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超級(jí)有趣的科學(xué)實(shí)驗(yàn)范文第1篇

美國(guó)航天員唐·佩蒂特在太空拍攝的視頻便是其中一部分。這個(gè)研究人員出身的航天員，無(wú)論到哪里都忘不了他的鉆研精神，在太空也不例外。他是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)豐富的、參加過(guò)3次太空飛行的航天員：第一次是在2002年，作為國(guó)際空間站第6宇航組的飛行工程師，太空停留了176多天中，在此期間他進(jìn)行過(guò)13多小時(shí)的艙外活動(dòng)，參與國(guó)際空間站的組裝工作，同時(shí)還完成了很多美國(guó)和俄羅斯的科學(xué)實(shí)驗(yàn)。第二次是參加了2008年的航天飛機(jī)任務(wù)，主要的任務(wù)是為國(guó)際空間站提供了新的浴室、廚房、兩間臥室、運(yùn)動(dòng)器械和水循環(huán)系統(tǒng)?，F(xiàn)在，他是國(guó)際空間站第30宇航組的成員，也是3名航天員中年齡最大、飛行經(jīng)驗(yàn)最豐富的。在三次太空任務(wù)中，佩蒂特不僅是個(gè)稱(chēng)職的航天員，圓滿(mǎn)地完成了自己應(yīng)該完成的任務(wù)，而且出于對(duì)學(xué)生航天教育的關(guān)心和他自身具有的創(chuàng)新精神，盡量利用在太空的寶貴時(shí)間，獨(dú)出心裁地進(jìn)行了多次太空小實(shí)驗(yàn)和小創(chuàng)造。佩蒂特利用空間站中近手可得的材料，為學(xué)生們示范物理現(xiàn)象中重力所起的作用。他將整個(gè)實(shí)驗(yàn)拍攝成視頻，在視頻的末尾向觀看者提出問(wèn)題，并將拍攝的視頻上傳到網(wǎng)站。

太空版“憤怒的小鳥(niǎo)”

“憤怒的小鳥(niǎo)”是一款孩子們很喜愛(ài)的游戲，這款游戲的故事相當(dāng)有趣，說(shuō)的是綠豬搶走了小鳥(niǎo)的蛋，為了報(bào)復(fù)偷走鳥(niǎo)蛋的肥豬們，鳥(niǎo)兒以自己的身體為武器，像炮彈一樣地去攻擊肥豬們的堡壘。在游戲中，用鼠標(biāo)將那只在彈弓上的小鳥(niǎo)向后拖拉，并調(diào)整發(fā)射角度，松開(kāi)鼠標(biāo)，那只小鳥(niǎo)就會(huì)彈射出去，要讓小鳥(niǎo)把豬打死，還得把障礙物打破。用小鳥(niǎo)打豬的時(shí)候，必須要用力打，要不然小鳥(niǎo)就會(huì)墜地而亡。這款游戲風(fēng)靡世界，據(jù)最新報(bào)道，《憤怒的小鳥(niǎo)》開(kāi)發(fā)商Rovio的估值已高達(dá)90億美元。這只飛翔在人們手機(jī)、平板、電腦、電視等幾乎所有屏幕上的“憤怒的小鳥(niǎo)”，正逐漸把Rovio打造成一個(gè)“小鳥(niǎo)帝國(guó)”?，F(xiàn)在開(kāi)發(fā)商又將推出了一款新的“憤怒的小鳥(niǎo)一太空版”，據(jù)說(shuō)這將是對(duì)該款游戲進(jìn)行的最大一次升級(jí)。這款全新的游戲，有著全新的玩法，但是也會(huì)將小鳥(niǎo)迷們已經(jīng)熟悉和喜愛(ài)的某些元素保留下來(lái)，另外再添加一些令人驚喜的元素。在此游戲中，一個(gè)巨爪綁架了小鳥(niǎo)的蛋。憤怒的小鳥(niǎo)追趕這個(gè)巨爪到一個(gè)蟲(chóng)洞，發(fā)現(xiàn)自己漂浮在一個(gè)陌生的新星系中，且被太空豬包圍了！“憤怒的小鳥(niǎo)”用自己的超級(jí)力量與太空豬在太空進(jìn)行一場(chǎng)你死我活的大戰(zhàn)。

與以往的游戲不同，在“憤怒小鳥(niǎo)一太空版”中有一個(gè)DVD，視頻中是一場(chǎng)真正的“憤怒小鳥(niǎo)”與綠豬的太空大戰(zhàn)。這讓學(xué)生們玩游戲的時(shí)候，接受航天知識(shí)教育。視頻中的主角就是遠(yuǎn)在國(guó)際空間站的第30宇航組的飛行工程師佩蒂特，他在太空“玩”這個(gè)游戲不是為了娛樂(lè)，而是要做一個(gè)物理演示，看看在重力消失的環(huán)境下，彈射出去的憤怒小鳥(niǎo)將會(huì)按照什么軌跡運(yùn)動(dòng)，與地面時(shí)有何不同？

