科学

6亿年前的“高等生命”化石
6亿年前的“高等生命”化石
迄今最古老的多样的“高等生物”化石
迄今最古老的多样的“高等生物”化石

  地球上最古老的“高等生命”到底是什么样子?人类已知的“高等生命”从什么时期开始演化?中国的科学家的最新发现给出了答案。17日,英国出版的《自然》杂志公布了这一重大发现。
 

  地球上的生命从无到有、从简单到复杂,经历了一个漫长的进化过程。古生物学家认为,在现今生物圈中,包括我们人类在内的所有肉眼可见的生命,几乎都是多细胞宏体生物,也就是常说的“高等生命”。多细胞宏体生物的出现是地球生命进化史上极为重要的革新事件。
 

  但是学术界一直认为地球没有早于5.8亿年前的“高等生命”。而袁训来带领的课题组成员在安徽休宁县蓝田镇找到了6亿年以后在海洋50-200水下存在过的“高等生命”证据。这一发现,把“高等生命”起源向前推进了近4000万年。
 

  蓝田镇位于北纬30°附近,紧邻世界自然风景名胜地黄山。中国科学家在此发现了距今6亿年前的休宁“蓝田植物群”。“蓝田植物群”展现了6亿年前震旦纪时代地球上温暖浅海中早期动物大规模出现前夕的生命景观,是地球早期生命从简单向复杂进化过程中的重要环节。
 

  17日出刊的《自然》杂志,刊出了袁训来等5位研究员撰写的题为“埃迪卡拉纪早期具形态分异的宏体真核生物组合”的科研论文。这项研究为高等生命的早期演化提供了最古老的化石证据。
 

  对于中国科学家的此次重大发现,国际早期生命研究专家、加拿大女王大学格·纳波尼教授(Prof. Guy Narbonne)专门撰写了题为“生物此刻已然变大”(When Life Got Big)的评论文章。他指出“蓝田生物群为早期复杂宏体生命的研究打开了一个新窗口”,“它们是地球上迄今最早的宏体生物”。
 

  袁训来此间接受记者访问时表示,此发现仅仅是个开始。只是将这些不为人知的生物群展示出来。“为什么这些迄今最古老的‘高等生命’要生存在安静的水体中?他们的演变过程是怎样的?许多未解之迷还有待在以后的研究中一一解开”。 (记者 唐娟)

