如果一个人单从报纸上的大标题看问题，似乎科学在本千年末并没有留下精彩的印记。当3个探测器——“火星气候轨道器”、“太空2号”和“火星极地着陆者”探测器神秘地失去音讯时，关于火星的新发现的希望就成了泡影。而当一只陀螺失效时，哈勃太空望远镜便不得不闭上它的眼睛，等待航天飞机去修理。

然而这些令人沮丧的事件只不过是整个事情的一部分。回眸20世纪最后一年，显然远非是不堪回首的，几乎在所有的领域都取得了些许突破，这得益于知识的不断积累。

尽管遭受了一些挫折，但航天器仍继续进行着对太阳系的探测和对宇宙的探索。其中不乏对通往太空的方式的思索：从空中呼吸器和太空气球，到超轻型的航行。科学家们继续进行关于机器人或人是否首先应该探索太空的辩论，并且考虑人类如何才能在星球间赚钱。而在人间，《科学美国人》杂志编纂了一份探索另外的世界的网络指南。

向火星上移民仍旧是一个遥远的目标。1996年发射的火星全球探测器，终于在今年完成了火星表面的详细地图绘制。这些地图显示出一种奇特的和极端的地貌，相比之下，它使我们居住的地球显得非常平淡无奇。壮观的火星地貌包括一个6英里深的凹坑，它可以湮没掉半个美国；还有一个死火山，高达17英里。

航天器每天发回天气报告，表明火星远非一个毫无生气的世界。摄像机拍摄下了巨大的尘暴——很像 我们地球上的龙卷风，而且还提供了证明：火星上的沙丘还在受到风力的塑造。北极地区的照片显示出充满水分的暴风云，这表明秋天的降临。最近，分析火星地貌的研究人员提供了令人信服的证据： 一个平坦的平原确实标明了一个古老的海洋的所在地。

不屈不挠的“伽利略”航天器，在将其观测木星的使命延长两年后，终于完成了一次贴近木星的紊动的卫星Io的危险的探测飞行。它在距这颗卫星表面上空只有380英里的高度上航行，拍回了一些这个太阳系中火山最活跃的天体的图像。美国航空航天局在1999年11月19日公布的新照片，显示出一幅火热的景象，从中还可以看到巨大的熔岩流、广阔的熔岩湖和高耸的、正在下塌的山以及100个以上的活跃的火山。

除了探测个别的行星外，其他的天文学家们还在继续进行他们对探索整个宇宙的努力，希望能够回答太空是否是有限的问题。

过去的一年对航天史学家来说，也是最有意义的一年。1999年7月20日庆祝了人类历史上第一次有人驾驶的“阿波罗”宇宙飞船登上月球30周年，当时，从美国航空航天局设在休斯顿的控制室里的扩音器传出了尼尔 · 阿姆斯特朗发出的尖锐而急促的声音，他简短地宣布：“鹰已经登陆。”

在1999年的大部分时间里，哈勃太空望远镜继续向地球发回一连申精彩的图像。其中最引起兴趣的发现是，正如艾伯特 · 爱因斯坦在1936年所预言的那样，宇宙中明显地充满了“引力透镜”。由宇宙中的大量天体(银河系和黑洞)造成的这些扭曲，产生了宇宙中更加遥远的天体的幻景。

随着7月“旃陀罗”(Chandra) 观测器的成功发射，哈勃望远镜在轨道上便有了一些同伴。美国航空航天局发射的这个“大型观测器”，在它的X-射线波长中可以看到这个紊乱的宇宙。在“旃陀罗”达到它的最终轨道后不到一个月的时间内，就开始发回巨大的星球爆炸和从遥远的类星体进入星际空间20万光年深处的X-射线喷射爆炸的令人震惊的图像。11月中旬，这个轨道望远镜捕捉到一种来自一颗超新星的初期阶段的X-射线的罕见的闪光，这是自然界中最强烈的事件之一。虽然已有上千颗超新星被光学天文学家观测到，但由爆炸产生的初期的X-射线辉光被探测到的还不满12例。

1991年发射的“康普顿γ-射线”观测器，是观测宇宙的另一只轨道眼睛，它记录了神秘的γ-射线爆炸产生的短暂的余辉。CRB990123是最有力的和最贴近观测γ-射线爆炸的探测器之一。这种爆炸在几十秒钟内发射出的能量，相当于太阳在过去50亿年中释放出的能量的1万倍。

