14.

资料来源:美国科学情报研究所1981-1990数据库注:论文包括原著、综述、简报和会议录。

[郭新译自英国Nature1992;355:101]

热气海洋中的影子

去年夏天ROSAT发射升空以来,几个月里这个德、英、美联合伦琴卫星不断传来高能X射线的影像,它们大多来自我们星系之外遥远的世界,如类星体,最近该卫星的X射线探测器转向太空扫描以寻找低能或称“软”X射线,它们大多来自离我们星系较近一些的地方。根据美国物理学会春季会议上的一份报告,该伦琴卫星已经捕捉到了银河系可能在一气体海洋中受波浪冲击的证据,这些气体温度高达100万度。

这一发现维护了一些天文学家所持的观点。多年来他们就知道地球沐浴在软X射线的光辉中,可能这些X射线来自星际太空中的稀薄的热气。但气体的位置一直是个谜。一些观察者认为它唯一存在于我们太阳系邻域,但另一些人认为发射X射线的气体可能弥漫着整个星系。

伦琴卫星这一新的结论表明,我们太阳系对整个星系的其它部分来说并没有什么特别。关键证据是在软X射线背景上的一块影子,它表明炽热气体充满了整个星系。德国的Max Planck学院的米尔金 · 施密特(Jürgen Schmitt)和美国咸斯康逊大学的史蒂文 · 斯诺登(Steven Snowden)介绍说,该影子与一巨大的分子星云的位置相称,该星云是一星际气体冷星云,距我们约1800光年。

研究人员认为该星云正阻挡着一遥远的X射线源。施密特在会上辩说道:“我们看到影子的事实意味着软X射线不可能从附近射来。”但射线源不像是在星系之外。从伦琴卫星预先探测知道,银河系中的卫星星系Magellanic星云没有在背景上留下影子。因此银河系中广泛分布的热气云雾很可能就是射线源。

至今伦琴卫星组只在一个方向上发现了X射线影子,但他们只在这个方向寻找过。据加利福尼亚大学伯克莱分校的克里斯 · 麦克基(Chris Mg Kee)说,他和他的理论家同事们正渴望看到同样的结论在另一个方向上得到证实。这样就可以约束热气在星系范围内可能的分布位置。

到那时理论家将不得不面临下一个明显的问题:这些热气从哪里产生的?据麦克说,超新星是现时最好的推测,他们的冲击波可能给弥漫星系的冷气加热,数团超新星也可能直接向整个星系喷射超热物质。

[李新力译自美国Science,1991年5月3日]

海底分子可反映气候变化

美国的地球化学家们发现,海底沉积物中单个分子键合方式的变化准确地反映了海平面温度的变化。这一发现使得跟踪气候的变化成为可能。

这种称为烯酮的分子是含有37个碳原子的链状分子,其中12个碳原子通过数个双键和一个羰基相连。加里福尼亚斯坦福大学的J. 肯尼迪(Julie Kennedy)从南加里福尼亚附近的圣巴巴拉水域底部沉积物中提取到了这种分子。

这种详细的化学记录是以显示从1915~1988年间海水温度年复一年的变化轮廓。肯尼迪可以辨认在此期间约12次主要的埃尔-尼诺海流、即洋流变化的影响,他确信这种烯酮是可信的温度指字器。

海底沉积部分是由海洋浮游生物,包括球石藻Emiliana huzeleyi的沉积形成的。它们形成颜色深浅相间的交替层,这反映了生长的年度变化。地质学家能确定这种交替层的年代。现在,肯尼迪已破译了隐藏在其中的温度记录。

这种和温度的连系起源于海藻的生化特性。当温度升高时,E. huzeleyi产生有两个碳-碳双键的烯酮。而当温度下降时,海藻产生有三个碳-碳双键的烯酮。这种烯酮是细胞膜的组成部分,研究者们推测,通过双键数目的变化,有机体能改变膜的挠性,使其适应温度的变化。

结论是,随着沉积物移向下层,即年代向前推移,双键数目的变化提供了海水温度在同一区间内的变化。主要使用基于分析化学发展的敏感技术,肯尼迪可以测定具有两个和三个双键分子的比率。

肯尼迪的同事S. 布拉塞尔(Simon Brassell)早在1986年在布里斯托尔(Bristol)大学时就进行了这一方法的研究。正是在1986年他提出这种烯酮可用以指示气候变化。肯尼迪的工作是这种化学记录和可量度的海平面温度间直接联系的第一个证据。这种烯酮可用作指示剂是由于它从产生到沉积的时间内一直保持不变。

[周培文译自New Seientist,1991年10月12日]

氟能给巴基球加一外衣

最近,英国苏塞克斯、累斯特和南安普顿等大学的化学家们成功地向C60中加入了氟原子,从而使巴基球化学又向前迈进了一步。这种新材料可以找到广泛的用途,从高温润滑剂到耐热和防水材料。

累斯特大学的研究人员将C60在高度活泼的氟气流中持续加热,3~4天后,黑色C60突然变成暗棕色,再持续3天以后,材料比较快地褪色而呈淡棕色。当再加入更多的氟后,生成一种几乎白色的固体,他们认为此时是完全氟化商的C60F60