為了進(jìn)行這個(gè)實(shí)驗(yàn)，佩蒂特借來(lái)了一個(gè)紅色的小鳥(niǎo)，這個(gè)小鳥(niǎo)是他的同伴去年帶到國(guó)際空間站的，雞蛋也是現(xiàn)成的，沒(méi)有小豬如何辦？佩蒂特靈機(jī)一動(dòng)，用綠色氣球囊吹出一個(gè)大氣球，用筆在上面畫(huà)來(lái)了豬鼻子、眼睛和嘴巴，就成為一個(gè)惟妙惟肖的豬了。佩蒂特首先將這三樣?xùn)|西從手中放開(kāi)，演示在微重力環(huán)境下漂浮的情況。然后，他將兩根彈力帶綁在艙門(mén)上，用它將憤怒的小鳥(niǎo)彈射出去。當(dāng)然，太空中的小鳥(niǎo)，不會(huì)像在地球上哪樣按照牛頓定律來(lái)運(yùn)動(dòng)了，也不會(huì)像在地面那樣墜落到地面，它們像氣球一樣在艙內(nèi)到處漂浮著。佩蒂特的整個(gè)演示被拍成視頻，并加上他的解說(shuō)，被制成DVD，作為“憤怒小鳥(niǎo)一太空版”的附件之一，可以為學(xué)生們證明空間站到處都是微重力環(huán)境。在進(jìn)行“憤怒小鳥(niǎo)-太空版”的游戲時(shí)，小鳥(niǎo)運(yùn)動(dòng)的軌跡不僅要考慮到微重力的影響，還要考慮到星球之間力的作用。通過(guò)這個(gè)，可以演示宇宙中力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的重要性。通過(guò)這個(gè)游戲和視頻，可以增加學(xué)生們對(duì)宇宙探索的興趣，激發(fā)學(xué)生們今后選擇科學(xué)、技術(shù)職業(yè)的取向。因此，美航宇局對(duì)此很感興趣，特意安排了佩蒂特在太空進(jìn)行這項(xiàng)小演示工作。

大泡泡套小泡泡

吹泡泡，這是孩子們常玩的一種游戲，沒(méi)有什么令人奇怪的。但是，佩蒂特最近在國(guó)際空間站上也“玩”起這個(gè)游戲，當(dāng)然他的目的不是娛樂(lè)，而是進(jìn)行一項(xiàng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)。太空中吹泡泡不像地面上泡泡很快就會(huì)破裂，而是產(chǎn)生了地面無(wú)法模擬的奇異效果。

在國(guó)際空間站上進(jìn)行這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)時(shí)，佩蒂特首先吹起了一個(gè)大水泡，這個(gè)水泡有一個(gè)很厚的邊緣，佩蒂特將其描述成“一個(gè)厚厚的水球殼”。佩蒂特小心翼翼地用針頭在大泡泡的邊緣將水注入，奇怪的現(xiàn)象發(fā)生了，里面的水像離心機(jī)一樣旋轉(zhuǎn)起來(lái)，微小的泡泡向中央集中。然后，佩蒂特用一個(gè)針筒將一個(gè)泡泡注入到這個(gè)大泡泡內(nèi)部，結(jié)果，第一個(gè)泡泡和第二個(gè)泡泡之間的邊緣很厚，并且能夠存在很長(zhǎng)時(shí)間而不破裂。佩蒂特在上傳到網(wǎng)站的視頻中說(shuō)：“現(xiàn)在，讓我來(lái)給你們展示一些讓人興奮的事情。”說(shuō)完，佩蒂特將第三個(gè)泡泡注入中央，這個(gè)泡泡會(huì)在沿著邊緣旋轉(zhuǎn)。他興奮地說(shuō)：“這個(gè)小泡泡沿著邊緣旋轉(zhuǎn)，中央出現(xiàn)很多微小的氣泡。如果我也是一個(gè)泡泡，我一定會(huì)像它一樣?！迸宓偬亟柚す庥^察這個(gè)小泡泡的移動(dòng)以及不同泡泡層的光線(xiàn)反射，他看到水殼內(nèi)的很多微小泡泡發(fā)生彈跳，并反射光線(xiàn)。他說(shuō)：“現(xiàn)在，我要對(duì)觀察到的現(xiàn)象進(jìn)行研究。”

有魔力的編織針

現(xiàn)在值守在國(guó)際空間站的航天員唐‘佩蒂特在太空給地球上的學(xué)生演示了一個(gè)十分有趣的實(shí)驗(yàn)——水滴繞毛衣針在太空飛舞，以驗(yàn)證帶靜電的毛衣針在太空如何影響水滴運(yùn)動(dòng)。

他拿來(lái)了一根小的特氟龍材料做成的編織針，用一張紙?jiān)谏厦鎭?lái)回摩擦了幾下，使它產(chǎn)生靜電。然后取出一根裝有水的注射針，在靠近編織針的附近推出一個(gè)小氣泡。奇跡發(fā)生了！編織針好像有魔法一樣，讓氣泡在它周?chē)鷣?lái)回飛舞，不讓它遠(yuǎn)去，直到氣泡“筋疲力盡”地附著在編織針上。佩蒂特又用針推出了一竄小氣泡，這些小氣泡圍繞著編織針不停地飛舞，煞是好看！最后的下場(chǎng)也與第一個(gè)氣泡一樣，被吸附到編制針上。如果你在地面上進(jìn)行同樣的實(shí)驗(yàn)是看不到這種現(xiàn)象的，地球重力的作用將會(huì)超過(guò)編織針的靜電作用，會(huì)讓小氣泡按照作用在它上面的合力方向漂浮，最后在空中破裂或墜落在地面。微重力環(huán)境下將靜電魔力顯示出來(lái)了。

星期六早上的科學(xué)實(shí)驗(yàn)

作為國(guó)際空間站第6宇航組的飛行工程師佩蒂特總是盼望著星期六早晨的到來(lái)。因?yàn)橹挥羞@個(gè)時(shí)候，他才有空閑時(shí)間可以進(jìn)行自己設(shè)計(jì)的一些趣味性實(shí)驗(yàn)，他想看看在微重力狀態(tài)下液體的流動(dòng)和一些物體的運(yùn)動(dòng)特性發(fā)生了什么變化。他利用空間站上隨手可得的小物品，進(jìn)行了21項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，在此，就介紹其中最有名的水薄膜實(shí)驗(yàn)。

