为了能在太空中长期生存，世界各国的科学家团队正跨领域地在国际空间站尝试研制种植性农场，其目的就是为未来人类在前往太阳系外行星的漫长旅途中的生存提供应对方案，事实上更重要的是，这种室内农艺园场能大大减少来自地球上的费用昂贵的补给任务。这确实是个很理想的方案，因为，空间农场还能消除空气中的二氧化碳，又可补充宇航员在呼吸上供给，它一年能产生大约500磅(227公升)的氧气。

　　来自美国亚利桑那州农艺研究大学的吉纳·吉亚康曼利教授现今正带领着美国航空航天局资助的科学家们，计划在月球建造室内种植场，他们打算启用一个多功能的机械臂、可充气的温室建筑，再配备机器人作“雇员”来进行操作。吉纳教授说；“宇航员不会在太空成为农民。”

　　月球温室完全是一个自动化的格局

　　太空飞船将载着预先包装好的温室构架降落在月球上，髴然后展开的机械臂开始进行充气作业、膨胀后就形成温室种植场的外壳。髵此时，一台机器人推土机伸出一条手臂开始掩埋种植坊的结构组织。髶目的是保护它们免受辐射和微流陨星的侵袭。

　　宇宙农场可依据不同的生态环境并按照来客的需求进行种植：

　　地球轨道：在微重力的环境中，栽种的植物在汲取水和肥料后比根茎生长过程来得快，让液体肥料慢慢地滴淌，解决了这个问题，并促使植物健康的生长。

　　目前状况：俄罗斯人在国际空间站开发这种种植技术，现正在成长的有萝卜、豌豆和大麦。

　　火星：地球上保护周边环境的氛围同样允许空间农场结构建造在火星的地面上。

　　目前状况：意大利宇航局正计划研制在火星上能忍受低压、高碳环境且能免受损伤的温室农场。

　　月球：建在月球地极区域的农场可索取来自陨石坑里的水冰，为免遭宇宙射线、微流陨星和极端温度的侵袭和损害，农场建筑结构采用掩埋式方法。

　　目前状况：亚利桑那州州立大学研究人员正在运作一个月球农场的模型，它每年能种植可食用产品达1100磅(499.4公斤)。文/王新

图中部这个巨大的椭圆星系团中包含了大量的暗物质，因此它的引力能够使得光线弯曲，产生引力透镜效果。

　　新浪科技讯 北京时间4月14日消息，据国外媒体报道，法国和美国天文学家近日发现宇宙的遥远区域中存在一个早期星系，星系中的恒星大约形成于135亿年前，仅仅晚于宇宙大爆炸大约2亿年。最新发现将有助于解释最早星系究竟是何时形成的以及早期宇宙是如何进化的等问题。

　　美国宇航局“哈勃”太空望远镜最早发现这个星系。来自夏威夷凯克天文台的详细观测数据显示，所观测到的光线最早可追溯到宇宙只有9.5亿岁时，而宇宙大约形成于137亿年前。“哈勃”太空望远镜和“斯必泽”太空望远镜的红外数据显示，星系中的恒星异常成熟，这也意味着它们应该形成于宇宙的幼儿时期。

　　法国里昂第一大学天文学家乔安-理查德是该项研究的主要负责人和论文的第一作者。理查德表示，“这一发现将对星系在宇宙初期阶段究竟是何时形成的理论发起挑战。新发现甚至还有可能用来解释一个谜，即充斥于早期宇宙中的氢雾究竟是如何被清除的。”理查德的研究成果将发表于英国皇家天文学会月报之上。

　　新发现的星系并非是已观测到的最遥远星系，但却是能够以如此清晰度观测到的最早期星系。通常情况下，像此类星系极为模糊，而且很难加以研究。但是，在此次发现过程中，大自然为天文学家提供了一个宇宙放大镜。新发现星系的图像是利用一个位于其前方的巨大星系团的引力进行放大拍摄的，这种引力使得新星系亮度提高11倍。这种现象也称为“引力透镜”。