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当今,“大科学”已成为科学技术制度化发展的主流趋势。科学技术的国家化是“大科学”的一个基本层面,世界各国皆不遗余力地对本国的科学研发活动注入巨资。在“国家科学”大力发展的同时,超国家层面或跨国层面的科学交流活动日益频繁。欧洲层面科学技术活动的制度化正是这种超国家或跨国层面科学形式的典型代表。欧洲核子研究组织(European Organization for Nuclear Research,后简称CERN)作为欧洲层面的超国家科学技术系统之始端,体现了这一开放的、制度化的、具有相对独立意义的超国家科学技术系统产生、发展和演变的进程。
作者在以前的论文中,已经对CERN创建初期核心成员进行了群体志分析,借以了解这一群体的特征、理念、结构以及CERN在当时的运行方式,并据此解析超国家科学技术系统的复杂性质,认为CERN容纳了不同的科学研究传统且极大地促进了它们彼此之间的互动,它的产生、存续和发展,为欧盟乃至世界科学在未来的制度化揭示了方向、提供了范例 [高洁、袁江洋2009]。本文则主要关注CERN运行之初二十年(1954-1974年)科研运作模式的转变——CERN的管理层为了制衡各国国家科研活动与欧洲层面科研活动、解决CERN内外科学家融合进行的机构改革。作者希望通过科学计量学方法研究CERN的论文合著情况,进而通过个案分析,描述机构改革中形成的大型科学联合体的组织特点,判断CERN科研运作模式的转变是否发挥了实质作用,是否实现了欧洲各国科学联合的宗旨。
一 实验室运作初始:两种层面的科学之间的博弈
自第一个大型仪器——600MeV同步回旋加速器(后简称SC)建成后,CERN的实验步入正轨。SC并不是当时同类型仪器中最先进的设备,所以利用这台加速器的CERN内部科学家较多,来自欧洲其他科研机构及大学科学家组成的实验小组(Truck Teams)[①]较少,各个小组不存在如何分配实验时间的冲突。但随着28Gev质子同步加速器(后简称PS)建成,各国科学家趋之若鹜,这对CERN以前的实验安排提出了巨大挑战。根据CERN以往的规定,允许各国科学家自己携带相关设备在规定时间内做实验。现在如果要在新的PS上做实验,必须安装泡室(Bubble Chamber)。这种泡室体积庞大,安装和日常维护都需要很大的人力和财力。CERN在PS建成后还没有足够的时间制作泡室,于是英国和法国科学家决定先利用本国的科研经费建成泡室并运往CERN所在地安装使用,而在两国泡室如何安装、运输和使用的问题上,CERN各参与国产生了很大分歧。
1. 英国泡室的安装和使用
1957年4月,英国科学与工业研究委员会(DSIR)第一次商讨在CERN做实验要用的大型泡室,并于1958年12月拿出了可行性方案。1959年1月,CERN根据英国提交的可行性方案,表达了CERN对于泡室使用的基本原则:鉴于泡室占地面积大、日常维护复杂且耗资多的特点,它不能仅作为一国的实验设备,而应是各参与国共享的仪器。CERN管理层的构想是:泡室的日常运转由英国工程师来负责,实验计划则由CERN来决定,实验小组中也应该包含CERN成员和其他国家的科学家。经过反复协商,戴金(S. A. ff. Dakin)[②]起草了下列协议 [Hermann et al. 1987, p. 438]:
1.应由专门的工程师和科学家负责泡室日常维护以及与泡室相关的研究工作;
2.凡经泡室的粒子束实验计划都必须以CERN和成员国科学家联合小组的名义提交,其中应该包含英国科学家;
3.原则上,英国科学家享有一项特殊待遇:在分配该泡室中所拍摄的照片时,他们获得其总数的25%。
但是,英国并不觉得这些协议使本国科学家享受到了优待。英方认为,协议中所提到的特殊待遇没有任何诱惑力,英国对CERN的投资比例是25%,得到的照片总数也是25%。因此,CERN应该承担把该设备运往日内瓦的费用。经过长达数月的磋商,英国科学家尽快利用PS的渴望占据了上风,英国政府最终出资把该设备运往日内瓦。
2. 法国泡室的安装和使用
1959年3月,CERN与法国关于泡室的谈判也提上了议事日程。法国有两个泡室,一个是(Louis Leprince-Ringuet)带领巴黎综合理工学院(Ecole Polytechnique)物理学实验室制作的丙烷泡室(propane chamber),兰盖打算先把丙烷泡室连在国内的同步质子加速器(3GeV proton synchrotron)上,待日内瓦的加速器建成后再将该泡室运往CERN。另一个是在萨克雷(Saclay)制作的氢气泡室(hydrogen chamber),将于1960年完工。
与CERN实验室主任贝克(Cornelis Jan Bakker)商讨法国的泡室使用问题时,兰盖以为会遵循惯例:本国科学家负责实验设备的携带、安装和维护,并自行决定实验内容与方法,只需要与CERN确认实验时间即可。但CERN却重申了他们与英国科学家协商使用泡室的基本原则:泡室应让所有CERN参与国科学家共同使用,即使法国出资修建了泡室也不能独享。事实上,当时CERN本身也打算建造一个丙烷泡室,并与法国建造丙烷泡室的专家们有非常密切的合作。此时,CERN和法国丙烷泡室的建造者共同商讨了一个可行性方案:无论哪个丙烷泡室先建好,在泡室里进行的第一批实验都由法国和CERN共同组成的丙烷泡室实验小组来完成。这个方案得到了法国和CERN管理层的一致同意。
当这个可行性方案提交给科学政策委员会(Scientific Policy Committee)审议时,却遭遇到强大阻力。科学政策委员会成员中代表意大利、德国科学家的阿玛尔迪(Edoardo Amaldi)、贝尔纳蒂尼(GilbertoBernardini)和海森堡(Werner Heisenberg)强烈反对,他们认为:首先,它完全忽略了CERN的基本原则——所有的大型设备都由各国科学家共享;其次,这一方案无视CERN在选择科学研究计划的基本要求——是否具有科学研究的价值是能够进行实验的唯一标准。经过几番激烈讨论,CERN最终与法国相互妥协[Hermann et al. 1987, p. 441]:
1.泡室的实验计划必须经过实验室主任、法国科学家和其他对泡室实验感兴趣的科学家共同批准。在泡室进行的第一批实验应由法国科学家领导,并由法国科学家负责泡室的运行工作;
2.以后各成员国科学家共同参与到在泡室运行的实验计划中,其中应该包括法国、CERN和其他国家的成员。
与英国不同的是,法国享有可以在泡室进行第一批实验的特权。虽然在后来的讨论中,其他国家的代表都认为既然给予法国一定的优待,英国的泡室使用应该同法国一样,但此事后来不了了之,英国科学家也没有深究。
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在海水中自由遨游的两只大西洋花斑原海豚
在海水中自由遨游的两只大西洋花斑原海豚