累斯特大学的泰勒(Tailor)等人对3种产品进行了光谱分析。他们用氟“分段”加入的观点来解释这种颜色变化。在第一阶段,C60外壳非常稳定,不易接受氟。但只要加进一个氟原子就使外壳中的一个六角形碳环失稳,从而能使另5个氟原子很容易地进入,填满第一个六角形碳环,这一步产生最初的深棕色物质C60F6C60F6相当稳定,这一点说明何以延迟3天以后才发生下一次颜色变化——形成淡棕色的C60F42加入最后的18个氟原子产生无色的C60F60

泰勒认为,氟化的巴基球分子是一种比C60更好的润滑剂。C60分子可以作为滚珠轴承;加入氟原子后,球的表面会封固住碳外壳上的所有电子,使它们不能与其它分子结合,故C60F60将不易与其它物质粘附。

[郭琨译自New Scientist,1991年7月6日]

时代的产物——电脑艺术

下次当你观看电视广告、看到那些时髦产品,奶瓶,茶叶罐之类的日用品在你眼前跳跃时,你是否会想到这些广告只不过是电脑杰作的一部分?不知情者难以想象电脑的本领:电脑绘画是当今的一种成熟的艺术形式,而就其制作方法来说,用电脑绘制胶片也并非难事。在伦敦电脑艺术节上将会有电脑艺术精品展出,最佳作品将获勤勉奖。

现在极富创造才能的广告设计师制作的优美广告甚至难以与那些初出茅庐的学生的作品匹敌。《逻罗人的眸子》出自布挪姆斯工艺学校的蒂姆 · 瓦特之手,它表现了一对暴风雨之夜惊醒的双眼。两眼各有不同的个性,丝毫没有雷同感,就如同克里斯 · 哈里逊的那幅美丽而简洁的《地铁》,作者作于伦敦玻尔城,画面上是一条置于黑色背景上的白线,而背景的黑色又随着地铁轨迹的伸展而变化。这幅画机敏而真实,看上去给人以微醉时置身于一根管子里的感觉。

在艺术节里与此并驾齐驱的新创造性主题是计算机技术。形象化,例如给科学理论和公式制图,使之更易于被人们理解。今年在这方面最有趣的技术进展是“达尔文进化”的产生,它可以用诸如“湿科学,”“原始舞蹈”这一类令人感兴趣的标题来大量制作艺术画。

进化的“发生块”是一个简单数学运算的收集器(例如一个变量的对数或余弦)。电脑把这些运算组合到一个长长的方程式中去并据此画出线条,构成整幅画。由艺术家或一套安装在电脑里的规则来限定绘画动作的合理性,从而给整幅画的总体形状,特色,“变化”的比率和种类定了基调。复制过程则需要两个方程式组合来完成。

卡尔 · 西姆是一位在超级电脑上从事创作的艺术家,他在马萨诸塞州的剑桥计算中心工作。他选择一些合适的图形画到他那漂亮的胶片上,构成整幅画的特色,“最终结果是一幅非常复杂而又好看的艺术画,”他说。他的《原始舞蹈》就是由多种曲线方程组合而成,因此,没有电脑是很难完成这样的设计。

西姆采用成对的方程组来作图,而曲线变化出现的频率则由电脑来选择。他使用其中一台最大功率的电脑,甚至可以驱动一个并行描述程序去完成一幅极其复杂的方程式形成的图画,因为该电脑运行速度极快,完全能跟得上设计思路。旧金山的末夏 · 图森 · 肖电脑艺术公司也用电脑进化块生产艺术画,而使用的只是一台普通的办公室电脑。

艺术家图森改动了电脑程序,他说他的目的是要改进计算技术,使设计者有真正作画的感觉。他在艺术节上展出的作品是《湿科学》,与西姆的画比较,图森的画有着更多的随意变化,这是他用那电脑自带的,可相互作用并且大小和形状可不断变化的几千支“笔”作画的结果。

另一项技术正在不断改变我们的图形——使之变得更加抽象化。而图森则设想新浑沌科学在此得到共鸿:在浑沌系统中,他可以在简单方程式的限制下完成高度复杂的艺术画。

图森和西姆在艺术上的想象力已是显而易见了。“作为艺术,作为墙纸,想象具有装饰性,”图森说。虽然这些作品是用配有高级设备的电脑制成的,但其中倾注了作者的感情,它们就是真正的艺术。“假若认为我们能轻而易举地产生无穷尽的作品,这就好比让一些猴子在打字机上随意动作而指望最终产生莎士比亚巨著一样可笑!”他说。

[范黎明译自New Scientist,1991年10月26日]

左撇子一定死得早吗?

将近1年前,美国有家医学杂志发表了一项研究,宣称左撇子会比右撇子早9年去世。对此,许多新闻媒体作了报道,我们国内有些刊物也跟着介绍。这项研究结果是怎么得到的呢?