佩蒂特把細(xì)鐵絲彎成不同直徑的鐵環(huán)，直徑從3.5厘米到15厘米以上。他將鐵環(huán)插入大口杯中，然后又把它拿出來(lái)。當(dāng)鐵環(huán)上的水消退的時(shí)候，一個(gè)水薄膜緊緊地粘在環(huán)上。他從來(lái)沒(méi)有看見(jiàn)過(guò)這樣大的水薄膜，而且非常牢固。他拼命地?fù)u動(dòng)它，向它吹氣…‘甚至在它上面畫(huà)畫(huà)都沒(méi)有使它破碎。他十分驚訝：“它們看上去就像一塊塊橡皮，它們能夠承受所有的機(jī)械艟擊?！?/p>

這種現(xiàn)象在地球上是不可能出現(xiàn)的。無(wú)論你如何努力，都不可能在直徑為1厘米的環(huán)上形成薄膜環(huán)。即使形成了薄膜，它也是很脆弱的，一個(gè)輕微的碰撞或是人的呼吸動(dòng)作部會(huì)使它破裂。為什么太空薄膜如此堅(jiān)硬？了解地球上水薄膜和太空里水薄膜的區(qū)別，可以使我們對(duì)表面張力有進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。

表面張力是液體的一種特性，是由于液體表面上或表面附近的分子聚合力的不平衡而形成的，其結(jié)果是使液體平面趨于收縮，并具有類(lèi)似于展開(kāi)的彈性膜的特性。表面張力普遍地存在于自然界，但由于它所處的環(huán)境不同，就會(huì)顯示出不同的特性。

假設(shè)在地球上，你有一個(gè)水薄膜，讓它的面與地面平行。由于地心引力的作用，使得薄膜中間部分變得松弛了。鐵環(huán)邊緣的水向下流，在薄膜中央形成了一個(gè)小水池。這樣，薄膜松弛得更厲害了。水池變得越來(lái)越大，直到它的重量將薄膜撕成兩半。

如果在太空，薄膜不會(huì)變得松弛，也不會(huì)形成中央的水池。這樣表面的張力在與地球引力的抗衡中就占了優(yōu)勢(shì)，其結(jié)果是形成了一個(gè)堅(jiān)固、長(zhǎng)命的膜。佩蒂特說(shuō)：“我們做的一些水薄膜壽命超過(guò)12小時(shí)?！?/p>

在此基礎(chǔ)上，佩蒂特花了一些時(shí)間觀察不同直徑鐵環(huán)形成的薄膜和一些影響它的因素。他用2秒/周的頻率振動(dòng)鐵環(huán)，可以看到薄膜出現(xiàn)明顯地扭曲，就像你用一個(gè)聲波振動(dòng)器去振動(dòng)橡皮薄膜一樣。這種振動(dòng)使薄膜中央部分前后移動(dòng)的距離達(dá)2厘米。接著，佩蒂特將含有細(xì)小云母薄片的溶液滴到薄膜上，采用這種方法可以發(fā)現(xiàn)薄膜中隱藏的流動(dòng)和漩渦。然后佩蒂特用嘴吹薄膜。這時(shí)，令人著迷的形狀出現(xiàn)了，它看上去就像螺旋星云，這種美麗的圖案持續(xù)四小時(shí)以上。

下一個(gè)節(jié)目是在水薄膜上繪畫(huà)，佩蒂特將四滴食用色素（紅、藍(lán)、綠、董）滴到一個(gè)水薄膜上。然后推注射器，用小針頭上打出的氣流來(lái)推動(dòng)色滴移動(dòng)，這樣可以繪制出不同的圖畫(huà)。其中一幅畫(huà)看上去就像一只鷹，其它的看上去就像抽象畫(huà)。

雖然佩蒂特在太空中進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)看起來(lái)很簡(jiǎn)單，但里面有深?yuàn)W的物理學(xué)基本原理，這使我們更進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到在太空中進(jìn)行基礎(chǔ)物理學(xué)原理的研究是十分必要的。在地球上，由于重力的作用和物體的三維運(yùn)動(dòng)，使一些物理現(xiàn)象變得復(fù)雜了。失重情況下的二維薄膜的是一種很好的研究工具。它可以為地球上很多的工業(yè)提供有價(jià)值的數(shù)據(jù)。

令佩蒂特沒(méi)有想到的是他這些出于好玩和受自己好奇心的驅(qū)使的實(shí)驗(yàn)不僅在物理學(xué)的研究中有非常大的價(jià)值，而且引起學(xué)生們濃厚的興趣。美國(guó)航宇局自然科學(xué)雜志發(fā)表了一系列以學(xué)生為對(duì)象的有關(guān)佩蒂特星期六早晨自然科學(xué)活動(dòng)的故事，高中和大學(xué)生們也進(jìn)行了以地面為基礎(chǔ)的類(lèi)似實(shí)驗(yàn)，他們將自己的研究結(jié)果和那些在太空中獲得的研究結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，對(duì)物理學(xué)中的一些定律有了更深的了解。全國(guó)的自然科學(xué)教師也利用美國(guó)航宇局拍攝的“星期六早晨科學(xué)”的視頻來(lái)進(jìn)行物理學(xué)教學(xué)。

太空杯

在太空零重力狀態(tài)下要飲用任何液體都不是一件容易的事，如果你像地面一樣，將飲料放在杯子中喝，飲料將會(huì)變成液滴，從杯子中“飛”出來(lái)，到處漂浮，其后果不堪設(shè)想。因此，航天員們通常用塑料吸管小口地吸食密閉在袋子中的飲料，這使習(xí)慣用杯子喝咖啡的佩蒂特感到不舒服。

