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【大紀元1月4日訊】美國《科學》雜志評選出一年一度的“十大突破”，南方周末報特邀十位中國科學家予以評述———透視2001十大科學突破
納米計算電路初展魔力
對于美國《科學》雜志一年一度評選出的“十大科學突破”，有人將其稱為“科學奧斯卡”獎。2001年度“科學奧斯卡”的最佳主角是納米計算電路。在這個領域中，科學家們正在演繹著一個逼近神奇的微型計算机———“分子計算机”夢想的故事。
當人類剛剛進入計算机時代，計算机不過是些重如大象、慢如蝸牛的家伙，然而早在那時，科學家們就已經為美好的未來浮想聯翩了。1974年，美國IBM公司兩位研究人員就提出利用單個分子制作元器件，然后組成極微小和極快速的“分子計算机”。但是多年來，由于受到技術的限制，這种設想只能是“空中樓閣”。
2001年，科學家們不懈的努力開始得到回報。來自美國哈佛大學、朗訊公司貝爾實驗室、IBM公司、荷蘭Delft大學等研究單位的科學家們，將一些納米級(一納米等于一米的十億分之一)的電子器件連接成可以工作的電路。《科學》雜志認為，這一突破有可能為未來誕生極微小和極快速的分子計算机鋪平道路，“成為今后几十年科技突破的一大動力”。納米電路還可能被應用到各种各樣的复雜儀器中，例如制造出“鑽”進人體內診斷疾病的微型儀器。
評述(复旦大學納米技術發展中心華中一教授)：科學家們在考慮分子電子器件制作的同時，還提出了一些可能的組裝方法，以便最終實現拼接納米計算机結构的目標。但是，嚴格說來，這些還只是初步的嘗試，還只是“分子尺寸的器件”，而不是“單分子器件”(目前，中國、美國、日本、印度等國都在開展“單分子器件”的研究)。實際上，納米電子學(包括分子電子學在內)的主要困難恐怕還在于同外部世界的連接。即使有了比較可行的器件方案，如何快速組裝、廉价和達到分子級精度，都是大問題。所以，分子計算机的實現還不是短期的事情。有人說過：“納米電子學是物理學家的夢想，同時又是工程師的夢魘”。要早日擺脫那些夢魘而實現夢想，尚需大家不斷努力。
除了納米電子學領域取得的突破外，2001年12月21日出版的《科學》雜志同時公布了2001年度另外9項科學突破(排名不分先后)。
基因組測序成果丰碩
今年2月，人類基因組草圖的公布成為世界各大媒體紛紛報道的頭條新聞。目前，已經有60多种生物的基因組序列被測定。
評述(中科院遺傳与發育生物學所薛勇彪研究員)：測出這些序列只能說是“万里長征第一步”，要了解基因的功能，不僅需要精确的基因組序列，更需要各個學科的科學家們共同參与。我國雖然具備測定基因組序列的能力，但我們的研究，尤其在基因組功能研究領域，還明顯落后于美國等西方國家。
抗癌新藥物出現
美國食品和藥物管理局(FDA)批准諾華公司治療一种慢性白血病的新藥“格列衛”(Gleevec)上市。這是世界上第一個在了解癌症病因后合理設計開發出的口服抗腫瘤藥物，它為未來的癌症治療提供了一种模式，即只攻擊疾病的根源，而不傷害健康的細胞。
評述(中科院副院長陳竺院士)：我喜歡用“有的放矢”來描述藥物開發：藥物在體內都有作用靶點，即致病基因編碼的蛋白質，靶點相當于“的”，藥物相當于“矢”。我相信，在基因組時代，像格列衛這樣的好藥會大量出現。
RNA地位上升
2001年，一場“核酸風波”使得許多中國百姓知道所謂“核酸營養”并無科學依据，同時也開始了解核酸。而科學家們對RNA(核糖核酸)的了解更是在不斷深入。長期以來，RNA被認為在細胞中只傳遞信息和氨基酸，但最近因其多功能而頗受矚目。例如，1995年中國留美研究生郭蘇及其導師研究表明，小分子RNA能夠關閉一种線虫中的基因，与植物中已知的“基因沉默”相似，科學家隨即認識到基因功能研究將因這种“RNA干擾”而得益，對RNA的興趣飆升。2001年，科學家又發現“RNA干擾”也能在鼠和人的細胞中阻遏基因的活力。
評述(中科院生化与細胞生物學所王恩多研究員)：RNA在生物體的作用大大超過人們的意料。早先的研究已表明，RNA主要參与蛋白質的生物合成，而最近的研究又表明，RNA有越來越多的生物功能，例如調節基因的表達和某些脢的活性等。
了解神經信號傳遞机制
科學家們進一步認識了神經纖維導向的分子机理。
評述(中科院神經科學所客座研究員饒毅)：神經系統中有電線一樣的結构，稱為神經纖維。腦中有許多神經細胞，一個細胞的神經纖維如何選擇連接到那么多細胞中哪一個上去呢？這涉及到一個重要問題：神經纖維的導向机理。神經纖維導向錯誤也可以說成是中國俗話“搭錯了神經”的發育基礎。過去10年來科學家們對神經纖維導向的分子机理有較多的理解，今年更是在《科學》、《細胞》、《自然》等刊物發表了一系列重要論文。對神經纖維導向的研究不僅有助于了解基礎原理，而且可以提示人們如何使斷了的神經纖維再生，具有治療意義。
揭示中微子失蹤之謎