  那么,如果有一天我们真的遇见了外星人,我们该如何和他们交谈?在美国佛罗里达州,研究人员正在进行一项名为“野生海豚项目”的计划,其目的旨在尝试实现和海豚交流。
 

  行为生物学家丹尼斯·赫岑(Denise Herzing)从大约20年前便开始在巴哈马群岛研究野生自然条件下的海豚。在这么多年的研究过程中,她注意到有些海豚会主动靠近人类,这看上去似乎是一种好奇心。
 

  “我们认为这很有趣,让我们看看能不能更进一步呢?” 赫岑说。“有许多研究和海豚交流的项目,尤其是在饲养情况下,用鱼作为奖励。但我们很少让海豚来主动和我们沟通。”
 

  海豚拥有体积较大,结构复杂的大脑,其与高级思维相关的部位尤其发达。它们拥有复杂的社交结构,组成联盟,分担责任并且显示出不同的个性。如果你在它们的水池里放进一面镜子,它们能认出自己,这说明它们具备了自我意识。
 

  经过训练后的海豚具有惊人的语言学习能力。在夏威夷的海豚学院,路易斯·赫曼(Louis Herman)和他的小组运用姿势和符号让海豚掌握了数百个单词。他们发现海豚能区分陈述和疑问,并能理解诸如“没有”,“缺席”等概念,它们甚至能理 解,单词位置的改变会导致整个句子意思出现变化。总之,它们似乎理解语法的概念。
 

  有研究甚至显示海豚之间似乎拥有它们自己的语言。所有这些都和我们想象中的外星人非常相像。那么何不借此机会进行交流的练习呢?然而对于海豚的训练而言,我们所做的,却只是一味的试图让它们理解掌握我们所使用的语言,而不是寻找我们和海豚两个物种之间的中间点。
 

  而赫岑建立了一个开放式的交流框架,采用声音、符号和道具来和海豚互动。训练的目的是试图建立起一种能被人类和海豚共享的初级语言,以便让海豚和人类实现基本的相互交流,如向对方索要一个球或一条围巾等。
 

  在试验中,潜水员潜入水中,并用一个水下大键盘发出声音。其他在岸上的工作人员则会根据不同的按键音将不同的道具投入水中。除此之外,为了跟好 地让海豚理解,这些按键音都采用了海豚能模仿的“口哨声”。如果海豚想要索要一个玩具,它只要按下某个按键,或者吹出相应的口哨声就可以。
 

  赫岑的实验是独一无二的。在她之前从未有人尝试过和野生海豚建立双向的沟通关系。
 

  “这是一种很好的方法,整个过程中她都没有将自己强加给海豚们,”罗莉·马里诺(Lori Marino)说。她是埃默里大学的生物学家,她和亨特学院的心理学家戴安娜·瑞斯(Diana Reiss)一起开创了海豚自我认知研究的领域。“她在长期的工作中开创了一种与海豚的独特关系,这些海豚完全是自由的。我想这将是未来海豚研究的方 向。”
 

  对于每一个步骤,研究人员都会和海豚一起练习大约半小时,整个课程一共约40小时。一直进行约3年的时间。她们已经将她们研究的情况写成论文,发表在了12月份的《宇航学报》(Acta Astronautica)。
 

  赫岑团队发现有6条海豚,都是年轻的雌性,对这一游戏非常感兴趣。每次游戏一开始她们就会游过来参加。而相比之下,年轻的雄性海豚则显得对社交不那么感兴趣,对人类的好奇心也没有那么强烈。对此,赫岑开玩笑的说:“这是在她们做妈妈之前难得的可以尽情玩耍的时间。”
 

  不过,让赫岑大吃一惊的是,来参加她的游戏的母海豚竟然还带来了几头宽吻海豚一起参加,要知道这是另一个海豚品种,这显示了她们天生的好奇心。在自然界,海豚们会和其他种类的同伴进行交往,一起协调捕鱼,甚至一起照顾幼儿。
 

  赫岑认为实验最成功的一部分就在于,每当实验即将开始之前,你就会看到工作人员和海豚一起慢慢在一起游动着,相互之间模仿对方,并做着眼神交 流,这一切显得非常和睦。这是海豚表达对人类好感的一种方式。当对某人感兴趣时,人类有时候也会有意无意和他人有眼神交流,甚至模仿对方的一举一动。这或 许是一种普遍存在的,甚至全宇宙通行的表达好感的方式。
 

  在我们梦想着有一天能和外星智能生物交流之前,我们应当首先尝试和地球上最聪明的生物进行交流。在最近的一次会议中,来自“寻找地外智慧生命”(SETI)机构的天文学家劳伦斯·多伊(Laurance Doyle)被这一研究的想法深深打动。
 

