右，支持了彗星是后期重轰炸期事件主导者的看法。据他们推断，彗星带来的水冰随后融化，形成深约1000米、覆盖全球的海洋。

　　月球表面之所以没有海洋，是因为其引力比地球的弱，所以，彗星撞击产生的残骸并没有全部抛回到太空。但是，对于撞击地球的“肇事者”是彗星而非小行星的说法，芝加哥大学的地球物理学家尼古拉斯·达普哈斯(Nicolas Dauphas)并不认同。他说，最新研究过多依赖于估算，比如预测撞击以后沉淀的铱量，“我认为他们将结论延伸地太远了。”

　　英国卡迪夫大学天体生物学家钱德拉·魏克拉马沁格(Chandra Wickramasinghe)没有参与约根森的研究，但他也支持彗星撞击地球的理论。他认为，彗星不仅给地球带来了水，还带来了生命。魏克拉马沁格指出，根据一些颇具争议的研究，地球生命最早的证据可追溯到大约38.5亿年前，即后期重轰炸期。

　　他说：“这或许是个巧合，但在我看来，这个巧合极不寻常。”约根森同意这种观点：“后期重轰炸期给地球带来了机遇。如果没发生这个事件，地球上可能没有水，也没有生命。”

　　在古希腊神话中，九头蛇让战神赫拉克勒斯总有种如鲠在喉的感觉，而在海洋世界里，双头海蛇也让食肉动物有了同样的感觉。

　　瑞典克里斯蒂安斯塔德大学的生态学家约翰·埃尔姆博格(Johan Elmberg)和丹麦哥本哈根动物保护学院的生物学家阿恩·拉斯穆森(Arne Rasmussen)在刊登于《海洋生态学》(Marine Ecology)的最新研究报告中写道，像厚尾海蛇(Hydrophis pachycercos)这样的海蛇种类不断进化，使得鲨鱼等海洋食肉动物无法分辨这种大蛇是来还是去。

　　埃尔姆博格说，一次，拉斯穆森去印度尼西亚进行科考研究，“他看到一只分泌毒液的海蛇先是一头钻进狭窄的裂缝，接着，他吃惊地发现，这条海蛇后面竟然还长着个头，看上去它可以在裂缝中非常快速灵活地转身。”过了一会儿，拉斯穆森才意识到，后面的“头”其实是尾巴。

　　埃尔姆博格介绍说，这是一种黄唇毒蛇，昼伏夜出，在浅水活动，“还在暗礁裂缝中穿梭寻找鱼类”，“尾巴慢慢地来回扭动，而头部也几乎以相同方式移动。”后来，经过对保存在欧洲三个不同博物馆的98个3英尺长(约合1米)热带蛇种标本的细致研究，两位研究人员得出了这样的结论：所有黄唇海蛇都有两个头。

　　埃尔姆博格说：“我认为这种双头模式和来回摇摆移动可能会吓走潜在的食肉动物，让它们误以为尾巴是有毒的头。”此后，埃尔姆博格和拉斯穆森又在所罗门群岛所在的南太平洋水域和别的地方发现，像厚尾海蛇这样的海蛇种类都具有相似的特征。尽管埃尔姆博格和拉斯穆森并未亲眼见到厚尾海蛇像头一样扭动它们的尾巴，但二人都认为它们肯定会这样做。(杨孝文)

　　大爆炸后5亿年出现的第一批恒星的剧烈燃烧导致了一场宇宙“大屠杀”。在这场大屠杀中，只有千分之一的星系得以幸免于难。一个新的超级计算机模型显示，幸运星系应该向大量被称之为“暗物质”的神秘物质说声“谢谢”。

　　在暗物质云内部，正常物质融入年轻恒星。这些恒星产生具有破坏性的辐射。更大的暗物质云能够吸引更多正常可视物质，这也就意味着，即使在遭受邻居辐射轰击后，体积更大的星系也因为拥有足够物质得以幸存。

　　相比之下，体积较小的星系则因为内部所有恒星以及恒星形成物质的蒸发，只遗留下贫瘠的暗物质团。英国达勒姆大学天体物理学家、研究小组成员卡洛斯·弗伦克表示：“这是一个强者生存、弱者淘汰的时刻。能够形成‘油炸’早期宇宙的恒星的星系就是那些以最快速度积聚暗物质的星系，”

　　根据弗伦克与日本筑波大学的冈本隆史进行的此次新模拟研究，在此次星系大屠杀后很长一段时间内，没有任何新星系形成。与此同时，暗物质继续合并而后发展为体积更大的结构。大约100至120亿年前，一些暗物质团已拥有足够的质量，可以抵消幸运星系发出的辐射。在这种情况下，暗物质再次为正常物质撑起一把保护伞，更大的星系最终形成。

　　这个模型在英国皇家学会于伦敦举行的2009年夏季科技展上展出。加州理工学院天体物理学家安德鲁·本森表示，这个模型能够解释银河系“遗失的卫星星系”问题。迄今为止，天文学家只在银河系发现大约20个卫星星系，但根据一项星系形成理论，真实的数量应该在数千个。