　　论文联合作者之一、美国亚利桑那大学天文学家埃齐-埃格米认为，“如果没有这个太空透镜，以现有的观测设备，我们不可能研究这种昏暗的星系。感谢大自然，它给我们提供了一个宝贵的机会，使得我们可以看清楚无数年前的宇宙。”

　　新发现还将有助于解释早期宇宙是如何被“再电离化”的。在宇宙早期历史上的某个节点，它经历了一个从所谓黑暗时代到发光时代的转变过程，从此最早的恒星和星系开始点亮。星光电离了周围浮动于太空中的中性氢原子，使它们带有电荷。

　　由于该星系拥有的恒星有的形成仅仅晚于宇宙大爆炸2亿年，因此新发现将可以帮助天文学家探秘宇宙再电离化时期的情景。当星系正在形成时，其中炽热的年轻恒星电离了太空中大量的中性氢气。大量相似的星系共同促进这种电离化过程。但是，由于它们太过昏暗，如果没有引力透镜放大效应，很难看到它们。

　　美国宇航局将要发射升空的“詹姆斯-韦伯”太空望远镜可以在没有放大情况下看到这些昏暗的星系。作为“哈勃”太空望远镜和“斯必泽”太空望远镜的继任者，“詹姆斯-韦伯”太空望远镜将能够看到早期星系中已消失群体的红外线。(彬彬)

世界首个大爆炸台式模型

　　【搜狐科学消息】据《连线》杂志报道，美国马里兰大学（University of Maryland）的工作台上静置着首个大爆炸台式模型。但无需惊慌，这个20微米的装置只是为了模拟宇宙大爆炸中时间和光的行为，而非模拟爆炸本身。或许未来某一天，该装置可以帮助解释为什么时间只往一个方向前进。

　　物理学家伊戈尔-斯莫利亚尼诺在提交给《物理评论快报》的论文中描述了这一模型，他说，“我们已经按照简单的实验几何原理完成了时空扩展方式的重建。”斯莫利亚尼诺和余菊红（音译）都是马里兰大学的电气工程师，他们使用被称为“异向介质”（metamaterials）的外来物质制作了宇宙大爆炸的模型，这种不寻常的材料通过使用不同的材料交替片来扭曲光线。

　　研究人员建议利用异向介质像隐形斗篷那样弯曲物体周围的光，把一种物体伪装成另外一种，并且可建立一个完美的透镜。

　　几年前，物理学家认识到，异向介质也可以模拟天文现象，如行星绕恒星，光线被黑洞捕获等。在实验室建设一个玩具一样的宇宙，来帮助物理学家运行本来在空间和时间中不可能完成的实验。使用斯莫利亚尼诺的装置，研究人员可以研究物理学中长期存在的问题，即时间中的热力学箭头问题。无论时间向前或向后运行，大多数物理定律都能正常应用，但热力学第二定律除外。它决定了虽时间增加，无序性会加强。这就是为什么人们不能年龄倒退。

　　另一个例外是 “时间的宇宙箭头”，该箭头从大爆炸指向宇宙膨胀的方向，其可能与热力学箭头相连，指向宇宙最终的热寂。但有朝一日如果宇宙在“大坍缩”中崩溃，该箭头方向也可能逆转。研究人员曾说，“虽然人们普遍认为统计的和宇宙学的时间箭头相连，但是我们不能重演宇宙大爆炸也无法在实验中证明这种关系。”但是如果用异向介质大爆炸的实验台，那么这一验证就可以进行。为了建立台式大爆炸装置，研究人员使用了丙烯酸和黄金，将激光打在黄金之上，激发出被称为等离子的自由电子波。等离子通过异向介质的平面路径与大规模粒子通过闵可夫斯基空间的平面路径的数学描述一致，其中都包含了空间和时间的维度。因此，异向介质大爆炸模型中光的路径代表了一个粒子处于空间和时间之中的寿命，这就是物理学家称之为“世界线”的东西。

　　当研究人员用绿色激光照射异向介质之时，他们看到一个单粒子扩展为等离子体三角，这样一来，“玩具大爆炸模型”就扩展了“世界线”的宇宙意义。由于异向介质是不完善的，光线在传播过程中相互作用互相扭曲。斯莫利亚尼诺说，这也就是熵的粗糙模型，其代表了时间热力学箭头；“世界线”代表了宇宙箭头的模型。在异向介质模型中，箭头指向同一个方向。（尚力）