  “从演讲者的表达方式来看,我甚至觉得他想要宣布自己刚发现了一个地外文明的信号,” 多伊说。“我们等待这一时刻已有多年,但我认为我们还没准备好!你看,我们连和地球上的另外一种智慧文明都还无法交流。”(晨风)

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在海水中自由遨游的两只大西洋花斑原海豚
在海水中自由遨游的两只大西洋花斑原海豚

  那么,如果有一天我们真的遇见了外星人,我们该如何和他们交谈?在美国佛罗里达州,研究人员正在进行一项名为“野生海豚项目”的计划,其目的旨在尝试实现和海豚交流。
 

  行为生物学家丹尼斯·赫岑(Denise Herzing)从大约20年前便开始在巴哈马群岛研究野生自然条件下的海豚。在这么多年的研究过程中,她注意到有些海豚会主动靠近人类,这看上去似乎是一种好奇心。
 

  “我们认为这很有趣,让我们看看能不能更进一步呢?” 赫岑说。“有许多研究和海豚交流的项目,尤其是在饲养情况下,用鱼作为奖励。但我们很少让海豚来主动和我们沟通。”
 

  海豚拥有体积较大,结构复杂的大脑,其与高级思维相关的部位尤其发达。它们拥有复杂的社交结构,组成联盟,分担责任并且显示出不同的个性。如果你在它们的水池里放进一面镜子,它们能认出自己,这说明它们具备了自我意识。
 

  经过训练后的海豚具有惊人的语言学习能力。在夏威夷的海豚学院,路易斯·赫曼(Louis Herman)和他的小组运用姿势和符号让海豚掌握了数百个单词。他们发现海豚能区分陈述和疑问,并能理解诸如“没有”,“缺席”等概念,它们甚至能理 解,单词位置的改变会导致整个句子意思出现变化。总之,它们似乎理解语法的概念。
 

  有研究甚至显示海豚之间似乎拥有它们自己的语言。所有这些都和我们想象中的外星人非常相像。那么何不借此机会进行交流的练习呢?然而对于海豚的训练而言,我们所做的,却只是一味的试图让它们理解掌握我们所使用的语言,而不是寻找我们和海豚两个物种之间的中间点。
 

  而赫岑建立了一个开放式的交流框架,采用声音、符号和道具来和海豚互动。训练的目的是试图建立起一种能被人类和海豚共享的初级语言,以便让海豚和人类实现基本的相互交流,如向对方索要一个球或一条围巾等。
 

  在试验中,潜水员潜入水中,并用一个水下大键盘发出声音。其他在岸上的工作人员则会根据不同的按键音将不同的道具投入水中。除此之外,为了跟好 地让海豚理解,这些按键音都采用了海豚能模仿的“口哨声”。如果海豚想要索要一个玩具,它只要按下某个按键,或者吹出相应的口哨声就可以。
 

  赫岑的实验是独一无二的。在她之前从未有人尝试过和野生海豚建立双向的沟通关系。
 

  “这是一种很好的方法,整个过程中她都没有将自己强加给海豚们,”罗莉·马里诺(Lori Marino)说。她是埃默里大学的生物学家,她和亨特学院的心理学家戴安娜·瑞斯(Diana Reiss)一起开创了海豚自我认知研究的领域。“她在长期的工作中开创了一种与海豚的独特关系,这些海豚完全是自由的。我想这将是未来海豚研究的方 向。”
 

  对于每一个步骤,研究人员都会和海豚一起练习大约半小时,整个课程一共约40小时。一直进行约3年的时间。她们已经将她们研究的情况写成论文,发表在了12月份的《宇航学报》(Acta Astronautica)。
 

  赫岑团队发现有6条海豚,都是年轻的雌性,对这一游戏非常感兴趣。每次游戏一开始她们就会游过来参加。而相比之下,年轻的雄性海豚则显得对社交不那么感兴趣,对人类的好奇心也没有那么强烈。对此,赫岑开玩笑的说:“这是在她们做妈妈之前难得的可以尽情玩耍的时间。”
 

  不过,让赫岑大吃一惊的是,来参加她的游戏的母海豚竟然还带来了几头宽吻海豚一起参加,要知道这是另一个海豚品种,这显示了她们天生的好奇心。在自然界,海豚们会和其他种类的同伴进行交往,一起协调捕鱼,甚至一起照顾幼儿。
 

