证明庞加莱猜想
法国大博学家亨利·庞加莱(Henri Poincar)曾在1904年提出这样一个猜想:“如果一个封闭三维空间中每条封闭曲线都可以收缩成一点,那么这个空间一定是一个圆球。”这个猜想困扰了数学界长达100多年,并被列为“数学世纪难题”之一。
如今俄罗斯数学家格里高利·佩雷尔曼(Grigory Perelman)成功证明了庞加莱猜想,还创造出一个“三维空间周期表”来支持他的证明。为此,佩雷尔曼赢得了2006年度数学界最高奖——菲尔茨奖。
化石DNA
科学家利用基因分析技术,从尼安德特人和猛犸象化石中获取了宝贵的遗传信息,为研究人类进化史和地球演化史提供了清晰的线索。
尼安德特人是著名的原始人类,据认为从几十万年前就开始生活在欧洲大陆和亚洲一些地区,并于距今约3万年前灭绝。科学家一直想了解尼安德特人与现代人类之间的关系。
科学家从克罗地亚洞穴中发现了3.8万年前尼安德特人的骨化石,并从中抽取DNA样本进行测序。结果发现,尼安德特人早在45万年前就与现代人类祖先分离并各自进化,相互间很少或根本没有共同的后代。
冰川融化
2006年,科学家发现并证实了南极地区和格陵兰岛上的冰层正在加速消融的事实,表明温室效应正加速全球变暖,并可能危及人类的生存环境。
科学家表示,淡水储量约占全世界淡水总量10%并有“地球第二大淡水库”之称的格陵兰岛冰盖的融化速度已超出了人们的估计。如格陵兰岛南部冰盖融化速度最快,约占冰盖融化总量的69%左右,并且在最近两年中,其融化的速度提高了5倍多。整个格陵兰岛冰盖每年融化量达到了约240立方公里,直接导致全球海平面上升0.56毫米,占全球每年海平面上涨量的20%以上。
迈向陆地的鱼类
迄今最古老的鱼的“足迹”——痕迹化石被科学家所发现。经分析,这些3.7亿年前的痕迹化石的所在地原是河流区域。根据化石形状判断,这是一群(木加盾)头鱼留下的痕迹。它们是一群淡水鱼,有一个独特的马蹄型头盖,鳍的排列也与现代的鱼存在较大区别。这种鱼还长有结实的、有关节的鳍,在“行走”前它们可能是用胸鳍站立的。它们是已知的与有肢脊椎动物最为接近的同族,这可能是后来在陆地上用以行走的肢进化的开始。
隐形术
科学家认为,人之所以能看到物体,是因为物体阻挡了光波的通过。如果有一种材料能引导光波“绕道而行”,在人眼看来,物体就似乎消失了,也就实现了视觉隐身。
基于这个假设,研究者研制出一种具有特殊结构特性的材料,该材料可以使光波的路线发生扭曲,而不会产生反射和投影。杜克大学的科学家已成功实现了使一个小型铜柱隐形,并避开了微波检测装置的探测。假以时日,人类就能制造出梦寐以求的隐身衣。
据称,该技术还可用于军事领域,让军事设施、士兵等从敌人眼前“彻底消失”;也能让微波扭曲材料用于无线电通信,可以减少某些物体对通信的阻碍。
黄斑病变患者的希望
黄斑变性是人眼黄斑区的一种特殊病变,其发病率通常随年龄的增加而升高,并在65岁以上的老年人群中较为常见。黄斑病变对患者视力影响很大,轻者无法正常视物,重者可能导致失明。
将来此类患者将有望摆脱眼病的苦恼。一种叫做ranibimuzab的药物可以提高部分患者的视力,还可能通过基因研究来实现人眼对该疾病的抗感染性。
另外,经常进行锻炼的人与习惯久坐的人相比,前者患上“湿性”黄斑病变的几率比后者低70%。
物种进化
果蝇是较低等的无脊椎动物,而人类是最高级的脊椎动物,一般很难把两者联系在一起。但研究显示,果蝇有着与人类相似的消化系统。两者的基本结构都包括嘴巴、食道和大小肠。另外,果蝇肠道内存在干细胞,这种干细胞的功能与人类的情况相似或甚至一致。
研究者认为,生物进化完全是遗传变异的结果。所有生物最初的形式都是单细胞的,由于环境的变化造成生物变异,于是大量新物种产生。但这种单细胞的变异是非常不稳定的,后来出现多细胞生物,遗传开始占主导地位。虽然变异在进化过程中也发挥了一定的作用,但已不再是主要推动力。
突破阿贝极限
在18世纪70年代,德国物理学家恩斯特·阿贝发现,可见光由于其波动特性会发生衍射,因而光束不能无限聚焦。这一发现被称为阿贝定律。
可见光能聚焦的最小直径是光波波长的三分之一,也就是200纳米。一个多世纪以来,200纳米的“阿贝极限”一直被认为是光学显微镜理论上的分辨率极限,小于这个尺寸的物体必须借助电子显微镜或隧道扫描显微镜才能观察。但德国马普学会生物物理化学研究所的科学家巧妙地借助脉冲激光的作用,突破了“阿贝极限”。他们发明的光学显微镜能够观察20纳米左右的微小生物。该发明荣获了2006年度德国“未来奖”桂冠。
记忆如何形成
研究人员发现,对事物的熟悉程度是记忆能力高低的关键。
新记忆是否形成并持久保存取决于人们将新信息与旧经历相联系能力。而一个人将某事物与背景结合的能力在于它是“块”还是“组”。当一些互不相关的信息被认为是属于一组时,就会形成“块状”信息。例如,三个字母组合在一起的单词“FBI”,即块状信息,它代表了一个组织的名称缩写。因为人们经常听到这个单词,所以不会占用太多的脑力资源便能很快且持久地记住它。而当信息不是块状时,便无法与相应的背景所联系,记忆形成的效率就大大低于“块壮信息”记忆。
小分子RNA家族的新成员
科学家在老鼠睾丸中发现了一类全新的小分子RNA(核糖核酸),这类RNA比已发现的其他小分子RNA(如微RNA和短干涉RNA等)都要稍长。科学家将这类新RNA命名为“PIWI互动RNA”(简称piRNAs)。PIWI蛋白质通常在睾丸中得到表达。研究显示,斑马鱼、苍蝇体内以及人类睾丸中都存在类似的RNA。科学家推测,piRNAs和PIWI蛋白质能控制导致精子生成的一些重大变化,如减数分裂过程中使遗传物质减半的细胞分裂。虽然目前还没有任何证据支持上述猜想,但研究人员指出,piRNAs的发现拓宽了RNA研究的领域。