　 听！恐龙来了，趁它没发现，快逃！”如果这句话出现在1亿多年前，请不要惊讶：哺乳动物的耳朵比爬行动物灵敏得多。今天凌晨出版的《自然》杂志刊登中国古生物学家的论文，揭示了这一进化的奥秘：两块“下岗”的下颌关节骨，在中耳重新“上岗”后，造就了哺乳动物的灵敏听力。

　　哺乳动物中耳有三块听小骨，而爬行动物只有一块。在漫长的进化过程中，听骨是一裂为三了，还是“拉人入伙”了？论文作者、美国自然历史博物馆研究员孟津说：“以前，科学家从胚胎发育过程中认识到，哺乳动物中耳中，有两块听骨是由爬行类下颌中的关节骨、前关节骨等演变后进入中耳的。”而两年前出土于我国辽西的一只沉睡了1.2亿年的真三尖齿兽化石，为这一认识提供了古生物学的新证据。

　　孟津告诉记者，比起现生哺乳动物的听骨，这只小兽的下颌关节骨虽然已经脱离了下颌的齿骨，但个头还有点大，但已与听骨非常接近。同时，它还连接在骨化的麦氏软骨上，尚未完全进入头骨——这是非常难得的发现。由于软骨在化石中难以保存，动物死亡后，会随肌肉等一起腐烂消失。因此，尽管早在1870年，古生物学家就在化石上注意到了麦氏软骨生长的沟痕，却不知道那到底是肌肉、神经，还是血管留下的。而现生哺乳动物的麦氏软骨只存在于胚胎发育过程中，待下颌骨发育完成后，就自动消失了。

　　孟津说，这只生活于早白垩纪的小生灵，恰巧具有骨化了的麦氏软骨——它能变成化石，并保存了下来，向古生物学家展示了进化中的哺乳动物中耳系统。

　　关节骨从下颌“下岗”，成就了哺乳动物听力的进化，在自然界中赢得了更多的生存资本。研究发现，早在白垩纪，哺乳动物就能听到54兆赫的高频声音，而爬行动物、鸟儿的“听域”上限却只有10－12兆赫。在恐龙不可一世的白垩纪，弱小的哺乳动物只能在多数恐龙呼呼大睡的夜间出动觅食。灵敏的听力，无疑是哺乳动物捕猎和逃生的必备技巧。

　　先天失明的盲人只能靠触觉来识别物体是球状还是立方体，如果他重获光明，能否在触摸物体之前，单靠视觉分辨出哪个是球哪个是立方体呢？这正是爱尔兰哲学家莫利纽克斯300多年前提出的著名谜题。据美国物理学家组织网4月11日（北京时间）报道，美国麻省理工学院科学家上周日称，他们通过多年实验终于回答了这一问题：盲人在重获光明后不能单靠视觉分辨出球体和立方体。
 

　　莫利纽克斯问题一直困扰着哲学家和科学家，因为这涉及了人类认知的根本问题。“培养论者”认为，人一出生是一片空白，通过不断积累经验而成为经验的集合体；“先天论者”则否认意识来自于外界，认为人的思想观念预先就存在，只是等着外界的景象、声音、触觉等激发而表现出来。而在当代神经科学中，“培养论者”和“先天论”的地位同样重要。如果盲人重获光明后，能立即区分出球体和立方体，那意味着知识在某种程度上是天生固有的。
 

　　解决这一问题的最大难处，是找到合适的实验对象：先天失明，年龄够大能参加实验，在实验中重获光明。2003年时，美国麻省理工学院教授帕万·辛哈在印度新德里史洛夫慈善眼科医院找到了5个符合条件的病人，4个男孩和1个女孩，年龄在8岁到17岁之间。
 

　　研究人员通过治疗让他们从完全失明变成了完全可见。拆除绷带后，首先确定了他们能视物良好。然后用拼装积木玩具，测试他们对相似形状的视觉分辨能力，受试者几乎都是满分。只用触觉来区分物体形状时，他们得分也都差不多。到了最关键实验，他们首先感觉一个物体，再用眼睛把它和相似物体区别开来，他们答对的概率近乎瞎猜。
 