  赫岑认为实验最成功的一部分就在于,每当实验即将开始之前,你就会看到工作人员和海豚一起慢慢在一起游动着,相互之间模仿对方,并做着眼神交 流,这一切显得非常和睦。这是海豚表达对人类好感的一种方式。当对某人感兴趣时,人类有时候也会有意无意和他人有眼神交流,甚至模仿对方的一举一动。这或 许是一种普遍存在的,甚至全宇宙通行的表达好感的方式。
 

  在我们梦想着有一天能和外星智能生物交流之前,我们应当首先尝试和地球上最聪明的生物进行交流。在最近的一次会议中,来自“寻找地外智慧生命”(SETI)机构的天文学家劳伦斯·多伊(Laurance Doyle)被这一研究的想法深深打动。
 

  “从演讲者的表达方式来看,我甚至觉得他想要宣布自己刚发现了一个地外文明的信号,” 多伊说。“我们等待这一时刻已有多年,但我认为我们还没准备好!你看,我们连和地球上的另外一种智慧文明都还无法交流。”(晨风)

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周四, 17 2月 2011 18:54

以蔗糖为原料可制造石墨烯

    据美国物理学家组织网2月14日报道,美国科学家使用普通的蔗糖制造出了纯净的石墨烯,用这种石墨烯可以研制出更轻、更快、更廉价、更紧实柔韧的计算机电子设备,可广泛运用于军用飞机和医疗领域。
 

  美国莱斯大学化学教授詹姆斯·图尔领导的科研小组首先将少量的蔗糖放置在一薄层铜箔上,然后在加热和低压下让这些蔗糖接触流动的氢气和氩气。10分钟后,这些蔗糖缩减成纯净的单层石墨烯,调整气体的流动可控制石墨烯薄膜的厚度。
 

  该研究团队的这种一步式低温处理方法不仅相对简单而且可控,不需要使用更难处理的化学气相沉积法以及其他需要高温的方法,使制造石墨烯变得更加容易。 图尔解释道,在传统化学气相沉积法中,科学家需要持续使用气体(甲烷或乙烷)来调整石墨烯的生长环境和掺杂物质以让石墨烯的质量达到最优,但新方法使用了 不同的碳原料,因此,可以更好地控制石墨烯中掺杂的物质和石墨烯的厚度。
 

  美国空军科学研究处(AFOSR)的项目主管查尔斯·李表示,图尔正在探索的新化学方法,可以生产出高质量的碳基纳米结构,如碳纳米管和具有特定属性 的石墨烯等。而掺杂了其他物质的石墨烯对空军和其他商业电子产品都非常有用。纯净的石墨烯缺乏能带隙,这使它难于用作数字器件。但掺杂了其他物质的石墨烯 可以操控电子设备和光学设备的性能,这对于制造开关设备和逻辑设备来说非常重要。
 

  新石墨烯材料在其他商业和医疗领域运用也极富潜力。科学家可以用其研制透明的触摸屏设备、创伤性脑损伤手术中使用的特殊生物相容型薄膜、个人电脑中更快捷的晶体管或太阳能捕获设备中的纤薄材料等。(刘霞) 

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据华中农业大学网站报道,我国著名作物遗传育种学家和农业教育家,华中农业大学教授刘后利因病医治无效,不幸于二零一一年二月十五日十六时四十五分在武昌逝世,享年九十六岁。
刘后利,湖北蔡甸人,我国著名的作物遗传育种学家和农业教育家,中国油菜遗传育种学奠基人。他创建了中国油菜分类系统,在中国首次提出油菜生产以甘蓝型为主的思想,主持和参与育成了10多个甘蓝型油菜新品种,在全国率先倡导开展油菜品质育种,创造性地开展了黄籽甘蓝型油菜遗传育种研究,育成了世界上第一个甘蓝型黄籽品种,为提高我国油菜生产水平做出了重要贡献。 
  