喜歡搞小發(fā)明的佩蒂特，又開(kāi)始動(dòng)腦筋了。他從飛行數(shù)據(jù)文件任務(wù)書(shū)上撕下一片透明塑料片，將兩端合起來(lái)，用密封膠條將其密封，同時(shí)將底部一端也密封。這樣，就做成了一個(gè)有著水滴狀外形的杯子。然后，他將空間站中密封袋里的咖啡小心注入這個(gè)太空杯中。由于液體表面張力很大，液體內(nèi)部的表面張力可避免咖啡液體漂浮和橫向流，微重力下也不會(huì)讓杯子中的水向下滴。所以，盡管他將盛有咖啡的太空杯拋向空中，太空杯只在空中飄浮，杯中的咖啡仍然在那里“穩(wěn)坐釣魚(yú)臺(tái)”。由于杯子的一邊較另一邊狹窄，形成毛細(xì)作用，杯中的咖啡形成一個(gè)“L”形，杯口的咖啡被人吸飲后，下面的咖啡自動(dòng)地補(bǔ)充上來(lái)，非常有趣！佩蒂特在視頻中演示了他用太空杯喝咖啡的情景，確實(shí)令人感到這是一個(gè)非常好的咖啡杯。

超級(jí)有趣的科學(xué)實(shí)驗(yàn)范文第2篇

美國(guó)東部時(shí)間8月6日凌晨，遠(yuǎn)征5.67億公里的美國(guó)“好奇”號(hào)火星車(chē)歷經(jīng)8個(gè)月飛行，在位于火星蓋爾隕坑中心山脈的山腳下成功著陸，開(kāi)始其探索火星生命痕跡的旅程。登陸火星數(shù)分鐘后，“好奇”號(hào)陸續(xù)向地球傳回火星圖像。

“好奇”號(hào)被譽(yù)為人類(lèi)在其他星球登陸的最精密移動(dòng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)室，是美國(guó)太空探索歷史上又一重要里程碑，是行星探索的巨大一步?！昂闷妗碧?hào)長(zhǎng)約2.8米，重900多千克，長(zhǎng)度是2004年在火星著陸的“勇氣”號(hào)和“機(jī)遇”號(hào)火星車(chē)的2倍，重量是它們的5倍多。它共有6個(gè)輪子，每個(gè)均擁有獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，兩個(gè)前輪和兩個(gè)后輪還配有獨(dú)立的轉(zhuǎn)向馬達(dá)。這一系統(tǒng)可以使“好奇”號(hào)在火星表面原地360度轉(zhuǎn)圈?！昂闷妗碧?hào)的動(dòng)力由一臺(tái)多任務(wù)放射性同位素?zé)犭姲l(fā)生器提供，其本質(zhì)上是一塊核電池，使用壽命可長(zhǎng)達(dá)14年。

2 加拿大科學(xué)家開(kāi)發(fā)出人造大腦

加拿大一個(gè)科學(xué)家小組稱(chēng)，他們已經(jīng)開(kāi)發(fā)出迄今為止最接近真實(shí)大腦的機(jī)能大腦模型。這個(gè)利用超級(jí)電腦運(yùn)行的模擬大腦擁有的一個(gè)數(shù)碼眼睛，可以用來(lái)進(jìn)行視覺(jué)輸入，它的機(jī)械臂能繪制出它對(duì)視覺(jué)輸入作出的反應(yīng)。這個(gè)模擬大腦非常先進(jìn)，甚至能通過(guò)IQ測(cè)試的基本測(cè)試。加拿大滑鐵盧大學(xué)的神經(jīng)學(xué)家和軟件工程師表示，這是迄今為止世界上最復(fù)雜、最大規(guī)模的人類(lèi)大腦模型模擬。這個(gè)名叫Spaun的大腦由250萬(wàn)個(gè)模擬神經(jīng)元組成，它能執(zhí)行8種不同類(lèi)型的任務(wù)。這些任務(wù)的范圍從描摹到計(jì)算，再到問(wèn)題回答和流體推理，可謂五花八門(mén)。測(cè)試期間，科學(xué)家亮出一系列數(shù)字和字母，讓Spaun記入儲(chǔ)存器，然后科學(xué)家亮出另一種字母或符號(hào)，作為指令，告訴Spaun借助它的記憶力做什么。隨后機(jī)械臂會(huì)描繪出任務(wù)輸出。該研究成果發(fā)表在《科學(xué)》雜志上。此前也有不少模擬大腦的項(xiàng)目，但僅模擬大腦的功能形式，而Spaun則能展示這些功能如何作用于各種行為。

3 科學(xué)家設(shè)計(jì)出世界上最細(xì)的納米導(dǎo)線(xiàn)

澳大利亞和美國(guó)科學(xué)家組成的研究團(tuán)隊(duì)1月6日在《科學(xué)》雜志上報(bào)告說(shuō)，他們成功設(shè)計(jì)出迄今世界上最細(xì)的納米導(dǎo)線(xiàn)，厚度僅為人類(lèi)頭發(fā)的萬(wàn)分之一，但導(dǎo)電能力可與傳統(tǒng)銅導(dǎo)線(xiàn)相媲美。這項(xiàng)技術(shù)有望應(yīng)用于量子計(jì)算機(jī)研制領(lǐng)域。科學(xué)家利用精心設(shè)計(jì)的原子精度掃描隧道顯微鏡，在硅表面以1納米間隔安放1個(gè)磷原子的方式制備了納米導(dǎo)線(xiàn)，其寬度相當(dāng)于4個(gè)硅原子，高度相當(dāng)于1個(gè)硅原子。通過(guò)這種方式設(shè)計(jì)的納米導(dǎo)線(xiàn)可以使電子自由流動(dòng)，有效解決了電阻問(wèn)題。這一新技術(shù)表明，計(jì)算機(jī)元件可以降低到原子尺度，這是個(gè)巨大突破。量子計(jì)算機(jī)與傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)的一個(gè)主要區(qū)別是，傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)只使用1和0兩種狀態(tài)來(lái)記錄數(shù)據(jù)和進(jìn)行計(jì)算，而量子計(jì)算機(jī)可以同時(shí)使用多個(gè)不同的量子態(tài)，因此具有更大的信息存儲(chǔ)和處理能力，被認(rèn)為是未來(lái)計(jì)算機(jī)發(fā)展的方向。