　　“他们不能在触觉和视觉间建立联系。这说明，在执行认知任务时，从一种感觉到另一种感觉好像不存在任何交叉模式。”论文合著者、麻省理工学院另一位研究人员尤瑞·奥斯特洛夫斯基解释说。
 

　　盲人用触觉等方法获得的信息数据，让他们能将茶杯和花瓶区分开来，但这种方法对视觉就失效了。不同的感觉，在大脑中形成了常规表现方式，这些表现是相互独立的，无法经由另一种感觉来形成。所以，莫利纽克斯问题的答案是“不能”。
 

　　论文主要作者、麻省理工学院退休教授理查德·海尔德指出，认知从“无能”到“弥补”的速度非常快，在一周之内就可完成。从神经科学的角度看，这也表示人类大脑的“可塑性”要远远超出儿童时期

　　先天失明的盲人只能靠触觉来识别物体是球状还是立方体，如果他重获光明，能否在触摸物体之前，单靠视觉分辨出哪个是球哪个是立方体呢？这正是爱尔兰哲学家莫利纽克斯300多年前提出的著名谜题。美国麻省理工学院科学家上周日称，他们通过多年实验终于回答了这一问题：盲人在重获光明后不能单靠视觉分辨出球体和立方体。

　　莫利纽克斯问题一直困扰着哲学家和科学家，因为这涉及了人类认知的根本问题。“培养论者”认为，人一出生是一片空白，通过不断积累经验而成为经验的集合体；“先天论者”则否认意识来自于外界，认为人的思想观念预先就存在，只是等着外界的景象、声音、触觉等激发而表现出来。而在当代神经科学中，“培养论者”和“先天论”的地位同样重要。如果盲人重获光明后，能立即区分出球体和立方体，那意味着知识在某种程度上是天生固有的。

　　解决这一问题的最大难处，是找到合适的实验对象：先天失明，年龄够大能参加实验，在实验中重获光明。2003年时，美国麻省理工学院教授帕万·辛哈在印度新德里史洛夫慈善眼科医院找到了5个符合条件的病人，4个男孩和1个女孩，年龄在8岁到17岁之间。

　　研究人员通过治疗让他们从完全失明变成了完全可见。拆除绷带后，首先确定了他们能视物良好。然后用拼装积木玩具，测试他们对相似形状的视觉分辨能力，受试者几乎都是满分。只用触觉来区分物体形状时，他们得分也都差不多。到了最关键实验，他们首先感觉一个物体，再用眼睛把它和相似物体区别开来，他们答对的概率近乎瞎猜。

　　“他们不能在触觉和视觉间建立联系。这说明，在执行认知任务时，从一种感觉到另一种感觉好像不存在任何交叉模式。”论文合著者、麻省理工学院另一位研究人员尤瑞·奥斯特洛夫斯基解释说。

　　盲人用触觉等方法获得的信息数据，让他们能将茶杯和花瓶区分开来，但这种方法对视觉就失效了。不同的感觉，在大脑中形成了常规表现方式，这些表现是相互独立的，无法经由另一种感觉来形成。所以，莫利纽克斯问题的答案是“不能”。

　　论文主要作者、麻省理工学院退休教授理查德·海尔德指出，认知从“无能”到“弥补”的速度非常快，在一周之内就可完成。从神经科学的角度看，这也表示人类大脑的“可塑性”要远远超出儿童时期