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■保守的前提是拥有。不曾拥有,保守于何?
“保守”一词,声誉不佳,人们往往归之于贬义词之列。《现代汉语词典》释曰:“维持原状,不求进取;跟不上形势的发展(多指思想)。”《汉语大词典》:“谓维持旧状态,不求改变或改进。”如果从字义学的角度分析“保守”一词,或可获得些许新识;若再以这些“新识”为视点,则有希望看到一些新的景观。
《国语·周语下》说:“膺保明德,以佐王室。”三国时代东吴史家韦昭(204~273年)注:“保,持也。”《说文解字·手部》:“持,握也。”东汉学者高诱释:“持,犹守。”明代学者梅膺祚《字书》云:“守,执守。”《说文》:“守,守官也。从宀,从寸。寺府之事者;从寸,寸,法度也。”清代文字训诂学家段玉裁(1735~1815年)《说文解字注》改为:“从宀,寺府之事也;从寸,法度也。”今人徐中舒(1898~1991年)主编的《甲骨文字典》对“保”的解释是:“从人从子,象人负子之形。”归并今人徐中舒对“保”的阐释,以及东汉许慎和清代段玉裁对“守”的解释,我们不难看出“保守”一词的含意实为:拥有且以“法度”事之。倘此释正确,则“保守”乃非贬义之词矣。
基于“保守”的上述诠释易知,保守的前提是拥有。不曾拥有,保守于何?必是先拥有,后保守。在日常生活中,年长者显得较为保守,因为他们较年轻人有更多的拥有。有位哲人曾经说过,如果一个80岁的人能够倒过来再活一次的话,则几乎人人可以成为伟人。因为他们没有成功的经验也有失败的教训。教训实为经验之一种。经验多了,自然拥有的也就多了;拥有的多了,自然也就显得保守了。昭昭此理,尽人皆知。
以保守新义观之,学术必是保守的。林林总总的学术流派,都是保守的结果与表征。置身于不同学术圈中的学者,总在以本流派的视角看世界,论问题。于是乎,面对同一块石头的下落现象,亚里士多德看到的是“石块趋于它的自然位置”,伽利略看到的是“石块与天体一样作圆周运动”,牛顿看到的是“石块在引力作用下直线下落”,爱因斯坦看到的是“石块在引力场中沿黎曼几何空间走最短路径”。于是乎,对于同样的事物,古今中外的哲学家有不同的说法,给予了不同的名称,编织了一张张各具特色的概念之网,并力求将看到或想到的事物一网打尽。显见,越是学术大家,必然越显保守——表明他们较常人拥有的更多,且会越发明显地以自己特有的“法度”格事物,观世界,析事理。
与保守近义的词语有墨守成规、因循守旧、萧规曹随、照章办事、蹈常袭故等。在科学研究中,继承的过程是“拥有”的过程——保也;运用基本原理分析和解决问题的过程是“以法度事之”的过程——守也。诸学科中形形色色的定理、定律、原理等,都是析情理事的“法度”,都应该保而守之。“民间科学家”的研究成果,之所以每每不为科班出身的学者们所看重,原因之一就是因为“民间科学家”对相关的定理、定律和原理等的保守不足。在科学常规时期,萧规曹随,照章办事,是必须的。学生的学习过程,在一定的意义上讲,就是“蹈常袭故”。
保守度与经历、经验相关联。经历短,经验少,保守度则低;反之,保守度则高。有研究者通过比较后得出,业已实现现代化的英国、以色列、德国、美国、日本、韩国、法国等国家的人,都较正在现代化征途上奋力前行的中国人,在整体上显得保守些。这与日常生活中,就整体上而言,过来人总较“正在进行时”中的年轻人显得保守些是同样的道理。
保守是创新之基。因为保守意味着继承、拥有,而继承和拥有后才会有创新。不谈继承,未曾保守,但说创新,实无异于隔靴搔痒,骑车登月。比如,在教改的声浪中,有几人谈到了该“保守”的内容或已有做法呢?!没有保守就没有稳定。生物学中的遗传就是一种保守,而变异则是遗传基础之上的变异。即使地质学史上的寒武纪生物大爆发也绝非平地一声雷事件。
《增广贤文》有言:“人各有心,心各有见。”有且度以法,保守新义华。波粒争辩际,创见披彩霞。
(作者为山西师范大学城环学院教授)
《科学时报》 (2011-2-18 A3 周末评论)
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作者在以前的论文中,已经对CERN创建初期核心成员进行了群体志分析,借以了解这一群体的特征、理念、结构以及CERN在当时的运行方式,并据此解析超国家科学技术系统的复杂性质,认为CERN容纳了不同的科学研究传统且极大地促进了它们彼此之间的互动,它的产生、存续和发展,为欧盟乃至世界科学在未来的制度化揭示了方向、提供了范例 [高洁、袁江洋2009]。本文则主要关注CERN运行之初二十年(1954-1974年)科研运作模式的转变——CERN的管理层为了制衡各国国家科研活动与欧洲层面科研活动、解决CERN内外科学家融合进行的机构改革。作者希望通过科学计量学方法研究CERN的论文合著情况,进而通过个案分析,描述机构改革中形成的大型科学联合体的组织特点,判断CERN科研运作模式的转变是否发挥了实质作用,是否实现了欧洲各国科学联合的宗旨。
一 实验室运作初始:两种层面的科学之间的博弈