4 癌癥干細(xì)胞研究獲新證據(jù)

很多時(shí)候，那些似乎已經(jīng)被治療消滅的癌癥又會(huì)卷土重來(lái)。一些科學(xué)家將此歸罪于所謂的癌癥干細(xì)胞，它們是癌細(xì)胞的一個(gè)子集，能夠保持休眠狀態(tài)，從而逃避化療或放療，并在幾個(gè)月或幾年后形成新的腫瘤。這種想法一直存在爭(zhēng)論，然而，8月1日，《自然》、《科學(xué)》雜志網(wǎng)絡(luò)版發(fā)表的3篇論文提供了新的證據(jù)，表明在某些腦、皮膚和腸道腫瘤中，癌癥干細(xì)胞確實(shí)是腫瘤生長(zhǎng)的源頭。

癌癥干細(xì)胞模式有別于認(rèn)為腫瘤生長(zhǎng)機(jī)會(huì)均等的傳統(tǒng)理論，后者相信，任何以及所有的癌性細(xì)胞都能夠分裂并導(dǎo)致腫瘤的生長(zhǎng)及擴(kuò)散。而癌癥干細(xì)胞模式則認(rèn)為，腫瘤生長(zhǎng)具有更多的層次，主要由一個(gè)能夠進(jìn)行自我復(fù)制的細(xì)胞子集所驅(qū)動(dòng)，進(jìn)而生成腫瘤所包含的其他類(lèi)型的細(xì)胞。在這些新的研究中，3個(gè)獨(dú)立的研究團(tuán)隊(duì)利用遺傳細(xì)胞標(biāo)記技術(shù)追蹤了特定細(xì)胞在生長(zhǎng)的腫瘤內(nèi)部的增殖情況。這種細(xì)胞追蹤技術(shù)是檢驗(yàn)癌癥干細(xì)胞模式的正確方法。

5 科學(xué)家發(fā)現(xiàn)“疑似”上帝粒子

歐洲核子研究中心宣布，該中心的兩個(gè)強(qiáng)子對(duì)撞實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目——ATLAS和CMS均發(fā)現(xiàn)一種新的粒子，具有和科學(xué)家們多年以來(lái)一直尋找的希格斯玻色子相一致的特性。

ATLAS和CMS研究小組在4日上午的學(xué)術(shù)研討會(huì)上介紹各自研究成果，分別確認(rèn)目前通過(guò)大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)取得的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)了在125-126吉電子伏特質(zhì)量區(qū)間存在一種新的粒子，數(shù)據(jù)的確定性為5西格瑪，即理論物理界可以確認(rèn)“發(fā)現(xiàn)”的水平。

希格斯玻色子是物理學(xué)基本粒子“標(biāo)準(zhǔn)模型”預(yù)言的一種自旋為零的玻色子，也被稱(chēng)為“上帝粒子”。

盡管相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，這僅是初步結(jié)果，但其足以引起全球科學(xué)界的關(guān)注。這是一項(xiàng)無(wú)與倫比的成就。這是粒子物理學(xué)和科學(xué)探索史上的重大時(shí)刻，意義深遠(yuǎn)。這一新發(fā)現(xiàn)將開(kāi)拓實(shí)驗(yàn)和理論物理的新領(lǐng)域。

6 日本科學(xué)家首次用“人造”卵子產(chǎn)下小鼠

在利用源自干細(xì)胞的產(chǎn)下了正常幼鼠后，日本京都大學(xué)的一個(gè)研究小組又通過(guò)同樣的方式利用卵子完成了這一壯舉。這項(xiàng)研究最終有望為幫助那些不育夫婦懷孕帶來(lái)新的方法。

上述兩項(xiàng)研究所使用的干細(xì)胞都是胚胎干（ES）細(xì)胞和誘導(dǎo)多能干（iPS）細(xì)胞。研究人員從ES細(xì)胞和iPS細(xì)胞入手，并且在一種蛋白質(zhì)的“雞尾酒”中對(duì)其進(jìn)行培育，從而形成了與原生殖細(xì)胞類(lèi)似的細(xì)胞。為了得到卵母細(xì)胞或前體卵細(xì)胞，研究人員隨后將這些原始細(xì)胞與小鼠胎兒的卵巢細(xì)胞相混合，從而形成了再造的卵巢，并最終將其移植到活體小鼠的正常卵巢中。4周零4天后，那些與原生殖細(xì)胞類(lèi)似的細(xì)胞發(fā)育成為卵母細(xì)胞。研究小組去除掉卵巢，得到卵母細(xì)胞，并且對(duì)其進(jìn)行體外授精，然后再將得到的胚胎移植進(jìn)代孕母親體內(nèi)。大約3周后，正常的小鼠崽誕生了。研究人員在10月4日的美國(guó)《科學(xué)》雜志上報(bào)告了這一研究成果。