在位于加拿大安大略省地下2000米處、體積相當于一座10層大樓的一個鎳礦中建造的“薩德伯里中微子觀測站”(SNO)，揭開了科學家們心中的一個謎團。中微子是一种不帶電、質量極小、穿透力極強的基本粒子，它有三种類型，分別是電子中微子、(繆)子中微子和t(濤)子中微子。太陽的熱核反應會釋放出大量的電子中微子。
30多年前，科學家計算出從太陽流失的中微子數量，比實際探測到的數量少，即太陽中微子失蹤之謎。2001年，SNO的觀測結果終于證實了早先一些實驗得出的假設：中微子事實上沒有失蹤，只是在离開太陽后轉化成子和t子，躲過了此前的探測，這間接證明中微子具有質量。
評述(中科院高能物理所王貽芳研究員)：由美國、加拿大等國合作的SNO實驗，經過10多年的准備，取得了極為重要的結果。2002年，由日本、美國、中國合作的KamLAND實驗，將對太陽中微子問題給出一個更為精确的回答。中微子与物質的相互作用微乎其微，可以毫不費力地穿過地球，似乎無法想象它的應用。以前曾有人提出中微子通訊，但最近几年人們提出了一些新的想法，例如用很強的中微子束流穿過地球，以測量地心的密度甚至化學成分。再有，我在美國時曾与人合作，提出用中微子探測器監視反應堆的運行，以防有人竊取堆芯燃料制作核武器。這項研究正在申請美國專利，它也是已知的有關中微子的第一個實際應用。
超導溫度推向新高
科學家們距离室溫、零電阻的超導材料的目標又近了一步。日本科學家發現二硼化鎂在零下234攝氏度成為超導材料，超過此前金屬化合物創下的超導溫度。另外，美國科學家將有机分子摻入一种碳60晶體中，使后者的超導臨界溫度從零下221攝氏度上升到零下156攝氏度。
評述(中科院物理所趙柏儒研究員)：銅酸鹽高溫超導體發現15年來，各种新材料和新方法的探索已使超導轉變溫度的記錄不斷刷新，我國科學家也為之作出了貢獻。但我們既不能簡單地認為室溫超導已离我們不遠而過于樂觀，也不要因實現室溫超導不易而產生急躁情緒。隨著知識的積累和技術的進步，我們完全可以面對如下事實：超導在通訊、測量、計算等軍民用高新技術領域的應用并不一定要等到室溫超導才能實現；室溫超導的目標也會逐步向我們靠近。
玻色—愛因斯坦凝聚取得進展
2001年度的諾貝爾物理學獎授予了三位科學家。按照玻色和愛因斯坦70多年前的預言，如果將某些原子气體冷卻到非常低的溫度，那么所有原子會突然在最低能態凝聚，形成一种新的物質狀態，即“玻色—愛因斯坦凝聚”。三位獲獎科學家在1995年分別實現了銣原子和鈉原子的玻色—愛因斯坦凝聚。2001年，這一領域又有好消息：科學家們實現了氦、鋰、鉀原子的玻色—愛因斯坦凝聚。
評述(中科院上海光机所王育竹院士)：玻色—愛因斯坦凝聚的進展將為科學研究和高技術應用打開了一扇新的大門。目前，國內有不少單位開展這方面的研究，在國際一流刊物上發表了不少有影響的論文，但我國總體水平与國際水平有相當的差距，在實驗室中實現玻色—愛因斯坦凝聚也仍然是一個挑戰。
揭示二氧化碳失匯之謎
20多年來，人類活動釋放的一部分溫室气體CO2去向不明，被科技界稱作“CO2失匯之謎”。近來的研究表明，北半球中高緯度的陸地生態系統是一個巨大的“碳匯”，固定了大部分全球碳循環中去向不明的CO2，持續20余年的失匯之謎有了答案。2001年，美國兩個原本意見相左的科研小組達成一致：美國的碳匯吸收了該國當前溫室气體排放量的約三分之一。
評述(北京大學城環系方精云教授)：碳匯問題存在相當大的不确定性，很難說某一國家對碳匯的具體貢獻有多大。即便在美國，不同研究所得出的結論差异可達5—6倍以上。北京大學的研究小組為探索CO2失匯之謎作出了貢獻，但總的來說，中國的相關研究十分薄弱，這對將來參加有關國際談判也十分不利。最近國內有關部門加大了投入，如中科院已投入數千万元人民幣，教育部也准備組織高校開展攻關。
全球變暖意見趨于一致
2001年1月，由聯合國資助的政府間气候變化委員會(IPCC)發表了第三個報告，報告認為，“過去50年中的全球變暖現象，很可能是由大气中的溫室气體增加造成的”，并确認人類活動是全球變暖的主要因素。
評述(中科院大气物理所陸日宇研究員)：全球變暖研究入選年度十大突破，這充分表明科學界在這個問題上的意見已經趨于一致。在政治家們搖擺不定時，科學界堅定的態度是十分重要的。IPCC并沒有危言聳听，其長達11年的努力畢竟收到了一定的效果。全球變暖的确應該引起有識之士、尤其是發達國家政府首腦的高度重視。對中國而言，開展全球變暖研究可以使我們心中有數，早做准備，并使我們在國際談判中處于主動地位。
需要說明的是，有科學家告訴本報記者，《科學》雜志每年評選的“突破”，目前還沒有成為科技界公認的成果鑒定。科技界一部分人認為這是一种有趣的評選，一部分人則認為意義不大。這些“突破”由《科學》雜志編輯部人員評定，難免存在局限，其主編、原斯坦福大學校長肯尼迪就要求每年公布新的評選結果的同時，指出以前評選結果的錯誤和正确之處。另外，《科學》無疑是优秀雜志，但從評選所引用的文獻看，不難發現《科學》本身發表的論文占了多數，有一點“王婆賣瓜”的味道。
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