自第一个大型仪器——600MeV同步回旋加速器(后简称SC)建成后,CERN的实验步入正轨。SC并不是当时同类型仪器中最先进的设备,所以利用这台加速器的CERN内部科学家较多,来自欧洲其他科研机构及大学科学家组成的实验小组(Truck Teams)[①]较少,各个小组不存在如何分配实验时间的冲突。但随着28Gev质子同步加速器(后简称PS)建成,各国科学家趋之若鹜,这对CERN以前的实验安排提出了巨大挑战。根据CERN以往的规定,允许各国科学家自己携带相关设备在规定时间内做实验。现在如果要在新的PS上做实验,必须安装泡室(Bubble Chamber)。这种泡室体积庞大,安装和日常维护都需要很大的人力和财力。CERN在PS建成后还没有足够的时间制作泡室,于是英国和法国科学家决定先利用本国的科研经费建成泡室并运往CERN所在地安装使用,而在两国泡室如何安装、运输和使用的问题上,CERN各参与国产生了很大分歧。
1. 英国泡室的安装和使用
1957年4月,英国科学与工业研究委员会(DSIR)第一次商讨在CERN做实验要用的大型泡室,并于1958年12月拿出了可行性方案。1959年1月,CERN根据英国提交的可行性方案,表达了CERN对于泡室使用的基本原则:鉴于泡室占地面积大、日常维护复杂且耗资多的特点,它不能仅作为一国的实验设备,而应是各参与国共享的仪器。CERN管理层的构想是:泡室的日常运转由英国工程师来负责,实验计划则由CERN来决定,实验小组中也应该包含CERN成员和其他国家的科学家。经过反复协商,戴金(S. A. ff. Dakin)[②]起草了下列协议 [Hermann et al. 1987, p. 438]:
1.应由专门的工程师和科学家负责泡室日常维护以及与泡室相关的研究工作;
2.凡经泡室的粒子束实验计划都必须以CERN和成员国科学家联合小组的名义提交,其中应该包含英国科学家;
3.原则上,英国科学家享有一项特殊待遇:在分配该泡室中所拍摄的照片时,他们获得其总数的25%。
但是,英国并不觉得这些协议使本国科学家享受到了优待。英方认为,协议中所提到的特殊待遇没有任何诱惑力,英国对CERN的投资比例是25%,得到的照片总数也是25%。因此,CERN应该承担把该设备运往日内瓦的费用。经过长达数月的磋商,英国科学家尽快利用PS的渴望占据了上风,英国政府最终出资把该设备运往日内瓦。
2. 法国泡室的安装和使用
1959年3月,CERN与法国关于泡室的谈判也提上了议事日程。法国有两个泡室,一个是(Louis Leprince-Ringuet)带领巴黎综合理工学院(Ecole Polytechnique)物理学实验室制作的丙烷泡室(propane chamber),兰盖打算先把丙烷泡室连在国内的同步质子加速器(3GeV proton synchrotron)上,待日内瓦的加速器建成后再将该泡室运往CERN。另一个是在萨克雷(Saclay)制作的氢气泡室(hydrogen chamber),将于1960年完工。
与CERN实验室主任贝克(Cornelis Jan Bakker)商讨法国的泡室使用问题时,兰盖以为会遵循惯例:本国科学家负责实验设备的携带、安装和维护,并自行决定实验内容与方法,只需要与CERN确认实验时间即可。但CERN却重申了他们与英国科学家协商使用泡室的基本原则:泡室应让所有CERN参与国科学家共同使用,即使法国出资修建了泡室也不能独享。事实上,当时CERN本身也打算建造一个丙烷泡室,并与法国建造丙烷泡室的专家们有非常密切的合作。此时,CERN和法国丙烷泡室的建造者共同商讨了一个可行性方案:无论哪个丙烷泡室先建好,在泡室里进行的第一批实验都由法国和CERN共同组成的丙烷泡室实验小组来完成。这个方案得到了法国和CERN管理层的一致同意。
当这个可行性方案提交给科学政策委员会(Scientific Policy Committee)审议时,却遭遇到强大阻力。科学政策委员会成员中代表意大利、德国科学家的阿玛尔迪(Edoardo Amaldi)、贝尔纳蒂尼(GilbertoBernardini)和海森堡(Werner Heisenberg)强烈反对,他们认为:首先,它完全忽略了CERN的基本原则——所有的大型设备都由各国科学家共享;其次,这一方案无视CERN在选择科学研究计划的基本要求——是否具有科学研究的价值是能够进行实验的唯一标准。经过几番激烈讨论,CERN最终与法国相互妥协[Hermann et al. 1987, p. 441]:
1.泡室的实验计划必须经过实验室主任、法国科学家和其他对泡室实验感兴趣的科学家共同批准。在泡室进行的第一批实验应由法国科学家领导,并由法国科学家负责泡室的运行工作;
2.以后各成员国科学家共同参与到在泡室运行的实验计划中,其中应该包括法国、CERN和其他国家的成员。
与英国不同的是,法国享有可以在泡室进行第一批实验的特权。虽然在后来的讨论中,其他国家的代表都认为既然给予法国一定的优待,英国的泡室使用应该同法国一样,但此事后来不了了之,英国科学家也没有深究。
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一对互扰星系Arp 147产生巨大的黑洞光坏,如同宝石项链一样光芒四射
 