就像拍照片的摄影者的闪光灯一样，γ-射线爆炸一直沉睡在宇宙之中：大约每天发生一次爆炸，但它们的起源仍旧令人困惑不解。

然而以地而为基地的天文学家们的工作也并不比从运行轨道上发射回来的照片逊色。1999年6月，天文学家揭示了从安置在夏威夷的冒纳开亚山顶的双子星座航天器北观测站观测到的第一批图像的真相。它们是一些从未得到过的很鲜明的红外线照片，这要归功于8公尺宽的望远镜的极高的分辨率，它有时比哈勃太空望远镜的分辨率还要高。目前在宽视野图像显示器(设在智利安第斯山上的欧洲的La Silla 天文台的一架有6700万个像素的数字式照相机)上工作的天文学家们，披露了两团遥远的星云的一些惊人的照片。也是设在冒纳开亚山顶上的Keck望远镜记录下一颗通常叫作Wolf- Rayet104的奇异的星球的图像，它像一种“宇宙喷洒设备”一样，喷射出一股过热的气体。

此外，由于天文学家继续拍摄到能说明在遥远的星球中有行星存在的抖动，因此使我们在宇宙中的处境开始看起来不再那么孤独。还发现附近的一颗与太阳十分相似的叫做u-仙女座的星球“表演”的一场“行星三重奏”。

1999年12月，用安装在夏威夷的Keck望远镜研究银河系的一组天文学家报道，他们证实了围绕星球运行的6颗新行星，从而将发现的行星总数增加到28颗。在过去的5年中，太阳系外的所有行星都已被发现，这些新发现的行星可能共同具有我们自己的9颗邻近的行星的特征：迁移。

1999年8月，当一个日全蚀扫过欧洲上空时，在地面上工作的天文学家，无论是业余的或是专业的都一样，享受了一次极难得到的乐趣。11月，狮子座流星雨，为天空观察者们作了一次无比壮观的烟花表演。

研究人员发现了一些关于生命起源的有趣的证据。在1999年3月举行的美国物理学年会上，科学家们指出，我们的以碳和氢为基础的复杂分子的结构并非是一种偶然的巧合，而且在遥远的太空中明显地充满了地球上的生命的特别化学组分的前身。实际上，有许多有机分子在我们的宇宙中的遥远的尘雾和气体云中剧烈搅动。

此外当然还有水，它构成生物体重量的70%以上，而且表现出使它能对全球的气候产生稳定的影响的一系列的独特性能和生命的根本。看来，根本在于使水分子中的原子结合在一起的键和通常名叫氢键(将水分子聚焦在一起的粘合剂)的更弱得多的键之间的相互作用。

氧何时开始成为地球上的生命支持系统中的主要元素这另外一个奥秘被推前到12亿年以前，那时在：化石记录中已有地球陆地上最早的生命出现。宾夕法尼亚州立大学天文生物研究中心的研究人员提出了证据：早在23亿年之前，就已经有大量的氧存在。

1999年，我们对于进化问题的看法也得到了某些修正。1993年，在非洲出土了一具大约在1,500万年以前的保存完好的原始人类的骨骼。对KNH-TH28860的头盖骨作分析。有助于古生物学家把多毛，的中新世猿猴与那些我们由它们进化而来的猿区别开来。还有更多的证据表明：尼安德特人并不是同现代人互不相干的，而且还可能是现代人的近亲，毕竟他们与现代人没有太大的不同。

从克罗地亚的一个洞穴中找到的证据表明：尼安德特人和现代人已经在中欧共同生活了6000年。从那里出土的头盖骨的年龄在28,000- 29,000年之间，而最近在西班牙发现的尼安德特人的遗骨可以追溯到33,000~ 34,000年以前。

最令人感兴趣的是，这两类人并非是互相残杀的敌人，他们之间显然还有贸易交往，甚至可能还进行过杂交。

人类用现代的字母进行书写的历史，可能要比我们过去所认为的要早得多。最近在埃及南部的一个沙漠峡谷中的一块岩石上发现的铭文表明，所有近代的拼音字母都是由其演变而成的最早的拼音字母，可能是在埃及发明的，而并不是像过去所想象的那样是在Levant地区，即现在的叙利亚、黎巴嫩和以色列发明的。迄今为止，学者们都认为书写的希伯莱、阿拉伯、希腊字母，实际上包括我们在内的所有字母都是在公元前1700年左右发明的。而今在埃及发现的铭文，将字母的起源推前到公元前1900年左右。

恐龙也一样，也引起了人们的某些再思考。在过去几年中，不少古生物学家报道了有关骨骼的证据，证明蜥蜴类动物是热血的，而且可能会是现代鸟类的祖先。然而这种逗人喜欢的想法可能是行不通的。俄勒冈州立大学的古脊椎动物学家约翰鲁宾用他自己的几根骨头为例，坚持认为恐龙更接近利摩多巨蜥和澳大利亚玄凤(一和鹦鹉)。