　　银河系内的大型星系据信是由很多较小星系剧烈合并后形成的。任何被抛弃的并未形成更大结构的残余物最终成为卫星星系。本森并没有参与此项新研究，他表示，如果这个新模型得出的结论是正确的，说明银河系“遗失”的卫星星系从未在第一时间形成。“弗伦克教授的研究显示，如果能够阻止星系在早期宇宙形成，你就可以将预计能够在银河系内发现的星系数量减少至与我们实际观测到的更为接近的水平。”

    铜像上的生物以铜和锡这两种来源稳定的食物为生（图片提供：Vidoslav Barac ，photograph collection of the Croatian Conservation Institute）

　　这个希腊运动员青铜雕像看上去面无血色，但鉴于它在水中泡了2000年，保存情况已相当不错。科学家希望利用这个雕像开发出对“生物淤积”(biofouling)更具抵抗力的金属

　　上图是一个古希腊雕像在刮掉动物生成的矿物质表层前后的头部状况。这个青铜雕像是1998年在克罗地亚海岸附近发现的，当时头部已同整个雕像分离。专家认为青铜雕像是公元前1世纪在希腊铸造的。

　　整个雕像高6.2英尺(约合1.9米)，是古希腊艺术作品中常见姿势的典型例证：运动员用一个小小的弯曲的工具擦去身上的尘土和汗水。青铜雕像前面有一层厚1.2至1.9英寸(3到5厘米)的硬壳，是在有机物、管虫、蚌、藤壶等生物矿化以后形成的。在这层硬壳下面，遭腐蚀的金属呈现出超凡脱俗的色调。

　　萨格勒布卢德杰尔·博什科维奇研究所(Rudjer Boskovic Institute)的达沃林·梅达科维奇(Davorin Medakovic)说：“这种色彩同雕像表面形成的绿色氧化铜有关，而嘴唇处的红色则缘于镶嵌在青铜雕像的纯锡金属。”复原这尊雕像的克罗地亚科学家表示，这个有硬壳的希腊运动员铜像可以提供海洋生物如何吸收金属物质以形成贝壳所需矿物质的线索。

　　梅达科维奇的研究小组指出，即便与青铜雕像表面无任何直接接触的生物，也吸收了部分金属物质。他们的研究成果发表在《晶体生长与设计》(Crystal Growth & Design)杂志上。梅达科维奇说，此外，研究“表明这种金属摄入对海洋有机物的代谢途径产生了很大的冲击和破坏，使得痛苦的有机物在它们的贝壳里生成了非典型矿物质。”

　　铜像上的生物以铜和锡这两种来源稳定的食物为生，它们将金属物质“消化”以后生成外壳，而外壳中镁方解石和霰石的含量比都不正常，还具有少量的长石和石英。据梅达科维奇介绍，了解哪些金属物质扰乱生物的消化能力，可以帮助研究人员开发出对“生物淤积”(biofouling)更具抵抗力的金属。所谓生物淤积是指藤壶和其他可以不断侵蚀船体的水下生物的聚积。

　　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。

　　新华网洛杉矶6月4日电(记者高原)美国南加州大学日前发表公报称，该大学研究人员和中国北京协和医学院的同行合作，发现一种染色体异常能导致全身毛发过度生长，即俗称的“毛人”。

　　“毛人”是一种罕见的遗传疾病，学名为先天性多毛症。男性患者整个脸部、包括眼睑以及上半身长满毛发，而女性全身都长满毛发。研究人员称，他们的发现将有助于开发抑制毛发过度生长的新疗法，也可能帮助找到秃顶的新疗法。

　　以协和医学院张学教授为首的这个研究小组在新一期《美国人类遗传学杂志》发表论文说，张学等中方研究人员在为中国一个家庭进行检查时，首先发现了这种导致毛发过度生长的遗传现象。美方研究人员也在一个墨西哥家庭中发现了类似的遗传现象。

　　在中方的研究中，张学等人首先发现患者的5号染色体有一段插入了X染色体。在这一成果的启示下，美方研究人员发现，墨西哥患者X染色体的相同部位被4号染色体的一段插入。

　　研究人员解释说，当X染色体被其他染色体的“外来”DNA序列插入时，位于X染色体上的某个基因可能被“激活”，从而刺激毛发生长，导致先天性多毛症。他们认为，与毛发生长有关的SOX3基因可能起到了关键作用。

　　早些时候，科学家发现先天性多毛症属家族隔代遗传，其症状可能多代以后才重复出现。美方研究人员帕特尔说，刺激毛发生长的遗传信息很可能一直存在于基因组中，不过没有表达。如果进一步的研究能证实插入某段序列可以激活基因、刺激毛发生长，未来人们可望据此寻找治疗秃顶和遏制毛发过度生长的新方法。