7 英國(guó)研究發(fā)現(xiàn)一種高速磁存儲(chǔ)原理

英國(guó)約克大學(xué)等機(jī)構(gòu)的研究人員在《自然—通訊》雜志上報(bào)告說(shuō)，他們發(fā)現(xiàn)一種可用于開(kāi)發(fā)高速磁存儲(chǔ)設(shè)備的原理，由此帶來(lái)的存儲(chǔ)速度可高出現(xiàn)有硬盤(pán)數(shù)百倍。

據(jù)介紹，現(xiàn)在硬盤(pán)等存儲(chǔ)器多使用磁性物質(zhì)，如果要記錄信息，就需要把磁性物質(zhì)的磁極顛倒，這個(gè)過(guò)程中常用的方式是使用外加磁場(chǎng)。

研究人員發(fā)現(xiàn)，不使用外加磁場(chǎng)，單純使用熱量也能起到同樣的效果。其具體方式是向磁性物質(zhì)發(fā)射含有熱量的激光脈沖，它在吸收熱量后磁極也會(huì)顛倒。

參與研究的托馬斯·奧斯特勒說(shuō)，這是一項(xiàng)革命性的發(fā)現(xiàn)，可在此基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出存儲(chǔ)速度高出現(xiàn)有硬盤(pán)數(shù)百倍的存儲(chǔ)器，每秒鐘存儲(chǔ)的信息可以高達(dá)上萬(wàn)億字節(jié)。由于不需要使用外加磁場(chǎng)，在此基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出的存儲(chǔ)器所消耗的能量也會(huì)更少。

8 天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)質(zhì)量是太陽(yáng)170億倍的黑洞

霍比·埃伯利望遠(yuǎn)鏡大質(zhì)量星系調(diào)查項(xiàng)目的天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了可能是迄今質(zhì)量最大的黑洞。這一罕見(jiàn)黑洞質(zhì)量達(dá)170億個(gè)太陽(yáng)，位于NGC 1277星系，其質(zhì)量占了該星系質(zhì)量的14%，而通常黑洞只占其所在星系的1%。這一發(fā)現(xiàn)可能改寫(xiě)黑洞與星系的形成演化理論。相關(guān)在11月29日的《自然》雜志上。

NGC 1277位于距地球2.5億光年之外的英仙座星團(tuán)，大小只有銀河系的1/10。此前哈勃太空望遠(yuǎn)鏡已經(jīng)給NGC 1277拍過(guò)照。本次研究又結(jié)合了霍比·埃伯利望遠(yuǎn)鏡數(shù)據(jù)，并在超級(jí)計(jì)算機(jī)上運(yùn)行了多種模型計(jì)算，結(jié)果發(fā)現(xiàn)其中存在一個(gè)質(zhì)量達(dá)太陽(yáng)170億（誤差范圍30億）倍的黑洞。 研究人員還發(fā)現(xiàn)，NGC 1277星系是一個(gè)較小的透鏡星系（在星系型態(tài)分類(lèi)上是介于橢圓星系和螺旋星系之間的星系），內(nèi)部均為古老恒星，其中最“年輕”的恒星壽命也有80億年。

9 德國(guó)首次從皮膚細(xì)胞中培養(yǎng)出成體干細(xì)胞

德國(guó)馬克斯·普朗克協(xié)會(huì)3月22日宣布，該機(jī)構(gòu)研究人員成功從已分化體細(xì)胞——皮膚細(xì)胞中培養(yǎng)出成體干細(xì)胞，為全球首創(chuàng)。

現(xiàn)階段，具有分化多種組織細(xì)胞潛能的誘導(dǎo)多功能干細(xì)胞（iPS細(xì)胞）成為不少干細(xì)胞專(zhuān)家的研究重點(diǎn)，人類(lèi)已能從已分化的體細(xì)胞中培養(yǎng)出iPS細(xì)胞。不過(guò)，這種干細(xì)胞雖可分化成任意組織，但由于其分化能力過(guò)強(qiáng)，導(dǎo)致有時(shí)不但無(wú)法實(shí)現(xiàn)目標(biāo)組織再生，反而分化出癌細(xì)胞，形成腫瘤。而本次研究人員利用皮膚細(xì)胞培養(yǎng)成體干細(xì)胞的方法剛好可解決這一問(wèn)題。成體干細(xì)胞是一種存在于已分化組織中的未分化細(xì)胞，可自我更新并形成特定組織。研究人員將實(shí)驗(yàn)鼠皮膚細(xì)胞放在特定培養(yǎng)環(huán)境中，皮膚細(xì)胞在特殊生長(zhǎng)因子的誘導(dǎo)下，成功“變身”成體神經(jīng)干細(xì)胞。通過(guò)成體干細(xì)胞的培養(yǎng)可更有針對(duì)性、更安全地實(shí)現(xiàn)特定組織再生。這種方法具有巨大的醫(yī)學(xué)應(yīng)用前景。

10 首個(gè)“超電子”電路問(wèn)世

美國(guó)科學(xué)家們用光子取代電子，制造出首個(gè)由光子電路元件組成的“超電子”電路。相關(guān)研究發(fā)表在《自然—材料學(xué)》雜志上。