一个关于飞行之谜——是什么能使大黄蜂向上飞——被加利福尼亚伯克利大学的一位综合生物学助教米歇尔 · 迪金森所揭示。他在一个矿物油槽中建立了一个模拟昆虫飞行的自动控制的翅膀按比例升高的装置，并测量了它们所产生的力。但是，1999 年最令人难以忘怀的事件，是关于伯特兰 · 皮卡德和布赖恩 · 琼斯驾驶气球绕全球飞行的详细报道。在3月21日上午10时许，当他们驾驶的气球Breitling3 号轨道飞行器以每小时130 英里的速度在毛里塔尼亚西经9度27分上空36,000英尺高度上飞行时，他们就被载人史册。下一次挑战将会是什么？可能会是载人的现代飞艇作环球航行。

生物工程继续是有争议的话题。有谣言广为流传，说克隆人已经迫在眉睫。在《科学美国人》的一期专刊中，几位科学家严肃认真地仔细思考了这样一个问题：一个仿生学的未来——这是一个充满了人头移植、肌造疫苗、机器增强的头脑和克隆人的时代一一真的会到来吗？ 这听起来也许是太异想天开了。但是想一下吧：普林斯顿大学的科学家们，今年通过巧妙地处理一个单一的基因，已经创造出了许多极聪明的老鼠。

对生物工程来说，更加刻不容缓的问题包括正在进行的关于通过基因改良作物的辩论。愈来愈强烈的反对者开始对在欧洲和美国用杀虫剂——产生的基因来轮换粮食作物的聪明想法提出了挑战。

先进的成像和模拟技术，使科学家能最清楚的观察重要的生物过程和化学过程。亚利桑那州立大学发表了他们在一个叫作赤铜矿的晶体中得到的第一批原子轨道的真实图像。领头的作者J · M · Zuo说：“这是对量子模型的一种直接的试验证明。”而核糖核蛋白体的密集图像有助于解释这些极微小的细胞器如像高效率的工厂一样如何从简单的遗传模板制造出所有维持生命所需要的蛋白质。另外一个谜——蛋白质如何折叠成能影响它们的功能的精细的形状，正在用一台由麻省理工学院的乔纳森 · 金和桑迪亚国家实验室开发的进行一种数学运算的超级计算机加以破解。先进的成像技术还能够使研究人员更好地显现人体胚胎。

其他一些研究人员正在尝试利用细胞组织生产一种新一代的能在人体内起作用的微型器官。事实上，原子工程近来已经取得了长足的进步。康乃尔大学的科学家按照那些在细胞中能使细菌纤毛摇晃或穿过细胞膜传输能量的方式，模拟制作一种分子尺度的发动机。科学家们发现，他们的分子发动机的定子和转子以一种普遍存在的分子一一腺苷三磷酸酶的形式出现。

在电子学和计算技术领域也一样，组件的微型化继续推动着信息和通讯革命。贝尔实验室的彼得 · 甘默尔和他的同事们一起，采用利用刻蚀技术在硅晶片上刻出和制作出显微结构的显微机械加工方法，将一种移动电话的3个主要元件减小到很小的尺寸，以使一只手机的所有元件能够制作在一块单个的芯片，上。另外一些贝尔实验室的研究人员，最近生产出一些迄今最小的和速度最快的晶体管，从而证实，至少是直到今天，摩尔定律仍旧在继续起作用。

通过电缆、旋转对、光学纤维、人造卫星或无线电技术，将高速数据传送到家庭的步伐一直都在继续进行。而且在不久的将来，无论什么样的模式胜出，都会使我们的家庭能更好地接通第二代扩展标记语言网页。

这样一来，蜂拥而至的新的引人入胜的数字继续从实验室中流出。真的已到了这样的程度，以致一些科学家担心起他们是否能够将所有这些新的信息加以分类并了解它们的意义的能力来。例如，在瑞士的欧洲原子核研究组织的粒子对撞机上的探测器，每年都要记录10¹⁵个字符，这要比美国国会图书馆收藏的所有字数还要多1,000倍。但是，其他一些人已在努力工作，以便为新的一千年做准备。他们正在创制庞大的、规模能改变的数据库，并将它们存贮在全世界的计算机中，并用互联网加以联接。任何进入万维网(WWW)的研究人员，都能够通过检索询问这些服务器，并且将这些图形数据在数秒钟内显示在他们的计算机屏幕上。

如果说本文能给人们带来任何启示的话，那就是科学的黄金时代不久就会到来。著名的物理学家史蒂文 · 温伯格曾经预言到2050年时物理学的统一，而且我们在即将到来的21世纪中，一定能够弄清楚许多迄今尚未预料到的科学问题。

[ Scientific American，1999年 12月20日]