最近，考古学家在危地马拉发现一座可以上溯到公元前350年的玛雅王室古墓，这是迄今为止发现的最古老的玛雅统治者的陵墓。发现古墓的地方，现在是危地马拉的霍穆尔。

考古学家在骸骨旁边发现一个刻着“杰斯特神”图案的香炉，这种图案是玛雅王室的象征，他们据此断定这具遗体生前是位玛雅统治者。

古墓位于一个有钱人家的住宅下，考古学家认为，墓室的主人是一名50岁出头的男性，去世时健康状况良好。他们在这具骸骨旁边发现7件陶制容器、罐子和盘子，以及那个香炉。

堪萨斯大学的约翰·托马斯科说：“我们已经发现更加古老的玛雅古墓，但是它们里面并没有象征王室的物品。我们在这座建筑物的地面上进行挖掘，最终发现一个石盖。”考古学家打开这个石盖，在它下面发现一个直径大约是40厘米的地道，地道的大小仅够一个人通过。地道通往一个被称作“楚尔坦”的墓室，那具遗体就埋在这里。托马斯科说：“我们从地道爬进去，通过手电筒发出的光发现那具遗体。我认为，我们发现的是最古老的玛雅王室陵墓。”

德克萨斯大学的考古学家迈克尔·卡拉格汉，对那7件陶器进行了分析。他表示，这些陶制容器显然来自大约公元前350年，此时玛雅制陶业开始采用红色。科学家在实验室里对一个骨骼样本进行放射性碳年代测定，最终确定它与那些陶器来自同一时代。

卡拉格汉说：“目前面临的问题是确定这具遗体的年龄。”该科研组希望，通过在当地的更多住宅下面进行挖掘，能够发现更多玛雅王室陵墓。以前知道的最早的玛雅王室古墓，可以上溯到公元前100年。

“石墨烯”薄片示意图

    据美国物理学家组织网4月11日报道，IBM公司的科学家林育明（音译）等人在4月8日出版的《自然》杂志撰文指出，他们研发出了新的石墨烯晶体管，其截止频率为155GHz（吉赫），比去年2月推出的100GHz石墨烯晶体管的速度增加了50%，而且块头更小。
 

　　石墨烯是只有一个碳原子厚度的单层片状结构，可由石墨剥离而成。石墨烯不仅是已知材料中最薄的一种，还非常牢固坚硬。作为单质，它在室温下传递电子的速度比已知导体都快，因此，它有望替代硅作为顶级电子材料来制备速度更快的晶体管。
 

　　以前，科学家通过将石墨烯薄层置于一个绝缘衬底（诸如二氧化硅）的上方来制造石墨烯设备，然而，这种衬底会削弱石墨烯的电学性能。现在，IBM公司的科学家找到了办法，将衬底对石墨烯电学性能的影响减至最低。
 

　　科学家将一个“类金刚石碳”放置在一个硅晶圆衬底上，制备出了新的石墨烯晶体管。这种“类金刚石碳”是无极性介质，也不会像二氧化硅那样捕获或驱散电荷，因此，新石墨烯晶体管在温度发生改变时（包括像太空中那样的极低温度下），显示出了卓越的稳定性。
 

　　IBM表示，这种新的高频石墨烯晶体管将在手机、互联网或雷达等通讯设备领域大展拳脚。而且，现有的制备标准硅设备的技术也可以用于制造新的晶体管，这意味着新石墨烯晶体管可以随时进行商业化生产。
 

　　该晶体管的研制是IBM承接的美国国防部高级研究计划局的一项任务的一部分，美国军方希望该研究能有助于他们研发出高性能的无线调频晶体管。（刘霞）

    英国研究人员开发出一种新技术，可助研究人员绘制出大脑神经连接的线路并弄清其主要功能，使揭开大脑之谜、开发出计算机大脑模型的梦想离现实又近了一步。相关论文发表在4月11日的《自然》杂志网站上。
 

　　这项研究属于“神经连接组学”（connectomics），是神经科学领域近年来刚刚兴起的一个新兴学科。与基因组学要研究、绘制人体基因图谱类似，神经连接组学的基础是研究和绘制出大脑神经细胞连接（即突触）的图谱，类似于电脑等电子设备中的布线。科学家希望通过绘制出这些线路并弄清其发挥功能的方式，了解大脑产生认知、感觉以及思想的过程和机理，进而为阿尔茨海默病、精神分裂症以及中风等疾病的治疗提供帮助。
 

　　然而，对于动物身上最为精密和负责的器官——大脑来说这绝非易事。据了解，在大脑中大约有1000亿个神经元，其中每一个又与数千个其他神经细胞相连，如果这么计算的话，大脑里至少有150万亿个突触。
 