“超電子”中的“超”指的是超材料——嵌入材料中的納米圖案和結(jié)構(gòu)，使其能采用以前無(wú)法做到的方法操控波。賓夕法尼亞大學(xué)電子和系統(tǒng)工程學(xué)院納德·恩西塔團(tuán)隊(duì)在實(shí)驗(yàn)中利用亞硝酸硅制造出梳狀的長(zhǎng)方形納米棒陣列。這種新型納米棒的橫截面和其間的孔隙形成的圖案能復(fù)制電阻器、感應(yīng)器和電容器這三個(gè)最基本電路元件的功能，只不過(guò)其操縱的是光波。在實(shí)驗(yàn)中，他們用一個(gè)光子信號(hào)照射該納米棒，并在波通過(guò)時(shí)用光譜設(shè)備進(jìn)行測(cè)量。他們使用不同寬度和高度組合的納米棒重復(fù)該實(shí)驗(yàn)后證明，不同大小的光電阻器、感應(yīng)器和電容器都可以改變光“電流”和光“電壓”。恩西塔表示：“我們能通過(guò)安排不同的電路元件制造出無(wú)數(shù)個(gè)電路，我們也希望設(shè)計(jì)出更復(fù)雜的光學(xué)元件，以獲得具有不同功能的光子電路?！?/p>

獲得提名的其他候選條目

（按報(bào)道時(shí)間先后為序）

荷蘭發(fā)明能提高太陽(yáng)能電池效率的納米涂層

荷蘭原子和分子物理學(xué)研究所發(fā)表新聞公報(bào)說(shuō)，其科學(xué)家研制出一種特殊的納米涂層，能夠大幅提高太陽(yáng)能電池效率。荷蘭科學(xué)家設(shè)計(jì)了一種特殊的納米涂層。涂層中的納米粒子是圓筒狀結(jié)構(gòu)，而且這些圓筒的幾何尺寸恰好適合捕捉太陽(yáng)光。

在實(shí)驗(yàn)中，荷蘭科學(xué)家使用飛利浦公司開(kāi)發(fā)的一種新型“印刷”技術(shù)，成功將納米涂層直接印刷到現(xiàn)有太陽(yáng)能電池的硅晶片上。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，印刷完涂層的硅晶片呈黑色，反射率被大幅降低。

研究小組負(fù)責(zé)人阿爾伯特·普爾曼說(shuō)，“新涂層不僅適用于太陽(yáng)能電池，在普通照相機(jī)和攝像機(jī)的鏡頭以及光學(xué)儀器等領(lǐng)域也有廣泛應(yīng)用前景。”

大猩猩基因組測(cè)序完成

自從人類(lèi)基因組在10年前測(cè)序完畢后，研究人員一直夢(mèng)想能夠破解其他3種類(lèi)人猿（黑猩猩及矮黑猩猩、大猩猩、猩猩）的脫氧核糖核酸（DNA）。如今，最后剩下的大猩猩基因組測(cè)試也已完成，從而揭示了這種最大的靈長(zhǎng)目動(dòng)物與我們之間的一些有趣的聯(lián)系。令人感到驚訝的是，部分人類(lèi)基因組與大猩猩基因組的相似性居然高于后者與黑猩猩基因組的相似性，并且一些之前認(rèn)為對(duì)人類(lèi)的獨(dú)特進(jìn)化很關(guān)鍵的基因?qū)τ诤谛尚啥酝瑯又匾?/p>

來(lái)自英國(guó)辛克斯頓市維康信托基金會(huì)桑格研究所的研究人員3月7日在《自然》雜志上報(bào)告了這一研究成果。

首個(gè)初級(jí)量子網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建成功

十多年來(lái)，物理學(xué)家一直在試圖用量子力學(xué)方法傳遞機(jī)密信息，進(jìn)而不必?fù)?dān)心其被截獲。但他們一直沒(méi)有創(chuàng)造出一個(gè)真正的量子網(wǎng)絡(luò)。如今，一個(gè)德國(guó)研究小組使用兩個(gè)完全分離的原子建立了首個(gè)真正的量子連接。研究人員表示，很多這樣的連接結(jié)合在一起便能夠構(gòu)建一個(gè)完整的網(wǎng)絡(luò)。

德國(guó)加爾興市馬普量子光學(xué)研究所的Stephan Ritter和同事，在4月12日出版的《自然》雜志上報(bào)告了一個(gè)初級(jí)的量子網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)有兩個(gè)基于束縛在位于街道兩側(cè)單獨(dú)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)光腔中的單個(gè)原子的量子節(jié)點(diǎn)。這是科學(xué)家首次實(shí)現(xiàn)這種初級(jí)的量子網(wǎng)絡(luò)，為實(shí)現(xiàn)真正意義上的量子網(wǎng)絡(luò)邁出關(guān)鍵一步。

法國(guó)研制的納米級(jí)塑料具有高導(dǎo)電性

來(lái)自法國(guó)國(guó)家科研中心和斯特拉斯堡大學(xué)的研究人員在《自然—科學(xué)》雜志網(wǎng)絡(luò)版上介紹說(shuō)，一種最新研制的塑料纖維實(shí)際上綜合了目前常見(jiàn)的兩種導(dǎo)電材料——金屬和塑性有機(jī)聚合物的優(yōu)點(diǎn)。它成本低，易處理，像塑料一樣輕且柔韌，而導(dǎo)電性能又類(lèi)似金屬，可媲美銅線(xiàn)。

法國(guó)國(guó)家科研中心已為此項(xiàng)科研成果注冊(cè)了專(zhuān)利。研究人員認(rèn)為，21世紀(jì)電子工業(yè)面臨的一大挑戰(zhàn)就是如何將組件微縮至納米尺度。這種導(dǎo)電性能極佳的塑料納米纖維將有助于解決這個(gè)問(wèn)題。他們表示，下一步會(huì)嘗試把這種塑料納米纖維應(yīng)用于電子設(shè)備的生產(chǎn)中，如制造可彎曲的顯示屏或太陽(yáng)能電池等。