  照片的右侧是Arp147星系的一个螺旋星云的残余物,它与左侧的椭圆星云相碰撞。这一碰撞产生了一个不断扩展的恒星形成波,形成了一个包含着大量新生恒星的蓝色光环。照片左侧的红色星系的内核中也探测出了X射线源,可能来源于一个超大质量的黑洞。
 

  据专家分析,这些恒星迅速完成它们数百万年的演化,爆炸成为超新星,并留下中子星和黑洞。一部分中子星和黑洞带有伴星,它们从伴星中吸入物质, 形成明亮的X射线源。而分散在Arp 147星系光环附近的9个X射线源非常明亮,被断定是黑洞,它们的体积大约相当于10到20个太阳大小。
 

  NASA的斯皮策太空望远镜(Spitzer Space Telescope)的红外线观测和星系演进探测器(Galaxy Evolution Explorer)的紫外线观测使科学家能够估测这一光环中的恒星形成速度。这些估测与双星进化模型结合,令科学家们得出了结论。研究结论显示,最密集的 恒星形成大约在1500万年前终止。
 

  麻省理工学院的拉帕波特(Saul Rappaport),莱文(Alan Levine)等四名专家联名发表了这一结论,文章刊登在了最新的《天体物理学报》(Astrophysical Journal)上。

  (蜘蛛侠)

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科学家发现基因合作影响大脑的发育(图)

苍蝇复眼的感光神经细胞(绿色)延伸它们的轴突到大脑视觉神经中枢。科学家已经发现由于两种基因的交互作用,这些轴突能够在大脑中识别出他们的目标区域。

 

    人类大脑中约有1000亿个神经细胞。大脑要发育成一个功能完整的有机体,这些神经细胞中的每一个都必须和其它一些特定的细胞连接起来。然而,这些神经细胞怎么知道它们应该生长到什么位置以及和那些细胞连接?德国马丁斯雷德的马普神经生物学研究院的科学家们已经发现,在果蝇大脑中处于发育中的神经细胞之所以能知道它们什么时候生长到了它们的目标区域,是因为其中两种基因的交互作用。在脊椎动物大脑发展过程中可能也存在着类似的机制,而且这一机制对于更好地理解大脑特定区域发育障碍有很大帮助。


    神经系统的复杂程度难以想象。数百万乃至数十亿的神经细胞在生物生长过程中形成,这些细胞中的每一个都与它们毗邻的细胞建立连接,并且生长出长长的连接线(轴突)到达大脑的不同区域。一旦这些轴突到了它的目标区域,它们就与周围的神经细胞建立连接。通过这样的方式,就在大脑中建立起了神经信息处理链,而这些处理链可以让大脑完成各种感觉信息的处理,例如,可以让我们看到茶杯、识别它、伸手去握住它等等。如果连接眼睛和手臂的神经细胞失去了连接,那么想把咖啡放入杯子了就只能是幻想了。

    神经细胞与合作细胞的连接是非常基础的连接,基于这一实事,德国马丁斯雷德的马普神经生物学研究院的科学家们和来自京都的同僚们调查这些轴突怎样知道它们应该生长到哪里为止,并且开始与周围的细胞建立连接。神经生物学家分析发现,在果蝇视觉系统成长中,这一功能由两种基因交互作用来完成。

    科学家在科学杂志《自然——神经科学》上公布了他们的研究成果:只有在两种基因共同作用下,果蝇的视觉神经才能够正确、恰当地生长。这两种基因控制着两种蛋白质的产生。这两种蛋白质是在轴突的尖端发现的,科学家认为它们从周围组织中收集所处环境的信息。它们的作用是使神经细胞能够在大脑中找到自己生长方向,识别自己的目标区域。研究显示,如果仅有一种基因活动或两种基因活动性失调,就会出现混乱的结果:轴突会在这一方向上的某处停止生长,最终无法到达自己的目标区域。

    研究首席著作者铃木隆史(Takashi Suzuki)解释说:“我们推断在其它生物体中也存在着类似的生理机制——包括人类。”这一研究为最终治愈由于误导神经细胞生长而引起的发育障碍提供重要的理论基础。这一理论对于引导新生的神经细胞恢复连接也将会有很大帮助。(锋格/编译)

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