　　由伦敦大学学院（UCL）开发的这项技术，通过使用一种高分辨率的成像装置实现了这一目的，并绘制出了小鼠视觉皮层的部分神经连接的“布线图”。
 

　　据负责该项研究的汤姆·马斯琪·弗洛格尔博士介绍，他们将注意力集中在了具有数千个神经元和数百万个不同连接的小鼠视觉皮层。通过一个相同的组织切片，研究人员首先利用高分辨率成像技术探测小鼠大脑视觉皮质中神经细胞对特定刺激的反应，然后在一个神经元上施加微电流刺激，并观察通过突触相连的其他神经的反应。如此反复，最终就可以追踪视觉皮质中神经细胞的功能及连接状态。除视觉皮层外，研究人员希望该技术还能帮助他们绘制出大脑中主管触觉、听觉以及运动系统的神经突触线路。
 

　　弗洛格尔说：“我们即将揭开神秘复杂的大脑。一旦弄清了位于大脑中不同层次的神经突触的功能和连接方式，我们就能用计算机来对这一世界上最复杂最为精密的器官进行模拟。”但他同时也承认：“要实现这一目的还有大量的工作要做，科学家们为此连续工作若干年后可能才有突破，并且除此之外，一台速度超快运算能力超强的计算机也将是必不可少。”
 

　　英国维康信托基金会(Wellcome Trust)神经系统科学及心理健康部负责人约翰·威廉斯说：“理解大脑内部工作原理是科学的终极目标之一。新研究为神经系统科学研究提供了一个重要工具，可以帮助科学家们在对大脑的研究中总揽全局并获得必要的指引。”（王小龙）

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外星家园？根据一位科学家的说法，一部分黑洞可以拥有复杂的内部结构，从而允许光子、粒子甚至行星围绕其中央的奇点运动。这张图像中外侧的环表示一颗行星在轨道上运行，而内侧彩色的环则表示运动中的光子

这张艺术想象图描绘了黑洞对周边物体施加的强大引潮力。图中右侧原本是一颗恒星，由于近旁超大质量黑洞的引力作用，它最终被撕裂

　　根据一位科学家的说法，一部分黑洞可以拥有复杂的内部结构，从而允许光子、粒子甚至行星围绕其中央的奇点运动。
 

　　奇点是黑洞中时空变得无限大的区域。然而，维切列夫•道库恰也夫(Vyacheslav Dokuchaev)教授认为，在黑洞的内部的某些区域，只要条件合适，时空将再次显现。
 

　　他说，只要一个旋转中的带电黑洞质量足够大，它便能削弱它向其视界之外施加的强大引潮力。视界被认为是黑洞的边界，在此范围之内，任何物质，包括光都无法逃离。
 

　　一直以来，科学家们便已经确定光子确实可以在这样一种带电黑洞内部稳定的周期性轨道中存在。但道库恰也夫教授认为，在一个黑洞内侧的柯西视界以内，可以允许粒子甚至行星的存在。柯西视界是霍金引入的一个概念，在这一边界层区域，时空维度开始发生转变。
 

　　他说，这一区域的物质得以免于被黑洞摧毁，从四周绕行的光子中得到光和热，并从黑洞的奇点得到能量。
 

　　道库恰也夫教授供职于莫斯科的俄罗斯科学院核能研究所，他认为自己的观点可以证明自给自足型外星生命存在的可能性。他说：“我认为这种被两道严 密的视界和外部世界分隔开的黑洞内部区域，是一个非常合适的区域。 只要技术足够发达，先进的文明或许可以做到这一点，并在星系核心的大质量黑洞内部生活，而由于视界的阻挡，外部世界完全观察不到它们的存在。”
 

　　今年早些时候，科学家们发现黑洞M87的质量几乎是先前估计值的两倍。M87是目前所观测到质量最大，也是最遥远的黑洞，距离地球约5000万 光年。研究人员称，这样一个超大质量黑洞的形成，可能是在过去的某个阶段由数百个较小质量黑洞合并而成的。而作为对比，我们银河系核心区域的黑洞质量要比 它小1000倍。(晨风)