美首次向國(guó)際空間站發(fā)射商業(yè)飛船

美國(guó)太空探索技術(shù)公司5月22日凌晨向國(guó)際空間站發(fā)射“龍”飛船，這是世界第一艘向空間站發(fā)射的商業(yè)飛船。

“龍”飛船高約6.1米，直徑約3.7米，于22日攜帶500多公斤貨物發(fā)射升空，25日與空間站對(duì)接，返程時(shí)承載約600多公斤載荷，成功完成首次由商業(yè)飛船向空間站運(yùn)送補(bǔ)給的任務(wù)。5月31日，“龍”飛船已于當(dāng)天中午墜入太平洋海域。回收后，“龍”飛船被運(yùn)往太空探索技術(shù)公司位于得克薩斯州的工廠進(jìn)行檢測(cè)并卸貨，其中一些高價(jià)值試驗(yàn)載荷將在48小時(shí)內(nèi)送交航天局。

“龍”飛船未來(lái)將放棄水上著陸技術(shù)，而通過(guò)推進(jìn)器進(jìn)行地面著陸。

多國(guó)科學(xué)家完成西紅柿基因組測(cè)序

一個(gè)國(guó)際研究團(tuán)隊(duì)5月31日在英國(guó)《自然》雜志上以封面文章形式發(fā)表研究報(bào)告說(shuō)，他們完成了對(duì)西紅柿的基因組測(cè)序，這將有助于將來(lái)培育更優(yōu)良的西紅柿品種。

這個(gè)項(xiàng)目由一個(gè)稱(chēng)作“西紅柿基因組聯(lián)盟”的研究團(tuán)隊(duì)完成，成員包括14個(gè)國(guó)家的研究人員。其中，中國(guó)科學(xué)家高質(zhì)量地完成了測(cè)序總?cè)蝿?wù)的1/6。據(jù)報(bào)告介紹，他們選取了農(nóng)產(chǎn)品中常見(jiàn)的一種西紅柿開(kāi)展基因組測(cè)序，結(jié)果顯示其基因組約含3.5萬(wàn)個(gè)基因。研究人員同時(shí)還對(duì)另一種野生西紅柿進(jìn)行基因組測(cè)序，這兩個(gè)基因組高度相似，差異只有約0.6%。對(duì)普通消費(fèi)者來(lái)說(shuō)，這一成果意味著今后可能會(huì)出現(xiàn)更好吃的西紅柿品種。

科學(xué)家造出全新量子物質(zhì)形態(tài)

美國(guó)斯坦福大學(xué)宣布，他們用金屬鏑造出世界上第一個(gè)雙極量子費(fèi)米子氣體。研究人員認(rèn)為，該費(fèi)米子氣體兼具晶體和超流液二者看似矛盾的特征，是一種全新的量子物質(zhì)形態(tài)。這標(biāo)志著人們?cè)诶斫赓M(fèi)米子系統(tǒng)性質(zhì)，將凝聚物質(zhì)物理學(xué)中的超自然現(xiàn)象引入現(xiàn)實(shí)應(yīng)用等方面，邁出了重要的一步。相關(guān)在《物理評(píng)論快報(bào)》上。

研究人員指出，這種費(fèi)米子氣體有望帶來(lái)量子液晶，也就是那些構(gòu)成大部分顯示器所用液晶的量子力學(xué)版；或者帶來(lái)一種超級(jí)固體，這是一種假設(shè)的物質(zhì)態(tài)，理論上這種固體具有超流液的特征。

小體積十億像素相機(jī)問(wèn)世

英國(guó)《自然》雜志刊登報(bào)告說(shuō)，研究人員開(kāi)發(fā)出首個(gè)體積較小的十億像素相機(jī)，它不僅在清晰度方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出普通相機(jī)，而且體積也不像天文臺(tái)所用的十億像素觀測(cè)設(shè)備那樣龐大。

美國(guó)杜克大學(xué)等機(jī)構(gòu)研究人員報(bào)告說(shuō)，他們研發(fā)出的名為AWARE-2的相機(jī)不僅像素能達(dá)到十億以上，并且體積相對(duì)較小，其長(zhǎng)寬均為0.75米，高0.5米。與一些高清相機(jī)拍攝角度狹窄不同，這種相機(jī)能拍攝的角度水平可達(dá)120度，豎直可達(dá)50度。

據(jù)介紹，這種十億像素相機(jī)可能會(huì)首先用于軍事偵察等領(lǐng)域。潛在客戶(hù)是一些需要高清晰度照片的媒體公司或?qū)I(yè)研究人員。

人類(lèi)基因功能“詳圖”問(wèn)世

國(guó)際科學(xué)界9月5日宣布，“DNA元素百科全書(shū)”計(jì)劃（簡(jiǎn)稱(chēng)ENCODE）獲得迄今最詳細(xì)的人類(lèi)基因組分析數(shù)據(jù)，其成果以30多篇論文的形式發(fā)表在《自然》雜志等多份學(xué)術(shù)刊物上。這是“人類(lèi)基因組計(jì)劃”之后國(guó)際科學(xué)界在基因研究領(lǐng)域取得的又一重大進(jìn)展。科學(xué)家正在利用ENCODE的信息開(kāi)展多種疾病和表觀遺傳學(xué)的研究。

ENCODE的研究結(jié)果，將改變?nèi)藗儗?duì)人類(lèi)基因組的思維方式和實(shí)際應(yīng)用。如果說(shuō)人類(lèi)基因組計(jì)劃提供了一張地圖，那么ENCODE計(jì)劃就在這張地圖上標(biāo)出了各個(gè)基因的功能信息。ENCODE計(jì)劃有多個(gè)國(guó)家和地區(qū)的32個(gè)研究機(jī)構(gòu)參與。

全球最強(qiáng)射電望遠(yuǎn)鏡在澳建成啟用