原来,被这项研究的是哥伦比亚大学的科伦(S. Coren)和加利福尼亚州立大学的霍本(D. Halpern)。他们是从自己的统计记录得到这个结果的。他们首先取得南加利福尼亚州2个县已故987人的记录,并由死者家属告知这些去世的是左撇子还是右撇子,然后科伦和霍本通过计算知道了左撇子和右撇子去世时的平均年龄,最后得出结论说,右撇子的平均年龄是75岁高龄,而那些喜欢用左手的人,其平均年龄是66岁。

但是这项研究现在有了疑问。不久前,科学家对这项研究进行重新检查,他们认为,这项研究成果是以错误的统计方法为根据的,从而对它的研究结论提出了质疑。

国际健康组织的流行病专家哈特奇(T. Hartge)认为,科伦和霍本没有研究加利福尼亚这2个县一开始有多少左撇子和右撇子,更不用说他们的平均年龄了,这样,他们的结果“当然没有意义”,它只不过简单地反映了一个众所周知的事实:在美国,左撇子的平均年龄比右撇子的平均年龄要显得年轻。但这对用来说明左撇子的寿命毫无用处。为什么左撇子的平均年龄更年轻?这可以归因于近几十年普遍的做法,在学校里强迫左撇子用右手写字。哈特奇说,因为左撇子的人口更年轻,当然去世的左撇子的平均年龄就比去世的右撇子年轻。

然而科伦否认了“改造”左撇子的这种历史做法会产生他的数据。他说,说服人们去调换左右手是很困难的,人们即使被迫用右手写字,仍然会像他们先前一样用左手做大部分事情。可是科伦自己的研究也表明了这一现象,即:父母和学校教师强使许多儿童用他们的右手写字通常总能成功,对女孩似乎更是如此,在小于9岁的儿童中,60%的女孩屈服于这些压力,只有20%的男孩调换了手。

科伦通过研究表明,左撇子平均年龄显得年轻是因为,这个世纪美国左撇子和右撇子的整体比例没有改变;他甚至检测画廊和洞穴的壁画艺术工作来看有多少人用他们的左手握工具或兵器。根据这些数据,他总结说,历史地看,左撇子的百分比几乎总是不变的。这就是缺少年长的左撇子的理由,科伦认为,那是因为他们必定已早早地去世。

试管西红柿

下一个世纪进入番茄酱、沙司和汤的西红柿可能不用阳光照射,也没有西红柿皮和种子了。

蓓蒂 · 凯 · 伊西达对樱桃色西红柿进行试管培植花萼的研究。她是美国农业部的一位生物学家,她所研究的试管西红柿已经成熟,是樱桃般的鲜红色而且是多汁的,并生长有花萼。

女科学家为了提高她所研究的西红柿能够吃起来像水果一样,从温室生长的西红柿植物的花的底部移植微小的绿色芽苞,每一芽苞大约有BB药丸大小,都是完全成形的小西红柿。她对芽苞给以营养物——并同其花萼一放在试管内:含有糖、盐、和维生素进行溶解作用。在六~七星期盾,便可成熟。“花萼也是如此。”科学家说:“这种花萼显然是西红柿水果。”她正在研究探索这种西红柿能引起反应的刺激物的遗传基因。“如果能够发现”她说“水果和蔬菜种植者们可能会提高植物可吃的食用部分,不需要生长无需的叶子、枝条、茎干和根部。”

试管西红柿食品的生产比传统农业生产的优点是不需要土地、化学肥料和农药以及传播花粉的媒介(如虫、鸟、风、水等)。

[朱孝愚译自Popular Science,1992年1月号]

牙科X射线的快速检查方法

美国发明了一种新的电子X射线系统,它能使人们牙齿的图像出现在电子计算机的屏幕上,加快了牙科检查速度,并使之更为安全;新系统使用电子探测器代替了X光胶片,与传统的X光技术相比,所产生的X射线减少了一半或三分之一。

位于美国图森的亚利桑那大学的放射学研究教授、光学专家汉斯 · 勒里希(Hans Roehrig)解释这种系统时说,牙科医生们运用该系统能够从图像中迅速作出较好的诊断,也可消除由于感光不足或感光过久所造成的X射线重复拍摄现象。

在检查时,电子探测器被放置在病人的口腔中,它的大小约和一张牙齿的X光胶片一样,长44毫米,宽33毫米和厚3毫米。这种电子探测器具有一层薄的被称为碘化铯的荧光膜,它同电视机荧光屏内的物质相似,探测器内还有一种被称为电荷耦合器件(CCD)的光传感元件。当X光照射时,碘化铯膜放射出的光被电荷耦合器件所吸收,并将它转化成电子信号,一根细的金属线将探测器和电脑连接在一起,在计算机的屏幕上显示出图像,并且能够贮存起来供以后进一步地参考和研究。这样就提高了新系统的效能和明显地减少了病人吸收X射线的剂量。另外一个重要的好处在于牙科医生和病人能立即看到结果。

勒里希教授说,下一个目标是将它发展成可携带的装置,以利于战伤检查;还需要改进其图像位置的空间变换。他认为在2年内可以将它安置在牙科手术中,同时能被改装成适合绝大多数X光检查装置。

[何曼琳 葛明译自New Scientist,1992年1月4日]